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1百草枯的特性

百草枯是一種快速滅生性除草劑，具有觸殺作用和一定的內(nèi)吸作用，能迅速被植物綠色組織吸收，對(duì)非綠色組織沒(méi)有作用，在土壤中迅速與土壤結(jié)合而鈍化，對(duì)植物根部及多年生地下莖及宿根無(wú)效。

1.1百草枯除草作用原理

百草枯是典型的光合作用抑制劑，其二價(jià)陽(yáng)離子通過(guò)光合系統(tǒng)Ⅰ直接還原為一價(jià)陽(yáng)離子(PQ+)，PQ+迅速將氧還原為過(guò)氧化物基并同時(shí)產(chǎn)生百草枯二價(jià)陽(yáng)離子，過(guò)氧化物通過(guò)HABER-WEISS反應(yīng)產(chǎn)生羥基，從而造成植物細(xì)胞死亡。在光照條件下使用百草枯，幾小時(shí)后植物綠色組織即可呈現(xiàn)明顯的受害癥狀；在黑暗條件下使用百草枯，待植物吸收藥劑后再置于光下，植物則能迅速、徹底死亡。它能被植物的莖葉迅速吸收進(jìn)入植物體內(nèi)，因此噴施百草枯數(shù)分鐘后就能耐雨水沖刷。這一特點(diǎn)大大提高了使用百草枯的自由度。

1.2百草枯作用特點(diǎn)

（1）百草枯被稱為精準(zhǔn)除草劑，它的特點(diǎn)是對(duì)葉綠體層膜有很強(qiáng)的破壞力，一經(jīng)接觸植物體，就會(huì)使其光合作用和葉綠素合成過(guò)程立即停止，施藥后數(shù)小時(shí)必然見(jiàn)效，快速藥效能夠消除雜草的競(jìng)爭(zhēng)力，讓作物迅速恢復(fù)生機(jī)，還能防止昆蟲攜帶的疾病傳播給新種植的作物。但該藥無(wú)傳導(dǎo)作用，只使著藥部分受害；當(dāng)同土壤接觸時(shí)，即被吸附分解而失去活性，對(duì)植物的根部和土壤里潛伏的種子無(wú)傷害作用。

（2）見(jiàn)綠就殺，百草枯施藥后能立刻滲入葉片。在強(qiáng)光及高濕度環(huán)境中，這種吸收速度還會(huì)加快。在溫暖明亮的條件下，只需幾小時(shí)便可看到施藥植物明顯枯萎，但在陰暗寒冷的條件下，這可能需要幾天時(shí)間。著藥植物的組織會(huì)迅速變得枯干或萎黃。因此，只要有陽(yáng)光、氧氣和葉綠素，百草枯就能以特有的方式快速起效，對(duì)作物非綠色組織沒(méi)有影響。

（3）觸土鈍化，百草枯接觸土壤后迅速被土壤粘粒、有機(jī)質(zhì)強(qiáng)烈吸附而失去活性。在有機(jī)質(zhì)含量高的土壤中，隨著pH增加，吸附作用增強(qiáng)。百草枯在土壤中的降解受光解和化學(xué)分解的影響較小，主要通過(guò)微生物降解，細(xì)菌、真菌和放線菌均能將百草枯作為碳源和氮源利用；在植物表面和植物體內(nèi)的百草枯主要通過(guò)光化學(xué)分解。百草枯的優(yōu)異特性決定了其應(yīng)用非常廣泛，可用于免耕種植、果園栽培、快速輪作、直播水稻、摧枯增收等許多領(lǐng)域。

2百草枯對(duì)世界農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的貢獻(xiàn)

