The effect of temperature and water content on the rate of decomposition of the herbicide linuron in soil

Rates of linuron breakdown were measured in soil held at the water-holding capacity (WHC), ½ WHC and WHC and at two temperatures, 4°C or 22°C. Breakdown rates were greater at the higher temperature and increased with water content. The energy of activation for the degradation was calculated. Comparison with published figures leads to the speculation that the initial step in degradation by microorganisms is different from that in chemical processes. Effet de la température et de la teneur en eau sur le taux de decomposition du linuron dans le sol Les taux de dégradation du linuron ont été mesurés dans un sol maintenu à sa capacité de rétention, à la moitié et au quart de cette capacité, ainsi quà deux températures 4°C ou 22°C. Les taux de dégradation furent plus grands à la tem-pérature la plus haute et augmentérent avec la teneur en eau. L'energie d'activation pour la dégradation a été calculée. La comparaison avec des chiffres publiés conduit à penser que la première étape de la dégradation par des microorganismes est differente de celle qui intervient dans le processus chimique. Abbau von Linuron im Boden in Abhangigkeit von Temperatur mid Wassergehalt Der Abbau von Linuron im Boden wurde bei 100%, 50% und 25% Wasserkapazitat und bei zwei Termperaturstufen (4°C und 22°C) untersucht. Die Abbauraten nahmen mit steigender Temperatur und steigendem Wassergehalt des Bodens zu. Die fur den Abbau erforderliche Aktivierungs-energie wurde errechnet. Ein Vergleich der Ergebnisse mit Literaturangaben fuhrt zu der Vermutung, daβ der erste durch Mikrooganismen verursachte Abbauschritt verschieden ist von dem bei rein chemischem Vorgang.     

Effect of soil storage on propanil degradation

Sassafras sandy loam soil was subjected to various storage conditions after collection and 3′,4′-dichloropropionanilide (propanil) was used for testing the biodegradation potential of the stored soil. Cleavage of propanil was affected drastically after 5 days’ moist storage at 0, 10, 25 or –15° C and by 5 days’ air-drying. In 1 week approximately 90% of the propanil was degraded when fresh soil samples were used. However, 60–80% of residual propanil was found in soil which had been stored under various conditions from 5 to 30 days. Samples air-dried for 10 days were mildly affected as compared with the samples moist-stored at various temperatures, indicating that restricted gas exchange had a detrimental effect on biodegradation in moist-stored samples. These findings show that any biodegradation study should be conducted with fresh soil samples. Effet de la conservation du sol sur la degradation du propanil Un sol argilo sableux a été soumis apres prélèvement à diverses conditions de conservation et du 3,4-dichloropro-pionanilide (propanil) a été utilisé pour estimer le potentiel de biodégradation du sol ainsi conservé. La dégradation du propanil aété profondément affectée aprés 5 jours de conservation à l'humidité, à 0, 10, 25 ou –15° C et par 5 jours de séchage à l'air. En une semaine, 90 % environ du propanil aété dégrade dans le cas oil des échantillons frais de sol ontété utilises. Toutefois, 60 a 80 % de propanil résiduel aété retrouvé dans un sol conservé pendant 5 à 30 jours dans des conditions variées. Les eéchantillons séchés k l'air pendant 10 jours ontété moyennement affectés en compar-aison avec les échantillons conserves ä l'humiditéä des températures variées; ceci indique que la restriction des échanges gazeux a un effet défavorable sur la biodégradation dans les échantillons conserves à rhumidité. Ces résultats montrent que toute étude de biodégradation devrait être conduite avec des échantillons de sol frais. Wirkung der Lagerung von Boden auf den Abbau von Propanil Boden (Sassafras-sandiger-Lehm) wurde nach der Probennahme unter verschiedenen Bedingungen gelagert und, seine biologische Abbaufahigkeit mit 3′,4′-Dichlorpro-pionanilid (Propanil) untersucht. Der Abbau von Propanil wurde nach fünftägiger Lagerung des Bodens in feuchtem Zustand bei 0, 10, 25 oder – 25°C und fünftägiger Lufttrocknung sehr stark beeinflusst. Wenn frische Bodenproben verwendet wurden, waren nach einer Woche etwa 90% des Herbizids abgebaut. Dagegen waren noch 60–80% des Propanils vorhanden, wenn der Boden unter verschiedenen Bedingungen 5–30 Tage gelagert worden war. Proben die 10 Tage lang luftgetrocknet wurden, waren, verglichen mit den bei verschiedenen Temperaturen feucht gelagerten Bodenproben, nur wenig beeinflusst. Das weist darauf hin, da ein verringerter Gasaustausch sich schädlich auf die im feuchten Zustand gelagerten Proben auswirkte. Diese Ergebnisse zeigen, dass jede Untersuchung des biologischen Abbaus von Herbiziden im Boden mit frischen Bodenproben durchgefuhrt werden sollte.     

Microbiological degradation of the herbicide dicamba in moist soils at different temperatures

The persistence of [¹⁴C]dicamba (3,6-dichloro-2-methoxy-benzoic acid) at the 2 ppm level was studied in three prairie soils at field capacity moistures and temperatures ranging from –5±1° to 35±1°C. Following extraction of the soils with aqueous calcium chloride solution a radiochemical analytical procedure was used to monitor the breakdown. In all soils no loss of dicamba was observed at –5± 1°C, but breakdown was apparent at temperatures above 5±1°C. On a heavy clay and a silty clay an almost steady relationship between temperature and percentage degradation occurred between 5± 1° to 35± 1°C. Rate of breakdown was more rapid on the organic silty clay than on heavy clay or sandy loam. Over 80% of the [¹⁴C]dicamba was dissipated from the silty clay in 8 days at temperatures above 15±1°C, while 14 days, and temperatures in excess of 20± 1°C, were required for loss of similar amounts of the herbicide from the heavy clay and the sandy loam. Degradation biologique de l'herbicide dicamba dans les sols humides a diverses temperatures La persistance du [C¹⁴] dicamba (acide 3,6-dichloro-2-méthoxybenzoique) à la concentration de 2 ppm a étáétudiée dans trois sols de prairies à l'humidité de la capacité au champ et à des températures allant de – 5± 1°C à 35± 1° C. Aprés extraction des sols par une solution aqueuse de chlorum de calcium, un procédé analytique radiochimique a été utilisé pour suivre la dégradation. Dans tous les sols, aucune perte de dicamba n'a été observée à 5±1° C, mais la dégradation s'est produite aux températures supérieures à 5±1°C. Dans une argile lourde et dans un limon argileux, une relation presque constante est apparue, entre 5±1° et 35± 1° C, entre la température été le pourcentage de dégradation. Le taux de dégradation a été plus rapide dans un limon argileux organique dans une argile lourde ou dans les sol argilo-silicieux. Plus de 80% du [C¹⁴] dicamba a disparu dans le limon argileux, en huit jours, à des températures supérieures à 15±1° C, alors que quatorze jours et des températures supérieures à 20± 1° C ont été nécessaires pour des pertes similaires d'herbicide dans l'argile lourde et le sol argilo-silicieux. Der mikrobielle Abbau des Herbizlds Dicamba in feuchten Boden, bei unterschieldlicher Temperatur Es wurde die Persistenz von ¹⁴C-Dicamba (3,6-Dichlor-2-methoxy-benzoesaure) bei einer Konzentration von 2 ppm in drei Prärieboden bei Feldkapazitat und einem Tempera-turbereich von – 5± 1°C bis 35+1°C untersucht. Nach der Extraktion der Boden mit einer wSsserigen Lösung von Cal-ciumchlorid wurde der Abbau radiochemisch verfolgt. Bei – 5±1°C war in alien Böden keine Abnahme des Dicambagehalts festzustellen. Bei Temperaturen über 5°C war jedoch ein Abbau des Herbizids zu verzeichnen. Bei einem schweren Ton- und einem Schluff-Tonboden war bei 5± 1°C bis 35± 1°Ceine nahezu gleichmassige Beziehung zwischen Temperatur und prozentualem Abbau festzustellen. Die Abbaurate war im Schluff-Tonboden, der einen gewissen Gehalt an organischer Substanz aufwies, grosser als im schweren Tonboden oder in sandigen Lehmboden. Vom Schluff-Tonboden verschwanden mehr als 80% des ¹⁴C-Dicamba innerhalb von acht Tagen bei Temperaturen von über 15°C. Für den schweren Ton- und den sandigen Lehmboden waren hingegen 14 Tage und Temperaturen von über 20°C notig.     

