除草剂的分类及除草原理.doc

除草剂的分类及除草原理一、除草剂分类（一）、按除草剂的作用方式分类1、选择性除草剂除草剂在不同植物间具有选择性，即能毒害或杀死杂草而不伤害作物，甚至只毒杀某种杂草，而不损害作物和其他杂草，凡具有这种选择性作用的除草剂称为选择性除草剂。通俗地讲就是能用于某种作物、杀死其中的一部分杂草的除草剂。如精喹能用于花生、大豆、西红柿等阔叶作物田防除狗尾草等禾本科杂草，而不能用于玉米田，否则它会将玉米当成禾本科杂草杀死，它也不能杀死阔叶杂草。再如莠去津能用于玉米田防除阔叶杂草和部分禾本科杂草，而即使用量稍高也不伤害玉米。精喹和莠去津的这种性质就叫选择性。但是选择性对用量是有要求的，如果提高莠去津的用量到一定程度，不仅可以轻易地杀死玉米，甚至可以杀死大片的灌木林。2、灭生性除草剂这种除草剂对植物缺乏选择性或选择性小，草苗不分，“见绿就杀”。灭生性除草剂能杀死所有植物，如百草枯见绿就杀，既不区分作物和杂草，也不区分杂草所属种类。再如前面所述的提高莠去津用量杀死灌木林，这时的莠去津就成了灭生性除草剂。（二）、按使用方法分类1、土壤处理剂土壤处理剂也叫做苗前封闭剂，施用于土壤中，通过杂草的根、芽鞘或下胚轴等部位吸收而发挥除草作用，可防除未出土杂草，对已出土的杂草效果差一些，一般在作物播前、播后苗前或移栽前施用，如乙草胺、异丙甲草胺、氟乐灵等。 2、茎叶处理剂指用于杂草苗后，施用在杂草茎叶上而起作用的除草剂，如精喹、烟嘧磺隆。很多除草剂既可作为土壤处理剂也可作为茎叶处理剂，被称为土壤处理剂是因为它在土壤中的药效更强些，如氰草津，以根吸收为主，也可由茎叶吸收。应该说明，这种分类中所讲的苗前苗后中的“苗”严格地讲是“杂草苗”，而不是“作物苗”。 “作物苗前”施用的不一定全是土壤处理剂，比如玉米田播后苗前为了杀死已经出苗的大草，可以喷施百草枯，这是在作茎叶处理而不是土壤处理；同样，“作物苗后”施用的也不一定全是茎叶处理剂，比如在玉米苗后早期施用莠去津，此时的莠去津仍多为杂草根部吸收，所以仍然应归为土壤处理剂。（三）、按传导性能分类按药剂在杂草体内传导性的差异，将其分为触杀型和传导型，触杀型造成的是外伤，药效表现迅速，但是当喷雾不匀时杂草会死而复生；传导型造成的是内伤，药效表现相对慢一些，但杂草所受的伤害不易恢复。1、触杀型除草剂这类除草剂与杂草接触后，只对接触部位起作用，而不能或很少在植物体内传导。这类除草剂在施用时要求尽量均匀。如百草枯，如果只覆盖了少量杂草叶面，其余的大量叶面仍能正常进行光合作用，杂草会表现出受害症状，受到一定程度的抑制，然后又慢慢恢复生长能力。2、内吸传导型除草剂这类除草剂在被杂草吸收后，能够在其体内传导，药剂能到达未着药部位，甚至传遍全株。如草甘膦，可以由杂草茎叶吸收，经传导到达其余的部位，甚至到达根部，而使杂草彻底死亡。有的除草剂既可触杀，又可内吸，但会有一种方式是主要作用方式。比如虎威，可以触杀叶片，也可以被根吸收，但在应用中以触杀叶片为主。与杂草的分类相同，上述分法应联系起来看待，如百草枯是触杀型灭生性茎叶处理剂，乙草胺是内吸传导型选择性土壤处理剂。（四）按化学结构分类对除草剂的化学结构分类法的了解，有助于详细了解除草剂除草的作用机制，对于除草剂运行过程中存在的各种问题的处理非常有帮助，有兴趣者可参阅有关书籍。