除草剂发展综述

邓书文

摘 要：农田杂草指人们有意识栽培作物以外的、对作物生产有危害的草本植物，在各类作物的栽培中都是不可忽视的一大危害。防除杂草的方法有很多，其中化学除草法以省工、高效的优势占据重要地位，除草剂是化学除草法中最常用的一种药剂。文章介绍了目前除草剂的发展和研究现状，包括除草剂的市场规模、敏感性问题、除草模式和除草剂剂型的发展等，以供参考。

关键词：除草剂；市场规模；敏感性；除草模式；剂型

文章编号：1005-2690（2023）15-0123-04       中国图书分类号：S451.222       文献标志码：A

农田杂草是指农田中非栽培的植物。从生态经济观点出发，在一定条件下，凡害大于利的植物都可称为杂草。杂草的危害表现为与农作物争夺水、肥、光照等，从而影响农作物产量和质量，许多杂草还是病菌、害虫的中间寄主，清除杂草是现代农业需要重点解决的问题之一，而除草剂在化学防治方法中占据了重要地位。

随着农业现代化的发展和农村劳动力的转移，栽培耕作方式趋向于规模化和集约化，对农药的需求量显著增加。我国除草剂大多数为老品种，而新品种的研发难题是长期困扰我国除草剂发展的重要因素。文章以除草剂的发展为主，阐明研究现状，并对未来发展趋势进行简要分析。

1 近年全球除草剂市场规模变化趋势

2015年之前，全球除草剂市场呈逐年上升发展趋势。2015年，除草剂销售额占全球农药之首。自1995年起，除草剂市场规模呈稳步增长态势；截至2018年，除草剂的销售额达到273.95亿元，同比增长5.6％[1]。杨益军和张波（2021）[2]预计，在2025年全球除草剂的销售总额将会达到265亿美元，具体见图1。

2 除草剂敏感性问题的发展

2.1 除草剂对作物的敏感性问题

在喷施除草剂时，常常因为用量过大或浓度过高、除草剂残留周期过长、喷雾器清理不够彻底、盲目混合施用化学除草剂等问题，导致作物出现不同程度的药害，这其中就涉及敏感性问题。

谷珊山（2015）[3]研究了2种常见的除草剂氟磺胺草醚和咪唑乙烟酸对小麦和油菜的影响，其抑制机理主要是通过改变叶片中众多抗氧化酶的活性抑制小麦生长，对油菜的抑制作用更为明显。单正军和陈祖义（2007）[4]研究发现，施用除草剂后，当年不会对现有农作物产生影响，但除草剂长时间留存于土壤，会对后期种植的作物生长起抑制作用。曾其龙和田亮亮（2017）[5]认为，除草剂虽然对草害有一定防治效果，但会导致土壤板结，部分蓝莓因得不到充足的营养出现生长受阻甚至黄化现象。袁听等（2020）[6]研究表明，2，4-D若长时间作用于水稻上，会阻碍水稻，甚至造成水稻细胞器受损，从而引起细胞死亡。李理和叶非（2010）[7]认为，在草甘膦胁迫下，植物叶片发生了光抑制，各项光合参数均显著降低，生长发育受阻。

除草剂对农作物有一定程度的危害，选用危害较小且作用效果好的除草剂类型成为作物增产增收的关键。段维兴等（2012）[8]指出，38％莠去津胶悬剂是较好的甘蔗土壤处理剂，在该试验4种除草剂（99.9％乙草胺、56％二甲四氯钠、48％蔗草滅、38％莠去津）中除草效果最好，甘蔗产量最高且对甘蔗安全。张兰英等（2016）[9]研究发现，3％双氟磺草胺·唑草酮悬乳剂对小麦无严重危害，安全性较好，对小麦田阔叶杂草的防除效果较好。

