第五节 除草剂的选择性原理
除草剂的选择性有多种形式,有些除草剂本身有选择性,有些虽无选择性,但可通过恰当的使用方式而获得选择性。
一、位差选择
对于无选择性或选择性较差的除草剂,可利用其与作物的位置差异而产生选择性。
1. 播后苗前施药
在作物播后苗前施药,可利用作物与杂草在土壤中所处深度的不同而产生选择性。例如玉米、大豆、棉花等大粒种子的播种深度一般超过3~4cm,而大多数一年生杂草多在0~2cm土层发芽。而在作物播种后施甲草胺、异丙甲草胺、唑嘧磺草胺等除草剂,药剂被土壤吸附滞留在表层,因此能杀死杂草幼苗而不伤及作物。又如北方于大豆播种后到出苗前3~5d施2,4-滴异辛酯,利用大豆种皮厚和出土能力强可把表层药土顶破而使原来对2,4-滴异辛酯敏感的大豆不受害。
2. 深根作物生育期土施除草剂
利用除草剂淋溶性差的特性,可杀死土壤表层浅根杂草,而对深根作物安全。如果园除草用西玛津、敌草隆等;苜蓿田除草用地乐酚防除多年生作物田中的一年生杂草。
3. 作物生育期间定向施药
灭生性除草剂或对某些作物无选择性的除草剂,可用定向喷雾法或防护设备使药液接触不到作物或仅喷到有抗药能力的部位。如西瓜、南瓜田苗后定向喷洒百草枯、草甘膦;玉米田苗高40cm以上时施用百草枯可降低喷头高度或喷头加防护罩,进行行间喷雾,即使喷到离地10cm的茎基部对玉米生长也无很大影响。
4. 涂抹法
将内吸传导型除草剂涂抹在高于作物的杂草植株上,药剂通过茎叶吸收传导到植物体内杀死杂草而对作物无害。例如用涂抹器施用精吡氟禾草灵、高效氟吡甲禾灵等防除稻田芦苇,用草甘膦防除大豆、棉花、果园中的白茅、苋、大麻等。
二、时差选择
对作物有较强药害的除草剂可利用施药时间的不同,达到除草目的而不伤害作物。如水稻地机械旱田直播,早整地后播种,在水稻出苗前1~2d,喷洒百草枯防除已出苗杂草。
三、形态选择
利用杂草与作物形态上的差异来选择性地杀死杂草,如叶片结构、生长点的位置等,不过这种选择性十分局限,其安全幅度也比较窄。
1. 叶片特性
叶片固有的特性在一定程度上能保护作物不受除草剂危害,例如禾谷类作物具有向上生长的叶片,叶面还有一层较厚角质层。喷洒除草剂药液时,液滴不易黏着于叶表面,大部分落于土壤,而阔叶杂草如苍耳、反枝苋、蓼等叶片宽大,平展,面积大,叶片表面角质层较薄,所以能截留较多的药液。因此,在禾谷类作物如麦类、玉米、谷子田喷洒合适的除草剂如2,4-滴等能安全有效地防除阔叶杂草。然而加入表面活性剂或其他助剂后药效提高,但这种选择性明显降低。
2. 生长点位置
单子叶植物是节间生长,其生长点位于植物基部并被叶鞘包围和保护,触杀型除草剂不易伤及分生组织,而双子叶植物幼芽裸露,触杀型药剂能直接伤害分生组织。
四、生理选择
植物的茎叶和根系对除草剂吸收与传导的差异产生的选择性,属于生理选择。
植物叶片是通过角质层与气孔吸收除草剂的,所以植物叶片角质层的特性与厚度因植物种类和年龄而异,同时也因环境条件不同而存在差异。遮阴处的叶片角质层比暴露在强光下的薄,嫩叶比老叶薄。角质层是植物吸收除草剂的主要障碍,因此,角质层薄的植物吸收除草剂的量大,易受害;角质层厚的植物吸收除草剂的量小,不易受害。
气孔的位置、数量及大小因植物种类而异,许多植物叶片的上表皮与下表皮都有气孔,而有些植物只有下表皮才有气孔,同种植物叶片下表皮气孔多于上表皮。若采用低容量喷雾或风送式喷雾,则雾滴较易沉积到下表皮。改变喷头角度成斜向上45°角,也有利于除草剂沉积到下表皮。加入适当的湿润剂可以增加气孔和表皮的吸收能力,并使不同的植物有相同的吸收性,从而使除草剂丧失其原有的选择性。
2,4-滴类除草剂在双子叶植物体内的传导速度高于单子叶植物,例如菜豆与甘蔗,用局部叶片施药测定生长点中的2,4-滴浓度,菜豆较甘蔗的浓度高约10倍。
五、生物化学选择
利用除草剂在植物体内的生物化学反应差异产生的选择性,称为生物化学选择性。这种选择性稳定而可靠,对作物更安全。
1. 植物体内活化反应的差异产生的选择性
有些除草剂本身没有除草活性,在植物体内经过代谢而成为有除草活性的化合物。例如2甲4氯丁酸、2,4-滴丁酸,在荨麻、藜、蓟等杂草体内经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、2,4-滴而表现出杀草作用;但大豆、芹菜、苜蓿等含β-氧化酶量很低,所以不受害或受害很轻。
均三氮苯类除草剂可乐津本身没有除草活性,在植物体内经N-脱烷基酶系作用,转变成除草活性强的西玛律。各种植物因所含酶量的不同,可产生选择性。如棉花、茄科作物、草莓与胡萝卜等因含酶量低,所以不易转变为有除草作用的药物;而多种杂草则能顺利地将可乐津转化成西玛津而中毒死亡。
