أسلوب تأثير مبيدات الحشائش

أسلوب تأثير مبيدات الحشائش

يمكن تلخيص الأسلوب الذى تؤثر به مبيدات الحشائش على النباتات فيما يلى:
. التدخل فى عملية البناء الضوئى

يعتبر البناء الضوئى من أهم العمليات فى النباتات الخضراء، وأى تدخل كيميائى من شأنه العمل على تثبيط أو إيقاف أى تفاعل إنزيمى ضمن التفاعلات المعقدة الخاصة بالبناء الضوئى، يعنى توقف حصول النبات على ما يلزمه من غذاء. والمواد الكيميائية التى يمكنها التدخل فى هذه العمليات لا تعد بالضرورة من مبيدات الحشائش الأكثر كفاءة، ذلك لأن معظم الإنزيمات المسئولة عن تكوين السكر فى الكلوروبلاستيدات موجودة أيضاً فى سيتوبلازم الخلايا المختلفة، حيث يمكنها أن تكون عوامل مساعدة فى التفاعلات العكسية، وبالتالى يمكن للنبات أن يحصل على الطاقة من المواد المخزنة، خلال عمليات التنفس، إلى أن يستعيد قدرته على القيام بعملية البناء الضوئى ثانية، الأمر الذى يستوجب أن تكون المادة المثبطة بالقدر الكافى لتثبيط تكوين السكر وتثبيط عملية احتراقه فى عمليات التنفس فى آن واحد.
وقد وجد بالفعل أن كثير من المركبات الفاعلة كمبيدات حشائش هى تلك التى تتدخل فى عملية البناء الضوئى عن طريق تأثيرها على عملية الحساسية الخاصة باقتناص الطاقة الضوئية بواسطة الكلوروفيل وتحويل تلك الطاقة إلى الجزيئات المستقبلة لها فى الخلايا على هيئة طاقة كيميائية. وجزيئات الكلوروفيل تبدو مكدسة بإحكام يسمح للطاقة الكيميائية أن تمر فى عديد منها. وهناك من المعلومات المتاحة أن مركبات الترايازين ومركبات اليوريا الاستبدالية تعرقل عملية البناء الضوئى عن طريق قفل الدائرة وعدم استمرار انتقال الطاقة الضوئية إلى الجزيئات المستقبلة لها. وقد وجد أن جزيئاً واحداً من مبيد الحشائش مقابل 600 جزىء من الكلوروفيل يمكنه إيقاف عملية البناء الضوئى. فقدر مثلاً أن نباتات محصول القمح التى تزن 15 طناً للفدان تحوى 600 رطل كلوروفيل، ويلزم فى نفس الوقت 1-5 أرطال فقط من المبيد للتأثير على هذه الكمية من الكلوروفيل وإعاقة أدائها.
ويتوقف استخدام المبيد المُثَبِّط على خواصه الطبيعية. ومن أفضل أمثلة ذلك التفاوت فيما بين مركبات الترايازين. فمركب الأترازين له مجموعة إيثيل ومجموعة أيزوبروبيل، فى حين أن مركب السيمازين له مجموعتا إيثيل. وعلى الرغم من أن الاختلاف يقع فى مجموعة ميثيل واحدة فإن قابلية السيمازين للذوبان فى الليبيدات أقل بكثير عن مثيلتها فى مركب الأترازين بالدرجة التى لا تسمح للسيمازين باختراق الأوراق الخضراء خلال طبقة الكيوتين. لذلك فلا يستخدم المركب الأخير كمبيد حشائش بعد الانبثاق، بخلاف مركب الأترازين الذى له قابلية أعلى للذوبان فى الليبيدات ويمكنه اختراق كيوتين النبات مما يعطى هذا المركب الصلاحية ليكون مبيداً بعد الانبثاق. وبدخول السيمازين خلال الجذور، أو الأترازين خلال طبقة البشرة ، فإن كليهما يجب أن يصل إلى الكلوروبلاستيدات عن طريق الانتقال بتيار العصارة أو بالانتشار.
وعند دخول السيمازين خلايا نبات الذرة الشامية، فإن هذا النبات له قدرة إزاحة ذرة الكلور الموجودة بجزىء المركب ليحل محلها مجموعة هيدروكسيل ويتكون مركب جديد هو هيدروكسى سيمازين وهو مركب غير فاعل كمبيد حشائش. وطالما يصل للنبات تركيز من السيمازين فى حدود تمكنه من هدمه فيكون النبات فى مأمن من تأثيره السام. ولهذا يعتبر نبات الذرة من أقوى النباتات تحملاً لمركبات الترايازين ولذلك تستخدم فى مكافحة حشائشه. هذا إلى جانب استخدام تلك المبيدات فى بساتين الفاكهة التى يظهر تحملها لهذه المركبات نتيجة للقدرة الانتخابية البيئية، ذلك لأن هذه المبيدات تمتز على الطين والمواد العضوية فى الطبقات السطحية للتربة، ومنها يمكن للجذور السطحية امتصاص المبيد، أما الجذور العميقة فإنها فى مأمن من تأثير هذه المبيدات.
هذا وفى مجال تأثير مبيدات الحشائش على عملية البناء الضوئى، تدل الدراسات الحديثة (187) على أن بعض مجموعات تلك المبيدات تعيق تفاعل هِل عن طريق تثبيط نقل الإلكترونات electron transport فى الجانب المختزل من النظام الضوئى 2 photosystem II. من هذه المجموعات كل من مجموعة uracils, triazinones, biscarbamates, nitriles, nitrophenols, substituted pyridazinones, phenylcacbamates, anilides, cyanoacrylates. كما أن لبعض هذه المجموعات أسلوب تأثير آخر مثل مجموعة substituted pyridazinones التى تثبط عدم تشبع الأحماض الدهنية وتخليق الكاروتينات.