The activity and mobility of triasulfuron in soil as influenced by organic matter,duration, amount and frequency of rain

The influence of different levels of organic matter and of the duration, amount and frequency of rainfall on the biological activity and mobility of triasulfuron were investigated. Biological activity was inversely related to the organic matter content of the soil. Movement of the herbicide down the soil profile, assessed by bioassay, was inversely related to the organic matter content of the soil, and the amount and frequency of rain directly influenced the extent of leaching of the herbicide. Triasulfuron was moved to a depth of at least 22.5 cm when soil columns were exposed to a total of 528 mm of natural rainfall over a period of 6 months. The presence of phytotoxic levels of the herbicide in the surface layers of soil columns 6 months after exposure to outdoor temperatures and natural rainfall suggested that triasulfuron may persist in soils for relatively long periods. Influence de la matiére organique, et de la durée, niveau et fréquence des précipitations sur l'activité et la mobilité du triasulfuron dans le sol L'influence de différentes teneurs en matière organique et de la durée, quantité et fréquence des pluies sur l'activité biologique et la mobilité du triasulfuron a étéétudiée. L'activité biologique est inversement liée avec la teneur enmatière organique du sol. Le mouvement descendant de l'herbicide dans le profil du sol, estimé par bio essai, est inversement lié avec la teneur en matière organique du sol, et la quantité et la fréquence des pluies influencent directement l'importance de la lixiviation de l'herbicide. Le triasulfuron s'est déplacé jusqu'à une profondeur d'au moins 22,5 cm quand les colonnes de sols ont été exposées à un total de 52,8 cm de pluies naturelles sur une période de 6 mois. La présence de taux phytotoxiques d'herbicide dans les couches superficielles des colonnes de sol 6 mois après l'exposition aux températures extérieures et aux précipitations naturelles montre que le triasulfuron peut persister dans 1s sols pendant des périodes relativement longues. Einfluβ der organischen Substanz des Bodens sowie der Niederschlagsdauer, -menge und -frequenz auf Persistenz und Mobilität von Triasulfuron im Boden Die biologische Aktivität sowie die Verlagerung von Triasulfuron im Boden, mit Biotests bestimmt, waren umgekehrt proportional zum Gehalt an organischer Substanz. Die Regenmenge sowie -frequenz beeinflußten die Einwaschung des Herbizids direkt. Bei insgesamt 528 mm natürlichem Niederschlag innerhalb 6 Monaten wurde Triasulfuron in Bodensäulen mindestens 22,5 cm tief eingewaschen. Aus dem Vorhandensein phytotoxischer Mengen des Wirkstoffs in den oberen Schichten der Bodensäulen nach 6 Monaten unter Freilandbedingungen wurde auf relativ hohe Persistenz im Boden geschlossen.     

Degradation of 14C-labelled maleic hydrazide in soil as influenced by sterilization, concentration and pretreatment

Twenty days after addition of 26 ppm of ¹⁴C-labelled maleic hydrazide (MH) to unsterilized soil, 45 % of the added radioactivity was liberated in ¹⁴CO₂, and after 255 days of incubation 56% was liberated. From autoclaved soil only 5% of added ¹⁴C was liberated in CO₂ after 255 days of incubation. At MH-concentrations below 20 ppm the degradation approaches first-order kinetics, while the degradation of 120 ppm could be described by zero-order kinetics. No lag phase before the start of degradation was observed and the degradation of ¹⁴C-MH was not enhanced by pre-incubating the soil with high concentrations of unlabelled MH for 3 months. Degradation of ¹⁴C-maleic hydrazide was also demonstrated by autoradiography. After 40 and 127 days of incubation only traces of MH could be extracted with ethanol from unsterilized soil, while unchanged herbicide could still be extracted from autoclaved soil. After 9 days of incubation about 4% of the radioactivity from ¹⁴C labelled maleic hydrazide was found in the amino acid fraction of soil. The fraction of added activity found in amino acids decreased to about 2% after 112 days of incubation, following a gradual decrease in the total remaining ¹⁴C in the soil. Attempts to isolate micro-organisms able to use maleic hydrazide as a sole source of C or N did not give positive results. The results here quoted indicate the initial decomposition, if microbial, to be a case of co-metabolism. Degradation de l'hydrazide maléique marqué au ¹⁴C sous l'influence de la stérilisation, de la concentration et d'un prétraitement Vingt jours après addition de 26 ppm d'hydrazide maléique (HM) marqué au ¹⁴C á un sol non stérilisé, 45 % de la radio-activité ajoutée a été libérée sous forme de ¹⁴CO₂ et 56% après 255 jours d'incubation. A partir d'un sol stériliséà l'autoclave, 5% seulement du ¹⁴C ajouté a été libéré sous forme de CO₂ apres 255 jours d'incubation. A des concentrations d'hydrazide maléique inférieures á 20 ppm, la dégradation s'apparente á une cinélique du ler ordre, alors que la dégradation de 120 ppm pourrait être décrite par une cinétique d'ordre zéro. II n'a pas été observé de retard de phase avant le début de la dégradation et la dégradation de ¹⁴C-HM n'a pas été activée par la pré-incubation du sol avec des concentrations élevées d'hydrazide maléique, pendant trois mois. La dégradation de l'hydrazide maléique marque au ¹⁴C a étéégalement demontrée par autoradiographie. Après 40 et 127 jours d'incubation, il n'a été possible d'extraire que des traces d'hydrazide maléique, par l'ethanol, d'un sol non stérilisé, alors que l'herbicide non transformé pouvait encore être extrait d'un sol stérilisé A l'autoclave. Aprés 9 jours d'incubation, environ 4% de la radio-activité de l'hydrazide maléique marqué au ¹⁴C a été retrouvée dans la fraction amino-acide du sol. La fraction de radio-activity ajoutée retrouvée dans les amino-acides décrut d'en-viron 2% après 112 jours d'incubation, suivant une decrois-sance graduelle du ¹⁴C total restant dans le sol. Des tentaiives pour isoler des micro-organismes capables d'utiliser l'hydrazide maléique comme unique source de C ou de N n'ont pas donné de résultats positifs. Les résultats rapportes ici indiquent que la décomposition initiale, si elle est microbienne, est un cas de co- métabolisme. Der Einfluss von Sterilisation, Konzentration und Vorbehandlung aufden Abbau von ¹⁴C-markiertem Maleinsäurehydrazid im Boden 20 Tage nach Zusatz von 26 ppm von ¹⁴C-markiertem Maleinsäurehydrazid (MH) zu nicht-sterilisiertem Boden, wurden 45% der zugesetzten Radioaktivitat als ¹⁴CO₂ freigesetzt; nach 255 Tagen Inkubationszeit waren es 56%. Von autolaviertem Boden wurden nach 255 Tagen nur 5% des zugegebenen ¹⁴C als CO₂ freigesetzt. Bei MH-Konzentrationen von weniger als 20 ppm entspricht der Abbau etwa einer Kinetik 1. Ordnung, während der Abbau von 120 ppm als Kinetik O. Ordnung beschrieben werden könnte. Vor Beginn des Abbaus wurde keine lag-Phase beobachtet. Eine Vorbehandlung des Bodens mit hohen Konzentralionen von nicht-markiertem MH liber drei Monate, wirkte sich nicht beschleunigend aufden Abbau von ¹⁴C-MH aus. Der Abbau von ¹⁴C-Maleinsaurehydrazid wurde auch mit Hilfe der Autoradiographie nachgewiesen. Nach 40 und nach 127 Tagen Inkubationszeit kon_nten aus nicht-sterilisiertem Boden nur Spuren von MH mit Athanol extrahiert werden, wahrend aus dem autoklavierten Boden noch das unveränderte Her-bizid extrahiert werden konnte. Nach 9 Tagen Inkubatioti wurden etwa 4% der Radioaktivität aus dem ¹⁴C-markiertea Maleinsäurehydrazid in der Aminosäurefraktion des Bodens gefunden. Der Anteil zugesetzter Aktivität der in den Amino-säuren gefunden wurde, nahm nach 112 Tagen Inkubation bis auf etwa 2% ab; anschlieBend nahm dasgesamte reslliche ¹⁴C im Boden allmählich ab. Versuche, Mikroorganismen zu isolieren, die Maleinsäurehydrazid als alleinige C- oder N-Quelle verwerten könnten, führten zu keinem positiven Ergebnis. Die angeführten Ergebnisse zeigen, daB es sich beim anfänglichen Abbau, falls er mikrobiell bedingt ist, um Cometabotismus handelt.     

