HPPD抑制剂类除草剂的产品研发及市场概况

柏亚罗

(江苏省农药协会 农药资讯网，南京 210024)

杂草已对约占全球除草剂市场3/4份额的6类除草剂(EPSPS、ALS、ACCase、PSⅡ、VLCFA、激素类)中的4类产品(EPSPS、ALS、ACCase、PSⅡ)产生了较为严重的抗药性[1]。截止2021年1月，报道的516种除草剂抗性杂草生物型涉及263种杂草，其中，双子叶杂草152种、单子叶杂草111种。这些抗性杂草分布在71个国家，覆盖94种作物，对目前已知的26种作用机制除草剂中的23种产生了抗性，涉及167种除草剂[2]。

抗性杂草成为制约农业生产的世界性难题，但同时也为除草剂的发展提供了机遇，持续创制新型超高效除草剂是当前农业生产的迫切需要。对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD：4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase)是目前最重要的除草剂作用靶标之一，HPPD抑制剂类除草剂也成为了全球研发的热点。

自吡唑特1979年上市以来，HPPD抑制剂类除草剂已历经40余年发展。该类除草剂涉及异噁唑酮类、三酮类、吡唑酮类等化学结构类型，其中以三酮类和吡唑酮类化合物居多。

除异噁唑草酮外，该类除草剂中的重磅产品大多在2000年后上市，并很快发展成为超亿美元的产品[3]。尤其是2001年上市的硝磺草酮，其2019年的销售额达8.00亿美元[4]，占该类除草剂市场的44.6%，在全球除草剂市场排名第三，是第一大选择性除草剂。异噁唑草酮、环磺酮的销售额也已突破2.00亿美元，其中环磺酮于2019年9月8日在中国的化合物专利到期，引发市场高度关注，或将于2021年在我国取得首次登记。

目前年销售额在1 000万美元以上的HPPD抑制剂类除草剂有10余个，包括硝磺草酮、异噁唑草酮、环磺酮、苯唑草酮、磺酰草吡唑、磺草酮、氟吡草酮、双环磺草酮、tolpyralate、呋喃磺草酮、吡唑特、吡草酮等[4]。

在作用机制独特、生物活性高、杀草谱广、产品丰富多样、对作物安全性好、抗性发展缓慢、耐除草剂作物上市等多重因素的积极推动下，HPPD抑制剂类除草剂在未来市场仍有望取得较好增长，是一类值得重点关注的除草剂。

1 作用机制及应用

HPPD抑制剂类除草剂虽已发展40余年，但直至20世纪90年代，HPPD才被确定为除草剂作用靶标。在此理论的指导下，诞生了一批重磅产品。

HPPD抑制剂类除草剂通过抑制HPPD的活性，阻止HPPA(对羟基苯基丙酮酸)转化为HGA(尿黑酸)，阻碍生育酚、质体醌的正常合成，影响类胡萝卜素的生物合成，促使植物分生、新生组织白化，导致植株死亡[5]。HRAC (国际除草剂抗性行动委员会)将该类除草剂归为F2组，WSSA (美国杂草科学会)将其归类为第27组。

HPPD抑制剂类除草剂可以选择性地高效防除许多阔叶杂草和禾本科杂草，主要用于玉米田，也用于谷物、水稻、甘蔗、高粱等作物田。随着耐HPPD抑制剂大豆的商业化种植，该类除草剂亦已进入大豆市场[6]。

研究发现，HPPD抑制剂类除草剂具有高效、低毒、对作物安全性高、不易产生抗药性、对环境友好等特点。目前，全球报道的抗性案件只有4例，非常适用于抗性杂草综合治理[7]。

2 市场概况

在全球18个主要除草剂产品类型中，氨基酸类(+6.5%)、其他PPO类(+7.5%)、HPPD抑制剂类(+11.1%)、三嗪类(+8.3%)、苯氧羧酸类(+8.8%)、环己二酮类(+6.2%)、其他类(+6.7%)除草剂2018年销售额同比增长均超5.0%。尤其是，HPPD抑制剂类除草剂增幅高达11.1%，领涨除草剂市场[3]。2019年，该类产品的销售额同比再增5.2%，为17.94亿美元[4](表1)；2009-2019年的复合年增长率为9.3%[5]。

表1 2009-2019年HPPD抑制剂类除草剂的销售额 及所占份额[4-5]

2019年，HPPD抑制剂类除草剂中销售额超亿美元的产品有4个：硝磺草酮、异噁唑草酮、环磺酮、苯唑草酮(表2)；其销售总额占该类除草剂市场的78.9%。

3 重点上市产品

HPPD抑制剂类除草剂中的前几大产品均来自跨国公司。其中，拜耳上市了5个产品(异噁唑草酮、环磺酮、磺酰草吡唑、磺草酮、呋喃磺草酮)；先正达上市了2个产品(硝磺草酮、氟吡草酮)；巴斯夫上市了1个产品(苯唑草酮)；史迪士、石原、北兴、三共、大冢等日本公司也有此类产品上市。

