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草甘膦和草铵膦的区别:两种灭生性除草剂的作用、抗性与监管

对比草甘膦和草铵膦:作用机理、在植物体内的移动、各自需要的施药条件、已记录的抗药性、在中国、欧盟和美国的监管状态,以及在播前灭生和休耕田除草中的作用。

Huasheng Bio10 分钟阅读

作者:陈志远(高级农艺师)技术审核:王立群(研究员)

免耕地中,喷雾机在作物残茬和绿色杂草间进行播前作业。
播种前地表的作物残茬与杂草覆盖。
要点:草甘膦(HRAC 第 9 组)抑制 EPSP 合成酶,沿韧皮部传导到生长点,见效慢但能到达多年生杂草的根部;草铵膦(第 10 组)抑制谷氨酰胺合成酶,传导很少,数小时内造成叶片灼伤,因此需要杂草小、喷施周到以及温暖、湿润、光照充足的条件。两者都没有土壤活性,已记录对草甘膦产生抗性的杂草有 62 种、对草铵膦的有 7 种,所以两者都应与其他分组混用或先后使用,而不是互相替换。欧盟批准草甘膦至 2033 年 12 月,草铵膦的批准已于 2018 年到期;在中国,新建草甘膦和草铵膦生产装置属于限制类,草甘膦含量在 30% 以下的水剂列入淘汰类。

草甘膦和草铵膦都是灭生性茎叶处理除草剂:几乎能杀死接触到的所有植物,也都在经改良而耐药的作物上作选择性使用 [2]。草铵膦是治理抗草甘膦杂草的关键工具,但其使用面积远小于草甘膦,部分原因是田间表现不够稳定 [3]。本文比较两者的作用机理、在植物体内的移动、各自需要的条件、抗药性、监管状态,以及在播前灭生和休耕田中的使用。

1. 两个不同的靶标酶

草甘膦属于 HRAC 第 9 组(原 G 组),抑制 EPSP 合成酶;草铵膦属于第 10 组(原 H 组),抑制谷氨酰胺合成酶 [1]。EPSP 合成酶参与合成芳香族氨基酸酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸 [2]。谷氨酰胺合成酶使植物把氨转化为其他含氮化合物;该酶被抑制后,氨积累,谷氨酰胺减少 [2]。草铵膦造成的快速伤害过去常归因于氨,但近期研究表明,其触杀活性来自活性氧积累和随之发生的脂质过氧化,因为它同时扰乱光呼吸和光合作用的光反应 [3]。

2. 在植物体内的移动和见效速度

草甘膦经叶片吸收,沿韧皮部传导到生长点;能向下传导到根和根茎的韧皮部传导型除草剂,对多年生杂草防效最好 [2]。草甘膦处理后 3 至 5 天才出现症状,植株缓慢死亡 [2]。草铵膦亲水性很强,在植物体内传导差,因此对禾本科和多年生杂草的防效一般较差 [3]。它在数小时内造成叶片灼伤,较大的杂草常从腋芽重新长出 [2]。

两者都不通过土壤起作用。草甘膦被土壤吸附而失活 [2];草铵膦没有土壤活性,并会被土壤微生物迅速降解 [2][3]。因此,两者都只能防除施药时已经出土的杂草 [4]。

两盆同种杂草分别呈现黄化和叶片坏死。
两盆同种杂草分别呈现黄化和叶片坏死。

3. 影响药效的条件

Takano 和 Dayan 认为,草铵膦田间效果不稳定与环境条件、施药技术和杂草种类有关 [3]。美国明尼苏达大学和北达科他州立大学的推广专家建议在杂草小、生长旺盛时施药,草高最好低于 3 英寸(约 8 厘米),因为较高的植株会从下部生长点重新长出 [4]。他们指出,温度高、湿度大、光照强会提高药效,而湿度低可能使雾滴迅速变干、减少吸收 [4]。由于草铵膦需要光照才能起作用,他们建议避开清晨和傍晚,在日出后 3 至 4 小时到日落前 3 至 4 小时之间施药 [4]。作为触杀型除草剂,草铵膦还需要喷施周到 [2]。