2.2 除草剂对杂草的敏感性问题

截至2015年2月研究表明，在全球范围内共有240种不同类型杂草对150余种除草剂产生了耐药性[10]。关于杂草对除草剂产生抗药性的作用原理，现认可度较高的理论是杂草抗性的产生可能与靶标位点的氨基酸突变有关，而另一种说法则是除草剂增强了对除草剂的代谢能力。有试验表明，杂草产生耐药性有2个不同的原因，一是在遗传方面杂草种群内存在不同程度的差异，二是除草剂本身存在选择压。

除草剂对各杂草类型的药效一直是研究的热点问题，而除草剂的药效通常是以对防治对象的株防效和鲜重防效表示。浦军等（2022）[11]提到在玉米田中施用900 g/L乙草胺＋EC 200 mL防除杂草效果良好。龙成和田家顺（2022）[12]研究表明，在水稻移栽田进行封闭除草时，复配药剂30％苄嘧丁草胺可湿性粉剂防治效果出众。

3 除草模式近年来的发展

近年来，化学除草剂发展迅速，广泛应用于农、林、牧等方面，而我国除草剂生产技术虽已处于世界先进水平，但施药机具和方式却严重滞后，导致我国使用的除草模式不能满足农田对防治草害的要求，所以创新除草模式是值得深入研究的一个课题。

过去传统的植保器械因效率低、安全系数低等被市场淘汰，现如今更适合大面积喷施作业、更加安全、效率高的植保机械正逐步取代传统植保机械；施药技术也逐步更新为精细化给药。从数据来看，80％的国产植保机械水平落后于发达国家50年。

4 除草剂剂型发展

固体制剂和液体制剂是除草剂主流的2个类别，有许多分支剂型，具体分类及剂型代码见表1。

现在国际上农药制剂加工向无溶剂、水剂、固体化发展，有机溶剂的使用量逐年降低。目前，我国除草剂剂型还是以乳油、可湿性粉剂等老牌剂型为主，主要应用于水稻、玉米等粮食作物的种植区域。

在我国目前使用的除草剂中，草甘膦、百草枯等灭生性除草剂仍是主流，非选择性除草剂扮演着除草剂市场基石的作用。草甘膦防草谱极广，对阔叶类、禾本科类或是莎草科类杂草都有较好的防除效果。百草枯作为光合抑制型除草剂，不但杀草谱广，而且除草效果好。但由于污染问题，农业农村部、工信部曾联合下发公告禁止10％草甘膦水剂继续生产。国内许多除草剂企业不愿放弃草甘膦的优良性能与性价比，开始对草甘膦的结构进行研究与改造，其中被寄予厚望的是30％草甘膦铵盐水剂以及41％草甘膦异丙胺盐水剂。而百草枯因中毒危害大、治疗方法有限等缺点，被农业农村部严格规范和限制了登记与生产。百草枯、草甘膦被限制使用后，许多新的除草剂产品相继问世，填补市场空缺。先正达公司成功地研究出了新的旱田除草剂品种——甲基磺草酮、陶农科公司研究出灭生性除草剂氯氨吡啶酸，其性质、作用与百草枯相似。美国公司研发了甲磺草胺（“小草甘膦”），这种新型除草剂有着强大的普适性和优良的混配性能，逐渐成了全球除草剂市场炙手可热的新产品。磺酰脲类除草剂、酰胺类除草剂、二硝基苯胺类除草剂也成为了除草剂市场的后起之秀。上述除草剂虽然效率高、成本低，但是若大量使用，会造成一系列环境污染问题，如抗药杂草种群的增加、抗除草剂杂草的出现和对环境污染日趋严重，开发新除草剂的难度和经费投入日益加大等，这些不良后果将严重阻碍农业的可持续发展。