Dégradation chimique ou microbiologique des sulfonylurées dans le sol. II. Cas du metsulfuron méthyle

La vitesse de dégradation du metsulfuron méthyle a étéétudiée dans un sol sablolimoneux en faisant varier différents paramètres: concentration, température, stérilisation du sol et réinoculation par du sol. Cette vitesse ne depend pas de la concentration initiale d'herbicide; elle est diminuée par la stérilisation et augmente avec la température même au-delà de 60°C. Les produits formés lors de la dégradation de ¹⁴C metsulfuron méthyle dans un sol, et dans ce sol stérilisé sont partiellement différents. Ces résultats sont en faveur d'une hydrolyse à la fois chimique et microbiologique, même si différents essais pour isoler des micro-organismes dégradants n'ont pas été fructueux. Chemical or microbial degradation of sulfonylureas in the soil. II. Metsulfuron methyl The rate of metsulfuron methyl degradation in a sandy loam soil was studied in relation to herbicide concentration, temperature and different soil treatments, i.e. sterilization and reinoculation by soil. This rate is not dependent on the initial concentration of herbicide; it is reduced by sterilization, and greatly increased by an increase in temperature. In soil and sterilized soil, ¹⁴C metsulfuron methyl gives different degradation products. These results demonstrate that chemical hydrolysis and microbial breakdown play a role in soil degradation, although attempts to extract degrading micro-organisms from the soil were unsuccessful. Chemischer oder mikrobiologischer Abbau von Sulfonylharnstoffen im Boden. II. Metsulfuronmethyl Die Abbaurate von Metsulfuron-methyl war in einem sandigen Lehmboden von der ursprünglichen Konzentration des Herbizids unabhängig, sie nahm mit steigender Temperatur bis über 60°C zu und war in sterilisiertem Boden herabgesetzt. Die Metaboliten von ¹⁴C-metsulfuron-methyl im belebten und im sterilisierten Boden waren teils unterschiedlich. Demnach unterliegt das Herbizid chemischer Hydrolyse und mikrobiellem Abbau, wenn auch verschiedene Versuche, die abbauenden Mikroorganismen zu isolierten, fehlschlugen.     

Soil degradation of flumetsulam at different temperatures in the laboratory and field

The degradation rate of the herbicide flumetsulam was examined in Hoytville clay soil at five temperatures and optimal moisture. Half-lives were 246 days at 7.5°C, 115 days at 15.0°C, 49 days at 26.1°C, 34 days at 35.9°C, and 27 days at 44.0°C. Construction of an Arrhenius diagram (In k = -E_a/RT+In A) allowed the rate constant k to be calculated for any temperature T. When k was inserted into the first order rate equation (c = c_0-kt), the concentration of flumetsulam could be calculated on a monthly basis for any soil. Predictions from this theoretical model were compared with data from three US field locations and found to accurately predict soil residues of flumetsulam under favourable moisture conditions, but not during periods of drought. Degradation dans le sol du flumetsulam à differentes temperatures au laboratoire et en plein champ Le taux de dégradation de l'herbicide flumetsulam a étéétudié dans un sol argileux de Hoytville à 5 temperatures et à l'humidité optimale. Les demi-vies ont été de 246 jours à 7,5°C, 115 jours à 15°C, 49 jours à 26,1°C, 34 jours à 35,9°C et 27 jours à 44°C. L'établissement d'un diagramme d'Arrhenius (In k= E_a/RT+ln A) a permis de calculer le taux constant k à chaque température. Quand k est inserré dans la première partie de l'équation (c = c₀e_{_kt}), la concentration de flumetsulam peut être calculée sur une base mensuelle dans n'importe quel sol. Les prévisions de ce modèle théorique ont été comparérs avec des données de plein champ américaines, et on a noté que ces prévisions étaient correctes sous humidité favorable mais non pendant les périodes de sécheresse. Abbau von Flumetsulam im Boden bei ver-schiedenen Temperaturen unter Labor-und Freilandbedingungen Die Abbaurate des Herbizids Flumetsulam wurde bei 5 Temperaturstufen und optimalem Feuchtigkeitsgehalt in einem Hoytville-Ton-boden untersucht. Die Halbwertszeiten waren 246 Tage bei 7,5 °C, 115 Tage bei 15,0 °C, 49 Tage bei 26,1 °C, 34 Tage bei 35,9 °C und 27 Tage bei 44,0 °C. Die Anwendung der Ar-rhenius-Gleichung ermöglicht die Bestimmung der Abbau-Konstante k bei jeder Temperatur T. Wenn k in die Abbaugleichung nach Kinetik 1. Ordnung eingefügt wird, können Flumet-sulam-Konzentrationen auf einer monatlichen Basis für jeden Boden abgeleitet werden. Vorhersagen nach diesem Modell wurden mil Rückstandswerten von 3 Standorten in den USA verglichen, wobei sich eine gute Übereinstimmung der beobachteten und simulierten Werte unter günstigen Feuchte-bedingungen ergab, nicht jedoch fur Trocken-perioden.     

Soil biodegradation of imazamethabenz-methyl and its acid metabolite in wheat crops and in sugar beet replacement crops

The effect of three organic fertilizers, green manure, pig slurry, and cow manure on the rate of soil degradation of imazamethabenz-methyl under field conditions was investigated in a wheat (Triticum aestivum) crop sown in November. The herbicide was applied in March, 5 months after incorporation into the soil of the fertilizers. The half-life of imazamethabenz-methyl in the soil was 35 days in control plots, and 55, 66 and 85 days respectively in plots treated with green manure, pig slurry, and cow manure. In the same plots the half-lives of the sum of imazamethabenz-methyl and its herbicide acid metabolite were 61,98,127 and 172 days, respectively. The organic fertilizers thus increased the soil persistence of imazamethabenz-methyl and its acid metabolite, i.e. the product generated by hydrolysis of the methyl ester function of imazamethabenz-methyl. Towards the end of the cropping period, residues of both compounds became low in both fertilizer-treated and control plots. Soil degradation of imazamethabenz-methyl was also studied in sugar beet (Beta vul-garis) replacement crops sown in April into land treated in November of the preceding year (as could occur with a treated winter wheat crop which subsequently failed). The rate of degradation in the sugar beet replacement crop was about half that of the same treatment applied in spring wheat. Dégradation biologique dans le sol de rimazaméthabenz-méthyle et de son métabolite acide dans des cultures de hlé et de betterave à sucre de remplacement L'effet de trois fertilisants organiques (engrais vert, lisier de pore et fumier de bovin) sur la dégradation dans le sol de l'imazaméthabenz-méthyle a été etudié au champ dans une culture de blé (Triticum aestivum) semé en novembre. L'herbicide a été appliqué en mars, 5 mois après l'incorporation des fertilisants. La demi-vie de rimazaméthabenz-méthyle dans le sol était 35, 55, 66 et 85 jours, respectivement dans les témoins et dans les parcelles ayant reçu l'engrais vert, le lisier de porc et le fumier de bovin. Dans les mêmes parcelles, la demi-vie de la somme de l'imazaméthabenz-méthyle et de son métabolite acide herbicide étaient respectivement 61, 98, 127 et 172 jours. Les fertilisants organiques ac-croissaient done la persistance dans le sol de rimazaméthabenz-méthyle et de son métabolite acide, c'est à dire le produit issu de l'hydrolyse de sa fonction méthylester. A la fin de la période culturale, les résidus de ces deux composés étaient faibles dans toutes les parcelles. La dégra-dation dans le sol de l'imazaméthabenz-méthyle a été aussi étudiée dans la betterave à sucre (Beta vulgaris) implantée comme culture de remplacement en avril dans un sol traité en novembre de 1'année précédente (cette situation peut se ren-contreren casde retournement d'un blé d'hiver). La vitesse de dégradation de l'imazaméthabenz-méthyle dans la culture de betterave à sucre était environ moitié moindre que chez le blé de printemps. Biodegradation von Imazamethabenz-methyl und seinem sauren Metaboliten im Boden in Weizen und Zuckerrübe als Ersatzkultur Die Wirkung von 3 organischen Düngern (Gründüngung, Schweinegülle und Stallmist) auf die Abbaurate von Imazamethabenz-methyl unter Feldbedingungen wurde in im November gesätem Weizen (Triticum aestivum) untersucht. Das Herbizid wurde im Mai ausgebracht, 5 Monate nach der Einarbeitung der Dünger. Die ‘Halbwertszeit’ für den Abbau des Herbizids im Boden war in der Vergleichsparzelle 35 Tage und in den organisch gedüngten Parzellen 55,66 bzw. 85 Tage. Für das Herbizid und seinen sauren Metaboliten zusammen lagen die ‘Halbwertszeiten’ in denselben Parzellen bei 61, 98, 127 bzw. 172 Tagen. Demnach verlängerten die organischen Dünger die Persistenz des Herbizids und seines Metaboliten (Hydrolyseprodukt der Methylesterfunktion) im Boden. Gegen Ende der Vegetationsperiode gingen die Rückstände der beiden Stoffe in allen Parzellen zurück. Det Abbau wurde auch auf Flächen untersucht, die nach einer Behandlung im November des Vorjahres mit Zuckerrübe (Beta vulgaris) bestellt waren (so als ob sie nach einem Ausfall der Weizenkultur eingesetzt würde). Die Abbaurate in dieser Ersatzkultur war etwa halb so hoch wie nach einer gleichen Behandlung in Sommerweizen.     

