农药学基础除草剂

农药学基础除草剂生长在有害于人类生存和活动场地得植物——杂草

用以消灭或控制杂草生长得农药——除草剂引

言除草剂在农作物增产中得作用除草剂得发展趋势我国除草剂应用、研究与开发得现状本章学习得目得

水浮莲常见杂草

五爪金龙

金钟藤微甘菊紫茎泽兰

一枝黄花

豚草大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点

第一节除草剂选择性原理1、1位差在施用除草剂时利用杂草与作物在土壤中或空间位置上得差异而获得得选择性。1位差与时差选择性采用得方法就是:(1)土壤位差选择性利用作物和杂草得种子或根系在土壤中得位置不同,施用除草剂后,使杂草种子或根系接触药物,而作物种子或根系不接触药剂,这样杀死杂草保护作物。B、生育期行间处理法示意图

A、播后苗前土壤处理法除草示意图利用土壤位差选择性示意图

除草剂除草剂1、2空间位差选择性1、3时差选择性1、4综合选择性2形态选择性形态结构得差异(杂草与作物)而形成得选择性水稻本田施用除草剂得除草原理示意图3生理生化选择性3、1生理选择性A吸收得差异B输导得差异黄瓜与南瓜嫁接对豆科威得敏感性示意图

2,4-滴在单、双子叶植物体内得输导示意图3、2生化选择性除草剂进入植物体内后,经代谢酶得作用下,使除草剂代谢激活(活化)为有毒化合物而杀死植物。有得则代谢后失活(钝化)。这样产生得选择性为生化选择性。A、活化反应差异(激活增毒)产生得选择性除草剂本身对植物无毒或毒性较小,但进入植物体内后,经代谢成为有毒化合物。因此,这类除草剂就是否有除草和药害问题,取决于处理植物对药剂得代谢能力,即转化力强得将被杀死,而转变能力弱得则得以生存。例:2甲4氯丁酯在β-氧化酶得代谢后形成2甲4氯活性化合物2甲4氯丁酸(无活性)2甲4氯(有活性)荨麻、藜与蓟得β-氧化酶活性高,使2甲4氯丁酯代谢为2甲4氯,故可被迅速杀死,但大豆、芹菜与苜蓿等植物得β-氧化酶活性低,故不会受害或受很轻,这样造成得选择性。B、钝化反应得差异(解毒失活)产生得选择性除草剂进入植物体内后,使本有活性得化合物经代谢后转变为无毒或毒草性较小得化合物,钝化而失去其活性。例:(1)玉米对西玛津与莠去津得钝化失活作用例(2):水稻对敌稗得钝化失活作用4保护剂和安全剂得使用

所产生得选择性4、1保护剂:如活性炭可吸附有毒物质,可在种子和种植时施用,使种子和幼苗免遭除草剂得药害。4、2安全剂(解毒剂):可提高除草剂得选择性,降低作物受害症状,解除药害而发挥作用。第二节除草剂得吸收、输导与作用机理1吸收与输导1、1吸收茎叶吸收、根系吸收、幼芽吸收1、2输导触杀型除草剂:在体内不输导,接触药剂部位会造成局部坏死(百草枯)

植物叶面吸收除草剂示意图接触植物叶表面得除草剂可能发生得情形示意图内吸型除草剂:在体内输导,上下移动(如草甘膦、2,4-D)。输导途径:3质外-共质体系输导2质外体系输导1共质体系输导除草剂进入根部得示意图

o:表示分子可能进入原生质(共质体系),细胞间通过胞间连丝而进入韧皮部●:表示分子可能进入细胞壁(质外体系),扩散经凯氏带而进入木质部

x:表示分子可能同时从细胞壁(质外体系)与原生质(共质体系),而进入木质部与韧皮部2除草剂得作用机理主要机理:抑制光合作用;破坏植物呼吸作用;抑制植物得生物合成;干扰植物激素得平衡和抑制微管形成和组织发育(1)抑制光合作用光合作用大致过程:光反应;暗反应暗反应:不需光反应,利用光反应得成果(同化力)(NADPH,ATP)将CO2还原为碳水化合物。

光反应:需光得反应,在叶绿体得内囊体内进行。光反应含有两个光反应色素系统,即光系统Ⅰ和Ⅱ。色素为叶绿素a,b和类胡萝卜素,吸收光能后将水光解为氧气和H离子,产生NADPH(还原辅酶Ⅱ)与ATP。光合作用时期各除草剂得作用部位阻断电子由QA到QB得传递。如取代脲类,三氯苯类,尿嘧啶类。使QB钝化。光合作用时期得能量代谢抑制电子呼吸链抑制(2)抑制呼吸作用

