除草劑-華南農大課件.ppt

除草劑 生長在有害于人類生存和活動場地的植物 雜草 用以消滅或控制雜草生長的農藥 除草劑 引言 除草劑在農作物增產(chǎn)中的作用 除草劑的發(fā)展趨勢 我國除草劑應用 研究與開發(fā)的現(xiàn)狀 本章學習的目的 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 第一節(jié)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的差異而獲得的選擇性 1位差與時差選擇性 采用的方法是 1 土壤位差選擇性利用作物和雜草的種子或根系在土壤中的位置不同 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(tài)選擇性形態(tài)結構的差異 雜草與作物 而形成的選擇性 水稻本田施用除草劑的除草原理示意圖 3生理生化選擇性 3 1生理選擇性 A吸收的差異 B輸導的差異 黃瓜與南瓜嫁接對豆科威的敏感性示意圖 2 4 滴在單 雙子葉植物體內的輸導示意圖 3 2生化選擇性 除草劑進入植物體內后 經(jīng)代謝酶的作用下 使除草劑代謝激活 活化 為有毒化合物而殺死植物 有的則代謝后失活 鈍化 這樣產(chǎn)生的選擇性為生化選擇性 A 活化反應差異 激活增毒 產(chǎn)生的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(jīng)代謝成為有毒化合物 因此 這類除草劑是否有除草和藥害問題 取決于處理植物對藥劑的代謝能力 即轉化力強的將被殺死 而轉變能力弱的則得以生存 例 2甲4氯丁酯在 氧化酶的代謝后形成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 藜與薊的 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 芹菜與苜蓿等植物的 氧化酶活性低 故不會受害或受很輕 這樣造成的選擇性 B 鈍化反應的差異 解毒失活 產(chǎn)生的選擇性除草劑進入植物體內后 使本有活性的化合物經(jīng)代謝后轉變?yōu)闊o毒或毒草性較小的化合物 鈍化而失去其活性 例 1 玉米對西瑪津與莠去津的鈍化失活作用 例 2 水稻對敵稗的鈍化失活作用 4保護劑和安全劑的使用所產(chǎn)生的選擇性 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的藥害 4 2安全劑 解毒劑 可提高除草劑的選擇性 降低作物受害癥狀 解除藥害而發(fā)揮作用 主要安全劑和解毒劑見表5 2 第二節(jié)除草劑的吸收 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 接觸植物葉表面的除草劑可能發(fā)生的情形示意圖 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 除草劑進入根部的示意圖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o 表示分子可能進入細胞壁 質外體系 擴散經(jīng)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除草劑的作用機理 主要機理 抑制光合作用 破壞植物呼吸作用 抑制植物的生物合成 干擾植物激素的平衡和抑制微管形成和組織發(fā)育 1 抑制光合作用 光合作用大致過程 光反應 暗反應和光合電子傳遞 光能轉化為化學能 暗反應 不需光反應 利用光反應的成果 同化力 NADPH ATP 將CO2還原為碳水化合物 光合電子傳遞順序 見教材 光反應 需光的反應 在葉綠體的內囊體內進行 光反應含有兩個光反應色素系統(tǒng) 即光系統(tǒng) 和 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(chǎn)生NADPH 還原輔酶 與ATP 光合作用示意圖 光合作用時期各除草劑的作用部位 阻斷電子由QA到QB的傳遞 如取代脲類 三氯苯類 尿嘧啶類 使QB鈍化 光合作用時期的能量代謝抑制電子呼吸鏈抑制 2 抑制呼吸作用 解偶聯(lián)劑 五氯酚鈉 溴苯腈 敵稗 氯苯胺靈等 3 抑制植物的生物合成 3 1抑制色素的合成A抑制葉綠素的生物合成 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 抑制劑 對硝基二苯醚 惡草靈等能抑制原卟啉原氧化酶 活性 造成原卟啉原 在葉綠體內積累 后向細胞質滲漏 在氧化酶的作用下 氧化為原卟啉 原卟啉 為光敏化合物 光照后呈激發(fā)態(tài)并將能量傳遞給氧 使之產(chǎn)生單線態(tài)氧 單線態(tài)氧可氧化細胞內的高分子化合物 最終個體死亡 除草劑抑制路線 B抑制類胡蘿卜素的生物合成 類胡蘿卜素的功能是將接收的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 胡蘿卜素的合成 多數(shù)除草劑干擾核酸和蛋白質合成不是主要機制 主要是抑制ATP的產(chǎn)生 乙酰輔酶A羧化酶 ACCase 抑制劑 芳氧苯氧基丙酸酯類和環(huán)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(jié)物質是人工合成的具有天然植物激素作用的化學物質 這些物質進入植物體內后可干擾植物的代謝 造成植物生長發(fā)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 抑制微管的形成 二硝基胺類除草劑抑制微管的形成 它與微管蛋白結合并抑制微管蛋白的聚合作用 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(chǎn)生異常的多形核 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(fā)育 阻礙代謝產(chǎn)物及營養(yǎng)物質的運轉與分配 造成形態(tài)畸型 第三節(jié)影響除草劑藥效與引起藥害的環(huán)境因素 自學 提示 1哪些自然因子影響除草劑的田間藥效 2土壤質地 有機質含量 淋浴性 土壤水分 土壤微生物和土壤pH與藥效的關系 3溫度 濕度 光照 風雨等環(huán)境因子對除草劑藥效的影響 第四節(jié)除草劑的使用方法 方法 土壤處理法和莖葉處理法 噴灑目標 噴霧法 撒施法 潑澆法 甩施法 除草劑薄膜法 施藥方法 1土壤處理法除草劑施于土壤為土壤處理法 根據(jù)處理時間的不同可分為 1 播前土壤處理作物播種或移栽前用除草劑處理土壤 又可分為 播前土表處理和播前混土處理 2 播后苗前土壤處理 3 苗后土壤處理 2莖葉處理法將除草劑直接噴灑在生長著的雜草莖葉上的方法 可分為 1 播前莖葉處理農田尚未播種或移栽作物前 用藥劑噴灑己長出的雜草 2 生育期莖葉處理作物出苗后施用除草劑處理雜草莖葉的方法 第五節(jié)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 2芳氧苯氧基丙酸酯類 基本結構通性 1 莖葉處理 