KINETICS OF DICHLOBENIL DEGRADATION IN SOIL

Summary. The rates of degradation of dichlobenil (2,6-dichlorobenzonitrile) in soil were determined at 67 and 267°C. The degradation followed first-order kinetics but at 67°C this occurred after an initial lag period of 10 weeks. The half-lives were 28 weeks (+ 10 weeks lag) at 6.7°C and 19 weeks at 26.7°C. The activation energy for the decomposition was the relatively low value of 3.57 kcal/mole, indicating that the degradation of dichlobenil is not as markedly affected by temperature as that of many other herbicides. The only detectable metabolite was 2,6-dichlorobenzamide, a compound that should have a substantially lower vapour pressure and a higher affinity for surfaces than the parent compound. Cinétique de la dégradation du dichlobénil dans le sol Résumé. Les taux de dégradation du dichlobénil (2,6-dichlorobenzonitrile) dans le sol ont été détermines à 6,7 et 26,7°C. La déSgradation suivit une loi cinétique du premier ordre, mais à 6,7°C ceci se produisit aprés une période initiate de latence de 10 semaines. Les demi-vies furent de 28 semaines (plus 10 semaines de latence) a 6,7°C et 19 semaines à. 26,7°C. L'énergie d'activation pour la décomposition s'établit à la valeur relativement faible de 3,57 kcal/mole; ceci indique que la dégradation du dichlobénil n'est pas aussi profondément affcctée par la température quc celle de beaucoup d'autres herbicides. Le seul métabolite detectable fut le 2,6-dichlorobenzamide, composé qui devrait avoir une pression de vapeur notablement plus faible et une affinité plus grande pour les surfaces que le composé apparenté. Kinetik des Dichlohenil-Abbaus im Boden Zusammenfassung. Es wurde die Abbaugeschwindigkeit von Dichlobenil (2,6-Dichlorbenzonitril) im Boden bei 6,7°C und 26,7°C bestinimt. Der Abbau entsprach einer Reaktion erster Ordnung. Bei 6,7°G setzte der Abbau nach einer lag-Phase von 10 Wochen ein. Die Halbwertzeiten betrugen 28 Wochen (+10 Wochen lag-Phase) bei 6,7°C und 19 Wochen bei 26,7°C. Die Aktivierungsenergie war verhältnisniässig niedrig und betrug 3,57 Kcal/Mol und zeigt, dass der Abbau von Dichlobenil durch Temperatur nicht so stark beeinflusst wird wie bei vielen anderen Herbiziden. Der einzige nachweisbare Metabolit war 2,6-Dichlorbenzamid, der einen wcsentlich nieddgeren Dampfdruck und eine grössere Affinität gegenüber Oberfiächen haben dürfte als die ursprüngliche Verbindung.     

DEGRADATION, ADSORPTION AND VOLATILITY OF DI-ALLATE AND TRI-ALLATE IN PRAIRIE SOILS

Summary. Electron-capture gas chromatography was used to detect di-allate and tri-allate in two soils at different moisture levels. At rates equivalent to 2 25-2 - 50 lb/ac, 50% of the di-allate applied was degraded in Weyburn loam in 4 weeks at moisture levels in excess of the wilting point. Losses in Regina heavy clay were slightly lower. In both soils little degradation was observed at moisture levels below the wilting points and negligible losses occurred in sterile soils, indicating that microbial degradation can be an important factor contributing to di-allate breakdown. Breakdown of tri-allate in both soils was slower than for di-allate. At 2·0 lb/ac di-allate was leached more from Weyburn loam than from Regina heavy clay. Tri-allate underwent almost complete adsorption by four soils from aqueous solution, whereas di-allate was adsorbed to a lesser extent. Soil volatility of tri-allate appears to be negligible even on heating to 50°C for 28 days. Vapour losses of di-allate from treated soils are dependent on soil type and temperature. In field plots 15–20% of the applied tri-allate was found in the top 5 cm soil after one growing season. Less than 5% of the initial di-allate remained. Negligible residues of either chemical were found at the 5–10 cm level. Dégradation, adsorption et volatilité du di-allate et du tri-allate dans des sols de prairies Résumé. La capture d'électrons dans la chionnatographie en phase gazeuse a été utilisée pour déceler le di-allate et le tri-allate dans deux sols, à deux taux différents d'humidité. A des doses d'environ 2,52 à 2,80 kg/ha, 50% du di-allate appliqueé dans un limon de Weyburn fut dégradé en 4 semaines, à des taux d'humidité supérieurs au point de fiétris-sement. Les pertes furent légèrement inférieures dans un sol argileux lourd de Regina. Dans les deux sols, une faible dégradation fut observése à des taux d'humiditi inférieurs au point de flétrissement et les pertes furent négligeables dans les sols stéiles; ceci montre que l'activité microhienne peut etre un facteur important dans la degradation du di-allate. La degradation du tri-allate dans les deux sols fut moins rapide que celle du di-allate. A la dose de 2,2 kg/ha, le lessivage du diallate fut plus important dans le limon de Weyburn que dans le sol argileux lourd de Regina. Le tri-allate fut presque compléte-ment adsorbé par quatre sols, à partir d'une solution aqueuse, alors que le di-allate ne fut adsorbé que dans une proportion moindre. La volatilityé du tri-allate dans le sol apparut négligeable, meme en chauffant à50°C pendant 28 jours. Les pertes du diallate par évaporation à partir de sols traités sont sous la dependance du type de sol et de la température. Dans les parcelles au champ 15 à 20% du tri-allate appliqué fut rctrouvé dans les 5 premiers centimétres du sol aprés une saison de culture, alors qu'il ne subsista que moins de 5% de la quantité initiale de di-allate. Des résidus négligeables de I'un ou l'autre des deux produits furent retrouves au niveau 5 à 10 cm. Abbau, Adsorption undFluchtigkeit von Diallat und Triallat in Prairieböden Zusammenfassung. Elektroneneinfatig-Gaschromatographie wurde zur Bestimmung von Diallat und Triallat in zwei Böden bei verschiedenen Feuchtigkeitsstufen verwendet. Bei Atifwandmengen von 2,52-2,80 kg/ha, wurden 50% des ausgebrachten Diallats bei einem Feuehtigkeitsgehalt, der über dem Welkepunkt lag, innerhalb von vier Wochen abgebaut. In schwerem Regina-Ton waren die Verluste etwas geringer. In beiden Boden vnirde bei Feuchtigkeitsstufen unterhalb des Wclkepunktes wenig Abbau beobachtet. Vernachlässigbarc Verluste traten in sterilen Böden auf, was darauf hinweist, dass Mikro-organismen eine wichtigc Roile beim Abbau von Diallat spielen. Der Abbau von Triallat verlief in heiden Boden langsatner als der von Diallat. Bei 2,24 kg/ha wurde Diallat aus Weyburn Lehmboden stärker ausgewaschen als aus schwerem Regina-Tonboden. Triallat wurde aus einer wässrigen Lösung in vier Böden nahczu vollständig adsorbiert, wäirend Diallat in einem geringeren Ausmass adsorbiert wurde. Verdampfung von Triallat aus dem Boden scheint selbst bei 28-tägiger Erhitzung des Bodens auf 50°C gering zu sein. Verdampfungsverluste von Diallat aus behandelten Boden hängen vom Bodentyp und der Temperatur ab. In Feldversuchen wurden nach einer Vegetationsperiode 15–20% des ausgebrachten Triallats wiedergefunden. Weniger als 5% der ursprunglichen Diallatmcnge war dort verblieben. Nur vernachlassigbare Rückstandsmengen wurden bei beiden Herbiziden in Bodentiefen von 5–10 cm gefunden.     

