细说除草剂使用现状以及杂草抗性管理策略（上）

本文主要介绍了南美洲、亚洲和大洋洲的部分国家的除草剂使用现状和杂草抗性演化的现状以及对杂草抗性治理的建议。

01 除草剂使用现状

1. 南美洲

（1）巴西的除草剂使用现状

关于巴西从使用选择性除草剂向抗草甘膦大豆种植过渡及其他农药的使用情况，其历史记载是有限的，能够获得的最早的按农药分组的销售数据信息是从1980年开始。1985年，除草剂的价格是近7美元/公顷；在2000年初，转基因大豆种植扩张后，除草剂使用成本接近27美元/公顷，并持续增长，2019年达到45美元/公顷。除草剂的使用量从1990年到2010年呈线性增长，而在转基因技术被大量采用的时期，除草剂的使用量则趋于平稳。

巴西仅在2010年之后提供了每种农药活性成分的使用量信息，但是在2019年之前，仅有制剂使用量的相关信息。其中，草甘膦使用量的增长高于大豆、谷物和其他作物面积的增长（面积增长分别是57%、39%和31%），这说明单位面积的草甘膦使用剂量有所上升。

除草剂氨氯吡啶酸用量增加了470%，这可能与牧场地区杂草管理措施的增加有关。氯嘧磺隆在2015年出现使用高峰，这很可能与抗草甘膦杂草飞蓬的防治需要有关。然而，抗ALS抑制剂除草剂的抗性杂草的出现导致氯嘧磺隆的使用量减少。从2009年到2017年，2,4-滴的使用量增长了400%，这可能是由于使用生长素类除草剂来管理抗草甘膦和抗ALS抑制剂的飞蓬有关。随后，2,4-滴的使用量略有下降，可能是由于对2,4-滴的抗性出现，也与巴西一些地区由于2,4-滴飘移造成的药害问题有关。除草剂甲磺隆和百草枯在过去十年中增长了近600%，这也与防治抗草甘膦杂草的替代除草剂有关。烯草酮的使用量增长了2300%，是所有除草剂中增幅最大的，这与抗草甘膦的多花苜蓿、马塘和牛筋草的出现有关。21世纪初，许多除草剂活性成分专利到期以及第一代抗草甘膦大豆专利于2016年到期，促使巴西除草剂的使用大量增加，尤其是草甘膦。专利到期和仿造产品的引进，往往会导致除草剂价格下降，使农民更容易获得除草剂产品。

另一个数据来源是2014至2019年在巴西对18种作物按除草剂作用位点（SOA）分组进行的市场调查。草甘膦的作用位点，5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶（EPSPs）一直是使用最多的作用位点。然而，草甘膦相对于其他除草剂的使用比例从2014/2015年的40.8%下降到2019/2020年生长季的35.7%。抑制光系统II的除草剂在2015/2016年从第二位下降到第三位，这可能是由于抗草甘膦玉米种植的增加而使莠去津在玉米中的应用减少。在4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂中也观察到类似的趋势。生长素类除草剂目前在巴西的除草剂使用总量中排名第二，生长素类除草剂的使用主要用于免耕地区的灭生性处理（burndown）。抑制类ALS除草剂的使用减少可能是由于除草剂抗性的发生。另一方面，抑制乙酰辅酶A羧化酶的除草剂增长了近200%，在市场研究期间该作用位点除草剂的排名从第7位升至第4位。谷氨酰胺合成酶（如草铵膦）的处理面积增加了一倍，这可能与最近草铵膦仿制产品的可供应及巴西禁用百草枯有关。

巴西IBAMA在2019年披露了有关所有除草剂销售的信息，据此推测2019年使用量前五名除草剂分别是草甘膦、2,4-滴、莠去津、百草枯和敌草隆，分别占总用量的62%、15%、7%、5%和2%。在估计的处理面积中，排名前五的除草剂是草甘膦、2,4-滴、烯草酮、百草枯和甲磺隆，处理面积大约分别为151、43、41、3200和2200万公顷。

