A series of experiments provided data to parameterize and validate a coupled herbicide fate and target plant species effects model. This simulation model is currently designed to predict responses of water hyacinth populations to treatments of the dimethylamine formulation of 2,4- dichloro-phenoxy acetic acid (2,4-D -DMA). Experiments investigated 1) the response of water hyacinth to varying exposures of 2,4-D (DMA); 2) the role of water hyacinth density and herbicide interception in treatment effectiveness using 2,4-D (DMA); and 3) the importance of root exposure to obtain control of water hyacinth using 2,4- D (DMA). Results demonstrated the importance of leaf or canopy interception of 2,4-D (DMA) sprays in obtaining control of water hyacinth populations. The critical threshold plant tissue concentration of 2,4-D (DMA) required to elicit maximum mortality (98%) was estimated to be approximately 12 mg 2,4-D per kg water hyacinth tissue (wet weight). Root uptake apparently plays little or no role in the effectiveness of this herbicide for controlling water hyacinth growth. Validation trials illustrated the efficacy of the current model. The model was validated with data from a field operation. This research has provided considerable insight into optimal use of this auxin-type herbicide for control of water hyacinth, a monocotyledon.

Ce projet d'étude, qui a pour but de développer un indice simple à déterminer fournissant des informations sur la rétention de l'atrazine dans les sols, a mis en relation les différents coefficients d'adsorption existants (Kd, Kf, Koc) et deux indices colorimétriques. La méthode utilisée pour déterminer les indices colorimétriques est celle au pyrophosphate de sodium de Kaila. Cette dernière est facile, rapide et accessible à tous les laboratoires d'analyses. Les principales conclusions de l'étude sont les suivantes : 1. L'indice colorimétrique au pyrophosphate de sodium de Kaila est applicable aux sols minéraux. Les lectures obtenues en absorbance sont valables et reproductibles pour les 11 sols minéraux de l'étude. 2. La méthode colorimétrique au pyrophosphate de sodium de Kaila est une méthode simple, rapide et relativement peu coûteuse à effectuer. Les modifications apportées à la méthode n'entraine pas de changements majeurs au niveau des coûts et de la faisabilité. 3. L'indice colorimétrique de Kaila standard ne semble pas être relié avec les paramètres de la rétention de l'atrazine tels que 1/Kd et Kdoc. 4. L'indice colorimétrique de Kaila en version modifiée semble être relié avec les paramètres de la rétention de l'atrazine tels que 1/Kd et Kdoc. 5. L'indice colorimétrique de Kaila en version modifiée semble être inversement proportionnel à la rétention de l'atrazine. 6. Les indices colorimétriques de Kaila (standard ou modifié) semblent être des outils qui peuvent nous apporter des informations sur la rétention de l'atrazine dans les sols minéraux ainsi que dans les sols organiques.

<p>Acetolactate synthase (ALS) inhibitors are a widely used class of selective herbicides used to control grass and broadleaf weeds. The repeated use of ALS-inhibiting herbicides has selected for biotypes of weeds resistant to ALS inhibitors, especially in the weeds most problematic to growers in the Midwest. While ALS inhibitor use seems futile, new mechanisms of herbicide action are not predicted to be commercialized in the near future to solve this problem. This leads to the main objective of this research, determining what value ALS inhibitors provide in controlling populations of weeds with resistance to ALS inhibitors. </p> <p>Field experiments with soil-applied (PRE) applications of ALS inhibitors on horseweed (<i>Erigeron canadensis</i>) and tall waterhemp (<i>Amaranthus tuberculatus </i>var. <i>rudis</i>) exhibited higher efficacy than would be expected given the frequency of the ALS resistance trait in the population. Whereas control of these species with POST-applied applications was similar or less than the proportion of the population characterized as susceptible using molecular techniques. Soil-applied applications, therefore, resulted in relatively greater control than POST applications in populations with known ALS-inhibitor-resistance mechanisms.</p> <p>Greenhouse experiments showed that overall resistance ratios were higher for PRE applications of ALS inhibitors in horseweed, tall waterhemp, and Palmer amaranth (<i>Amaranthus palmeri</i>). However, GR₅₀ values decreased for both susceptible and resistant biotypes for the PRE applications compared to POST, suggesting the biologically effective dose of these herbicides is lower in soil residual applications. This research found that PRE applications of ALS inhibitors resulted in some level of control on horseweed and tall waterhemp classified as resistant to ALS inhibitors due to the higher efficacy of PRE herbicide applications.