二、农田杂草化学防治原理（一）除草剂的吸收与运转方式除草剂必须被杂草吸收和在体内运转并与作用靶标结合后，才能发挥其生理与生物化学效应，干扰杂草的代谢作用，导致杂草死亡。因此，杂草对除草剂的吸收与运转状况往往影响除草剂的杀草效果。由于除草剂品种的特性及其使用方法不同，他们被杂草吸收与运转的途径也不同。1、杂草对除草剂的吸收吸收作用是发挥除草剂活性的首要步骤。激发吸收活性机制所需的条件是：温度系数要高，对代谢抑制剂敏感，吸收速度与对外界浓度非线性函数关系，类似结构化合物对吸收产生竞争。（1）杂草对土壤处理除草剂的吸收土壤中的除草剂通常溶于土壤溶液中以液态或者以气态通过杂草根或幼芽组织而被吸收，影响吸收的因素有：土壤特性，特别是土壤有机质含量与土壤含水量；化合物在水中溶解度；除草剂浓度；根系体积及不定根在土壤中所处位置。根系吸收杂草根系是吸收土壤处理除草剂的主要部位。土壤溶液中的除草剂分子或离子接触分生组织区的根毛后，通过扩散作用进入根内。根系吸收与除草剂浓度直线相关，开始阶段吸收迅速，其后逐步下降。从开始吸收至达到最大值所需时间因除草剂品种及杂草种类而异。施药后在杂草的初期吸收阶段，保证土壤含水量可以促进吸收，从而提高除草剂效果。幼芽吸收 杂草萌芽后出苗前，幼芽组织接触含有除草剂的土壤溶液或气体时，便能吸收除草剂。幼芽是吸收土壤处理除草剂，特别是土表处理除草剂的重要部位，挥发性强的除草剂如硫代氨基甲酸酯类、二硝基苯胺类等更是以幼芽吸收为主。禾本科杂草主要通过幼芽的胚芽鞘吸收，而阔叶杂草则以幼芽的下胚轴吸收为主。（2）茎叶处理除草剂的吸收茎叶处理除草剂主要通过叶片吸收而进入植株体内部。药液雾滴的特性、大小及其覆盖面积对吸收有显著影响，除草剂雾滴从叶表面到达细胞的细胞质中需通过如下几个阶段：渗入蜡质（角质）层；渗入表皮细胞的细胞壁；进入质膜；释放于细胞质中。 角质层是覆盖于叶片表皮细胞的蜡质形成，它是一种均匀、连续、少孔隙的半透性膜，不溶于水及大多数有机溶剂，其组成与结构导致既具有亲脂途径，也具有亲水途径。除草剂通过角质层的扩散途径有三：通过分子间隙渗入；水溶性物质通过类脂片状体间充水的果胶通道移动；油类与油溶性物质直接通过角质层的蜡质部分移动。除草剂渗入角质层是一种物理过程，直接受植株含水量、PH、载体表面的张力、雾滴大小、除草剂分子的特性以及角质层构造与厚度等因素的影响。 通过细胞壁的除草剂分子或离子被吸附于质膜外表面，再通过扩散作用穿过质膜或借助于质膜内陷形成的小泡而通过细胞吸入进入细胞质中。 气孔可作为一部分除草剂进入叶片的特殊通道，即有少量除草剂溶液可通过气孔进入叶片内。气孔渗入机制比较复杂，涉及一系列因素，如表面张力、雾滴接触角、气孔壁的作用以及环境条件等。2、除草剂在杂草体内的运转 被杂草吸收的除草剂分子或离子，通过与水及溶质同样的途径，即蒸腾流、光合产物流与胞质流在植株内进行运转。 根吸收的除草剂进入木质部后，通过蒸腾流向叶片运转，停留于叶组织或通过光合产物流再向其他部位运转。 叶片吸收的除草剂进入叶肉细胞后，通过共质体途径从一个细胞向另一个细胞移动，而后进入维管组织。水溶性除草剂还可通过维管束鞘的伸展，直接穿过叶脉进入维管组织。 除草剂在植物体内通过共质体与非共质体运转。