草甘膦未来发展的主要挑战

草甘膦，化学名称为N-（膦酸甲基）甘氨酸，草甘膦属低毒有机磷农药，是一种灭生性广谱除草剂，用于防除禾本科杂草和阔叶杂草。草甘膦主要有两个方面的应用场景：一方面用于常规作物除草，如果园、茶桑、橡胶园、甘蔗园的行间除草，免耕作物如稻田、小麦田除草，同时还用于森林和防火隔离带、铁路机场、公路的除草、草原改良等；另一方面用于耐草甘膦的转基因作物的除草，主要应用于大豆、棉花、玉米和油菜等。

草甘膦通过阻止植物合成其生长所需的某些蛋白质来发挥作用（会阻止特定的酶途径，即莽草酸途径。莽草酸途径：指4-磷酸赤藓糖和磷酸烯醇式丙酮酸化合后经几步反应生成莽草酸，再由莽草酸生成芳香氨基酸和其他多种芳香族化合物的途径，是植物生长发育和防御反应中最重要的生物反应之一）。即草甘膦抑制植物体内的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶（EPSP），从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化，使蛋白质合成受到干扰，导致植物死亡。

美国孟山都于20世纪50年代首先发现并合成了草甘膦，并于1974年首次在美国注册、上市、推广，商品名农达（brand name：Roundup），后陆续在美国、西欧、南非等地投入数十亿美元，建立几套万吨级原药生产厂，年产量20万吨以上。2016年拜耳以630亿美元收购孟山都（2018年收购成功），自此，Roundup这一全球最大农药品牌已被拜耳收入囊中。

我国对草甘膦的开发与研制开始于20世纪70年代末期，由沈阳化工研究院承担该项课题，于20世纪80年代完成“亚磷酸二甲酯法合成草甘膦的工艺研究，并进行了产业化。孟山都草甘膦专利于2001年到期，由此对全球控制力下降。自2004年起，孟山都产能已无法满足美国、加拿大、欧盟、巴西等传统市场，美国开始从我国进口草甘膦以满足其需求，并一跃成为我国草甘膦出口最大的国家。最高年份我国占全球草甘膦产量达67%，2023年回落到60%左右。

草甘膦的工艺路线主要有两类三种，一种是甘氨酸法草甘膦，另一种是IDA（亚氨基二乙酸）法草甘膦（IDA法分二乙醇胺法和天然气法）。二乙醇胺法，上游原料：石油、天然气，拜耳（前美国孟山都），二乙醇胺是丙烯腈的副产物，因为美国油气资源丰富，受美国资源禀赋的影响，拜尔选择用二乙醇胺合成亚氨基二乙酸。在石油输出国组织OPEC+限产的情况下，国际油价的节节高升，则不可避免的二乙醇胺的价格也会上升。另外它外购二乙醇胺，并非自己生产，原材料控制在别人手里。

甘氨酸法，上游原料：煤炭，甘氨酸法草甘膦是中国独创的工艺，也是国内主流工艺，占总产量的70%以上，理论上参与反应的物质，原子利用率100%，但这个仅仅只是理论上的。中间反应副产物、副反应太多，造成产品草甘膦的纯度只能达到95%，对比其余两种方法可以达到97%、98%的草甘膦，可谓略逊一筹。成本上来看，生产甘氨酸需要醋酸，而醋酸价格在中国是由煤炭价格来决定的，而煤炭价格又是由世界整体能源价格决定。油价维持历史高位，煤炭价格降不下去，则下游化工品，甲醇、醋酸价格也将维持高位。另外甘氨酸法污水的量也远远高于其余两种方法，对环境不友好。但技术成熟、投资规模小。

草甘膦的产能主要分布在中国和美国两个国家，主要按IDA法和甘氨酸法分成两类，具体见下表：

表 全球草甘膦产业产能情况（万吨，截至2023年数据）

图 我国草甘膦产能分布

1. 中国主流合成工艺为甘氨酸路线；国外主流合成工艺为二乙醇胺路线。

2. 由于环保压力，中国新建工厂合成工艺开始转向双甘膦、二乙醇胺路线，甘氨酸路线产能扩充不现实。

3. 中国草甘膦产能占全球60%以上，其余竞争对手为拜耳（孟山都）工厂。

4. 中国草甘膦头部厂家：湖北兴发、四川福华、浙江新安、南通江山。

5. 草甘膦企业中，西部区域产能提升明显，已超过东部区域。   

1.抗药性发展

农业中抗性杂草的发展和蔓延是一个普遍存在的问题。虽然抗性杂草自20世纪50年代就已被发现，但其物种数量及其地理范围一直在迅速增加。目前，已证实全世界有超过260种具有除草剂抗性的杂草。截止2022年底，已有报道有59个杂草品种对草甘膦产生了抗性。

图 全球抗草甘膦杂草品种数量增长情况

下图数据可看出，自1994年到2014年，30年间，美国草甘膦用量翻了几十倍。2019年数据，美国已有39个洲的17种不同作物出现了严重的草甘膦抗性问题，甚至出现了同时抵抗多种除草剂的杂草抗性种群。

抗草甘膦的杂草

图 2019年美国抗草甘膦杂草种群分布

我国分别于2006年、2011年报道了小飞蓬、牛筋草对草甘膦产生抗性，尤其是牛筋草已经在我国南方免耕种植区、种植园成为优势杂草和恶性杂草，其抗性蔓延日趋严重，成为难以解决的问题。美国、加拿大、阿根廷、巴西和澳大利亚是种植抗草甘膦作物最早的国家，这5个国家也是抗草甘膦杂草品种最多的国家。

图 全球抗草甘膦杂草品种数量及分布情况

2.各国管理政策的变化，影响着草甘膦在各国的登记形势。越南、墨西哥等未进行再评价的国家出于对当地环境保护的预防性原则对草甘膦提出了禁用政策，同时部分国家采取以限用逐步推动禁用的做法。目前，美国、加拿大、日本等已进行或正在进行再评价的国家对草甘膦保留了延续登记的政策。

3.草甘膦致癌诉讼的不利影响，给企业带来了风险。2019年以来，德国拜耳公司考虑到美国致癌诉讼的时间和声誉等成本过高，与美国原告方达成一系列和解协议，赔付总计101亿至109亿美元。致癌诉讼引发了人们对健康的担忧，中国是草甘膦第一生产和出口大国，也给中国的生产企业带来了不可预估的风险。

4.草甘膦的替代问题。广泛推广耐草甘膦作物以来，草甘膦抗性杂草随之发展，因此草铵膦、敌草快等高效低毒除草剂加速了替代草甘膦的步伐，各国新产品替代的方案也相继进行探索和开发，草甘膦的替代问题也愈发突出。

5.草甘膦最高残留限量过高，势必会影响农产品出口。因此，制定MRLs对贸易存在的潜在影响，如何科学的制定草甘膦的MRLs，是国家和相关企业非常关注的问题。