第二讲 除草剂的选择性原理在线视频

大家好

我是来自中国农业大学

植物保护学院的刘鹏飞

除草剂使用不当

极易造成植物的药害

这是几种常见的除草剂药害的症状

草枯醚为非内吸性的除草剂

药害症状为使叶片产生褐色的坏死斑

严重的时候叶片会畸形

焦枯

草甘膦产生药害的时候

会使植物叶片变色

枯黄

白化

最后植株枯死

表现为典型的内吸性除草剂的药害症状

而发生莠去津药害时候

植物的心叶 嫩叶的

叶尖 叶缘会变黄

变褐和枯干

有时叶肉退绿变黄

2,4—滴为激素类的除草剂

药害发生时会使叶片增厚

浓绿

卷曲

严重时停止生长

为什么药害极易发生在除草剂的使用中呢

我们说杂草与作物一起生长在农田

而绝大多数的杂草同作物一样

同属于高等植物

因此

除草剂需要具备特殊的选择性

或采用恰当的施用方式

才能获得在作物与杂草间的选择性

这样才能安全有效地应用于农田

也就是说使用除草剂的时候

最重要目标就是要做到草死苗活

那么这种选择性

到底应该如何来获得呢

经过多年的除草剂防除的实践探索

人们已经总结了多种行之有效的

获得选择性的方法

除草剂在杂草与作物间的选择

可以通过位差选择

时差选择

形态选择

生理选择

生物化学选择

以及利用保护物质

或者安全剂来获得选择性

首先来看看位差选择

可以利用作物的

杂草的种子在土壤中的位置

或者它们的根系在土壤中的位置不同

来施用除草剂

使杂草的种子或根系接触药剂

而作物的种子或根系不接触药剂

来杀死杂草

保护作物的安全

通常会通过播后苗前土壤处理

或深根作物生育期土壤处理的方法

来施用除草剂

就能达到位差选择性的目的

这张图展示了

播后苗前施药的典型场景下

药剂

杂草种子和作物的种子

在土壤当中的分布情况

即在作物播种后出苗前用药

利用药剂仅固着在表土层1～2cm处

而不向深层淋溶的这样的特性

杀死或抑制土壤表层中

能够萌发的杂草种子

而作物种子因有覆土层的保护

可正常发芽生长

如施用利谷隆

敌草隆防除大豆田的杂草

由于大豆播种较深

而一年生的杂草多在土壤表层发芽

故杂草受害

位差选择性

要求除草剂在土壤施药层中

具有较好的持留性

下列这些情况需要注意

①浅播作物

如谷子

容易造成药害

②草芽平

非草隆

西玛通等

淋溶性强的除草剂

容易造成药害

③砂性

有机质含量低的土壤易使药剂向下淋溶

可造成作物的药害

④降雨后积水地块

易造成作物的药害

除草剂的空间选择性是指

在一些行距较宽

且作物与杂草有一定的高度比的作物田

或者果园

树木

橡胶园当中

可采用定向喷雾

或保护性喷雾的措施

使作物或作物的敏感部位接触不到药液

而只喷在杂草上

这一施药的方法也称为

生育期行间处理法

定向喷雾法

是喷出的药物雾流有明确方向的喷雾方法

可以通过调整喷头的角度

使喷出的雾流朝向杂草运动

较准确地落在靶标上

较少散失在空中

或落到非靶标的生物上

也可以在特制的马鞍形塑料膜罩中

装上喷头进行喷雾

未落到作物上的药液

沿壁流到罩的下缘回收

雾滴只沉积在罩下杂草上

而不伤害周围的作物

保护性喷雾使用遮挡材料把作物覆盖起来

仅仅针对杂草进行喷雾

综合选择性是利用位差

和施药方法进行的综合选择

这张图展示了水稻缓苗后

施用丁草胺或杀草丹颗粒剂除草的场景

当水稻秧苗移栽缓苗后

它的根系位于土壤中比较深的位置

一些位于土壤表层的杂草种子开始萌发

除草剂的颗粒剂施用后

在重力作用下沉降到水层底部

土壤层的表面

当杂草的种子萌发的时候

接触到药剂就会通过幼芽

或幼根吸收药剂

使杂草的种子受到药剂的抑制作用

而水稻的根系生长在较深的

土壤层当中

距离药剂的土壤层较远

就不容易吸收药剂

这样就实现了对作物的保护

和对杂草的防除

这就是综合利用了位差和施药方法

对杂草进行了有效的防除

接下来我们来看时差选择性

在农田除草中

在播种之前或是播种后出苗前的时候

一些杂草的种子会萌发出苗

可以先用除草剂进行一次杂草的防除

比如

在玉米和大豆田中

可以用草甘膦来进行的苗前除草

这是一种灭生性除草剂

没有选择性

可以通过茎叶喷雾

有效地防除多种类型的杂草

有的同学会有疑问

苗前使用灭生性除草剂

当作物出苗后会不会受到药剂的影响

