百草枯二氯化物和草甘膦是两种常用的除草剂，但它们的化学性质和作用机制存在显著差异。了解这些区别对于相关研究至关重要。
背景：
在过去的几十年中，人口增长已成为农业面临的挑战，因为农业要满足人类对食物的需求。另一方面，害虫、病原体、杂草和不利的气候变化减少了作物的产量。为了应对这一问题，新的农药被用于植物保护，因此全球作物产量有所增加。除草剂不仅可以控制目标杂草，还可以控制非目标生物。除草剂占农药使用量的 50–60%，如百草枯（或甲基紫精；百草枯二氯化物，1,1'-二甲基-4,4'-联吡啶氯化物）和草甘膦、G（N-(膦甲基) 甘氨酸）是最广泛使用的非选择性除草剂之一。
（1）百草枯二氯化物
百草枯二氯化物（Paraquat dichloride）因其高效性和低成本而用于控制阔叶杂草。百草枯二氯化物被植物叶片非常迅速地吸附，并通过接受来自光系统 I (PSI) 的电子来阻止光合作用。这阻止了 NADPH 的形成，并形成了活性氧物质。这导致叶绿体中形成超氧阴离子、单氧、羟基和过氧化物自由基 ，从而攻击生物膜。根据已发表的信息，百草枯二氯化物在土壤中会失去生物活性，对根和根茎的毒性极小或没有毒性。此外，百草枯二氯化物对成熟树皮没有影响。由于这些特性，百草枯二氯化物被用于果园、种植园作物、保护性耕作系统和其他应用。
（2）草甘膦
草甘膦（glyphosate）可控制大多数一年生和多年生杂草，并广泛用于农业、林业、景观管理，用于清除水生和城市生态系统中的不良植被，如路边、灌溉渠道、休闲区，以及用于木本杂草控制。它还用于抗 G 转基因作物的烧毁和出苗后应用。草甘膦通过在最新生长点引起失绿和整个植物坏死来抑制生长。草甘膦抑制莽草酸途径中的 5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸 (EPSP) 合酶 ，因为植物无法产生生长所需的芳香族氨基酸苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。
1. 百草枯二氯化物与草甘膦物理性质对比
（1）百草枯二氯化物
无色，吸湿性晶体，熔点约300℃(分解)，蒸气压<0.1mPa，密度1.24-1.26(20℃)，溶解度 700gL(20℃)，几乎不溶于大多数有机溶剂，中性和酸性介质中稳定，在碱性介质中迅速水解，在水溶液中、紫外光照下发生分解。
（2）草甘膦
纯品为白色固体，熔点约 230℃(分解)，在水中溶解度为1.2%(25℃)，不溶于一般有机溶剂，它的盐(异丙胺盐可完全溶于水)在水中有更大的溶解度。不燃，不爆炸，常温下贮存较稳定。
2. 百草枯二氯化物与草甘膦有效性和应用对比
（1）百草枯二氯化物
百草枯二氯化物为速效触杀型灭生性季胺盐类除草剂。有效成分对叶绿体层膜破坏力极强，使光合作用和叶绿素合成很快中止，叶片着药后2-3小时即开始受害变色，克芜踪对单子叶和双子叶植物绿色组织均有很强的破坏作用，但无传导作用，只能使着药部位受害，不能穿透栓质化的树皮，接触土壤后很容易被钝化。不能破坏植株的根部和土壤内潜藏的种子，因而施药后杂草有再生现象。是一种快速灭生性除草剂，具有触杀作用和一定内吸作用。能迅速被植物绿色组织吸收，使其枯死。对非绿色组织没有作用。在土中迅速与土结合而纯化，对植物根部及多年生地下茎及宿根无效。
可防除各种一年生杂草；对多年生杂草有强烈的杀伤作用，但其地下茎和根能萌出新枝；对已木质化的棕色茎和树干无影响。适用于防除果园、桑园、胶园及林带的杂草，也可用于防除非耕地、田埂、路边的杂草，对于玉米、甘蔗、大豆以及苗圃等宽行作物，可采取定向喷雾防除杂草。
（2）草甘膦
草甘膦对一二年生和多年生深根杂草均能防除，但对作物也有药害，不可直接喷酒到作物植株上。通常使用其盐类的水溶液，用于橡胶园、茶园、果园、森林苗圃及防火带等除草，也广泛应用于铁路、公路、机场、油库、电站等非农耕地防除1年生及多年生禾本科杂草、莎草科杂草和阔叶杂草。
3. 安全性和副作用
3.1 百草枯二氯化物和草甘膦的副作用对比
百草枯二氯化物和草甘膦都是常见的除草剂，但它们的副作用和健康风险各有不同。百草枯二氯化物中毒的副作用包括口腔溃疡、血栓、细胞和组织死亡、肺囊肿、肺损伤、肾衰竭、肝衰竭、脱水、低血压、矿物质失衡以及帕金森病等。相比之下，草甘膦的副作用包括肝脏和肾脏损伤导致的慢性肾病、眼睛和皮肤刺激、唾液分泌增加、口腔和咽喉烧灼感、呕吐、腹泻、癌症和DNA损伤等。这些副作用提醒我们在使用这类化学品时必须采取严格的安全措施，并根据法律规定进行操作，以减少对健康的潜在危害。
3.2 百草枯二氯化物和草甘膦对人体的影响比较
百草枯二氯化物与草甘膦在人类健康方面的比较显示，百草枯的毒性远高于草甘膦。据农药行动网络报告，百草枯的急性毒性是草甘膦的28倍，因此在许多国家被禁用，并在美国被列为限制使用的除草剂。
