تعیین ماندگاری نیکوسولفورون در خاک با آزمون زیست‌ سنجی و آنالیز دستگاهی

به منظور بررسی ماندگاری نیکوسولفورون در خاک با استفاده از آزمون زیست‌ سنجی و آنالیز دستگاهی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح آماری بلوک‌ کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال‌ زراعی 95 - 1394 انجام شد. فاکتور اول شامل کاربرد کود در چهار سطح کود گاوی، کود ورمی ‌کمپوست، مایکوریزا به همراه شاهد (بدون کود آلی)، فاکتور دوم  شامل کاربرد نیکوسولفورون در دو سطح 40 و 80 گرم ماده موثره در هکتار و فاکتور سوم کاربرد و عدم کاربرد ماده افزودنی هیدرومکس بودند. برای تعیین باقیمانده نیکوسولفورون در خاک در بازه‌های زمانی صفر، 2، 5، 8، 16، 30، 60 و 90 روز پس از سم‌پاشی از عمق‌های صفر تا 15 سانتی‌ متری خاک نمونه‌گیری انجام شد. سپس مقدار باقیمانده علف‌کش با روش آنالیز دستگاهی (hplc) و زیست‌ سنجی با استفاده از گیاه شاخص شاهی (lepidium sativum (l.) fourr) تعیین شد. نتایج نشان داد با کاربرد هیدرومکس سرعت تجزیه نیکوسولفورون در خاک کاهش و نیمه عمر آن افزایش یافت. برعکس، کاربرد کودهای آلی و زیستی توانستند سرعت تجزیه علف‌کش را افزایش و نیمه عمر آن را کاهش دهند. به طوری‌که بیشترین سرعت تجزیه در روش آنالیز دستگاهی و زیست‌ سنجی به ترتیب 0.066 و 0.073 میکروگرم در کیلوگرم خاک و کمترین نیمه عمر نیز به‌ ترتیب 10.5 و 9.50 روز از تیمار کاربرد کود گاوی و در مقدار کاربرد 40 گرم ماده موثره در هکتار نیکوسولفورون مشاهده شد. بر اساس نتایج آزمایش، همبستگی مثبت و معنی‌داری (0.97 = r^2) بین ضرایب تجریه و نیمه عمر علف‌کش در دو روش آنالیز دستگاهی و زیست سنجی وجود داشت. لذا، گیاه شاخص شاهی می‌تواند به عنوان یک نشانگر زیستی مطلوب در ردیابی بقایای و نیکوسولفورون در خاک می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

Determination of Nicosulfuron Persistence in Soil using Bioassay and Analytical Methods

Introduction Widespread application of herbicides to control weeds during the past few decades has resulted in serious ecological and environmental problems, such as resistance and shifts in weed populations. Sulfonylurea herbicides are acetoacetate synthase inhibitors. These herbicides will be used effectively to control a wide range of grassy and broad leaf weeds. Nicosulfuron is one of the main ALS inhibitors that was registered for corn in Iran. Under certain conditions some sulfonylurea herbicides can persist at phytotoxic concentrations in soils long enough to affect sensitive crops in the following season. There are many factors affecting persistence of herbicides, included soil type, soil organic matter, soil pH, soil temperature and moisture. Bioassay and HPLC methods are the most common methods for determining herbicide residues in soil. HPLC methods is a timeconsuming, costly, and expensive. But bioassay method is a simple, fast, and inexpensive that uses sensitive plants to detect low concentrations of residual in the soil. Several bioassay methods for sulfonylurea herbicides have been reported using lentil (Lens culinaris L.), lettuce (Lactuca sativa L.), sunflower (Helianthus annuus L.), corn (Zea mays L.) pea (pisum sativum L.), and lupin (Lupinus angustifolius L.). This study was aimed to understanding the nicosulfuron persistence in soil using HPLC and bioassay methods.Materials and Methods In order to study the soil persistence of nicosulfuron using bioassay and HPLC, an experiment was carried out as a factorial arrangement based on completely randomized block design with three replications in Research Field of Ferdowsi University of Mashhad during 20142015. Treatments included of the application of organic and biofertilizers in four different levels of cow manure (40 t ha1), vermicompost (10 t ha1), mycorrhiza (2.5 t ha1) fertilizers and control as first factor. The second factor was nicosulfuron doses (40 and 80 g a.i ha1), and the third factor was the application of nicosulfuron with and without of Hydromax adjuvant. The herbicide was applied at four leaf stages using an overhead trolley sprayer equipped with an 8002 flat fan nozzle tip delivering 200 L ha1 at 2 bar spray pressure. To determine nicosulfuron residue in soil sampling was performed at different periods of 0, 2, 5, 8, 16, 30, 60, 90 days after spraying from 015 cm depth of soil. The herbicide residue was determined using HPLC and bioassay methods. Garden cress (Lepidium sativum L.) was the bioindicator in bioassay method.Results and Discussion Results showed by increasing of nicosulfuron dose, it’s soil residue increased, however; nicosulfuron half time (DT50) was not affected. Application of Hydromax decreased nicosulfuron degradation rate (K) and increased its halflife of nicosulfuron. However, the application of organic and biological fertilizers increased degradation rate and decreased its halflife of nicosulfuron. So that the highest nicosulfuron degradation rate was indicated (0.066 and 0.073 μg kg1 soil) and the lowest DT50 (10.5 and 9.50 days) were indicated in HPLC and bioassay methods respectively, when nicosulfuron applied in the dose of 40 g a.i ha   + cow manure mixed in soil. Based on the results, significant positive correlation (r2 = 0.97) was observed between HPLC and bioassay methods in degradation rates and halflife of nicosulfuron herbicide. According to bioassay method, garden cress is high sensitive to nicosulfuron residue in soil. Therefore, garden cress especially it’s root bioassay is recommended as an acceptable method for nicosulfuron soil residue detection and can be used as desirable bioindicator for tracing of nicosulfuron persistence and soil residue. Conclusion The application Hydromax decreased nicosulfuron degradation rate and increased DT50 of nicosulfuron. But organic fertilizers increased nicosulfuron degradation rate and decreased DT50. Based on this sudy results garden cress is desirable bioindicator for tracing of nicosulfuron persistence in soil.