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10分钟精通除草剂作用机制及分类
发布日期:2019-05-31 信息来源:清原农冠

       要成为除草科学家就必须了解除草剂的作用机制和分类。今天我们花10分钟完整介绍除草剂作用机制及分类,方便大家应对抗性杂草治理中的各种问题。

除草剂作用机制的重要性

       (1)它是抗性杂草治理的重要理论基础。交替使用不同作用机制的除草剂,能预防及解决杂草抗药性问题。相反,交替使用相同作用机制的除草剂,不仅不能延缓或解决抗性,还会由于交互抗性的产生而导致抗性形成速度加快。

       例:对五氟磺草胺产生抗性的稗草,我们不能选用同是als抑制剂的双草醚、嘧啶肟草醚来防治,而只能从其它作用机理的除草剂如accase抑制剂、hppd抑制剂等进行防除。

       (2)有利于合理把握除草剂的正确使用技术。不同作用机制的除草剂对杂草的作用部位往往不同。除草剂使用前明确所用除草剂的作用机制,才能制定合理的使用技术。

       如酰胺类除草剂乙草胺、丙草胺和异丙甲草胺等是以脂类合成为靶标,芽前土壤处理后,杂草种子萌发和出土过程中胚芽鞘不断吸收药剂,并在出土前或出土时死亡。如果用药较晚,幼芽及胚芽鞘出土后除草效果就会下降。

       (3)有助于鉴别除草剂药害。相同作用机制的除草剂对作物造成的药害症状基本相同或类似,因此,可以根据除草剂的类别,判断作物的药害症状,也可以用于查明造成作物药害的具体原因。

       例:accase抑制剂使用不当对水稻会产生心叶白化、扭曲至干枯死亡。而als抑制剂在水稻田使用不当则会造成水稻叶尖干枯、植株黄化、蹲苗等现象。

除草剂作用机制归纳

2.1  抑制植物光合作用

       光合作用是植物吸收光能将二氧化碳和水转化为有机物的过程,是植物生长的能量来源。除草剂通过抑制光合作用来切断能量来源致使杂草死亡。

       如三嗪类、取代脲类除草剂,是光合电子传递抑制剂,通过系列反应,使植物光合作用不能正常进行,进而得不到生长必须的能量而死亡。

2.2  破坏植物呼吸作用

       呼吸作用能为植物体的生命活动提供能量。除草剂通过与呼吸作用中某些复合物反应,造成呼吸作用不能正常进行造成杂草死亡。

2.3  抑制植物的生物合成

       包括以下几类:

       (1)抑制植物脂类合成。脂类是植物细胞膜的重要组成成份。乙酰辅酶a羧化酶(accase)是催化脂肪酸合成的关键酶。通过抑制accase即可抑制植物脂肪酸合成,致使杂草死亡。

       目前,已知芳氧苯氧丙酸酯类、环己烯酮类除草剂是抑制accase的重要除草剂。

       (2)抑制氨基酸及蛋白质的合成。氨基酸是构成植物氨基酸的基本物质,而蛋白质是植物体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。所以抑制氨基酸和蛋白质的合成是对杂草的致命打击。

       例:乙酰乳酸合成酶(als)抑制剂通过抑制植物乙酰乳酸合成酶活性,导致缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸合成受阻,蛋白质合成停止,使植物细胞分裂不能正常运行而死亡。

       草甘膦作用靶标是植物体5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(epsps),由于抑制了该酶的活性,从而抑制莽草酸向苯丙氨酸、络氨酸及色氨酸的转化,使蛋白质的合成受到干扰导致植物死亡。

       (3)抑制色素生物合成。色素是植物生命活动中的关键因子,例如叶绿体色素与光合作用密切相关。这类作用机制的除草剂主要抑制八氢番茄红素脱氢酶(pds)及抑制4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶(hppd)。使用后的典型症状是植物白化至半透明,最终死亡。

       (4)干扰激素平衡。激素对植物的生长发育过程有重要的调控作用。激素类除草剂是人工合成的具有天然植物激素作用的物质,如苯氧羧酸类(24-滴与24氯等)、苯甲酸类(麦草畏与草灭畏)等。这些化合物进入植物体后,打破原有的天然植物激素平衡,使植物生长异常,出现扭曲畸形等症状,最终导致植物死亡。

       (5)抑制微管与组织发育。微管是存在所有真核细胞种的丝状亚细胞结构。它在维持细胞形态、细胞分裂、信号转导及物质输送等过程中起着重要作用。

       总之,除草剂就是作用于杂草生命活动中的关键因子,致使杂草生命活动不能正常进行而死亡。

除草剂的作用机制分类法

       除草剂抗性委员会(hrac)公布的除草剂作用机理分类方法以除草剂作用机理为基础,根据除草剂的作用位点,结合化学结构类型和引起的症状表现等对除草剂进行分类。

       将具有相同作用位点或作用机理的除草剂归为一组,用大写英文字母abcd……z表示。为了避免与io相混淆,在本分类方法中不采用jq两个字母。

       有些情况下,如同属c类的光合作用抑制剂,又根据不同除草剂对结合蛋白d1不同的结合方式又分成几个亚类,用c1c2c3表示;又如同属f类的色素合成抑制剂,根据造成失绿症状原因不同,也分成f1f2f3几个亚类;同样的道理将k类的生长抑制剂又分成k1k2k3几个亚类。