一些光合作用抑制剂被叶片吸收后，运转较短的距离，便可达到其作用靶标，这种可在细胞壁（非共质体）或细胞内（共质体）进行，如虎威、杂草焚等，这样的除草剂作用迅速，药害症状出现较快。而大多数除草剂，不论是土壤除草剂或茎叶除草剂，如三氮苯类、脲类以及苯氧羧酸类等，在植物体内均需进行长距离的运转，才能到达起作用靶标而发挥杀草效应，即这类除草剂的运转要经木质部与韧皮部的非共质体与共质体途径进行，其药效发挥比较慢。（二）除草剂的选择性 农田应用的除草剂必须具有良好的选择性，亦既在一定用量与使用时期范围内，能够防治杂草而不伤害作物；由于化合物类型与品种不同，形成了多种方式的选择性。1、 形态选择性（1）叶片特性叶片特性对作物能起一定程度保护作用，如小麦、水稻等禾谷类作物的叶片狭长，与主茎角度小，向上生长，因此，除草剂雾滴不易粘着于叶表面，而阔叶杂草的叶片宽大，在茎上近于水平展开，能截留较多的药液雾滴，有利于吸收。（2）生长点位置禾谷类作物节间生长，生长点位于植株基部并被叶片包被，不能直接接触药液，而阔叶杂草的生长点裸露于植株顶部及叶腋处，直接接触除草剂雾滴，极易受害。（3）生育习惯 大豆、果树等根系庞大，入土深而广，难以接触和吸收施于土表的除草剂，一年生杂草种子小，在表土层发芽，处于药土层，故易吸收除草剂；这种生育习性的差异往往是导致除草剂产生位差选择性。2、 生理选择性生理选择性是不同植物对除草剂吸收及其在体内运转差异造成的选择性。（1）吸收不同种植物及同种植物的不同生育阶段对除草剂的吸收不同。（2）运转除草剂在不同种植物体内运转速度的差异是其选择性因素之一。3、 生物化学选择性 生物化学选择性是除草剂在不同植物体内通过一系列生物化学变化造成的选择性，大多数这样的变化是酶促反应。4、 人为选择性人为选择性是根据除草剂特性，利用作物与杂草生物学特性的差异，在使用技术上造成的选择性，这种选择性的安全幅度小，要求一定的条件。（1）位差选择性利用作物与杂草根系及种子萌发所处土层的差异造成的选择性，如水稻插秧返青后，将丁草胺拌土撒施。药剂接触水层后，扩散、下沉于表土层被吸附，不向下移动，稗草幼芽接触药剂吸收而死亡，水稻根系处于药土层下，叶片在水层之上，故不受害。果树根系入土深，一年生杂草种子多在表土层发芽，所以在果园可以安全应用长持效性除草剂阿特拉津、西玛津等。（2）时差选择性利用作物与杂草发芽出土时期的差异。在使用时期上人为造成选择性，如水稻旱直播，稗草出苗比水稻早，待大部分稗草及他它杂草出苗后。立即喷洒百草枯，药剂接触土壤后迅速失效，故不影响其后水稻出苗与生育。（3）局部选择性在作物生育期采用保护性装置喷雾或定向喷雾，消灭局部杂草，如在喷嘴上安装保护罩喷洒百草枯防治果园树干周围杂草和防治玉米苗间杂草等。（三）除草剂的降解除草剂施用后在防治杂草的同时，必然进入生态环境，了解除草剂的降解不仅有利于安全使用除草剂，而且有利于防止在环境中的蓄积与污染，尤其可以防止周边其它作物和后茬轮作作物受到伤害。通常，除草剂施用后，通过物理、化学与生物学途径逐步降解。1、光解施于植物及土壤表面的除草剂，在日光照射下进行化学分解，光解的速度决定于除草剂的类型、品种及其分子结构、紫外光供应量、除草剂分子对光的吸收容量及温度。大多数除草剂溶液都能进行光解，但不同类型除草剂的光解速度差异很大，如氟乐灵最易光解，所以喷施氟乐灵后应耙地将药液混拌于土壤中。