. التدخل فى فعل الهرمونات النباتية

يعتبر حمض الإندول أسيتيك من الهرمونات النباتية الهامة التى يمكن إنتاج مركبات كيميائية تحاكيها فى أسلوب تأثيرها على النبات. وقد اكتشف هذا الهرمون العالم كوجل Kogl فى عام 1934م ولم يتوصل إلى فعله. والمركب ذو تأثير طبيعى على استطالة جدر الخلايا كما أن له تأثير على عمليات الأيض فى النبات. ومركب 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) ومشتقاته العديدة، وكذلك مركب2,3,6-trichlorophenyl acetic acid (fenac) مركبات شبيهة بهذا الهرمون ويمكنها التدخل فى التوازن الهرمونى الطبيعى فى النباتات بالدرجة التى جعلت منها مبيدات حشائش قوية.
والاستخدام العام لمركبات 2,4-D لعقود عديدة لحماية النجيليات من الحشائش يعود إلى قوة تحمل النجيليات لهذا المبيد بدرجة أكبر بكثير من قوة تحمل النباتات عريضة الأوراق. والمبيدات الشبيهة بالهرمونات هذه يتم انتقالها خلال اللحاء وبذلك فإن الأجزاء من الحشائش التى لا يصلها جرعة رذاذ الرش مباشرة نتيجة حمايتها بنباتات أخرى حولها، يمكن أن يصلها جرعة قاتلة من مبيد الحشائش من الأوراق التى عرضت للرش المباشر.
وقد درست علاقة التركيب الجزيئى بسمية هذه المركبات. فمركب 2,4-DB مثلاً يعتبر مركباً غير سام فى حد ذاته كما ذكر، ولكن هناك نباتات وحشائش يمكنها إزالة الكربون من قمة هذا المركب لكى يتحول بهذه الطريقة إلى مركب 2,4-D. فالنباتات التى لها هذه القدرة تموت والتى لا تملك هذه القدرة يصبح المركب بالنسبة لها غير سام. وقد أنتجت هذه المركبات على هيئة مستحضرات مثل الملح الصوديومى والملح الأمينى لسهولة تداولها، على أنه بدخول المركب داخل النبات يتحول بسهولة إلى الحمض المؤثر.

. التدخل فى أيض حمض الخليك

يمكن للأحماض الأليفاتية المكلورة مثل مركب الدالابون dalapon أن تثبط أيض حمض البيروفيك وحمض الخليك، كما يمكنها أن تحدث اهتزازات وتأثيرات مختلفة فى أيض حمض الخليك إلى جانب قدرتها على تحوير تركيب البروتين. أما التأثير المباشر الذى يظهر على النبات فهو الذبول والتواء الأوراق. ومن المعروف أن الدهون والشموع تتركب من وحدات حمض الخليك، واعتراض المبيد وتدخله فى تكوين هذا الحمض يؤثر بالتالى على تكوين الشموع على أسطح النباتات مما يعرض النبات لفقد مستمر للماء. ولما كانت النباتات النجيلية grasses لها مساحات أوراق كبيرة فإنها تتعرض لفقد كمية من الماء بغزارة بجانب التأثيرات الأخرى مما يؤدى فى النهاية إلى موتها.

. التدخل فى أيض حمض النيوكليك

هناك مبيدات تتدخل فى تكوين حمض النيوكليك، مثل مركب الأميترول ومركبات الكرباميت، وهى تؤثر على النباتات تأثيراً سيئاً حيث تختفى الكلورفيلات والكاروتينات وتعيش بعد ذلك النباتات البيضاء أياماً قليلة. وإن كانت هذه أعراضاً جانبية، الأساس فيها هو تدخل هذه المبيدات فى تخليق المواد الأساسية اللازمة لنواة الخلية.

