Published January 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Chitosan nanoparticles loaded with mesosulfuron methyl and mesosulfuron methyl + florasulam + MCPA isooctyl to manage weeds of wheat (<i>Triticum aestivum</i> L.)
Creators
- 1. University of Sargodha
- 2. Texas A&M University
- 3. The University of Agriculture, Peshawar
- 4. Islamia College University
- 5. University of Faisalabad
- 6. University of Agriculture Faisalabad
- 7. Zagazig University
- 8. Umm al-Qura University
Description
Abstract Nanoherbicides are articulated by empowering the potential of nanotechnology for the efficacious delivery of chemical or biological herbicides with the aid of nanomaterial‐based herbicide combinations. Therefore, the goal of this work was to investigate the chitosan nanoparticles loaded with mesosulfuron methyl and mesosulfuron methyl + florasulam + (2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid) MCPA isooctyl herbicides as a possible environmentally benign substitute to manage weeds in wheat. Due to intriguing characteristics including biocompatibility, low allergenicity, biodegradability, and nontoxicity, chitosan biopolymers as sustainable chitin derivatives have received intense scrutiny in the biomedical business. The manufactured nanoparticles were characterized by using ultraviolet absorbance, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The average particle size as revealed by SEM was 40–70 nm in a cluster form with the porous structure. The maximum absorption peaks of both nanoparticles of mesosulfuron methyl and mesosulfuron methyl + florasulam + MCPA isooctyl were 330 and 360 nm. The FT-IR analysis showed an intensive peak at 2 θ value of 30.55° for mesosulfuron methyl and 32.79° for mesosulfuron methyl + florasula + MCPA isooctyl, which correspond to the 78 and 198 planes of the anatase phase, respectively. The nanoparticles were sprayed at the third to fourth leaf stages of the targeted weeds. Seven different doses were applied. A total of 100% mortality and visual injury were caused by the chitosan-based nanoparticles of both herbicides at the recommended dose of standard herbicide. The 5-fold lower dose showed the minimum chlorophyll content (5.75%), plant height (2.35 cm), fresh biomass (1.08 g), and dry biomass (0.33 g) of a weed mixture. For the same traits, the herbicide nanoparticles at 10-fold lower dose of commercial herbicides exhibited a similar effect as the recommended dose. Nanoherbicides could recuperate the conventional herbicide effectiveness by enhancing the stability and reducing the toxicity.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتم التعبير عن مبيدات الأعشاب النانوية المجردة من خلال تمكين إمكانات تكنولوجيا النانو للتوصيل الفعال لمبيدات الأعشاب الكيميائية أو البيولوجية بمساعدة تركيبات مبيدات الأعشاب القائمةعلى المواد النانوية. لذلك، كان الهدف من هذا العمل هو التحقيق في جسيمات الكيتوزان النانوية المحملة بميثيل ميزوسلفورون وميزوسلفرون ميثيل + فلوراسولام + (2 -ميثيل-4 -كلوروفينوكسي أسيتيك) مبيدات أعشاب إيزوكتيل MCPA كبديل محتمل حميد بيئيًا لإدارة الأعشاب الضارة في القمح. نظرًا للخصائص المثيرة للاهتمام بما في ذلك التوافق الحيوي، وانخفاض الحساسية، والتحلل البيولوجي، وعدم السمية، فقد تلقت البوليمرات الحيوية للكيتوزان كمشتقات كيتين مستدامة تدقيقًا مكثفًا في الأعمال الطبية الحيوية. تميزت الجسيمات النانوية المصنعة باستخدام الامتصاص بالأشعة فوق البنفسجية، والمسح المجهري الإلكتروني (SEM)، وانحراف الأشعة السينية (XRD)، ومطيافية فورييه لتحويل الأشعة تحت الحمراء (FT - IR). كان متوسط حجم الجسيمات كما كشفت عنه SEM 40–70 نانومتر في شكل عنقود مع بنية مسامية. بلغت ذروات الامتصاص القصوى لكل من الجسيمات النانوية لميزوسلفورون ميثيل وميزوسلفورون ميثيل + فلوراسولام + MCPA أيزو أوكتيل 330 و 360 نانومتر. أظهر تحليل FT - IR ذروة مكثفة عند قيمة 2 θ تبلغ 30.55درجة لميثيل