Dégradation chimique ou microbiologique des sulfonylurées dans le sol. I. Cas du sulfbméturon méthyle

La Vitesse de transformation du sulfométuron méthyle dans un sol, et en solution au même pH, a été mesurée à différentes temperatures. Aussi bien en solution que dans le sol, la relation d'Arrhénius est bien vérifiée dans la gamme de température étudiée 20°C-75°C. L'énergie d'activation calculée est respectivement de 94 kJ mol^?1 et de 117 kJ mol^?1 dans le sol et en solution. Du fait que la loi d'Arrhénius est vérifiée dans le sol jusqu'à 70°C, un mécanisme de dégradation est proposé: la dégradation chimique. L'analyse des produits formés dans un sol stérile et non stérile a été réalisée a partir du sulfométuron méthyle marqué au ¹⁴C sur le cycle pyrimidine. Dans les deux sols le métabolite principal retrouvé est la 2-amino-4,6-diméthyl-pyrimidine. Aucune différence significative n'est mise en évidence entre le sol sterile et non stérile. Chemical or microbial degradation of sulfonylurea herbicides in soil. I. Sulfometuron methyl The rates of degradation of sulfometuron methyl in a soil and in aqueous solution at the same pH were measured at different temperatures. The Arrhenius relationship was verified between 20°C and 75°C. The calculated activation energy in soil and in solution was 94 kJ mol^?1 and 117 kJ mol^?1, respectively. From the fact that the Arrhenius relationship is followed up to 70°C, it is proposed that the mechanism of degradation in the soil is chemical. Analysis of the metabolites formed in sterile and non-sterile soil was performed using sulfometuron methyl labelled with ¹⁴C in the pyrimidine ring. In both soils the main metabolite isolated was 2-amino-4,6-dimethylpyrimidine. No significant difference has been observed between sterile and non-sterile soils. Chemischer oder mikrobiologischer Abbau von Sulfonylharnstoffen im Boden. I. Sulfometuronmethyl Die Abbaurate von Sulfometuron-methyl wurde in einem Boden und in wäßriger Lösung mit gleichem pH-Wert bei verschiedenen Temperaturen untersucht. Die Gültigkeit der Arrhenius-Gleichung wurde zwischen 20 und 75°C überprüft, mit Aktiviemngsenergien von 94 oder 117 kJ mol^?1 für den Boden bzw. die Lösung. Aus dem linearen Abbau im Boden bis zu 70°C wurde auf chemischen Abbau geschlossen. Bei der Analyse der Abbauprodukte von ¹⁴C-Sulfometuron-methyl (markiert am Pyrimidin-Ring) in sterilisiertem und nicht sterilisiertem Boden wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt und hauptsächlich das 2-Amino-4,6-dimethylpyrimidin gefunden.     

DISTRIBUTION AND BREAKDOWN OF PARAQUAT IN SOIL

Summary. The degradation of paraquat dichloride in soil by Lipomyces starkeyi Lod. and Rij, was investigated spectrophotometrically and by ¹⁴C-labelled carbon dioxide emission. Breakdown occurred within the first 96 hr of incubation in cultures of soil of high organic content. Adsorption isotherms showed that soils rich in organic matter had a greater total adsorption of paraquat from solutions of concentration in excess of 250 ppm. Soil high in organic matter was fractionated by ultrasonic disintegration into its organic and inorganic components. Paraquat degradation occurred in cultures containing the former but not the latter. Slow transfer of ¹⁴C-labelled paraquat adsorbed on the organic components was shown to take place through a dialysis membrane to the much stronger adsorption sites on the inorganic components placed outside the membrane. It appears that decomposition of paraquat in soil by L. starkeyi occurs while the herbicide is weakly adsorbed on the organic soil components. Over a period of time (96 hr in one instance), slow transfer to the inorganic soil components rendered the paraquat unavailable for microbial degradation. Dispersion et decomposition du paraquat dans le sol Résumé. La décomposition du paraquat-dichlorure dans le sol par Lipomyces starkeyi Lod. ci Rij a étéétudiée par spectrophotométrie et par l'émission de gaz carbonique marqué au ¹⁴C. La décomposition survint durant les premières 96 heures d’incubation dans les cultures de sols à forte teneur en matière organique. Les isothermes d'adsorption montrè-rent que les sols riches en matière organique présentaient une d'adsorption totale du paraquat plus grande à partir de solutions dont la concentration dépassait 250 ppm. Les sols à forte teneur en matière organique furent fractionnés par désintégration aux ultra-sons en leurs composants organiques et minéraux. La dégradation du paraquat se manifesta dans les cultures contenant les premiers, mais pas dans celies contentant les seconds. Une lente migration du paraquat marqué au ¹⁴C adsorbé sur les composants organiques fut observée par dialyse à travers une membrane vers les lieux de plus forte adsorption dans les composants minéraux placés de l'autre côté de la membrane. II apparait que la décomposition du paraquat dans le sol par L. starkeyi se manifeste lorsque l'herbicide est faiblement adsorbé sur les composants organiques du sol. Au-delà d'une certaine durée (96 heures dans un cas) la lente migration vers les composants minéraux du sol mit le paraquat à l'abri de la dégradation microbienne. Verteilung und Abbau von Paraquat im Boden Zusammenfassung. Der Abbau von Paraquat-chlorid im Boden durch Lipomyces starkeyi Lod, und Rij wurde sowohl spektrophotometrisch als auch durch Messung der ¹⁴C-Kohlendioxydabgabe untersucht, Der Abbau erfolgte innerhalb der ersten 96 Stunden nach dcr Inkubation in Bodenkulturen mit hohem organischem Anteil. Die Adsorptions-isotherm en zeigten, dass Boden mit hohem Anteil an organischer Substanz mehr Paraquat aus einer Lösung mit einer Konzentration von mehr als 250 ppm adsorbierten. Boden mit hohem Anteil an organischer Substanz wurde durch Ultraschalldesintegration in seine organischen und anorganischen Bestandteilv zcrlegt. Abbau von Paraquat erfolgte in Kulturcn mit den organischen Bestand teil en, nicht jedoch in Kulturen mit anorganischen. Durch eine Dialysemembran erfolgte ein langsamer Ubertritt von ¹⁴C-markiertem Paraquat, das an die organischen Bestandteile adsorbiert war, an die viel starker adsorbierenden anorganischen Bestaudteile, die sich ausserhatb der Membran befanden. Bei schwacher Adsorption des Herbizids an organische Bod en best and teile erfolgt offensichtlich ein Abbau von Paraquat durch L. starkeyi. Mit der Zeit (in einem Fall innerhalb von 96 Stunden) wird Paraquat durch einen langsamen Ubertritt an die anorganischen Bodenbestandteile fiir Mikroorganismen unzuganglich.     

