Классификация и механизм действия гербицидов

Гербициды – средства, используемые для борьбы с сорной растительностью (преимущественно, травянистой). Название образовано от «herb» – «растение» и «cide» – уничтожать, смысловой перевод определения – средства, уничтожающие растения.

Гербициды классификация

Классификация гербицидов помогает грамотно подобрать препарат, учитывая систему соподчиненных групп, исходя из механизма действия, химического состава, способа внесения, срока действия и т.п.

Классификация гербицидов

Классификация гербицидов условно определяет несколько групп:

  • по назначению;
  • по спектру действия/ избирательности;
  • по химическому строению/ действующему веществу (основная группа);
  • по способности перемещаться по растению;
  • по срокам внесения;
  • по способам внесения;
  • по способу проникновения в растение;
  • по формату выпуска / препаративной форме;
  • по длительности действия;
  • по механизму действия (основная группа).

Один препарат одновременно находится в нескольких классификационных группах.

1) по назначению

  • СОБСТВЕННО ГЕРБИЦИДЫ – препараты, искореняющие сорные растения;
  • АРБОРИЦИДЫ – вещества, предназначенные для угнетения кустарниковой растительности и деревьев;
  • АЛЬГИЦИДЫ – средства, эффективные против водной растительности.

Некоторые препараты могут оказывать одновременный эффект в 2-х и более направлениях.

2) по спектру действия (избирательности)

  • ГЕРБИЦИДЫ СПЛОШНОГО ДЕЙСТВИЯ — губительно действуют на любую растительность, находят применение при обработке территории спортивных площадок, оросительных каналов, обочин дорог, железнодорожных магистралей и др.
  • ГЕРБИЦИДЫ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ (селективные) — избирательно повреждают растения, применяются при выращивании сельскохозяйственных культур. Которые. в свою очередь, разделяют на ШИРОКО ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ (например, производные триазина в кукурузных посевах угнетают рост множества сорняков, относящихся как к двудольным, так и к однодольным) и УЗКО ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ.

3) по химическому строению/ действующему веществу

  • АРИЛОКСИАЛКАНКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ — самые применяемые препараты, действуют только на двудольные
  • ДИНИТРОАНИЛИНЫ — подавляют однолетние одно-и двудольные сорняки, на многолетние действуют слабо
  • КАРБАМАТЫ — производные тиокарбаминовой кислоты. Действующие вещества – десмедифам, фенмедифам, просульфокарб.
  • ПРОИЗВОДНЫЕ ДИПИРИДИЛИЯ — оказывают неизбирательное контактное действие на растения. В местах попадания на растения препараты разрушают ткани и быстро (в течение 2-4 суток) вызывают гибель растений. Действующее вещество – дикват. Используют для высушивания растений с целью облегчения уборки картофеля, подсолнечника, или против нежелательной травяной растительности в междурядьях лесных культур.
  • ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА — гербициды сплошного действия. Пиклорам, единственное вещество из этой группы, разрешенное сегодня к применению.
  • ПРОИЗВОДНЫЕ ТРИАЗИНОВ (1,2,4-триазиноны и 1,3,5- триазиноны) – селективные гербициды против двухдольных сорняков. В настоящее время разрешены к применению препараты на основе метамитрона, метрибузина.
  • СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ — массово применяются, широкого спектра действия, гербициды обладают высокой биологической активностью, высокой избирательностью, системным продолжительным действием и стойкостью в биологических средах.
  • ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ – массово применяемые в настоящее время. Среди них – глифосат, который успешно уничтожает многолетние корневищные сорняки (тростник, пырей ползучий, вьюнок, одуванчик, молочай, ромашку и др.)
  • ХЛОРАЦЕТАНИЛИДЫ (амиды, хлорацетамиды) — селективные почвенные гербициды, применяются до сева или всходов культур. Токсичны для злаковых и двудольных сорняков.

4) по способности перемещаться по растению

  • КОНТАКТНЫЕ — вызывают повреждение в месте соприкосновения.
  • СИСТЕМНЫЕ — проникают внутрь растения и с сокодвижением  распространяются по органам, обусловливая общее поражение.