. التأثير على النظام الضوئى 1 photosystem I

توجد مركبات مثل الدايكوات لها سرعة إسقاط الأوراق وتجفيف النبات. وينحصر مفعول هذه المركبات فى أنه عقب دخولها النبات مباشرة تربط نفسها بالطاقة اللازمة للنمو وتؤثر على تركيب البروتوبلازم حتى يجف. وتستمر جزئيات المركب فى أداء مفعولها فى بقية أجزاء النبات حتى يتم القضاء على النبات وسريعاً ما يحدث ذلك. ويمكن تشبيه المفعول بهذه الطريقة على أنه أيضاً قفل دائرة ومنع استمرار انتقال الإلكترونات خلال الخلايا.
وتدل دراسات حديثة (187) على تأثير مجموعة المركبات ثنائية البيريديل، وتشمل الباراكوات والدايكوات، على النبات خلال تأثيرها على النظام الضوئى 1 photosystem I، حيث تتفاعل مع الجانب المختزل لهذا النظام وتستقبل إلكترونات وتتكون الشقوق الحرة free radicals (شكل أ ، شكل ب) التى يمكنها مهاجمة الروابط المزدوجة فى السلاسل الجانبية للأحماض الدهنية فى الليبيدات مسببة اختلالاً فى الأغشية وموت الخلايا.

. التأثير على إنزيم (ALS) acetolactate synthase

لبعض مجموعات مبيدات الحشائش القدرة على التأثير على إنزيم acetolactate synthase (ALS) وهو الإنزيم الأول الشائع فى التخليق البيولوجى للأحماض الأمينية متفرعة السلسلة، الفالين، الليوسين، الأيزوليوسين. من هذه المجموعات مجموعةsulfonylurea, imidazolinones, triazolopyrimidines, pyrimidinylthio- and oxy-benzoates .

. التأثير على إنزيم acetyl-coenzyme A carboxylase (ACCase)

ثبت تأثير مجموعتى مبيدات الحشائش arylphenoxy propanoate (APP) وcyclohexanedione (CHD) بطريقتين للتأثير :
. تأثير بيوكيميائى يشمل تثبيط إنزيم ACCase acetyl-coenzyme A carboxylase وبالتالى التأثير على التخليق البيولوجى للأحماض الدهنية فى البلاستيدات.
. تأثير طبيعى بيولوجى يشمل حدوث اضطراب لمكون البروتون على امتداد الغشاء البلازمى، وهو المكون الحتمى للنمو والتطور.

. التأثير على إنزيم enolpyruvyl shikmate phosphate synthase (EPSPS)

لمبيد الجليفوسات القدرة على التأثير على إنزيم (EPSPS) الهام لتخليق الأحماض الأمينية العطرية، حيث يعمل المبيد على تثبيط هذا الإنزيم مما يؤدى إلى التأثير على النبات خلال الحرمان من تلك الأحماض الضرورية.

ويوضح الجدول التالى ملخصاً لأسلوب تأثير مجموعات مبيدات الحشائش المختلفة شاملة أحدث المجموعات وأمثلة لتلك المجموعات، والجدول مرتبط بأنواع الحشائش التى أظهرت مقاومة لتلك المجموعات طبقاً لتسجيلات الجمعية الأمريكية لعلم الحشائش Weed Science Society of America (2003م) (188).

Herbicide Mode of Action and Resistant Weeds Summary Table
Herbicide Group Click for details	Mode of Action	HRAC Group	Example Herbicide
ALS inhibitors	Inhibition of acetolactate synthase ALS (acetohydroxyacid synthase AHAS)	B	Chlorsulfuron
Photosystem II inhibitors	Inhibition of photosynthesis at photosystem II	C1	Atrazine
ACCase inhibitors	Inhibition of acetyl CoA carboxylase (ACCase)	A	Diclofop-methyl
Synthetic Auxins	Synthetic auxins (action like indoleacetic acid)	O	2,4-D
Bipyridiliums	Photosystem-I-electron diversion	D	Paraquat
Ureas and amides	Inhibition of photosynthesis at photosystem II	C2	Chlorotoluron
Dinitroanilines and others	Microtubule assembly inhibition	K1	Trifluralin
Thiocarbamates and others	Inhibition of lipid synthesis - not ACCase inhibition	N	Triallate
Triazoles, ureas, isoxazolidiones	Bleaching: Inhibition of carotenoid biosynthesis (unknown target)	F3	Amitrole
Glycines	Inhibition of EPSP synthase	G	Glyphosate
Chloroacetamides and others	Inhibition of cell division (Inhibition of very long chain fatty acids)	K3	Butachlor
Nitriles and others	Inhibition of photosynthesis at photosystem II	C3	Bromoxynil
PPO inhibitors	Inhibition of protoporphyrinogen oxidase (PPO)	E	Oxyfluorfen
Carotenoid biosynthesis inhibitors	Bleaching: Inhibition of carotenoid biosynthesis at the phytoene desaturase step (PDS)	F1	Flurtamone
Mitosis inhibitors	Inhibition of mitosis / microtubule polymerization inhibitor	K2	Propham
Organoarsenicals	Unknown	Z	MSMA
Arylaminopropionic acids	Unknown	Z	Flamprop-methyl
Pyrazoliums	Unknown	Z	Difenzoquat

[IMG]http://www.alkheeer.com/vb/client******/ckeplugins/picwah/images/extra116.gif[/IMG]

http://www.alqaly.com/vb/mwaextraedit4/extra/21.gif