除草剂——按"靶标"分清杀什么草

实用知识详解

一、除草剂四维分类

1. 按作用性质分——选择性vs灭生性

2. 按作用方式分——触杀vs内吸

3. 按施药方法分——土壤封闭vs茎叶处理

4. 按HRAC作用靶标分——核心分类（重点）

HRAC（除草剂抗性行动委员会）按作用机理编号分组，中国参照分35组。记住最常用的几组：

二、各大类详解

1. ACCase抑制剂（HRAC 1）——"禾本科专杀"

• 机理：抑制乙酰辅酶A羧化酶→脂肪酸合成受阻→细胞膜磷脂合成受阻→分生组织坏死
• 特点：只杀禾本科杂草（稗草、马唐、狗尾草、千金子），对阔叶作物安全
• 水稻常用：氰氟草酯（稗草/千金子）、噁唑酰草胺（稗草）
• 小麦常用：精噁唑禾草灵（加安全剂，小麦专用）、炔草酯（看麦娘/野燕麦）
• 注意：水稻和小麦本身是禾本科，用ACCase除草剂必须靠选择性（水稻能代谢降解、小麦加安全剂）

2. ALS抑制剂（HRAC 2）——"超高效广谱"

• 机理：抑制乙酰乳酸合成酶→支链氨基酸（缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸）合成受阻→杂草饿死
• 特点：用量极低（几克/亩）、广谱，但最易产生抗性
• 水稻常用：苄嘧磺隆（阔叶+莎草）、吡嘧磺隆、五氟磺草胺（稗草+阔叶）、双草醚
• 小麦常用：苯磺隆（阔叶草）、双氟磺草胺、甲基二磺隆（禾本科恶性草如雀麦）
• 注意：部分品种残效期长，影响后茬（如氯嘧磺隆对后茬大豆药害）

3. 生长素模拟物（HRAC 4）——"扰乱激素"

• 机理：模拟植物生长素→细胞异常分裂→维管组织破坏→畸形死亡
• 特点：低浓度刺激异常生长，高浓度抑制分生组织
• 水稻常用：二氯喹啉酸（稗草）
• 小麦常用：2,4-D/2甲4氯（阔叶草）、麦草畏
• 注意：2,4-D飘移易伤阔叶作物（棉花/果树），大风天禁用

4. 光合作用抑制剂（HRAC 5/6）——"饿死杂草"

• 机理：结合叶绿体光系统II(PSII)的D1蛋白→阻断电子传递→光合作用停止→单线态氧产生→脂质过氧化→膜破坏→叶片黄化干枯
• 代表：莠去津（玉米田经典）、扑草净（水稻田）、敌稗（水稻田触杀）
• 注意：主要通过根系吸收，土壤处理为主

5. EPSPS抑制剂（HRAC 9）——草甘膦

• 机理：抑制莽草酸途径关键酶EPSPS→芳香族氨基酸（色氨酸/酪氨酸/苯丙氨酸）合成受阻→蛋白质合成中断→生长点死亡
• 特点：内吸传导、除根、广谱灭生、易降解无残留
• 全球销售量最大的除草剂，占除草剂市场21.6%
• 用途：非耕地、田埂、果园行间定向喷雾、免耕播种前灭茬
• 注意：转基因抗草甘膦作物（大豆/玉米）可直接全田喷，国内非转基因田需定向喷雾

6. 谷氨酰胺合成酶抑制剂（HRAC 10）——草铵膦

• 机理：抑制谷氨酰胺合成酶→氨无法转化→氨积累→膜pH梯度破坏→光磷酸化解偶联→光合系统I和II均受抑制→细胞破坏→黄化干枯
• 特点：触杀为主（不除根，但速效）、灭生性、半内吸
• 用途：果园定向、非耕地、抗草铵膦转基因作物田
• 与草甘膦对比：草甘膦除根但慢，草铵膦速效但不除根——多年生深根杂草用草甘膦，一年生浅根用草铵膦

7. 土壤封闭剂（HRAC 15）——酰胺类

• 机理：抑制超长链脂肪酸合成酶→蜡质和质膜形成受阻→幼芽不能出土
• 代表：乙草胺（玉米/大豆/小麦）、丁草胺/丙草胺（水稻）
• 用途：播后苗前/移栽前土壤处理，杀萌芽期杂草
• 注意：要求土壤有一定湿度，干旱效果差

