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触杀型除草剂与油类助剂防除杂草机理及效果
来源:农药学学报,文言一心 浏览 61 次 发布时间:2024-10-30
触杀型除草剂,顾名思义,是指这类除草剂在接触到植物叶片后,通过破坏细胞结构或干扰生理生化过程,导致植物细胞功能丧失,从而达到除草的效果。这类除草剂通常包含能破坏细胞壁或细胞膜的化学成分,当这些成分接触到杂草的茎叶时,会迅速渗透进细胞内部,破坏其结构,使细胞失去正常功能。
触杀型除草剂的作用机制主要包括两个方面:一是直接破坏细胞结构,二是干扰杂草的生理生化过程。直接破坏细胞结构是通过化学成分渗透进细胞内部,破坏细胞膜或细胞壁,导致细胞内容物外泄,细胞死亡。而干扰生理生化过程则是通过抑制光合作用、呼吸作用或其他关键代谢途径,导致杂草无法正常生长和繁殖。这种干扰作用通常是通过与细胞内的特定靶点结合,阻断正常的生物化学反应来实现的。
触杀型除草剂如何防除杂草?
虽然已有较多助剂被用于触杀型除草剂的喷雾助剂,但目前在禾本科杂草防治过程中喷雾助剂仍以表面活性剂为主。表面活性剂能显著降低除草剂药液的表面张力,促进药液在杂草叶表面的润湿铺展,增大药液与杂草叶片的接触面积,极大地提高触杀型除草剂的药效。研究发现,在草铵膦药液中添加20%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),可以使药液的表面张力由65.7 mN/m降低到33.9 mN/m,同时药液对牛筋草叶片的渗透时间也从1 200 s降低到154.7 s。正是由于表面活性剂AES的加入增大了药液在牛筋草表面的润湿和渗透力,从而使得草铵膦对牛筋草的半数有效剂量(ED50)降低了29.1%,防效提高1.7倍。
触杀型除草剂在防除阔叶类杂草过程中最常添加的喷雾助剂是表面活性剂,而且主要是有机硅表面活性剂和非离子型表面活性剂。研究了几种三硅氧烷型表面活性剂对氟磺胺草醚防除苘麻的增效作用,发现随着三硅氧烷表面活性剂侧链引入的聚醚基团减少,其添加到氟磺胺草醚水剂后的药液表面张力逐渐降低,扩展直径和最大持留量逐渐增大,对苘麻的药效逐渐增强。其中,即使增效作用最差的TD-600也能将药液的表面张力降低至25.6 mN/m,持留量增大34.8%,使氟磺胺草醚的药效提高15.9%。研究了非离子表面活性剂烷醇聚氧乙烯醚(JFC)和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(ABS)对氟磺胺草醚水剂在反枝苋上的吸收和药效的影响。结果表明:JFC不仅促进了药液在反枝苋叶面的铺展能力,而且大大提高了反枝苋对除草剂的吸收量,使药效提高28.5%;而ABS作为一种润湿剂,只能提高铺展能力,对提高除草剂吸收量的作用不明显,药效仅提高19.2%。这也说明了在除草剂施用过程中,选择能同时促进药液铺展和渗透能力的喷雾助剂可以大大提高除草剂的防效。
触杀型除草剂具有速效性和非选择性,喷施到杂草上后,地上的绿色部分只要接触到药物,几个小时后就会出现枯萎症状,1-2天内会全部死亡,杀草效果好,而且速度非常快。常见的触杀型除草剂有除草醚、百草枯(克无踪)、敌稗、果尔等。
油类助剂如何防除杂草?
油类助剂在除草剂中的应用,主要是为了提升除草剂的吸收速度、持留量和持留时间,从而提高药效。油类助剂中含有表面活性剂,能够显著降低除草剂药液的表面张力,扩大液滴在杂草叶片上的扩展直径,提高除草剂吸收速度。同时,油类助剂还能减少除草剂药液喷雾过程中的挥发,增加除草剂在杂草叶片上的持留量和持留时间。
研究了棉籽油、大豆油等9种植物油对咪草酯、烯禾啶和磺胺磺隆3种内吸性除草剂防除野燕麦的影响。研究发现,在所测试的9种植物油中,油菜籽油的增效作用最强,大豆油次之,甜杏仁油最差。这些助剂的增效作用与植物油中软脂酸含量成正相关,而与油酸含量成负相关,其他成分规律不明显,同时,植物油助剂中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例越低,其增效作用越强。原因是在一定的相对分子质量范围内,脂肪酸的表面张力与它的碳氢链长度成正比,而与饱和度成反比,所以适当增大短碳氢链脂肪酸和饱和脂肪酸的比例能降低植物油乳液的表面张力,促进药液在植物叶片表面的铺展和持留,从而提高药效。此外,植物油对咪草酯和烯禾啶的增效作用明显高于磺胺磺隆,主要是因为咪草酯和烯禾啶亲脂性较强,而磺胺磺隆亲水性更强,表明植物油对亲脂性除草剂的增效作用高于亲水性除草剂。
图1不同样品处理后稗草叶片表面的表皮细胞(a1-e1)和表皮蜡质层(a2-e2)电镜图
通过扫描电镜观察稗草叶片结构变化探究了油类助剂对氰氟草酯防除稗草的增效作用。作者分别对比了纯水、氰氟草酯处理和添加油类助剂的氰氟草酯处理后的稗草叶片结构,发现水对稗草叶表面的蜡质层和表皮细胞没有任何影响(图1a1,a2),氰氟草酯使表皮细胞略有萎缩(图1b1),溶解了少量的表皮蜡质层(图1b2),而添加油类助剂后均发生表皮细胞变窄萎缩和蜡质层溶解的现象(图1c1-e2)。其中,石蜡油和矿物油能使表皮细胞变窄变小,水分减少(图1d1,e1),溶解大约30%的表皮蜡质(图1d2,e2)。甲酯化植物油(MSO)能较大程度地使表皮细胞萎缩(图1c1),溶解超过50%的蜡质层(图1c2)。正是因为MSO(体积分数0.5%)溶解了大量稗草叶片的表皮蜡质层,严重破坏了叶片的角质层,从而极大地增强了稗草叶片对氰氟草酯的渗透和吸收能力,使其对氰氟草酯防除稗草的防效提高了78.7%。