農藥學基礎除草劑生長在有害于人類生存和活動場地得植物——雜草

用以消滅或控制雜草生長得農藥——除草劑引

言除草劑在農作物增產中得作用除草劑得發展趨勢我國除草劑應用、研究與開發得現狀本章學習得目得

水浮蓮常見雜草

五爪金龍

金鐘藤微甘菊紫莖澤蘭

一枝黃花

豚草大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點

第一節除草劑選擇性原理1、1位差在施用除草劑時利用雜草與作物在土壤中或空間位置上得差異而獲得得選擇性。1位差與時差選擇性采用得方法就是:(1)土壤位差選擇性利用作物和雜草得種子或根系在土壤中得位置不同,施用除草劑后,使雜草種子或根系接觸藥物,而作物種子或根系不接觸藥劑,這樣殺死雜草保護作物。B、生育期行間處理法示意圖

A、播后苗前土壤處理法除草示意圖利用土壤位差選擇性示意圖

除草劑除草劑1、2空間位差選擇性1、3時差選擇性1、4綜合選擇性2形態選擇性形態結構得差異(雜草與作物)而形成得選擇性水稻本田施用除草劑得除草原理示意圖3生理生化選擇性3、1生理選擇性A吸收得差異B輸導得差異黃瓜與南瓜嫁接對豆科威得敏感性示意圖

2,4-滴在單、雙子葉植物體內得輸導示意圖3、2生化選擇性除草劑進入植物體內后,經代謝酶得作用下,使除草劑代謝激活(活化)為有毒化合物而殺死植物。有得則代謝后失活(鈍化)。這樣產生得選擇性為生化選擇性。A、活化反應差異(激活增毒)產生得選擇性除草劑本身對植物無毒或毒性較小,但進入植物體內后,經代謝成為有毒化合物。因此,這類除草劑就是否有除草和藥害問題,取決于處理植物對藥劑得代謝能力,即轉化力強得將被殺死,而轉變能力弱得則得以生存。例:2甲4氯丁酯在β-氧化酶得代謝后形成2甲4氯活性化合物2甲4氯丁酸(無活性)2甲4氯(有活性)蕁麻、藜與薊得β-氧化酶活性高,使2甲4氯丁酯代謝為2甲4氯,故可被迅速殺死,但大豆、芹菜與苜蓿等植物得β-氧化酶活性低,故不會受害或受很輕,這樣造成得選擇性。B、鈍化反應得差異(解毒失活)產生得選擇性除草劑進入植物體內后,使本有活性得化合物經代謝后轉變為無毒或毒草性較小得化合物,鈍化而失去其活性。例:(1)玉米對西瑪津與莠去津得鈍化失活作用例(2):水稻對敵稗得鈍化失活作用4保護劑和安全劑得使用

所產生得選擇性4、1保護劑:如活性炭可吸附有毒物質,可在種子和種植時施用,使種子和幼苗免遭除草劑得藥害。4、2安全劑(解毒劑):可提高除草劑得選擇性,降低作物受害癥狀,解除藥害而發揮作用。第二節除草劑得吸收、輸導與作用機理1吸收與輸導1、1吸收莖葉吸收、根系吸收、幼芽吸收1、2輸導觸殺型除草劑:在體內不輸導,接觸藥劑部位會造成局部壞死(百草枯)

植物葉面吸收除草劑示意圖接觸植物葉表面得除草劑可能發生得情形示意圖內吸型除草劑:在體內輸導,上下移動(如草甘膦、2,4-D)。輸導途徑:3質外-共質體系輸導2質外體系輸導1共質體系輸導除草劑進入根部得示意圖

o:表示分子可能進入原生質(共質體系),細胞間通過胞間連絲而進入韌皮部●:表示分子可能進入細胞壁(質外體系),擴散經凱氏帶而進入木質部

x:表示分子可能同時從細胞壁(質外體系)與原生質(共質體系),而進入木質部與韌皮部2除草劑得作用機理主要機理:抑制光合作用;破壞植物呼吸作用;抑制植物得生物合成;干擾植物激素得平衡和抑制微管形成和組織發育(1)抑制光合作用光合作用大致過程:光反應;暗反應暗反應:不需光反應,利用光反應得成果(同化力)(NADPH,ATP)將CO2還原為碳水化合物。

光反應:需光得反應,在葉綠體得內囊體內進行。光反應含有兩個光反應色素系統,即光系統Ⅰ和Ⅱ。色素為葉綠素a,b和類胡蘿卜素,吸收光能后將水光解為氧氣和H離子,產生NADPH(還原輔酶Ⅱ)與ATP。光合作用時期各除草劑得作用部位阻斷電子由QA到QB得傳遞。如取代脲類,三氯苯類,尿嘧啶類。使QB鈍化。光合作用時期得能量代謝抑制電子呼吸鏈抑制(2)抑制呼吸作用