2019年草甘膦的制剂使用量为217592吨，这种除草剂的每公顷使用剂量是不确定的，但被认为平均是1440克/公顷，这意味着估计处理面积为1.51亿公顷。草甘膦主要用于几种作物的灭生除草，包括大豆、玉米、其他豆类、小麦、棉花和灌溉水稻，以及在咖啡、果园和人工林的路边应用，2019年这些作物的总种植面积为6840万公顷。草甘膦还用于抗草甘膦大豆和玉米作物的苗后除草，这两种作物的种植面积分别为3540万公顷和1770万公顷，因此，草甘膦在灭生除草（burndown）以及在咖啡、果园和人工园林的路边应用和苗后除草的总面积为1.213亿公顷。通过将这一耕地面积与基于商业化销售所得的1.51亿公顷面积进行比较，说明约有3000万公顷施用了更多的草甘膦。这种应用可能与在抗草甘膦作物的苗后第二次除草有关或与多年生作物的道路旁除草有关。这些数据表明，大多数抗草甘膦大豆在生长周期中喷洒了三次草甘膦。一项种植者调查显示，草甘膦的苗后除草平均施用量从2005/2006年度的1.8次（抗草甘膦大豆正式推出之年）增加到2010/2011生长季的2.4次。

巴西于2019年禁止使用百草枯，2019年的使用面积为3279万公顷。这凸显了百草枯对杂草管理的重要性（如灭生处理），以及需要用其他除草剂替代。可能取代百草枯作为灭生除草的产品是甲磺隆，估计使用面积为2250万公顷，其次是氯嘧磺隆（1050万公顷）、苯嘧磺草胺（550万公顷）、草铵膦（300万公顷）和敌草快（270万公顷）。2,4-滴除草剂的使用面积估计为4300万公顷，主要用于夏季作物种植前灭生处理和牧场除草。

巴西的玉米种植面积约为1800万公顷，由于抗草甘膦玉米种植面积的增加，玉米田使用的除草剂多样性降低。例如，2019年玉米田常用的苗后使用除草剂烟嘧磺隆的面积仅为150万公顷。此外，分别有390万公顷和190万公顷的玉米田使用了硝磺草酮和环磺酮；还有930万公顷玉米田和甘蔗田使用了除草剂莠去津。这些信息表明，在玉米田中草甘膦的使用占主导地位，其他除草剂的使用量较少。

免耕期间应用最多的苗前除草剂处理的作物面积为3.85亿公顷。这些除草剂包括双氯磺草隆、丙炔氟草胺、咪唑乙烟酸、嗪草酮、精异甲草胺和甲磺草胺等。2019年使用这些除草剂的行播作物总面积约7380万公顷。这一信息表明苗前除草剂的使用量接近50%（苗前除草剂的处理面积为3850万公顷，而耕地面积为7380万公顷）。在其他作物中使用的这些除草剂，在苗后或考虑到不同的田间使用剂量可能会影响这些估计数据。Oliveira等的报告称，巴西13种作物中苗前除草剂的平均使用率为47%。

从农业角度进行的市场研究可获得2017/2018至2019/2020季节每种作物的除草剂使用数据。在大豆方面，这一时期估计的总除草剂处理面积从1.547亿公顷增加到1.705亿公顷（增10%），栽培面积从3510万公顷增加到3700万公顷（增5%）。增加最多的是乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂类除草剂，从201万公顷增加到2580万公顷（增28%），生长素类除草剂，从1212万公顷增加至1720万公顷（增42%）；5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸酯合成酶（EPSPs）抑制剂类除草剂（如草甘膦）从6970万公顷增加到7410万公顷（增6%）；而乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂减少13%。在玉米中，光合系统I抑制剂（PSI）类除草剂的使用面积从1260万公顷增加到1480万公顷（增17%），EPSPs从1620万公顷增加到1880万公顷（增16%），生长素、ALS和4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂的使用量减少。这种减少主要与苗后除草的草甘膦的使用量增加有关。在棉花用药方面，主要变化发生在EPSPs，从240万公顷增加到450万公顷（增87%），光合系统II抑制剂（PSII）在2017/2018至2019/2020生长季节，从220万公顷增至290万公顷（增32%）。生长素类除草剂是牧场使用的主要除草剂，其使用变化最大，2017/2018至2019/2020季的使用量从1510万公顷增加到2290万公顷（增51%）。在甘蔗田，PSII除草剂是主要使用的除草剂，但在2017/2018至2019/2020季，该产品的使用量分别从1180万公顷下降到1000万公顷（降16%）。

