草甘膦性質、用途與生產工藝
草甘膦是一種有機磷除草劑。它是一種非選擇性內吸傳導型莖葉處理除草劑，20世紀70年代初由孟山都公司開發，通常使用時一般將其制成異丙胺鹽或鈉鹽。其異丙胺鹽是著名除草劑商標“Roundup”的活性成分。草甘膦是一種高效、低毒、廣譜滅生性除草劑, 具有內吸傳導作用。本品通過溶解雜草的葉枝莖表面蠟質層，藥效迅速進入植物傳導系統產生作用，使雜草枯竭死亡。能有效防除一年生、二年生禾本科、莎草科和闊葉雜草，對多年生惡習性雜草如茅草、香附子、狗牙根有很好的防除效果，廣泛應用于果園、桑園、茶園、橡膠園、草原更新、森林防火道、鐵路、高速公路荒地以及免耕地等化學除草。
草甘膦又稱農達。學名N-（膦酸甲基）甘氨酸。純品為非揮發性白色固體，視密度為0.5，熔點約為230℃，并伴隨分解。一般加工為胺鹽水劑。為低毒除草劑。有內吸作用，殺草譜廣，對40多科的植物有防除作用，包括單子葉和雙子葉、一年生和多年生、草本和灌木等植物。對多年生深根雜草的地下組織破壞力很強，能達到一般農業機械無法達到的深度。適用于甘蔗、茶、桑、劍麻、橡膠、林木、果園進行滅生性除草?？捎靡宦纫宜?、液氨、亞磷酸、甲醛、濃硫酸為原料而制得。
莎稗磷和草甘膦、胺草磷是目前我國使用較多的三種有機磷類除草劑，可有效地防除水稻本田的一年生禾本科雜草(稗草、千金子、鴨嘴草、莎草、飄拂草)和苔草。最初由德國赫斯特公司研發成功，主要通過對谷氨酰胺合成酶的抑制而抑制谷氨酰胺的合成，從而破壞植物體內的重要生命過程氨基酸的生物合成過程中的細胞分裂，導致植物停止生長，并最終死亡，莎稗磷通過植物的根、胚芽鞘及幼葉吸收，通常在作物播種后、芽前施用，可以用于水稻本田，也能在棉花、油菜、玉米、小麥、大豆、花生、黃瓜田中安全施用，防治一年生禾本科雜草和莎草科雜草，如馬唐、狗尾草、蟋蟀草、野燕麥、稗草、千金子、水莎草、異型莎草、碎米莎草、鹿草、牛毛氈等; 對闊葉雜草防效差。
草甘膦主要是阻礙芳香氨基酸的生物合成，即苯丙氨酸、色氨酸及酪氨酸通過莽草酸途徑的合成。它對5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶（EPSP合酶）有抑制作用，該酶可以催化莽草酸-3-磷酸和烯醇丙酮磷酸向5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸（EPSP）的轉化，因此草甘膦干擾這一生物合成的酶促反應，導致莽草酸在生物體內的積累。[4] 此外草甘膦也可以抑制其他植物酶[5][6]和動物酶[7]的活性。
草甘膦在高等植物內的代謝十分緩慢，曾測試出其代謝物為氨甲基膦酸和甲氨基乙酸。正由于草甘膦在植物體內具有高度的運轉性能、緩慢的降解性能和高度的植物毒性，決定了它是一個理想的防除多年生雜草的除草劑。[8]
目前正在研究對草甘膦有抗性植物的培養。生物化學家從微生物中篩選出體內含有EPSP過量的菌種，將其有關的基因導入到煙草和黃豆組織中，從而培養出能耐草甘膦的植株。
1.果園、桑園等除草 防除1年生雜草每畝用10%水劑0.5-1公斤，防除多年生雜草每畝用10%水劑1-1.5公斤。對水20-30公斤，對雜草莖葉定向噴霧。
2.農田除草 農田倒茬播種前防除田間已生長雜草，用藥量可參照果園除草。棉花生長期用藥，需采用帶罩噴霧定向噴霧。每畝用10%水劑0.5-0.75公斤，對水20-30公斤。
