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草甘膦毒性研究进展_周垂帆
生态环境学报 第 22卷第 10期 (2013年 10月)
显著提高除草效率。因此为了更好地了解草甘膦的 使用风险,本文综述了国内外各种草甘膦制剂、草 甘膦酸、草甘膦异丙胺盐和表面活性剂对生物毒性 方面的研究进展,为全面了解草甘膦在环境中的毒 性以便于及时对可能的风险进行管理,加强对农药 的安全管理,更好地保护环境和人类健康。 1 对植物制毒机理
众所周知,草甘膦是一种有机磷类灭生性的除 草剂,它可控制世界上危害最大的 78种杂草中的 76种,由于其强大的除草性能,而成为目前我国发展 最快、 使用量最大的除草剂。 对植物喷洒草甘膦后, 草甘膦能在植物体内的木质部和韧皮部中传导,这 一传导速度主要受植株年龄、土壤含水量、气温与 相对湿度以及药剂中的助剂类型等诸多因素的影 响和制约。代谢强和增殖率高的植物组织器官如结 节,根尖,茎尖等对草甘膦有很强的富集能力。 Schulz 等 [2]的试验证据显示叶面喷洒草甘膦后有大 量的草甘膦积累在这些组织器官中。 Feng 等的研究 表明叶面喷洒后,植物吸收的草甘膦有 80%的被转 运到茎尖和根尖,即使叶面喷洒用量很低,这些组 织中累积的草甘膦含量也很高。先前已有报道,当 以 0.5 kg·hm-2的低剂量喷洒后,这些组织中草甘膦 含量可达到 0.3 mM,如果喷洒的剂量或次数更多, 这些组织中富集的草甘膦含量会更高 [3]。 Schulz 等 的研究表明,对西红柿和菠菜喷洒草甘膦后,这些 组织中草甘膦的含量达到干质量的 16%[2]。草甘膦 积累于植物的地上部分生组织, 能够抑制芳氨酸 (苯 丙氨酸、 色氨酸与酪氨酸 ) 生物合成, 导致包括蛋白 质合成及次生产物若干代谢反应失调以及莽草酸 合成途径受阻,其作用靶点有三:质体 5-烯醇式丙 酮酰莽草酸 -3-磷酸 (EPSP)合成酶、 胞质 EPSP 合成酶 以 及胞 质 3-脱 氧 -D-阿拉伯 -庚酮 -7-磷 酸合成酶 (AroG)[4]。一般而言,对植物使用草甘膦后 24~28 h内即传导到根部、叶部,通常 1年生杂草在 2~4 d, 多年生杂草在 7~10 d就会显示出受害症状:失绿、 发黄、枯萎和死亡。此外草甘膦对植物体内的光合 碳代谢和蔗糖转运也有不利影响 [5],特别是在水培 条件下更为明显 [6]。植物可以通过两种途径代谢草 甘膦 (与微生物降解草甘膦的途径类似 ) ,一是 C-N 键氧化裂解产生氨甲基膦酸 (AMPA),另一途径是 C-P 键被 C-P 裂解酶分解产生 N-甲基氨基酸, 代谢产 物 AMPA 对植物有毒,但其活性显著低于草甘膦。 2 对水生生物和两栖类动物的毒性
水生生态系统是一个动态系统,许多食物网交 错存在,其中任何一个种群发生变化都可能导致其 他生物种群的巨大变化。而水体是农药进入环境后 的一个重要归宿地,农药进入水体后会对水生生态
系统造成影响,其影响的大小与农药对水生生物的 毒性有关。农药对水生生物的毒性数据可以通过水 生生物毒性试验而得到。通常草甘膦是以高于推荐 用药量 3~4倍的剂量施于鱼塘,研究表明,草甘膦 当天的水中残留量为 6.29 mg·L-1,药后 1 d下降达 90%左右, 第 6天降至 0.003 mg·L-1, 半衰期为 0.61 d。 即在自然鱼塘环境中,水中草甘膦消失十分迅速; 而在鱼塘沉积物中的残留量以施药后 1 d达到峰值 (2.84 mg·L-1) ,为水中浓度的 5倍以上,随后逐渐下 降, 其半衰期约为 1 d, 这表明草甘膦可迅速被池塘 沉积物吸附 [7]。然而使用草甘膦后,在实验室和田 间的研究中都发现在水深 1 m处有草甘膦和其降解 产物 AMPA 的存在,这意味着草甘膦对水生环境有 潜在的威胁 [8]。另有研究表明世界范围内的表层水 体中,都发现了相当大浓度的草甘膦和 AMPA 的普 遍存在,如在美国的河流中检测到草甘膦质量浓度 达到了 2.2 mg·L-1[8]。