（2）阿根廷的除草剂使用现状

在20世纪90年代，免耕系统大规模扩展，从1990年代末的6万公顷（主要用于大豆作物），扩展到2018/2019年的3300万公顷，约占总种植面积的90%。同样，1996年，抗草甘膦的转基因作物（大豆、玉米和棉花）被引入市场，转基因大豆的采用率高于其他作物，八年内几乎达到100%。如今，几乎100%的大豆和棉花及98%的玉米都是转基因的。然而，在1990年代，其他除草剂也被引入市场，如原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂丙炔氟草胺用于大豆、玉米、高粱、向日葵和小麦田除草，甲磺草胺用于大豆、向日葵和花生田除草。同样，ALS抑制剂属于三唑嘧啶类除草剂唑嘧磺草胺、双氯磺草胺、氯酯磺草胺等品种也被引进用于大豆作物的阔叶杂草和部分禾本科杂草的控制。除了引入抗草甘膦基因外，还引入了耐草铵膦的玉米和耐咪唑啉酮除草剂的作物。耐咪唑啉酮类除草剂甲咪唑烟酸的玉米、耐咪唑烟酸的向日葵和耐甲咪唑烟酸+咪唑烟酸的水稻分别于1998年、2003年和2004年引进。在此之后，耐咪唑烟酸和甲氧咪草烟的向日葵也于2010年被开发出来。

由于抗草甘膦作物和直接播种的采用，导致大豆面积显著增加，除草剂的使用结合化学休耕使草甘膦成为主要除草剂。1994年，农业化学品市场总额约为5亿美元；2007年，达到16亿美元，而2016年达到了25亿美元。在2008年，所有除草剂的销售总额约为18亿美元，2019年为20亿美元。除了转基因技术的可操作性和经济优势，在其被引进10年之后，抗草甘膦的杂草被发现。第一个案例是来自阿根廷西北部的假高粱，由Delucchi于2005年报道。从那时起，抗除草剂杂草种群报告的发生率为4例/年，总共40例，其中27例是抗草甘膦的。因此，2008年到2019年市场上的选择性除草剂使用量相对增加，特别是ACCase和PPO抑制剂类除草剂。2008年，草甘膦占据了80%的除草剂市场，而在2019年草甘膦的市场占有率只剩36%。

（3）乌拉圭的除草剂使用现状

现代除草剂是在20世纪40年代末开始开发的。然而，乌拉圭大规模采用除草剂始于20世纪60年代。当时谷物和油籽农业有一个繁荣期，在该国种植了超过100万公顷。2,4-滴和MCPA等除草剂是最早普遍用于小麦田选择性杂草控制的除草剂。从1967年开始，其他除草剂开始被用于小麦、向日葵和玉米作物选择性除草。乌拉圭国内最初的一些研究工作报告了微管组装抑制剂氟乐灵和PSII抑制剂如莠去津、西马津、敌草隆、利谷隆和溴苯腈。

由于土壤物理和化学性质的退化，连作农业造成了粮食产量的大幅下降。在20世纪70年代到90年代之间，乌拉圭实施了一项新计划，在农业系统中纳入一个牧场阶段，作为恢复过度耕作的一种措施。这种措施改善了土壤质量，减少了土壤和养分的流失。然而，在播种任何牧草或作物之前，土地准备和杂草控制仍然依赖于耕作。直到1986年，来自17个不同作用位点的60种不同活性成分已经在乌拉圭获得登记。生长素类、光系统II和极长链脂肪酸（VLCFA）抑制剂是最常用的除草剂，特别是用于冬季作物的生长素除草剂，当时在农业中占主导地位。玉米、向日葵和高粱等夏季作物的种植比例也较小，约占农业面积的三分之一，但由于土地准备需要时间，一年两季并不可行。来自PSII和VLCFA抑制剂的除草剂和较少使用的氟乐灵是夏季作物杂草控制中使用最多的除草剂。

