除草剂的施用现状及研究进展(综述

新疆农业大学专业文献综述题目:除草剂的施用现状及研究进展姓名:李萍学院:草业与环境科学学院专业:环境科学班级:112班学号:14232217成绩：指导教师:朱新萍职称:副教授2015年1月8日新疆农业大学教务处制除草剂的施用现状及研究进展作者:李萍指导老师:朱新萍摘要：着眼全球农药市场，除草剂发展越来越快，市场需求逐年增加。除草剂的应用大大提高了农田除草效率，具有巨大的经济效益。本文介绍除草剂的发展现状、除草剂的类型、使用情况与存在问题，综述了除草剂的研究进展，探讨未来除草剂应用的发展趋势与展望，为除草剂进一步开发与科学应用提供参考。关键词：除草剂；施用现状；研究进展；HerbicideapplicationstatusquoandProgressAuthor:LiPingInstructor:ZhuXinpingAbstract:Thefocusofglobalpesticidemarket，herbicidedevelopmentfasterandfaster，increasingmarketdemandeveryyear.Herbicideapplicationgreatlyimprovestheefficiencyofagriculturalweed，hasenormouseconomicbenefits.Thisarticledescribesthecurrentdevelopmentofherbicide，thetypeofherbicideusageandproblems，recentprogressherbicidesdiscussfuturetrendsandprospectofherbicideapplications，provideareferenceforthefurtherdevelopmentofherbicideandscientificapplications.Keywords:herbicide;applicationstatusquo;Research;除草剂是全球研究最为活跃、发展最为迅猛的一类农用化学品，其使用量逐年增加，在农药各产品中所占比例呈现加大趋势。除草剂应用对于保障我国粮食、棉花、油料及蔬菜安全生产具有重要意义。进入21世纪后，人口、粮食、环境是摆在人类面前的突出问题。1950年人均耕地面积约0.23hm2，而到2030年将降至0.08hm2，人类只有将现有农作物单位面积的产量大幅度提高，才能满足人口不断增长的粮食需求。农田草害是导致作物减产的最主要因素之一，每年导致全球农业损失约950亿美元。农药是重要的农业生产资料，对防治农作物病虫草害，减少农业生产中的损失有着重要作用。我国农田草害面积约7880万hm2[1]，直接经济损失近千亿元人民币，当今，除草剂的使用，不仅大大减少了杂草引起的经济损失，而且提高了除草效率，节省人工，促进农业的现代化，为栽培方式的改变创造了条件[2]。因此，除草剂有着广阔的应用前景，本文综述了除草剂的发展现状、除草剂的类型、使用情况与存在问题、作用机制及除草剂的研究进展，为除草剂进一步开发与科学应用提供参考。1除草剂的发展概况1.1除草剂发展的现状全球农药市场持续增加全球除草剂市场需求持续增加，除草剂1960年销售额占全球份额的20%，根据英国PhillipsMcDougall咨询公司的统计，2010年全球农药市场销售额为441.95亿美元，其中除草剂为175.29亿美元，占39.66%[2]，为第一大类农药，国际市场对除草剂的需求量增加迅速。近几年来，我国除草剂产业发展迅速，增速远远高于杀虫剂和杀菌剂，目前产量已占农药总产量的1/3[3]。我国农药市场需求量也以年均8%的速度增长，到2009年销售额达27亿美元；我国农药在全球市场的份额以年均0.7%的速度增长，从2004年的5.8%增长到2009年的8%。我国除草剂应用从1956年使用2，4-滴防除稻、麦田杂草开始，尤其20余年来，除草剂品种不断发展，我国除草剂市场得到了迅速发展。