3.1 硝磺草酮

图1 硝磺草酮的结构式

继磺草酮之后，先正达成功开发了第2个三酮类除草剂——硝磺草酮(通用名：mesotrione；商品名：Callisto等)，这是HPPD抑制剂类除草剂中的领军产品。

硝磺草酮是磺草酮的升级版，其活性数倍于磺草酮，安全性显著提升，尤其是其混配性强，形成了包括单剂和许多复配产品在内的独特的产品系列，成为最成功的选择性除草剂。

硝磺草酮广谱、高效，具有内吸性、触杀作用，持效期长。通过植物的种子、根、芽、叶快速吸收，并经木质部及韧皮部向顶、向基传导。此物质用于防除玉米、甘蔗、水稻、谷物、高粱等作物田一年生阔叶杂草及部分禾本科杂草，并用于抗性杂草的防除。苗前、苗后施用，有效成分用量为70~225 g/hm2[8]。

2019年1月，中国批准进口先正达和巴斯夫的耐草铵膦及硝磺草酮大豆SYHT0H2，这将提升硝磺草酮在大豆田的应用[4]。

硝磺草酮是一个拥有20年市龄的成熟产品，除先正达等跨国公司外，其他许多公司也参与其市场开发。2001年，硝磺草酮在美国率先上市，上市第2年的全球销售额即超1.00亿美元，2019年的销售额达8.00亿美元，创历史最高水平；2002-2019年的复合年增长率高达12.8%。硝磺草酮的市场增长主要得益于：产品性能优秀，新产品持续上市，抗性杂草防除，耐除草剂作物推广等。

表3 硝磺草酮上市以来的全球销售额[4,6]

硝磺草酮的主要市场在美国，约占其全球市场的1/3；其他市场主要包括：欧盟26个成员国、巴西、中国、加拿大、墨西哥、日本、南非、印度尼西亚、俄罗斯、塞尔维亚、厄瓜多尔、韩国、阿根廷、土耳其、肯尼亚、澳大利亚等[6]。

2012年8月2日，硝磺草酮在中国的行政保护(授权号：NB-US2005020229)届满。在期满前的2012年7月19日，安徽中山化工有限公司基于硝磺草酮的2个水分散粒剂在我国首获登记[8]。目前，浙江中山集团旗下位于安徽、响水、浙江3个基地的公司共登记了11个硝磺草酮产品，其中包括2个原药、4个单剂、5个复配产品。我国登记的硝磺草酮产品共有489个，其中原药37个[9]。

硝磺草酮开启了玉米田苗后安全、快速除草的新时代。目前，硝磺草酮约70%的市场来自于玉米，在甘蔗田的使用约占其市场的5%，另外，在水稻、谷物、高粱、草坪、小宗作物田也有少量使用[6]。

在先正达的带领下，基于硝磺草酮的产品不断上市。除单剂产品外，复配产品丰富多样，配伍产品涵盖磺酰脲类、三嗪类、酰胺类等除草剂，如烟嘧磺隆、砜嘧磺隆、异丙甲草胺、丙草胺、特丁津、莠去津、草甘膦、麦草畏、精异丙甲草胺+莠去津、异丙草胺+莠去津、烟嘧磺隆+莠去津、草甘膦+精异丙甲草胺、特丁津+精异丙甲草胺、特丁津+异噁草松、氟吡草酮+精异丙甲草胺、氟吡草酮+精异丙甲草胺+莠去津等。

随着开发产品的不断上市以及耐硝磺草酮转基因作物的大面积推广，硝磺草酮的未来市场仍具备增长潜能。

3.2 异噁唑草酮

图2 异噁唑草酮的结构式

异噁唑草酮(通用名：isoxaflutole；商品名：Balance)为HPPD抑制剂类除草剂中的第二大产品，是由罗纳-普朗克(现拜耳)1992年发现的异噁唑酮类除草剂。

异噁唑草酮高效、广谱，具有内吸性，持效期长，经植物的根、叶吸收后，在韧皮部、木质部传导至整个植株，主要防除玉米、甘蔗、果蔬、棉花、谷物、甜菜等作物田许多一年生杂草。种植前、苗前、苗后早期施用，有效成分用量为75~140 g/hm2[6,10]。

异噁唑草酮在潮湿的条件下施用，可以获得最佳效果。研究表明，滞留在土壤表层的异噁唑草酮，一旦遇到降雨或灌溉，可以再次“激发”其除草活性[10]。

随着转基因耐HPPD抑制剂类除草剂大豆的开发和上市，异噁唑草酮也已用于大豆田。2011年起，拜耳即与先正达、MS Technologies等公司合作，开发耐异噁唑草酮等HPPD抑制剂类除草剂大豆。如Balance GT (Event FG72)性状对草甘膦、异噁唑草酮具有耐受性；LibertyLink GT27 (FG72×LL55)大豆对草铵膦、草甘膦、异噁唑草酮具有耐受性；FG072大豆对草铵膦、异噁唑草酮具有耐受性[4,10]。

异噁唑草酮已上市20余年。1996年，异噁唑草酮率先在牙买加上市；2001年，其全球销售额达1.00亿美元；2019年的销售额为2.65亿美元；2001－2019年的复合年增长率为5.6%。

