新類型殺草劑的研究趨勢

台中區農業改良場／邱建中、鍾維榮

　　在農業生產的過程中，化學殺草劑的開發解決雜卓防除大部分的問題 ，但對環境卻造成嚴重的污染後果。雖然目前人類不能完全免除殺草劑的 使用，但低毒性及低用量的殺草劑，將是未來殺草劑研究發長的趨勢。近 年來研究發展或即將上市的新類型殺草劑，僅以作用的模式來分類，可分 為三類：1.胺基酸合成抑制劑，2.脂肪酸合成抑制劑，3.色素抑制劑。作用 機制敘述如下：

一、胺基酸合成抑制劑

　　此類殺草劑包括舊的殺草劑"嘉磷塞"，新的殺草劑如Sulfonylurea(硫醯 尿素類)及 Imidazolinone (二氮雜茂烯類)等二大類。嘉磷塞可抑制胺基酸合 成，因它抑制一個酵素叫EPSP合成?〞漣@用，此合成?‘i控制苯基苯胺、 酪氨酸及色氨酸的產生。胺基酸合成的抑制作用只是已嘉磷塞作用模式之 一。硫醯尿素及二氮雜茂烯均為抑制胺基酸合成的殺草劑，硫醯尿素干擾 乙醯乳酸合成??ALS)之作用，此酵素在植物細胞之質體發現，但主要存在 葉片中的葉綠體。ALS在經由 Pyruvate(丙酮酸)合成纈氨酸、白氨酸及異白 氨酸的過程中非常重要。二氮雜茂烯主要在於抑制乙醯羥基酸合成酶(AHAS)合成纈胺酸、白胺酸及異白胺酸等胺基酸的過程影響蛋白質的合成 ，而間接導致DNA之合成與細胞分裂受到干擾。

　　硫醯尿素類化學結構一般包含兩個環狀化學結構，由硫醯尿素來連接 ，許多此類型之殺草劑已上市。本類藥劑主要由杜邦公司首先開發，但其 他公司亦有從事研究，如汽巴嘉基公司、日產公司等。某些Sulfonylurea類 殺草劑萌後處理對闊葉雜草及莎草非常有效，如Thiameturon (Haumony)； 而Bensulfuron (Londax)則對闊葉雜草及莎草非常有效，在水稻田可萌後使 用；其他則專門防治禾本科雜草。本類殺草劑特性為低劑量即有防草效果 ，每公頃推薦用量為10至80公克之間。一般萌前及菛後都有作，對哺乳類 動物毒性低。因為本類殺草劑主要作用模式為抑制 ALS酵素，此種酵素只 在植物體存在，動物則無。其選擇性主要由於抗性作物的代謝作用能將此 化合物轉變成不活性化，但敏感的雜卓則無此種代謝作用發生。

　　另一類型抑制ALS酵素的殺草劑為二氮雜茂烯，此類殺草劑的結構與 硫醯尿素迥然不同，但二者卻有相同的作用模式，本類主要由美國氰胺公 司製造。已上市的藥劑中Imazaquin對大豆具選擇性，可防除闊葉雜卓，目 前在美國40到50%之大豆田均使用本劑。Imidazolinone的使用量比硫醯尿 素較高，推薦用量為每公頃70到750克，可以萌前或萌後處理。因本類殺 草劑在土壤中殘留時間很長對下期作物會造成影響。

　　Bensulfuron是由杜邦公司發展，以Londax商品名稱銷售的一種水稻殺 草劑，能殺除大部份的闊葉草及莎草科雜草，藥劑直接噴施於湛水狀態的 水田，施藥後需得保持田間湛水5天以上，於雜草萌前或早期萌後施用， 萌後施用以雜草不超過4片葉以前施用，田間施藥量約在50-115gai/ha之間 。本劑是一種系統性殺草劑，可經由葉片及根部吸收，田間噴施的液態殺 草劑，能快速的經由葉片吸收，輸送至作用點，抑制ALS合成?之作用， 隨後，並能抑制細胞分裂。本劑可被土壤顆粒及有機質吸附，土壤滲漏問 題不大，通常可隨水分向下滲漏至5-7公分的土層，就不易再向下滲漏。 本劑的動物毒性甚低，白老鼠的急性口服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

