农药再分配:合成农药的一个重要方面

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关于Brent Warneke

布伦特是俄勒冈州立大学的一名教师研究助理,致力于用传感器控制的空气喷雾器提高特种作物的化学品使用效率。他的研究重点是葡萄白粉病等植物病原体的管理。布伦特是一个狂热的户外运动者,他喜欢攀岩、滑雪、背包旅行、钓鱼,以及两者之间的一切。

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什么是再分配?

如果你是一个有一定经验的喷雾器操作员,你可能用过汞砷酸盐,尼古丁,巴黎绿,甚至滴滴涕。所有这些历史上的杀虫剂都是有效的,但它们对施药者和环境都是有毒的。幸运的是,今天的农用化学品制造商生产的农药不仅有效,而且危害小得多。

现代合成农药提高药效的一个重要方面是它们的再分配能力。农药再分布是指农药从最初的沉积点移动到植物上或植物内部的不同位置。与那些必须接触目标害虫但不能天生重新分配的农药相比,可以重新分配的农药可以改善害虫控制。这在喷洒难以湿润的植物组织时尤其如此,例如花簇或果实。即使直接的报道这些组织是不够的,随后重新定位超过最初的喷雾沉积可以产生一个更有效的保护屏障。当植物快速生长时,许多这些产物可以通过植物组织转运,以保护没有直接沉积的新出现的组织。

重新分配杀虫剂可以更有效地控制一些最棘手和最顽固的害虫。施用后在植物内移动的材料可以更好地控制刺吸昆虫,如蚜虫和木虱,以及在难以喷洒的区域(如叶下)觅食的害虫。这些产品可以被植物组织吸收,增加它们的耐冲洗性通过雨水或灌溉。

农药再分配有五种重要类型:经层、蒸汽、木质部、韧皮部和通过沉淀再分配

Translaminar再分配

跨层流再分配(图1)在其最字面的意义上是一种化合物从接受喷雾的叶片一侧移动到未喷洒的另一侧。这对双方都有保护作用。然而,跨层流重分布还包括有限的径向运动,在初始沉积周围提供保护的“光环”。这一领域的影响程度取决于产品。

图1。跨层再分布示意图,小圆点表示农药的沉积,箭头表示再分布方向,阴影表示农药保护的植物面积。

蒸汽再分配

当表面沉积物挥发并沿植物表面横向移动时,发生蒸汽再分布(图2A),当它们移动时,在新的位置重新吸附到植物表面。同样,蒸汽活性的程度是特定于产品的,但也特定于条件,需要温度、相对湿度、风和太阳辐射的最佳组合,以促进挥发。当农药被称为“局部系统性”时,通常意味着它们表现出层流和/或蒸汽重分布特性。

图2。农药再分布类型示意图(A)蒸气,(B)木质部,(C)韧皮部。彩色小圆点表示农药的沉积,箭头表示农药再分布的方向,阴影表示农药保护的植物面积。

木质部和韧皮部的再分布

木质部再分布(图2B),也称为木质部系统,是指对农药的吸收以及随后农药通过植物木质部血管的系统运动。木质部容器在植物中向上和向外输送水和矿物质。在木质部血管中,水和营养物质很少沿着树枝或叶子向下或向后移动。当农药从施药点重新分布到新发育的组织时,木质部再分布有助于保护生长中的组织不受病虫害的损害。大多数系统杀菌剂和杀虫剂通过木质部重新分布。

韧皮部再分布(图2C),也称为韧皮部系统,是农药在植物韧皮部血管中的双向运动。韧皮部血管将糖和其他营养物质运输到植物的根部,并向上向外运输到嫩枝和果实/种子。韧皮部系统农药有时被称为“真正的系统农药”,因为它们可以在整个植物中转移。

一些通过木质部或韧皮部重新分布的农药可以施用于土壤基质,被根系吸收,并在整个植物中重新分布。植物营养物质或农药在植物内从一个地方运输到另一个地方的过程叫做转运。

土壤用系统学

有几个因素会影响农药的再分配能力。这些因素影响吸收的速度、易位的持续时间和程度,以及相对于初始剂量在植物组织中的积累量。对于标记为土壤施用的农药,其被植物根系吸收并经木质部或韧皮部重新分配可导致产品的长期残留功效;根据产品、植物和土壤的不同,最长可保存8周或更长时间。这与叶面涂抹产品相反,根据产品的不同,良好的残留功效可能会持续两到三周。然而,叶面施用的产品往往能更快地杀死目标害虫,并能更快地吸收和转运活性成分。

对于土壤施用的系统农药,土壤基质的组成会影响植物对农药的吸收。有机物含量高的生长介质(>30%树皮或泥炭苔藓)会与农药结合,使植物难以通过根部吸收农药,并随后通过植物的维管系统进行转运。系统材料的土壤施用应在害虫或病原体发病前一至六周进行。这使得农药有足够的时间转移到目标组织,并在其中积聚。水溶性较高的农药(如噻虫嗪)比水溶性较低的农药(如吡虫啉)吸收得更快。

沉淀再分配

与系统农药相比,接触农药不能自行再分布。然而,雨水或灌溉会在一定程度上分散沉积物,增加覆盖面积。这种效果不应依赖,因为它取决于产品配方、沉淀强度和应用后的间隔时间。在长时间沉淀的情况下,接触产物的残留活性可以大大降低,因为它们被稀释和从植物组织中洗掉。

植物形态学

施用再分配农药时,所施用植物的状况是一个重要的考虑因素。施用于幼嫩植物或幼嫩植物组织时,土壤施用和叶面施用的农药都能更快地被吸收和重新分配。一般来说,当植物生长活跃、根系强壮或蒸腾活跃时,它们吸收和转移农药的速度往往比植物生长缓慢时更快。此外,由于厚厚的角质层或蜡层而难以湿润叶片或表面的植物往往不容易吸收农药。通过添加可以改善对难以湿润表面的植物的渗透佐剂如表面活性剂混合槽

多种再分配模式

每个产品可以重新分配的程度可以看作是一个连续体。通常,当一个产品表现出某种形式的再分配时,它也可以通过另一种方法进行再分配。木质部和跨层再分配就是一个很好的例子。当一个产物可以通过木质部重新分布时,它通常也可以通过层流途径通过叶片。一些产物可以同时通过木质部、层流和蒸汽途径重新分配。另一些物质,虽然在技术上可以通过多种机制重新分配,但在生物学上只通过一种机制有效。

查阅农药标签和其他有信誉的来源

确定农药产品如何重新分配的最好方法是查阅制造商的标签,以及来自政府或学术界等有信誉的来源的技术信息。如果制造商提供技术信息公告,一般可在其网站农药产品页面上查阅,并附有标签。然而,由于没有标准化的指标来评估农药的再分配,产品之间可能存在显著差异。例如,一些被宣传为木质部系统的产品,实际上比那些没有被宣传为系统的产品更不具有系统性。关于特定产品的功效和再分配特性的更多信息可从推广剂或作物顾问处获得。

结论

总之,在选择农药时,记得考虑四种不同的再分配途径(木质部、韧皮部、层流层和蒸汽),以及这些方法如何提高施用效果,让你从每一滴农药中获得更多。

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