除草劑安全劑的應用研究進展

劉亞新++金晨鐘++李靜波

摘要 除草劑的發現和發展為我國乃至世界農業生產做出了巨大貢獻。除草劑使用的關鍵是提高選擇性，除草劑安全劑在提高除草劑的選擇性上起了重要作用。本文較為系統地介紹了除草劑安全劑類型，并展望了安全劑的發展前景。

關鍵詞 除草劑安全劑；類型；機理

中圖分類號 S482.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）18-0155-03

Research Progress on Application of Herbicide Safener

LIU Ya-xin 1 JIN Chen-zhong 1，2 LI Jing-bo 1，2 *

（1 Key Laboratory of Pesticide Harmless Application，Hunan University of Humanities，Science and Technology，Loudi Hunan 417000；

2 Farmland Weed Control Technology and Application Collaborative Innovation Center，Hunan University of Humanities，Science and Technology）

Abstract The discovery and development of herbicide made great contributions to the agricultural production of our country and the world. Selectivity was the precondition of herbicide application and herbicide safeners played an important role in the selection of herbicides. This paper systematically introduced varieties，and the prospect of herbicide safeners.

Key words herbicide safener；type；mode of action

從發現到廣泛推廣應用至今，除草劑為我國乃至是世界的農業生產做出了重大的貢獻。但由于除草劑的選擇性局限，使得除草劑不能在一些敏感作物中使用。為解決除草劑選擇性差的難題，除草劑安全劑應運而生。

除草劑安全劑（safener）又稱為解毒劑（antidote）或保護劑（protectant），簡單說來，是指用來保護作物免受除草劑的藥害，從而增加作物的安全性和改進雜草防除效果的化合物[1]。解決除草劑選擇性差的方法有2種：一是研發具有選擇性的常規除草劑；二是在除草劑中加入安全劑來增強除草劑的選擇性。但由于前者投入大、技術要求高、不確定性大，所以研究者傾向于利用安全劑來增強除草劑的選擇性。

1 除草劑安全劑的研究現狀

1947年Hoffmann發現，將2，4-D施加到之前用2，4，6-涕處理過的番茄，番茄不會產生藥害；將燕麥靈施加到之前用2，4-D處理過的小麥上，小麥不會產生藥害。Hoffmann認為這并不是一種偶然現象，經過對這種相互關系的長期研究，其于1962年首次提出了安全劑這一概念。經過幾年研究，Hoffmann研發出了1，8-萘二甲酸酐（NA），NA是第一個安全劑，在向用NA處理過的玉米施用硫代氯基酸酯除草劑時不會產生藥害。NA于1972年被Gulfoil公司進行商品化后投入市場使用。隨后有數百種具有安全劑作用的化合物被研究出來，目前有30余種已經被商品化[2-4]。

2 除草劑安全劑的種類及應用

根據化合物的結構差異可以將除草劑安全劑分為磺酰脲（胺）類、二氯乙酰胺類、雜環類、萘酸酐類、肟醚類、殺菌劑類、植物生長調節劑類等。安全劑種類非常多，一部分安全劑已經被商品化，其他安全劑的商品化也正在推進中[5]。

2.1 NA

1969年，Hoffmann研究得出NA可以作為許多除草劑的安全劑的結論之后，Gulfoil公司于1972年將NA商品化之后推向市場。鄭伯霖等[6]對NA保護作物的機制進行了深入研究。還有學者發現NA還可作為異惡草酮、苯磺隆、氟嘧磺隆、煙嘧磺隆等磺酰脲類除草劑的安全劑[7-9]。研究表明，煙嘧磺隆（0.04 kg/hm2）與特丁磷（9.8 kg/hm2）混合使用可使玉米芽鮮重降低85%，而加入NA（0.5%，w/w）后玉米芽鮮重僅降21%[8]。近來研究發現，NA對抗性玉米的保護系數為3～4倍，對敏感性玉米的保護系數為7.5倍[10]。