2.1 草甘膦对微藻类和其他水生微生物的毒性 草甘膦能够抑制藻类的叶绿素前体 5-氨基乙酰 丙酸 (ALA)的合成,从而影响光合作用 [9]。如张磊 等 研 究 测 定 了 草 甘 膦 异 丙 胺 盐 (Glyphosate- isopropylammonium) 对 球 形 棕 囊 藻 (Phaeocystis globosa ) 的毒性,当浓度较高时球形棕囊藻各生理 指标表现出显著抑制效应即生长率、叶绿素 a 含量、 超氧化物歧化酶活性均显著降低照 [10]。 Romero 等发 现 草 甘 膦 制 剂 (ATANOR)能 够 引 起 小 球 藻 (Chlorella kessleri) 的氧化应激, (EC50-96 h 55.62 mg ? L - 1) ,主要表现为蛋白含量以及丙二醛含量增 加,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和谷胱甘肽 含量增加 [11]。张哲等研究了草甘膦酸 (Glyphosate)对旋链角毛藻 (Chaetoceros curvisetus) 和盐生杜氏 藻 (Dunallelia salina) 生长的影响结果表明,草甘膦 对两种海洋微藻均存在不同程度的刺激生长效应 [12]。 如宋辉等分别研究了甲氰菊酯、 百草枯、 乐果、 敌敌畏和草甘膦制剂对水螅 (Hydra magnipapillata) 的单一和复合毒性效应。单一毒性实验结果表明, 五种农药对水螅毒性大小的顺序为百草枯 >甲氰菊 酯 >乐果 >草甘膦 >敌敌畏。其中草甘膦制剂的 96 h的 LC50为 72.29(62.76~83.26), 且敌敌畏与草甘膦对 水螅的联合急性毒性表现为拮抗作用 [13]。 然而近年 来研究人员通过对草甘膦制剂中的各种成分的毒 性研究表明:草甘膦制剂中表面活性剂毒性最高, 草甘膦酸毒性或草甘膦异丙胺盐毒性则是更低。如 Tsui 等对研究了纯草甘膦酸、草甘膦异丙胺盐和除 草剂制品农达,以及农达中的添加的表面活性剂对 发 光 菌 (Vibrio fischeri) 、 微 藻 (Selenastrum capricornutum 和 Skeletonema costatum) 、原生动物
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　　中文别名
　　草甘膦、镇草宁、农达
　　英文名
　　Glyphosate Tech
　　中文别名
　　N-(磷酸甲基)
　　英文名
　　N-(phosphonomethyl)-glycine
　　理化性质
　　工业品为白色结晶固体，熔点200℃，水中溶解度12g/L (25℃)，丙酮、乙醇、二甲苯中溶解度
　　草甘膦属低毒除草剂，原粉大鼠急性经口LD50为4300mg/kg，兔急性经皮LD50>
5000mg/kg。对兔眼睛和皮肤有轻度刺激作用，对豚鼠皮肤无过敏和刺激作用。在动物体内不蓄积，在试验条件下对动物未见致畸、致突变、致癌作用。对鱼和水生生物毒性较低；对蜜蜂和鸟类无毒害；对天敌及有益生物较安全。对人畜毒性低。
　　该产品是一种非选择性、无残留、内吸传导型慢性广谱灭生性苗后除草剂，对深根多年生杂草和一年生及二年生禾本科、莎草科和阔叶杂草非常有效，对一些多年生多种杂草有优异的防效；另外，在植物成熟后期施用，对大多数杂草的防效更高。主要抑制物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶，从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酷氨酸及色氨酸的转化，使蛋白质的合成受到干扰导致植物死亡。草甘膦是通过茎叶吸收后传导到植物各部位的，可防除单子叶和双子叶、一年生和多年生、草本和灌木等40多科的植物。草甘膦入土后很快与铁、铝等金属离子结合而失去活性，对土壤中潜藏的种子和土壤微生物无不良影响。
