草銨膦——世界第二大轉基因作物耐受除草劑

2020-12-22 生物谷

    一、概況

    草銨膦(glufosinate-ammonium)由赫斯特公司(幾經合併後現歸屬拜耳公司)開發生產,化學名稱4-[羥基(甲基)膦醯基]-DL-高丙氨酸,其他名稱草銨膦銨鹽、Basta、Buster等,屬膦酸類除草劑,是穀氨醯胺合成抑制劑,非選擇性(滅生性)觸殺型除草劑。開發於上個世紀80年代,作為除草劑獲得登記使用是1984年。草銨膦是世界大噸位農藥品種,也是世界第二大轉基因作物耐受除草劑。毒性低,較為安全,在土壤中易於降解,對作物安全,不易飄移,除草譜廣,活性高,用量少,環境壓力小,殺草迅速,能快速殺死100種以上的禾本科和闊葉雜草,可用水做基劑,使用安全方便,這些是該品優於其他除草劑的特點,所以這個產品在出現了眾多高效超高效的產品後,依然可以暢銷。

    二、國內外技術、生產情況

    草銨膦可以由生物發酵法和化學合成法製取,但生產成本較高。由於該品易溶於水,不易溶於有機溶劑,所以該品一般被加工成水劑,製劑有60、120、150和200g/l的水劑。

    拜耳公司是草銨膦專利持有者,也是世界最大的生產者和市場佔有者,生產技術先進,尚處技術壟斷時期,估計年生產能力約有1500噸。在赫斯特公司尚未併入拜耳公司之前,草銨膦一直就是該公司噸位最大、盈利能力最強的除草劑品種,併入之後,草銨膦是拜耳公司銷售額最大的除草劑。

    我國草銨膦生產技術由浙江工業大學於近年研究開發成功,但相對拜耳公司,技術尚顯粗糙,產品收率和純度有待提高。已經通過中華人民共和國國家經濟貿易委員會核准的生產企業有浙江嘉化實業股份有限公司(2000噸/年)、浙江永農化工有限公司(500噸/年)、大連凱飛化學股份有限公司、山東華陽科技股份有限公司100噸/年等。目前獲得登記的只有浙江永農化工有限公司一家,生產能力500噸/年,產品基本全部出口。

    三、應用狀況

    1.滅生性除草劑

    草銨膦作為滅生性除草劑最先在日本獲得登記,時間是1984年,之後1991年在英國獲得臨時登記,1993年在美國獲得登記,目前已經在40多個國家登記,拜耳公司尚未在中國獲得登記。草銨膦具有高效、低毒、環境友好等優點。大量研究已經表明,僅以0.40kg/hm2用量就可很好地防除一年生雜草,1.00~2.00kg/hm2可很好地防除多年生雜草,即以0.4~2kg/ha的用量就可有效防除一年生及多年生雙子葉、禾本科及莎草科雜草,可廣泛用於果園、葡萄園、非耕地滅生性。在美國,該品以Librty註冊商標,主要應用對象是棉花、穀物、甜菜、堅果、葡萄、柑橘、橡膠、草皮以及觀賞作物。

    目前,該產品在我國正在申請登記,同類產品雙丙氨膦已於2003年獲得登記,用於柑橘園和橡膠園除草。

    2.抗草銨膦轉基因作物

    轉基因技術發展的速度及其帶來的變化是十分驚人的,轉基因作物對農業的巨大貢獻已經得到廣泛的認可,其種植近年來也呈愈演愈烈之勢。草銨膦是一個優秀的滅生性除草劑,非常適合做抗性基因,對此赫斯特公司自然不會放過。公司積極發展轉基因作物,以草銨膦為目標,進行抗性基因轉移、選育抗性作物品種,目前,赫斯特公司已經成功將草銨膦的抗性基因導入了水稻、小麥、玉米、甜菜、菸草、大豆、棉花、馬鈴薯、番茄、油菜、甘蔗等20多種作物中,已經成功商業化種植的耐草銨膦作物系列Librty Link System幾乎包括了所有主要作物,有大豆、玉米、油菜、甜菜、馬鈴薯、棉花與水稻,這些轉基因作物不僅在以美國為主的廣大北美地區普遍種植,而且隨著基因技術的推廣和廣泛認同,近年來正在亞洲、澳洲、歐洲部分國家及地區推廣種植起來。

