新型除草剂草铵膦的合成与效果研究

引言

随着现代农业的快速发展，除草剂在农作物生产中发挥着不可或缺的作用，然而传统除草剂在提高农作物产量的同时，也给生态环境和人畜健康带来诸多隐患。开发高效、低毒、环境友好型除草剂，成为农药行业的重要课题和发展方向。草铵膦具有高效，低毒，广谱等特点，与传统除草剂相比，用量更低但除草效果更好，且对环境危害小。加强草铵膦的研究开发，不断优化其合成工艺，提高应用效果，对于推动绿色农业发展、保障粮食安全具有重要战略意义。

一、草铵膦在现代农业生产中的重要意义

（一）优化农作物产量，保障粮食安全

粮食安全关乎国计民生，是国家安全的重要基础，随着人口不断增长，耕地面积逐年减少，粮食增产面临巨大压力。化学除草剂在提高农作物产量，保障粮食安全方面具有不可替代的作用。草铵膦作为一种内吸传导型除草剂，具有持效期长，抗雨水冲刷能力强等特点。施用草铵膦后，可有效抑制田间杂草生长，减轻杂草对农作物的竞争，从而显著提高粮食作物产量，研究表明使用草铵膦可使水稻，小麦，玉米等主要粮食作物增产 10% 以上 [1]。可见推广应用草铵膦，能有效遏制杂草危害，保证粮食稳产高产，对于维护国家粮食安全具有重要战略意义。在当前保障 14 亿人口粮食供给的形势下，大力发展草铵膦等新型除草剂，对于巩固农业基础地位、确保国家粮食安全意义重大。

（二）减轻传统除草剂危害，守护生态环境健康

传统除草剂在促进农业生产进步的阶段，也给生态环境以及人畜健康带来诸多潜在威胁，部分除草剂的成分降解性差，容易在土壤跟水体里面积聚起来，引致农田生态系统平衡失常，少数除草剂展现出较大毒性，使用方式不当易造成农产品农药残留量超标，损害消费者身体健康。除草剂被大量施用，还会造成农业面源污染进一步加剧，损害生态环境质量，故而需研发对环境友好的除草剂，实现除草剂使用的减量操作，属于现代农业发展的必然要求，草铵膦恰是顺应此趋势诞生的，与传统除草剂作对比，草铵膦呈现出更低毒性，在土壤里降解更为迅速，半衰期仅仅是传统除草剂的四分之一水平。再者它用量甚微，每公顷所采用的用量仅为常规除草剂的五分之一至十分之一比例，因而明显降低了面源污染形成的风险。开展草铵膦推广运用，能切实降低除草剂对生态环境所形成的胁迫程度，实现农业生产跟生态保护的同步发展，对构建资源节约、环境友好型社会意义重大。

（三）突破技术瓶颈，引领绿色农业发展方向

此时我国农业发展进入转型升级的关键阶段，实施绿色生态农业发展举措，走向产出高效途径，环境融洽的农业现代化通途，乃必定要踏上的征途。推动农业达成绿色化转变，需凭借现代农业科技作支撑，我国在除草剂创制范畴自主创新能力存在欠缺，关键技术被外界牵制，这在一定程度上阻滞了绿色农业的发展。草铵膦首次面世，某种意义上闯过了这一技术瓶颈，作为含自主知识产权的革新式除草剂，草铵膦研发凸显我国农药创制水平的跃升，表明我国在新型除草剂领域向国际先进程度迈进了有力的一步。一批以草铵膦为代表的高效环保型除草剂开发成功，无疑推动我国农业科技实现大幅突破，牵引农业生产迈入绿色发展新岁月，伴随草铵膦等创新型农药大规模推广应用，会加速我国实现从农药大国到农药强国的转变，为引领全球绿色农业潮流构建中国范式、增添中国策略。