2.2 二氯丙烯胺（dichlormid）

由美國Stauffer公司研發的安全劑二氯丙烯胺（N -二烯丙基-2，2-二氯乙酰胺）俗稱氯草烯安，是一種能夠解除與其結構相似的除草劑，如乙草胺、異丙甲草胺、某些磺酰脲[10]對作物產生藥害的安全劑。用二氯丙烯胺對玉米使用8.96 kg/hm2的劑量處理后可顯著降低藥害。在配制菌達滅種衣劑、土壤處理劑時用二氯丙烯胺作為復配助劑可減少藥害。

2.3 解草酮（benoxacor）

Ciba-Geigy公司研發的安全劑解草酮（4-二氯乙酰基-3，4-二氫-3-甲基-2H -1，4-苯并噁嗪）可作為異丙甲草胺、氯乙酰胺類等除草劑Emethenamid（SAN582H）的安全劑[11]。異丙甲草胺施加到玉米時若加入0.06～0.12 kg/hm2的解草酮作為安全劑可減少對玉米的藥害。

2.4 肟醚安全劑

Ciba-Geigy公司研發的商品名為Coneep的安全劑解草胺腈（cyometrinil，氰基甲氧基亞氨基苯乙腈）對異丙甲草胺等除草劑的解毒作用較二氯丙烯胺好。解草胺腈用作種衣劑可以減少異丙甲草胺對高粱和水稻的藥害。研究發現，解草胺腈也可以對膦酸磺酸酯產生的藥害有較好的解毒作用[12]。endprint

與解草胺腈有著相似功能的氟草肟[fluxofenim，4-氯苯基-2，2，2-三氟甲基酮肟（1，3-二氧戊環-2-基）甲基醚]和解草腈[oxabetrinil，α-（1，3-二氧戊環-2-基）甲氧基亞氨基苯乙腈]能夠提高異丙甲草胺、甲草胺等除草劑和選擇性減少對玉米的藥害。研究發現，向二甲酚草胺除草劑中加入解草腈和氟草肟時可在一定程度上減少對高梁的藥害[13]。

2.5 解草唑（fenchlorazole）

Hoechst公司開研發的商品名為Puma的除草劑的有效成分為解草唑[1-（2，4-二氯苯基）-5-氯甲基-1H-1，2，4-三唑-3-甲酸乙酯]和噁唑禾草靈。適用于除小麥、黑麥中的一年生的禾本雜草。Puma為一種芽后除草劑，添加解草唑保護作物免受噁唑禾草靈藥害[14]。

2.6 解草啶（fenclofim）

Ciba-Geigy公司研發的安全劑解草啶（2-苯基-4，6-二氯嘧啶），在苗前處理種子可以減輕直播田丙草胺對水稻的藥害。商品名為Sofit的除草劑的主要成分為丙草胺和解草啶，加入解草啶后大大提高了Sofit對水稻的選擇性，Sofit可以用于防除水稻田中的鴨舌草、稗草、異型莎草等雜草，防除效果達到90%以上[11]。

2.7 吡唑解草酯（mefenpyr-diethyl）

AgrEvo公司研發的安全劑吡唑解草酯[1-2，4-二氯苯基-4，5-二氫-5-甲基-1H-吡唑-3，5-二甲酸二乙酯]與除草劑精噁唑禾草靈聯用能減少對小麥、黑麥、大麥等作物的藥害[14]。

2.8 解草胺（flurazole）

Ciba-Geigy公司和Monsanto公司研發的安全劑解草胺（2-氯-4-氟甲基-5-噻唑甲酸芐酯）常被用作種衣劑來減輕異丙甲草胺、乙草胺對高粱的藥害。同時，解草胺也可作為氟嘧磺隆、特丁磷、氟嘧磺隆對玉米的安全劑[10]。

2.9 解毒喹（Cloquintocet-mexyl）

Ciba-Geigy公司研發的安全劑解毒喹（5-氯-8-喹啉基氧乙酸-1-甲基已基酯）可以加強除草劑Clodinafop-propargyl在谷類作物中的解毒作用，從而達到增強Clodinafop-propargyl選擇性的目的[15]。