UNTERSUCHUNGEN UBER DEN EINFLUSS LANGJAHRIG WIEDERHOLTER ANWENDUNG VON DNOC UND 2,4-D AUF IHREN ABBAU IM BODEN

Zusammenfassung. Es wird über die Abbaugeschwindigkeit von DNOC und 2,4-p in eistmals und in langjahrig wiederholt behandeltem Boden berichtet. Der langjahng wiederhoh behandelte Boden stammte aus einem Feldversuch, in dem diese Herbizide in 12 Jahren 12 mal zur Unkrautbekämpfung in Getreide angewandt wurden. Wenn Boden der DNOC-Parzellen 7 Monate nach seiner letzten Behandlung erneut mit DNOC versetzt wurde, war gegenüber erstmals behandeltem kein Unterschied in der Abbaugeschwindigkeit festzustellen. Wurde Boden der 2,4-D-Parzcllen 8 Monate nach der letzten Applikation wieder mit 2,4-D versetzt, verlicf der Abbau des Herbizids schneller als im Boden der zum erstenmal mit dem Herbizid behandelt worden war. Effet d'un traitement à long terme avec le DNOC et le 2,4-D sur leur dègradation dans le sol Résumé. La degradation du DNOC et du 2,4-D a étéétudiée dans un sol traité pour la premiére fois et dans un sol provenant de parcelles en plein champ qui ont recu des traitements annuels durant une période de dotize ans pour le désherbage des céréales. Quand le sol provenant des parcelles traitées au DNOC fut examiné sept mois aprés la derniére application, il ne fut pas constaté de difference dans le taux de degradation par rapport ausol traits pour la premiére fois. La dégradation du 2 ,4-D dans lesol provenant des parcelles traitées et examine huit mois aprés la derniere application fut plus rapide que dans le sol des parcelles traitées pour la premiére fois. The effect of long-Urm treatment with DNOC and 2 ,4-D on their breakdown in soil Summary. The breakdown of DNOC and 2,4-D was studied in soil treated for the first time and in soil from field plots which had received annual treatments over a period of 12 years for weed control in cereals. When soil from DNOC-treated plots was tested 7 months after the last application, there was no difference in the rate of breakdown from that in soil treated for the first time. The breakdown of 2,4-D was more rapid in soil from the treated plots, tested 8 months after the last application, than in soil from plots treated for the first time.     

Changes in the concentrations of isoproturon and its degradation products in soil and soil solution during incubation at two temperatures

Changes in the concentrations of [¹⁴C]carbonyl-isoproturon and its degradation products in a clay-loam soil and in soil solution during incubation at 11°C and 18°C for 6 weeks, were measured following solvent extraction and soil solution sampling with glass microfibre filters. During herbicide degradation, ¹⁴CO₂ was released (up to 20%) and unextractable radioactivity increased (up to 30%). Monomethyl isoproturon was the main metabolite in soil followed by metabolite X₅ (possibly hydroxy di-des-methyl isoproturon). Isoproturon and monomethyl isoproturon were mainly adsorbed by soil whereas metabolite X₅ was found mainly in the soil solution. Isoproturon concentrations declined in both soil and soil solution, but the percentage of the residual herbicide dissolved in the soil solution decreased from 26 to 15%. At low temperature, herbicide degradation occurred more slowly, and the degradation products were generally less abundant. However metabolite X₅ was present at unexpectedly high levels, particularly in the soil solution. Evolution de l'isoproturon et de ses produits dégradation dans le sol et la solution du sol pendant l'incubation de Vherbicide a deux temperatures. L'évolution de l'isoproturon (marqué au ¹⁴C sur le carbonyle) et de ses produits de dégradation dans un sol argilo-limoneux et dans la solution du sol est suivie pendant 6 sêmaines d'incubation de l'herbicide à 11 et 18°C. Pour ce faire, la solution du sol est échantillonnée au moyen de filtres en fibres de verre et les composés sont extraits du sol par des solvants. Au cours de la dégradation, du ¹⁴CO₂ est libéré (jusqu'à 20%) et la radioactivité non extraite s'accroit (jusqu'à 30%). L'isoproturon monométhyle est le principal métabolite dans le sol suivi du metabolite X5 (probablement le dérivé hydroxy didéméthylé). L'isoproturon et son dérivé monométhyle sont surtout adsorbés par le sol alors que le métabolite X5 est surtout en solution. La quantite d'iso-proturon diminue simultanemént dans le sol et la solution du sol mais la fraction dissoute de l'herbicide residuel décroit de 26 à 15%. A basse température, la dégradation de l'herbicide est plus lente et les produits de dégradation sont généralement moins abondants à l'exception notable du métabolite X⁵ qui est présent a un niveau élevé, en particulier dans la solution du sol. Veränderung der Konzentration von Isoproturon und seiner Abbauprodukte im Boden und in der Bodenlösung bei Inkubation Veränderung der Konzentration von [¹⁴C]-Car-bonyl-Isoproturon und seiner Abbauprodukte in einem Lehmboden und in der Bodenlösung wurden nach 6 Wochen Inkubation bei 11 und 18°C und Extraktion bzw. Probennahme durch Glasmikrofaserfilter gemessen. Während des Herbizidabbaus wurden bis zu 20 % der Radioaktivität als ¹⁴CO2 freigesetzt, und die nichtextrahierbare Radioaktivität nahm zu (bis zu 30 %). Monomethyl-Isoproturon war der Hauptmetabolit, gefolgt vom Metabolit X₅ (möglicherweise Hydroxy-didesmethyl-Isoproturon). Isoproturon und Monomethyl-Isoproturon waren weitgehend an Bodenpartikeln adsorbiert, während der Metabolit X₅ vorwiegend in der Bodenlösung gefunden wurde. Die Isoproturon-Konzentrationen nahmen sowohl im Boden als auch in der Bodenlösung ab, aber der Anteil des Herbizidrückstands in der Bodenlösung ging von 26 auf 15 % zurück. Bei der niedrigen Temperatur wurde das Herbizid langsamer abgebaut, und die Menge der Abbauprodukte war allgemein geringer. Der Metabolit X₅ lag jedoch in unerwartet hoher Menge vor, besonders in der Bodenlösung.     

THE DEGRADATION OF TRIAZINE AND URACIL HERBICIDES IN SOIL*

Summary. The rates of degradation of three triazine and two uracil herbicides were followed at 13·2 and 31·2°C in one soil. Soil was treated with 8 ppm of 2-chloro-4-ethyl-amino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (atrazine), 2-chloro-4,6-bisethylamino-1,3,5-triazine (simazine), 2-mcthylthio-4-ethylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (ametryne), 3-sec-butyl-5-bromo-6-methyluracil (bromacil) and 3-tert-butyl-5-chloro-6-methyluracil (terbacil) and monthly samples analysed chemically to determine the amounts remaining. Evaluation of the rate constant at two temperatures permitted calculation of the energy of activation from the Arrhenius equation. It was determined to a first approximation that soil degradation followed a first order rate law with no lag period and that the rate could be related to molecular structure. The energies of activation in kcals/mole were: atrazine 10-8, simazine 9-2, ametryne 6-1, bromacil 3-0, and terbacil 6-1. These values suggest breakage of the common carbon-chlorine bond in atrazine and simazine but breakage of a different bond in ametryne. Examination of bond energies and known mechanisms of breakdown for triazines supported the hypothesis of breakage of the bond at the two position. The data on decomposition of the uracils indicate that the carbon-halogen bond was broken in each molecule. Dégradation des triazines et des uraciles herbicides dans le sol Résumé. Les taux de dégradation de trois triazines et de deux uraciles herbicides ont été observés α 13,2 et 31,2° C dans un sol. Ce sol a été traitéà la concentration de 8 ppm avec la 2-chloro-4-éthyIainino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (atrazine), la 2-chloro-4,6-biséthylamino-l,3,5-triazine (simazine), la 2 méthylthio-4-éthylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (amétryne), le 3-sec-butyl-5-bromo-6-méthyluracile (bromacil) et le 3-tert-butyl-5-chloro-6-méthyluracile (terbacil). Des échunlillons ont été analysés chimiquement tous les mois pour déterminer les résidus. L'évaluation du taux constant à deux températures a permis le calcul de l'energie d'activation d'aprés l'équation d'Arrhenius. Selon une premiére approximation, la dégradation a suivi une loi de taux de premier ordre sans période de retard et le taux peut être reliéà la structure moléculaire. Les énergies d'activation en kcals/mole furent: atrazine 10,8, simazine 9,2, amétryne 6,1, bromacil 3,0 et terbacil 6,1. Ces valeurs suggérent une rupture d'une liaison carbone-chlore dans I'atrazine et la simazine mais la rupture d'une liaison différente dans l'amétryne. L'examen des énergies de liaison et des mécanismes connus de dégradation pour les triazines amène à formuler l'hypothése de la rupture d'une liaison en position deux. Les résultats relatifs aux uraciles indiquent tjue la liaison carbone-halogéne a été rompue dans chaque molécule. Der Abbau von Triazin- und Uracilherbiziden im Boden Zusammenfassung. Die Abbaurate von 3 Triazin- und 2 Uracilherbiziden im Boden wurde bei 13,2 und 3l,2°C untersucht. Aus dem mit 8 ppm 2-Chlor-4-athylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazin (Atrazin),2-Chlor-4,6-bisathylamino-[3,5-lriazin (Simazin), 2-Methyllhio-4-athylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazin (Ametryn), 3-scc-Butyl-5-brom-6-methyluracil (Bromacil) und 3-tert-Butyl-5-chlor-6-methyluracil (Terbacil) behandelten Bodenrückständen wurden monatlich Proben entnommen und chemisch die Rückstände erniittelt. Die Bestimmung der Geschwindigkeitskonslantcn bei zwei Temperaturen eriaubte die Borechnung der Aktivicrungscnergic nach der Arrhenischen Gleichung. In erster Annäierung verlief der Abbau als Prozcss erster Ordnung ohne Latenzphase und die Abbaurate stand in Beziehung zur Struktur des Molekuls. Die Aktivierungsenergie betrug fur Atrazin 10,8, Simazin 9,2, Ametryn 6,1, Bromacit 3,0 und Terbacil 6,1 kcal/Mol. Diese Werte lassen für Simazin und Atrazin einen Bruchder der bcide Herbizide gemeinsamen Kohlensloff-Chlorbindung vermuten, wahrend im Falle des Ametryn eine andere Bindung hiervon betroffen war. Die Prufung der Bindungsenergien und der bekannten Abbau me chanismen bei Triazinen unterstCitzcn die Hypothcse, dass der Bruch in der 2-Position erfolgte. Die Ergebnisse fur die Uracile deuten darauf hin, dass bei beiden Moleküien der Abbau an der Kohlenstoff-Halogenbindung ansetzte.     