草甘膦与其他茎叶处理除草剂一样,在杂草小、生长旺盛时效果最好;受旱杂草角质层较厚、生长较慢,防效较差 [2]。

4. 对比一览

草甘膦与草铵膦对比

项目草甘膦草铵膦
HRAC 分组(旧字母)第 9 组(G),抑制 EPSP 合成酶 [1]第 10 组(H),抑制谷氨酰胺合成酶 [1]
在植物体内的移动经叶片吸收,沿韧皮部传导到生长点 [2]传导有限,起触杀作用 [2][4]
症状出现速度3 至 5 天,植株缓慢死亡 [2]数小时内出现叶片灼伤 [2]
禾本科和多年生杂草经韧皮部传导,对部分多年生杂草防效好 [2]对禾本科和多年生杂草防效一般较差 [3]
土壤活性被土壤吸附而失活 [2]无;在土壤中被微生物迅速降解 [3]
有利于防效的条件杂草小、生长旺盛 [2]杂草小、喷施周到、温暖湿润、光照充足、白天施药 [2][4]
已记录的抗性物种数62 [5]7 [5][6]
欧盟状态批准至 2033 年 12 月 15 日,附条件 [9]批准已于 2018 年 7 月 31 日到期 [10]

抗性物种数为国际抗除草剂杂草数据库 2026 年 10 月 26 日的记录。本表不是登记用途清单:适用作物、施药时期、用量和间隔以各国登记和产品标签为准。

5. 抗药性现状

截至 2026 年 10 月 26 日,该数据库共记录对 EPSPS 抑制剂产生抗性的杂草 62 种(双子叶 29 种、单子叶 33 种),对谷氨酰胺合成酶抑制剂产生抗性的 7 种 [5]。堪萨斯州立大学指出,杂草抗草甘膦似乎源于 EPSPS 基因改变或该基因重复,使 EPSPS 蛋白过量表达 [2]。

在巴西,草甘膦是大豆、玉米和棉花田的主要除草剂,到 2021 年已有 11 种杂草出现抗草甘膦生物型;巴西农业研究公司(Embrapa)的调查发现,抗性白酒草属杂草和 Digitaria insularis 已广泛分布于主要粮食产区 [7]。在美国堪萨斯州,地肤的抗草甘膦性于 2007 年首次得到确认,此后已扩散到美国至少 10 个州和加拿大 3 个省;当地一项休耕田试验中,单用草甘膦对地肤的防效不超过 40% [8]。

田间对草铵膦产生抗性的杂草种类很少,其机制总体上还不清楚 [3]。已记录的 7 种为:长芒苋(美国阿肯色州 2020 年、北卡罗来纳州 2022 年)、糙果苋(伊利诺伊州 2025 年)、牛筋草(马来西亚 2009 年)、多年生黑麦草(新西兰 2015 年)、多花黑麦草(美国俄勒冈州 2010 年,之后新西兰和加利福尼亚州)、硬直黑麦草(希腊 2017 年)和早熟禾(美国田纳西州 2017 年),其中多个种群兼有多重抗性 [6]。HRAC 指出,单靠轮换除草剂不足以防止抗药性,建议混用或先后使用作用位点不同、但对靶标杂草都有效的除草剂 [15]。

大豆行间的绿色小飞蓬与枯黄杂草。
大豆行间的绿色小飞蓬与枯黄杂草。

6. 监管现状

中国

自 2024 年 2 月 1 日起施行的《产业结构调整指导目录(2024 年本)》[12] 把草甘膦、草铵膦、百草枯、敌草快等生产装置列入限制类,即需要督促改造和禁止新建的生产能力,并把草甘膦含量在 30% 以下的水剂列入淘汰类落后产品 [13]。根据 2012 年的联合公告,百草枯水剂登记自 2014 年 7 月 1 日起撤销(保留出口境外使用登记),2016 年 7 月 1 日起停止在国内销售和使用 [14]。