5) по срокам внесения

  • ДОВСХОДОВЫЕ – обработка может проводиться до, во время или после посева
  • ПОСЛЕВСХОДОВЫЕ – обработка проводится одновременно с появлением первых всходов, во время кущения растений и при достижении сорняками определенной высоты (около 5-15 см).

6) по способу внесения

  • ЛИСТОВЫЕ ГЕРБИЦИДЫ — применяют при борьбе с вегетирующими растениями, их наносят на надземные части – побеги, листья и т.д. Обработку обычно проводят путем опрыскивания.
  • КОРНЕВЫЕ (ПОЧВЕННЫЕ) ГЕРБИЦИДЫ — вносятся во влажную почву гранулами или через полив, в т.ч. капельный

7) по способу проникновения в растение

Контактные препараты отличаются низкой подвижностью в растениях, поэтому внутрь практически не проникают. Поглощение системных гербицидов происходит либо через листья, либо через корни, это зависит от способа внесения и действующего вещества.

Действующее вещество попав на поверхность листа, средство может:

  • остаться на поверхности (сульфат железа),
  • раствориться в воске кутикулы (ароматические масла),
  • проникнуть в водную фазу эпидермальных клеток (бромоксинил),
  • проникнуть во флоэму через симпласт (2,4-Д).

При корневом внесении системные гербициды адсорбируются корневыми волосками и далее перемещаются с акропетальным током жидкости.

Большинство современных гербицидов действуют на растения через ферментные системы.

8) по формату выпуска / препаративной форме

Гербициды производят в виде смачивающихся порошков, гранул, концентратов эмульсий и концентратов суспензий.

9) по длительности действия

  • до 1-го месяца (2.4-Д, Глифосат, 2М-4Х, Фенмедифам)
  • 1-3 месяца (Бентазон, Прометрин)
  • 3-6 месяцев (Изопротурон)
  • 6-12 месяцев (Дикамба, Ленацил)
  • Более 12-ти месяцев (Пиклорам, Метрибузин, Прометрин, Пиклорам)

10) по механизму действия (основная классификация гербицидов)

В зависимости от механизма действия действующие вещества гербицидов:

  • разрушают мембраны клеток;
  • подавляют образование аминокислот;
  • проявляют гормоноподобное действие;
  • угнетают синтез жиров;
  • угнетают фотосинтез;
  • ингибируют образование пигментов;
  • ингибируют меристематический митоз.

Другие, более малочисленные препараты, имеют иные механизмы действия: нарушают транспорт ауксинов, подавляют образование целлюлозы или имеют не выясненные закономерности воздействия на растения.

Данная классификация гербицидов условная, и может меняться.

Механизмы действия гербицидов

РАЗРУШЕНИЕ МЕМБРАН КЛЕТОК (бипиридилы, триазолиноны, дифенилэфиры)После абсорбции тканями листьев образуют свободные радикалы, оказывающие повреждающее действие на мембраны клеток.

Активные формы кислорода вступают с остатками жирных кислот во взаимодействие, и запускается реакция перекисного окисления липидов. Мембраны повреждаются, содержимое клеток переходит в межклеточное пространство. На солнце этот процесс происходит быстрее. Вначале происходит размокание, а затем некроз и иссушение тканей.
Симптомы повреждения этими гербицидами развиваются быстро, в течение нескольких часов.
ПОДАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ (имидазолиноны, сульфонилмочевины, производные фосфоновой кислоты)Препараты в растении перемещаются в места максимальной активности метаболизма – в меристему, поступая в нее через корни и листья и двигаясь по флоэме и ксилеме. 

Так, например, сульфонилмочевины и имидазолиноны прекращают выработку некоторых аминокислот (лейцин, изолейцин, валин) в хлоропластах, блокируя фермент ацетолактат-синтазу.

Угнетение образования аминокислот приводит к тому, что в растениях возникает недостаток структурных белков, из-за чего подавляются процессы роста и развития. Гербициды, ингибирующие синтез аминокислот, действуют относительно медленно, эффект развивается за несколько дней.
ГОРМОНОПОДОБНЫЕ ПРЕПАРАТЫ (феноксиуксусные, хинолинкарбоновые, бензойные, пиридинкарбоновые кислоты)Заменяют естественные гормоны растений, эффективнее всего проявляют свое действие в двудольных сорняках, растущих в посевах зерновых, потому что в зерновых они слабо передвигаются.