</p> <p>Genetic analysis assessing the amino acid substitutions that confer resistance to ALS inhibitors in tall waterhemp confirmed a difference in selection pressure between PRE and POST applications and between ALS active ingredients in tall waterhemp. Applications of chlorimuron PRE at 11 g ai ha^-1selected for 35% homozygous W574L genotypes and at 44 g ha^-1 selected for 70% homozygous W574L genotypes. An increase of homozygous W574L individuals along with a decrease in heterozygous individuals from 65 (11 g ha^-1) to 29% (44 g ha^-1) suggests that W574L is semi-dominant in tall waterhemp and that high labeled rates of chlorimuron applied PRE can partially overcome the heterozygous W574L-resistance mechanism. In horseweed, no difference in selection pressure was observed between application timing or between chlorimuron or cloransulam. A new mutation conferring ALS-inhibitor resistance in horseweed was discovered, a Pro197Leu amino acid substitution, with resistance ratios of 21X to chlorimuron and 8.6X to cloransulam. These resistance ratios are slightly less than those reported for the Pro197Ala and Pro197Ser amino acid substitutions in conferring ALS-inhibitor resistance in horseweed. </p> <p>Finally, a survey of 42 populations of tall waterhemp in Indiana counties with confirmed ALS-inhibitor resistant populations of tall waterhemp found that all populations contained at least 16% individuals with the W574L amino acid substitution, 35 populations contained at least 1% individuals with the S653N substitution, and 9 populations contained at least 1% individuals with the S653T substitution. Taking into consideration the three mutations tested, 8 of the 42 populations tested contained <50% ALS-inhibitor resistant individuals within the population. Using the same tall waterhemp populations as collected in the survey, Next-Generation Sequencing was used to determine if other amino acid substitutions conferring resistance to ALS inhibitors existed. Results from WideSeq revealed that 10 other amino acid substitutions in the ALS protein may be conferring resistance in tall waterhemp in Indiana: A122T, A122N, A122S, P197T, P197L, P197H, D376E, and G654F. Further research from this survey also suggests that metabolic resistance to ALS inhibitors is likely a contributor to resistance in tall waterhemp in Indiana.</p> <p>This research suggests that ALS-inhibiting herbicides, more specifically chlorimuron, would provide the greatest contribution to management of tall waterhemp. Chlorimuron would perform best when used in soil residual applications and in populations of tall waterhemp containing either individuals susceptible to chlorimuron or individuals heterozygous for ALS inhibitor resistance conferred by the W574L mutation. This research also demonstrates the specificity of the amino acid substitutions in the ALS protein and by weed species to realize the benefit of these herbicides for management of weeds resistant to ALS inhibitors. Molecular characterization of target site resistance to ALS inhibitors has traditionally been considered relatively simple. However, we found 11 new amino acid substitutions that confer resistance to ALS inhibitors in horseweed and tall waterhemp. The complexity of ALS inhibitor resistance calls for the use of methods such as NGS to detect all potential resistance mutations in a timely manner and for the use of tests detecting metabolic resistance. Overall, this research demonstrates that ALS inhibitors still provide some utility for management of weed populations classified as resistant to ALS inhibitors and that the resistance mechanisms in horseweed and tall waterhemp are more numerous than previously reported. </p>

Les changements climatiques et l'émission de polluants dans l'environnement sont susceptibles d'entrainer des effets croisés sur les communautés et le fonctionnement des écosystèmes. Les changements de température sont notamment susceptibles de modifier le comportement et la toxicité des polluants, et de sensibiliser les organismes aux stress chimiques. Inversement, l'exposition à des polluants peut diminuer la tolérance thermique des espèces ectothermes comme les poissons. Dans ce contexte, nous avons étudié la réponse d'une espèce modèle de poissons en toxicologie aquatique, le Carassin doré (Carassius auratus), soumis à des stress chimique et thermique individuels et combinés. Pour cela, le carassin doré a été exposé à un cocktail d'herbicides et de fongicides à des concentrations réalistes d'un point de vue environnemental à deux températures