3.休閑地、田邊、路邊除草 于雜草4-6葉期，每畝用10%水劑0.5-1公斤，加柴油100毫升，對水20-30公斤，對雜草噴霧。
一是耕作方式不同藥效會有差異。使用草甘膦除草劑最好用于免耕播種。于作物播前1-3天噴藥，為搶季節播種也可在噴后播種。播前用藥因藥物不與作物種子直接接觸，不會影響作物種子發芽和幼苗生長，因而除草和抑草效果均優于翻耕。免耕沒有將土壤里層的雜草種子翻到表土層，因而雜草種子難以發芽，一旦作物成長封行后，雜草種子和幼苗因見不到陽光而不能萌發生長。因此草甘膦除草劑用于免耕地的除草效果就會好于翻耕地。二是雜草不同生育期用藥，藥效會有差異。草甘膦是內吸傳導型除草劑，所以要在雜草生長最旺盛時用藥。在時間上一般在3-10月，在植物學特性上，應以開花前用藥最佳時期。一般來說一年生雜草有15厘米左右高度、多年生雜草有30厘米高度、6-8片葉時噴是最適宜的。不考慮雜草的生育時期，待雜草老化后再盲目噴藥除草，當然就收不到理想的防治效果了。在作物行間除草，當作物植株較高與雜草存在一定的落差時，用藥效果較好且安全。此時用草甘膦除草劑時作物因下部葉片已經老化，對藥物的敏感度低，傳導力差，因而藥物對作物的影響很小。如玉米行間的除草，上架后的豆類、瓜類行間除草等都可以用這種方法。三是噴施濃度不同藥效會有差異。據調查，農戶在用草甘膦時用藥濃度不像其它農藥一樣有較嚴格的要求，隨意性較大，加大用量或減少用量的現象時有發生。在確定用藥濃度時一定要考慮雜草的類型。一般禾本科雜草對草甘膦較敏感，能被低劑量的藥液殺死，而防除闊葉雜草時則要提高濃度；對一些多年生的根莖繁殖的惡性雜草則需要較高的濃度，雜草葉齡大、耐藥力提高，相應的用藥量也要提高。如防除果園雜草時，一年生禾本科雜草時可用10％草甘膦500-700克兌水30-40公斤；防除一年生闊葉雜草時藥液用量應增加到750-1000克；防除多年生惡性雜草時，用藥量應達到1250-1500克。但用藥過量時會迅速殺死植物的傳導組織，反而不利于藥液吸收而降低藥效，因此為了經濟用藥，應先用較低濃度把嫩草殺死，然后約10天后再用相應的濃度定向噴除惡性雜草。
首先草甘膦藥液要大量地傳導到雜草地下根莖組織，才能起到除草效果。這需要雜草有較多的葉片，在使用前若雜草面積小、光合作用不強則根部貯存的養分由下向上傳導，此時用藥則藥液向下輸入根部的量很少，起不到殺草效果。而雜草生長的中后期，光合作用強，光合產物由上往下傳導，此時用藥效果最好。因此使用草甘膦最重要一條就是要選定最佳用藥時期。如用草甘膦防除玉米田雜草最好是在玉米苗高1.5米下部有2-3片老殘葉，草高已達10厘米時施藥為最佳。其次是要講究環境條件。在24-25℃范圍內，隨著溫度的升高雜草對草甘膦的吸收量增加一倍，因此大氣溫度高比氣溫低時用藥效果好?？諝庀鄬穸雀呖裳娱L藥液在植物表面的濕潤時間有利于藥物的傳導。土壤干旱含水量少時不利于植物的新陳代謝，因而不利于藥物在雜草中傳導所以藥效也下降。再次關于草甘膦與其它除草劑混配的問題，有的農戶想除多種草，為了節省用工，在使用草甘膦時任意加入其它除草劑，但其結果反而不好，因為有些除草劑是不能與草甘膦混配的，如二甲四氯、克無蹤等速效型除草劑是不能與草甘膦混配使用的，以免雜草地上部分過早死亡，喪失了對草甘膦的內吸傳導功能，降低了草甘膦對地下雜草根莖的殺滅效果。但草甘膦中加入一些植物生長調節劑和輔劑可提高防效。第四是選擇最佳的施藥方法。用藥方法對草甘膦防除雜草很關鍵，因為在一定的濃度范圍內濃度越高，噴霧器的霧滴越細，有利于雜草的吸收。在濃度相同的情況下用量越多則除草效果越好。在草甘膦中加入0.1％的洗衣粉，或是每畝用量加入30克柴油均能增強藥物的展布性、滲透性和粘著力，提高防效。