从20世纪80年代末开始，ALS和ACCase抑制剂类除草剂的登记和进口量越来越多，并成为冬季农作物杂草管理的重要工具。为了改善土壤健康，即使农业与放牧阶段轮作，长期的耕作仍然是一个重大问题。因此，1991年，农民开始在他们的农田中实施免耕制度。另一个重要的里程碑是在1996年乌拉圭批准了第一个抗草甘膦大豆品种，这将对该国农业的下一次变革做出重要贡献。然而，这些技术并没有立即被大规模采用，部分原因是缺乏有效和具有成本效益的除草剂。1978年，草甘膦的第一个制剂在乌拉圭注册，但直到2000年孟山都的专利到期导致价格大幅下降，这种除草剂的进口量才逐渐增加。1998至2000年期间，除草剂进口量保持不变，但到岸价下降了25%，主要原因是草甘膦价格的变化。

乌拉圭使用除草剂的前50年（1950-2000年），耕作及谷物作物与牧草的轮作也影响了杂草种群动态。尽管少数杂草品种在农业中占主要地位，但农业生产系统的特点有助于保持多样化和相对成功的杂草管理，因此直到上世纪末，乌拉圭没有抗除草剂的案例记录。

本世纪初，一系列因素综合在一起，极大地影响了除草剂的使用和杂草种群动态。草甘膦价格的下降，国际市场大豆价格的高企，以及该国已批准的现有转基因技术，共同加速了免耕农业的采用，并解释了向抗草甘膦转基因大豆作为该国主要作物的转变原因。乌拉圭的农业制度在几年内从以小麦为主要作物的耕作农田与牧场轮作的方式，转变为另一种以转基因大豆为主要作物的连续免耕的农业方案。这种新方案节省了燃料和时间，不仅降低了生产成本，而且还实现了两熟制，因此草甘膦迅速成为目前乌拉圭进口和使用最多的除草剂。

乌拉圭的农业产量和种植面积在2000至2014年间大幅增长，抗草甘膦大豆种植面积达到135万公顷（2015年）。与此同时，除草剂的使用和进口在此期间激增。免耕和抗草甘膦技术有助于彻底改变杂草管理方法。最初，基于抗草甘膦技术的杂草管理成为一项简单经济的任务，草甘膦进口量从1999年占除草剂进口总量的38%上升到2007年的近70%。到2010年，占农业总面积65%的抗草甘膦大豆的杂草管理几乎完全依赖草甘膦，偶尔使用ALS抑制剂类除草剂，结果杂草种类发生了明显变化。2009年前后，这些变化引起了农民的担忧，他们认为以前的草甘膦使用剂量不再能控制一年生多花黑麦草，因此用量开始增加。

目前，抗除草剂杂草是乌拉圭农业最重要的问题之一。草甘膦抗性已在一年生黑麦草、飞蓬和香丝草和长芒苋种群中得到证实。鉴于这一问题，除草剂的使用近年来发生了变化。2014年草甘膦占进口量的61%，2020年下降到39%。此外，在该国农业生产中使用的除草剂作用方式的多样化也被注意到，并反映在除草剂进口数据中。

（4）巴拉圭的除草剂使用现状

巴拉圭的农业在过去几十年里有了显著的增长，大豆、玉米和灌溉水稻是主要的栽培作物。巴拉圭种植系统中所使用大部分的技术与巴西和阿根廷基本相似。与此同时，巴拉圭使用除草剂的特点也与上述国家类似，从2018至2020年的除草剂有效成分使用信息了解到，百草枯、2,4-滴和草甘膦是最常用的除草剂。2018年，草甘膦占除草剂使用总量的近50%。然而，在2018至2020年，草甘膦的使用量下降到31%，这可能是由于巴拉圭抗草甘膦杂草的进化。巴拉圭草甘膦使用的减少导致了包括草甘膦在内的其他非选择性除草剂的增加。此外，还有随着生长素除草剂使用的变化，从2018到2020年2,4-滴使用量减少了29%，而三氯吡氧乙酸在同一时期增加了253%。尽管如此，2020年2,4-滴的使用量仍高于三氯吡氧乙酸。与南美其他国家类似，巴拉圭除草剂有关数据很有限，巴拉圭的公共和详细的农药数据库将在未来更好地监测与杂草、昆虫和疾病管理有关的农业措施。