表4 异噁唑草酮近年来的全球销售额[4,10]

异噁唑草酮的全球布局有所侧重，美洲和欧洲的市场地位更加凸显。目前最重要的市场在美国和巴西，各占该产品约25%的市场份额；罗马尼亚约占10%的市场份额；另外，该产品还在法国、意大利、澳大利亚、阿根廷、哥伦比亚、巴拉圭、加拿大、西班牙、俄罗斯、德国、英国、斯洛伐克、中国、印度尼西亚、泰国、越南等许多国家销售[6,10]。

时至2021年1月，异噁唑草酮在中国的登记产品有19个，其中包括拜耳股份公司97.2%异噁唑草酮原药及26%噻酮·异噁唑悬浮剂(7%噻酮磺隆+19%异噁唑草酮)。江苏中旗、上虞颖泰、江苏省激素所也登记了异噁唑草酮原药[9]；其中，江苏中旗拟建年产1 000 t异噁唑草酮原药项目[11]。

异噁唑草酮的市场渐趋成熟，尤其在玉米领域，约占其全球市场65%的份额；在甘蔗田的使用也较多，约占其全球市场的20%；另外，还在果蔬、棉花、谷物田少量使用[6]。

在异噁唑草酮的市场开发中，拜耳发挥了重要作用；随着该产品专利到期，其他公司也参与其市场开发。这些公司不仅开发了异噁唑草酮的单剂产品，还开发了许多复配产品。尤其是安全剂环丙磺酰胺(cyprosulfamide)的加入不仅提高了产品对作物的安全性，而且拓宽了用药适期；而其他有效成分的加入，一方面降低了异噁唑草酮的用量，同时也扩大了产品的防治谱。与异噁唑草酮复配的有效成分主要有：环丙磺酰胺、苯草醚、三嗪茚草胺、氟噻草胺、莠去津、特丁津、噻酮磺隆+环丙磺酰胺、2,4-滴异辛酯+乙草胺、硝磺草酮+莠去津等[9-10]。

3.3 环磺酮

图3 环磺酮的结构式

环磺酮(通用名：tembotrione；商品名：Laudis；开发代号：AE 0172747)是拜耳通过对磺草酮结构优化后得到的三酮类化合物，主要用于玉米，也用于向日葵、非作物领域等。其杀草谱广，具有内吸性和选择性。苗后防除玉米田阔叶杂草与禾本科杂草，如蓟、田旋花、婆婆纳、辣子草、鼬瓣花、猪殃殃等，且对草甘膦、ALS抑制剂类除草剂、麦草畏等产生抗性的杂草有效[7]。苗后施用，有效成分用量为92 g/hm2[6]。

为提高产品的安全性，环磺酮通常与安全剂双苯噁唑酸(isoxadifen)复配使用[7]。

2007年，环磺酮上市，受到市场的普遍欢迎，销售额几乎逐年提升。2019年的全球销售额为2.45亿美元；2009-2019年的复合年增长率为23.4%[4,7]。

表5 环磺酮近年来的全球销售额[4,6]

玉米是环磺酮最大的应用作物，约占该产品全球市场的80%；在向日葵及其他作物/非作物领域也有销售，约占其总市场的20%[6]。

拉丁美洲是环磺酮的第一大地区市场，约占其全球市场的45%；欧洲、北美自由贸易区分别约占20%、10%的份额[7]。

巴西对环磺酮的市场贡献最大，约占该产品全球市场45%的份额；美国也占了约10%的份额。环磺酮在欧盟19个成员国(法国、德国、奥地利、意大利、罗马尼亚、克罗地亚、荷兰、保加利亚、斯洛伐克、比利时、西班牙、捷克等)、加拿大、墨西哥、塞尔维亚、南非、厄瓜多尔、智利、肯尼亚等地区和国家也有销售和使用[7]。

2019年9月8日，环磺酮在中国的化合物专利(CN1269800C)到期。作为玉米田重磅专利过期产品，环磺酮正吸引许多国内企业加紧研发，预计2021年或将在我国首获登记。

环磺酮上市产品既有单剂，也有复配产品。复配产品的主要配伍有：双苯噁唑酸、双苯噁唑酸乙酯、噻酮磺隆、麦草畏二甘醇胺盐、双苯噁唑酸+特丁津、噻酮磺隆+双苯噁唑酸乙酯等[4,7]。

3.4 苯唑草酮

图4 苯唑草酮的结构式

苯唑草酮(通用名：topramezone；商品名：Clio、Impact等)是巴斯夫研发的吡唑酮类除草剂，具有安全性高、选择性强、杀草谱广、持效期长、兼容性好等特点，主要用于玉米田，防除一年生杂草，如马唐、稗草、野稷、狗尾草、牛筋草、异型莎草等一年生禾本科杂草，苋、藜、田旋花、苘麻、蓼、龙葵、野芥、鸭跖草等阔叶杂草[12]。苗后使用，有效成分用量为12.5~25 g/hm2[6]。

2006年，苯唑草酮上市；2019年的全球销售额为1.04亿美元，2011-2019年的复合年增长率为8.3%[4,6]。

表6 苯唑草酮近年来的全球销售额[4,6]

