中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，草甘膦行業(yè)作為全球用量最大、使用范圍最廣的除草劑，自1974年完成農(nóng)藥注冊(cè)以來，憑借出色的除草效果和安全性，已在果園、桑田、棉田、甘蔗田等眾多場(chǎng)景廣泛應(yīng)用，全球超 40 億 km2 的林業(yè)、果園及抗草甘膦經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)均依賴其進(jìn)行除草作業(yè)。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，草甘膦的市場(chǎng)格局、合成工藝、廢水處理技術(shù)及應(yīng)用中的問題不斷演變，深入剖析這些方面，對(duì)把握2025年草甘膦產(chǎn)業(yè)布局具有重要意義。以下是2025年草甘膦產(chǎn)業(yè)布局分析。
草甘膦作為全球銷量最大的除草劑品種，其用量占全球農(nóng)藥總用量的 15% 左右，在全球除草劑市場(chǎng)份額中的占比約為 30%。從產(chǎn)能分布來看，目前全球草甘膦產(chǎn)能約為 110 萬 t，除部分產(chǎn)能外，其余產(chǎn)能全部集中在中國(guó)，國(guó)內(nèi)主要有樂山福華、泰盛化工、新安股份等 11 家廠商承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù)。
在市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)方面，據(jù)推算，到 2024 年全球草甘膦的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 108.8 億美元。國(guó)內(nèi)草甘膦原藥以出口為主，2021 年出口量為 31.07 萬 t，出口金額約合 25 億美元。
從產(chǎn)品類型來看，草甘膦產(chǎn)品主要分為單劑和復(fù)配兩種。單劑產(chǎn)品中，水劑常見含量有 30%、41%、62%，其中 41% 草甘膦異丙胺鹽水劑最具代表性;顆粒劑常見含量包括 50%、60%、70%、74.7%、75.7%、77.7% 等。由于雜草抗性不斷增強(qiáng)，單劑已無法滿足除草需求，復(fù)配制劑應(yīng)運(yùn)而生，目前國(guó)內(nèi)登記的草甘膦復(fù)配產(chǎn)品有 362 個(gè)，其中三元復(fù)配產(chǎn)品 5 個(gè)，組合分別為麥?草?三氯吡、喹?羧?草甘膦、芐?丁?草甘膦、草甘?甲?乙羧和 2 甲?草?氯吡;二元復(fù)配產(chǎn)品 357 個(gè)，主要組合有滴酸?草甘膦和 2 甲?草甘膦，其他組合還包括麥草畏 + 草甘膦、乙氧氟草醚 + 草甘膦等。
草甘膦的合成路線眾多，目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的工藝路線有兩條，分別是甘氨酸法和亞氨基二乙酸法(IDA 法)。甘氨酸法需先合成甘氨酸，再讓甘氨酸與其他原料合成草甘膦;IDA 法則先合成 IDA，IDA 與其他原料反應(yīng)縮合得到雙甘膦，雙甘膦再經(jīng)氧化得到草甘膦。與傳統(tǒng)的甘氨酸法相比，IDA 法具有路線短、產(chǎn)品質(zhì)量好、三廢及副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)際上草甘膦產(chǎn)業(yè)化的常用工藝。
《2025-2030年中國(guó)草甘膦行業(yè)市場(chǎng)深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報(bào)告》指出，在雙甘膦氧化制備草甘膦的過程中，因氧化方法不同形成了多種工藝。濃硫酸氧化法以濃硫酸為氧化劑，優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、收率高、產(chǎn)品成本低，但缺點(diǎn)是產(chǎn)品有效含量低、色澤深，隨著 10% 草甘膦水劑產(chǎn)品的退市，該工藝已被淘汰。雙氧水氧化法以雙氧水為氧化劑，鎢、鐵等金屬氧化物為催化劑，具有清潔環(huán)保、工藝路線短、生產(chǎn)成本低、常壓、反應(yīng)條件可控、能耗低、三廢少、回收率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家采用的生產(chǎn)工藝，不過該方法生產(chǎn)的草甘膦固含量只有 95%，無法滿足國(guó)際市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)草甘膦的要求，且母液中含鎢、鐵等金屬離子，甲醛濃度高，后續(xù)處理較困難。分子氧氧化法以氧氣或含氧氣體作為氧化劑，活性炭作為催化劑，具有成本低、草甘膦固含量高、對(duì)環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)外公司產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的主要方法，但該工藝催化劑用量大，失活的活性炭無法回收再生，導(dǎo)致成本高，未能普及。