百草枯已在全世界應(yīng)用近50年，它對(duì)長(zhǎng)期可持續(xù)農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)并在保護(hù)土壤減少有機(jī)碳損失等方面獲得很大的收益。促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的變革。百草枯的使用，給農(nóng)戶、環(huán)境和社會(huì)都帶來(lái)了很大的效益。無(wú)論在發(fā)展中國(guó)家，還是在發(fā)達(dá)國(guó)家，百草枯都是一種很有價(jià)值的、不可替代的除草劑。百草枯的獨(dú)特性能使這種除草劑在許多農(nóng)業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。早期人們對(duì)百草枯的性質(zhì)并不太感興趣，但科學(xué)家們很快就認(rèn)識(shí)到可以圍繞這種非同尋常的性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。其中主要是它的速效，它對(duì)根和根莖無(wú)效，以及它迅速通過(guò)土壤的強(qiáng)吸附作用而失活。最后這一點(diǎn)尤其重要。因?yàn)樗拗屏怂幰和ㄟ^(guò)淋溶或在表面滾落造成的移動(dòng)，消除了所有可能的生態(tài)毒性作用。因此，在百草枯殺滅雜草之后能夠迅速重播或移植，極大地縮短了耕作周期。鑒于百草枯的獨(dú)特使用效果，它被廣泛地應(yīng)用于防除玉米、大豆、蔬菜、水稻、果園和荒地等的各種一年生或多年雜草，在棉田和油椰子種植園內(nèi)也廣泛應(yīng)用，百草枯也用作谷物、棉花、蛇麻油、甘蔗、大豆和向日葵收割前的脫葉劑，也用于免耕農(nóng)業(yè)上除草和路邊、排水溝、下水道等非農(nóng)業(yè)除草。隨著人們對(duì)百草枯使用方法的不斷研究，它的應(yīng)用范圍也不斷地得以擴(kuò)展，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展做出的貢獻(xiàn)也將越來(lái)越大。

2.1百草枯的應(yīng)用推動(dòng)了世界農(nóng)業(yè)種植技術(shù)的新發(fā)展

2.1.1百草枯的推廣與應(yīng)用使得農(nóng)業(yè)免耕種植技術(shù)得到推廣與大面積應(yīng)用幾百年來(lái)耕種土地一直是農(nóng)業(yè)上必不可少的部分，然而在世界上許多地方過(guò)度耕種已經(jīng)使土壤極易受到風(fēng)雨侵蝕，土壤侵蝕不只危害可持續(xù)農(nóng)業(yè)，而且還會(huì)引起其它經(jīng)濟(jì)損失。歐洲有試驗(yàn)表明，用免耕地代替耕地可顯著減少水的侵蝕和土壤中營(yíng)養(yǎng)的流失，并由于蚯蚓數(shù)量增多而改善土壤結(jié)構(gòu)。上世紀(jì)20年代后期提出免耕的方法，但雜草治理仍然是一個(gè)問(wèn)題。60年代引入百草枯使這個(gè)問(wèn)題得到解決。在美國(guó)玉米播種可以不經(jīng)過(guò)耕種，用百草枯或百草枯和阿特拉津的混合物來(lái)防除雜草這種方法，使山區(qū)農(nóng)民的耕作可以從谷底擴(kuò)展到坡地，而坡地原先是必須留住永久草地來(lái)防止侵蝕的。秋天在坡地上直播黑麥，到了春天黑麥和雜草都在直播玉米之前被百草枯殺死，為此又開(kāi)發(fā)了特殊的播種技術(shù)并迅速得到傳播。如今，保護(hù)性耕作（包括直播和免耕）在美國(guó)占玉米面積近60%，大豆面積的85%。在我國(guó)自1993年中國(guó)農(nóng)業(yè)部將免耕栽培技術(shù)列入全國(guó)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目以來(lái)，其應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大。初步統(tǒng)計(jì)，到2005年全國(guó)糧食作物免耕栽培面積1600萬(wàn)hm2，約占全國(guó)糧食作物面積的15.4%，其中水稻300萬(wàn)hm2，玉米700萬(wàn)hm2，小麥280萬(wàn)hm2，馬鈴薯48萬(wàn)hm2。以水稻免耕拋秧為例，2003年，全國(guó)推廣應(yīng)用省、自治區(qū)達(dá)12個(gè)、面積45萬(wàn)hm2，2004年84.3萬(wàn)hm2，2005年160萬(wàn)hm2。我國(guó)長(zhǎng)江流域麥茬或稻茬免耕種冬油菜，在油菜播種前以及稻茬免耕種小麥前噴灑百草枯，消滅已出土雜草。然后播種油菜或小麥，這種噴藥方法已經(jīng)大面積使用多年了，很受農(nóng)民歡迎。