2005-2010年间，我国除草剂生产的年增长率分别达17.7%、24.8%、29.0%、40.1%、18.3%和31.4%，全国除草剂生产量在农药生产总量中所占的比例也由2005年的28.6%上升到2010年的45.0%。全国农业推广服务中心预计2013年，杀虫剂需求减少，预计需求12.08万吨，比上年减5.18％；杀菌剂需求进一步增加，预计需求8.471万吨，同比增加6.64％；除草剂需求大幅度上升，预计需求11.42万吨，比上年增加16.32％。未来几年，全国化学除草面积可能会增加0.31亿hm2[4]，除草剂市场潜力巨大。1.2除草剂的使用情况中国农药市场先后有近百个除草剂产品，使用面积前20位的产品占到全国农田化学除草总面积75%左右，磺酰脲类、苯氧羧酸类、三嗪类和酰胺类除草剂是市场的主流品种。磺酰脲类除草剂以苄嘧磺隆、甲磺隆的制剂最多；苯氧羧酸类除草剂主要有2，4-D、2甲4氯等；三嗪类除草剂主要有莠去津、扑草净、西草净制剂；酰胺类除草剂包括乙草胺[5]、丁草胺等。其中，甲磺隆、莠去津、绿磺隆、咪唑乙烟酸、氟磺胺草醚和豆磺隆是长残效除草剂占到除草总面积的15%左右。1.2.1水稻主要使用的除草剂品种有丁草胺、二氯喹啉酸、吡嘧磺隆、苄嘧磺隆和甲磺隆等。其中丁草胺的使用面积占到水稻播种面积25%，二氯喹啉酸、吡嘧磺隆均占到10%左右。丁草胺对鱼类和两栖类等水生生物毒性大，二氯喹啉酸杀草谱上存在缺欠，连续使用会造成千金子等杂草猖獗，同时能对阔叶作物造成明显伤害。根据杀草谱及安全性，待开发品种有四唑嘧磺隆，醚磺隆以及四唑酰草胺[6]。1.2.2小麦主要使用的除草剂品种有2，4-D和苯磺隆，处理面积分别占小麦播种面积的20%和25%左右。2，4-D漂移后易对周围的阔叶类作物造成的药害，苯磺隆连续施用易形成抗性杂草，残留物对后茬作物有明显影响[7]。从目前的发展趋势来看苯磺隆及其他短残留性磺酰脲除草剂品种仍将是麦类作物主要除草剂品种[6]。1.2.3大豆主要使用的除草剂品种有咪唑乙烟酸、氟磺胺草醚、精恶唑禾草灵和豆磺隆，施用量均占大豆播种面积的15%左右。绝大部分为长残效除草剂，在作物连作和轮作农田中极易造成后茬作物药害，减产甚至绝收。今后值得开发的品种有氟噻乙草酯、氯氟苯醚、环氧嘧磺隆等[6]。1.2.4玉米主要使用的除草剂品种有莠去津、百草枯和乙草胺等。其中莠去津的处理面积占玉米播种面积的15%左右对后茬作物危害显著，对地下水污染严重，连续使用耐药杂草增加迅速。值得考虑并生产的品种有硝磺酮、烟嘧磺隆、砜嘧磺隆、氟嘧磺隆、氟噻乙草酯等[6]。2除草剂的分类及作用机理2.1除草剂的分类除草剂可以从施药对象、使用范围、杀草性质、作用方式及化学结构等不同角度进行分类。除草剂按施药对象分为土壤处理剂和芽叶处理剂。前者是通过杂草的根、芽鞘或胚轴等部位进入植株体内发生毒杀作用，即以土壤处理法施用的除草剂;后者是利用杂草茎叶吸收和传导来消灭杂草，即以喷洒方式将药剂施于杂草茎叶的除草剂，也称苗后处理剂。按在作物不同的生长时期施药，除草剂可分为苗前和苗后二种。根据除草剂的杀草性质，又可分为灭生性除草剂和选择性除草剂，前者对所有植物都有杀伤作用，施用后不分作物和杂草统统杀光;后者能杀死杂草而不伤作物，或是杀死某些杂草而对另一些杂草无效，或是对某些作物安全而对另一些作物有伤害，目前使用的除草剂大多数属于这类。但是，除草剂的选择性是相对的，有条件的，不是绝对的。选择性是受对象、剂量、时间、方法等条件影响的。根据除草剂的作用方式的不同，分为触杀性和内吸性除草剂，前者药剂喷施后，只能杀死直接接触到药剂的杂草部位;后者可被植株体内所有部位吸收，从而破坏杂草内部结构和生理平衡，使之枯死。除草剂按化学结构分，可分为苯氧乙酸类、取代脉类、均三氮苯类、磺酰脲类、二苯醚类、二硝基苯胺类和酞胺类等[8]。