Применение наиболее оправдано в начальные фазы роста сорняков. После всасывания через корни и листья гормоноподобные гербициды оказывают токсическое действие на растения.

Особенности этого действия известны не для всех гербицидов. В ряде случаев под влиянием препаратов инициируется процесс образования этилена, который вызывает угнетение роста в длину побегов или корней.

При этом, клетки растений увеличиваются в своих размерах, не успевая запасать питательные вещества.

Это приводит к постепенному истощению сорняка и вызывает гибель.
УГНЕТЕНИЕ СИНТЕЗА ЖИРОВ (циклогександионы, бензофураны, арилоксифеноксипропионаты)Подавляют образование жирных кислот, обладают высокой степенью избирательности в отношении одно- и многолетних злаков. Ими обрабатываются вегетирующие части растений. Перемещаются с флоэмным током по симпласту в места активного роста.

Как правило, подавляют ацетил-коэнзим-А карбоксилазу, отвечающую за начальные стадии образования молекул жирных кислот. Из-за нарушения их синтеза вторично угнетается формирование клеточных мембран.

В итоге рост растений приостанавливается почти сразу, а в дальнейшем появляются и другие симптомы повреждения. Гибель сорняков происходит через 10-14 дней.
УГНЕТЕНИЕ ФОТОСИНТЕЗА (триазины, пиридазиноны, карбаматы, триазиноны (системные), нитрилы, тиадиазины (контактные)Блокируют процесс превращения солнечной энергии в химическую. Как правило, наиболее токсичны для двудольных, иногда – для злаков.

Системные ингибиторы фотосинтеза проникают в растение через корни с ксилемным током и переходят внутрь хлоропластов, где нарушают работу белка электронтранспортной сети, вступая с ним в химическую реакцию.

Контактные препараты ограниченно движутся по симпласту в побегах. Они также способны блокировать электронтранспортную цепь, к тому же, они могут разобщать процесс фосфорилирования во время фотосинтеза, что приводит к прекращению запасания клетками энергии в виде АТФ.
ПОДАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ПИГМЕНТОВ (изоксазолидиноны, циклогександионы, некоторые фторсодержащие гербициды (флурохлоридон)Передвигаются больше по ксилеме, так что лучше проявляют свой эффект при внесении в почву. После проникновения в растение перемещаются в ламеллы хлоропластов, где подавляют образование хлорофиллов и каротиноидов, необходимых для осуществления процесса фотосинтеза.

Каротиноиды переносят световую энергию к хлорофиллу и защищают его от фотоокисления, поэтому при нарушении их образования происходит обесцвечивание хлорофилла и потеря им основных свойств.

Подавление синтеза каротиноидов может осуществляться разными путями. Например, флурохлоридон осуществляет это путем ингибирования фермента фитоеновой десатуразы, а бензоилциклогександионы угнетают образование пигментов в растении, подавляя энзим 4 – гидроксифенилпируватдиоксигеназу.
Изоксазолидинон кломазон вредит сорнякам угнетением образования ди- и тетратерпенов (предшественников гиббереллинов, отвечающих за развитие и рост растений). Дитерпены входят в состав молекул хлорофилла, так что ингибирование их образования также приводит к уменьшению образования последнего.
ИНГИБИРОВАНИЕ МИТОЗА (хлорацетамиды, динитроанилины)Подавляют деление клеток в меристеме, угнетая рост проростков. При этом, хлорацетамиды подавляет меристему побегов, а динитроанилины – корней.

Динитроанилины угнетают поздние стадии процесса митоза, прекращая образование белка тубулина, из которого состоят микротрубочки, участвующие в процессе расхождения хромосом при клеточном делении. Рост корней в результате задерживается, питание растений нарушается, сорняки гибнут.

Хлорацетамиды блокируют образование длинноцепочечных жирных кислот, нарушая формирование новых клеток при делении.
Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Оставить комментарий

* - поля, обязательные для заполнения