2.1.2百草枯的應(yīng)用使得作物快速輪作種植技術(shù)得以迅速發(fā)展百草枯在蔬菜、甘蔗和苜蓿等快速輪作中也起到重要作用，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)提供有力幫助。在許多國(guó)家的小農(nóng)田和較大農(nóng)場(chǎng)使用的新種植制度是甘蔗和苜蓿的輪作。這些農(nóng)場(chǎng)經(jīng)常還養(yǎng)有奶牛，苜蓿用來(lái)喂奶牛。它的固氮根和奶牛的糞便為甘蔗提供肥料。輪作中百草枯以兩種方式使用：第一種，甘蔗新苗出苗后約15～20天百草枯與激素類除草劑2,4-D桶混使用。雖然百草枯對(duì)新出的甘蔗苗有輕微損傷但它能刺激分蘗，雜草防除效果可達(dá)45天。在此期間作物株冠關(guān)閉，雜草不再有競(jìng)爭(zhēng)性。第二種方法是在每隔21天收獲的苜蓿地，將百草枯用于收割后的田間殺死或抑制雜草。因?yàn)榘俨菘莶粫?huì)向下傳導(dǎo)所以不會(huì)抑制苜蓿莖基的再生長(zhǎng)。這個(gè)完整的系統(tǒng)在低的肥料投入下不僅大大地減少了農(nóng)民的勞動(dòng)量，而且實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)。我國(guó)廣東地區(qū)有100多萬(wàn)公頃土地專用于蔬菜生產(chǎn)，每年接連種植多達(dá)8種作物。在這種耕作強(qiáng)度下，作物之間的迅速轉(zhuǎn)換對(duì)生產(chǎn)的最大化是必不可少的。百草枯用于處理雜草和作物殘茬以便于重播或改種，使下茬作物在上茬作物收獲后1天左右就可以播種。現(xiàn)在有40%以上的蔬菜面積用這種方法。百草枯的速效以及在土壤中快速失活是關(guān)鍵因素，每年可使各種作物之間的輪作時(shí)間節(jié)省幾個(gè)星期。

2.1.3百草枯的應(yīng)用促進(jìn)水果栽培管理技術(shù)的提高百草枯廣泛用于果園、香蕉、菠蘿、油椰和橡膠等栽培作物。它的作用方式不要求雜草處于生長(zhǎng)盛期，所以如果雜草長(zhǎng)出葉片，百草枯即使在冬季使用也有效。在馬來(lái)西亞的油椰種植園，競(jìng)爭(zhēng)性雜草主要是闊葉雜草以及油椰本身的自生籽苗，禾本科雜草則是比較需要的草種。20世紀(jì)90年代前期由百草枯改用草甘膦，曾使禾本科雜草消失而闊葉雜草占統(tǒng)治地位，并由于草甘膦對(duì)油椰籽苗無(wú)效而帶來(lái)問(wèn)題。恢復(fù)原來(lái)的處理對(duì)策減少了難治雜草，促進(jìn)了禾本科雜草的生長(zhǎng)，并且現(xiàn)在也采用折衷的方法，如噴兩遍百草枯與噴一遍草甘膦交替進(jìn)行。在哥斯達(dá)黎加進(jìn)行的一項(xiàng)研究，對(duì)商品化種植和低投入種植的生物多樣性進(jìn)行了比較。前者已在過(guò)去5年中重復(fù)施用殺菌劑、殺線蟲劑和除草劑，包括百草枯。低投入田塊上有益寄生蜂的品系較多，但對(duì)葉面害蟲的生物防治在兩種情況下都有效。雖然該地區(qū)火山灰土中的有機(jī)質(zhì)含量低，但使用農(nóng)藥并沒(méi)有影響土壤呼吸，也沒(méi)有減少寄居在枯枝落葉中的無(wú)脊椎動(dòng)物的種類。排水系統(tǒng)的堤岸上經(jīng)常種有多年生禾本科草或矮生樹木和灌木，它們都可以攔截偶然飄移的藥劑并減少多雨的侵蝕，這種生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了良好的生物多樣性，包括兩棲動(dòng)物蜥蜴和鳥類。百草枯可用于防除種植園的競(jìng)爭(zhēng)性雜草，留下少許生長(zhǎng)旺盛的多年生草，用于再生并控制侵蝕。