此外，還有學(xué)者對(duì)紫外光、微波條件下用活性炭催化雙甘膦合成草甘膦的方法進(jìn)行了研究，同時(shí)也有光化學(xué)法、生物合成法、烷基酯法等工藝生產(chǎn)草甘膦的研究報(bào)道，雖然這些新工藝短期內(nèi)還不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但對(duì)草甘膦產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍具有重要價(jià)值。
草甘膦生產(chǎn)廢水中的污染物，會(huì)因合成路徑、生產(chǎn)工藝及所用原料不同而存在差異。目前常用的 IDA 法和甘氨酸法產(chǎn)生的廢水中，主要污染物為草甘膦、多聚甲醛、甘氨酸、有機(jī)磷化合物等。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，采用甘氨酸法每生產(chǎn) 1t 原藥，約產(chǎn)生 5~6t 廢水;IDA 法每生產(chǎn) 1t 原藥，約產(chǎn)生 5t 廢水。這些廢水鹽含量、有機(jī)物含量和 COD 等均較高，必須經(jīng)處理后才能排放，否則會(huì)造成嚴(yán)重環(huán)境污染。
物理法主要包括吸附法、萃取法和膜分離法。吸附法可分為物理吸附和化學(xué)吸附，操作簡(jiǎn)單、效率高，常用的吸附材料有活性炭、沸石、明膠和樹脂等。萃取法利用溶質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑中的溶解度差異，用一種溶劑將目標(biāo)物從另一種溶劑中提取出來。膜分離法將各種膜單獨(dú)使用或組合形成膜系統(tǒng)，從廢水中截留鹽、草甘膦等污染物，具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、適用性廣等特點(diǎn)。
化學(xué)法主要有焚燒法和氧化法。焚燒法是在高溫下(一般為 800~1000℃)，通過化學(xué)反應(yīng)破壞有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，從而有效處理廢水。氧化法包含多種類型，芬頓或類芬頓氧化法利用芬頓試劑或類芬頓試劑，氧化降解草甘膦高鹽有機(jī)廢水;濕性氧化法在有水存在的情況下，利用高溫高壓氧化分解溶液中所含的有機(jī)物，可細(xì)分為均相催化和非均相催化兩類;光催化氧化法在光照條件下，以氧化鈦等光敏物質(zhì)為催化劑，催化氧化有機(jī)物降解;臭氧氧化法以臭氧為氧化劑，氧化降解草甘膦廢水中的有機(jī)物，為避免臭氧直接氧化的弊端，通常會(huì)將過氧化氫、紫外線(UV)催化劑等與臭氧一同構(gòu)建催化體;亞臨界水氧化法是在一定溫度(200~320℃)、壓強(qiáng)(4~20MPa)條件下，用空氣中的氧氣氧化有機(jī)物，達(dá)到氧化分解有機(jī)物，同時(shí)將磷等元素礦化為磷酸鹽的目的。
自 1974 年草甘膦投入應(yīng)用以來，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)和使用劑量的不斷增加，雜草對(duì)草甘膦的抗性問題日益凸顯。1996 年，澳大利亞首次發(fā)現(xiàn)抗草甘膦雜草(瑞士黑麥草)，到 2018 年 3 月，全球共有 28 個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)了 41 種抗草甘膦雜草。其中在馬來西亞和美國(guó)發(fā)現(xiàn)的對(duì)草甘膦具有抗性的牛筋草和小飛蓬，其對(duì)草甘膦的抗性提高了 8~12 倍。美國(guó)、阿根廷、巴西和加拿大這 4 個(gè)國(guó)家，抗性雜草的發(fā)生最為嚴(yán)重，其中美國(guó)截至 2015 年，已發(fā)現(xiàn)超過 15 種抗草甘膦雜草，抗性雜草的覆蓋面積達(dá) 6120 萬英畝(約合 2.48 萬 km2)，與 2010 年相比幾乎增長(zhǎng)了 1 倍。