未来除草剂的需求量会越来越大，为了更好地解决除草剂的环境污染问题，使除草剂更安全、更优质地服务于农业生产，开发新的除草剂剂型成为一种新趋势，为此，我国通过机构改革，招贤纳士，为新型除草剂的发展注入新生力量。此外，其他研发机构如各大院校也为除草剂创新投入了巨大人力物力，并已逐步开发出多个新型除草剂品种。随着人们环境保护意识的增强，我国除草剂剂型逐渐朝水性、粒剂、缓释、低毒、低污染方向靠拢，同时也朝着多样、安全、便利方向不断优化发展。

随着人们环保意识的不断加强以及相关学科的不断发展，生物除草剂逐渐出现在大众视野，其是可受人为操纵用以防除特定杂草的生物制剂。

20世纪，国外科学家获得了包含真菌繁殖体的颗粒，生物除草剂由此得名，并且有了更为广阔的发展空间。据报道，世界上常用的生物农药约有500种，近年来生物农药更是以每年10％～15％的速度增长。而国内对于生物农药的研究刚刚起步，研究机构和生产企业较少，登记品种除草剂相对较少。生物源除草剂有许多种分类，目前使用的大部分是真菌性生物除草剂、细菌性生物除草剂、植物源生物除草剂。随着转基因作物的出现，近年来利用生物除草剂如具有除草活性的真菌和细菌进行除草也在多个地区应用。研究表明，胶孢炭疽菌QZ-97a作为生物除草剂开发防除波斯婆婆纳具有广阔的市场前景。朱秦和强胜（2004）[13]提及，现如今已经登记了5种真菌除草剂用以灭杀杂草，发展前景广阔。随着未来农业生产对自然界杂草天敌的重视，人们对于其作用机理的研究也将不断深入，会有更多的研究成果推动生物除草剂相关事业蓬勃发展。

一些新技术也为除草剂行业注入了新活力。缓释技术第一次进入大众视野并引起广泛关注是在1974年，美国的Pennwalt公司首先推出了甲基对硫磷微胶囊剂。国外研究表明，将除草剂2，4-D加工成微胶囊剂，加以使用缓释技术，可以降低除草剂光降解与蒸发带来的损失，更为环保[14]。微胶囊剂与缓释技术的出现使得除草剂的稳定性更强，不易受外界环境影响。

除草剂助剂与混配制剂也在不断优化发展。早在20世纪90年代就已经有相关学者进行研究。助剂可以通过改变药液的物理性状，增加叶片与药液的接触面积，提高除草剂的利用率。对于单剂而言，混剂优势在于可以弥补单剂在某一方面药效的不足，还减轻了对于环境的破坏。Butler D W & Verrell P A（2005）[15]表明，Weed B Gon杀虫剂对马拉硫磷的负面效果有一定的缓解作用，且该混剂与马拉硫磷混合施用可降低农药在田地里的残留量。王明思等（2022）[16]发现除草剂混用时，其对苘麻的防除效果均比单一使用的防除效果好，而且各除草剂的配比不同，防效也不同，且存在显著差异。现如今，一些新的高性能助剂提高了除草剂的药效与性能，如扩散剂、渗透剂、稳定剂等。首先，有机溶剂的使用比重下降，新剂型向悬浮剂或水乳剂方向发展。对比传统制剂，新型制剂活性更强、功效更显著。据报道，聚乙氧基化物—动物脂胺就是一种非离子表面活性剂，主要应用于液体剂型除草剂，赋予了除草剂更强大的药效与使用性能[17]。其次，新制剂正向环境友好型发展，乳油等液剂转变为固体制剂如水分散粒剂，能够减少塑料瓶的使用[18]。

目前，国内外的除草剂混剂类型主要有可湿性粉剂、乳油以及粉剂等，桶混制剂较少。因此，有较大发展空间的是屈指可数的几种除草剂混剂，这说明相关人员还需加大研究力度、加快开发速度以及深化原有剂型的改良。除此之外，我国目前除草剂制剂登记规格杂乱，农民难以选择，也是需要规范解决的问题[19]。