苯唑草酮主要用于玉米，也用于谷物、水稻、非作物领域等。其中，玉米用苯唑草酮约占该产品全球市场的65%[6]。

苯唑草酮主要销往美国、中国、阿根廷等国，在这些国家的份额分别约占其全球市场的20%、15%、8%；也在匈牙利、墨西哥、印度尼西亚、比利时、日本、德国、加拿大、奥地利、乌克兰、智利、斯洛伐克、荷兰等国销售[6]。

2011年，巴斯夫苯唑草酮产品在中国登记和上市，商品名“苞卫”。随着苯唑草酮2018年1月7日在中国的化合物专利到期，国内不少企业登记了苯唑草酮产品。目前，在我国登记的苯唑草酮产品有15个，其中包括巴斯夫欧洲公司的3个产品，国内企业登记的都是苯唑草酮制剂，尚未登记原药[9]。基于苯唑草酮优秀的产品性能，国内多家公司拟建苯唑草酮原药项目，如中旗股份等[11]。

2020年7月1日，巴斯夫的Frequency(苯唑草酮+安全剂解草酯；悬乳剂)在澳大利亚取得登记，苗后防除小麦(包括硬质小麦)和大麦田杂草[5]。通过安全剂的加入，苯唑草酮的应用范围扩大到谷物。

3.5 磺酰草吡唑

图5 磺酰草吡唑的结构式

磺酰草吡唑(通用名：pyrasulfotole；商品名：Huskie等；开发代号：AE 0317309)是安万特(现拜耳)研发的吡唑酮类除草剂，2000年首次报道，现已成为HPPD抑制剂中的第五大产品。

磺酰草吡唑是第1个用于谷物田的HPPD抑制剂类除草剂，为谷物田抗性和多抗性杂草防除提供了新的解决方案，主要防除阔叶杂草，如繁缕、藜属、茄属、苋属、苘麻属植物，对部分一年生禾本科杂草(如狗尾草)的防效并不理想；苗后施用，有效成分用量为25~50 g/hm2[6]。

通过与安全剂吡唑解草酯混配，作物对磺酰草吡唑的耐药性显著提高，使其几乎可用于所有品种的小麦、大麦、黑小麦等[6]。

磺酰草吡唑于2007年上市。近年来，其销售额稳步增长。2014-2015年，磺酰草吡唑的全球销售额分别为0.50亿、0.55亿美元；2016年为0.65亿美元；2019年的销售额为0.91亿美元，2011-2019年的复合年增长率为14.9%[4,6]。

磺酰草吡唑用于谷物田的销售额约占其全球市场的90%。加拿大、美国、澳大利亚分别约占该产品市场的40%、35%、15%[6]。

目前，磺酰草吡唑尚未在欧洲登记[13]，也未在中国登记[9]。

磺酰草吡唑的上市丰富了拜耳谷物田除草剂产品组合，其与溴苯腈和苯氧类产品等具有协同作用。公司推出了磺酰草吡唑的多个复配产品，配伍产品有：2甲4氯、噻酮磺隆、溴苯腈+吡唑解草酯、溴苯腈+噁唑禾草灵、溴苯腈+氯氟吡氧乙酸等。

3.6 磺草酮

图6 磺草酮的结构式

在目前上市的13个主要HPPD抑制剂类除草剂中，有6个三酮类化合物，几乎占据了半壁江山。率先上市的磺草酮为后续产品的结构优化奠定了坚实的基础，诞生了多个重磅产品和重磅潜力产品。像硝磺草酮，其与磺草酮仅差一个取代基，两者的销售额却呈现9倍之差。

磺草酮(通用名：sulcotrione)是由捷利康(现先正达)研发并上市，主要用于玉米田，防除禾本科杂草和阔叶杂草，苗后施用，有效成分用量为300~450 g/hm2[6]。

1990年，磺草酮在欧洲上市，用于玉米田。2000年，磺草酮剥离给拜耳，继而在美国获准登记。不过，磺草酮在美国的市场有限，在欧洲的市场优势也已被硝磺草酮所取代[6]。

2019年，磺草酮的全球销售额为0.76亿美元，2014-2019年的复合年增长率为-9.5%[4]。

磺草酮用于玉米田的销售额约占其全球市场的50%以上。该产品主要销往法国、匈牙利、德国、意大利等国[6]。

目前，我国登记的磺草酮产品有24个，其中包括8个原药[9]。

3.7 氟吡草酮

图7 氟吡草酮的结构式

继磺草酮、硝磺草酮之后，先正达成功上市了第3个三酮类除草剂——氟吡草酮(通用名：bicyclopyrone；商品名：Acuron等；开发代号：NOA449280)，这是近年来该类除草剂中增长最快的产品。氟吡草酮主要防除玉米、甘蔗、谷物(如小麦、大麦)等作物田阔叶杂草和部分禾本科杂草，对三裂叶豚草和苍耳等大型种子阔叶杂草的防效较高，对草甘膦抗性杂草防效较好。种植前、苗前、苗后施用，有效成分用量为50~300 g/hm2[6]。