8. HPPD抑制剂（HRAC 27）——"白化除草"

• 机理：抑制HPPD酶→质体醌合成受阻→间接抑制八氢番茄红素脱氢酶→类胡萝卜素合成受阻→叶绿素失去保护被光氧化→白化死亡
• 代表：硝磺草酮（玉米田）、双环磺草酮
• 症状：杂草叶片白化后干枯

三、水稻田除草方案

水稻田杂草分三类：禾本科（稗草、千金子）、阔叶（鸭舌草、陌上菜）、莎草（三棱草、碎米莎草）。

封闭（移栽后5-7天或直播后）：

• 丁草胺/丙草胺（酰胺类HRAC 15）+ 苄嘧磺隆（ALS HRAC 2）
• 毒土撒施，保持3-5cm水层5-7天

茎叶处理（杂草2-4叶期）：

• 禾本科：氰氟草酯/噁唑酰草胺（ACCase HRAC 1）
• 阔叶+莎草：苄嘧磺隆/吡嘧磺隆（ALS HRAC 2）
• 综合：五氟磺草胺（ALS，稗草+阔叶+莎草）

抗性管理： 稗草对苄嘧磺隆/二氯喹啉酸已有抗性，轮换ACCase类（氰氟草酯）

四、小麦田除草方案

小麦田杂草：禾本科（看麦娘、野燕麦、节节麦）、阔叶（猪殃殃、播娘蒿、荠菜）。

封闭（播后苗前）：

• 乙草胺（酰胺类HRAC 15）+ 吡氟酰草胺（HRAC 12类胡萝卜素抑制）

茎叶处理（杂草2-5叶期，11月-翌年3月）：

• 禾本科：精噁唑禾草灵（加安全剂，小麦专用）、炔草酯
• 阔叶：苯磺隆（ALS）、双氟磺草胺、2,4-D/2甲4氯
• 恶性禾本科（节节麦/雀麦）：甲基二磺隆

关键提醒：

• 小麦除草秋治优于春除——11月杂草小、抗性弱、温度适宜
• 春季拔节后除草药害风险大，慎用

五、灭生性除草剂（田埂/非耕地）

• 草甘膦（EPSPS）：内吸除根，7-15天见效，多年生深根杂草首选
• 草铵膦（谷氨酰胺合成酶）：触杀速效，2-5天见效，一年生浅根杂草
• 敌草快（PSI干扰）：触杀极速，1-3天干枯，快速清茬
• 注意：定向喷雾，不能飘到作物上

学科知识延伸：植物生理学——除草剂怎么"杀草"的？

除草剂的作用靶标都在植物特有的代谢通路上——这些通路动物没有，所以除草剂对人畜低毒。

一、光合作用干扰（PSII抑制剂）

植物靠光合作用制造有机物，除草剂切断这条"粮食线"：

光系统II（PSII）的工作原理：

• 叶绿体类囊体膜上的PSII复合体负责光反应的第一步
• 光能激发电子→电子经电子传递链传递→最终用于合成ATP和NADPH
• D1蛋白是PSII的核心蛋白，电子从QA传到QB

除草剂（莠去津/扑草净）怎么破坏：

• 结合D1蛋白的264位丝氨酸→电子从QA无法传到QB→电子传递链中断
• 光能无处释放→形成三线态叶绿素→与氧气反应生成单线态氧
• 单线态氧是强氧化剂→从膜脂中夺取氢→脂质过氧化→细胞膜破坏→内容物泄漏→叶片黄化干枯

杂草为什么"饿死"： 光合作用停止=不能合成有机物=没有能量来源=饥饿死亡。

二、氨基酸合成抑制——草甘膦和ALS类

莽草酸途径（草甘膦靶标）：

• 莽草酸途径是植物和微生物独有的代谢通路（动物没有）
• 终产物是三种芳香族氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸
• 这些氨基酸是蛋白质、激素（吲哚乙酸来自色氨酸）、木质素的原料

草甘膦（EPSPS抑制剂）：

• 抑制5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）
• 芳香族氨基酸合成中断→蛋白质合成受阻→生长点死亡
• 内吸传导：被茎叶吸收后传导到分生组织（根尖/茎尖）→全株死亡
• 这就是为什么草甘膦能除根——它传导到根系分生组织