二、草铵膦合成工艺优化与应用效果提升策略

（一）优化反应体系设计，提高催化合成效率

草铵膦的高效合成是其推广应用的前提，然而草铵膦合成反应属于典型的多相催化反应体系，存在反应物传质阻力大、反应速率慢等问题，直接影响合成效率。因此优化反应体系设计，改善传质状况，提高催化剂活性，是草铵膦绿色合成亟须解决的关键问题。要优化反应设备，采用管式反应器替代传统釜式反应器，强化气- 固- 液多相传质，提高反应物的转化率，还要创新催化剂制备方法，利用纳米技术制备高活性，高选择性的多相催化剂，在提高催化剂比表面积的同时，增强其与反应物的亲和力，加快反应速率[2]。采用溶胶 - 凝胶法制备的纳米TiO2 负载铜基催化剂，与常规浸渍法制备的催化剂相比，草铵膦收率可提高 20% 以上，此外在保证催化剂高活性的同时，还要兼顾其稳定性，避免催化剂在反应过程中流失，提高其重复使用性能，进而降低生产成本。

（二）严格控制工艺参数，确保产品稳定质量

除草剂产物质量的稳固性，直接牵扯到它田间应用效果以及生态安全的情形，然而鉴于草铵膦合成反应体系复杂多样，反应进展容易受温度牵制，反应时段等因素干扰，产品质量易出现变动。为保证草铵膦产品质量的平稳性，应加大生产过程精细把控力度，应开展工艺参数的优化工作，判定最佳的反应温度值，诸如反应时长之类，为实现稳定生产给出参数依据。依靠实施正交试验达成优化，得出草铵膦合成时最佳反应温度为 60% ，将 pH 值控制在 5 - 7 这一范围，反应要花费 4h，此条件下草铵膦的收率与纯度达最高水平。在实施生产操作阶段，必须严密控制反应的各项参数，尽量抑制人为因素所产生的干扰，采用自动化控制系统，这样能实现温度、pH 值等参数的实时监控与自动调校。要构建一套完善的质量管理体系，制定严格的岗位操作守则和质量标杆，开展针对产品的全流程质量把控，按固定时间开展质量培训项目，增进员工质量理念，实现原辅料甄别、生产进程监控、产品出厂检查全领域包含。自事情源头防范质量差错，严格把好质量关隘，做到各批草铵膦产品质量高度同质化，为农业生产提供质量上乘、值得信赖的除草剂产品。

（三）科学评估田间使用效果，突显实际应用价值

除草剂再好，也要经得起田间试验的检验，在实际应用中充分发挥除草防效，能体现其应用价值。为全面评估草铵膦的田间表现，要开展大田和区组试验，考察其对不同杂草的防除效果、对农作物的安全性、与其他除草剂的配伍性能等。通过系统的田间试验，摸清草铵膦的最佳使用时期，使用剂量，使用方法等，并据此制定科学的使用技术规程，指导农民科学用药。试验表明在水稻3-4 叶期茎叶喷施草铵膦，亩用量100～120 克，可有效防除稗草、马唐等禾本科杂草和阔叶杂草，防效可达 90% 以上，且对水稻安全 [3]。而在玉米生产上，则建议在玉米 5-6叶期兼施草铵膦与乙草胺，既扩大防除杂草谱，又能降低单剂除草剂用量，更加经济环保。总之开展科学的田间药效试验，建立最佳使用方案，让草铵膦的优良除草特性在大田得以充分展现，是提升其实际应用价值的关键举措。

结语

作为前景可观的新型除草剂，为现代农业生产注入腾飞动力。其以杰出的除草表现和生态特性，切实带动农作物增产且促进农业绿色化前行，为保障国家粮食安全添力，强化生态文明成果的关键凭借。伴着现代农业科技日益进步，以草铵膦为代表的新型除草剂必将在筑牢农业根基、引领农业现代化发展的路上发挥更关键效能，让我们携手挺进，基于科技创新赋予的动力，环保型发展理念，一起带动农业跃进，国兴民富的光明明天。

参考文献

[1] 张辉 , 朱莉莉 .L- 草铵膦化学合成研究进展 [J]. 农药学学报 ,2024,26(01):1- 7.

[2] 程峰 , 邹树平 , 徐建妙 , 等 . 生物高纯精草 : 高光学纯 L- 草铵膦生物制造的创新与发展 [J]. 合成生物学 ,2024,5(06):1404- 1418.

[3] 李斌 , 赵昌明 . 草铵膦的应用、生物合成与降解 [J]. 中国抗生素杂志 ,2023,48(04):392- 402.