2. 植物体内解毒反应差异产生的选择性
一些除草剂虽对植物有毒,在植物体内因酶或其他物质的作用而转化为无毒化合物。如玉米根系中含有一种解毒物质玉米酮,可使西玛津、莠去津迅速产生脱氯反应,生成无毒性的羟基衍生物,所以西玛津、莠去津对玉米安全而使杂草受害。
除草剂在植物体内可经过加水分解、N-脱烷基反应、脱羧反应、脱卤反应、轭合作用等几种途径转化为无毒化合物而产生选择性。
六、利用解毒剂和安全剂获得安全性
除草剂的安全剂又称除草剂解毒剂,或作物安全剂、拮抗剂以及保护剂等。
安全剂保护作物的原理是:①对除草剂抑制脂肪类合成的拮抗;②对除草剂抑制赤霉酸合成的拮抗;③增加对除草剂的代谢作用;④抑制除草剂积累于禾本科作物的生长点。
安全剂是紧密结合除草剂的应用而开发的,应用于除草剂-安全剂-作物这一特定范围内。安全剂的主要作用是:①防治在植物分类地位上与作物相近的杂草,如禾本科作物田中的禾本科杂草;②将灭生性除草剂用作选择性除草剂;③消除土壤除草剂残留,避免伤害后茬作物;④降低化学除草成本;⑤根据其生物化学作用途径阐明除草剂的靶标与作用机制。
重要的安全剂有如下几类。
解草酮(benoxacor)是氯代酰胺类除草剂用于玉米的安全剂,与异丙甲草胺按1∶30比例混用,增加玉米对异丙甲草胺的耐药性。
解毒喹(cloquintocet-mexyl)是炔草酯用于禾谷类作物的安全剂,与炔草酯按1∶4混用。
解毒唑(fenchlorazole-ethyl)是唑禾草灵用于黑麦、小麦的安全剂。
解草啶(fenclorim)是丙草胺用于水稻的安全剂,用100~200g(a.i.)/hm2与丙草胺混用,对直播水稻安全。
解草安(flurazole)是甲草胺、异丙甲草胺用于高粱的安全剂,用2.5~0.4g(a.i.)/kg做种子处理,可加速异丙甲草胺的代谢,对高粱安全。
肟草胺(fluxofenim)是异丙甲草胺用于高粱的安全剂,用0.3~0.4g(a.i.)/kg做种子处理,可加速异丙甲草胺的代谢,对高粱安全。
呋喃解草唑(furilazole)是磺酰脲类、咪唑啉酮类用于玉米、高粱的安全剂,与磺酰脲类、咪唑啉酮类除草剂混用,玉米、高粱等可将除草剂快速代谢而不受害,已用于生产的有与氯吡嘧磺隆混用于玉米田除草。
吡唑解草酯(mefenpyr-diethyl)是唑禾草灵、甲磺隆用于小麦、大麦的安全剂,用它与碘甲磺隆钠盐按1∶3比例混合,用量40g(a.i.)/hm2可用于小麦、大麦、燕麦等禾本科谷物除草。
R-25788(dichlormid)是用于硫代氨基甲酸酯类除草剂灭草猛、扑草灭(EPTC)、丁草特(butylate)等用于玉米,燕麦灵、燕麦畏用于大豆的安全剂。
萘二甲酐做种子处理是硫代氨基甲酸酯类除草剂、咪唑乙烟酸、灭草喹等用于高粱、小麦、燕麦和甲草胺、异丙甲草胺、绿磺隆、禾草灵用于玉米、高粱、水稻的安全剂。
解毒剂用于除草剂对作物的安全性是有条件的,并不是绝对安全的,主要决定于温度。在温度13℃以上的气象条件下,有好的安全性;在除草剂使用后遇到低于13℃低温,作物代谢缓慢,解毒能力弱,可能造成严重药害。
以往的研究资料报道,激素型的杀菌剂如霉灵、三唑类的杀菌剂多效唑、戊唑醇、烯唑醇、三唑酮等,既有杀菌作用,又有刺激生长作用。北方高寒地区,经多年生产实践,用于作物拌种,于低温抑制作物幼苗生长。
人工合成的植物生长调节剂,赤霉素、吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、芸苔素、复硝酚钠等,以往的研究成果认为能促进作物生长发育,解除药害;由于我国研究方法落后,定性而不定量,多脱离生产,这类药剂与作物没有亲和性,会导致作物代谢紊乱,不但不能解药害,反而会加重药害,造成农业减产,使损失严重,应该淘汰。
植物营养免疫学是最新研究成果,创新理论,植物激素属于植物辅助酶,受酶控制,酶受植物营养控制。植物营养平衡,酶的代谢正常,植物激素就平衡,作物生长发育正常。
植物个体是由细胞组织和微生物组成的复合体,平衡植物营养促进植物体内微生态菌群平衡,酶的代谢正常,植物激素就平衡,作物生长发育正常,诱导抗病虫害,还可以解药害。
根据这个原理作物拌种选用功能性植物营养剂益护、禾生素拌种,或与种衣剂混合拌种,既可预防和解除除草剂残留药害,又能预防和解除种衣剂药害,抗低温冷害,抗干旱,诱导抗病。作物幼苗期与苗后除草剂混用,可预防和解救除草剂药害,预防作物病害发生。