要成为除草科学家就必须了解除草剂的作用机制和分类。今天我们花10分钟完整介绍除草剂作用机制及分类，方便大家应对抗性杂草治理中的各种问题。

1  除草剂作用机制的重要性

       （1）它是抗性杂草治理的重要理论基础。交替使用不同作用机制的除草剂，能预防及解决杂草抗药性问题。相反，交替使用相同作用机制的除草剂，不仅不能延缓或解决抗性，还会由于交互抗性的产生而导致抗性形成速度加快。

       例：对五氟磺草胺产生抗性的稗草，我们不能选用同是ALS抑制剂的双草醚、嘧啶肟草醚来防治，而只能从其它作用机理的除草剂如ACCase抑制剂、HPPD抑制剂等进行防除。

       （2）有利于合理把握除草剂的正确使用技术。不同作用机制的除草剂对杂草的作用部位往往不同。除草剂使用前明确所用除草剂的作用机制，才能制定合理的使用技术。

       如酰胺类除草剂乙草胺、丙草胺和异丙甲草胺等是以脂类合成为靶标，芽前土壤处理后，杂草种子萌发和出土过程中胚芽鞘不断吸收药剂，并在出土前或出土时死亡。如果用药较晚，幼芽及胚芽鞘出土后除草效果就会下降。

       （3）有助于鉴别除草剂药害。相同作用机制的除草剂对作物造成的药害症状基本相同或类似，因此，可以根据除草剂的类别，判断作物的药害症状，也可以用于查明造成作物药害的具体原因。

       例：ACCase抑制剂使用不当对水稻会产生心叶白化、扭曲至干枯死亡。而ALS抑制剂在水稻田使用不当则会造成水稻叶尖干枯、植株黄化、蹲苗等现象。

2  除草剂作用机制归纳

2.1  抑制植物光合作用

       光合作用是植物吸收光能将二氧化碳和水转化为有机物的过程，是植物生长的能量来源。除草剂通过抑制光合作用来切断能量来源致使杂草死亡。

       如三嗪类、取代脲类除草剂，是光合电子传递抑制剂，通过系列反应，使植物光合作用不能正常进行，进而得不到生长必须的能量而死亡。

2.2  破坏植物呼吸作用

       呼吸作用能为植物体的生命活动提供能量。除草剂通过与呼吸作用中某些复合物反应，造成呼吸作用不能正常进行造成杂草死亡。

2.3  抑制植物的生物合成

       包括以下几类：

       （1）抑制植物脂类合成。脂类是植物细胞膜的重要组成成份。乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）是催化脂肪酸合成的关键酶。通过抑制ACCase即可抑制植物脂肪酸合成，致使杂草死亡。

       目前，已知芳氧苯氧丙酸酯类、环己烯酮类除草剂是抑制ACCase的重要除草剂。

       （2）抑制氨基酸及蛋白质的合成。氨基酸是构成植物氨基酸的基本物质，而蛋白质是植物体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。所以抑制氨基酸和蛋白质的合成是对杂草的致命打击。

       例：乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂通过抑制植物乙酰乳酸合成酶活性，导致缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸合成受阻，蛋白质合成停止，使植物细胞分裂不能正常运行而死亡。

       草甘膦作用靶标是植物体5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS），由于抑制了该酶的活性，从而抑制莽草酸向苯丙氨酸、络氨酸及色氨酸的转化，使蛋白质的合成受到干扰导致植物死亡。

       （3）抑制色素生物合成。色素是植物生命活动中的关键因子，例如叶绿体色素与光合作用密切相关。这类作用机制的除草剂主要抑制八氢番茄红素脱氢酶（PDS）及抑制4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）。使用后的典型症状是植物白化至半透明，最终死亡。

       （4）干扰激素平衡。激素对植物的生长发育过程有重要的调控作用。激素类除草剂是人工合成的具有天然植物激素作用的物质，如苯氧羧酸类（2，4-滴与2甲4氯等）、苯甲酸类（麦草畏与草灭畏）等。这些化合物进入植物体后，打破原有的天然植物激素平衡，使植物生长异常，出现扭曲畸形等症状，最终导致植物死亡。

       （5）抑制微管与组织发育。微管是存在所有真核细胞种的丝状亚细胞结构。它在维持细胞形态、细胞分裂、信号转导及物质输送等过程中起着重要作用。

       总之，除草剂就是作用于杂草生命活动中的关键因子，致使杂草生命活动不能正常进行而死亡。

3  除草剂的作用机制分类法

       除草剂抗性委员会（HRAC）公布的除草剂作用机理分类方法以除草剂作用机理为基础，根据除草剂的作用位点，结合化学结构类型和引起的症状表现等对除草剂进行分类。

       将具有相同作用位点或作用机理的除草剂归为一组，用大写英文字母A、B、C、D……Z表示。为了避免与I、O相混淆，在本分类方法中不采用J和Q两个字母。

       有些情况下，如同属C类的光合作用抑制剂，又根据不同除草剂对结合蛋白D1不同的结合方式又分成几个亚类，用C1、C2、C3表示；又如同属F类的色素合成抑制剂，根据造成失绿症状原因不同，也分成F1、F2、F3几个亚类；同样的道理将K类的生长抑制剂又分成K1、K2、K3几个亚类。

       另外，将到目前为止作用位点或作用机制不清楚的除草剂，在明确了它们的作用机制之前全都分到Z类当中。

       一张表让你看清主要作用机制分类、化学结构及常见代表除草剂成分。

表1  除草剂作用机制分类及举例