除草剂选择性原理

除草剂选择性原理农田应用的除草剂必须具有良好的选择性，亦即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，形成了多种形式的选择性。除草剂的选择性是指除草剂在一定剂量下，杀灭某些植物，而对另一些植物无明显的影响。常用选择性指数来表示。在评价除草剂对作物和杂草间的选择性时，常用如下方法计算：选择性指数=对作物10%植株的有效剂量（ED10）/对杂草90%植株的有效剂量（ED90）除草剂的选择性指数越高，对作物的安全越好。除草剂的选择性主要由植株形态不同造成的接收除草剂药量的差异，吸收和传导除草剂的差异，对除草剂的代谢速度和途径的差异，靶标蛋白对除草剂敏感性的差异，以及耐受除草剂毒害能力的差异。即常讲的形态、生理和生化选择。（1）形态选择性不同种植物形态差异造成的选择性，这种选择性比较局限，安全幅度较窄。①叶片特性叶片特性对作物能起一定程度的保护作用，如小麦、水稻等禾谷类作物的叶片狭长，与主茎间角度小，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，故易受害。③生育习性大豆、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，故较易吸收除草剂。这种生育习性的差异往往是导致除草剂产生位差选择性。种子大小不同，其贮藏的物质量也不同，发芽时吸水量不同也影响对除草刘的耐药性。所以利用种子大小的差异来进行土壤处理，可以消灭小粒种杂草。(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吸收不同。叶片角质层特性、气孔数量与开张程度、茸毛等均显著影响吸收。角质层特性因植物种类、年龄及环境条件而异，幼嫩叶及遮阴处生长的叶角质层比老龄叶片及强光下生长的叶片薄，易吸收除草剂。气孔数量因植物而异，其开张程度则因环境条件而变化；同种植物的同一叶片，其下表皮气孔数远超过上表皮，二者差10倍以上，气孔大小相差5—6倍；凡是气孔数多而大，开张程度大的植物易吸收除草剂。②、运转除草剂在不同种植物体内运转的差异是其选择性因素之一，禾大壮在水稻体内仅向上运转，而在稗草体既向上、也向下运转，并分布于植株各部位；2，4-D在菜豆体内的运转速度与数量远超过禾本科作物，其在甘蔗生长点中的含量比菜豆低10倍；胡萝卜与欧防风对利谷隆的抗性与运转有关，前者运转数量仅占根吸收总量的13%，后者仅占4%，而敏感的莴苣与芜菁的运转数量则占64%与80%；大豆不同品种对克津的敏感性差异也与运转有关，处理后24、48与72h，在抗性品种的顶生小叶中发现的赛克津数量很少；豆科威在敏感植物反枝苋与稗草体内运转速度比大豆迅速；苗前应用14C甲羧醚后，在大豆初生与次生叶片中不运转，但是苘麻体内运转迅速。(3)生化选择性生化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。①活化机制差异的选择性2甲4氯丁酸在荨麻等敏感性阔叶杂草体内通过β－氧化作用转变为2甲4氯，而使杂草死亡，但在三叶草、芹菜体内由于不存在β－氧化作用，所以虽然吸收药剂也不受害；2，4滴丁酸在一些阔叶杂草体内也是通过β－氧化作用转变为2，4—D使其死亡，但在大豆体内不能产生此种反应，故不受害。Assert在野燕麦、看麦娘等植物体内迅速转变为生物活性酸，使其受害，而在抗性作物小麦与大麦体内则迅速氧化为相应的醇，然后与葡萄糖结合，使其丧失活性。②氧化与还原反应作物吸收除草剂后，在体内进行氧化与还原作用，使其丧失活性。氧化反应系微粒体多功能氧化酶及过氧化氢酶诱导的解毒反应，大多数除草剂都能进行此种反应。还原作用系硝基还原酶诱导的反应，二硝基苯胺及硝基二苯醚除草剂多进行此种反应。③水解反应水解反应是若干重要类型除草剂在抗性作物中的重要解毒机制，如敌稗在水稻体内通过芳基酰胺酶诱导，迅速水解产生3，4—二氯苯胺与丙酸，使其丧失活性，稗草体内由于缺乏此种酶而不能水解，故受害死亡。④结合作用结合作用是许多除草剂的重要选择性机制。除草剂往往与谷胱甘肽、葡萄糖、氨基酸等多种物质结合。分子结构中含酚、N－胺或羧酸的除草剂以及通过氧化、还原、水解而代谢为酚、苯胺或酸的除草剂均能与糖类结合，如2，4—D、豆科威、苯达松、杀草丹、禾草灵等，其中以O—葡萄结合物最普遍。除草剂在植物体内通过a–酰胺键形成氨基酸结合体是酸性除草剂的重要结合反应，2，4—滴氨基酸结合物是著名例证。谷胱甘肽结合作用是许多除草剂的重要选择性机制，因为这种反应具有广泛的基质。