Evaluation of phytotoxic activity of peroxul herbicide using chitosan and colloid solutions

  • S.R. Sonko National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • V.V. Trach National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
  • O.L. Tonkha National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
Keywords: chlorophyll fluorescence induction, chlorophyll, growth, сopper, silver

Abstract

Purpose of the study was to evaluate the phytotoxic effect of the herbicide pyroxulam with the use of chitosan and colloidal copper solution in combination with silver on dicotyledonous weeds, parameters of chlorophyll fluorescence induction (IFH). Results. The article presents the results of a recent assessment of the phytotoxic effect of herbicide pyroxules with chitosan and coloids of Cu and Ag. The research has been carried out with pea plants (Pisum sativum L.) on the growing site of the Institute of Plant Physiology and Genetics of the National Academy of Sciences of Ukraine. It is found that the greatest inhibition of pea plant growth and reduction of chlorophyll has been obtained in the variant with a combination of piroxulam, chitosan and colloidal solution of Cu + Ag, the reduction compared to the control was 2,5 times. The best indicators in comparison with the control has been found in the variant with chitosan. The colloidal solution had lower indicators compared to chitosan by 25%. Treatment of plants with pyroxulane led to a decrease in photosynthetic activity of plants, with the formation of minimum values for 6 hours. The combination of pyroxulane with chitosan, a variant with colloidal solutions led to a decrease in 30 minutes and return to normal or improvement in a week. A similar nature of the changes was observed in plants treated with pure chitosan, but in this case the return to normal was observed after 6 hours. The use of three solutions in the complex (variant 5) caused a decrease in photosynthetic activity, which was observed after a week, although at the beginning of the measurement the difference was not significant. Conclusions. The positive effect was manifested by the use of colloidal solution, where the weight of plants increased compared to the control by 16%. All study variants had a phytotoxic effect, which manifested itself on different days after treatment. But within a week it decreased, except for the option with the complex use of pyroxulam + chitosan + colloidal solution (Cu + Ag).

References

1. Мордерер Є.Ю. Комплексні гербіциди Паллас™ Екстра та Квелекс™ – нові можливості захисту посівів зернових колосових. 2018. URL: https://www.dowagro.com/content/dam/hdas/dowagro_ukraine.
2. Рубин А.Б., Кренделева Т.Е. Регуляция первичных процессов фотосинтеза. Успехи биологической химии. 2003. Т. 43. С. 225–266.
3. Вплив хітозану на фітотоксичну дію гербіциду гранстар / В.В. Трач та ін. Бур’яни, особливості їх біології та систем контролювання в посівах сільськогосподарських культур : збірник наукових праць : матеріали 8-ї Науково-теоретичної конференції Українського наукового товариства гербологів, м. Київ, 16–17 березня 2012 р. Київ : Колобіг ; Фенікс, 2012. С. 229–233.
4. Функціональні наноматеріали для потреб сільського господарства / В.А. Копілевич та ін. Вісник Національного авіаційного університету. 2008. № 130. С. 349–354.
5. Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection : A review / L.R. Khot et al. Crop Prot. 2012. № 35. P. 64–70. DOI: 10.1016/j.cropro.2012.01.007.
6. Large-scale synthesis of copper nanoparticles by chemically controlled reduction for applications of inkjet-printed electronics / Y. Lee et al. Nanotechnology. 2008. № 19. P. 415604. DOI: 10.1088/0957-4484/19/41/415604.
7. Antifungal activity of biosynthesised copper nanoparticles evaluated against red root-rot disease in tea plants / P. Ponmurugan et al. J. Exp. Nanosci. 2016. № 11. P. 1019–1031. DOI: 10.1080/17458080.2016.1184766.
8. Разрядно-импульсные системы производства наноколлоидных растворов биологически активных металлов методом ОЭИД / А.А. Щерба и др. Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. 2010. Вип. 26. С. 152–160.
9. Використання біологічно активних препаратів на основі нанорозмірних часток металів в технології вирощування сої / С.М. Каленська та ін. Вісник Харківського національного аграрного університету. 2010. Серія «Біологія». Ч. 2. С. 24–32.
10. Маточний колоїдний розчин металів : Пат. 38459 України на корисну модель / К.Г. Лопатько та ін. Опубл. 12.01.2009.
11. Sommer A.L. Copper as an essential for plant growth. Plant Physiol. 1931. № 6. P. 339. DOI: 10.1104/ pp.6.2.339.
12. An overview on manufactured nanoparticles in plants: Uptake, translocation, accumulation and phytotoxicity / D.K. Tripathi et al. Plant Physiol. Biochem. 2017. № 110. P. 2–12. DOI: 10.1016/j.plaphy.2016.07.030.
13. Phytotoxicity of Nanoparticles / M. Faisal et al. Berlin, Germany : Springer, 2018.
14. Kiaune L., Singhasemanon N. Pesticidal copper (I) oxide: Environmental fate and aquatic toxicity. Rev. Environ. Contam. Toxicol. 2011. № 213. P. 1–26. DOI: 10.1007/978-1-4419-9860-6_1.
15. Stampoulis D., Sinha S.K., White J.C. Assay-Dependent Phytotoxicity of Nanoparticles to Plants. Environ. Sci. Technol. 2009. № 43. P. 9473–9479. DOI: 10.1021/es901695c.
16. Phytotoxicity and accumulation of copper oxide nanoparticles to the Cu-tolerant plant Elsholtzia splendens / J. Shi et al. Nanotoxicology. 2014. № 8. P. 179–188. DOI: 10.3109/17435390.2013.766768.
17. Copper Nanoparticles Induced Genotoxicity, Oxidative Stress, and Changes in Superoxide Dismutase (SOD) Gene Expression in Cucumber (Cucumis sativus) Plants / K.A. Mosa et al. Front. Plant Sci. 2018. № 9. P. 872. DOI: 10.3389/fpls.2018.00872.
18. Copper Oxide Nanoparticle Mediated DNA Damage in Terrestrial Plant Models / D.H. Atha et al. Environ. Sci. Technol. 2012. № 46. P. 1819–1827. DOI: 10.1021/ es202660k .
Published
2021-03-22
Section
MELIORATION, ARABLE FARMING, HORTICULTURE