草甘膦是一種滅生性的除草劑，如果使用不當會給農作物帶來安全隱患。一些農戶使用草甘膦對田埂進行除草，往往因為草甘膦的飄散，對旁邊的作物造成藥害。還有農戶在使用后，沒有按照要求將噴霧器清洗，結果在噴施其它農藥時，將殘留草甘膦藥劑噴施在其它作物上造成藥害。在水稻上如發生藥害，輕者葉片失綠，引起嚴重生長障礙，重者或提早枯死、或不抽穗、畸型穗，對水稻生產造成損失。
大鼠急性經口LD
50為4320mg/kg，家兔急性經皮LD
50>5000mg/kg(7940mg/kg)，對兔皮膚和眼睛有輕微刺激作用。以2000mg/kg劑量喂養大鼠90d，無異常癥狀。動物試驗未見致畸、致癌、致突變作用。鱒魚LC
50>1000mg/L，水蚤780mg/L。對蜂和鳥低毒。
化學性質
純品為白色固體。m.p.230℃ （分解）。難溶于一般有機溶劑；25℃時，在水中的溶解度為1.2%。通常制成草甘膦胺鹽，如異丙胺鹽、二甲胺鹽等，也可制成鈉鹽。草甘膦鹽能溶于水。
用途
內吸傳導型廣譜滅生性除草劑。主要抑制植物體內的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶，從而抑制莽草素向苯丙氨酸、酷氨酸及色氨酸的轉化，使蛋白質合成受到干擾，導致植物死亡。
最初應用于橡膠園防除茅草及其他雜草，可使橡膠樹提早1年割膠，老橡膠樹產產?，F逐步推廣于林業、果園、桑園、茶園，稻麥、水稻和油菜輪作地等。各種雜草對草甘膦的敏感程度不同，因而用藥量也不同。如稗、狗尾草、看麥娘、牛筋草、馬唐、豬殃殃等一年生雜草，用藥量以有效成分計為6～10.5 g/100m
2。對車前子、小飛蓬、鴨跖草等用藥量以有效成分計為11.4～15g/100m
2。對白茅、硬骨草、蘆葦等則需18～30g/100m
2，一般對水3～4.5kg，對雜草莖葉均勻定向噴霧。
用途
屬非選擇性、殘效期短的芽后除草劑，用于防除多年生深根雜草，一年生和二年生的禾本科雜草、莎草和闊葉雜草
用途
主要用于果園、茶園、桑園等經濟作物園中除草
用途
用于果園、茶園、桑園以及免耕地、路邊雜草防除
用途
是一種非選擇性、無殘留滅生性除草劑，對多年生根雜草非常有效，廣泛用于橡膠、桑、茶、果園及甘蔗地
用途
屬內吸傳導型廣譜滅生性除草劑，適用于果園、茶園、桑園及橡膠、林木除草
用途
草甘膦是有機磷除草劑，其除草性質是1971年美國D.D.貝爾德等發現的，至20世紀80年代，已成為世界除草劑的重要品種。廣泛應用于農林牧、工業交通等各方面，包括森林、橡膠園、農田、茶桑、果園、甘蔗田、邊境防大道、森林防火隔離帶，以及鐵路、機場、倉庫、油庫、電站等非農耕的除草。草甘膦在土壤中迅速分解，沒有持效期。 校準儀器和裝置；評價方法；工作標準；質量保證/質量控制；其他。
生產方法
亞磷酸二烷基酯法
以甘氨酸、亞磷酸二烷基酯、多聚甲醛為原料經加成、縮合、水解制得，產品純度95%，總收率80%，成本較低。
氯甲基膦酸法