　　Chlorsulfuron是由杜邦公司發展而得，商品名稱Glean或Telar，本劑對 大部份闊葉草及部份禾本科雜草具殺除作用，主要用於麥類作物，也極適 合用於草坪之除草作業，萌前或早期萌後處理，田間推荐用量10-30 gai/ha，可以防除大部份的一年生闊葉草，對多年生闊葉草得酌情增加用量。本 劑可經由植物葉片及根部吸收，但以葉片吸收較為快速，可在導管或篩管 移動，土壤吸附力不強，有滲漏或流失的問題。動物毒性低，老鼠的急性 口服毒LD 50 =5545 mg/kg。

　　Metsulfuron由杜邦公司發展，以Ally及Escort兩種商品名稱銷售，主要 用於麥類，防除大部份的闊葉草及一年生禾本科雜草，本劑也經常被推荐 用於草坪、牧草地的除草作業，田間施用量約為3-8gai/ha，以早期萌後處 理為主，牧草地可行萌前或萌後處理，可視雜草種類與生育調整施用量， 用量在8-140gai/ha之間。本劑可經葉片及根系吸收，但以葉收較為快速， 土壤對本劑之吸附力弱，下雨之後，本劑有流失之慮，在土壤之半衰期約 為1-6週。動物毒性低，老鼠的急性口服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

　　Sulfometuron是杜邦公司發展的一種廣效性殺草劑，以Oust商品名稱銷 售，能殺除多種一年生及多年生禾本科草及闊葉草，以萌前及早期萌後處 理的效果最好，非選擇性使用之施用量約為160-560gai/ha，選擇性用於草 坪之除草作業為主，施用量約在50-100gai/ha之間，本劑最好不要與他類殺 草劑混合使用，特別是高pH值的殺草劑，以免產生拮抗作用，本劑能經由 葉片及根系吸收，經導管及篩管輸送至植物的作用點。動物毒性低，老鼠 的急性口服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

　　Thiameturon是由杜邦公司發展，以Harmony名稱銷售的麥類殺草劑，能 防除麥田的大部份闊葉草，早期萌後施用，田間用量約為26-35gai/ha。本 劑主要經由植物葉片吸收，根部亦可吸收土壤中的藥劑，再輸送到根、莖 的生長點，由於本劑在土壤之分解極為快速，施藥後30天，就不會對後期 作產生任何毒害作用。動物毒性很低，老鼠的急性口服毒LD 50 >5000mg/kg。

　　Triasulfuron的商品名稱為Amber，是由汽巴嘉基公司發展出來的選擇 性殺草劑，適用於大、小麥等麥類作物，用來防除大部份的闊葉草及部份 禾本科雜草，可萌前後處理，萌前處理需注意保持土壤濕潤狀態，以便增 強對較遲萌芽的雜草之防除效果，麥類作物之萌後處理時間，可從麥類二 葉及分蘗盛期盛期，但是得在雜草株高5-7公分時施用，效果最佳，田間 推荐用量約為15-40gai/ha，通常感性雜草在5-10gai/ha就可殺除，較為抗性 雜草的施用量則得提高至30-40gai/ha，萌後施用得酌情添加展著劑以增強 藥效。本劑可與barban, diclofop, difenzoquat及闊葉草殺草劑bromoxynil, 2, 4-D, MCPA, dicamba, metribuzin, terbutryn等混合施用。本劑可經植物葉片 與根吸收，然後快速的輸送到其他部位，施藥後數小時內，生長點部份就 受到抑制，受害的症狀需經1-3週顯現於幼嫩的組織，經3-6週全株植物枯 死，由於土壤的吸附作用不強，會發生滲漏現象，進入底層土壤或流失， 本劑的半衰期約4-12週。動物毒性極低，老鼠的急性口服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

