探析除草剂研究及应用进展

摘要：本文除草剂的研究和应用发展史出发，介绍除草剂的剂型、分类和使用情况，着重描述微生物除草剂和酰胺类除草剂的应用及发展。

关键词：除草剂；微生物除草剂；酰胺类除草剂；杂草防治

杂草及其防治是现代农业领域中需要研究的重要方向，是植物检验检疫的重要组成部分，对作物生长发育也有着重要影响。本文就从杂草防治中除草剂的发展应用来对其加以阐释。

1 除草剂的研究和应用发展史

随着植物生理、生化技术、化工合成等领域的发展，除草剂的发展十分迅速。除草剂的发展阶段可以分为早期阶段，1860-1945 年，除草剂以无机物除草为主。1945-70 年代中期，除草剂进入有机化阶段，以 1942 年发现 2、4-滴的杀草功效为开端。上世纪 70 年代中期至今，除草剂已经进入了超高效的发展阶段。未来除草剂的研发方向为加强除草剂机理、活性与化学结构关系的研究，开发对环境和人畜高度安全的除草剂，使除草剂的剂型更简便更安全，加强安全剂和解毒剂等助剂及除草剂之间的互作研究，并加强除草剂施用技术研究，提高靶标着药量。

2 除草剂的剂型及使用

除草剂的剂型可以分为可湿性粉剂、颗粒剂、水剂、可溶性粉剂、乳油、悬浮剂、浓乳剂和熏蒸剂等，各自具有不同的特点。除草剂的使用原则是让除草剂与杂草充分接触并刺手，尽量避免或减少作物接触药液的机会，使除草剂的施用有效、安全和经济。对土壤处理方面，影响药效的因素主要是土壤类型、有机质含量、土壤含水量和整地质量。对茎叶处理方面，做茎叶处理除草剂选择性主要通过形态结构和生理生化选择性实现除草保苗用原理。

3 除草剂的作用机理

由除草剂的作用方式的分类我们可以了解到除草剂的作用机理。光合作用抑制剂的主要作用机理是一直光合作用，可细化为抑制光合电子传递链，分流光合电子传递链的电子，一直光合磷酸化（解欧联作用）和抑制色素生物合成。脂肪酸合成抑制剂是通过抑制脂肪酸的合成和链的伸长达到除草的效果。氨基酸合成抑制剂通过抑制氨基酸的合成达到作用效果。微管形成抑制剂能达到抑制微管和组织发育的作用。生长素抑制剂通过干扰激素平衡达到抑制作用。除草剂在一定的剂量下，只灭杀某些植物，对另一些植物无明显影响，具有选择性。

4 微生物除草剂

微生物除草剂具有资源丰富、环境污染小等优点，符合了可持续农业的发展要求，目前，人们利用微生物及其代谢产物来防治杂草是生物防治研究中一个较活跃的领域，近年来取得了显著的研究成果。狭义的微生物除草剂是指“直接利用微生物本身进行杂草防治”；广义而言，微生物除草剂是指利用能快速繁殖的杂草病原菌活体或由微生物产生的具有杀（抑）草毒性的代谢产物来开发的杂草生防制剂。

4.1 微生物除草剂存在的问题

在有极大优点的同时，微生物除草剂也存在一些问题，具体如下：①物除草剂的培养和加工技术等无法建立统一的标准；②植物形成的次生物质往往是一组化学结构类似的相关化合物，不仅分离提取和化学成分的确定难度相当大，而且工作量也很大；③很多微生物除草剂对目标生物的选择性极强，作用靶标单一，推广及大规模生产受到限制；④通常微生物除草剂对环境条件的要求比化学除草剂更苛刻，容易导致微生物除草剂防效较低，见效较慢；⑤活性物质不稳定，菌株变异退化，致病力减弱，制剂加工困难等。

