氨基酸類除草劑知識及概述

在除草劑中，以氨基酸類除草劑（主要有草甘膦、草銨膦和雙丙氨膦等3個品種）銷量最大。自1996年以來，由于抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的崛起，此類除草劑得以飛速發(fā)展，成為除草劑中甚至所有農(nóng)藥類別之首。在以上3個此類除草劑品種中，草甘膦占絕對優(yōu)勢，占此類結(jié)構(gòu)除草劑的91.3%，達41.90億美元。隨著抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的繼續(xù)迅速發(fā)展，估計此類結(jié)構(gòu)除草劑也將會不斷發(fā)展。

有機磷除草劑品種不同，植物對它們的吸收與傳導(dǎo)途徑也不同。草甘膦能為植物莖葉吸收，在植物體內(nèi)傳導(dǎo)迅速，既能沿木質(zhì)部向上傳導(dǎo)，也能沿韌皮部向下傳導(dǎo)。草甘膦主要抑制5-烯醇丙酮酰-莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSP synthase)，同時草甘膦對植物葉綠素合成也有抑制作用，草甘膦也影響植物的蒸騰作用。草銨膦的作用機理在于抑制谷氨酰胺合成酶(glutamine synthase)，而引起游離氨的蓄積和光合能力。

草甘膦是第一個進入市場的氨基酸類除草劑，草甘膦于1971年由美國人D.D.貝爾德等發(fā)現(xiàn)，并由美國孟山都（孟山都）公司首先推出，問世后立刻成為世界上發(fā)展最快、銷量最大的除草劑。草甘膦目前是世界上單一農(nóng)藥品種中銷售額最大的。在與其主要競爭對手先正達的百草枯(當(dāng)時為ICI公司)的競爭中大獲成功，這使得多家公司進入這一領(lǐng)域。第一個具有競爭性的品種是赫司特(現(xiàn)在的拜耳)1986年推出的草銨膦(glufosinate)。由于草甘膦具有很強的內(nèi)吸性，所以對多年生雜草有極好的防效，如蘆葦、假高梁等。最初，草甘膦尚不能在一年生雜草防除上與百草枯競爭，但隨著草甘膦專利到期，價格大幅下降。草甘膦在與百草枯的競爭中逐漸占上風(fēng)。另外一個擴大草甘膦銷售市場的因素是免耕法的興起。草甘膦用于播前處理滅除雜草和自生植物。而草甘膦最近的大幅度增長及未來的光明前景的最重要最直接起因，是抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物的崛起，這使草甘膦成為世界上應(yīng)用是最大的農(nóng)藥。而中國、印度一些生產(chǎn)廠家的參與進一步促進了草甘膦市場的繁榮。隨著轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)化以及整個世界經(jīng)濟的復(fù)蘇，抗草甘膦作物的播種面積已經(jīng)取得突破性的進展，草甘膦未來平穩(wěn)較快發(fā)展依然可期。從全球市場來看，主要市場和生產(chǎn)商的美國一直是轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物種植面積最大的國家，阿根廷居世界第二位，且是南美洲種植轉(zhuǎn)基因作物面積最大的國家。在經(jīng)營草甘瞵的公司中，孟山都公司占據(jù)首位，銷售額達3.1億美元，占該公司銷售收入的90%，同時占據(jù)著草甘膦應(yīng)用終端市場的60%以上，孟山都公司草甘膦的主要市場是北美、拉美、歐洲和亞洲。

在主要市場上，草甘膦專利在90年末期陸續(xù)過了保護期，美國在2000年也過了專利保護期。專利到期后，由于競爭加劇，價格走低，2002年在美國市場上價格同比降低了11%，2003年同比降低了24%，2004年又降低了10%。2005年得益于抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物種植面積的擴大和非農(nóng)用用藥的增加，這一情況得到了好轉(zhuǎn)，特別是在美國和拉美市場。2008年達到了近年來的峰值66億美元。由于過量供給，2009年價格又開始急劇下降，2010年盡管市場需求量增大，但價格并沒有提高，2011年價格有所提升。盡管草甘膦價格和全球市場銷售額波動變化，但草甘膦總用量是不斷的增加。

草銨膦是1986年由Liberty(現(xiàn)拜耳)開發(fā)的是一種滅生性除草劑。其活性介于草甘膦和百草枯之間，草銨膦不具有下行傳導(dǎo)性，這使它對多年生雜草藥效較差，目前，這一特點作為市場賣點來推廣，由于這一特點，草銨膦有一定的選擇性，例如，在果園和葡萄園中，用草銨膦除草相對比較安全，而用草甘膦除草則有可能通過損壞的樹皮進入作物組織中從而造成藥害。安萬特開發(fā)了抗草銨膦的一系列轉(zhuǎn)基因作物，以Librtylink為商標(biāo)，目前主要在北美市場推廣。草銨膦是世界第二大轉(zhuǎn)基因作物耐受除草劑，屬廣譜觸殺型除草劑，內(nèi)吸作用不強，與草甘膦殺根不同，草銨膦先殺葉，通過植物蒸騰作用可以在植物木質(zhì)部進行傳導(dǎo)，其速效性介于百草枯和草甘膦之間。由于草銨膦殺草譜廣，在環(huán)境中迅速生物降解及對非靶生物低毒，因此如何將其作為作物田苗后選擇性除草劑使用是十分必要的。至今為止，在轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物研究與推廣中，抗草銨膦作物僅次于抗草甘膦作物而居第二位，目前推廣種植的抗草銨膦作物有油菜、玉米、大豆、棉花、甜菜、水稻、大麥、小麥、黑麥、馬鈴薯，中國水稻。草銨膦作為滅生性除草劑1984年最先在日本獲得登記，1991年在英國獲得臨時登記，1993年在美國獲得登記，2007年在歐洲取得了重新登記，目前已經(jīng)在40多個國家登記。草銨膦的主要銷售區(qū)域是日本、韓國，包括美國、加拿大和歐盟在內(nèi)的南北美洲和歐洲，近年來東南亞以及部分非洲的發(fā)達國家用量也持續(xù)上升。2009年達到近年銷售峰值4.5億美元。

第一個開發(fā)成商品除草劑的微生物產(chǎn)物雙丙氨膦(biolaphos)是放線菌的產(chǎn)物。雙丙氨膦是一種可殺單子葉和雙子葉植物的非選擇性除草劑作用速度比草甘膦快而比百草枯慢常用于非耕地和果園防除一年生或多年生雜草 雙丙氨膦本身是無除草活性的，被植物吸收后，分解成草丁膦和丙氨酸而起殺草作用。抑制谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成酶是氮代謝中重要的酶，它催化無機氨同化到有機物上，同時也催化有機物間的氨基轉(zhuǎn)移和脫氨基作用。草丁膦除草劑的作用靶標(biāo)是谷氨酰胺合成酶，阻止氨的同化，干擾氮的正常代謝，導(dǎo)致氨的積累，光合作用停止，葉綠體結(jié)構(gòu)破壞。已在日本銷售。