pendant 96h ou 16 jours. Les réponses ont été observées de l'échelle moléculaire à l'échelle individuelle par des approches omiques (protéomique et métabolomique), biochimiques (cortisol, biomarqueurs de stress oxydant et allocation cellulaire énergétique), indicielles (indices somatiques et de condition) et comportementales (remaniement sédimentaire, activité, exploration et comportement alimentaire). Les résultats montrent que l'exposition des poissons aux stress chimique et thermique individuels entraine une réponse générale de stress impliquant des compensations biochimiques, énergétiques, physiologiques et comportementales. L'absence d'effets sur la santé générale des carassins suggère la mise en place d'une réponse de stress efficace et adaptée, bien que l'hypoactivité observée chez les poissons exposés aux cocktails de pesticides soit susceptible d'entrainer une diminution de leurs performances et de leur fitness. A l'inverse, les carassins exposés aux stress chimique et thermique combinés montrent une inhibition de la réponse générale de stress, avec des effets antagonistes sur la sécrétion de cortisol, l'induction de certains systèmes de défense antioxydants et la compensation énergétique. Des effets plus importants sont en revanche observés au niveau comportemental ainsi qu'une diminution significative de la condition générale des poissons. Ces résultats montrent que l'augmentation de la température sensibilise les poissons à la contamination de l'eau par les pesticides. L'inhibition de la réponse de stress chez des poissons exposés à des mélanges complexes de pesticides dans un écosystème soumis à de multiples contraintes pose de nombreuses questions pour la conservation des espèces dans l'environnement. / Crossed-effects between climate change and chemical pollutions were identified on community structure and ecosystem functioning. Temperature rising affect the toxic properties of pollutants and the sensitiveness of organisms to chemicals stress. Inversely, chemical exposure may decrease the thermal tolerance of ectothermic species, as fish. In this context, we studied the response of a biological model in aquatic toxicology, the goldfish (Carassius auratus), to individual and combined chemical and thermal stresses. In this aim, we exposed the goldfish to environmental relevant concentrations of herbicide and fungicide mixtures at two temperatures for 96 hours or 16 days. The fish responses were assessed from the molecular level to individual endpoints, including omic approaches (proteomic and metabolomic), biochemical analyses (cortisol, antioxidant defenses, cellular energy allocation), indexes (somatic and condition factors) and behavioral assays (sediment reworking, activity, exploration and feeding). Our results showed that individual chemical or thermal stresses induced a general stress response including biochemical, metabolic, physiological and behavioral compensations. The absence of deleterious effect on the global condition of fish suggested the implementation of an efficient and adaptive stress response, while the hypoactivity of fish exposed to pesticide mixtures could entrain a decreased performance and fitness into the wild. At the opposite, the combined chemical and thermal stresses induced reciprocal inactivation of the stress response, with antagonism effect on cortisol secretion, antioxidant defense induction and metabolic compensation. However, increased effect on behavioral traits and decreased global condition of fish were observed. Our study showed that temperature rising sensitized fish to pesticide exposure. Finally, inhibited stress response in fish exposed to pesticide cocktails raises concerns about species conservation an ecosystem under multiple pressures.

Glyphosate (N-phosphonomethylglycine) is an organophosphate compound which was developed by the Monsanto Company in 1971 and is the active ingredient found in several herbicide formulations. The use of glyphosate-based herbicides in South Africa for the control of alien invasive plants and weeds is well established, extensive and currently unregulated, which vastly increases the likelihood of glyphosate contamination in environmental water systems. Although the use of glyphosate-based herbicides is required for economic enhancement in industries such as agriculture, the presence of this compound in natural water systems presents a potential risk to human health. Glyphosate and glyphosate formulations were previously considered safe, however their toxicity has become a major focal point of research over recent years. The lack of monitoring protocols for pesticides in South Africa is primarily due to limited financial capacity and the lack of analytical techniques.