2、挥发挥发是除草剂，特别是土壤处理剂消失的重要途径之一，挥发性强弱与化合物的物理特性、特别是饱和蒸气压密切相关，同时也受环境条件制约；饱和蒸气压高的除草剂，其挥发性强。挥发的气体还容易伤害敏感作物。如2.4-D丁酯用于麦田除草时，由于挥发而易于伤害麦田附近的向日葵、瓜类、蔬菜、树木等。环境因素中，温度与土壤湿度对除草剂挥发的影响最大。3、土壤吸附吸附作用与除草剂的生物活性及其在土壤中残留与持效期有密切关系，除草剂在土壤中主要被土壤胶体吸附，其中有物理吸附和化学吸附，物理吸附在一定条件下可解吸附。土壤对除草剂的吸附一方面决定于除草剂的分子结构，另一方面决定于土壤有机质与粘粒含量。东北地区土壤肥沃，有机质含量高，同等条件下施用除草剂的量就大，同时，除草剂在土壤中的持效期也长。4、淋溶淋溶是除草剂在土壤中随水分在土壤剖面的移动，除草剂在土壤中的淋溶决定于其特性与水溶解度，土壤机械组成、有机质含量、PH值、渗透性以及水流量。一般情况下土壤除草剂施用到土壤后遇到大雨，即产生淋溶效应，导致药剂随水而去，降低除草效果。5、化学分解化学分解是除草剂在土壤中消失的重要途径之一。6、生物降解包括土壤微生物降解和植物吸收后在其体内降解。三、影响除草剂药效的因素除草剂是具有生物活性的化合物，其药效的发挥既决定于杂草本身，又受制于环境条件与使用方法。（一） 杂草作为除草剂防治对象的杂草生育状况、叶龄及株高对除草剂药效影响很大。土壤处理剂往往是防治杂草幼芽，如乙草胺、异丙甲草胺等，施用后，杂草在萌芽过程中接触药剂、受害而死亡，有的土壤处理剂如光合作用抑制剂阿特拉津，对杂草发芽没影响，主要防治杂草幼苗。因此，一旦杂草出苗后，再施用土壤处理剂，药效便显著下降。 茎叶处理剂的药效与杂草叶龄及株高关系密切，一般杂草在幼龄阶段，根系少，次生根尚未充分发育，抗性差，对药剂敏感；随着植株生长，对除草剂抗性增强，因而药效下降。（二）施药方法正确的用量、施药方法及喷雾技术是发挥药效的基本保证。由于除草剂类型及品种不同，其用量与施用方法差异较大，磺酰脲类除草剂每公顷用量仅1030g，土壤处理剂因土壤有机质含量及机械组成不同用量显著不同；生产中应根据药剂特性、杀草原理、杂草类型及生育期以及环境条件，选择适宜的用量与施药方法。 茎叶处理剂的药效在很大程度上决定于雾滴沉降规律及其在叶片上的覆盖面积，其所要求的雾滴密度比土壤处理剂及杀虫、杀菌剂大，低容量喷雾的良好覆盖面积为80%，这就涉及喷雾器械及喷雾技术的改进与提高，从安全、经济及能源考虑，要求喷雾系统能准确的将药剂施于靶标上，尽量减少雾滴飘移，为确保除草剂更精确的施用，以提高药效和降低成本。1、施药量除草剂的施药量表示方法为“每亩用量克，兑水公斤”，而不是象杀虫剂一样标出稀释倍数。这是因为当杀虫剂用量加倍或重喷时，可能起到更佳的杀虫效果而不会对作物产生危害；除草剂就不同了，当除草剂的亩用量超过合理用量时，可能会将作物和杂草一齐杀死，兑水量过少或过多都会影响除草效果。所以对除草剂的标示方法必须有一个正确的理解，它绝不是简单地指稀释倍数。2、施用时期对于土壤处理剂，施药时期一般会标示为“作物播后苗前，杂草出土前”；对于茎叶处理剂，标示为“作物-（如3-5）叶期，杂草-叶期”。这里不仅涉及杂草所处的时期，也涉及作物所处的时期。