英國(guó)出現(xiàn)的對(duì)草甘膦不敏感的雜草品種貧育雀麥，其對(duì)草甘膦的敏感程度，低于周邊 30 個(gè)敏感群體和鄰近未接觸過草甘膦的群體。在我國(guó)，草甘膦的抗性問題也十分嚴(yán)峻，不同地區(qū)的棉田中，反枝莧和馬齒莧對(duì)草甘膦均存在不同程度的抗藥性;黃河和長(zhǎng)江流域的產(chǎn)棉區(qū)中，牛筋草對(duì)草甘膦存在不同程度的抗藥性，其中部分地區(qū)的種群抗性最強(qiáng)，與對(duì)照相比，抗性指數(shù)高達(dá) 14.4;在廣東發(fā)現(xiàn)的牛筋草種群，甚至對(duì)草甘膦、草銨膦和百草枯這 3 種常用的除草劑均產(chǎn)生了抗性。
雜草對(duì)草甘膦產(chǎn)生抗性至少由三種機(jī)制造成，分別是靶標(biāo)抗藥性的改變、非靶標(biāo)抗藥性的改變、雜草對(duì)草甘膦代謝速率的改變，其中前兩種抗性機(jī)制已得到廣泛認(rèn)可，第三種機(jī)制還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
靶標(biāo)抗藥性的改變包含兩種類型，第一種是抗性雜草中 EPSPS 基因的突變，該類突變使得 EPSPS 酶中 106 位氨基酸由脯氨酸變?yōu)榻z氨酸或蘇氨酸，部分抗性雜草種群的抗性來源于 EPSPS 中 102 位和 106 位氨基酸(T102I+P106S)的改變，且雙氨基酸位點(diǎn)突變個(gè)體的抗性，遠(yuǎn)高于野生個(gè)體和 P106S 單一位點(diǎn)突變的個(gè)體;第二種類型是 EPSPS 基因的復(fù)增，部分地區(qū)的雜草對(duì)草甘膦的抗性，是通過 EPSPS 基因復(fù)增而獲得的，但在某些遺傳背景下，EPSPS 基因拷貝數(shù)的增加，可能導(dǎo)致個(gè)體在生存競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，同時(shí)在抗草甘膦的部分雜草群體中，EPSPS 和 PFK 基因，以及兩個(gè)與谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶有關(guān)的 Uni 基因的表達(dá)量均出現(xiàn)了增加。
非靶標(biāo)抗藥性的改變方面，草甘膦屬于內(nèi)吸傳導(dǎo)型除草劑，必須經(jīng)過植物葉片吸收、植物體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)再分配等過程才能最終發(fā)揮作用。研究表明，抗性雜草群體的葉片對(duì)草甘膦的吸收弱于敏感群體，相比抗性群體，敏感群體多吸收了 7%~13% 的 C14 同位素標(biāo)記的草甘膦。草甘膦被吸收后，須經(jīng)韌皮部從葉片轉(zhuǎn)運(yùn)至生長(zhǎng)點(diǎn)才能發(fā)揮最大藥效，任何與轉(zhuǎn)運(yùn)和再分配過程相關(guān)的改變，都有可能降低雜草群體對(duì)草甘膦的敏感度，使雜草獲得抗性，部分抗性雜草中草甘膦的轉(zhuǎn)運(yùn)率，低于相應(yīng)的敏感群體。此外，雜草可通過將進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的草甘膦隔離在液泡中的方式，阻止草甘膦對(duì)細(xì)胞的進(jìn)一步傷害，從而提高植株對(duì)草甘膦的耐受程度。
相關(guān)的毒理學(xué)報(bào)告顯示，草甘膦屬于低毒除草劑，但對(duì)草甘膦致癌性的評(píng)估目前仍存在爭(zhēng)議。有觀點(diǎn)基于針對(duì)少量職業(yè)暴露方面流行病學(xué)研究得出結(jié)論，將草甘膦劃分為 “可能致癌物質(zhì)”，也有觀點(diǎn)認(rèn)為草甘膦應(yīng)被劃定為 “不致癌物質(zhì)”。對(duì)嚙齒動(dòng)物的相關(guān)研究表明，草甘膦與腎小管癌、血管肉瘤、胰島細(xì)胞腺瘤、皮膚癌等有關(guān)。有研究認(rèn)為草甘膦暴露可能會(huì)增加人體患非霍奇金淋巴瘤的風(fēng)險(xiǎn)，但也有觀點(diǎn)指出，將流行病學(xué)角度的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著相關(guān)性作為草甘膦導(dǎo)致人類罹患罕見癌癥的依據(jù)不夠充分，流行病學(xué)的研究結(jié)果不足以作為分類的完全依據(jù)，另有對(duì)草甘膦暴露與癌癥發(fā)生率之間關(guān)系的分析結(jié)果表明，草甘膦和癌癥之間沒有明顯的相關(guān)性。