4.2 微生物除草剂的发展前景

因为微生物除草剂仍存在诸多问题，所以它的推广及大规模生产受到限制，但随着生物科学技术的迅速发展和科学家们对微生物除草剂的研究逐步深入，一些问题已得到解决。例如：①通过适当的助剂类型及制剂加工技术可以促进和调节孢子萌发，增加致病性，减少对环境依赖性，提高防治效果和稳定性；②通过基因导人和细胞融合技术可以重组自然界存在的优良的除草基因，改良潜在除草作用的特殊酶的基因，以此来提高致病力和药效；③选择两种或两种以上的微生物作为一种单独的除草剂防治多种杂草，改良了微生物除草剂的品种和寄主专一性等。此外，由于某些根际细菌的固氮作用能够减少施用化学肥料的费用。开发同时有固氮作用的细菌除草剂将会产生较大的经济效益。以上这些研究的广泛开展，为进一步的微生物除草剂的开发提供了可能，相信未来，将会有更多的活体微生物及其代谢产物实现商品化。

5 酰胺类除草剂

酰胺类除草剂是目前世界使用最广泛的除草剂之一，适用作物种类和施用面积均居各类除草剂前列，其具有高效、低毒、经济等优点，因此备受人们的关注。

5.1 酰胺类除草剂的研究应用

（1）乙草胺由美国孟山都公司开发成功，其可防除一年生禾本科杂草和部分阔叶杂草，此类除草剂应用非常广泛，作为一种广谱型除草剂对早期杂草效果良好，在不同国家有不同的商品名和剂型。2008 年底，我国乙草胺产量已达11万吨以上。该除草剂突出特点是经过土壤处理后具有很高的活性，特别是对有机质含量高的土壤更为有效。

（2）丁草胺为酰胺类选择性内吸传导除草剂通过幼芽和根部吸收，抑制杂草内部的蛋白质合成。从而使杂草死亡，其对芽前及二叶期前的杂草有效。在旱田应用需在土壤润湿的条件下施药。

（3）敌稗是一种广泛使用的除草剂。对全世界各地稻田杂草防除效果显著。韩烈刚等在室内和 间试验条件下研究了敌稗对马唐和稗草的防除情况，当敌稗为 1.50kg/hm 时可有效防除早熟禾草坪及高羊茅草坪上常见的马唐和稗草。

（4）异丙甲草胺可防除禾本科杂草和部分阔叶杂草，其作用机理主要是抑制发芽种子的蛋白酶活性，破坏蛋白质的合成。

（5）氟噻草胺是 1988 年由德国拜耳公司继成功开发苯噻酰草胺后又一个开发成功的氧乙酰替苯胺类除草剂，它主要通过抑制细胞分裂而发挥作用。

5.2 酰胺类除草剂存在的问题

酰胺类除草剂虽然近年来得到了较大的发展，但其的大量使用的同时也给我们带来了一些问题。比较典型的有如下：1）酰胺类除草剂的大量使用导致了环境问题，已成为全世界关注的重点问题。2）长期使用杂草所产生的抗性随着使用年限的增加而明显提高；3）盲目使用而表现出来的要害问题也越来越明显。

5.3 酰胺类除草剂的发展方向

自 20 世纪 80 年代以来，酰胺类除草剂有了很大的发展，酰胺结构是一种十分重要的化学组成，开发出了许多新的品种。酰胺类除草剂发展有以下方面：1）通过安全剂等提高酰胺类除草剂的选择性 2）化合物结构复杂化，向杂环和氟原子方向发展。3）对剂型的加工进一步改善。4）提高酰胺类除草剂的安全性和环境的相容性。5）超高效、低残留、易降解，成为未来农田可以长期使用的除草剂。

6 结语

现在农田杂草防除的方法主要有机械除草、静电除草、人力除草、化学除草和综合治草等。然而备受广大农民青睐的除草方式是化学除草，其主要原因是效率高，但对环境影响大，经济成本高。随着信息、网络、人工智能等技术在工业生产中的广泛应用，应用计算机视觉、图像处理技术等对农田中的杂草识别和控制已成为可能。

也相信随着科技的进步和研究的深入开展，我们对杂草及其防治的认识会越来越深入，田间杂草防治的技术也会越来越成熟，除草剂的研究和应用发展及杂草防治技术会走上一条技术化、经济和可持续发展的道路。

参考文献

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