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10分鐘精通除草劑作用機制及分類

作者:清原農冠 更新時間:2019-06-05

   要成為除草科學家就必須了解除草劑的作用機制和分類。今天我們花10分鐘完整介紹除草劑作用機制及分類,方便大家應對抗性雜草治理中的各種問題。

 

除草劑作用機制的重要性

   (1它是抗性雜草治理的重要理論基礎。交替使用不同作用機制的除草劑,能預防及解決雜草抗藥性問題。相反,交替使用相同作用機制的除草劑,不僅不能延緩或解決抗性,還會由于交互抗性的產生而導致抗性形成速度加快。

 

   例:對五氟磺草胺產生抗性的稗草,我們不能選用同是ALS抑制劑的雙草醚、嘧啶肟草醚來防治,而只能從其它作用機理的除草劑如ACCase抑制劑、HPPD抑制劑等進行防除。

 

   (2有利于合理把握除草劑的正確使用技術。不同作用機制的除草劑對雜草的作用部位往往不同。除草劑使用前明確所用除草劑的作用機制,才能制定合理的使用技術。

 

   如酰胺類除草劑乙草胺、丙草胺和異丙甲草胺等是以脂類合成為靶標,芽前土壤處理后,雜草種子萌發和出土過程中胚芽鞘不斷吸收藥劑,并在出土前或出土時死亡。如果用藥較晚,幼芽及胚芽鞘出土后除草效果就會下降。

 

   (3有助于鑒別除草劑藥害。相同作用機制的除草劑對作物造成的藥害癥狀基本相同或類似,因此,可以根據除草劑的類別,判斷作物的藥害癥狀,也可以用于查明造成作物藥害的具體原因。

 

   例:ACCase抑制劑使用不當對水稻會產生心葉白化、扭曲至干枯死亡。

 

 

ACCase抑制劑使用不當對水稻傷害

 

   而ALS抑制劑在水稻田使用不當則會造成水稻葉尖干枯、植株黃化、蹲苗等現象。

 

ALS抑制劑使用不當對水稻傷害

 

除草劑作用機制歸納

   (1抑制植物光合作用。光合作用是植物吸收光能將二氧化碳和水轉化為有機物的過程,是植物生長的能量來源。除草劑通過抑制光合作用來切斷能量來源致使雜草死亡。

 

   如三嗪類、取代脲類除草劑,是光合電子傳遞抑制劑,通過系列反應,使植物光合作用不能正常進行,進而得不到生長必須的能量而死亡。

 

   (2破壞植物呼吸作用。呼吸作用能為植物體的生命活動提供能量。除草劑通過與呼吸作用中某些復合物反應,造成呼吸作用不能正常進行造成雜草死亡。

 

   (3抑制植物的生物合成。包括以下幾類:

 

   ① 抑制植物脂類合成。脂類是植物細胞膜的重要組成成份。乙酰輔酶A羧化酶ACCase是催化脂肪酸合成的關鍵酶。通過抑制ACCase即可抑制植物脂肪酸合成,致使雜草死亡。

 

   目前,已知芳氧苯氧丙酸酯類、環己烯酮類除草劑是抑制ACCase的重要除草劑。

 

   ② 抑制氨基酸及蛋白質的合成。氨基酸是構成植物氨基酸的基本物質,而蛋白質是植物體一切細胞、組織的重要成分。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與。所以抑制氨基酸和蛋白質的合成是對雜草的致命打擊。

 

   例:乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑通過抑制植物乙酰乳酸合成酶活性,導致纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸合成受阻,蛋白質合成停止,使植物細胞分裂不能正常運行而死亡。

 

   草甘膦作用靶標是植物體5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS),由于抑制了該酶的活性,從而抑制莽草酸向苯丙氨酸、絡氨酸及色氨酸的轉化,使蛋白質的合成受到干擾導致植物死亡。

 

   ③ 抑制色素生物合成。色素是植物生命活動中的關鍵因子,例如葉綠體色素與光合作用密切相關。

 

   這類作用機制的除草劑主要抑制八氫番茄紅素脫氫酶(PDS)及抑制4-羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)。使用后的典型癥狀是植物白化至半透明,最終死亡。

 

   ④ 干擾激素平衡。激素對植物的生長發育過程有重要的調控作用。激素類除草劑是人工合成的具有天然植物激素作用的物質,如苯氧羧酸類2,4-2甲4氯等、苯甲酸類(麥草畏與草滅畏)等。這些化合物進入植物體后,打破原有的天然植物激素平衡,使植物生長異常,出現扭曲畸形等癥狀,最終導致植物死亡。

 

   ⑤ 抑制微管與組織發育。微管是存在所有真核細胞種的絲狀亞細胞結構。它在維持細胞形態、細胞分裂、信號轉導及物質輸送等過程中起著重要作用。

 

   總之,除草劑就是作用于雜草生命活動中的關鍵因子,致使雜草生命活動不能正常進行而死亡。

是不是有點生澀?小提示:對初學者來說,只記住綠色加粗的文字就可以了。

 

除草劑的作用機制分類法

   除草劑抗性委員會(HRAC)公布的除草劑作用機理分類方法以除草劑作用機理為基礎,根據除草劑的作用位點,結合化學結構類型和引起的癥狀表現等對除草劑進行分類。

 

   將具有相同作用位點或作用機理的除草劑歸為一組,用大寫英文字母A、B、C、D.⋯Z表示。為了避免與I,O相混淆,在本分類方法中不采用J和Q兩個字母。

 

   有些情況下,如同屬C類的光合作用抑制劑,又根據不同除草劑對結臺蛋白D1不同的結合方式又分成幾個亞類,用C1C2C3表示;又如同屬F類的色素合成抑制劑,根據造成失綠癥狀原因不同,也分成F1F2F3幾個亞類;同樣的道理將K類的生長抑制劑又分成K1、K2、K3幾個亞類。

 

   另外,將到目前為止作用位點或作用機制不清楚的除草劑,在明確了它們的作用機制之前全都分到Z類當中。

 

   這么講是不是有點復雜?