其中，对杂草时期的规定是为了除草效果的考虑，对作物时期的规定是为了对作物安全的考虑。3、施药时间施药时间和施药时期不是同一个概念。以夏玉米田苗前封闭除草剂为例，可以在玉米播种后出苗前的时期内用药，这段时期有四、五天时间，这是施药时期；而选择了其中的一天喷药后，在这一天之中的早晨、中午还是午后喷雾，则是施药时间。有些除草剂在午后气温下降时喷施效果好，有些除草剂因为需要有高温和光照才能发挥药效，所以必须晴天光照好时施用，如百草枯；土壤处理剂施药时间以下午太阳落山前为最佳，茎叶处理剂应避开早晨有露水的时段。4、喷雾技术在土壤处理剂的喷雾中，需要注意兑水量、喷施均匀程度；对茎叶处理剂除此之外还要注意雾滴大小和在叶片上的覆盖面积；定向喷雾时应注意不使药液接触到作物；为了防止药械污染，要注意药械在前一次使用后是否已清洗干净。（三）土壤条件 土壤条件不仅直接影响土壤处理剂的杀草效果，而且对茎叶处理剂也有影响。土壤有机质与粘粒由于对除草剂强烈吸附而使其难以被杂草吸收，从而降低药效；土壤含水量的增多又会促使除草剂进行解吸附而有利于杂草对药剂的吸收，从而提高药效；因此，土壤处理剂的用量应首先考虑满足土壤缓冲容量所需除草剂数量。（四）气候条件 各种气象因素相互影响，它们既影响作物与杂草的生育，同时也影响杂草对除草剂的吸收、传导与代谢，这些影响是在生物化学水平上完成的，并且以植物的大小、形状和生理状态等变化而表现出来，如这些气候因素通过影响雾滴滞留、分布、展布、吸收等而影响除草剂活性的发挥与药效。1、温度 温度是影响除草剂药效的重要因素，在较高温度条件下，杂草生长迅速，雾滴滞留增加；温度通过对叶表皮的作用，特别是对影响叶片可湿润性的毛状体体积大小的影响而促进雾滴滞留；此外，温度也显著促进除草剂在植物体内的传导，如在高温条件下，草甘膦迅速向匍匐冰草的根茎及植株顶端传导，而在根茎中积累的数量最大。高温促使蒸腾作用增强，有利于根吸收的除草剂沿木质部向上传导。在低温与高湿条件下，往往使除草剂的选择性下降。2、湿度 空气湿度显著影响叶片角质层的发育， 而对除草剂雾滴在叶片上的干燥、角质层水化以及蒸腾作用产生影响；在高湿条件下，雾滴的挥发能够延缓，水势降低，促使气孔开放，有利于对除草剂的吸收；叶片高含水量可使叶片内的水连续体接近叶表面，为除草剂分子进入质外体创造一个连续通路，进而进入共质体；由于原生质中膨压较高，导致原生质流活性增强，从而加快除草剂在韧皮部筛管中的传导，如喷药后，在高温条件下，草甘膦对杂草的毒素迅速产生，药效显著提高。3、光照 光照不仅为光合作用提供能量，而且光强、波长及照光时间也影响植物茸毛、角质层厚度与特性、叶形大小以及整个植株的生育，使除草剂雾滴在叶面上的滞留及蒸发产生变化；此外。光照通过对光合作用、蒸腾作用、气孔开放与光合产物的形成而影响除草剂的吸收与传导，特别是抑制光合作用的除草剂与光照更有密切的关系，在强光下，光合作用旺盛，形成的光合产物多，有利于除草剂的传导及其活性的发挥。4、降雨 大多数茎叶处理除草剂在喷雾后遇大雨，往往造成雾滴被冲洗而降低药效，由于除草剂品种不同，降雨对药效的影响存在一定差异，通常降雨对除草剂乳油及浓乳剂的影响比水剂与可湿性粉剂要小，对大多数易被叶片吸收的除草剂影响小。5、其他 风速、介质反应、露水等对除草剂药效均有影响。