    高劑量使用草銨膦對轉基因作物有一定的傷害,但藥害輕,對產量影響不大。抗草銨膦作物安全劑量可高達2.0 kg/hm2以上,而0.5~1.0 kg/hm2的草銨膦就可防除大部分雜草。

    3.殺蟲和殺菌活性

    有研究證明,草銨膦除具有優良的除草活性外,還具有殺蟲、殺菌活性。由於草銨膦活性的特殊性,可以設計與殺蟲劑、殺菌劑的混配,達到同時防治的效果。

    4.催枯乾燥劑

    滅生性除草劑很多都可作為催枯乾燥劑使用,象草甘膦、草銨膦、敵草快、百草枯等。草銨膦可用於苜蓿乾燥處理。

    四、市場現狀及未來預測

    草銨膦在全世界的主要銷售區域是日本、韓國,包括美國、加拿大和歐盟在內的南北美洲和歐洲,近年來東南亞以及部分非洲的發達國家用量也持續上升。

    草銨膦1999年銷售額不足1億美元,在世界除草劑排行榜中都排不到前20位,可在2002年銷售額達到3.1億美元,是世界第5大暢銷除草劑,也是世界第二大轉基因作物耐受除草劑,在農藥總排行榜中高居第11位。短短時間,草銨膦的銷售額和排位有了如此大的飛躍,不能不讓人折服。探究該品近年來的快速發展的原因,本人認為有以下因素:

    1.轉基因作物的快速發展

    轉基因耐除草劑作物有許多特點:①使農業耕作管理更加容易,②因為耐受除草劑均是具有較好的除草效能的廣譜除草劑,所以除草效果更加明顯,③減少除草劑用量,④增產增收,⑤有利於保護環境。正因為具有這些優點,所以耐除草劑植物深受人們的歡迎,而且也是將來發展的趨勢和方向。

    世界最大的轉基因作物耐受除草劑是草甘膦,第二大就是草銨膦,耐受此2種除草劑作物的種植大大減少了除草劑的使用量,如1996年美國種植具有耐草甘膦的大豆,每公頃除草劑用量減少9%~39%;而1996年加拿大種植了耐草銨膦的作物,使除草劑平均每公頃用量比常規減少了1.0kg。

    但轉基因耐除草劑作物在減少了除草劑用量的同時,也減少了除草劑的品種數量,一方面滅生性的耐受除草劑使用大幅增加,一方面部分除草劑因缺乏競爭力被迫淡出市場。尤其是近年來,這種趨勢更加明顯,草甘膦、草銨膦等少數耐受除草劑的使用量大幅增加,強烈剝食其它種類的除草劑份額,造成其他除草劑需求大幅降低。有專家預計,因耐除草劑作物的出現,除草劑品種下降了10%~15%。

    除已經越來越廣泛種植的耐草甘膦和耐草銨膦作物外,目前已經商品化了的耐除草劑作物還有耐咪唑啉酮類除草劑作物、耐磺醯脲類除草劑作物、耐溴苯腈作物、耐烯禾啶作物、耐阿特拉津作物。

    2.成功彌補草甘膦不足

    草甘膦是世界上最經濟的滅生性除草劑,價格僅僅不足3萬元/t,它也是世界噸位最大的滅生性除草劑,全世界生產能力超過25萬噸,使用也非常廣泛,可用於多種作物,防除160多種雜草,但它對部分多年生惡性雜草效果不理想,而草銨膦正好彌補了這一缺陷,它對耐受草甘膦的部分惡性雜草效果非常好,所以儘管它價格高達25萬元/t,但在具有較高經濟價值的作物中,草銨膦還是非常具有市場競爭力的。

    3.優良的品質

    活性高、殺草譜廣、具有多種活性、用途廣泛等優良品質是草銨膦受到市場青睞的另一個重要原因。

    同樣,基於以上理由,草銨膦在未來也會有良好的市場與發展,在此就不一一贅述。

    同時由於技術壁壘,草銨膦的生產規模受到了限制,所以市場供應不會過量,價格還會持續維持在較高水平上。

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