 

   一張表讓你看清主要作用機制分類、化學結構及常見代表除草劑成分。

HRAC分組

作用機制

化學結構類型

舉例

A

乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制劑

芳氧苯氧基丙酸酯類

炔草酯、氰氟草酯、精噁唑禾草靈、精喹禾靈

環己烯酮類 

烯草酮、烯禾啶

苯基吡唑啉類

唑啉草酯

B

乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑

磺酰脲類

苯磺隆、芐嘧磺隆、氯吡嘧磺隆、煙嘧磺隆、吡嘧磺隆、甲基二磺隆

咪唑啉酮類

咪唑乙煙酸、咪唑喹啉酸

三唑并嘧啶磺酰胺類

雙氟磺草胺、五氟磺草胺、啶磺草胺

嘧啶硫代苯甲酸酯類

雙草醚、嘧啶肟草醚

磺酰胺羰基三唑啉酮類

氟唑磺隆、丙苯磺隆

C1

光合系統Ⅱ抑制劑

三氮苯類

莠去津、撲草凈、特丁津、莠滅凈

三嗪酮類

嗪草酮、環嗪酮

脲嘧啶類

除草定、特草定

噠嗪酮類

氯草敏

氨基甲酸酯類

甜菜寧、甜菜安

三唑啉酮類

氨唑草酮

C2

光合系統Ⅱ抑制劑

取代脲類

異丙隆、綠麥隆、敵草隆

酰胺類

敵稗

C3

光合系統Ⅱ抑制劑

腈類

溴苯腈、辛酰溴苯腈

苯并噻二嗪酮類

滅草松

苯噠嗪類

噠草特

D

光合系統Ⅰ抑制劑

聯吡啶類

百草枯、敵草快

E

原卟啉原氧化酶(PPO)抑

制劑

二苯醚類

乙氧氟草醚、氟磺胺草醚、乙羧氟草醚

苯基吡唑類

吡草醚

N-苯基酞酰胺亞胺類

氟烯草酸、丙炔氟草胺

噻二唑類

嗪草酸甲酯、噻二唑草胺

噁二唑酮類

噁草酮、丙炔噁草酮

三唑啉酮類

唑草酮、甲磺草胺

噁唑啉酮類

環戊噁草酮

脲嘧啶類

雙苯嘧草酮、苯嘧磺草胺、氟丙嘧草酯

其它

雙唑草腈、氟唑草胺

F1

類胡蘿卜素合成抑制劑:八氫番茄紅素脫氫酶(PDS)

噠嗪酮類

氟草敏

煙酰替苯胺類

吡氟酰草胺

其它

呋草酮、氟啶草酮

F2

4-羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)

三酮類

三唑磺草酮、磺草酮、硝磺草酮、雙環磺草酮

異噁唑類

異噁唑草酮

吡唑類

環吡氟草酮、雙唑草酮、苯唑氟草酮、苯唑草酮、吡草酮、

F3

類胡蘿卜素合成抑制劑(未知位點)

三唑類

殺草強

異噁唑酮類

異噁草松

脲類

氟草隆

G

5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)

有機磷類

草甘膦

H

谷氨酰胺合成酶抑制劑

磷酸類

草銨膦、雙丙氨膦

I

DHP合成酶抑制劑

氨基甲酸酯類

磺草靈

K1

微管組裝抑制劑

二硝基苯胺類

氟樂靈、二甲戊靈、仲丁靈

氨基磷酸鹽類

胺草磷

吡啶類

噻唑鹽酸

苯甲酰胺類

炔苯酞草胺

苯甲酸類

氯酞酸草胺

K2

有絲分裂抑制劑

氨基甲酸酯類

苯胺靈、氯苯胺靈

K3

細胞分裂抑制劑

氯酰胺類

甲草胺、乙草胺、丙草胺、丁草胺、異丙甲草胺

乙酰胺類

敵草胺、草萘胺

芳氧乙酰胺類

氟噻草胺、苯噻酰草鞍

四唑啉酮類

四唑酰草鞍

其它

莎稗磷、唑草胺

L

細胞壁(纖維素)合成抑制劑

腈類

地草腈

苯甲酰胺類

異噁酰草胺

三唑羧基酰胺類

氟胺草唑

M

解偶聯(細胞膜破壞劑)

二硝基苯酚類

地樂酚、特樂酚

N

脂肪合成抑制劑-非ACC酶抑制劑

硫代氨基甲酸酯類

禾草敵、禾草丹、滅草敵、野麥畏

二硫代磷酸酯類

地散膦

苯丙呋喃

呋草黃

氨碳酸類

去草隆、四氟草酸

O

合成激素類

苯氧羧酸類

2,4-滴、2,4-滴丁酯、2甲4氯

苯甲酸類

麥草畏

吡啶羧酸類

氯氟吡氧乙酸、氨氯吡啶酸、二氯吡啶酸

芳基吡啶甲酸酯類

氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯

喹啉羧酸類

二氯喹啉酸

其它

草除靈

P

抑制生長素運輸

氨基羰基脲類

萘草胺、氟吡草腙

Z

未知

芳香氨基丙酸類

麥草伏

吡唑類

野燕枯

有機砷

甲基砷酸鈉

其它

芐草隆、環庚草醚

(來源:清原農冠)

 

tag: 除草劑  作用機理  分類  抗性雜草治理  ACCase抑制劑  HPPD抑制劑  乙草胺  

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