　　使用技术
　　防除苹果园、桃园、葡萄园、梨园、茶园、桑园和农田休闲地杂草，对稗、狗尾草、看麦娘、牛筋草、马唐、苍耳、藜、繁缕、猪殃殃等一年生杂草，每亩用10%草甘膦水剂400-700克；对车前草、小飞蓬、鸭跖草、双穗雀稗草，每亩用10%水剂750-1000克；对白茅、芦苇、香附子、水蓼、狗牙根、蛇莓、刺儿菜等，每亩用10%水剂克。一般阔叶杂草在萌芽早期或开花期，禾本科在拔节晚期或抽穗早期每亩用药量兑水20-30公斤喷雾。已割除茎叶的植株应待杂草丙生至有足够的新生叶片时再施药。防除多年生杂草时一次药量分2次，间隔5天施用能提高防效。
　　注意事项
　　1.操作时应佩带防毒口罩，穿戴防护服等，工作现场禁止吸烟、进食和饮水。密闭操作，局部排风。
　　2.不可用中炭钢、镀锌铁皮材料装载。
　　3.如出现泄漏，隔离泄漏污染区，周围设警告标志，不要直接接触泄漏物，用砂土吸收，铲入铁桶，运至废物处理场所。被污染地面用肥皂或洗涤剂刷洗，经稀释的污水放入废水系统。
　　1.皮肤接触应立即脱去污染的衣物，用肥皂及清水彻底冲洗。
　　2.误入眼中应立即拉开眼睑，用流动的清水冲洗15分钟，就医。
　　3.吸入，立即转移至空气清新处，严重者给予吸氧并就医。
　　4.误服立即送医院。
　　5.本品尚无特效解毒剂，若摄入量大，病人十分清醒，可用吐根糖浆诱吐，还可在服用的活性炭泥中加入。
　　存储和运输
　　1.贮存于阴凉、通风的仓库内。远离火种、热源，专人保管防止受潮和雨淋，防止阳光曝晒。远离儿童和无关人员。
　　2.保持容器密封，不能与食物、种子、饲料等混装、混运。
　　3.操作现场不得吸烟、饮水、进食。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。分装和搬运作业要注意个人防护。
江苏优士化学有限公司 　　江苏优士化学有限公司(以下简称优士化学)是扬州化学工业园区的首批进园企业，2003年由江苏扬农化工股份有限公司(国家重点农药生产骨干企业，国家大型一级企业)占股95%建立的控股公司，公司注册资本6.6亿元，共占地66.6万平方米，主要从事高效安全新型农药的研发和生产。现有员工580余人,其中青工占80%左右，大中专生占70%以上。 　　优士化学主要从事农用拟除虫菊酯原药、 中间体 及制剂产品；除草剂草甘膦、 麦草畏 等原药、中间体及制剂产品；其它精细化工产品及其中间体的制造加工及应用服务。公司以管理创新、技术创新为核心；以创建绿色、环保化工企业，实施可持续发展战略为依托；以高效、低毒、低残留的农化产品为载体；以服务广大农户和上、下游企业，推动整个行业健康发展为己任，正努力地实现着跨越式发展，并迅速成长为最具市场活力与竞争力的科技型企业。 　　优士化学主要产品有：各类杀虫剂、除草剂原药、制剂及中间体。公司产品的生产规模和技术水平处于国内同行的领先水平。其中，公司“菊酯类农药及中间体产业化”项目2004年被列为江苏省首批科技成果转化示范项目。溴氰菊酯则被国家发改委列为2004年我国首批高毒农药替代的国债项目。 　　随着农化领域中国家和行业监管的力度越来越大，曾深度根植于扬农的、年轻的优士化学一定会抓住这一历史性机遇，在行业整合的过程中，充分发挥自身的技术优势，同时将目光瞄准国际市场，紧跟世界产业调整的大潮，建设好农化产业链中自身所处的坚实的一环！
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杂草是柑橘种植过程中的大敌，严重时可导致柑橘减产30%。面对疯长的杂草，化学除草剂因其方便、省事、省工，成为许多果农的首选。一纸禁令，百草枯退出了历史舞台，草甘膦借此成为柑橘园除草剂的主角。