Tesis por compendio / [ES] En la producción de cultivos, el frecuente uso de pesticidas y en particular de los herbicidas se encuentra bajo el foco de la atención pública. En los últimos años, muchos herbicidas han sido retirados del mercado, debido a que se buscan productos menos tóxicos. Esto ha provocado un aumento en la inversión para la investigación y el desarrollo de productos herbicidas más sostenibles. Sin embargo, hoy en día, hay pocas opciones comerciales que puedan reemplazar eficazmente a los herbicidas tradicionales. La comunidad agrícola ha posicionado al ácido pelargónico (PA) como una buena alternativa a los herbicidas de contacto convencionales, e incluso al glifosato en ciertas situaciones. El PA es un herbicida no selectivo de contacto, que presenta un buen control de las malezas sin dañar el medio ambiente. Sin embargo, su uso en la agricultura se encuentra limitado debido a algunos inconvenientes, como los problemas de su formulación, el olor rancio y desagradable después de su aplicación y principalmente las altas dosis de pulverización a las que debe ser aplicado para que sea efectivo. Por estas razones, el objetivo de esta tesis fue primero desarrollar un nuevo compuesto no toxico con actividad herbicida, que pudiera ser una alternativa a los herbicidas convencionales. A continuación, se estudiaron las condiciones óptimas de aplicación de la nueva sustancia: dosis de aplicación, ajustes de las barras de pulverización y condiciones climáticas fueron definidas para un mayor rendimiento de la nueva sustancia. Igualmente, se usaron coadyuvantes en el caldo, para incrementar la actividad del nuevo herbicida. Los resultados de esta tesis doctoral reportan la actividad herbicida de trece compuestos a base de ésteres de ácidos grasos, que podrían ser alternativas sostenibles para el control de malas hierbas. Su efectivad herbicida fue evaluada sobre Digitaria sanguinalis (L.) Scop. y Solanum nigrum L. Todos los componentes mostraron una interesante actividad herbicida de contacto que no está relacionada con el ácido libre de los ácidos grasos, además de buenas propiedades fisicoquímicas. La mayor eficacia se obtuvo con el éster de ácido pelargónico de polietilenglicol metilado (PA-MPEG), con seis óxidos de etileno. El PA-MPEG es un compuesto líquido, soluble en agua y sin olor rancio, debido a su nula volatilidad, a diferencia del PA. También tiene unas excelente propiedades mojantes, pudiéndose diluir directamente en agua y aplicar sin la necesidad de una formulación, en contraste con el PA. PA-MPEG fue pulverizado a diferentes caudales, proporcionando un control de las malas hierbas estudiadas igual o mejor que el obtenido por los herbicidas comerciales a base de PA. La aplicación de PA-MPEG a una tasa de 12.8 kg de ácido equivalente de PA por hectárea con un caudal de 500 L por hectárea, fue la dosis más adecuada para lograr un excelente control (90 %) de las malas hierbas con un tamaño medio (18-20 cm; BBCH 16-22). Esta dosis de producto y el volumen de caldo son relativamente más bajos que los recomendados en la etiqueta del herbicida comercial a base de PA, formulado con una concentración de 273.4 g L-1. Como PA-MPEG y PA tienen actividad de contacto y su eficacia depende de la cobertura de rociado, en el estudio se reportó y se confirmó que las pulverizaciones realizadas con caudales inferiores a 200 litros por hectárea presentaron un control deficiente sobre D. sanguinalis y S. nigrum, al ser la cobertura de rociado y la penetración en el follaje insuficiente. La eficacia de PA-MPEG a una dosis subóptima fue mejorada cuando la aplicación se realizó con la barra de pulverización a una altura menor, lo que redujo la distancia al follaje de las malas hierbas. Condiciones climáticas cálidas (T: 33 °C; 30 % r.h.) durante la aplicación y los siguientes días también favorecieron el control de malas hierbas. Ambos aspectos de la aplicación podrían ser útiles para reducir las dosis de pulverización, manteniendo su eficacia. El uso de / [CA] En la producció de cultius, el freqüent ús de pesticides i en particular dels herbicides es troba sota el focus de l'atenció pública. En els últims anys, molts herbicides han estat retirats del mercat, pel fet que es busquen productes menys tòxics. Això ha provocat un augment en la inversió per a la investigació i el desenvolupament de productes herbicides més sostenibles. No obstant això, hui dia, hi ha poques opcions comercials que puguen reemplaçar eficaçment als herbicides tradicionals. La comunitat agrícola ha posicionat a l'àcid