　　Imazapyr(依滅草)是美國氰胺公司發展出來的一種廣效性殺草劑，適用 於非作物栽培場合，能廣泛防除一年生及多年生草本雜草、落葉樹、松樹 、爬籐植物、荊棘類植物等，對伐木後的殘株亦具良好的防除效果，且殘 效期長，萌前或萌後施用，萌後處理以植物快速生長期的處理效果較佳， 田間用量因植物種類不同而異。本劑由葉片吸收的速度極快，根部吸收藥 劑的速度亦非常快速，土壤對本劑之吸附力極強，且到目前為止，尚未發 現土壤微生物對此一藥劑具分解能力，故土壤殘毒期可長達3個月至二年 以上，是施用時需特別注意的問題。本劑的動物毒性不高，老鼠的急性口 服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

　　Imazaquin為美國氰胺公司推出，用於大豆、花生等類作物的殺草劑， 能防除多種禾本科及闊葉性雜草，對大部份旋花科雜草也有不錯的殺除能 力，植前、萌前或萌後處理，田間施用量約為140 gai/ha，經由葉片或根部 吸收，在導管或篩管輸送至根、莖生長點部位，在土壤中不具移動性，土 壤殘效期長。本劑的老鼠急性口服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

　　Imazethapyr也是由美國氰胺公司發展，用於豆科作物的殺草劑，可植 前、萌前或萌後處理，田間施用量在30-150gai/ha之間，可經由葉片或根系 吸收，再經導管或篩管輸送，累積於根莖的生長點部位，老鼠對本劑的急 性口服毒LD 50 ＞5000mg/kg。

二、脂肪酸合成抑制劑

　　抑制脂肪酸合成的殺草劑又可分為二群，第一為Aryloxyphenoxies，第 二為Cyclohexanediones它們的化學結構雖然有很大的差異存在，但是作用 方式卻極為一致。此類型殺草劑只對禾本科雜草有效，對闊葉雜草或莎草 無效。本類殺草劑抑制脂肪酸合成的作用位置是在乙醯基輔?，碳酸??ACC)，本類化合物首先由美國陶氏公司發現此ACC作用位置。本酵素在脂肪酸 合成中為第一個步驟的酵素，乙醯基輔?，經由ACC酵素的羧酸化作用， 合成丙二醯輔?，，再經一連串步驟，最後合成脂肪酸。本類殺草劑可以 抑制ACC酵素的活性，最初引起禾本科植物紅化，接著在分生組織產生黃 化現象，最後終至死亡。本類殺草劑之特性為，對一年生及多年生禾本科 雜草都有效，一般採萌後處理方式，噴施時間具有彈性。一般推薦用量非 常低，每公頃用量為30到100公克。

　　與他類殺草劑比較，惡劣環境因素對禾本科殺草劑藥效的影響較小， 可是當氣溫過高或過低，或者特別乾旱時，仍得酌情調整施用量，以獲得 滿意的除草效果。此類殺草劑與闊葉草殺草劑混合，會產生拮抗作用，降 低對禾本科雜草的殺除效果，但將兩者分開，先後施用則可減輕拮抗作用 的產生。

　　Diclofop-methyl是Hoechst AG發展以Hoelon 3EC商品名稱銷售，含Diclofop-methyl 360gai/l。為早期萌後施用，能防除多種一年生禾本科雜草 ，也可萌前施用，主要用於麥類、大豆、甜菜及多種闊葉性作物，主要防 除對象為Lolium multiforum, Brachiaria platyphylla, Digitaria spp, Panicum dichotomiflorum, Setaria spp,Rottobellia exaltata, Auena fatua, Panicum capillare, Zeamays等雜草，萌前土壤施用則對Bromusspp防除效果特佳。通常萌後處 理以禾本科草2-4葉時的防除效果較佳，由於本劑在植物體不具移動性， 施藥需均勻灑佈於全部植株，才能有較佳的除草效果，Hoelon3EC的一般 用量為0.8-1.4公斤/公頃，以水稀，每公頃用水量100公升即可。本劑僅可 與Bromacil及Bromoxynil兩種殺草劑混合，與2.4-D類殺草劑混合，會很快 的降低活性。雜草經本劑處理，約經7-10天就可顯現明顯的藥害反應，植 株生育停頓，根部受損而易於拔起，由於此一藥劑的半衰極短，植物體不 會有藥劑殘留，也不易殘留於土壤中。