الميزوسلفورون و 32.79درجة لميثيل الميزوسلفورون + الفلوراسولا + MCPA isooctyl، والتي تتوافق مع 78 و 198 مستوى من طور الأناتاز، على التوالي. تم رش الجسيمات النانوية في مراحل الورقة الثالثة إلى الرابعة من الأعشاب الضارة المستهدفة. تم تطبيق سبع جرعات مختلفة. كان ما مجموعه 100 ٪ من الوفيات والإصابات البصرية ناتجة عن الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان لكل من مبيدات الأعشاب بالجرعة الموصى بها من مبيدات الأعشاب القياسية. أظهرت الجرعة الأقل بخمسة أضعاف الحد الأدنى من محتوى الكلوروفيل (5.75 ٪)، وارتفاع النبات (2.35 سم)، والكتلة الحيوية الطازجة (1.08 جم)، والكتلة الحيوية الجافة (0.33 جم) من خليط الأعشاب الضارة. بالنسبة لنفس السمات، أظهرت الجسيمات النانوية لمبيدات الأعشاب بجرعة أقل بمقدار 10 أضعاف من مبيدات الأعشاب التجارية تأثيرًا مشابهًا للجرعة الموصى بها. يمكن لمبيدات الأعشاب النانوية استعادة فعالية مبيدات الأعشاب التقليدية من خلال تعزيز الاستقرار وتقليل السمية.Translated Description (French)
Résumé Les nano-herbicides sont articulés en renforçant le potentiel de la nanotechnologie pour l'administration efficace d'herbicides chimiques ou biologiques à l'aide de combinaisons d'herbicides àbase de nanomatériaux. Par conséquent, le but de ce travail était d'étudier les nanoparticules de chitosane chargées de mésosulfuron méthyle et de mésosulfuron méthyle + florasulam + (acide 2-méthyl-4-chlorophénoxyacétique) MCPA isooctyl herbicides comme un substitut écologiquement bénin possible pour gérer les mauvaises herbes dans le blé. En raison de caractéristiques intrigantes, notamment la biocompatibilité, la faible allergénicité, la biodégradabilité et la non-toxicité, les biopolymères de chitosane en tant que dérivés durables de la chitine ont fait l'objet d'un examen minutieux dans le secteur biomédical. Les nanoparticules fabriquées ont été caractérisées en utilisant l'absorbance ultraviolette, la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction des rayons X (DRX) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR). La taille moyenne des particules telle que révélée par le MEB était de 40 à 70 nm sous forme d'amas avec la structure poreuse. Les pics d'absorption maximum des deux nanoparticules de mésosulfuron méthyle et mésosulfuron méthyle + florasulam + isooctyle MCPA étaient de 330 et 360 nm. L'analyse FT-IR a montré un pic intensif à 2 θ de 30,55° pour le mésosulfuron méthyle et de 32,79° pour le mésosulfuron méthyle + florasula + MCPA isooctyle, qui correspondent respectivement aux plans 78 et 198 de la phase anatase. Les nanoparticules ont été pulvérisées aux troisième à quatrième stades foliaires des mauvaises herbes ciblées. Sept doses différentes ont été appliquées. Au total, 100 % de la mortalité et des lésions visuelles ont été causées par les nanoparticules à base de chitosane des deux herbicides à la dose recommandée d'herbicide standard. La dose 5 fois plus faible montrait la teneur minimale en chlorophylle (5,75 %), la hauteur de la plante (2,35 cm), la biomasse fraîche (1,08 g) et la biomasse sèche (0,33 g) d'un mélange de mauvaises herbes. Pour les mêmes caractéristiques, les nanoparticules d'herbicide à une dose 10 fois plus faible d'herbicides commerciaux ont présenté un effet similaire à la dose recommandée. Les nanoherbicides pourraient récupérer l'efficacité des herbicides conventionnels en améliorant la stabilité et en réduisant la toxicité.Translated Description (Spanish)