通过与安全剂解草嗪(benoxacor)或解草酯(cloquintocet)等混配，可以提高氟吡草酮对作物的安全性。

2015年，氟吡草酮上市，现已在美国、加拿大、阿根廷、乌拉圭、澳大利亚等多个国家登记和上市。

2015年，美国环保署批准登记了氟吡草酮原药及其四元复配产品Acuron(氟吡草酮＋硝磺草酮＋精异丙甲草胺＋莠去津)等，用于玉米和甘蔗田；同年，Acuron上市。

Acuron拥有3种不同的作用机制，可防除玉米田70多种一年生杂草，包括巨型豚草、豚草、问荆、地肤、长芒苋及抗性杂草等。上市首年，Acuron即实现销售额1.00亿美元；预计其年峰值销售额将突破5.00亿美元[6]。

2016年，先正达在美国上市了Acuron Flexi(氟吡草酮＋硝磺草酮＋精异丙甲草胺＋解草嗪)、Talinor(氟吡草酮＋辛酰溴苯腈)；2017年，在澳大利亚、美国上市了Talinor(氟吡草酮＋辛酰溴苯腈＋解草酯)，用于小麦和大麦田。Talinor可防除麦田50多种阔叶杂草，并可与其他防除禾本科杂草的除草剂混用，禾阔双除。Talinor对合成激素类、ALS抑制剂类除草剂及草甘膦等抗性杂草防效高[6]。

2019年，先正达在加拿大上市了Acuron Flexi(氟吡草酮+硝磺草酮+精异丙甲草胺)，防除玉米田许多一年生杂草，如藜、反枝苋等[5]。

氟吡草酮上市以来，其市场增长较快。2015年实现销售额0.15亿美元；2016年为0.20亿美元；2018年为0.50亿美元；2019年的销售额为0.70亿美元，2015-2019年的复合年增长率为47.0%[4,6]。

玉米是氟吡草酮最重要的应用作物，约占其全球市场的60%；氟吡草酮在美国、阿根廷应用最多，分别约占其全球市场的35%、25%[6]。

虽然氟吡草酮上市不久，但其专利申请较早；其在中国的化合物专利(CN1231476C)将于2021年6月6日期满[6]。目前，氟吡草酮尚未在我国登记[9]。

4 最新研发上市产品

HPPD抑制剂类除草剂虽然产品类型较老，但人们对该类产品的研发热情不减，并持续推出新产品。如2015年先正达上市了氟吡草酮，2017年石原产业上市了tolpyralate，2018年组合化学上市了fenquinotrione，2019年石原产业上市了lancotrione- sodium等；2018年以来，清源农冠更是连续上市4个该类除草剂。另外，富美实的F9960也在研发中。

4.1 F9960

F9960是由组合化学研发的HPPD抑制剂类除草剂，后被富美实收购。该产品具有触杀作用，主要防除玉米、大豆、棉花等作物田阔叶杂草，如豚草、问荆、田蓟、蒲公英、苋属杂草等；苗前、苗后施用。预计2024年上市[5-6]。

4.2 fenquinotrione

图8 fenquinotrione的结构式

Fenquinotrione(开发代号：KIH 3653)是组合化学研发的三酮结构的HPPD抑制剂类除草剂，2018年在日本上市，主要用于水稻田，防除阔叶杂草、禾本科杂草、莎草等；也可用于谷物田。苗前或苗后早期使用，有效成分用量为125~250 g/hm2[4-5]。

4.3 lancotrione和SL-1201

图9 lancotrione的结构式

Lancotrione (开发代号：SL-261)是由石原产业株式会社研发，以钠盐的形式(lancotrione-sodium)商品化，2019年上市。此物质主要防除水稻田禾本科杂草、阔叶杂草、莎草，对野稗、藨草、慈姑防效较好；苗前、苗后施用；对水稻安全[5-6]。

SL-1201是石原产业株式会社研发的又一个HPPD抑制剂类除草剂，防除谷物、大豆、马铃薯等作物田禾本科杂草和阔叶杂草，如稗草、马唐、狗尾草、反枝苋、刺黄花稔、苘麻等。该产品将部分聚焦日本国内市场，有望于2022年上市[4-5]。

4.4 清原农冠最新上市的4个HPPD抑制剂类除草剂

近年来，清原农冠连续推出4个HPPD抑制剂类除草剂，包括用于小麦田的环吡氟草酮、双唑草酮，用于水稻田的三唑磺草酮，以及用于玉米田的苯唑氟草酮。这4个有效成分均为苯甲酰吡唑类(或吡唑酮类)化合物，皆由青岛清原化合物有限公司自主研发、江苏清原农冠杂草防治有限公司独家登记。这些新产品的上市将为小麦、水稻、玉米田抗性杂草防控提供有效工具。

4.4.1 环吡氟草酮

图10 环吡氟草酮的结构式

环吡氟草酮(通用名：cypyrafluone；商品名：普草克®、虎贲®等)的创制和应用开启了HPPD抑制剂类除草剂应用于小麦田防除禾本科杂草的先河。该产品具有内吸传导作用，苗后茎叶处理，防除小麦田一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草；具有杀草谱广，杀草彻底、不易返弹，安全性好等特点[6]。