2.1.4百草枯的應(yīng)用促進(jìn)了直播水稻技術(shù)的快速發(fā)展用百草枯清潔苗床，縮短了一季水稻與直播之間的滯留時(shí)間，促進(jìn)了水稻直播法。在印度尼西亞和中國(guó)的華南水稻產(chǎn)區(qū)主要生產(chǎn)方式是每年至少種兩季移栽稻，雖然還有時(shí)間種第三季，但因?yàn)槿彼ǔＶ荒茉俜N一季玉米或大豆。然而最近有研究指出，如果是直播稻就可以種第三季。使用百草枯在免耕之前和直播時(shí)清潔苗床，可以縮短收獲前一季水稻與直播之間的滯留時(shí)間，早一些播種，因而有較長(zhǎng)的生長(zhǎng)季節(jié)，可以得到很好的收成。作物直播也是美國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用的種植方式。澳大利亞的水稻幾乎全部采用機(jī)械直播。直播水稻在亞洲國(guó)家也開(kāi)始取代移栽稻，如日本、韓國(guó)、印度尼西亞、菲律賓、馬來(lái)西亞、越南、印度、巴基斯坦、斯里蘭卡等國(guó)家已發(fā)展到水稻種植面積的10%～50%。

2.1.5百草枯在作物摧枯中應(yīng)用使增產(chǎn)技術(shù)得以實(shí)施和發(fā)展棉花、大豆、向日葵、馬鈴薯、干豆、苜蓿、亞麻、甘薯、水稻、油菜等多種作物收獲前，種子達(dá)到生理成熟時(shí)噴施百草枯，可以達(dá)到干燥的目的，并有利于收獲。據(jù)調(diào)查，機(jī)械收獲小麥的損失一般可達(dá)225～450kg/hm2。新疆沙灣縣農(nóng)技推廣中心于1999年用20%百草枯水劑催枯催熟試驗(yàn)，結(jié)果表明百草枯可有效促進(jìn)小麥成熟，減少機(jī)械收獲損失，提高機(jī)械收割效率，可減少機(jī)械收獲損失123kg～427kg/hm2。山東鄒平植保站報(bào)道應(yīng)用百草枯對(duì)棉花進(jìn)行催枯簡(jiǎn)便易行，具有理想的省工增收效果，通過(guò)測(cè)算，每公頃可增產(chǎn)皮棉近185kg，增收節(jié)支達(dá)3000余元。山東省棉花研究中心報(bào)道棉花應(yīng)用百草枯催熟，加快棉鈴開(kāi)裂吐絮速度，霜前花產(chǎn)量可提高41.9%～54.7%，對(duì)棉花纖維無(wú)不良影響，催熟效果優(yōu)于乙烯利。

2.1.6百草枯應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量貢獻(xiàn)巨大百草枯能及時(shí)清除雜草，降低雜草對(duì)陽(yáng)光、水分及養(yǎng)分的爭(zhēng)奪，因此能促進(jìn)作物生長(zhǎng)并提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。根據(jù)記錄，百草枯能提高許多作物的產(chǎn)量，包括苜蓿、茶葉、玉米、大豆以及水果和蔬菜等。百草枯能在各種氣候條件下起效，施藥后在15分鐘至一個(gè)小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生耐雨性，而且植物對(duì)它的吸收效果與溫度或土壤濕度無(wú)關(guān)。它的快速耐雨性使它適用于天氣多變的季節(jié)，這一點(diǎn)在世界許多地方顯得非常重要，尤其是熱帶地區(qū)。由于其藥效與雜草的主動(dòng)生長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此百草枯適用于冬季或非常干燥的環(huán)境。這能確保及時(shí)除草、播種或種植，因此能最大限度降低草害，提高作物產(chǎn)量。

