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草甘膦(Glyphosate)是1971年由Monsanto公司開發(fā)出在世界農(nóng)業(yè)中具有劃時代意義的廣譜除草劑。草甘膦大量用于農(nóng)田各種雜草的防除，也可用于非農(nóng)田雜草的治理，如園林、苗圃、鐵路、公路、森林、湖泊等。目前，草甘膦已成為世界上應(yīng)用最廣、使用量最大的農(nóng)藥品種，其年銷售值一直居農(nóng)藥之首。
草甘膦純品為非揮發(fā)性白色固體，約在230℃時熔化，并伴隨分解。25℃時在水中溶解度1.2%，不溶于一般溶劑，其鹽類溶于水。不易燃，不易爆，常溫下貯存穩(wěn)定。對中炭鋼和馬口鐵容器有腐蝕作用。低毒。大鼠急性經(jīng)口LD50為4300毫克/千克。兔急性經(jīng)皮LD50>50000毫克/千克。對兔眼睛和皮膚有刺激作用。草甘膦不易被動物胃腸吸收，不經(jīng)代謝很快由腎、腸道排出，在體內(nèi)不積累。在試驗(yàn)條件下，對試驗(yàn)動物未見致畸、致突變、致癌作用。
草甘膦殺草譜廣，對40多個科的植物有防除作用。在果園、桑園、茶園和膠園的化學(xué)除草中得到廣泛應(yīng)用。各種雜草對草甘膦的敏感程度不同。防治一年生雜草，如稗、狗尾草、牛筋草、馬唐、藜、繁縷等，用有效成分600～1050克/公頃。對車前、小飛蓬、鴨趾草等則需1125～1500克/公頃。而防治白茅、蘆葦、香附子、硬骨草、刺兒菜、紫菀等雜草時，則需1800～2550克/公頃。一般在雜草生長旺期，每公頃對水450～750升，對雜草作莖葉處理。加入適量陰離子型表面活性劑可加快草甘膦的吸收速度。
藥物只有在接觸植物綠色組織時才有殺傷作用;接觸莖稈的褐色部分不會造成傷害。豆科和百合科植物對草甘膦的耐藥力相對要高。對稻麥(或油菜)輪作的地塊，在收割后倒茬期間，可參照上述草情和劑量進(jìn)行處理。一般在施藥后第二天，便可不經(jīng)翻耕直接播種(或移栽)。
這種少耕法對爭取農(nóng)時十分有利。利用特殊的施藥方法(如定向噴霧)或雜草及作物種子出土的時差，可使草甘膦獲得選擇性。還適用于休閑地、荒山(地)造林前化學(xué)整地、開設(shè)和維護(hù)防火線、飛播前滅草。應(yīng)根據(jù)雜草組成及覆蓋度適當(dāng)增加藥量和噴霧容量。
主要通過抑制烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶的活性，破壞莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的轉(zhuǎn)化，從而使蛋白質(zhì)合成受到干擾而導(dǎo)致植株死亡。草甘膦內(nèi)吸傳導(dǎo)性極強(qiáng)，莖葉吸收后能傳到地下根莖和分蘗中，對多年生深根雜草的地下組織破壞力很強(qiáng)。入土后即與鐵、鋁等離子絡(luò)合而失去活性，對土壤中潛藏種子無殺傷作用。
草甘膦是一種有機(jī)磷類滅生性的除草劑，它可控制世界上危害最大的78種雜草中的76種，由于其強(qiáng)大的除草性能，而成為目前我國發(fā)展最快、使用量最大的除草劑。對植物噴灑草甘膦后，草甘膦能在植物體內(nèi)的木質(zhì)部和韌皮部中傳導(dǎo)，這一傳導(dǎo)速度主要受植株年齡、土壤含水量、氣溫與相對濕度以及藥劑中的助劑類型等諸多因素的影響和制約。
代謝強(qiáng)和增殖率高的植物組織器官如結(jié)節(jié)，根尖，莖尖等對草甘膦有很強(qiáng)的富集能力。試驗(yàn)證據(jù)顯示葉面噴灑草甘膦后有大量的草甘膦積累在這些組織器官中。研究表明葉面噴灑后，植物吸收的草甘膦有80%的被轉(zhuǎn)運(yùn)到莖尖和根尖，即使葉面噴灑用量很低，這些組織中累積的草甘膦含量也很高。先前已有報(bào)道，當(dāng)以0.5 kg·hm-2的低劑量噴灑后，這些組織中草甘膦含量可達(dá)到0.3 mM，如果噴灑的劑量或次數(shù)更多，這些組織中富集的草甘膦含量會更高。
對西紅柿和菠菜噴灑草甘膦后，這些組織中草甘膦的含量達(dá)到干質(zhì)量的16%。草甘膦積累于植物的地上部分生組織，能夠抑制芳氨酸(苯丙氨酸、色氨酸與酪氨酸)生物合成，導(dǎo)致包括蛋白質(zhì)合成及次生產(chǎn)物若干代謝反應(yīng)失調(diào)以及莽草酸合成途徑受阻，其作用靶點(diǎn)有三：質(zhì)體5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸(EPSP)合成酶、胞質(zhì)EPSP合成酶以及胞質(zhì)3-脫氧-D-阿拉伯-庚酮-7-磷酸合成酶(AroG)。
一般而言，對植物使用草甘膦后24~28 h內(nèi)即傳導(dǎo)到根部、葉部，通常1年生雜草在2~4d，多年生雜草在7~10 d就會顯示出受害癥狀：失綠、發(fā)黃、枯萎和死亡。此外草甘膦對植物體內(nèi)的光合碳代謝和蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)也有不利影響，特別是在水培條件下更為明顯。植物可以通過兩種途徑代謝草甘膦(與微生物降解草甘膦的途徑類似)，一是C-N鍵氧化裂解產(chǎn)生氨甲基膦酸(AMPA)，另一途徑是C-P鍵被C-P裂解酶分解產(chǎn)生N-甲基氨基酸，代謝產(chǎn)物AMPA對植物有毒，但其活性顯著低于草甘膦。
