谈到草甘膦,农资行都不陌生。氨基酸,公众也知道。但这两种物质间有一段渊源却并不为人所知。草甘膦的发现,是源于一种氨基酸的合成。
1950年,瑞士一家名为Cil l ag的医药公司的工程师Henr i Mar t in首次合成出了一种名为N-(膦酰基甲基)甘氨酸的化合物,但并没有发现其药物开发价值。20世纪60年代,孟山都公司在开发水软化剂的过程中合成了100多个氨基甲基膦酸类化合物,另人意外的是,当对这种氨基酸化合物进行除草活性筛选时,发现其中两个化合物有除草活性,但是除草活性很低,不足以开发成除草剂。Hamm和Fr anz两位博士在1970年合成了N-(膦酰基甲基)甘氨酸,并发现其杰出的除草活性,并把这种化合物命名为草甘膦(gl yphosate)。Bair d和他的团队于1971年对草甘膦的除草活性进行了全面研究后,孟山都公司推出了第一个草甘膦产品———农达(Roundup)。
草甘膦在土壤溶液中主要以两性离子的形式存在,其结构式中含有羧基、氨基和膦酸基,这些基团能与矿质表面及金属离子发生复合反应而失去活性。草甘膦在土壤中主要依靠土壤微生物降解,不会长期残留在土壤中影响后茬作物,在自然环境中,特别是在长期使用草甘膦地区的土壤中,存在种类繁多的能耐受或降解草甘膦的细菌,降解半衰期为60天左右,细菌降解的中间产物是作物及细菌自身的营养体,对土壤环境无明显不良影响。
耐草甘膦作物的研发成功,有效地解决了草甘膦无法在作物田直接使用的难题,自1996年耐草甘膦作物商业化种植以来其种植面积也在成倍增加。由于矿物能源的短缺,人类对生物能源需求急剧上升,大豆作为食品、饲料、生物柴油的来源,玉米作为食品和燃料乙醇的原料,棉花作为纤维的供给者,它们的种植面积正在迅猛增长。因此,耐草甘膦大豆、玉米、棉花及其他作物也将在全球范围进一步推广种植。草甘膦的发展不但促进了转基因农作物的推广,转基因农作物的大面积种植也大大增加草甘膦的需求量。
时至今日,草甘膦作为除草剂已有40多年的历史,在130多个国家登记使用。随着少耕免耕以及定向喷雾技术的推广应
用,耐草甘膦转基因作物的大面积推广种植,草甘膦的应用量还将扩大,草甘膦在世界除草剂市场中还将占有举足轻重的地位。
(中国农业科学院植物保护研究所牛宏波)
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