A bioassay technique to study the leaching behaviour of sulfonylurea herbicides in different soils

A bioassay procedure is described for quantitative determination of sulfonylurea herbicides in water and for studying their leaching behaviour in soils. Sunflower (Helianthus annuus L.) was found a more susceptible bioassay species than turnip (Brassica rapa L.) or lentil (Lens culinaris Medic.). The limit of quantitative detection (EC₃₀) in soil leachates was 0.12 μg 1^?1 for triasulfuron and 0.15 μg 1^?1 for metsulfuron-methyl. Leaching experiments were carried out by uniformly packing the soil in glass columns corresponding to its natural bulk density and applying simulated irrigation of 50 mm day^?1 with leachate water from untreated soil columns. Results obtained by measuring fresh weights of the true leaves of sunflowers in soil leachates showed that metsulfuron-methyl was much more mobile than triasulfuron in two soils with different sorption capacity. The BBA soil with low sorptive capacity showed very little retardation of both herbicides in the columns. The Horotiu soil with high sorptive capacity retarded triasulfuron for a long period, even under high flow conditions. Une technique d'essai biologique pour étudier l'aptitu.de au lessivage des herbicides sul-fony-lurées dans des différents sols Un protocole d'essai biologique est décrit pour la détermination quantitative des herbicides sulfonylurées dans l'eau, et pour l'étude de leur lessivage dans les sols. Le tournesol (Helianthus annuus) a été reconnu comme une espèce pour l'essai biologique plus sensible que le navet (Brassica rapa) ou la lentille (Lens culinaris). La limite de détection quantitative (EC₃₀) dans le lessivat du sol a été 0,12 μg 1^?1 pour le triasulfuron et 0,15 μg 1^?1 pour le metsulfuron methyl. Des études de lessivage ont été con-duites en mettant unifomément du sol dans des colonnes de verre de façon équivalente à la densité naturelle dans le sol et en appliquant une irrigation simulée de 50 mm jour^?1 avec de l'eau d'un lessivat de sol non traité. Les résult ats obtenus en mesurant le poids frais des feuilles vraies de tournesol dans les lessivats de sol ont montré que le metsulfuron-methyl était beau-coup plus mobile que le triasulfuron dans les 2 sols de capacités d'adsorption différentes. Le sol BBA avec une capacité d'adsorption faible a entraiîné un faible ralentissement des 2 herbicides dans les colonnes. Le sol Horotiu avec une capacité d'adsorption élevée a retardé le triasulfuron pendant une longue période, même sous des conditions de fortes précipitations. Biotestmethode zur Bestimmung des Ein-waschungsverhaltens von Sulfonyl-Harnstoff-herbiziden in unterschiedlich sorptiven Böden Eine Biotestmethode zum quantitativen Nach-weis von Sulfonyl-Harnstoffherbiziden in Was-serproben zur Bestimmung des Einwaschungs-verhaltens wurde entwickelt. Sonnenblume (Helianthus annuus L.) war unter den geprüf-ten Testpflanzen wesentlich empfindlicher als Herbstrübe (Brassica rapa L.) oder Linse (Lens culinaris Medic.). Als empfindlichste Meßgröße erwiesen sich die Echten Laubblätter der Sonnenblume. Die Nachweisgrenzen (EC₃₀-Werte) in Bodenperkolatwasser lagen bei 0,12 μg 1^?1 für Triasulfuron und 0,15 μg l^?1 für Metsulf-uron-methyl. Die Einwaschungsversuche wurden in Glassäulen durchgeführt, wobei die Böden gleichmäßig entsprechend ihrer Lagerungsdichte gepackt wurden. Die Beregnung erfolgte mit 50 mm Perkolat/Tag, das von nicht mit Herbiziden behandelten Säulenversuchen vorab gewonnen wurde. In beiden, unterschiedlich sorptiven, Böden zeigte Met-sulfuron-methyl eine stärkere Einwaschung als Triasulfuron. Im schwach sorptiven BBA-Boden wurden beide Wirkstoffe kaum retardiert, während Triasulfuron im stark sorptiven Horotiu-Boden über einen langen Zeitraum, auch unter den extremen Flußraten, zurückgehalten wurde.     

Dégradation chimique ou microbiologique des sulfonylurées dans le sol. III. Cas du thifensulfuron méthyle

La dégradation du thifensulfuron méthyle a étéétudiée dans un sol acide et un sol basique. La vitesse et le processus primaire de dégradation sont les mêmes dans les deux sols. Par contre, le produit de dégradation, le thifensulfuron se dégrade plus vite dans le sol acide. La première étape est essentiellement microbiologique, car la dégradation dans les sols stérilisés est beaucoup plus lente. Dans ce cas, les voies de transformation sont différentes dans les deux sols. Chemical or microbial degradation of sulfonylureas in soil. III. Thifensulfuron-methyl The degradation of thifensulfuron-methyl was studied in a basic and an acidic soil. The rate and major pathway of degradation were similar in the two soils. However, the primary degradation product, thifensulfuron, was broken down more rapidly in the acidic soil. The rate of the first stage of degradation was slower in sterilized soils, indicating that a microbiological process is involved. With this chemical, the products of transformation in the two soils are different. Chemischer oder mikrobiologischer Abbau von Sulfonyl-Harnstoffen im Boden. III. Thifensulfuron-methyl Der Abbau von Thifensulfuron-methyl wurde in einem basischen und einem sauren Boden untersucht. Abbaurate und -weg waren in beiden Böden ähnlich. Das erste Abbauprodukt, Thifensulfuron, wurde aber im sauren Boden schneller abgebaut. Die Rate des ersten Abbauschritts war in sterilisiertem Boden langsamer, worin sich zeigt, daβ mikrobiologische Prozesse beteiligt sind. Bei diesem Wirkstoff waren die Abbauprodukte in den beiden Böden verschieden.     