氯甲基膦酸的制備 三氯化磷和多聚甲醛在200～250℃（相應壓力2.5～3.0MPa)反應3～5h，得氯甲基膦酰二氯。文獻報道配比為三氯化磷：聚甲醛為（1.2～1.5):1 (mol)。在沒有催化劑條件下收率67%，以Lewis酸作催化劑收率可提高到80%～89%。國內研究尚未達到文獻水平。
水解可得氯甲基膦酸。
Cl2P(O)CH2Cl+H2O→（HO）2P（O）CH2Cl+HCl
草甘膦的合成 等摩爾的氯甲基膦酸和甘氨酸，在氫氧化鈉水溶液中（pH>10），回流反應10～20h，然后用鹽酸酸化得草甘膦。
如酸化至pH值4，即為一鈉鹽；pH值8.5為二鈉鹽。若將草甘膦溶液加等摩爾二甲胺，即成草甘膦二甲胺鹽的溶液。
亞氨基二乙酸法
亞氨基二乙酸的制備 將氯乙酸在氫氧化鈣存在下，與氨水反應，經酸化，再用氫氧化鈉中和制得，收率85%。
或以氫氰酸為原料，與甲醛和氨反應制得，收率90%。
雙甘膦的制備 將亞氨基二乙酸與甲醛、亞磷酸在硫酸存在下加熱反應制得雙甘膦，收率90%。
草甘膦的合成 將雙甘膦與水混合，與過量的過氧化氫在等摩爾硫酸存在下，加熱反應制得草甘磷，收率在90%～95%。
雙甘磷氧化方法很多，除了用過氧化氫外，還可用濃硫酸、貴金屬（鈀、銠等）氧化物，也可用活性碳空氣氧化或電解等方法。例如，將10份雙甘膦、170份水及0.6份5%鈀-活性炭催化劑置于高壓釜中，通氧至2.07×10
5Pa，于90～100℃反應制得。收率96%，純度97%。
生產方法
從大類分有兩種生產方法，即以亞胺基二乙酸（IDA）為原料的生產方法和甘氨酸-亞磷酸二烷基酯為原料的生產方法，其中甘氨酸-亞磷酸二烷基酯法裝置的生產能力最大，生產企業最多，生產量占全國草甘膦生產總量的80%左右，達到了7萬t；IDA法裝置的生產能力近3萬t。細分有4種方法：1)自制（用氯乙酸法）IDA，雙甘膦采用濃硫酸氧化制草甘膦的生產工藝從20世紀80年代以來雖有發展，但由于氯化鈣強酸性廢水量較大，收率較低（IDA收率約70%），而且只能制得水劑，其最高年產量在2000t（10%水劑），進入90年代，生產企業逐步減少，產量下降。2)自產亞磷酸三甲酯的企業采用亞磷酸三甲酯生產工藝生產草甘膦，此方法用水代替了甲醇做溶劑，用氫氧化鈉代替了三乙胺做催化劑，減少了后處理，收率在65%左右，但由于三甲酯的售價高于二甲酯，因而只有自產三甲酯的企業，其成本才具有一定的市場競爭力。3)采用亞磷酸二甲酯工藝生產草甘膦的企業較多，生產裝置規模較大，該工藝近年來通過優化生產工藝條件、采用先進的設備、自動化操作系統等措施，取得了一系列的技術進步，產品質量指標達到了國際市場要求，因而我國主要采用這一工藝。4)自制（用二乙醇胺脫氫氧化法）IDA或外購IDA，采用過氧化氫催化氧化雙甘膦制備草甘膦。原料消耗定額：多聚甲醛500kg/t、甲醇500kg/t、甘氨酸700kg/t、三乙胺50kg/t、亞磷酸二甲酯1000kg/t、鹽酸3000kg/t。
類別
農藥
毒性分級
中毒
急性毒性
口服- 大鼠 LD50: 4973 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 1568 毫克/ 公斤
可燃性危險特性
燃燒產生有毒氮氧化物和磷氧化物氣體
儲運特性
庫房通風低溫干燥; 與食品原料分開儲運
滅火劑
干粉、泡沫、砂土
草甘膦
上下游產品信息
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