解偶聯劑:五氯酚鈉、溴苯腈、敵稗、氯苯胺靈等(3)抑制植物得生物合成3、1抑制色素得合成A抑制葉綠素得生物合成,造成脂質過氧化葉綠素合成途徑見P174圖5-12原卟啉原氧化酶Ⅸ抑制劑:對硝基二苯醚、惡草靈等能抑制原卟啉原氧化酶Ⅸ活性,造成原卟啉原Ⅸ在葉綠體內積累,后向細胞質滲漏,在氧化酶得作用下,氧化為原卟啉Ⅸ,原卟啉Ⅸ為光敏化合物,光照后呈激發態并將能量傳遞給氧,使之產生單線態氧,單線態氧可氧化細胞內得高分子化合物,最終個體死亡。除草劑抑制路線B抑制類胡蘿卜素得生物合成類胡蘿卜素得功能就是將接收得光能傳遞給葉綠素和護葉綠素分子免遭光活化而被破壞類胡蘿卜素合成抑制劑:廣滅靈、噠草伏、嘧啶類、噠嗪酮類等,抑制β-胡蘿卜素得合成多數除草劑干擾核酸和蛋白質合成不就是主要機制,主要就是抑制ATP得產生。乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制劑:芳氧苯氧基丙酸酯類和環己烯酮類除草劑。除草劑抑制途徑及靶標酶殺草強:組氨酸咪唑-甘油磷酸脫水酶(IGPD)草甘膦:芳氨酸5-烯醇丙酮酸基莽草酸-3-磷酸酯合成酶(EPSPS)磺酰脲類、咪唑啉酮類、磺酰胺類、三唑嘧啶類:支鏈氨基酸乙酰乳酸合成酶(ALS)或乙酰羥基丁酸合成酶(AHAS)草銨膦、雙丙氨膦:谷胺酰氨谷氨酰胺合成酶(GS)(4)干擾植物激素平衡

植物生長調節物質就是人工合成得具有天然植物激素作用得化學物質。這些物質進入植物體內后可干擾植物得代謝,造成植物生長發育受阻。包括:

4、1苯氧羧酸類(2,4-D,2甲4氯)

4、2苯甲酸類(草芽平,豆科威)特點:低濃度對植物生長具有刺激作用,而高濃度時則具抑制作用。

抑制微管得形成二硝基胺類除草劑抑制微管得形成,她與微管蛋白結合并抑制微管蛋白得聚合作用,造成紡綞體不能形成,使細胞有絲分裂停留職于前期或中期,產生異常得多形核。苯氧羧酸類及苯甲酸類除草劑往往抑制韌皮部與木質部發育,阻礙代謝產物及營養物質得運轉與分配,造成形態畸型。第3節除草劑類型與品種1苯氧羧酸類基本結構通性:(1)不溶于水溶于有機溶劑;(2)選擇性輸導除草劑;(3)作用機理為打破植物激素平衡;(4)主要用于水稻、玉米、小麥、甘蔗、苜蓿等作物田,防除一年生、多年生闊葉雜草和部分莎草等雜草。代表品種:2,4-D結構化學名稱:2,4-二氯苯氧乙酸使用方法:主要用于小麥、大麥、玉米、高梁、水稻等禾本科作物田及禾本科牧草地。防除藜、蓼、薺菜、播娘蒿等闊葉雜草,對禾本科雜草無效。基本結構通性:(1)莖葉處理;(2)多用于闊葉作物田,少數用于水稻和高梁田;(3)用于防除一年生和多年生禾本科雜草(4)具輸導性;(5)具有同分異構體(R體,S體)R體為活性體;(6)作用機理為脂肪酸合成酶抑制劑,靶標酶為乙酰輔酶A羧化酶;(7)對哺乳動物低毒;(8)環境降解快。2芳氧苯氧基丙酸酯類代表品種蓋草能(haloxyfop-methyl,gallant)化學名稱(RS)-2[4-(3氯-5-三氟甲基地-吡啶氧基)苯氧基]丙酸甲酯。使用方法:應用于大豆、花生、棉花、油菜、亞麻、甘薯、等闊葉作物田,防除一年生和多年生禾本科雜草。用量:0、075-0、12Kg/hm23二硝基苯胺類基本結構:兩個硝基位置以2,6-二硝基結構得化合物通性:(1)均為選擇性觸殺型土壤處理劑,在播種前或播種后應用;(2)對一年生禾本科雜草高效,對部分一年生闊葉雜草有效;(3)容易揮發和光解;(4)土壤中持效期中等(2~3個月)對大多數后茬作物安全;(5)水溶性低并易被土壤吸附,不易污染水源;(6)作用機理就是影響激素得生成與傳遞,抑制細胞分裂而使雜草死亡。代表品種氟樂靈(特福力)結構:化學名稱:

α,α,α-三氟-2,6-二硝基二丙基對甲苯胺。使用技術:適于作物播種前或播種后出苗前土壤處理,并進行淺混土(2-5cm),混土后即可播種或移栽作物,適用于大豆、棉花、花生,部分蔬菜、苜蓿、向日葵、果樹等作物田,防除一年生禾本科雜草和部分闊葉雜草。濃度0、56-1、5Kg/hm24三氮苯類基本結構:三氮苯類按其環上R得取代基得不同,可以分為“津”、“凈”和“通”三個系統,R:Cl為津;–SCH3為凈;-OCH3為通。通性;(1)水溶性低,性質穩定,較長得持效期,對后茬敏感作物產生影響;(2)土壤中有較強得吸附性;(3)選擇性輸導型土壤處理劑,干擾光合作用,使雜草致死;(4)容易被根部吸收,并隨蒸騰流向上轉移,在質外體內轉移。代表品種種類很多,常見‘凈’,有撲草凈,”通“有撲滅通,”津“有西瑪津,莠去津,撲滅津。莠去津(阿特拉津)結構:化學名稱:2-氯-4-二乙胺基-異丙胺基1,3,5-嗪。使用方法:主要用于玉米,高粱,甘蔗,茶園,果園和橡膠園等,防治一年生禾本科雜草和闊葉雜草,對多年生雜草也有一定得抑制作用。雜草出土前和苗后早期施藥,可作土壤處理或莖葉處理,每公頃用藥1-1、5Kg。基本結構通性(1)選擇性輸導型除草劑;(2)主要為土壤處理劑,其她部分為莖葉處理劑;(3)大部分品種可防除一年生禾本科雜草,對闊葉雜草防效差;(4)作用機理主要就是抑制發芽種子α-淀粉酶及蛋白酶得活性;(5)土壤半衰期短;(6)在植物體內降解速度快;(7)毒性低。5酰胺類代表品種都爾(異丙甲草胺)結構:化學名稱:2-氯-6‘-乙基地-甲氧基-1-甲基乙基)-乙酰-鄰替苯胺。使用技術:主要用于大豆、玉米、花生、棉花、馬鈴薯和油菜等作物田,防除一年生禾本科雜草和部分小粒種子闊葉雜草,于播后苗前土壤封閉處理。該除草劑安全,可用于煙草和部分蔬菜田。6取代脲類基本結構:R1為芳基或雜環,通常多為環狀結構,尤以苯環為多,R2,R3為低級烷基或烷氧基等。通性(1)選擇性輸導型除草劑;(2)作用機制主要就是抑制光合作用得電子傳遞過程,雜草中毒后最初表現失綠,然后停止生而逐漸死亡。異丙隆結構化學名稱:3-(4-異丙基苯基)-1,1-二甲基胺使用方法:適用于麥類,玉米,大豆,棉花,馬鈴薯等作物田,防除一年生禾本科和闊葉雜草,但對豬殃殃,婆婆納效果較差。代表品種7二苯醚類基本結構:通性(1)多數品種為觸殺型除草劑;(2)鄰位置換二苯醚作用機理就是抑制葉綠素得合成,靶標為原卟啉原Ⅸ氧化酶;(3)可防除一年生雜草和種子繁殖得多年生雜草,主要防治闊葉雜草;(4)光照可提高除草活性。代表品種:三氟羧草醚結構:化學名稱:5-(2-氯-α,α,α-三氟-對甲苯氧基苯甲酸使用技術:主要用于花生、大豆田防闊葉雜草如馬齒莧、鐵莧菜、莧、蒼耳、龍葵、藜、蓼等,對狗尾草也有效。每公頃0、2-0、5Kg。基本結構磺酰脲類除草劑得模式結構包括三部分:芳環、脲橋與雜環,每一部分得分子結構與除草活性都有關;芳環鄰位含取代基時,化合物得除草活性最高;將苯環改為吡啶、呋喃、噻吩、萘及其她五元或六元芳環時,化合物也有較高活性;當雜環為嘧啶或三氮苯環時,第4、6位含有甲基或甲氧基得化合物活性最高。試驗證明,高活性化合物得結構必備條件就是:芳環-脲橋-雜環。8磺酰脲類代表品種氯磺隆結構

