第五章 除草剂

除草剂进入根部的示意图 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 o: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 除草剂的作用机理
• 主要机理： • 抑制光合作用；破坏植物呼吸作用；抑制 植物的生物合成；干扰植物激素的平衡和 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；暗反应和光合电 子传递。（光能转化为化学能）
• 光反应：需光的反应，在叶绿体的内囊体内进行。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。 • 暗反应： • 不需光反应，利用光反应的成果（同化力）（NADPH， ATP）将CO2还原为碳水化合物。 • 光合电子传递顺序：见教材
第二节 除草剂的吸收、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
接触植物叶表面的除草剂可能发生的情形示意图
• 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： • 1共质体系输导 • 2质外体系输导 • 3质外-共质体系输导
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)
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)
草甘膦： 芳氨酸5-烯醇丙酮酸基莽草酸-3-磷酸酯合成酶(EPSPS) 草铵膦、双丙氨膦： 谷胺酰氨谷氨酰胺合成酶(GS)
黄瓜与南瓜嫁接对豆科威的 敏感性示意图
3.2 生化选择性
• 除草剂进入植物体内后，经代谢酶的作用下，使 除草剂代谢激活（活化）为有毒化合物而杀死植 物。有的则代谢后失活（钝化）。这样产生的选 择性为生化选择性。
• A.活化反应差异（激活增毒）产生的选择性 • 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 草剂是否有除草和药害问题，取决于处理植物对 药剂的代谢能力，即转化力强的将被杀死，而转 变能力弱的则得以生存。
例：2甲4氯丁酯在β-氧化酶的代谢后形 成2甲4氯活性化合物
O C H 2C H 2C H 2C O O H
C H3
2甲4氯丁酸 （无活性）
O C H 2C O O H
C H3
+2C O 2 +2H 2 O CI C
2甲 4氯 I （有活性）
荨麻、藜与蓟的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 等植物的β-氧化酶活性低，故不会受害或受很轻， 这样造成的选择性。
• • • •
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/hm2
• 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
光合作用示意图
光合作用时期各除草剂的作用部位
• 阻断电子由QA到QB的传递。如取代脲类，三氯苯类，尿嘧 啶类。使QB钝化。 • 光合作用时期的能量代谢抑制 • 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) 抑制植物的生物合成
• 3.1 抑制色素的合成
除草剂抑制路线
B 抑制类胡萝卜素的生物合成
类胡萝卜素的功能是将接收的光能传递给叶 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-胡萝卜素的合成
• 多数除草剂干扰核酸和蛋白质合成不是主 要机制，主要是抑制ATP的产生。
• 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。
(4) 干扰植物激素平衡
植物生长调节物质是人工合成的具有天然 植物激素作用的化学物质。这些物质进入 植物体内后可干扰植物的代谢，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。
5 酰胺类
• 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，其它部分为茎叶处理剂； （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）作用机理主要是 抑制发芽种子α-淀粉酶及蛋白酶的活性； （5）土壤半衰期短；（6）在植物体内降 解速度快；（7）毒性低。
代表品种
• 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 用机制主要是抑制光合作用的电子传递过 程，杂草中毒后最初表现失绿，然后停止 生而逐渐死亡。
Hale Waihona Puke 2 茎叶处理法将除草剂直接喷洒在生长着的杂草茎叶上 的方法。可分为： （1）播前茎叶处理 农田尚未播种或移栽作物前，用药剂喷洒 己长出的杂草。 （2）生育期茎叶处理 作物出苗后施用除草剂处理杂草茎叶的方 法。
第五节 除草剂类型与品种
1 苯氧羧酸类 基本结构 O (CH2)n COOH 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（即双子叶 杂草，如藜、苋）和部分莎草科（如香附子、异型莎 草、水莎草）杂草。
CF3
4 三氮苯类
• 基本结构：
• 三氮苯类按其环上R的取代基的不同，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，较长的持效期， 对后茬敏感作物产生影响；（2）土壤中有较强的 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。
除草剂
生长在有害于人类生存和活动场地的 植物 ——杂草 用以消灭或控制杂草生长的农药 ——
除草剂
• 除草剂在农作物增产中的作用
引 言
• 除草剂的发展趋势 • 我国除草剂应用、研究与开发的现状 • 本章学习的目的
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
第一节 除草剂选择性原理
3 二硝基苯胺类
• 基本结构：
O2 N R1 N NO2 R2
• 两个硝基位臵 R4 以2，6-二硝基 R3 结构的化合物 • 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）作用机理是影响激素 的生成与传递，抑制细胞分裂而使杂草死亡。
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 草也有一定的抑制作用。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。
• 代表品种：2，4-D Cl • 结构
Cl OCH2COOH
• 化学名称：2，4-二氯苯氧乙酸 • 使用方法：主要用于水稻、玉米、小麦、大麦、 高梁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。
2 芳氧苯氧基丙酸酯类
CH3 基本结构 O O CH COOR 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。
抑制微管的形成
• 二硝基胺类除草剂抑制微管的形成，它与微管蛋 白结合并抑制微管蛋白的聚合作用，造成纺缍体 不能形成，使细胞有丝分裂停留于前期或中期， 产生异常的多形核。
• 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的运转与 分配，造成形态畸型。
第三节 影响除草剂药效与引 起药害的环境因素（自学） • 提示： • 1哪些自然因子影响除草剂的田间药效。 • 2土壤质地、有机质含量、淋浴性、土壤水 分、土壤微生物和土壤pH与药效的关系。 • 3温度、湿度、光照、风雨等环境因子对除 草剂药效的影响。
• 1 位差与时差选择性
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 位臵上的差异而获得的选择性。
采用的方法是： （1）土壤位差选择性 利用作物和杂草的种子或根系在土壤中的位臵不同，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。