谷胱甘肽结合作用多为谷胱甘肽—S—转移酶催化的反应，这种反应与酶活性强弱有关；而氯代乙酰胺除草剂则为非酶促反应，在这种情况下，植物抗性强弱与其体内谷胱甘肽或高谷胱甘肽含量密切相关。培育抗除草剂作物主要是利用生化选择性，将抗性基因导入作物使作物获得抗药性。培育抗除草剂作物主要利用如下三种途径：一是改变靶标的敏感性（导入不敏感的靶标酶），二是提高作物降解的能力（导入降解酶），三是增加靶标酶的量（导入催化靶标酶合成的酶）。(4)人为选择性人为选择性是根据除草剂特性，利用作物与杂草生育特性的差异，在使用技术上造成的选择性，这种选择性的安全幅度较小，对使用条件要求严格。①位差选择性位差选择性就是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。这是土壤处理的重要根据之一。例如：除草醚的药层只有0.3—1cm，栽插下去的水稻根系在2－3cm深度，而稗草种子通过整地后大大多在0.3－1cm左右的土层内发芽良好，因此，撒施除草醚可以杀死在土壤表层萌发的稗草，而对药层下的水稻根系没有影响。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之下，叶片在水层之上，故不受害。扑草净防除稻田眼子菜，如果撒药后又下田进行其它田间管理操作，那么就会破坏毒土层，使表层的药剂渗到深层而触及水稻根系，不仅防除效果差，而且将使水稻发生药害。旱地进行土壤处理，也可利用位差选择。赛克津在大豆播后苗前进行土壤处理，要适当增大大豆的播种深度来保证大豆的安全。如果大豆播得太浅或者虽然大豆播种到适当深度，但由于药后遇到大暴雨或大水漫灌，使赛克津因淋溶而与大豆种子接触，将由于位差选择被破坏而使大豆受害。氟乐灵在棉花播前混入5cm土层中，因棉种分布在药层之下，对药剂较敏感的根部下扎，避开药土层，故对棉花安全。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苗时间的差异，在用药时间上人为造成选择性。例如：整过地的稗草种子在0.3—1cm表层内，在秧田或直播田同时撒下除草醚和未催芽的水稻种子，3天内稗草种子萌发被杀死，而水稻没有发芽，等水稻露白或零星立针即排去毒水，此时除草醚药效高峰已过，对水稻比较安全，但能杀除先萌发的稗草。作物播种之前，用草甘膦、百草枯等灭生性除草剂防除田间正在生长的杂草，随后即可免耕播种或移栽，作物可不受除草剂的影响，这也是利用时差选择。水稻机械旱直播栽培中，稗草出苗比水稻早，待大部分稗草及其它杂草出苗，而水稻尚未出苗时，全田施用百草枯，药剂接触杂草即可杀除，而接触土壤则立即失效，故不影响其后出苗的水稻。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，消灭杂草而不影响作物。如在喷头上安装保护罩喷洒百草枯防治果园树干周围的杂草。又如，利用解毒剂保护作物，局部使用吸附剂，采用混合剂等措施来增进选择性，使作物与杂草之间获得最大的选择性差异等等。(5)利用保护物质或安全剂而获得选择性选择性差的除草剂可以通过保护物质或安全剂而获得选择性。例如水稻或玉米等种子可用吸附性能很强的活性碳处理，从而避免或降低对三氮苯类的药害。此外，播种沟里施用活性碳也可避免一些作物对多种除草剂的药害。利用安全剂来减轻一些除草剂的药害，近年来发展迅速，被认为是化学除草的选择性进入了一个新纪元。目前在生产实践中安全剂已成为一些除草剂的重要安全措施。扫茀特为丙草胺与安全剂CGA—123407的合剂，它可安全用于稻田，也可以用于秧田或直播田。通常都尔不宜用在高粱田，但高梁应用安全剂flurazole和conce处理种子后，则能够安全地用于生产。这种措施已被美国有些州列为高粱田化学除草的重要方法。另外，有些杀菌剂和植物生长调节剂也可用为安全剂。如用杀菌剂恶霉灵处理稻种可保护受西草净、除草醚与敌稗的毒害，矮壮素可明显保护土地残留莠去津对小麦的毒害作用。在实际应用中，往往采用双重甚至多重选择性，以确保作物的安全。在各种选择性中，生理生化选择性是较为根本的选择，其它则是以严格的应用条件为前提，选择的相对性较大，如当生产中不能确保选择性所依赖的应用条件时，则必须要求所用除草剂具有一定的生理生化选择性。另一方面，认识到除草剂选择性在对象和强度上的相对性，在应用中要认真分析当时当地的应用条件，并有针对性地严格加以掌握，以杜绝药害的发生。掌握不同除草剂的选择原理，对安全有效使用除草剂极有帮助。另外，除草剂的选