pelargònic (PA) com una bona alternativa als herbicides de contacte convencionals, i fins i tot al glifosato en unes certes situacions. El PA és un herbicida no selectiu de contacte, que presenta un bon control de les males herbes sense danyar el medi ambient. No obstant això, el seu ús en l'agricultura es troba limitat a causa d'alguns inconvenients, com els problemes de la seua formulació, l'olor rància i desagradable després de la seua aplicació i principalment les altes dosis de polvorització a les quals ha de ser aplicat perquè siga efectiu. Per aquestes raons, l'objectiu d'aquesta tesi va ser primer desenvolupar un nou compost no toxic amb activitat herbicida, que poguera ser una alternativa als herbicides convencionals. A continuació, es van estudiar les condicions òptimes d'aplicació de la nova substància: dosi d'aplicació, ajustos de les barres de polvorització i condicions climàtiques van ser definides per a un major rendiment de la nova substància. Igualment, es van usar coadjuvants en el caldo, per a incrementar l'activitat del nou herbicida. Els resultats d'aquesta tesi doctoral reporten l'activitat herbicida de tretze compostos a base d'èsters d'àcids grassos, que podrien ser alternatives sostenibles per al control de males herbes. La seua efectivitat herbicida va ser avaluada sobre Digitaria sanguinalis (L.) Scop. i Solanum nigrum L. Tots els components van mostrar una interessant activitat herbicida de contacte que no està relacionada amb l'àcid lliure dels àcids grassos, a més de bones propietats fisicoquímiques. L'eficàcia més gran es va obtenir amb l'èster d'àcid pelargònic de polietilenglicol metilado (PA-MPEG), amb sis òxids d'etilé. El PA-MPEG és un compost líquid, soluble en aigua i sense olor rància, a causa de la seua nul·la volatilitat, a diferència del PA. També té unes excel·lents propietats mojantes, podent-se diluir directament en aigua i aplicar sense la necessitat d'una formulació, en contrast amb el PA. PA-MPEG va ser polvoritzat a diferents cabals, proporcionant un control de les males herbes estudiades igual o millor que l'aconseguit ingut pels herbicides comercials a base de PA. L'aplicació de PA-MPEG a una taxa de 12.8 kg d'àcid equivalent de PA per hectàrea amb un cabal de 500 L per hectàrea, va ser la dosi més adequada per a aconseguir un excel·lent control (90%) de les males herbes amb una grandària mitjana (BBCH 16-22). Aquesta dosi de producte i el volum de caldo són relativament més baixos que els recomanats en l'etiqueta de l'herbicida comercial a base de PA, formulat amb una concentració de 273.4 g L-1. Com a PA-MPEG te activitat de contacte i la seua eficàcia depèn de la cobertura de ruixat, en l'estudi es va reportar i es va confirmar que les polvoritzacions realitzades amb cabals inferiors a 200 litres per hectàrea van presentar un control deficient sobre D. sanguinalis i S. nigrum, a l'ésser la cobertura de ruixat i la penetració en el fullatge insuficient. L'eficàcia de PA-MPEG a una dosi subòptima va ser millorada quan l'aplicació es va realitzar amb la barra de polvorització a una altura menor, la qual cosa va reduir la distància al fullatge de les males herbes. Condicions climàtiques càlides (T: 33 °C; 30% r.h.) durant l'aplicació i els següents dies també van afavorir el control de males herbes. Tots dos aspectes de l'aplicació podrien ser útils per a reduir les dosis de polvorització, mantenint la seua eficàcia. L'ús d'additius en el tanc de / [EN] In crop production, a particular focus is given to the extensive use of pesticides and, in particular herbicides. In the last years, many herbicides have been withdrawn from the market due to the search for less toxic products for the environment, human health, and non-target organisms, and with lower persistence, increasing the investment for research and development of more sustainable herbicide products. However, today, there are few commercial options that can effectively replace traditional herbicides. The agricultural community has positioned pelargonic acid (PA) as a good alternative to conventional contact herbicides and even for glyphosate in specific situations. PA is a non-selective contact herbicide that achieves good weed control efficacy without harming the environment. However, its use is limited in agriculture due to some drawbacks, such as its formulation problems, the rancid and unpleasant odour after its application and mainly the high spray doses at which it must be applied to be effective, having a high cost, compared to other herbicides available on the