環(huán)境中的草甘膦會(huì)通過多種途徑進(jìn)入土壤環(huán)境，一是通過農(nóng)事操作直接噴灑到土壤表面;二是附著在雜草植株上的草甘膦經(jīng)雨水、風(fēng)吹等方式進(jìn)入土壤;三是大氣中微量的草甘膦沉降或隨降雨進(jìn)入土壤。土壤對(duì)草甘膦有很強(qiáng)的吸附能力，能有效限制草甘膦在環(huán)境中遷移，草甘膦在土壤中很快被降解，因此不會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成持久的影響，但土壤對(duì)草甘膦的吸附和降解能力，取決于土壤的物理、化學(xué)和生物特性，因此需要對(duì)草甘膦在土壤中長(zhǎng)期累積而引起的風(fēng)險(xiǎn)有足夠的重視。研究表明，長(zhǎng)期施用低濃度草甘膦水劑，土壤會(huì)有鹽堿化的趨勢(shì);也有研究指出，草甘膦會(huì)改變土壤中養(yǎng)分的組成和利用率，但即使土壤中草甘膦的劑量達(dá)到最高推薦使用劑量的 500 倍，其對(duì)土壤中不同養(yǎng)分的結(jié)合固定也是微不足道的，不足以對(duì)作物產(chǎn)量造成影響。
過去人們認(rèn)為由于土壤對(duì)草甘膦具有吸附作用，其在環(huán)境中的遷移能力較弱，不會(huì)對(duì)地下水和地表水造成影響，但實(shí)際上草甘膦及其分解產(chǎn)物氨甲基膦酸(AMPA)會(huì)隨雨水、地表徑流等進(jìn)入水源，再通過水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入地下水。地表水中溶解的草甘膦、AMPA 以及受污染的各種顆粒物，會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸沉降到水體底部，并與水底的沉積物結(jié)合，降低草甘膦在水中的生物降解速率。
此外，草甘膦對(duì)土壤中的無脊椎動(dòng)物和微生物群落也有一定的影響。對(duì)經(jīng)草甘膦暴露處理的抗草甘膦作物根系微生物的研究表明，其根系周邊有部分微生物的群體出現(xiàn)了增加，也有個(gè)別微生物出現(xiàn)了降低的情況;同時(shí)也有研究表明，當(dāng)土壤中的草甘膦在某個(gè)特定劑量范圍內(nèi)時(shí)，其對(duì)土壤微生物的生物量和呼吸作用沒有明顯的影響。
隨著更加環(huán)保的低毒助劑的應(yīng)用，以及進(jìn)一步科學(xué)規(guī)范草甘膦用量、施用方法和使用時(shí)期(間隔期)，作為現(xiàn)今銷量最大、使用范圍最廣的除草劑，草甘膦在應(yīng)用過程中對(duì)作物、操作者和環(huán)境的影響都可以維持在安全范圍內(nèi)。同時(shí)，隨著生物育種技術(shù)的發(fā)展，各類具有耐(抗)草甘膦性狀的轉(zhuǎn)基因作物在未來會(huì)逐步得到應(yīng)用和推廣，這也將成為草甘膦產(chǎn)銷量增長(zhǎng)的潛在市場(chǎng)，為 2025 年草甘膦產(chǎn)業(yè)布局注入新的活力。
本文圍繞2025年草甘膦產(chǎn)業(yè)布局，詳細(xì)闡述了草甘膦產(chǎn)業(yè)的多方面情況。在市場(chǎng)現(xiàn)狀上，明確了草甘膦在全球農(nóng)藥市場(chǎng)的重要地位、產(chǎn)能分布、規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)及產(chǎn)品類型;在合成工藝上，介紹了已產(chǎn)業(yè)化的路線及不同氧化工藝的特點(diǎn)，還有新型技術(shù)的探索方向;在生產(chǎn)廢水處理技術(shù)上，分析了廢水污染物特征及物理、化學(xué)兩類處理方法;在應(yīng)用問題上，深入探討了雜草抗性、對(duì)人體及環(huán)境的影響;最后對(duì)2025年草甘膦產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了展望。整體來看，草甘膦產(chǎn)業(yè)雖面臨一些挑戰(zhàn)，但通過技術(shù)改進(jìn)和規(guī)范應(yīng)用，未來仍有較大的發(fā)展空間，這些內(nèi)容也為了解和把握2025年草甘膦產(chǎn)業(yè)布局提供了全面且詳細(xì)的參考。
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