欧盟

草甘膦在欧盟获批至 2033 年 12 月 15 日,并附有条件和限制;这一决定基于成员国主管机构、欧洲食品安全局(EFSA)和欧洲化学品管理局(ECHA)在 2019 至 2023 年间的评估。产品由各成员国授权,用于催枯以控制收获时间或便于脱粒的用途在欧盟不被允许 [9]。欧盟委员会已要求 ECHA 和 EFSA 获取并评估 2025 年发表的一项研究的原始数据 [9]。草铵膦在欧盟的批准已于 2018 年 7 月 31 日到期:续展申请曾经提交,但在评估报告定稿前被撤回,基于原欧盟用途的最大残留限量需要降至定量限 [10]。

美国

美国环保署(EPA)正在登记评审中重新评估草甘膦,预计在 2026 年底完成更新后的人体健康风险评估 [11]。

7. 播前灭生与休耕田除草

欧盟委员会指出,草甘膦产品通常在作物播种前施用,由于不需要翻动土壤即可除草,在免耕体系中可以减少或取代翻耕 [9]。草铵膦用于播前灭生处理,以及在耐草铵膦作物上苗后喷施 [4]。HRAC 把在作物出苗前用灭生性除草剂防除早期出土杂草、处理漏防杂草列为抗性治理措施之一 [15];WSSA 建议在适当情况下把灭生处理与苗前土壤封闭除草剂结合使用 [16]。

草甘膦长期以来是休耕田的重要除草剂,但抗性地肤迫使种植者改用其他作用机理。在上述堪萨斯州休耕田试验中,防除地肤效果最好的是吡草醚、百草枯和甲磺草胺的三元混用,也是 28 天时唯一防效超过 95% 的处理 [8]。百草枯和敌草快(第 22 组)是另一类主要的灭生性选择;它们是光活化的触杀型除草剂,接触土壤后被不可逆吸附、没有土壤活性,吸入或误服对人有重大风险 [1][2]。

8. 田间操作顺序

  • 选药前弄清田间杂草种类,并查询当地对第 9 组和第 10 组的抗性记录 [5][6]。
  • 防除已定植的多年生杂草,靠的是韧皮部传导(草甘膦);在已出现抗草甘膦的小龄一年生杂草上,可改用草铵膦等不同作用机理的产品 [2][3]。
  • 草铵膦应在白天、温暖湿润的条件下喷施小草,并确保喷施周到 [2][4]。
  • 两者都没有封闭作用:灭生处理应搭配其他分组的苗前土壤封闭除草剂 [2][16]。
  • 与其他有效分组混用或先后使用,而不是只在两者之间来回切换 [15]。
  • 不让残存杂草结籽,并记录每次施药 [15][16]。
  • 制定方案前核实目标市场的批准状态;欧盟的例子说明各地差异很大 [9][10]。

常见问题

草甘膦和草铵膦有什么区别?

草甘膦(第 9 组)抑制 EPSP 合成酶,沿韧皮部传导,见效慢;草铵膦(第 10 组)抑制谷氨酰胺合成酶,传导少,数小时内见效 [1][2]。

草铵膦是内吸还是触杀?

一般按触杀型除草剂对待:它在植物体内传导差,因此需要充分覆盖小草 [2][3][4]。

草甘膦和草铵膦哪个见效快?

草铵膦。它在数小时内造成叶片灼伤,而草甘膦要 3 至 5 天才出现症状 [2]。

草铵膦能防治抗草甘膦的杂草吗?

它作用于不同的靶标,是治理抗草甘膦杂草的关键工具 [3],但对草铵膦产生抗性的杂草也已记录到 7 种 [6]。

欧盟禁用草甘膦了吗?

没有。草甘膦获批至 2033 年 12 月 15 日,附有条件和限制,催枯用途不被允许 [9]。

草铵膦在欧盟还能用吗?

不能。其欧盟批准在续展申请撤回后,已于 2018 年 7 月 31 日到期 [10]。

华生供应草甘膦原药、可溶液剂和可溶粒剂,以及草铵膦可溶液剂。获准用途因国家而异,以目标市场的登记标签为准。

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