Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Chemical synthesis, characterization, and dose optimization of chitosan-based nanoparticles of clodinofop propargyl and fenoxaprop-<i>p</i>-ethyl for management of <i>Phalaris minor</i> (little seed canary grass): First report

Creators

  • 1. University of Sargodha
  • 2. University of Faisalabad
  • 3. University of Agriculture Faisalabad
  • 4. Pir Mehr Ali Shah Arid Agriculture University
  • 5. Umm al-Qura University
  • 6. Zagazig University

Description

Abstract Phalaris minor is the main and troublesome weed of wheat all over the globe. Chemical weed control is a quick and effective method for weed management. However, herbicides are criticized for environmental pollution and the development of resistance in weeds. Therefore, the present study was planned for chemical synthesis, characterization, and dose optimization of chitosan-based nanoparticles of clodinofop propargyl and fenoxaprop- p -ethyl for the management of Phalaris minor grown in wheat. Chitosan-based nanoparticles of clodinofop propargyl and fenoxaprop- p -ethyl were prepared by the ionic gelification technique. The nanoparticles (NPs) of clodinofop propargyl and fenoxaprop- p -ethyl were sprayed at 3–4 leaf stage of the P. minor weed. Seven different doses (D 0 = weedy check, D 1 = normal herbicide at recommended dose, D 2 = nano herbicide at the recommended dose of normal herbicide, D 3 = 5-fold lower dose of nano herbicide, D 4 = 10-fold lower dose of nano herbicide, D 5 = 15-fold lower dose of nano herbicide, and D 6 = 20-fold lower dose of nano herbicide) were used. Chitosan-based NPs of herbicides were characterized using UV absorbance, scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction (XRD) studies. SEM demonstrated particles in the cluster form with porous structure and the average size ranged from 30 to 60 nm. XRD results confirmed the existence of (2 θ ) peak at 29.79 related to 160 anatase form in the NPs of clodinofop propargyl and 24.65 related to 76 anatase form in the case of fenoxaprop- p -ethyl. The FT-IR analysis of chitosan-based NPs of both the herbicides perfectly matched the standard parameters. UV-visible spectra exhibited absorption peaks at 300 and 330 nm, for the NPs of fenoxaprop- p -ethyl and clodinofop, respectively. The chitosan-based particles of clodinofop propargyl and fenoxaprop- p -ethyl at the recommended dose of normal herbicide caused 100% mortality and visual injury. However, a 5-fold lower dose of chitosan-based NPs of clodinofop propargyl and fenoxaprop- p -ethyl caused the maximum visual injury (94.00%), mortality (93.75%), minimum chlorophyll contents (7.47%), plant height (cm), fresh biomass (0.27 g), and dry biomass (0.08 g) of P. minor. The chitosan-based NPs of clodinofop propargyl and fenoxaprop- p -ethyl at a 10-fold lower dose of normal herbicides and recommended dose produced a similar effect on the previously mentioned traits of P. minor .