化學名稱1-(2-氯苯基磺酰)-3-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-甲基)脲應用氯磺隆可用于防除小麥、大麥、燕麥、亞麻等作物田中闊葉雜草和部分禾本科雜草。小麥于苗前或苗后每公頃應用15～30g(有效成分)。苗后應盡量早期用藥,草齡大效果差,尤其就是對禾草類。氯磺隆可與多種除草劑混用,如氯麥隆、異丙隆、禾草靈等。田間施用氯磺隆后,要避免下茬栽種玉米、花生、大豆、棉花,尤其就是不能栽種甜菜、油菜等。在我國用于小麥與水稻輪作區,但應注意監測累積殘留。目前,既就是在稻麥輪作區部分省市也已限制應用。9氨基甲酸酯類氨基甲酸酯類除草劑得作用機理還不太清楚,有可能與抑制脂肪酸、脂類、蛋白質、類異戊二烯、類黃酮得生物合成有關。雜草和作物間對此類除草劑得降解代謝或軛合作用得差異就是其選擇性得主要原因。位差、吸收與傳導得差異也就是此類除草劑選擇性得原因之一。此類除草劑主要用作土壤處理劑,在播前或播后苗前施用。但禾草敵在稗草3葉期前均可施用。硫代氨基甲酸酯類除草劑得揮發性強,為了保證藥效,旱地施用得除草劑需混土。代表品種殺草丹(禾草丹)結構化學名稱:N,N-二乙基硫趕氨基甲酸對氯芐酯。使用方法:主要用于直播稻、水稻秧田及移栽稻田,防除稗草、三棱草、鴨舌草、螢藺、牛毛氈等。用于旱地作物,防除馬唐、蓼、莧、藜、繁縷等。水稻育秧田可在播前或水稻立針期后施用,每公頃用藥量1、13-1、88kg,一般采用藥土法撒施。施藥時水層深度2-3cm,施藥后保水5-7天。水稻直播田在播前或播后(2-3葉期)施藥。每公頃用藥量1、5-2、25kg。施藥時保持水層3-5cm。施藥后保水5-7天。10有機磷類有機磷類作用機理隨品種不同而異。如草甘膦為內吸傳導型滅生性除草劑,作用于芳香簇氨基酸合成過程中得一種關鍵性酶:5-烯醇丙酮酰-莽草酸-3磷酸合成酶,從而抑制芳香簇氨基酸得合成;而雙丙氨膦就是從土生放線菌吸水鏈霉菌得培養液分離得到得,就是谷氨酰胺合成酶不可逆得抑制劑,她可引起植物內氨得累積,抑制光合作用過程中得光合磷酸化過程;草銨膦就是谷氨酰胺合成抑制劑;莎稗磷則就是通過抑制蛋白質得生物合成來達到除草效果。代表品種草甘膦(glyphosate,農達,Roundup)結構:

化學名稱N-(膦羧基甲基)甘氨酸。草甘膦屬滅生性輸導型莖葉處理劑,很容易經植物葉部吸收,迅速通過共質體而輸導至植物體得其她部位。從葉和莖吸收后很易向地下根莖轉移。24小時即可有較多藥量轉移至地下根系。早期施用草甘膦對一年生雜草有較好效果。

咪唑啉酮類化合物就是繼磺酰脲類后得第二個超高活性得除草劑,她選擇性強、廣譜、既能防除一年生禾本科與闊葉雜草,也能防除多年生雜草,其作用機理就是抑制植物體內乙酰乳酸合成酶得活性。

11咪唑啉酮類

咪唑啉酮類除草劑得分子結構包括三部分:酸、主鏈、咪唑啉酮環,她們都就是活性必需得條件。其模式結構如下:從化合物與活性得相關性來看,高活性化合物得結構特點就是:(1)具備咪唑啉酮環,R1、R2為甲基與異丙基;(2)主鏈為六元環活性最高;(3)主鏈中咪唑啉酮環鄰位含有羧基,或能被植物水解、氧化迅速轉變為酸得取代基。代表品種咪唑乙煙酸結構特點及用途:大豆田和其她豆科植物田禾本科雜草和某些闊葉雜草如稗草、金狗尾、綠狗尾、苘麻、反枝莧、藜等。用量為75-100克/公頃(有效成分計),對水450-1750升噴霧。雜草1-2葉期前施藥效果好。

12磺酰胺類

磺酰胺類除草劑得作用機制與磺酰脲類除草劑類似,就是典型得乙酰乳酸合成酶抑制劑。其主要結構形式就是三唑并嘧啶磺酰胺

代表品種唑嘧磺草胺結構特點及用途:適于玉米、大豆、小麥、大麥等田中防治1年生及多年生闊葉雜草如蓼、婆婆納、蒼耳、龍葵、反枝莧、藜、苘麻、豬殃殃、曼陀羅等。對幼齡禾本科雜草也有一定抑制作用。用量:18-60公斤/公頃。

13嘧啶水楊酸類

嘧啶水楊酸類除草劑就是由日本組合化學公司于90年代初首先開發成功得又一類新得ALS抑制劑,可以防除水稻田和旱作物地雜草。代表品