（1）百草枯
暴露于高剂量的百草枯会对肾脏、肝脏、心脏、胃肠道及其他重要器官造成威胁，特别是对肺部的损伤是最致命且难以治疗的副作用。百草枯通过产生自由基破坏肺组织，从而引发严重的肺部问题。草枯的毒性作用源于该化合物在组织中循环氧化还原反应产生的自由基。食入后的症状包括口腔、咽喉、胸部、上腹部灼热感、恶心、呕吐、腹痛和腹泻。如果患者幸存，这些胃肠道症状会在 2-3 天后消退。几天后可能出现口腔溃疡、急性肾衰竭和黄疸。呼吸窘迫或衰竭的早期或延迟出现是该病的典型特征之一。中枢神经系统 (CNS) 和其他系统的常见症状包括头晕、头痛、发烧、肌痛、嗜睡和昏迷。这些病例的死亡率很高，这主要是由于其固有的毒性和缺乏有效的治疗方法。对于这些中毒的治疗，目前尚无广泛接受的指导方针。为了防止因这些化学物质中毒而导致全身毒性，必须立即治疗。 如果摄入百草枯和草甘膦等除草剂，建议使用吸附剂（如漂白土、膨润土或活性炭）进行洗胃或全肠灌洗。
（2）草甘膦
相比之下，草甘膦的毒性相对较低，但农达配方中添加的化学物质（如表面活性剂）可能导致神经损伤。主要成分氨甲基磷酸具有神经毒性，长期接触高浓度草甘膦会增加毒性风险。由于其成分，草甘膦引起毒性的机制很复杂。这种中毒的常见症状包括口腔和咽喉的胃肠道腐蚀作用、上腹部疼痛和吞咽困难。在严重的情况下，还会出现意识障碍、心律失常、肺水肿、休克、需要血液透析的肾衰竭、高钾血症和代谢性酸中毒。摄入的化合物的量与其引起的影响之间存在合理的关系。草甘膦没有特定的解毒剂，治疗主要是支持性的，或者对于摄入毒物后一小时内入院的患者，可以考虑使用活性炭和洗胃。
4. 结论:百草枯二氯化物和草甘膦哪个更好？
百草枯和草甘膦吸入或摄入均有毒，但百草枯毒性更强。百草枯的毒性是草甘膦的 28 倍。在选择使用百草枯二氯化物或草甘膦时，必须严格考虑法律法规和安全要求。百草枯的毒性显著高于草甘膦，因此在许多国家被禁用，并在一些地方被列为限制使用的除草剂。而草甘膦虽然毒性较低，但其长期使用也存在健康风险。因此，无论选择哪种除草剂，都需遵循法律规定，确保在合法允许的地区使用，并采取充分的安全措施。确保合法合规使用不仅能有效管理植物生长，还能最大程度地保护使用者和环境的安全。
参考：
[1]https://www.epa.gov/ingredients-used-pesticide-products/paraquat-dichloride
[2]周定建. 百草枯和草甘膦对紫色土土壤微生物数量及酶活性的影响[D]. 重庆:西南大学,2010. DOI:10.7666/d.y1845955.
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Paraquat
[4]Tzvetkova P, Lyubenova M, Boteva S, et al. Effect of herbicides paraquat and glyphosate on the early development of two tested plants[C]//IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2019, 221: 012137.
[5]Cherukuri H, Pramoda K, Rohini D, et al. Demographics, clinical characteristics and management of herbicide poisoning in tertiary care hospital[J]. Toxicology international, 2014, 21(2): 209.
[6]Martins-Gomes C, Silva T L, Andreani T, et al. Glyphosate vs. glyphosate-based herbicides exposure: A review on their toxicity[J]. Journal of Xenobiotics, 2022, 12(1): 21-40.
[7]Dennis P G, Kukulies T, Forstner C, et al. The effects of glyphosate, glufosinate, paraquat and paraquat-diquat on soil microbial activity and bacterial, archaeal and nematode diversity[J]. Scientific reports, 2018, 8(1): 2119.
1