环吡氟草酮与目前小麦田主流药剂甲基二磺隆、啶磺草胺、氟唑磺隆等ALS抑制剂，炔草酯、唑啉草酯、精噁唑禾草灵等ACCase抑制剂，异丙隆等PSⅡ电子传递抑制剂不存在交互抗性，可用于抗性和多抗性杂草的防除[14]。

2018年，江苏清原农冠杂草防治有限公司在我国登记了95%环吡氟草酮原药、6%环吡氟草酮可分散油悬浮剂、25%环吡·异丙隆可分散油悬浮剂(3%环吡氟草酮＋22%异丙隆)；3个产品均为低毒。其中，6%环吡氟草酮可分散油悬浮剂、25%环吡·异丙隆可分散油悬浮剂制剂用量分别为：150~200、160~250 mL/667 m2；通过茎叶喷雾，防除冬小麦田一年生禾本科杂草及部分阔叶杂草[6]。

2018年底，基于环吡氟草酮的产品在我国上市，受到市场的普遍欢迎。预计未来仅在我国的推广面积即可达267万~333万hm2(4 000万~5 000万亩)，全球峰值销售额将达5.00亿~7.00亿美元[6]。

4.4.2 双唑草酮

图11 双唑草酮的结构式

双唑草酮(通用名：bipyrazone；商品名：雪虎®、麦欢®、雪鹰®、麦豹®、满达®、锐宝®等)具有内吸传导作用，高效防除冬小麦田一年生阔叶杂草；具有杀草谱广，杀草彻底、不易返弹，安全性好(无需加入安全剂)，复配灵活性高等特点；苗后茎叶处理[6,15]。

双唑草酮通过切断光合作用能量转换、抑制维生素合成、破坏对叶绿素的保护3个途径导致杂草死亡，杂草很难产生靶标抗药性；与麦田常用的苯磺隆、苄嘧磺隆、双氟磺草胺等ALS抑制剂类除草剂，2,4-滴、2甲4氯钠等激素类除草剂，乙羧氟草醚、唑草酮等PPO抑制剂类除草剂无交互抗性；对抗性和多抗性的繁缕、牛繁缕、播娘蒿、荠菜、麦家公、野油菜等防效优异[6,15]。

2018年，江苏清原农冠杂草防治有限公司在我国登记了96%双唑草酮原药、10%双唑草酮可分散油悬浮剂、22%氟吡·双唑酮可分散油悬浮剂；3个产品皆为低毒。其中，22%氟吡·双唑酮可分散油悬浮剂为氯氟吡氧乙酸异辛酯(16.5%)与双唑草酮(5.5%)2种不同作用机制有效成分的复配产品，从而进一步扩大杀草谱，提升防治效果(如猪殃殃等)，减少用药量，提高作物安全性。10%双唑草酮可分散油悬浮剂、22%氟吡·双唑酮可分散油悬浮剂的制剂用量分别为：20~25、30~50 mL/667 m2[9]。

2018年底，基于双唑草酮的产品在我国上市，在麦田除草剂市场引起了较大反响[6]。

4.4.3 苯唑氟草酮

图12 苯唑氟草酮的结构式

苯唑氟草酮(通用名：fenpyrazone；商品名：清原金玉盈®、金稳玉®)是玉米田第三代HPPD抑制剂类除草剂[6]，具有内吸传导作用，杀草活性高，苗后茎叶处理，防除阔叶杂草及禾本科杂草。该剂对马唐、稗草、牛筋草、狗尾草、虎尾草、野糜子、野稷、止血马唐等常见禾本科杂草高效，对藜、苘麻、反枝苋、马齿苋、苍耳、龙葵等一年生阔叶杂草也有优异的防除效果，对抗烟嘧磺隆杂草具有很高的活性，与烟嘧磺隆(ALS抑制剂)无交互抗性。得益于其含氟的化学结构，苯唑氟草酮除草更快更彻底，杂草不易返青；对玉米安全，并具有良好的后茬作物安全性[1]。

2020年，江苏清原农冠杂草防治有限公司在我国登记了95%苯唑氟草酮原药、6%苯唑氟草酮可分散油悬浮剂、25%苯唑氟草酮·莠去津可分散油悬浮剂(3%苯唑氟草酮+22%莠去津)；3个产品均为低毒；制剂产品仅限于谷物类作物田使用[9]。

其中，6%苯唑氟草酮可分散油悬浮剂防除夏玉米田一年生杂草，制剂用量为75~100 mL/667 m2。25%苯唑氟草酮·莠去津可分散油悬浮剂防除春玉米田、夏玉米田一年生杂草，制剂用量分别为：200~300、150~200 mL/667 m2[9]。

