Сорняки могут снизить урожай, конкурируя за ресурсы с культурными растениями. Уменьшение количества сорняков в больших количествах лучше всего достигается с помощью гербицидов. Гербициды - это группа пестицидов, которые контролируют или устраняют рост сорняков. Гербициды обладают множеством различных механизмов действия, одним из которых является подавление фотосинтеза - процесса, жизненно важного для выживания растений.
Типы гербицидов
Гербициды уменьшают количество вредителей, вызываемых сорняками, с помощью многих механизмов, но все они препятствуют их росту. Регуляторы роста уменьшают деление и увеличение клеток и в основном используются для уничтожения широколистных сорняков (т.е. в первую очередь для защиты травяных культур, таких как кукуруза), обычно за счет использования гормонов. Ингибиторы пигментов расщепляют хлорофилл (пигмент, придающий растениям зеленый цвет), который необходим для фотосинтеза. Ингибиторы роста проростков действуют, подавляя рост растений сразу после прорастания, препятствуя росту корней или побегов (то есть листьев). Другие гербициды действуют, подавляя производство материалов, необходимых для роста растений (например, аминокислот или липидов).
Что такое фотосинтез?
Фотосинтез - это процесс, при котором растения используют солнечный свет, углекислый газ и воду для производства сахара (для ферментов и роста) и кислорода. Процесс фотосинтеза жизненно важен для жизни на Земле, потому что он создает кислородным животным, в том числе людям, потребность в дыхании. С биохимической точки зрения фотосинтез - это довольно сложный процесс, который происходит в клетках растений и требует множества ферментов и переноса электронов. Если по какой-либо причине какая-либо из этих фотосинтетических систем нарушится, процесс остановится, и растение погибнет. Таким образом, фотосинтез является целью группы гербицидов, известных как ингибиторы фотосинтеза.
Как работают ингибиторы фотосинтеза
Фотосинтез в значительной степени обусловлен переносом электронов от молекул хлорофилла в окружающие цитохромы. Эти электроны проходят через серию цитохромов в так называемой системе транспорта электронов. Солнечный свет активирует эти электроны там, где они проходят по другой цепи переноса электронов и в конечном итоге используются в реакции связывания углерода. Гербициды, подавляющие фотосинтез, действуют, блокируя перенос электронов. Без переноса электронов энергия солнца не может быть преобразована в энергию, которую растения могут использовать для создания новых тканей и поддержания жизни.
Использование фотосинтетических ингибиторов
Ингибиторы фотосинтеза используются в основном для борьбы с вредителями широколиственных сорняков. То есть травяные культуры, такие как кукуруза, больше всего выигрывают от ингибиторов фотосинтеза.
Симптомы ингибиторов фотосинтеза
Растения, которые подверглись воздействию гербицидов, ингибирующих фотосинтез, начнут желтеть на жилок и по краям самых старых листьев, за которыми последуют аналогичные повреждения более молодых листья. На пораженных листьях также могут появиться желтые пятна.