market. Therefore, the objectives of this thesis were first to develop a non-toxic compound with herbicidal activity, which could be an alternative to conventional herbicides. Next, the optimal application conditions of the new substance were studied: application rates, spray bar settings and climatic conditions were defined for a higher performance of the new substance. Similarly, adjuvants were used to enhance the activity of the new herbicide. The results of this doctoral thesis report the herbicidal activity of thirteen sustainable alternative compounds based on fatty acid (FA) esters, which could be sustainable alternatives for weed control. Its herbicidal effectiveness in weed control was evaluated on Digitaria sanguinalis (L.) Scop. and Solanum nigrum L. All the components showed an interesting contact herbicidal activity that is not related to the free acid of fatty acids, in addition to good physicochemical properties. The highest efficacy was obtained with methylated polyethylene glycol pelargonic acid ester (PA-MPEG), with six ethylene oxides. PA-MPEG is a liquid compound, soluble in water, non-volatile and consequently without rancid smell, unlike PA. Furthermore, it has excellent wetting properties, being able to be diluted directly in water and applied without further formulation efforts in contrast to PA. Additionally, it was suggested that PA-MPEG and other FA herbicides could cause desiccation symptoms due to the break of the water continuum at the site of evaporation in the intercellular spaces. PA-MPEG applied at different spray volumes provided equal or better weed control than commercial PA herbicides. The application of PA-MPEG at a rate of 12.8 kg of PA acid equivalent per hectare in a spray volume of 500 L per hectare was the most suitable rate for achieving excellent weed control (above 90 %) on medium-sized weeds (18-22 cm height; BBCH 18-22). These product doses and spray volume are relatively lower than those recommended on the label of a commercial PA formulation (273.4 g L-1). Since PA-MPEG and PA have contact herbicidal activity and their weed control efficacy depends on the spray coverage, the study reported and confirmed that application performed with spray volumes below 200 L ha-1 resulted in poor D. sanguinalis and S. nigrum control due to insufficient weed coverage and spray penetration into the weed canopy. The efficacy of PA-MPEG at a suboptimal use rate was improved when the application was performed at a lower boom height, which reduced the distance to the weed canopy. Warm weather conditions (T: 33 °C; 30 % r.h.) during the application and the following days also increased weed control efficacy with PA-MPEG. Both application aspects could reduce PA-MPEG use rates while keeping its effectiveness. The use of adjuvants added into the spray tank also caused an enhancement of PA-MPEG performance. Although several tank / Campos Cuevas, J. (2023). Discovery and Development of a Novel Sustainable Contact Herbicide Based on Natural Fatty Acids [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193471 / Compendio

Call number: LD2668 .T4 1985 L435 / Master of Science

Call number: LD2668 .T4 1985 O77 / Master of Science

La dégradation photoinduite du Monuron (herbicide) a été étudiée dans trois systèmes différents produisant des radicaux hydroxyle : en présence du complexe Fe(III)Cit, dans une suspension de TiO2 et dans un système combiné Fe(III)Cit / TiO2. Le but principal était d'améliorer l'efficacité photocatalytique. La spéciation et la photoactivité du complexe ont été déterminées en fonction du pH. La cinétique de dégradation du Monuron photoinduite par le complexe se fait en deux étapes avec deux sources successives de radicaux °OH : 1) photolyse du complexe ; 2) cycle photoredox du fer. La présence de TiO2 améliore l'efficacité du système Fe(III)Cit à pH acide alors qu'à pH neutre l'efficacité du système est complètement inhibée. La concentration en oxygène et le pH sont les facteurs clés en présence du complexe Fe(III)Cit. De plus, dans un système pilote utilisant du TiO2, l'influence d'un solvant organique lors de la dégradation du 4-chlorophénol en milieu aquatique a été examinée.

3 pp. / Revised / The most effective weed control practice in alfalfa is maintaining a healthy crop and dense stand. Cultural practices that promote a vigorous stand can reduce the need for chemical weed control. Cultural practices that promote a healthy stand reduce the need for chemical weed control, but herbicides are sometimes necessary even in well-managed alfalfa.