2020年，基于苯唑氟草酮的系列产品清原金玉盈®、金稳玉®在我国上市。该有效成分产品将代表下一代玉米苗后除草剂的发展方向。

4.4.4 三唑磺草酮

图13 三唑磺草酮的结构式

三唑磺草酮(通用名：tripyrasulfone；商品名：稻裕®、稻谷盈®、粳杰®；开发代号：QYR301)是清原农冠重磅推出的第4个HPPD抑制剂类化合物，是全球首例安全用于水稻田苗后茎叶处理防除禾本科杂草的HPPD抑制剂类除草剂[16]。与公司之前推出的3款该类除草剂相比，三唑磺草酮结构更加复杂，分子中含有3个吡唑环。

三唑磺草酮定位于水稻田，杀草谱广，苗后茎叶处理，防除禾本科杂草和部分阔叶杂草，对稗草、千金子、鸭舌草、鳢肠、碎米莎草、稻稗等活性较高；并能高效防除抗性千金子和多抗性稗草、稻稗等。其对水稻安全，适用于水稻移栽田和直播田。研究发现，三唑磺草酮对未出苗(0叶期)的稗草也表现出一定的防效，说明其还具有土壤处理活性[16]。

三唑磺草酮可以通过3个途径(切断光合作用能量转换、抑制维生素合成、破坏对叶绿素的保护)导致杂草死亡[17]，作用机制复杂，杂草很难产生抗药性。三唑磺草酮与稻田常用除草剂五氟磺草胺、氰氟草酯、二氯喹啉酸等无交互抗性；可有效防除水稻田对ALS抑制剂、ACCase抑制剂产生抗性的稗属杂草，以及对ACCase抑制剂产生抗性的千金子[16]。

清原农冠将采集到的上万份疑似多抗性稗草进行了检测，结果表明，三唑磺草酮对这些多抗性稗草表现出较高的防效[6]。

2020年，江苏清原农冠杂草防治有限公司基于三唑磺草酮的3个产品在我国取得登记，分别为：95%三唑磺草酮原药、6%三唑磺草酮可分散油悬浮剂(防除直播、移栽水稻田稗草)、28%敌稗·三唑磺草酮可分散油悬浮剂(防除直播水稻田稗草)；3个产品均为低毒[9]。

三唑磺草酮可与2甲·灭草松混用，以提高对阔叶杂草和莎草科杂草的防效，实现禾本科、阔叶、莎草科杂草一次防除，除草效率提高[16]。

2020年，基于三唑磺草酮的3个系列品牌产品稻裕®、稻谷盈®、粳杰®在我国全新上市，高效防除水稻田抗性千金子、多抗性稗草等[17]，具有广阔的应用和市场前景。

4.5 喹草酮

图14 喹草酮的结构式

华中师范大学化学学院杨光富团队通过研究，创制了基于喹唑啉二酮类全新骨架的HPPD抑制剂类除草剂喹草酮，在全球首次实现将该类除草剂应用于高粱田防除单双子叶杂草，解决野糜子、虎尾草等恶性杂草的防控问题[18]。

喹草酮对高粱表现出高度的安全性，对玉米、小麦、甘蔗也安全[6]；具有内吸性，速效性好；可被植物茎叶吸收，防除或抑制高粱田一年生杂草，如野糜子、马唐、稗草、牛筋草、狗尾草、野黍、藜、苘麻、反枝苋、鸭跖草、马齿苋、苍耳等[9]，尤其对狗尾草、野糜子防效优异；具有优异的毒理学性质和环境相容性[18]。

2016年，喹草酮转让给山东先达，正式启动了该产品的登记工作。2020年，辽宁先达农业科学有限公司在我国登记了98%喹草酮原药、10%喹草酮悬浮剂；两产品均为低毒。其中，10%喹草酮悬浮剂通过茎叶喷雾，防除高粱田一年生杂草，制剂用量为60~100 mL/667 m2[9]。

喹草酮的推出将可以解决高粱田全生育期杂草防控技术难题，减少施用除草剂1次，减少除草剂有效成分用量50%以上[18]。

5 最新研发的主要竞争产品

近年来，研究人员还不断研发出其他作用机制的新型除草剂，其中，有些产品或将在玉米、谷物、水稻等作物市场对HPPD抑制剂类除草剂形成竞争之势。如可能在玉米田除草剂市场形成竞争的三氟草嗪、F4050、epyrifenacil等；可能在谷物田除草剂市场形成竞争的cyclopyrimorate、cinmethylin、bixlozone、F4050、SL-1201、epyrifenacil等；可能在水稻田除草剂市场形成竞争的cyclopyrimorate、bixlozone、F4050、cyclopyranil、tetflupyrolimet、dimesulfazet、epyrifenacil等[3-4]。

三氟草嗪(通用名：trifludimoxazin；商品名：Tirexor；开发代号：BAS 850 H)是巴斯夫研发的原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂，为三嗪酮类除草剂，主要用于玉米、大豆、小粒谷物、果树等，防除黑麦草、阔叶杂草、抗性杂草等，如苋属、豚草属杂草等，播后苗前、苗后使用[5]。2020年在澳大利亚首获登记，将于2021年上市[19]。