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

فالاريس الصغرى المجردة هي الحشائش الرئيسية والمزعجة للقمح في جميع أنحاء العالم. مكافحة الحشائش الكيميائية هي طريقة سريعة وفعالة لإدارة الحشائش. ومع ذلك، يتم انتقاد مبيدات الأعشاب بسبب التلوث البيئي وتطور المقاومة في الأعشاب الضارة. لذلك، تم التخطيط لهذه الدراسة للتوليف الكيميائي، وتوصيف، وتحسين جرعة الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان من بروبارجيل كلودينوفوب وإيثيل فينوكسابروب لإدارة الفلاريس الصغيرة المزروعة في القمح. تم تحضير الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان من كلودينوفوب بروبارجيل و فينوكسابروب- ب- إيثيل بواسطة تقنية التبلور الأيوني. تم رش الجسيمات النانوية (NPs) من clodinofop propargyl و fenoxaprop - p - ethyl في مرحلة 3–4 أوراق من عشب P. minor. تم استخدام سبع جرعات مختلفة (D 0 = فحص الأعشاب الضارة، D 1 = مبيدات الأعشاب الطبيعية بالجرعة الموصى بها، D 2 = مبيدات الأعشاب النانوية بالجرعة الموصى بها من مبيدات الأعشاب الطبيعية، D 3 = 5 أضعاف جرعة أقل من مبيدات الأعشاب النانوية، D 4 = 10 أضعاف جرعة أقل من مبيدات الأعشاب النانوية، D 5 = 15 ضعف جرعة أقل من مبيدات الأعشاب النانوية، و D 6 = 20 ضعف جرعة أقل من مبيدات الأعشاب النانوية). تم تمييز الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان لمبيدات الأعشاب باستخدام امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، والمسح المجهري الإلكتروني (SEM)، والتحويل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (FT - IR)، ودراسات حيود الأشعة السينية (XRD). أظهرت SEM جزيئات في شكل عنقود مع بنية مسامية ومتوسط حجم يتراوح من 30 إلى 60 نانومتر. أكدت نتائج XRD وجود (2 θ ) ذروة عند 29.79 تتعلق بـ 160 شكل أناتاز في الجسيمات النانوية من بروبارجيل كلودينوفوب و 24.65 تتعلق بـ 76 شكل أناتاز في حالة فينوكسابروب- p - إيثيل. يتطابق تحليل FT - IR للجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان لكل من مبيدات الأعشاب تمامًا مع المعلمات القياسية. أظهرت الأطياف المرئية للأشعة فوق البنفسجية قمم امتصاص عند 300 و 330 نانومتر، للجسيمات النانوية من فينوكسابروب- p - إيثيل وكلودينوفوب، على التوالي. تسببت الجسيمات القائمة على الكيتوزان من كلودينوفوب بروبارجيل و فينوكسابروب- ب- إيثيل بالجرعة الموصى بها من مبيدات الأعشاب الطبيعية في حدوث وفيات وإصابات بصرية بنسبة 100 ٪. ومع ذلك، تسببت جرعة أقل بمقدار 5 أضعاف من الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان من بروبارجيل كلودينوفوب وإيثيل فينوكسابروب في الحد الأقصى للإصابة البصرية (94.00 ٪)، والوفيات (93.75 ٪)، والحد الأدنى من محتويات الكلوروفيل (7.47 ٪)، وارتفاع النبات (سم)، والكتلة الحيوية الطازجة (0.27 جم)، والكتلة الحيوية الجافة (0.08 جم) من P. minor. نتج عن الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان من بروبارجيل كلودينوفوب وإيثيل فينوكسابروب عند جرعة أقل بعشرة أضعاف من مبيدات الأعشاب الطبيعية والجرعة الموصى بها تأثير مماثل على الصفات المذكورة سابقًا من P. minor .

Translated Description (French)

Résumé Le phalaris mineur est la mauvaise herbe principale et gênante du blé dans le monde entier. Le désherbage chimique est une méthode rapide et efficace de lutte contre les mauvaises herbes. Cependant, les herbicides sont critiqués pour la pollution de l'environnement et le développement de la résistance chez les mauvaises herbes. Par conséquent, la présente étude a été planifiée pour la synthèse chimique, la caractérisation et l'optimisation de la dose de nanoparticules à base de chitosane de clodinofop propargyle et de fénoxaprop- p -éthyle pour la gestion de Phalaris minor cultivé dans le blé. Des nanoparticules à base de chitosane de clodinofop propargyle et de fénoxaprop- p -éthyle ont été préparées par la technique de gélification ionique. Les nanoparticules (NP) de clodinofop propargyl et de fénoxaprop- p -éthyl ont été pulvérisées au stade 3–4 feuilles de la mauvaise herbe P. minor. Sept doses différentes (J 0 = contrôle des mauvaises herbes, J 1 = herbicide normal à la dose recommandée, J 2 = nano herbicide à la dose recommandée d'herbicide normal, J 3 = dose 5 fois plus faible de nano herbicide, J 4 = dose 10 fois plus faible de nano herbicide, J 5 = dose 15 fois plus faible de nano herbicide et J 6 = dose 20 fois plus faible de nano herbicide) ont été utilisées. Les NP d'herbicides à base de chitosane ont été caractérisées à l'aide d'études d'absorbance UV, de microscopie électronique à balayage (MEB), de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) et de diffraction des rayons X (DRX). Le MEB a démontré des particules sous forme d'amas avec une structure poreuse et la taille moyenne variait de 30 à 60 nm. Les résultats XRD ont confirmé l'existence d'un pic (2 θ ) à 29,79 lié à la forme 160 anatase dans les NP de clodinofop propargyle et 24,65 lié à la forme 76 anatase dans le cas du fénoxaprop- p -éthyle. L'analyse FT-IR des NP à base de chitosane des deux herbicides correspondait parfaitement aux paramètres standard. Les spectres UV-visible ont montré des pics d'absorption à 300 et 330 nm, pour les NP du fénoxaprop- p -éthyle et du clodinofop, respectivement. Les particules à base de chitosane de clodinofop propargyle et de fénoxaprop- p -éthyle à la dose recommandée d'herbicide normal ont causé 100 % de mortalité et de lésions visuelles. Cependant, une dose 5 fois plus faible de NP à base de chitosane de clodinofop propargyle et de fénoxaprop- p -éthyle a causé la lésion visuelle maximale (94,00 %), la mortalité (93,75 %), la teneur minimale en chlorophylle (7,47 %), la hauteur de la plante (cm), la biomasse fraîche (0,27 g) et la biomasse sèche (0,08 g) de P. minor. Les NP à base de chitosane de clodinofop propargyle et de fénoxaprop- p -éthyle à une dose 10 fois plus faible d'herbicides normaux et à la dose recommandée ont produit un effet similaire sur les traits de P. minor mentionnés précédemment.