       另外,将到目前为止作用位点或作用机制不清楚的除草剂,在明确了它们的作用机制之前全都分到z类当中。

       一张表让你看清主要作用机制分类、化学结构及常见代表除草剂成分。

除草剂作用机制分类及举例

hrac分组

作用机制

化学结构类型

举例

a

乙酰辅酶a羧化酶(accase)抑制剂

芳氧苯氧基丙酸酯类

炔草酯、氰氟草酯、精噁唑禾草灵、精喹禾灵

环己烯酮类 

烯草酮、烯禾啶

苯基吡唑啉类

唑啉草酯

b

乙酰乳酸合成酶(als)抑制剂

磺酰脲类

苯磺隆、苄嘧磺隆、氯吡嘧磺隆、烟嘧磺隆、吡嘧磺隆、甲基二磺隆

咪唑啉酮类

咪唑乙烟酸、咪唑喹啉酸

三唑并嘧啶磺酰胺类

双氟磺草胺、五氟磺草胺、啶磺草胺

嘧啶硫代苯甲酸酯类

双草醚、嘧啶肟草醚

磺酰胺羰基三唑啉酮类

氟唑磺隆、丙苯磺隆

c1

光合系统抑制剂

三嗪苯类

莠去津、扑草净、特丁津、莠灭净

三嗪酮类

嗪草酮、环嗪酮

脲嘧啶类

除草定、特草定

哒嗪酮类

氯草敏

氨基甲酸酯类

甜菜宁、甜菜安

三唑啉酮类

氨唑草酮

c2

光合系统抑制剂

取代脲类

异丙隆、绿麦隆、敌草隆

酰胺类

敌稗

c3

光合系统抑制剂

腈类

溴苯腈、辛酰溴苯腈

苯并噻二嗪酮类

灭草松

苯哒嗪类

哒草特

d

光合系统抑制剂

联吡啶类

百草枯、敌草快

e

原卟啉原氧化酶(ppo)抑制剂

二苯醚类

乙氧氟草醚、氟磺胺草醚、乙羧氟草醚

苯基吡唑类

吡草醚

n-苯基酞酰胺亚胺类

氟烯草酸、丙炔氟草胺

噻二唑类

嗪草酸甲酯、噻二唑草胺

噁二唑酮类

噁草酮、丙炔噁草酮

三唑啉酮类

唑草酮、甲磺草胺

噁唑啉酮类

环戊噁草酮

脲嘧啶类

双苯嘧草酮、苯嘧磺草胺、氟丙嘧草酯

其它

双唑草腈、氟唑草胺

f1

类胡萝卜素合成抑制剂:八氢番茄红素脱氢酶(pds

哒嗪酮类

氟草敏

烟酰替苯胺类

吡氟酰草胺

其它

呋草酮、氟啶草酮

f2

4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶(hppd

三酮类

三唑磺草酮、磺草酮、硝磺草酮、双环磺草酮

异噁唑类

异噁唑草酮

吡唑类

环吡氟草酮、双唑草酮、苯唑氟草酮、苯唑草酮、吡草酮、

f3

类胡萝卜素合成抑制剂(未知位点)

三唑类

杀草强

异噁唑酮类

异噁草松

脲类

氟草隆

g

5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(epsps

有机磷类

草甘膦

h

谷氨酰胺合成酶抑制剂

磷酸类

草铵膦、双丙氨膦

i

dhp合成酶抑制剂

氨基甲酸酯类

磺草灵

k1

微管组装抑制剂

二硝基苯胺类

氟乐灵、二甲戊灵、仲丁灵

氨基磷酸盐类

胺草磷

吡啶类

噻唑盐酸

苯甲酰胺类

炔苯酞草胺

苯甲酸类

氯酞酸草胺

k2

有丝分裂抑制剂

氨基甲酸酯类

胺灵、氯苯胺灵

k3

细胞分裂抑制剂

氯酰胺类

甲草胺、乙草胺、丙草胺、丁草胺、异丙甲草胺

乙酰胺类

敌草胺、草萘胺

芳氧乙酰胺类

氟噻草胺、苯噻酰草鞍

四唑啉酮类

四唑酰草鞍

其它

莎稗磷、唑草胺

l

细胞壁(纤维素)合成抑制剂

腈类

地草腈

苯甲酰胺类

异噁酰草胺

三唑羧基酰胺类

氟胺草唑

m

解偶联(细胞膜破坏剂)

二硝基苯酚类

地乐酚、特乐酚

n

脂肪合成抑制剂-acc酶抑制剂

硫代氨基甲酸酯类

禾草敌、禾草丹、灭草敌、野麦畏

二硫代磷酸酯类

地散膦

苯丙呋喃

呋草黄

氨碳酸类

去草隆、四氟草酸

o

合成激素类

苯氧羧酸类

2,4-滴、2,4-滴丁酯、24

苯甲酸类

麦草畏

吡啶羧酸类

氯氟吡氧乙酸、氨氯吡啶酸、二氯吡啶酸

芳基吡啶甲酸酯类

氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯

喹啉羧酸类

二氯喹啉酸

其它

草除灵

p

抑制生长素运输

氨基羰基脲类

萘草胺、氟吡草腙

z

未知

芳香氨基丙酸类

麦草伏

吡唑类

野燕枯

有机砷

甲基砷酸钠

其它

苄草隆、环庚草醚

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作用机制
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