　　Haloxyfop-methyl(甲基合氯氟)是Dow發展出的禾本科殺草劑，有Verdict與Gallant兩種商品。Verdict含主成分0.25kgai/l，Gallant則含一半，田間施 用量約為60-560gai/ha，萌後施用，適合大部份的闊葉作物，田間防除禾本 科雜草，以水稀釋，並添加展著劑，可增強藥效。由於本劑能快速的被葉 面吸收，施藥後1小時降雨也不致於影響藥效，葉面吸收的藥劑可快速輸 送至植物體。Haloxyfop-methyl在植物及土壤中分解為Haloxyfop，就不易進 一步分解，Haloxyfop-methyl的老鼠急性口服毒為LD 50 559mg/kg。

　　Quizalofop-ethyl(快伏草)是由Du Pont發展出來的禾本科雜草劑，商品名 稱為Assure含主成分0.81bai/gal，為可溼性粉劑，田間施用量約在50-280gai/ha，萌後葉面處理，能有效的防除一年生及多年生禾本科雜草，適合許多闊 葉性作物，包括大豆、棉花、花生、馬鈴薯等作物田間除草，施用時以水 稀釋即可，如能添加展著劑尤佳。本劑能快速的經由葉面吸收，施藥後數 小時降雨，就不會影響到藥效，葉面吸收的藥劑能由導管及篩管快速的向 上或向下輸送，會有大量的藥量累積於生長點部位，在植物可經由de-edterified作用快速分解，在土壤中易被土壤顆粒吸附而不易移動，但是土壤微生物 之分解作用能很快的分解，光分解作用的半衰期約為40天左右，故殘留毒 問題不大。本劑對魚類之毒性較強，老鼠的急性口服毒LD 50 為1670mg/kg。

　　Fluazifop-butyl(伏寄普)是ICI發展出的禾本科殺草劑，商品名稱Fusilade，含主成分0.48kgai/l。田間施用量140-560gai/ha，萌後葉面處理，適合大 部份闊葉作物，能防除多種一年生及多年生禾本科雜草，用水稀釋後施用 ，需添加展著劑以增進藥效，葉面吸收快速，不受施藥後降雨的影響，本 劑經葉面吸收，可經導管或篩管輸送，藥劑傾向於累積根、莖的生長點。Fluazifop-butyl在植物體分解速度極快，在土壤中不具移動性，半衰期約為3週左右，施藥後60天，就不會對後期作物產生不利的影響，動物毒性低， 老鼠的急性口服毒為LD 50 3328mg/kg。

　　Fenoxaprop-ethyl(芬殺草)是由Hoechst發展出的禾本科殺草劑，有Whip及Acclaim兩種商品。本劑適用於幾乎所有的隻子葉作物及小麥、水稻等少 數的單子葉作物，是與其他禾本科殺草劑最大的不同之處，田間施用量為110-280gai/ha，葉面吸收較為緩慢，大約35%的藥劑在施藥當日吸收，85%在施藥後7日內吸收，本劑在植物體內不具移動性，故以雜草株高10-20公分 時施藥效果最佳，在收穫的作物穀粒中，無藥劑殘留，本劑在土壤之移動 性不高，通常不會滲移至表土15-20公分以下的土層。動物毒性低，老鼠的 急性口服毒為LD 50 3310mg/kg。

　　Sethoxydim(西殺草)是BASF與Nippn Soda聯合發展出來的禾本科殺草劑 ，商品名稱為Poast，為cyclohexanediones類，與上述Aryloxyphenoxies類， 在化學結構上有相當差異，但是它們的殺草劑特性卻相當類似，作用機制 也一樣，在於干擾脂肪酸的合成。本劑的田間用量約為120-1120gai/ha，與 其他禾本科殺草劑比較，顯得較多些，適用於200種以上的雙子葉作物，單 子葉作物中之洋蔥與蘆筍對本劑具有抗性，可以防除大多數的一年生及多 年生禾本科雜草，植物的吸收與輸送都極為快速，施藥後降雨不影響殺草 能力。動物毒性低，老鼠急性口服毒為LD 50 2676-3125mg/kg。

