草甘膦对产毒蓝藻的藻毒素释放的研究(2)

草甘膦盐比草甘膦更易溶于水。盐和草甘膦单异丙胺通常在水中具有500gL-1的溶解度,300gL-1的胺盐和仅30gL-1的钙盐。草甘膦的三甲基硫盐为4300gL-1。草甘膦


草甘膦盐比草甘膦更易溶于水。盐和草甘膦单异丙胺通常在水中具有500gL-1的溶解度,300gL-1的胺盐和仅30gL-1的钙盐。草甘膦的三甲基硫盐为4300gL-1。草甘膦盐的植物毒性也有所不同,少量金属离子(如Ca,Fe,Al和较低水平的Zn和Mn)可降低植物的毒性。草甘膦单异丙胺盐的盐和三甲基亚磺草胺盐的植物毒性最高,其次是铵盐,钠盐略低。

根据草甘膦的性质,目前世界上有两种主要的配方[1]:一是草甘膦在水中的盐,还有一个是草甘膦水溶性颗粒剂盐。含水药物制剂是主要的加工草甘膦的剂型。该水溶剂是一种保持其生物活性的水溶性盐类,易于加工,药害低,毒性低,易稀释,使用安全方便,具有良好的生物活性。它受到用户的好评,但在包装,运输和储存方面有一些限制。1993年出现的另一种形式的水溶性颗粒剂可以大大降低对哺乳动物和水生生物的毒性,并具有很高的除草活性。它是一种免费粉末挤出颗粒,其平均堆积密度为1.45kgL-1,在各种温度下快速溶解水。因此,包装,运输和储存方便易用。

草甘膦含有羧基,氨基和一组甲基膦酸。其化学性质与这些组的某些性质相容。在合适的条件下,可以进行酯化,羟烷基化和胺化,典型的化学反应如亚硝化,磺酰化,膦酰甲基化反应混合物和脱水。

1.1.2对植物的制毒机理

草甘膦是一种基于有机磷除草剂,可以控制78种在世界上的风险最大杂草中的76种。由于其强大的除草特性,它已成为中国发展最快、用量最大的除草剂。经过草甘膦喷雾后的植物,通过体内的木质部和韧皮部中传导,传导速度主要受到植株年龄、土壤含水量、气温与相对湿度及药剂中的助剂类型等因素的影响、制约。植物组织和具有高代谢和高增殖率,如结节,根尖和茎尖等,草甘膦容量很大。 Schulz等人[2]的实验证明,草甘膦在被喷洒到叶面后,在这些组织和器官中大量累积积累。草甘膦的80%,植物吸收后显示叶面喷施丰等研究被转运到根尖和茎尖,即使在这些组织中极少量叶面喷施草甘膦累积含量也很高。先前已经报道,当与0.5kg·hm-2,并在这些组织中的含量可达到0.3mM的草甘膦,如果喷洒剂量、次数更多,那么富集在这些组织中的草甘膦含量就会更高[3]。Schulz等人的研究表明,在西红柿和菠菜草甘膦喷雾时,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组织,能够抑制芳氨酸(苯丙氨酸,色氨酸和酪氨酸)的植物的分生组织的积累的生物合成可被抑制,其阻断到许多疾病,代谢反应,包括蛋白合成和次级和莽草酸途径的合成,有三个目标: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、胞质3-脱氧-D-阿拉伯-庚酮-7-磷酸合成酶(AroG)[4]。通常,在使用草甘膦后24至28小时将从植物转移至根和叶。杂草通常生长1到2天。多年生杂草在7至10天内表现出萎黄病、黄变、枯萎和死亡的症状。此外草甘膦还具有在植物中蔗糖的光合碳代谢和转运有不利的影响[5],特别是在水培条件[6]。在植物中的草甘膦可以通过两种途径(类似于草甘膦的微生物降解的方式)被代谢,1. C-N键氧化裂解产生氨甲基膦酸(AMPA);2. 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,但其活性比草甘膦显著低。

1.1.3对微藻类和其他水生微生物的毒性

草甘膦可以抑制藻类叶绿素的前体5-氨基乙酰丙酸(ALA)的合成,影响光合作用[7]。张磊等研究了草甘膦异丙基铵(glyphosatoisopropylammonium)对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的毒性。当浓度较高时,几种球形棕色球藻的生理指标表现出显着的抑制作用,即生长速率、叶绿素a含量、超氧化物歧化酶活性含量显着降低[8]。Romero等人发现草甘膦制剂(ATANOR)会在小球藻(Chlorella kessleri)中引起氧化应激,最重要的表现是蛋白质含量和丙二醛含量,超氧化物歧化酶,过氧化氢酶活性和谷胱甘肽含量增加[9]。张喆等人研究了草甘膦酸(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,草甘膦具有不同程度刺激两种海洋微藻增长的影响[10]。例如,宋慧等人研究了甲氰菊酯,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。单一毒性试验结果表明,五种农药对水蛭的毒性顺序为百草枯>甲氰菊酯>乐果>草甘膦>敌敌畏。敌敌畏和草甘膦对水蛭的急性毒性是拮抗作用[11]。然而,近年来研究人员对草甘膦制剂的各种组分进行了毒性研究: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更低。例如,Tsui等人研究了纯草甘膦,草甘膦异丙胺和除草剂制品农达,以及添加的表面活性剂对发光菌、藻、原生动物、甲壳类动物所得到的结果是类似的,也就是说,表面活性剂>除草剂农达>草甘膦酸>草甘膦异丙胺盐。草甘膦制剂毒性的主要原因是该药物毒性很大[12]。