2.10 BAS145138

由BASF公司研發的安全劑BAS145138 [1-二氯乙酰基-六氫-3，3，8-三甲基吡咯[1，2-a]嘧啶-6（2H）-酮]處理玉米種子可以減輕異丙甲草胺、乙草胺對玉米的傷害。BAS145138用作除草劑XRD2498的安全劑時具有良好的選擇性。向玉米中施用0.03 kg/hm2 XRD2498時可使玉米芽長、芽鮮重、芽干重分別減少46%、41%、34%，若向XRD2498中加入0.4 kg/hm2 BAS145138后則只減少4%、6%、4%。

2.11 MON213900

Ciba-Geigy公司研發的安全劑MON213900[1-二氯乙酰基-2，2-二甲基-5-（2-呋喃基）噫唑烷]與鹵代酰胺類除草劑同時施用時可減少對玉米的藥害。如向玉米中施用2 kg/hm2劑量的除草劑ClCH2CON（CH2CH2OCH3）時會產生藥害，但在加入0.5 kg/hm2的MON213900后其藥害明顯降低。另外，MON213900也能減少某些磺酰脲除草劑對玉米的藥害。

2.12 解草烷（MG2191）

匈牙利科學院化學中心研究院和Nitrokenia制藥廠研制的高效安全劑解草烷（2-二氯甲基-2-甲基-1，3-二氧戊烷）能夠提高硫代氨基甲酸酯、氯乙酰苯胺類除草劑的選擇性減輕對玉米的藥害[16]。當用0.2 kg/hm2劑量MG2191與撲草滅、蘇達滅同時施用可保護作物免受藥害。

2.13 喹啉衍生物安全劑

近幾年，對新型安全劑喹啉衍生物的研究比較多，已發表20余篇專利文獻。喹啉衍生物可作為某些嘧啶類、環己二酮類、磺酰脲類、三嗪類等除草劑對小麥、玉米、大麥等作物的安全劑[14]。特丁磷與煙嘧磺隆混用對玉米的藥害能夠被5-氯喹啉-8-氧基乙酸酯緩解。

2.14 磺酰脲（胺）類安全劑

某些化合物本身是一種高效除草劑，但其也能用作其他除草劑的安全劑，如磺酰脲類化合物。研究發現，磺酰胺和磺酰脲可分別緩解某些磺酰脲除草劑對水稻、玉米的傷害[14]。

2.15 其他安全劑

研究者在研制新化合物作為安全劑的同時，還對一些植物源材料用作除草劑安全劑進行了試驗。2012年，李靜波[17]研究發現，川芎提取物針能夠降低精異丙甲草胺對水稻的藥害作用。2013年，趙建[18]的研究表明，花椒提取物能解除異丙甲草胺的脅迫，起到明顯保護水稻的作用。

3 除草劑安全劑的作用機理研究現狀

從1962年安全劑的概念被提出來之后，對于安全劑作用機理的研究也不斷深入。但由于安全劑種類較多且作用較復雜，因此安全劑對除草劑的解毒作用并無被廣泛接受的結論。但目前有幾種關于安全劑作用機理的假設：①安全劑通過上述過程的綜合而發揮保護效應[19-23]。②安全劑干擾除草劑的吸收和傳導[17]。③安全劑促進除草劑在作物中的代謝[24-30]。④安全劑與除草劑受體和靶標位點之間的競爭[17，20，26]；大多數的研究表明，多數安全劑通過增強作物對除草劑代謝保護作物免受除草劑藥害，其中谷胱甘肽軛合作用、羥基化作用是較為普遍的機制解釋[15]。

4 國內外除草劑安全劑的發展前景

除草劑安全劑的研究是除草劑研究的一個新熱點，安全劑的研究為提高除草劑的選擇性具有重要價值。安全劑的研究具有非常廣闊的研究前景和開發應用市場。我國對安全劑的研究雖起步較晚，但已取得一些研究成果，還有很大的研究空間。對安全劑的進一步研究方向是結合生物技術和化學從分子水平研究安全劑的解毒作用機制[31]。國外，Barrett猜測在不久的將來直接的基因分離也許變成例行常規，但要鑒別基因產品作用和評價它們對除草劑選擇性所作的貢獻仍將是困難的。endprint

綜上所述，安全劑的研究為提高除草劑的選擇性提供了一個新的途徑，對除草劑的應用具有重要意義。在除草劑日益受到重視的今天，應充分認識到安全劑的重要性及其應用前景[32-33]。

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