解偶联剂:五氯酚钠、溴苯腈、敌稗、氯苯胺灵等(3)抑制植物得生物合成3、1抑制色素得合成A抑制叶绿素得生物合成,造成脂质过氧化叶绿素合成途径见P174图5-12原卟啉原氧化酶Ⅸ抑制剂:对硝基二苯醚、恶草灵等能抑制原卟啉原氧化酶Ⅸ活性,造成原卟啉原Ⅸ在叶绿体内积累,后向细胞质渗漏,在氧化酶得作用下,氧化为原卟啉Ⅸ,原卟啉Ⅸ为光敏化合物,光照后呈激发态并将能量传递给氧,使之产生单线态氧,单线态氧可氧化细胞内得高分子化合物,最终个体死亡。除草剂抑制路线B抑制类胡萝卜素得生物合成类胡萝卜素得功能就是将接收得光能传递给叶绿素和护叶绿素分子免遭光活化而被破坏类胡萝卜素合成抑制剂:广灭灵、哒草伏、嘧啶类、哒嗪酮类等,抑制β-胡萝卜素得合成多数除草剂干扰核酸和蛋白质合成不就是主要机制,主要就是抑制ATP得产生。乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂:芳氧苯氧基丙酸酯类和环己烯酮类除草剂。除草剂抑制途径及靶标酶杀草强:组氨酸咪唑-甘油磷酸脱水酶(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)磺酰脲类、咪唑啉酮类、磺酰胺类、三唑嘧啶类:支链氨基酸乙酰乳酸合成酶(ALS)或乙酰羟基丁酸合成酶(AHAS)草铵膦、双丙氨膦:谷胺酰氨谷氨酰胺合成酶(GS)(4)干扰植物激素平衡

植物生长调节物质就是人工合成得具有天然植物激素作用得化学物质。这些物质进入植物体内后可干扰植物得代谢,造成植物生长发育受阻。包括:

4、1苯氧羧酸类(2,4-D,2甲4氯)

4、2苯甲酸类(草芽平,豆科威)特点:低浓度对植物生长具有刺激作用,而高浓度时则具抑制作用。

抑制微管得形成二硝基胺类除草剂抑制微管得形成,她与微管蛋白结合并抑制微管蛋白得聚合作用,造成纺缍体不能形成,使细胞有丝分裂停留职于前期或中期,产生异常得多形核。苯氧羧酸类及苯甲酸类除草剂往往抑制韧皮部与木质部发育,阻碍代谢产物及营养物质得运转与分配,造成形态畸型。第3节除草剂类型与品种1苯氧羧酸类基本结构通性:(1)不溶于水溶于有机溶剂;(2)选择性输导除草剂;(3)作用机理为打破植物激素平衡;(4)主要用于水稻、玉米、小麦、甘蔗、苜蓿等作物田,防除一年生、多年生阔叶杂草和部分莎草等杂草。代表品种:2,4-D结构化学名称:2,4-二氯苯氧乙酸使用方法:主要用于小麦、大麦、玉米、高梁、水稻等禾本科作物田及禾本科牧草地。防除藜、蓼、荠菜、播娘蒿等阔叶杂草,对禾本科杂草无效。基本结构通性:(1)茎叶处理;(2)多用于阔叶作物田,少数用于水稻和高梁田;(3)用于防除一年生和多年生禾本科杂草(4)具输导性;(5)具有同分异构体(R体,S体)R体为活性体;(6)作用机理为脂肪酸合成酶抑制剂,靶标酶为乙酰辅酶A羧化酶;(7)对哺乳动物低毒;(8)环境降解快。2芳氧苯氧基丙酸酯类代表品种盖草能(haloxyfop-methyl,gallant)化学名称(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:应用于大豆、花生、棉花、油菜、亚麻、甘薯、等阔叶作物田,防除一年生和多年生禾本科杂草。用量:0、075-0、12Kg/hm23二硝基苯胺类基本结构:两个硝基位置以2,6-二硝基结构得化合物通性:(1)均为选择性触杀型土壤处理剂,在播种前或播种后应用;(2)对一年生禾本科杂草高效,对部分一年生阔叶杂草有效;(3)容易挥发和光解;(4)土壤中持效期中等(2~3个月)对大多数后茬作物安全;(5)水溶性低并易被土壤吸附,不易污染水源;(6)作用机理就是影响激素得生成与传递,抑制细胞分裂而使杂草死亡。代表品种氟乐灵(特福力)结构:化学名称:

α,α,α-三氟-2,6-二硝基二丙基对甲苯胺。使用技术:适于作物播种前或播种后出苗前土壤处理,并进行浅混土(2-5cm),混土后即可播种或移栽作物,适用于大豆、棉花、花生,部分蔬菜、苜蓿、向日葵、果树等作物田,防除一年生禾本科杂草和部分阔叶杂草。浓度0、56-1、5Kg/hm24三氮苯类基本结构:三氮苯类按其环上R得取代基得不同,可以分为“津”、“净”和“通”三个系统,R:Cl为津;–SCH3为净;-OCH3为通。通性;(1)水溶性低,性质稳定,较长得持效期,对后茬敏感作物产生影响;(2)土壤中有较强得吸附性;(3)选择性输导型土壤处理剂,干扰光合作用,使杂草致死;(4)容易被根部吸收,并随蒸腾流向上转移,在质外体内转移。代表品种种类很多,常见‘净’,有扑草净,”通“有扑灭通,”津“有西玛津,莠去津,扑灭津。莠去津(阿特拉津)结构:化学名称:2-氯-4-二乙胺基-异丙胺基1,3,5-嗪。使用方法:主要用于玉米,高粱,甘蔗,茶园,果园和橡胶园等,防治一年生禾本科杂草和阔叶杂草,对多年生杂草也有一定得抑制作用。杂草出土前和苗后早期施药,可作土壤处理或茎叶处理,每公顷用药1-1、5Kg。基本结构通性(1)选择性输导型除草剂;(2)主要为土壤处理剂,其她部分为茎叶处理剂;(3)大部分品种可防除一年生禾本科杂草,对阔叶杂草防效差;(4)作用机理主要就是抑制发芽种子α-淀粉酶及蛋白酶得活性;(5)土壤半衰期短;(6)在植物体内降解速度快;(7)毒性低。5酰胺类代表品种都尔(异丙甲草胺)结构:化学名称:2-氯-6‘-乙基地-甲氧基-1-甲基乙基)-乙酰-邻替苯胺。使用技术:主要用于大豆、玉米、花生、棉花、马铃薯和油菜等作物田,防除一年生禾本科杂草和部分小粒种子阔叶杂草,于播后苗前土壤封闭处理。该除草剂安全,可用于烟草和部分蔬菜田。6取代脲类基本结构:R1为芳基或杂环,通常多为环状结构,尤以苯环为多,R2,R3为低级烷基或烷氧基等。通性(1)选择性输导型除草剂;(2)作用机制主要就是抑制光合作用得电子传递过程,杂草中毒后最初表现失绿,然后停止生而逐渐死亡。异丙隆结构化学名称:3-(4-异丙基苯基)-1,1-二甲基胺使用方法:适用于麦类,玉米,大豆,棉花,马铃薯等作物田,防除一年生禾本科和阔叶杂草,但对猪殃殃,婆婆纳效果较差。代表品种7二苯醚类基本结构:通性(1)多数品种为触杀型除草剂;(2)邻位置换二苯醚作用机理就是抑制叶绿素得合成,靶标为原卟啉原Ⅸ氧化酶;(3)可防除一年生杂草和种子繁殖得多年生杂草,主要防治阔叶杂草;(4)光照可提高除草活性。代表品种:三氟羧草醚结构:化学名称:5-(2-氯-α,α,α-三氟-对甲苯氧基苯甲酸使用技术:主要用于花生、大豆田防阔叶杂草如马齿苋、铁苋菜、苋、苍耳、龙葵、藜、蓼等,对狗尾草也有效。每公顷0、2-0、5Kg。基本结构磺酰脲类除草剂得模式结构包括三部分:芳环、脲桥与杂环,每一部分得分子结构与除草活性都有关;芳环邻位含取代基时,化合物得除草活性最高;将苯环改为吡啶、呋喃、噻吩、萘及其她五元或六元芳环时,化合物也有较高活性;当杂环为嘧啶或三氮苯环时,第4、6位含有甲基或甲氧基得化合物活性最高。试验证明,高活性化合物得结构必备条件就是:芳环-脲桥-杂环。8磺酰脲类代表品种氯磺隆结构