Translated Description (Spanish)

Resumen Phalaris minor es la principal y problemática mala hierba del trigo en todo el mundo. El control químico de malezas es un método rápido y efectivo para el manejo de malezas. Sin embargo, los herbicidas son criticados por la contaminación ambiental y el desarrollo de resistencia en las malas hierbas. Por lo tanto, el presente estudio se planificó para la síntesis química, la caracterización y la optimización de la dosis de nanopartículas basadas en quitosano de clodinofop propargilo y fenoxaprop-p-etilo para el manejo de Phalaris minor cultivado en trigo. Las nanopartículas a base de quitosano de clodinofop propargilo y fenoxaprop-p-etilo se prepararon mediante la técnica de gelificación iónica. Las nanopartículas (NP) de clodinofop propargilo y fenoxaprop-p-etilo se pulverizaron en la etapa de 3–4 hojas de la maleza P. minor. Se utilizaron siete dosis diferentes (D 0 = control de malezas, D 1 = herbicida normal a la dosis recomendada, D 2 = nanoherbicida a la dosis recomendada de herbicida normal, D 3 = dosis 5 veces menor de nanoherbicida, D 4 = dosis 10 veces menor de nanoherbicida, D 5 = dosis 15 veces menor de nanoherbicida y D 6 = dosis 20 veces menor de nanoherbicida). Las NP de herbicidas basadas en quitosano se caracterizaron mediante estudios de absorbancia UV, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) y difracción de rayos X (XRD). SEM demostró partículas en forma de clúster con estructura porosa y el tamaño medio varió de 30 a 60 nm. Los resultados de XRD confirmaron la existencia de un pico (2 θ ) a 29.79 relacionado con la forma anatasa 160 en las NP de clodinofop propargilo y 24.65 relacionado con la forma anatasa 76 en el caso de fenoxaprop-p-etilo. El análisis FT-IR de las NP basadas en quitosano de ambos herbicidas coincidió perfectamente con los parámetros estándar. Los espectros UV-visibles mostraron picos de absorción a 300 y 330 nm, para las NP de fenoxaprop-p-etil y clodinofop, respectivamente. Las partículas a base de quitosano de clodinofop propargilo y fenoxaprop-p-etilo a la dosis recomendada de herbicida normal causaron el 100% de mortalidad y lesiones visuales. Sin embargo, una dosis 5 veces menor de NP a base de quitosano de clodinofop propargilo y fenoxaprop-p-etilo causó la lesión visual máxima (94.00%), mortalidad (93.75%), contenido mínimo de clorofila (7.47%), altura de la planta (cm), biomasa fresca (0.27 g) y biomasa seca (0.08 g) de P. minor. Las NP basadas en quitosano de clodinofop propargilo y fenoxaprop-p-etilo a una dosis 10 veces menor de herbicidas normales y la dosis recomendada produjeron un efecto similar en los rasgos mencionados anteriormente de P. minor .

Files

pdf.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f36055859d92863c414718493473d78b
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التركيب الكيميائي، والتوصيف، وتحسين جرعة الجسيمات النانوية القائمة على الكيتوزان من بروبارجيل كلودينوفوب و فينوكسابروب-<i> p</i> - إيثيل لإدارة <i>فالاريس مينور</i> (عشب الكناري الصغير): التقرير الأول
Translated title (French)
Synthèse chimique, caractérisation et optimisation de la dose de nanoparticules à base de chitosane de clodinofop propargyl et de fénoxaprop-<i>p</i>-éthyl pour la prise en charge de <i>Phalaris minor</i> (petite graine d'alpiste des Canaries)&nbsp;: Premier rapport
Translated title (Spanish)
Síntesis química, caracterización y optimización de la dosis de nanopartículas a base de quitosano de clodinofop propargilo<i></i> y fenoxaprop-p-etilo para el manejo de <i>Phalaris minor</i> (hierba canaria de semilla pequeña): primer informe

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4312911406
DOI
10.1515/gps-2022-0096

Is supplement to
https://openalex.org/W4390154369 (Other)
https://openalex.org/W348305035 (Other)
https://openalex.org/W3119445266 (Other)
https://openalex.org/W2284539819 (Other)
https://openalex.org/W2256954910 (Other)
https://openalex.org/W2241917883 (Other)
https://openalex.org/W2215573235 (Other)
https://openalex.org/W2199322280 (Other)
https://openalex.org/W2023076241 (Other)
https://openalex.org/W1971721139 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1496183578
  • 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/W2742976359
  • 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/W3007530327
  • https://openalex.org/W3034894566
  • https://openalex.org/W3113757172