F4050由富美实研发，主要防除玉米、水稻、谷物、大豆、向日葵等作物田阔叶杂草，苗前、苗后施用。预计2025年上市[5]。

Cyclopyrimorate(开发代号：SW-065)是三井化学AGRO株式会社研发的拥有新颖作用机制的除草剂，为尿黑酸茄尼基转移酶抑制剂(homogentisate solanesyltransferase inhibitor)，主要防除谷物、水稻田阔叶杂草、莎草。2019年在日本首先上市[4-5]。

环庚草醚(通用名：cinmethylin；商品名：Luximo；开发代号：BAS 684 H)是巴斯夫研发的拥有独特作用机制的除草剂，为酰基载体蛋白(ACP)脂肪酸硫酯酶(FAT)抑制剂。苗前除草，具有持效作用，主要防除谷物田禾本科杂草，如大穗看麦娘、黑麦草等。2020年在澳大利亚率先上市，2021年将在英国上市[5,19]。

Bixlozone(开发代号：F9600)是富美实研发的异噁唑啉酮类除草剂，为脱氧-D-木酮糖磷酸合酶抑制剂，是异噁草松的类似物，主要用于谷物、水稻、甘蔗、棉花、油菜、果树、蔬菜等作物田，防除阔叶杂草、禾本科杂草、莎草等。2020年，bixlozone在澳大利亚首获登记，将于2021年上市[4-5]。

Tetflupyrolimet是杜邦(现科迪华)研制，后转让给富美实(开发代号：F9960)，为二氢磷酸脱氢酶(DHO dehydrogenase)抑制剂，主要用于玉米、水稻、大豆、小麦等作物田，防除一年生杂草及抗性杂草，如稗草、地肤、沼生异蕊花、大狗尾草等，苗前使用效果更好。预计2023年上市，年峰值销售额有望达3.00亿美元[4-5,20]。

Dimesulfazet (开发代号：NC-653)是日产化学株式会社研发的磺酰苯胺类除草剂，为极长侧链脂肪酸生物合成抑制剂，防除水稻田莎草和抗性杂草等。预计2024年在日本率先上市，年峰值销售额有望达0.25亿美元[4-5]。

氯氟吡啶酯(通用名：florpyrauxifen-benzyl；商品名：Rinskor、Lovant)是陶氏益农(现科迪华)研发的芳基吡啶甲酸酯类除草剂，2018年上市，主要用于水稻、玉米田，防除一年生杂草。预计其年峰值销售额约达4.00亿美元[3,5]。

氟嘧硫草酯(通用名：tiafenacil；商品名：Terrad'or；开发代号：DCC-3825)是福阿母韩农株式会社研发的新型脲嘧啶类非选择性除草剂，为新型PPO抑制剂类除草剂，主要用于大豆、油菜、水稻、玉米、小麦等作物田，也用于果园和非耕地，种植前、苗前、苗后防除阔叶杂草和禾本科杂草，如苘麻、苋属、稗草等，并能防除对草甘膦产生抗性的杂草。还可作为脱叶剂，用于棉花等作物[1,21]。

Epyrifenacil(开发代号：S-3100)是住友化学研发的PPO抑制剂类除草剂，主要用于玉米、水稻、小麦、大麦、大豆、高粱、花生、棉花、甜菜、向日葵、油菜、花卉、观赏植物等，防除阔叶杂草和禾本科杂草。预计2025年上市[4]。

Cyclopyranil(KY-1211)是Kyoyu Agri研发的PPO抑制剂类除草剂，主要防除水稻田禾本科杂草和阔叶杂草，对旱地作物田的蔷薇科杂草、藜麦、苋属杂草等防效较好。该剂作用方式与结构相似的双唑草腈相同。预计cyclopyranil的年峰值销售额约达0.50亿美元[4]。

6 市场前景

研究认为，作用于HPPD靶标酶的除草剂具有非常好的市场潜能。该类产品可选择性防除许多阔叶杂草、禾本科杂草及抗性杂草，特别适用于玉米，近年来还用于水稻、谷物、转基因大豆、高粱等作物田。该类除草剂现已成为全球研发的热门领域，有新产品持续上市。

在HPPD抑制剂类除草剂中，硝磺草酮、异噁唑草酮领军市场，环磺酮、氟吡草酮等成为重要的增长品种。异噁唑草酮在上市之初，曾受到耐农达玉米上市的不利影响，但近几年其市场快速增长，这主要得益于其与新上市产品的复配以及在甘蔗上的使用增加[4-5]。

HPPD抑制剂类除草剂亦已进入水稻市场，呋喃磺草酮上市之初，市场增长强劲，但近年来的增速放缓，主要因为日本和韩国水稻种植面积下降[4-5]。

随着磺酰草吡唑的上市，HPPD抑制剂类除草剂在谷物市场的销售额增加。目前进入谷物市场的该类除草剂还有清原农冠的环吡氟草酮、双唑草酮等，它们在防除难治杂草、抗性杂草方面担纲了重要角色。

HPPD抑制剂类除草剂抗性水平很低，目前报道的抗性案例仅有4个。

综合考虑多重影响因素后，Phillips McDougall公司认为，HPPD抑制剂类除草剂仍具备增长的潜力，预计2024年的销售额将增至22.75亿美元，2019-2024年的复合年增长率为4.9%(基于2019年的汇率)[4]。