2.2除草剂在施用过程中的作用机理由于作物与杂草都属于高等植物，除草剂必须具有特殊的选择性，才能安全而有效地在农田使用，同时也需要了解杂草与作物对除草剂的吸收、传导和消解过程，从而使除草剂破坏有害植物体内的代谢系统和直接破坏植物体细胞，最终起到杀草作用[9]。2.2.1除草剂的选择性除草剂对某种特定植物体的作用较其它植物更强时，把这种现象称为除草剂对这些植物的选择作用。除草剂的选择性是其本身具备的，也有些除草剂本身不具有选择性，但可通过恰当的使用方式达到安全有效地除草目的。除草剂的选择性可分为下面几种情况:（1）位差选择位差选择性是指利用作物与杂草根系分布深浅不同产生相应的选择作用。除草剂在作物播种后出苗前的阶段施药，利用药剂仅固着在表土层而不向深层淋溶的特性，杀死或抑制表土层中杂草种子的萌芽，作物种子由覆土层保护，可正常生长;利用除草剂在土壤中的位差，杀死表层浅根杂草，而无害于深根作物;在作物生育期，利用作物的空间分布，采用定向喷雾法，使对作物有毒害作用的除草剂不直接接触作物，从而避免和减轻对作物的毒害[10]。（2）时差选择时差选择性是指利用作物与杂草发芽时间的不同产生的选择作用。如百草枯或草甘麟，可在作物播种移栽前杀死己萌发杂草，而它们接触土壤后迅速钝化而失去活性，从而对播种和移栽无害[11]。（3）形态选择除草剂能利用杂草和作物在形态结构上的差异来达到保护作物而杀死杂草的目的。单子叶与双子叶植物形态上彼此有很大的差异，用除草剂喷雾，双子叶植物较单子叶植物对药物敏感。单子叶植物叶面积小，表层角质层和蜡质层较厚，表面积较小，药液易于滚落，叶片吸收药液量较少;双子叶植物叶面积大，叶片表面的角质层较薄，药液易于在叶子上沉积，叶片吸收药液量较大[12]。（4）生理选择植物茎叶或根系的差异产生的对除草剂吸收与运输的差异和使得除草剂获得选择性。若除草剂易被植物吸收与传导，则植物常表现敏感。如施用豆科威，黄瓜根系易于吸收，而南瓜根系难以从根部吸收，故南瓜耐药力强，若采用南瓜砧嫁接黄瓜，则黄瓜也表现耐药。2，4-D类除草剂在双子叶植物体内的输导速度与程度高于单子叶植物，因此，许多双子叶植物对2，4-D类除草剂敏感。（5）生化选择由于除草剂在植物体内的生物化学反应有差异，主要是植物体内活化或钝化反应的差异和除草剂对生物毒害水平的差异。如部分除草剂本身对植物无毒害或毒性很小，而当其进入植物体内经过代谢后，就会变成毒性物质或毒性更强的物质，这样就导致了转变能力弱的生存、转变能力强的被毒死，形成该类除草剂的选择性。又如部分除草剂本身虽对植物有毒害，但经植物体内酶或其他物质的作用，则可钝化而失去活性，导致对植物无毒害或毒性降低。由于植物种类不同，植株体内解毒物质含量有差别，从而产生了选择性[13]。（6）利用保护剂获得选择性使用选择性差的除草剂，可以通过预先用保护物质或安全剂处理、混配复合以及药后复喷等方法，保护作物免受除草剂的毒害而达到选择除草的效果。2.2.2除草剂的吸收、输导除草剂对杂草产生毒害要经过一系列的过程，其中包括吸收、输导、降解与引起植物生理生化的变化，最后植物呈现毒害症状，直至死亡。2.2.3除草剂的作用靶标所有除草剂品种都是通过干扰与抑制植物生长发育过程中的代谢作用而造成杂草死亡的，其中包括光合作用、细胞裂、氨基酸、蛋白质及脂肪酸合成、叶绿素及色素合成等，这些代谢过程都是由不同的酶系统诱导。20世纪80年代以来，大多数新开发的超高活性除草剂品种的作用靶标都是各种酶系统，通过对靶酶的抑制，最终干扰植物的代谢作用而发生除草效应。同一代谢过程包括一系列生物化学反应，其各个反应阶段由不同酶诱导。因此.不同类型除草剂可能抑制同一代谢反应，但它们的作用位点或靶酶却存在着明显差异.例如，三氮苯、取代脉及其它一些类型除草剂均抑制植物的光合作用，但它们的作用靶点却不同。此外，也有不同类型除草剂具有同一作用靶标。这是在杂草抗性治理及综合防治中需要考虑的问题。除草剂作用靶标的分类既可指导新化合物的合成与筛选、特别是生物筛选方法的选定，又能够指导除草剂的实际应用，制定