我们说草甘膦尽管是灭生性的

但它只能用于地上部茎叶喷雾

一旦接触土壤后很快与铁

铝等金属离子结合而失去活性

所以

对于施药一段时间后才出苗的作物

是安全的

形态选择性

是指利用作物与杂草的形态差异

而获得的选择性

植物叶的形态

叶表面的结构

以及生长点的位置等

直接关系到药液的附着与吸附

这些差异往往会影响植物的耐药性

单子叶植物和双子叶植物之间

存在着明显的差异

比如叶片形状上来说

单子叶植物叶片竖立

狭小

表面角质层和腊质层较厚

表面积较小

而药液比较易于滚落

双子叶植物叶片平伸

面积大

叶表面角质层较薄

药液易于在叶片上沉积

此外

生长点的裸露程度也存在着显著的差别

单子叶植物顶芽被叶鞘所包围

保护

如使用触杀性除草剂

不易伤害分生组织

而双子叶植物幼芽裸露

没有叶片保护

使用触杀性除草剂

可直接伤害分生组织

利用单子叶植物

和双子叶植物这些形态上的差异

就可以实现在禾本科作物农田中

阔叶杂草的有效防除

植物茎叶

或根系对除草剂吸收与输导的差异

而产生的选择性

称为生理选择性

易吸收与疏导除草剂的植物

对除草剂常表现为敏感

比如黄瓜易于从根部吸收草灭畏

而表现敏感

而某些南瓜的品种

则根部吸收草灭畏能力较差

表现为高的耐药性

再比如

2,4-滴除草剂在双子叶植物内

疏导速度要高于单子叶植物

因而更容易受害

虽然大多数情况下

除草剂在植物体内的输导快

常表现毒性强

但也有例外

比如双苯酰草胺在田旋花植株内

由根部输导到茎部的时候

速度比较快

但茎部是其代谢解毒的主要部位

因而田旋花对双苯酰草胺有较强的耐药性

而燕麦对双苯酰草胺表现为敏感

这是由于药剂不能快速的输导离开根

而根部是双苯酰草胺的主要作用部位

生物化学选择性

是利用植物体内

生物化学反应的差异

产生的选择性

除草剂在植物体内进行的生物化学反应

多数属于酶促反应

这些反应可分为活化反应

和钝化反应两大类型

首先我们来看看活化反应差异

产生的选择性

这类除草剂本身对植物并无毒性

或毒害较小

但可在植物体内经过代谢而成为有毒的物质

因此

此类除草剂的毒性强弱

主要取决于植物转变药剂的能力

即转变能力强者将被杀死

而转变能力弱者则得以生存

例如

2甲4氯丁酸或2,4-滴丁酸

本身对植物并无毒害

但经植物体内β-氧化酶系的催化

产生β-氧化反应

生成杀草活性强的2甲4氯或2,4-滴

这种转化反应在大豆

芹菜与苜蓿等植物中

由于相关酶的活性低而转化效率低

故不会受害或受害较轻

而在一些杂草如荨麻

藜与蓟等植株中

大量地转变为有毒的2甲4氯或2,4-滴

故被杀死

接下来我们再看看

除草剂在植物体内钝化反应差异

而产生的选择性

这类除草剂本身虽对植物有毒害

但在植物体内钝化反应的速度

与程度有差别

因而产生了选择性

比如敌稗在水稻与稗草中的选择性

就是因为它们在叶片中

含有酰胺水解酶的活性差异造成的

水稻能迅速的水解钝化敌稗

而稗草难以分解钝化

因此会受到毒害

一些除草剂选择性较差

可以利用保护物质

或者安全剂来获得对作物的保护

以及对杂草的防除

活性炭就是常用作保护物质的一类物质

用来处理高粱

水稻

玉米等作物的种子的时候

或者在种植时施入种子周围

当这些作物的种子

播种到有农药残留的土壤当中

遇到如三氮苯类或取代脲类除草剂时候

活性炭会吸附残留的农药

大大降低了这些药剂对种子发芽

和出苗的不良影响

这就是保护物质的一个使用方式

除草剂安全剂的使用近年来发展迅速

根据安全剂的活性不同而用法也不同

如果它对作物和杂草均有活性

安全剂就用作种子处理剂

在播种前应用

如果安全剂能够降低除草剂对植物的伤害

但是不降低控制杂草的能力

就可以直接与除草剂混合施用

安全剂降低除草剂的毒性的机制

通常有两种

一是提高了作物体内谷胱甘肽含量

和谷胱甘肽硫转移酶的活性

二是提高了植物体内

细胞色素P450单加氧酶系的活性

从而使除草剂代谢失活

目前已经成功应用的除草剂产品有

玉米田除草剂莠丹

是除草剂丁草敌与安全剂R-25788的混剂

而水稻田除草剂扫弗特

是除草剂丙草胺

和安全剂CGA-123407的混剂

再比如小麦田禾本科杂草除草剂

骠马是恶唑禾草灵与安全剂

解草唑的混剂