除草剂苯唑草酮的作用机制与有关研究

2024/5/22 8:27:24 作者:风华

简述

苯唑草酮是一种化学名称为3-(4,5-二氢-3-异噁唑基)-4-甲基磺酰-2-甲基苯】(5-羟基-1-甲基-1H-吡唑-4-基)甲酮的新型三酮类苗后茎叶处理除草剂,主要加工剂型有悬浮剂(SC)、可溶液剂(SL)等。

苯唑草酮.jpg

关于该物质的发展历史,苯唑草酮2006年首次在加拿大登记,用于玉米田苗后除草,也是该品种首次在全球获得登记,以商品名Impact®开发在玉米作物上登记上市(basf授权Amvac Chemcal公司开发)。至2012年,巴斯夫公司在美国上市了苯唑草酮产品Armezon®[1]。苯唑草酮的靶标主要是一年生杂草(禾本科、阔叶、莎草,以禾本科杂草为主,为增长持效时间和阔叶草控草效果,一般建议与莠去津或麦草畏等阔叶草成分桶混)。

作用机制

苯唑草酮属于对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶类抑制性(HPPD类)除草剂,通过根和幼苗、叶吸收,在植物中向顶、向基传导到分生组织,抑制对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶,间接地抑制类胡萝卜素的生物合成,干扰叶绿体的合成和功能,由于叶绿素的氧化降解,导致发芽的敏感杂草白化,失绿的组织坏死。对耐草甘膦、三嗪类、乙酰乳酸合成酶(AIS)抑制剂和乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂的杂草有很好的防除效果,是广谱苗后除草剂,能有效防除玉米田一年生禾本科和阔叶杂草,高剂量对莎草科杂草有一定的抑制作用。

优势

(1)杀草谱广。可以作用于包马唐、稗草、牛筋草、野黍、狗尾草、藜、蓼、苘麻、马齿苋、苍耳、龙葵等难防的抗性杂草,和莠去津桶混使用,有封杀兼备的功能,控草期可达35天以上[2]。

(2)杀草快。苗后喷洒后,敏感杂草通过叶片吸收,并在植物体内向上、和向下双向传导,施药后2~4天杂草出现中毒症状。杀草速度快于硝磺草酮、烟嘧磺隆,烟嘧磺隆制剂比较慢,一般5-7天后出现白化症状,死亡一般10d后,是目前最快的玉米除草剂。

(3)安全性高。玉米对苯唑草酮的敏感程度低,吸收和传导量少、代谢速度快,可用于绝大多数类型的玉米,对爆裂玉米和甜、糯玉米表现很好的选择性(苯唑草酮可以在甜、糯玉米上用,烟嘧磺隆不行)(烟嘧磺隆一般3-5叶期使用,但苯唑草酮超过6叶仍然可以使用,使用时间更宽泛)。相对烟嘧磺隆单剂及复配制剂抑制玉米8~15天生长,苯唑草酮对玉米植株和根系都不受抑制[3]。

(4)抗性低,目前未发现对苯唑草酮出现抗性的杂草。

(5)对后茬作物影响小。有多种后茬作物可以选择:大豆、马铃薯、白菜、西瓜、白菜等都可以种植,无影响。

制备方法

为了解决苯唑草酮的现有制备技术存在的试剂成本高,危险性高,毒性大,反应条件苛刻,后处理繁琐等问题。研究将化合物A(3-(3-卤代-2-甲基-6-甲砜基苯基)-4,5-二氢异噁唑)和1-甲基-5-羟基吡唑在氰化物,铜盐,配体及有机溶剂存在的条件下反应,反应结束后,使用氰化物淬灭剂的水溶液对反应进行淬灭,得到含有苯唑草酮的反应液。本制备方法能够实现一锅法制备苯唑草酮,原材料价格低且易于购买,无需使用高压一氧化碳参与反应,降低了生产安全风险,整个反应后处理操作简单,反应时间短,副产物少,收率高,三废可控,可满足工业化生产的需求[4]。

有关研究

苯唑草酮不仅杀草谱广且持效期长,有望成为未来玉米田除草剂市场的主流品种。目前为止对于苯唑草酮的环境行为研究甚少,可见报告主要为田间药效试验。室内模拟部分自然条件,对苯唑草酮的特性进行分析。研究不同条件对苯唑草酮光解,水解,以及土壤吸附的影响,从而提高人们对苯唑草酮的认识,并对苯唑草酮的环境行为作出正确的评价,,为苯唑草酮的科学使用提供依据,减少其对环境的污染。

以500W汞灯为光源条件下研究苯唑草酮的光解特性,研究不同缓冲溶液,不同有机溶剂,不同浓度硝酸根,不同浓度腐殖酸以及不同浓度氧化物等对苯唑草酮光解的影响。以pH5,7,9的缓冲溶液为介质研究苯唑草酮在500W汞灯条件下的光解,得出苯唑草酮在三种缓冲溶液中的光解半衰期分别为64.7h,24.1h,33.6h。结果表明,苯唑草酮在中性条件下光解最快,碱性条件下次之,在酸性条件下光解缓慢。有机溶剂中的光解表明乙腈环境下苯唑草酮降解最快,甲醇环境中降解最慢。不同浓度硝酸根对苯唑草酮的影响表现为,低浓度的硝酸根促进苯唑草酮的光解,随着硝酸根浓度的增大促进作用逐渐降低,相反抑制作用增强,200mg/L的硝酸根使光解速率降低了两倍。腐殖酸对苯唑草酮的光解抑制作用非常强烈,5mg/L的腐殖酸使苯唑草酮光解降解速率降低了7倍,50mg/L的腐殖酸使苯唑草酮光解速率降低了8倍。不同氧化物二氧化钛,二氧化硅对苯唑草酮的光解均有促进作用,但效果不显著[5]。

参考文献

[1]刘刚.新型玉米田苗后茎叶处理除草剂苯唑草酮[J].北京农业, 2011.DOI:CNKI:SUN:BJNY.0.2011-16-049.

[2]水清.可用苯唑草酮除玉米田抗性狗尾草[J].农药市场信息, 2012.

[3]刘君良,刘伟堂,李小芳,等.苯唑草酮等3种除草剂对不同玉米品种的安全性[J].农药, 2011, 50(6):3.DOI:10.3969/j.issn.1006-0413.2011.06.012.

[4]曲仁渝,姜宇华,刘玉超,等.一种苯唑草酮的制备方法:CN202210126838.X[P].CN202210126838.X.

[5]邬美男.苯唑草酮的光解,水解与吸附特性研究[D].吉林农业大学,2014.

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