[科普中國(guó)]-芳氧苯氧丙酸

芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑

芳氧苯氧丙酸類(lèi)(Aryloxyphenoxypropionate，APP)除草劑是防除禾本科雜草的重要除草劑類(lèi)型之一，它是20世紀(jì)60年代由Hoechst公司在將2,4-滴結(jié)構(gòu)中的苯基用二苯醚替換后，并進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)了化合物禾草靈的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的。1971年，確立了該類(lèi)除草劑的結(jié)構(gòu)模式，母環(huán)由A與B組成。從1975年開(kāi)始，許多農(nóng)藥公司對(duì)其原有模式結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾和改造，將一邊的A苯環(huán)改變?yōu)殡s環(huán)或稠環(huán)，并向環(huán)中引入活性基團(tuán)F原子等，得到了一系列活性更高、選擇性更好的除草劑1。

芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑的除草機(jī)理APP類(lèi)除草劑主要是抑制禾本科植物體內(nèi)的乙酰輔酶A羧化酶(Acetyl-CoACarboxylase,ACCase,EC6.4.1.2)的活性，進(jìn)而抑制脂肪酸的合成。脂肪酸在植物體內(nèi)具有重要的生理作用，它是甘油三酯的基本結(jié)構(gòu)成分，而甘油三酯是主要的貯能、供能物質(zhì)，由其轉(zhuǎn)化成的磷脂又是細(xì)胞膜的組成成分。脂肪酸還可轉(zhuǎn)化成調(diào)節(jié)代謝的激素類(lèi)物質(zhì)。ACCase是脂肪酸生物合成中的關(guān)鍵酶，由約200至240KD的2個(gè)亞單位組成。

植物體內(nèi)的ACCase含有共價(jià)結(jié)合的α-生物素，它在催化ATP的生物素梭化作用點(diǎn)與二價(jià)金屬離子之間作為梭基載體，進(jìn)而梭基轉(zhuǎn)移于乙酰輔酶A。丙二酰輔酶A是ACCase催化乙酰輔酶A所得的產(chǎn)物，也是脂肪酸和類(lèi)黃酮生物合成過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵中間產(chǎn)物。APP類(lèi)除草劑抑制丙二酰輔酶A的生成，在進(jìn)一步合成脂肪酸的過(guò)程中，進(jìn)而形成油酸、亞油酸、亞麻酸、蠟質(zhì)層和角質(zhì)層的過(guò)程受阻，導(dǎo)致植物的膜結(jié)構(gòu)迅速破壞，透性增強(qiáng)，最終導(dǎo)致植物的死亡。

芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑的生態(tài)毒性除草劑應(yīng)用過(guò)程中，除一部分藥劑附著于植物上，其余大部分散落在土壤、大氣和水等環(huán)境中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在植物、土壤、大氣、水中沒(méi)有被分解的藥劑或其有毒代謝物，就形成了除草劑殘留。目前的研究結(jié)果表明除草劑殘留己經(jīng)對(duì)作物、土壤、乃至動(dòng)植物、人類(lèi)造成嚴(yán)重危害。

芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑在環(huán)境中的殘留商品化的芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑通常被加工成酯類(lèi)，使得其更容易被雜草所吸收；但通常酯類(lèi)物質(zhì)的溶解度較小，吸附性較強(qiáng)，因此不容易淋溶，而更容易吸收在土壤中。如噁唑禾草靈在稻田土中的吸附平衡符合Freundlich等式，土壤吸附系數(shù)Koc為6800，表明噁唑禾草靈與土壤間具有很強(qiáng)的吸附力。土壤中，噁唑禾草靈迅速分解為自由酸，可以與土壤顆粒穩(wěn)定結(jié)合。這種與土壤形成的結(jié)合可以阻止噁唑禾草靈酸通過(guò)土壤斷層滲入地下水中。Smith等研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)一塊麥地施藥后，約有27%的禾草靈(DM)被小麥截獲，73%進(jìn)入到土壤中。在土壤中，DM在9d內(nèi)就能完全降解為禾草靈酸(DC)。而DC的降解速度要慢得多，施藥126d后，表層7.5cm的土壤中仍有19%的殘留量。Hill等人對(duì)包括噁唑禾草靈酸在內(nèi)的9種不同類(lèi)型的除草劑分別在5種土壤中的淋溶性進(jìn)行比較，亦得出噁唑禾草靈酸不易被雨水淋溶于地下。但是，DM經(jīng)土壤表面施用后，風(fēng)蝕損失量要比與土壤結(jié)合的量高3倍，因此，風(fēng)蝕沉積物中的DM在環(huán)境中的遷移對(duì)大氣和水質(zhì)量有一定的潛在影響。

芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑對(duì)生物的毒害除草劑在環(huán)境中的殘留，無(wú)論對(duì)于土壤生物、水生生物還是對(duì)哺乳動(dòng)物和人都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的毒害。石晶波等研究精噁唑禾草靈對(duì)土壤中細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌等三大類(lèi)微生物數(shù)量表現(xiàn)出抑制作用，對(duì)土壤中過(guò)氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶等的活性也有抑制作用。湯富彬研究表明供試土樣(青紫泥)經(jīng)精噁唑禾靈處理后培養(yǎng)，土壤中的細(xì)菌(Bacteria)種群數(shù)量在70d培養(yǎng)期內(nèi)與對(duì)照組相比均有不同程度增加；而放線(xiàn)菌(Actinomyce)和真菌(Fungi)的生長(zhǎng)均受到一定的抑制，真菌受抑制的作用尤其明顯。

芳氧苯氧丙酸類(lèi)除草劑對(duì)水生動(dòng)植物及陸地非靶標(biāo)動(dòng)植物都具有潛在的風(fēng)險(xiǎn)。已有大量研究表明，該類(lèi)除草劑會(huì)對(duì)農(nóng)作物和非靶標(biāo)動(dòng)植物產(chǎn)生急性和慢性危害。1mg/L的精噁唑禾草靈和氟氰草酯就能減少三葉浮萍葉綠素a和葉綠素b的含量，濃度越大抑制作用越明顯。當(dāng)2種農(nóng)藥聯(lián)合作用于三葉浮萍時(shí)，還能夠表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應(yīng)2。