1.典型癥狀有胃腸道腐蝕，如咽痛、吞咽困難及胃腸道出血等。
2.少數(shù)病例可發(fā)生低血壓、肺水腫等。
3.眼被污染后，出現(xiàn)眶周水腫及球結(jié)膜水腫。
4.皮膚接觸者，可出現(xiàn)接觸部位的皮膚腫脹及感覺異常。
1.立即脫離事故現(xiàn)場至空氣新鮮處。
2. 眼被污染立即用清水沖洗。
3. 口服者洗胃，注意避免發(fā)生吸入性肺炎。
4.對癥、支持治療。
(1)草甘膦為滅生性除草劑，施藥時切忌污染作物，以免造成藥害。
(2)對多年生惡性雜草，如白茅、香附子等，在第一次用藥后1個月再施一次藥，才能達(dá)到理想防治效果。
(3)在藥液中加適量柴油或洗衣粉可提高藥效。
(4)在晴天、高溫時用藥效果好，噴藥后4～6小時內(nèi)遇雨應(yīng)補(bǔ)噴。
(5)草甘膦具有酸性，貯存與使用時應(yīng)盡量用塑料容器。
(6)噴藥器具要反復(fù)清洗干凈。
目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的只有甘氨酸路線和亞氨基二乙酸（IDA）路線。我國主要采用甘氨酸路線，而國外由于具有原料優(yōu)勢，主要采用亞氨基二乙酸路線
甘氨酸路線的基本過程是首先以氯乙酸或氫氰酸等原料合成甘氨酸，然后甘氨酸再與其它原料反應(yīng)合成草甘膦。由于采用原料的不同，甘氨酸路線又可以分為不同的工藝路線，具體分類如圖所示。從工藝路線分類來看，不管采用哪種路線，都要經(jīng)過甘氨酸合成這個步驟，因此，合成價(jià)格低廉、質(zhì)量優(yōu)良的甘氨酸成為甘氨酸路線的關(guān)鍵之一。由于采用的原料不同，合成甘氨酸也有不同的工藝路線。
1）氯甲基磷酸法采用甘氨酸、多聚甲醛和三氯化磷為原料來合成草甘膦，主要的反應(yīng)方程式如式：
這種方法具有工藝路線短、原料種類少的優(yōu)勢。但是由于原料三氯化磷腐蝕性較強(qiáng)，生產(chǎn)周期長，成本高，安全性差且收率很低（僅有40 %左右），難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，目前該方法已經(jīng)被淘汰。
2）亞磷酸烷基酯法合成草甘膦
亞磷酸烷基酯法是以甘氨酸、多聚甲醛和亞磷酸烷基酯為原料，經(jīng)加成、水解反應(yīng)合成草甘膦的方法。這種方法根據(jù)原料亞磷酸烷基酯烷基的不同又可分為亞磷酸三甲酯法、亞磷酸二乙酯法以及亞磷酸二甲酯法。其中，亞磷酸三甲酯法原料成本高，工藝條件要求苛刻；亞磷酸二乙酯法產(chǎn)品的收率和質(zhì)量均不高；而亞磷酸二甲酯法由于優(yōu)勢明顯，成為草甘膦合成的主要方法，主要的反應(yīng)方程式如式
亞磷酸二甲酯法由沈陽化工研究院于1987年研究開發(fā)成功，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，甘氨酸-亞磷酸二甲酯路線也已成為我國草甘膦生產(chǎn)主要采用的工藝路線。亞磷酸二甲酯法合成草甘膦工藝過程相對簡單、原料來源廣、產(chǎn)品純度高，且三廢排放少。同時隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)，亞磷酸二甲酯法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)工藝，并且采用全自動DCS 控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的最優(yōu)化，不僅大
幅降低了生產(chǎn)成本，而且產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢也得到了很好的循環(huán)利用，參加反應(yīng)的原子幾乎全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物和有用的副產(chǎn)物，原子經(jīng)濟(jì)性幾乎達(dá)100%，實(shí)現(xiàn)了草甘膦的清潔生產(chǎn)。
亞氨基二乙酸路線是先合成亞氨基二乙酸（IDA），然后IDA 與甲醛、亞磷酸（或用三氯化磷代替亞磷酸）等反應(yīng)生成雙甘膦，雙甘膦再經(jīng)氧化得到草甘膦，反應(yīng)基本流程如圖所示。
亞氨基二乙酸路線是目前世界上最先進(jìn)的草甘膦生產(chǎn)工藝，使用這種路線生產(chǎn)的草甘膦占據(jù)草甘膦總產(chǎn)量的75%以上，全球最大的草甘膦生產(chǎn)商——美國孟山都公司就是采用這種路線進(jìn)行草甘膦生產(chǎn)的。
[1] 草甘膦毒性研究進(jìn)展
[2] 中國農(nóng)業(yè)百科全書·農(nóng)藥卷
[3] 實(shí)用中毒急救數(shù)字手冊
[4] 農(nóng)藥經(jīng)營使用知識手冊
[5] 化合物詞典
[6] 草甘膦合成工藝研究進(jìn)展