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雑草は、作物と資源を奪い合うことにより、作物の収量を減らすことができます。除草剤を使用することで、大規模な雑草を減らすことができます。除草剤は、雑草の成長を制御または除去する農薬のグループです。除草剤にはさまざまな作用機序があり、その1つは植物の生存に不可欠な光合成の阻害です。
除草剤の種類
除草剤は、多くのメカニズムを通じて雑草害虫を減らす働きをしますが、すべてが雑草の成長を妨げる働きをします。成長調節因子は、細胞分裂と拡大を減少させ、通常はホルモンの使用により、主に広葉樹の雑草を殺す（つまり、主にトウモロコシなどの牧草を保護する）ために使用されます。色素阻害剤は、光合成が起こるために必要なクロロフィル（植物に緑色を与える色素）を分解します。苗の成長阻害剤は、発芽直後の植物の成長を阻害し、根または新芽（すなわち、葉）の成長を妨げます。他の除草剤は、植物の成長に必要な材料（アミノ酸や脂質など）の生産を抑制することで機能します。
光合成とは
光合成は、植物が日光、二酸化炭素、および水を使用して糖（酵素および成長用）および酸素を生成するプロセスです。光合成プロセスは、人間を含む酸素動物が呼吸を必要とするため、地球上の生命にとって不可欠です。生化学的に言えば、光合成は植物細胞内で起こるかなり複雑なプロセスであり、多くの酵素と電子の移動を必要とします。これらの光合成システムのいずれかが何らかの理由で中断されると、プロセスはシャットダウンし、プラントは死にます。したがって、光合成は、光合成阻害剤として知られる除草剤のグループの標的です。
光合成阻害剤の仕組み
光合成は、主にクロロフィル分子から周囲のシトクロムへの電子の移動によって促進されます。これらの電子は、電子輸送システムとして知られている一連のシトクロムに沿って渡されます。日光はこれらの電子を活性化し、そこで別の電子輸送チェーンに沿って渡され、最終的に炭素固定反応に使用されます。光合成阻害除草剤は、電子の移動をブロックすることにより機能します。電子伝達なしでは、太陽からのエネルギーは、植物が新しい組織を生成して生命を維持するために使用できるエネルギーに変換することはできません。
光合成阻害剤の使用
光合成の阻害剤は、主に広葉雑草の害虫を制御するために使用されます。つまり、トウモロコシなどの牧草は光合成阻害剤の恩恵を最も受けます。
光合成阻害剤の症状
光合成阻害除草剤にさらされた植物は、葉脈と最も古い葉の縁の周りに黄色に見え始め、若い葉に同様の損傷が続きます。影響を受けた葉にも黄色い斑点が現れることがあります。