（5）智利的除草剂使用现状

自90年代以来的农用化学品进口记录显示，智利的除草剂的使用量持续增加，超过杀菌剂和杀虫剂，特别是在1990至2015年期间，除草剂占进口农药的45%；2015至2020年，除草剂占农用化学品进口的38%；其次是杀虫剂占35%，杀菌剂占26%。同样，在过去30年里，全国除草剂市场的价值持续增长，平均每年增长6%，2021年达到7700万美元。值得注意的是，智利不生产农药的有效成分，只有在特定情况下，某些产品才在该国配制制剂。总之，智利使用的除草剂几乎100%是从阿根廷、中国、美国、德国和巴西等其他国家进口的。除草剂消费量的持续增长与该国从1970年代中期开始的生产重组和1980年代的商业开放直接相关，这导致了果树面积的三倍增长，根据上一次农业普查，从1976年的8.9万公顷增加到2007年的23万公顷，尤其1997至2007年间葡萄园面积增加了4.7万公顷。

根据农业和畜牧业服务局（SAG）的记录，目前在智利有127种不同的除草剂活性成分和大约327个除草剂商品名称，在国家一级销售最多的是草甘膦、百草枯、2甲4氯、西玛津、乙氧氟草醚和二甲戊灵（2021年）。根据2019年农药销售的最新数据，在该国主要生产水果和蔬菜的北部地区（阿塔卡马至科金博）以及除水果和蔬菜作物外还有葡萄园、工业作物和森林生产的中部地区（瓦尔帕莱索至马乌莱），最畅销的除草剂都是草甘膦和百草枯。而在主要集中的南部地区的谷物和森林种植园（洛斯拉戈斯），与草甘膦和百草枯一起销售最多的除草剂是2甲4氯、2,4-滴、西马津、甲磺隆、二甲戊灵、氟乐灵、乙氧氟草醚、氯氟吡氧乙酸和精异甲草胺（2019年）。

草甘膦和百草枯在智利的广泛使用主要是因为它们价格的下降，这是自1980年代开始观察到的，特别是百草枯和2甲4氯在1980年代末价格较低。另一个重要的价格下降是由于草甘膦的专利到期（1974-2000年），仿造产品大量上市。随着除草剂的日益广泛使用，20世纪90年代初开始出现抗除草剂杂草的最早案例报道。迄今为止，已经在燕麦田、油菜田和羽扇豆作物田发现多年生黑麦草（2001年）、多花黑麦草（1998年）、硬质黑麦草（1997年）、野燕麦（1998年），洋狗尾草（1999年）对ACCase抑制剂类除草氟吡甲禾灵的抗性。2001年，在葡萄园和果园发现抗草甘膦杂草多年生黑麦草和多花黑麦草；2005年，水稻作物田发现水毛花和泽泻种群以及玉米田中的假高粱（2009年）和燕麦田的萝卜（2010年）、臭春黄菊（2010年）、 田春黄菊（2010年）和高卢蝇子草（2012年）对ALS抑制剂的耐药性。

1990年代初，由于草甘膦和抗草甘膦作物的影响，全球范围内引入新作用位点除草剂的过程中断。从2000年开始，南美针对某些作物引入了的新作用位点的除草剂，如苯嘧磺草胺、tolpyratalato、砜吡草唑、硝磺草酮、苯唑草酮、唑啉草酯等，但它们都有其特殊性，限制了其广泛应用。引入抗2,4-滴、麦草畏、草铵膦和异噁唑草酮的新的转基因性状将促进新作用位点除草剂的苗后应用，除了这些技术的优势，有必要吸取草甘膦之前推广应用的教训。如果没有基于可持续利用的标准来使用新技术，抗除草剂杂草将继续出现。