2.1.7百草枯的應(yīng)用直接降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度百草枯在全世界的廣泛使用已經(jīng)讓眾多小農(nóng)戶以及自耕自食的家庭免除了既耗時(shí)又費(fèi)力的人工除草。百草枯的使用不僅減輕了農(nóng)民的工作強(qiáng)度，而且給農(nóng)民和社會(huì)都帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在非洲大多數(shù)農(nóng)民擁有的土地不到2公頃，亞洲的情況與此類似。大多數(shù)農(nóng)民的土地在1.1～3.6公頃之間。勞動(dòng)力最密集的一項(xiàng)任務(wù)是人工除草，這一點(diǎn)經(jīng)常限制了可以成功耕種的土地面積。如在尼日利亞的小農(nóng)場(chǎng)苗床整地和隨后的除草占整個(gè)勞動(dòng)力投入的56%～74%；在非洲的玉米地占16%～40%，在岡比亞的棉田占57%。這種高勞動(dòng)力需求不僅限制了家庭種植的土地面積，而且通過(guò)行間中耕達(dá)到的雜草防除效果可能還不足以防止減產(chǎn)。在非洲、拉丁美洲及亞洲的咖啡種植園中，原來(lái)采用人工除草時(shí)每公頃土地需要一個(gè)人工作10～20天（每季6次），采用百草枯除草后一個(gè)人只需工作一天（每季3到4次）。在許多發(fā)展中國(guó)家，百草枯的使用使婦女和兒童從這些繁重的工作中解脫出來(lái)，騰出時(shí)間和精力接受更高的教育，并脫離了對(duì)農(nóng)村社區(qū)的經(jīng)濟(jì)依賴。

2.2百草枯的應(yīng)用為全球水土保持和“低碳”農(nóng)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)

由于百草枯只在接觸雜草時(shí)起效，因此農(nóng)戶可以控制雜草而不殺滅雜草的根系，這使得百草枯成為保護(hù)性免耕系統(tǒng)的理想除草劑。同時(shí)，由百草枯應(yīng)用而興起的免耕法可減少土壤中有機(jī)碳的損失。過(guò)去100年中大氣中二氧化碳含量已增加近1倍，是全球變暖的重要原因。地球上的土壤擁有大量碳資源，大約相當(dāng)于所有樹木和其它植被碳貯量的2～3倍，大氣層中碳貯量的大約2倍。所以采用可減少碳損失的耕作系統(tǒng)是十分重要的，因?yàn)楦N草地和開(kāi)墾森林造成的損失是最大的。土壤的過(guò)度耕種促使土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解通過(guò)無(wú)機(jī)化導(dǎo)致二氧化碳損失。免耕法減少了這樣的損失可使原始的農(nóng)業(yè)土壤增加有機(jī)質(zhì)含量。使用百草枯便于采用免耕法，從而有助于減少土壤中有機(jī)碳的損失，增加有機(jī)物，提高土壤對(duì)碳的吸附作用，從而減少二氧化碳的排放，增加微生物數(shù)量及地表微小節(jié)肢動(dòng)物的數(shù)量。給環(huán)境也帶來(lái)了一定的效益。

3百草枯是解決草甘膦抗性雜草防治的最佳方式之一

當(dāng)前，全球使用量最大的除草劑品種是草甘膦。草甘膦的大量使用，尤其是抗草甘膦作物的栽種，使得抗草甘膦雜草日益增多，全球已經(jīng)有15種以上的雜草對(duì)草甘膦具有嚴(yán)重的抗性，并有20多種雜草已經(jīng)成為耐草甘膦雜草。草甘膦除草的作用原理主要是通過(guò)抑制植物體內(nèi)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、酪氨酸及色氨酸的轉(zhuǎn)化，使蛋白質(zhì)的合成受到干擾導(dǎo)致植物死亡。而百草枯作用機(jī)理完全不同于草甘膦，是解決當(dāng)前轉(zhuǎn)基因作物栽培中雜草防除的一種最佳方式。由于草甘膦或選擇性除草劑的作用范圍不同于百草枯，起效方式也全然不同，因此在兩者互為補(bǔ)充的市場(chǎng)上，最好是兩者交替使用，以避免雜草發(fā)生變異和出現(xiàn)耐藥性。同時(shí)，在要求除草劑起效迅速、作用部位準(zhǔn)確、對(duì)作物安全、能保留雜草根系以利于土壤保護(hù)的市場(chǎng)上，百草枯沒(méi)有替代產(chǎn)品。

4總結(jié)

百草枯作為一種快速除草劑已經(jīng)被全球廣大用戶所認(rèn)知和使用，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)，改變了以前許多種植模式，促進(jìn)了世界農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)、豐收，同時(shí)做到保護(hù)耕地和使農(nóng)業(yè)環(huán)境“低碳”化。只要使用者采取常規(guī)防范措施來(lái)保護(hù)自己、公眾及環(huán)境，就可以安全地處理和噴灑百草枯。只要使用得當(dāng)，百草枯不僅能提供安全、有效的雜草控制，而且能產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能為子孫后代保護(hù)好土地。