2 多用于闊葉作物田 少數(shù)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(huán)境降解快 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 hm2 3二硝基苯胺類 基本結構 兩個硝基位置以2 6 二硝基結構的化合物通性 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(fā)和光解 4 土壤中持效期中等 2 3個月 對大多數(shù)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 作用機理是影響激素的生成與傳遞 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 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 hm2 4三氮苯類 基本結構 三氮苯類按其環(huán)上R的取代基的不同 可以分為 津 凈 和 通 三個系統(tǒng) R Cl為津 SCH3為凈 OCH3為通 通性 1 水溶性低 性質穩(wěn)定 較長的持效期 對后茬敏感作物產(chǎn)生影響 2 土壤中有較強的吸附性 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的抑制作用 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 5酰胺類 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 其它部分為莖葉處理劑 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 作用機理主要是抑制發(fā)芽種子 淀粉酶及蛋白酶的活性 5 土壤半衰期短 6 在植物體內降解速度快 7 毒性低 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(huán) 通常多為環(huán)狀結構 尤以苯環(huán)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 作用機制主要是抑制光合作用的電子傳遞過程 雜草中毒后最初表現(xiàn)失綠 然后停止生而逐漸死亡 代表品種 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 7二苯醚類 基本結構 通性 1 多數(shù)品種為觸殺型除草劑 2 鄰位置換二苯醚作用機理是抑制葉綠素的合成 靶標為原卟啉原 氧化酶 3 可防除一年生雜草和種子繁殖的多年生雜草 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 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 8磺酰脲類 基本結構磺酰脲類除草劑的模式結構包括三部分 芳環(huán) 脲橋與雜環(huán) 每一部分的分子結構與除草活性都有關 芳環(huán)鄰位含取代基時 化合物的除草活性最高 將苯環(huán)改為吡啶 呋喃 噻吩 萘及其它五元或六元芳環(huán)時 化合物也有較高活性 當雜環(huán)為嘧啶或三氮苯環(huán)時 第4 6位含有甲基或甲氧基的化合物活性最高 試驗證明 高活性化合物的結構必備條件是 芳環(huán) 脲橋 雜環(huán) 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 尤其是不能栽種甜菜 油菜等 在我國用于小麥與水稻輪作區(qū) 但應注意監(jiān)測累積殘留 目前 既是在稻麥輪作區(qū)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的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 類黃酮的生物合成有關 雜草和作物間對此類除草劑的降解代謝或軛合作用的差異是其選擇性的主要原因 位差 吸收與傳導的差異也是此類除草劑選擇性的原因之一 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的揮發(fā)性強 為了保證藥效 旱地施用的除草劑需混土 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的一種關鍵性酶 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的合成 而雙丙氨膦是從土生放線菌吸水鏈霉菌的培養(yǎng)液分離得到的 是谷氨酰胺合成酶不可逆的抑制劑 它可引起植物內氨的累積 抑制光合作用過程中的光合磷酸化過程 草銨膦是谷氨酰胺合成抑制劑 莎稗磷則是通過抑制蛋白質的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(jīng)植物葉部吸收 迅速通過共質體而輸導至植物體的其他部位 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 11咪唑啉酮類 咪唑啉酮類化合物是繼磺酰脲類后的第二個超高活性的除草劑 它選擇性強 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 其作用機理是抑制植物體內乙酰乳酸合成酶的活性 咪唑啉酮類除草劑的分子結構包括三部分 酸 主鏈 咪唑啉酮環(huán) 它們都是活性必需的條件 其模式結構如下 從化合物與活性的相關性來看 高活性化合物的結構特點是 1 具備咪唑啉酮環(huán) R1 R2為甲基與異丙基 2 主鏈為六元環(huán)活性最高 3 主鏈中咪唑啉酮環(huán)鄰位含有羧基 或能被植物水解 氧化迅速轉變?yōu)樗岬娜〈?代表品種 咪唑乙煙酸結構特點及用途 大豆田和其他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 磺酰胺類除草劑的作用機制與磺酰脲類除草劑類似 是典型的乙酰乳酸合成酶抑制劑 其主要結構形式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是由日本組合化學公司于90年代初首先開發(fā)成功的又一類新的ALS抑制劑 可以防除水稻田和旱作物地雜草 代表品種 嘧啶肟草醚結構特點及用途 一年生和多年生闊葉雜草 大多數(shù)莎草及禾本科雜草 畝用藥量 10 12g 畝 14環(huán)己烯酮類 一類具有選擇性的內吸傳導型莖葉處理劑 環(huán)己烯酮類除草劑在結構上同芳氧丙酸類除草劑完全不同 但其作用機制一樣 都是ACCase抑制劑 用于闊葉作物中苗后防除一年生或多年生禾本科雜草 中毒癥狀為葉片黃化 停止生長 幾天后 枝尖 葉和根分生組織相繼壞死 代表品種 烯禾啶化學結構 特點及用途 可有效防除稗草 野燕麥 狗尾草 蘆葦 野黍等一年生和多年生禾本科雜草 莖葉處理 用量 12 5 烯禾啶稗草2 3葉期每公頃用1 0升 15環(huán)狀亞胺類 為原卟啉原氧化酶抑制劑 是一種觸殺型