2. 澳大利亚和新西兰的除草剂使用现状

1788年第一舰队抵达澳大利亚后不久，澳大利亚就开始了农业发展，殖民者开始种植小麦和大麦等作物。1840年，当欧洲人的定居点扩展到新西兰时，毛利人开始采用欧洲的农业技术，并很快在19世纪50-60年代出口谷物和马铃薯到澳大利亚。随着农业的发展，也出现了杂草的问题，其中大多数杂草不是本地植物品种，而是外地引入的。一些杂草进入了这个国家，隐藏在进口商品里，而其他商品则是为了达到特定目的而故意引进的。例如，澳大利亚最重要的杂草之一硬质黑麦草首先被种植作为牧羊的牧场。由于杂草威胁到农业生产力，必须采取控制方法来解决这个问题。

早期的杂草管理方法主要是用手工或锄头清除杂草、焚烧残茬、种植、耙地和休耕放羊等。由于人工清除杂草的劳动力短缺，农民需要其他方法来控制杂草，这些方法就是使用除草剂。除草剂最初以无机盐和酸的形式作为杂草控制的方法出现。在新西兰，20世纪30年代，砷、氯化钠、氯酸钠和硫酸等化学物质与最早的有机除草剂一起被用作除草剂。然而，这些除草剂大多是有毒的。20世纪30年代，新西兰的千里光杂草越来越猖獗，农民们开始依赖氯酸钠。然而，许多报道称，农民的衣服常因接触这种化学物质而着火。

在澳大利亚，2,4-滴和2甲4氯的使用始于1948年，当时它们被用于小麦作物，以控制非洲芥菜、野芥菜、钻果大蒜芥和毛红花，这些除草剂也被新西兰农民使用。20世纪80年代末，新西兰曾将2,4,5-涕用于金雀花和灌木，但由于公共卫生问题，这种使用被终止了。2,4-滴和2甲4氯目前仍在澳大利亚和新西兰用于控制阔叶杂草。

虽然2,4-滴和2甲4氯对控制阔叶杂草有效，但还有许多草种是它们不能控制的。自20世纪40年代2,4-滴被发现以来，许多具有新作用方式的除草剂也陆续被发现，并被纳入到澳大利亚和新西兰的杂草管理计划，使农民能够控制更多种类的杂草。在南澳大利亚，到20世纪70年代初，有超过80种商业除草剂可供使用。包括莠去津，一种具有选择性和内吸性的三嗪类除草剂，于20世纪50年代开发，自那以后被广泛使用，作为苗前和苗后除草剂，能够控制各种夏季作物如高粱、玉米和甘蔗田的禾本科杂草和阔叶杂草。尽管担心这种除草剂会污染水源，但它被认为是安全的，在澳大利亚和新西兰仍在使用。

百草枯于1955年被发现，1962年在美国首次上市，1964年在澳大利亚首次注册为非选择性触杀型除草剂。百草枯是一种广谱除草剂，能够控制禾本科杂草和阔叶杂草，自上市以来，它的使用受到了各种限制。自20世纪40年代以来，在许多除草剂中，草甘膦已成为世界上最主要的除草剂，包括在澳大利亚和新西兰。

草甘膦于1970年代进入澳大利亚和新西兰市场。1974年，草甘膦作为一种非选择性除草剂首次在美国上市。自草甘膦引入以来，在澳大利亚注册的含有草甘膦的产品约有500种（2019年）。草甘膦的有效性是由于其系统活性和在所有高等植物中抑制5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶的能力，使其对多种植物有效。在澳大利亚，这种除草剂主要用于谷物种植系统的作物播种前。在新西兰，草甘膦在牧场更新中的应用也变得很重要。Manktelow等人报告说，1999年至2003年间，新西兰草甘膦的销量增长了35%，这可能是由于价格的降低。抗草甘膦（转基因）作物也导致对草甘膦控制杂草的依赖大幅增加。转基因棉花于2000年引进澳大利亚，目前已经占据了澳大利亚99.9%的棉花种植（2019年）。然而，对草甘膦和其他除草剂的日益依赖导致了抗除草剂杂草的选择与进化。