5 结束语

我国除草剂发展处于由传统向先进过渡的阶段，日益向世界发达国家水平靠拢，预计未来全球除草剂市场将会持续增长，而且会呈现量额双增的态势。此外，除草剂剂型的创新研究是非常有必要的，如何从环境友好定位出发，考察目前各剂型除草剂对环境的危害程度、探寻如何降低对环境损害的途径还需要更具体的研究。未来除草剂的创新应朝超高效、低毒、低残留方向发展，加强环境友好型除草剂剂型和新成分在不同作物上的试验和推广。此外，对助剂和制剂的研究是未来除草剂的研究趋势，应改进原药的生产工艺，创造新型高效除草模式，提高除草效率，降低人力、物力的耗费，还应加大对环保生物型除草剂的研究投入力度，为农业可持续发展助力。

参考文献：

[1]顾林玲.三嗪类除草剂研究与开发新进展[J].世界农药，2021，43（12）：12-23.

[2]杨益军，张波.2021年全球氨基酸类除草剂发展概况和趋势综述[J].世界农药，2021，43（4）：19-34.

[3]谷珊山.两种长残效除草剂对作物的影响及药害修复[D].新乡：河南科技学院，2015.

[4]单正军，陈祖义.除草剂对非靶植物（农作物）的危害影响及控制技术[J].农药科学与管理，2007（9）：50-54.

[5]曾其龙，田亮亮.蓝莓田间除草剂使用不当的危害[J].果农之友，2017（2）：39-40.

[6]袁听，何勇，田志宏.除草剂2，4-D残留对5个水稻品种幼苗生长的影响[J].安徽农学通报，2020，26（8）：91-92，146.

[7]李理，叶非.除草剂中光合作用抑制剂的研究[J].农药科学与管理，2010，31（12）：25-28.

[8]段维兴，刘许辉，杨海霞，等.4种除草剂对甘蔗新品种产量及构成因素的影响[C]//湖南省作物学会，湖南省农学会，湖南农业大学.2012年全国农作物优质高产安全高效生产研讨会优秀论文集.张家界：《作物研究》编辑委员会，2012：96-99.

[9]张兰英，李云，郭红伟，等.3％双氟磺草胺·唑草酮悬乳剂对小麦田阔叶杂草的防除效果及安全性[J].安徽农业科学，2016，44（36）：174-176.

[10]高陆思，崔海兰，骆焱平，等.异型莎草对不同除草剂的敏感性研究[J].湖北农业科学，2015，54（9）：2123-2126.

[11]浦军，黄吉美，扬眉.不同除草剂对玉米田的防效及产量影响[J].特种经济动植物，2022，25（10）：36-37.

[12]龙成，田家顺.5种除草剂对水稻移栽田杂草的封闭除草效果[J].湖南农业科学，2022（8）：52-54.

[13]朱秦，强胜.真菌除草剂的剂型及应用研究现状[J].农药，2004（8）：337-341.

[14]杨蕾，叶非.农药缓释剂的研究进展[J].农药科学与管理，2009，30（10）：36-39.

[15]Butler D W，Verrell P A.Inhibitory effect of a herbicide formulation on toxicity of malathion to the worm eisenia fetida[J].Bulletin of Environmental Contamination & Toxicology，2005，75（3）：421.

[16]王明思，于朋，潘雙喜，等.玉米田常用除草剂对苘麻室内除草活性研究[J].玉米科学，2022，30（5）：156-162.

[17]Brausch J M，Smith P N.Toxicity of Three Polyethoxylated tallowamine surfactant formulations to laboratory and field collected fairy shrimp，thamnocephalus platyurus[J].Archives of Environmental Contamination & Toxicology，2007，52（2）：217-221.

[18]顾林玲，王欣欣.全球除草剂市场、发展概况及趋势（Ⅱ）[J].现代农药，2016，15（3）：1-5，31.

[19]王程芳.玉米田常用除草剂[J].养殖技术顾问，2014（11）：317.