ALS途径（磺酰脲类靶标）：

• 乙酰乳酸合成酶（ALS）催化支链氨基酸（缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸）合成的第一步
• ALS类除草剂抑制ALS→支链氨基酸合成中断→蛋白质合成受阻
• 超高效：ALS酶对药剂极敏感，所以用量极低（几克/亩）
• 最易抗性：ALS基因单点突变即导致高抗——这是全球抗性最严重的除草剂类别

三、脂肪酸合成抑制（ACCase抑制剂）

植物细胞膜的磷脂需要脂肪酸，脂肪酸由乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）催化合成：

ACCase抑制剂（精喹禾灵/烯草酮）：

• 抑制ACCase→脂肪酸合成受阻→磷脂合成受阻→新细胞膜无法形成
• 分生组织（根尖/茎尖）细胞分裂最活跃、需要大量新膜→最先受影响→坏死
• 选择性原理：禾本科植物的ACCase对药剂敏感，阔叶植物的ACCase结构不同不敏感→只杀禾本科杂草、对阔叶作物安全

四、类胡萝卜素合成抑制（HPPD抑制剂）——"白化"原理

类胡萝卜素是叶绿素的"保镖"——它能清除光合作用产生的活性氧，保护叶绿素不被光氧化。

HPPD抑制剂（硝磺草酮）：

• HPPD酶催化尿黑酸→尿黑酸的代谢产物是质体醌(PQ)的前体
• 抑制HPPD→PQ合成受阻→间接抑制八氢番茄红素脱氢酶→类胡萝卜素合成受阻
• 类胡萝卜素缺乏→叶绿素失去保护→被光氧化破坏→叶片白化
• 白化后无叶绿素=无光合作用=饥饿死亡

五、生长素模拟（2,4-D）——"激素紊乱"原理

植物生长素（吲哚乙酸IAA）调控细胞伸长和分裂。

2,4-D的作用：

• 结构类似生长素→结合生长素受体→模拟生长素效应
• 低浓度：异常刺激RNA/DNA/蛋白质合成→细胞失控分裂→维管组织紊乱
• 高浓度：抑制分生组织→生长停滞
• 结果：阔叶杂草畸形扭曲→维管束破坏→死亡
• 选择性原理：禾本科植物对2,4-D不敏感（代谢降解快/受体差异）→只杀阔叶草

六、为什么除草剂对动物低毒？

所有除草剂靶标都是植物特有的代谢通路：

• 光合作用（PSII/PSI）：动物无叶绿体，无光合作用
• 莽草酸途径（EPSPS）：动物没有，芳香族氨基酸靠食物摄取
• 支链氨基酸合成（ALS）：动物没有，靠食物摄取
• 脂肪酸合成（ACCase）：动物ACCase结构不同，不受影响
• 类胡萝卜素合成（HPPD）：动物无此通路
• 生长素（2,4-D）：动物无植物激素系统

这就是除草剂"高效低毒"的生理学基础——打的是植物独有的"命门"。

信息来源

1. 科普中国《除草剂杀草原理及分类解析》
    - 按作用方式/化学结构/HRAC分类、各类机理（https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&ar_id=169104 ）
2. 《除草剂作用机理分组及各组别中有效成分汇总》
    - HRAC 35组完整分组表、作用靶标与生理生化反应（https://jsppa.com.cn/article.php?id=16233 ）
3. 《一文了解除草剂超详细完整分类》
    - 按作用方式/靶标分类详解（https://h5detail.yiyouliao.com/rivers/newsfeed/1536235174142947329/ID2B7R1CM70WV32.html ）
4. 众邦生物《除草剂分类》
    - 选择性/灭生性、触杀/内吸、土壤/茎叶处理（https://ahzhongbang.com/news_detail/52 ）
5. 中国油料作物学报《油菜抗除草剂机理与种质创制研究进展》
    - 草甘膦/草铵膦/ALS靶标机理、8类除草机理分类（http://www.jouroilcrops.cn/CN/10.19802/j.issn.1007-9084.2020354 ）

一句话总结

除草剂打的是植物独有"命门"——光合作用/莽草酸途径/脂肪酸合成/生长素——动物没有这些通路，所以对草高效、对人低毒。

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