草甘膦属内吸传导广谱灭生性除草剂，对多年生深根性杂草地下组织有很强的破坏能力，能直接杀死杂草的根系，使用该除草剂多年的果园除了生长一些小根菜，很少有杂草生长，因此深受果农喜爱。
但是，它在给我们带来方便的同时也带来了药害，影响了柑橘的生长与结果。那么对于柑橘而言，草甘膦伤害有多大呢？我们接着往下看。
1.草甘膦的药害症状
生产中经常容易造成误喷或药液漂移，这些都易导致药害的产生。草甘膦的药害又分为直接药害、间接药害和隐性药害。
部分叶片变褐枯萎
药液漂移引起黄斑
轻者使柑橘萎蔫，叶色暗青、紫红。严重时，变黄，变红，最后变褐枯萎死亡。
新梢生长缓慢
叶片不转绿、形状窄长
草甘膦药害
草甘膦对禾本科的植物有特效，而对阔叶植物效果较差。按理说，在一般防治杂草的浓度下，对柑橘植株的伤害是比较轻的。但日积月累的话，同样会抑制柑橘新根系的发生，影响其正常生长。
草甘膦的降解产物磷酸根易与土壤中的铁、锌等结合，铁，锌的有效性因此降低，柑橘会因缺铁，锌而出现小叶，花叶，丛枝等症状。
柑橘根系上浮
果园喷除草剂时虽然非常小心，但是由于操作不当或喷药时产生大量的药雾随风漂移，果树叶片能直接吸收并传导到根系。
如果喷施草甘膦以后几个小时之内突然下起大雨，雨水带着药液直接灌到根系周围的土壤中，使果树根系直接吸收进去。
还有部分果园土壤翻耙和不合理的施肥措施，会使柑橘根系分布变浅，甚至部分根系露在土壤表面。使用除草剂时药液会喷到根部，从而造成伤根。
大家都知道，根系的问题是柑橘生理性黄化的主因。黄化后，柑橘光合作用降低，树势变弱衰退，抗病能力减弱，导致的结果就是产量低、果实品质差。所以笔者认为，使用草甘膦最大的隐患也是在于此。
2.药害的预防与补救
掌握正确的使用技术或停止使用：对于已出现草甘膦药害的果园，应立即停止使用，改为人工除草方式。如果果园人力不足必须使用除草剂时，要正确掌握除草剂的喷药技术，在喷雾器的喷头上必须套好防护罩，采用定向喷雾的方式防止药液漂移。
由于触杀型除草剂百草枯已不能使用，可以换用对柑橘危害稍小的草铵膦，虽然草铵膦也具有内吸性和传导性，但作用并不强，相对安全一些。
出现药害后的补救措施：如果药害严重，先喷草木灰，也可以喷清水中和除草剂中的酸性，对树冠喷施0.04 ppm芸苔素内酯，加入6 ppm复硝酚钠溶液，芸苔素内酯可提高植株的抗逆能力，复硝酚钠可促进植株细胞的原生质流动，减少毒害作用。
加强果实营养管理减轻药害：柑橘地上部分受到草甘膦除草剂的药害时，果树根系已经受到了比较严重的伤害，大大降低了根系的吸收能力，在这种情况下果树很难吸收土壤中的肥料和各种矿物质。因此，要从叶面追肥和改善根系两方面着手。
叶面追肥：通过叶面追肥的方式保证树体营养。可施用，高纯度磷酸二氢钾、海精灵生物刺激剂（叶面型）等，按照800～1,000倍稀释后叶面均匀喷雾。
改善根系：柑橘的叶梢与根系相连，只有健康的根系才能保证树势，减轻除草剂隐性药害。可以使用含腐植酸、海藻酸的水溶性肥料海精灵（冲施型），200～300倍加水后淋施，每10天1次，淋2～3次。
果园种草抑制杂草生长：果园种草能控制其它杂草的生长，同时能预防果园水土流失，调节土壤水分和温度，提高果园土壤有机质含量，为果树创造良好的生态环境。因此，通过果园种草的方法代替果园使用除草剂的措施，不仅能消除果树产生除草剂药害的弊端，而且能给果园带来良好的生态效益和经济效益。
来源：农人农技
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专长：高血压、糖尿病、心血管疾病
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