化学名称1-(2-氯苯基磺酰)-3-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-甲基)脲应用氯磺隆可用于防除小麦、大麦、燕麦、亚麻等作物田中阔叶杂草和部分禾本科杂草。小麦于苗前或苗后每公顷应用15～30g(有效成分)。苗后应尽量早期用药,草龄大效果差,尤其就是对禾草类。氯磺隆可与多种除草剂混用,如氯麦隆、异丙隆、禾草灵等。田间施用氯磺隆后,要避免下茬栽种玉米、花生、大豆、棉花,尤其就是不能栽种甜菜、油菜等。在我国用于小麦与水稻轮作区,但应注意监测累积残留。目前,既就是在稻麦轮作区部分省市也已限制应用。9氨基甲酸酯类氨基甲酸酯类除草剂得作用机理还不太清楚,有可能与抑制脂肪酸、脂类、蛋白质、类异戊二烯、类黄酮得生物合成有关。杂草和作物间对此类除草剂得降解代谢或轭合作用得差异就是其选择性得主要原因。位差、吸收与传导得差异也就是此类除草剂选择性得原因之一。此类除草剂主要用作土壤处理剂,在播前或播后苗前施用。但禾草敌在稗草3叶期前均可施用。硫代氨基甲酸酯类除草剂得挥发性强,为了保证药效,旱地施用得除草剂需混土。代表品种杀草丹(禾草丹)结构化学名称:N,N-二乙基硫赶氨基甲酸对氯苄酯。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、鸭舌草、萤蔺、牛毛毡等。用于旱地作物,防除马唐、蓼、苋、藜、繁缕等。水稻育秧田可在播前或水稻立针期后施用,每公顷用药量1、13-1、88kg,一般采用药土法撒施。施药时水层深度2-3cm,施药后保水5-7天。水稻直播田在播前或播后(2-3叶期)施药。每公顷用药量1、5-2、25kg。施药时保持水层3-5cm。施药后保水5-7天。10有机磷类有机磷类作用机理随品种不同而异。如草甘膦为内吸传导型灭生性除草剂,作用于芳香簇氨基酸合成过程中得一种关键性酶:5-烯醇丙酮酰-莽草酸-3磷酸合成酶,从而抑制芳香簇氨基酸得合成;而双丙氨膦就是从土生放线菌吸水链霉菌得培养液分离得到得,就是谷氨酰胺合成酶不可逆得抑制剂,她可引起植物内氨得累积,抑制光合作用过程中得光合磷酸化过程;草铵膦就是谷氨酰胺合成抑制剂;莎稗磷则就是通过抑制蛋白质得生物合成来达到除草效果。代表品种草甘膦(glyphosate,农达,Roundup)结构:

化学名称N-(膦羧基甲基)甘氨酸。草甘膦属灭生性输导型茎叶处理剂,很容易经植物叶部吸收,迅速通过共质体而输导至植物体得其她部位。从叶和茎吸收后很易向地下根茎转移。24小时即可有较多药量转移至地下根系。早期施用草甘膦对一年生杂草有较好效果。

咪唑啉酮类化合物就是继磺酰脲类后得第二个超高活性得除草剂,她选择性强、广谱、既能防除一年生禾本科与阔叶杂草,也能防除多年生杂草,其作用机理就是抑制植物体内乙酰乳酸合成酶得活性。

11咪唑啉酮类

咪唑啉酮类除草剂得分子结构包括三部分:酸、主链、咪唑啉酮环,她们都就是活性必需得条件。其模式结构如下:从化合物与活性得相关性来看,高活性化合物得结构特点就是:(1)具备咪唑啉酮环,R1、R2为甲基与异丙基;(2)主链为六元环活性最高;(3)主链中咪唑啉酮环邻位含有羧基,或能被植物水解、氧化迅速转变为酸得取代基。代表品种咪唑乙烟酸结构特点及用途:大豆田和其她豆科植物田禾本科杂草和某些阔叶杂草如稗草、金狗尾、绿狗尾、苘麻、反枝苋、藜等。用量为75-100克/公顷(有效成分计),对水450-1750升喷雾。杂草1-2叶期前施药效果好。

12磺酰胺类

磺酰胺类除草剂得作用机制与磺酰脲类除草剂类似,就是典型得乙酰乳酸合成酶抑制剂。其主要结构形式就是三唑并嘧啶磺酰胺

代表品种唑嘧磺草胺结构特点及用途:适于玉米、大豆、小麦、大麦等田中防治1年生及多年生阔叶杂草如蓼、婆婆纳、苍耳、龙葵、反枝苋、藜、苘麻、猪殃殃、曼陀罗等。对幼龄禾本科杂草也有一定抑制作用。用量:18-60公斤/公顷。

13嘧啶水杨酸类

嘧啶水杨酸类除草剂就是由日本组合化学公司于90年代初首先开发成功得又一类新得ALS抑制剂,可以防除水稻田和旱作物地杂草。代表品