Los nanoherbicidas se articulan potenciando el potencial de la nanotecnología para el suministro eficaz de herbicidas químicos o biológicos con la ayuda de combinaciones de herbicidas basadasen nanomateriales. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue investigar las nanopartículas de quitosano cargadas con mesosulfurón metil y mesosulfurón metil + florasulam + (ácido 2-metil-4-clorofenoxiacético) MCPA isooctil herbicidas como un posible sustituto ambientalmente benigno para manejar las malas hierbas en el trigo. Debido a las características intrigantes que incluyen biocompatibilidad, baja alergenicidad, biodegradabilidad y no toxicidad, los biopolímeros de quitosano como derivados sostenibles de la quitina han recibido un intenso escrutinio en el negocio biomédico. Las nanopartículas fabricadas se caracterizaron mediante el uso de absorbancia ultravioleta, microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR). El tamaño medio de partícula revelado por SEM fue de 40–70 nm en forma de conglomerado con la estructura porosa. Los picos máximos de absorción de ambas nanopartículas de mesosulfurón metilo y mesosulfurón metilo + florasulam + MCPA isooctilo fueron 330 y 360 nm. El análisis FT-IR mostró un pico intensivo en el valor 2 θ de 30.55° para mesosulfurón metilo y 32.79° para mesosulfurón metilo + florasula + MCPA isooctilo, que corresponden a los planos 78 y 198 de la fase anatasa, respectivamente. Las nanopartículas se pulverizaron en las etapas de la tercera a la cuarta hoja de las malezas objetivo. Se aplicaron siete dosis diferentes. Un total de 100% de mortalidad y lesiones visuales fueron causadas por las nanopartículas a base de quitosano de ambos herbicidas a la dosis recomendada de herbicida estándar. La dosis 5 veces menor mostró el contenido mínimo de clorofila (5.75%), la altura de la planta (2.35 cm), la biomasa fresca (1.08 g) y la biomasa seca (0.33 g) de una mezcla de malezas. Para los mismos rasgos, las nanopartículas de herbicida a una dosis 10 veces menor de herbicidas comerciales exhibieron un efecto similar a la dosis recomendada. Los nanoherbicidas podrían recuperar la efectividad del herbicida convencional al mejorar la estabilidad y reducir la toxicidad.Files
pdf.pdf
Files
(974.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:cc643928e6f25269b498aef879bff1db
|
974.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جسيمات شيتوزان نانوية محملة بميزوسلفرون ميثيل وميزوسلفرون ميثيل + فلوريسولام + MCPA isooctyl لإدارة أعشاب القمح (<i>Triticum aestivum</i> L.)
- Translated title (French)
- Nanoparticules de chitosane chargées avec du mésosulfuron méthyle et du mésosulfuron méthyle + florasulam + isooctyle MCPA pour gérer les mauvaises herbes du blé (<i>Triticum aestivum</i> L.)
- Translated title (Spanish)
- Nanopartículas de quitosano cargadas con mesosulfurón metilo y mesosulfurón metilo + florasulam + MCPA isooctilo para el manejo de malezas de trigo (<i>Triticum aestivum</i> L.)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378471759
- DOI
- 10.1515/gps-2022-8152
References
- https://openalex.org/W195513463
- https://openalex.org/W1990315022
- https://openalex.org/W2004452133
- https://openalex.org/W2024458617
- https://openalex.org/W2059020012
- https://openalex.org/W2086514756
- https://openalex.org/W2165651868
- https://openalex.org/W2196781885
- https://openalex.org/W2317709648
- https://openalex.org/W2514110282
- https://openalex.org/W2518298226
- https://openalex.org/W2589947047
- https://openalex.org/W2592238915
- https://openalex.org/W2790682906
- https://openalex.org/W2885137383
- https://openalex.org/W2920437148
- https://openalex.org/W2949648844
- https://openalex.org/W2952122788
- https://openalex.org/W2954211914
- https://openalex.org/W2991641423
- https://openalex.org/W3006162105
- https://openalex.org/W3034894566
- https://openalex.org/W3100312059
- https://openalex.org/W3113757172
- https://openalex.org/W4224139065
- https://openalex.org/W4281619943
- https://openalex.org/W4309828689
- https://openalex.org/W4309829256
- https://openalex.org/W4312423220
- https://openalex.org/W4312911406
- https://openalex.org/W4313145639
- https://openalex.org/W4321123839