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除草剂是通过干扰与抑制植物的生理代谢而造成杂草死亡，其中包括光合作用、细胞分裂、蛋白质及脂类合成等，这些生理过程往往由不同的酶系统所引导，除草剂通过对靶标酶的抑制而干扰杂草的生理活性。磺酰脲类除草剂的开发是除草剂进入“超高效”时代的标志，它最大的特点是高活性。它是一种乙酰乳酸合成酶(ALS) 抑制剂，即通过抑制植物体内的ALS，阻碍侧链氨基酸如缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸的生物合成，使细胞分裂受抑制，杂草正常生长收到破坏而死亡。

由于高效、低毒、低残留等特点，磺酰脲类除草剂是目前全球使用量最大的除草剂种类之一，被广泛应用于阔叶杂草及禾本科杂草防治。但其残留问题以及对后茬作物产生的危害已经引起关注，近年来研究发现，磺酰脲类除草剂对烟草、玉米、大豆等作物产生的后茬药害问题严重，但目前仍缺乏高效降解技术。由于磺酰脲类除草剂在环境和生物样品中痕量存在，且其化学和热不稳定，酸性条件下易水解，以及最大残留限量值日益严格，使其残留分析成为一项极具挑战性的工作。

近日，中国农业科学院烟草研究所联合国内外院校，基于单原子修饰纳米材料，利用可见光催化降解技术，开展了磺酰脲类除草剂的降解规律、降解机理及毒性评价等系列试验。结果表明，利用氮化碳纳米材料可同步实现多种磺酰脲类除草剂的可见光催化降解，通过单原子修饰可显著提高纳米材料的性能，目标除草剂降解速率提高四倍。

该试验有效减轻了磺酰脲类除草剂对后茬敏感作物的药害影响。研究人员将结合理论计算对机理进行了深入阐释，进一步证实该技术可有效减轻磺酰脲类除草剂对后茬敏感作物的药害作用。相关研究成果发表在《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)上。

(资料来源：中国科学报)

关键词： 纳米材料 细胞分裂 敏感作物