　　Clethodim為Chevron與Valent發展的禾本科殺草劑，商品名稱Select，clethodim也屬cyclohexanedinos。可用於大部份的闊葉性作物，禾本植物尚 未發現對clethodim具抗性的，通常以禾本科植物株高20-25公分時施用效果 較佳，老熟的禾本科雜草的用量需酌情增加，田間施用量約為80-800gai/ha之間，土壤對本劑的吸附力不強，但是在土壤中極易分解，半衰期約為3-5天，動物毒性極低，老鼠的急性口服毒LD 50 >1.36g/kg。

三、色素抑制劑

　　本劑型殺草劑因抑制色素合成，導致處理之植株呈白化或漂白的外觀 。主要抑制類胡蘿蔔素(carotenoid)合成，並不抑制綠色色素即葉綠素的合 成。類胡蘿蔔素是植物黃色及橙色的來源，在植株體內可以保護葉綠素免 於因光氧化作用而破壞。類胡蘿蔔素存在於葉綠體，其合成過程簡述如下 ：首先由Clomazone及Mevalonic acid經由一連串反應形成20個碳的中間產 物叫GGPP，兩分子GGPP結合成Phytoene，再經一系列反應，最後形成類 胡蘿蔔素(胡蘿蔔素)。此類殺草劑抑制類胡蘿蔔素合成有幾個不同的作用 位置，例如Clomazone (Command)抑制早期的合成路徑，影響的酵素叫IPPisomerase。Norfluraxon，Fluridone及Amitrole已知可阻礙後期的合成路徑 ，主要是抑制Phytoene去氫的活性。已上市之色素抑制型的殺草劑，如Norflurazon，Amitrole及Fluridone為舊的藥劑，FMC公司的Clomazone (Command)及RE-40885 (Benchmark)均為新的化合物，適用於大豆田。

　　Amitrole是最早發展出來的胡蘿蔔素抑制型殺草劑，用於非耕地之多年 生禾本科及闊葉草之防治，亦適用於水生雜草防除作業，施用量因雜草種 類不同而異，2-12kgai/ha，植物吸收緩慢，但卻能很快的輸導至葉片，動 物毒性低，老鼠急性口服毒LD 50 >5000mg/kg。

　　Clomazone是FMC公司發展，適用於大豆、甘藷等作物，能防除大部份 一年生禾本科及闊葉草的殺草劑，田間施用量約為0.75至1.25kgai/ha，萌前 拌土處理，拌土深度不可超過10公分，藥劑經根系或幼莖吸收，由導管輸 送至葉片，葉片則不具吸收藥劑的能力。本劑在土壤中之移動性低或中等 ，受外界環境影響甚大，老鼠急性口服毒LD 50 2343mg/kg。

　　Norflurazon是Sandoz公司發展出來的殺草劑，能防除多種禾本科、闊 葉草及莎草科雜草，適用於大豆、花生、甘蔗、蘆筍及木本藤類等植物， 大豆、花生等作物之施用量為1-2kgai/ha，而木本及藤類植物的用量為2-4.5kgai/ha，萌前施用或植前拌土處理，藥劑主要由根、莖吸收，經導管向上 輸送至葉片，抑制片之胡蘿蔔素的合成。本劑的土壤吸附作用強，無土壤 滲漏問題，殘效期長，因土壤質地及有機質含量而異，半衰期可達45-180天，動物毒性低，老鼠急性口服毒LD 50 >10,000mg/kg。

　　Fluridone是Elanco公司發展出的水生雜草用的殺草劑，Fluridone能防除 大部份浸在水中的雜草，包括部份生長於岸邊的禾本科雜草，但對藻類及 一些漂浮性的水生雜草，殺除力不強，施藥於禁止不動的水中，效果較佳 ，流動水的施藥效果就受影響。施藥量受水深影響頗大，水深在1.5公尺以 內，每公頃水面施用0.8-1.7kg，水深1.5-3.0公尺，施用量每公頃水面為1.7- 3.4公斤，超過3公尺水深，每公頃水面施用3.4-4.5公斤，施用時期以春、夏 季，雜草快速生長期之前處理效果最好，本劑主要由葉片吸收，但是根部 吸收之fluridone在感性與抗性植物體，經導管向上輸送的速度就有明顯的 差別。土壤顆粒及有機質對本劑吸附作用極強，故在土壤中不易發生滲漏 現象。本劑的動物毒性低，對水生動物影響極小。