Herbizideinflüsse auf mikrobielle Aktivitäten im Boden unter variierten ökologischen Bedingungen: Abhängigkeit von der Bodentemperatur

Unter Laborbedingungen wurde der modifizierende Einfluß der Temperatur auf die Reaktion mikrobieller Aktivitäten im Boden gegenüber einem Herbizid untersucht. Es wurde das relativ stark auf Bodenorganismen wirkende ‘Flüssig Herbogil’ (Dinoterb) mit zwei Dosierungen in zwei Boden eingesetzt. Bei einer Bebrutüng unter konstant 10°C hemmte das Präparat die Biomasse-abhängigen Parameter Glucose-induzierte Kurzzeit-Atmung und Dehydrogenaseaktivität (Reduktion von Triphenyltetrazoliumchlodd) in beiden Böden dosisabhängig, während die Stickstoffminer-alisierung — ohne Beeinflussung der Nitrifikation — stimuliert wurde. Erhöhung der konstanten Temperatur auf 20 °C bzw. Bebrütung bei einer zwölfstündig wechselnden Temperatur (5° 30 °C) verstärkten die Effekte der höheren Dosierung und verringerten die der Normal-dosierung auf die Dehydrogenaseaktivität und — nicht so ausgeprägt — auch auf die Kurzzeit-Atmung. Die Wirkung auf die Stickstoffminera-lisierung war im Sandboden erhöht, im Lehmboden dosisabhängig verändert. Zwischenzeitliches Einfrieren (?18°C) modifizierte die Effekte der Wechseltemperaturen, wobei es im Sandboden zusätzlich zu einer Nitrifikationshemmung durch die höhere Herbizid-dosierung kam. Die Bodenenzyme Arylsulfatase, ß-Glucosidase und alkalische Phosphatase wurden meistens nur geringfügig durch das Herbizid gehemmt, wobei die Temperatur ebenfalls modifizierend wirkte. Die meisten Herbizideffekte waren auch nach 12 Wochen noch erkennbar. Herbicide effects on microbial activity in the soil under varied ecological conditions: influence of soil temperature The modifying influence of soil temperature on the effects of herbicide on microbial activity in soil was investigated under laboratory conditions. The herbicide dinoterb (Flüssig Herbogil), known for its biocidal activity, was applied to two soils at two doses. During incubation at a constant temperature of 10°C, glucose-induced short-term respiration and dehydrogenase activity (reduction of tdphenyl-tetrazolium chlodde), both related to microbial biomass, were more strongly inhibited by the higher dosage, whereas nitrogen mineralization was stimulated without affecting nitdfication. At a constant temperature of 20°C or at a fluctuating temperature (5/30°C for 12-h pedods), the effects of the higher dosage on dehydrogenase activity was increased, whereas those of the lower dosage were decreased. The short-term respiration was affected to a lesser extent. In sandy soil the effect on nitrogen mineralization was increased; in the loamy soil, however, it was dependent on the dosage. Temporary freezing (?18°C) during fluctuating temperature modified the herbicide effects so that, in the sandy soil, inhibition of nitrification was induced by the higher dosage. The effects of the herbicide on the enzymes arylsulfatase, β-glucosidase and alkaline phosphatase were less marked, but nevertheless depended on the temperature. Most of the herbicide effects lasted over 12 weeks. Effets d'herbicides sur I'activité microbiologique du sol sous les conditions écologiques variées: influence de la température du sol L'influence modificatrice de la température du sol sur les effets des herbicides sur l'activité microbiologique dans le sol a étéétudiée en conditions de laboratoire. L'herbicide dinoterbe (Flüssig Herbogil) connu pour son activité biocide a été appliquéà 2 doses sur 2 sols. Pendant une incubation constante à 10°C la respiration à court terme induite par la glucose et l'activité de la deshydrogenase (réduction du chlorure de tdphenyltetrazolium) toutes les deux liées à la biomasse microbienne étaient beaucoup plus fortement inhibées par les doses les plus élevées tandis que la minéralisation de I'azote était stimulée sans que la nitdfication soit affectée. A une température constante de 20°C ou à une température vadable (5/30°C par période de 12 heures) les effets des doses les plus fortes sur l'activité de la deshydrogenase ont été accrus, tandis que ceux des plus faibles doses diminuaient. La respiration à court terme a été effectée de façon moindre. Dans le sol sableux l'effet sur la minéralisation de I'azote a augmenté; dans le sol limoneux cependant il a été dependant de la dose. Un gel temporaire (?18°C) pendant les températures variables a modifié l'effet de l'herbicide de telle sorte que, dans le sol sableux, une inhibition de la nitdfication a été induite par les doses fortes. Les effets herbicide sur les enzymes arylsulfatase, β- glucosidase et alkaline phosphatase ont été moins marqués mais néanmoins étaient dépendants de la température. La plupart des effets de l'herbicide ont persisté pendant 12 semaines.     

Simultaneous assessment of various responses of the soil microflora to bentazone

The effect of bentazone at 10 and 100 ppm in two soils on microbial activities and populations was investigated for 32 weeks. The higher concentration caused reductions in carbon dioxide output and oxygen uptake in both soils, In soil I (pH 6.4, organic C 1.7%) an increase in total mineral nitrogen occurred throughout but in soil H (pH 5.6, organic C 3.7%) a reduction in both mineralization of nitrogen and nitrification was observed from week 22 onwards. In general, populations of fungi and actinomycetes were resistant to or stimulated by bentazone, especially in soil II at 100 ppm. With bacteria, including cellulolytic and spore formers, cellulolytic fungi and actinomycetes, there was some inhibition even at the low concentration, effects being more pronounced in soil II than in soil I. The herbicide at 20 ppm had very little effect on growth and morphology of four fungal species in pure culture. Residue analyses showed that bentazone degraded more rapidly in soil II than in soil I although appreciable effects occurred throughout the experiment in both soils. Evaluation simultanée de diverses réactions de la microflore du sol à la bentazone. L'effet de la bentazone à 10 et 100 ppm sur les activités et les populations microbiennes a étéétudié pendant 32 semaines. La concentration la plus forte a provoqué des réductions du dégagement de dioxyde de carbone et de l'absorption d'oxygéne dans les deux sols. Dans le sol I (pH 6,4, teneur en carbone organique 1,7%) un accroissement de I'azote mineral total s'est constamment manifesté, mais, dans le sol II (pH 5,6, teneur en carbone organique 3,7%) une réduction simultanée de la minéralisation de I'azote et de la nitrification a été observée a partir de la 22ème semaine. D'une façon générale, les populations de champignons et d'actinomycétes se sont montrées résistantes à la bentazone, ou même stimulées par elle, en particulier pour le sol II à la concentration de 100 ppm. Avec les bactéries, y compris les formes sporultés et cellulolytiques, les champignons cellulolytiques et les aainomycétes, il s'est produit une certaine inhibition même à la concentration faible, ces cffets étant plus prononcés dans le sol II que dam le sol I. L'herbicide à 20 ppm n'a eu qu'une trés faible action sur la croissance et la morphologie de quatre espéces de champignons en culture pure Des analyses de résidus ont montré que la bentazone s'est dégradée plus rapiderment dans le sol II que dans le sol I, bien que des effets appréciables soieni apparus dans toute l'expérience avec les deux sols. Gleichzeitige Erfassung verschiedener Reaktionen der Bodenmikroflora auf Bentazon Es wurde die Wirkung von Bentazon (10 und 100 ppm) über 32 Wochen auf die mikrobielle Aktivität und auf die Mikroorganismenpopulationen zweier Boden untersucht. Durch die höhere Konzentration ging in beiden Boden die Abgabe von Kohlendioxid und die Aufnahme von Sauerstoff zurück. Im Boden I (pH 6,4; org. C l,7%) wurde während der gesamten Versuchszeit ein Anstieg des mineralischen Stickstoffs festgestellt, während im Boden II (pH 5,6; org. C 3,7%) ein Rückgang in der Stickstoffmineralisierung und der Nitrifikation ab der 22. Woche zu beobachten war. Im allgemeinen waren die Pilz- und Actinomycetenpopulationen gegenüber Bentazon resistent oder sie wurden durch das Herbizid gefördert, besonders im Boden II bei 100 ppm. Beiden Bakterien, einschliesslich zellulolytischer und sporenbildender Arten, den zellulolytischen Pilzen und Actinomyceten wurde eine geringe Hemmung, sogar bei der niedrigen Konzentration, festgestellt. Diese Effekte waren im Boden II stärker als im Boden I ausgeprägt. In Reinkultur hatten 20 ppm Bentazon nur eine gennge Wirkung auf das Wachstum und die Morphologie von vier Pilzarten. Rückstandsuntersuchungen ergaben, dass Bentazon im Boden II schneller ais im Boden I abgebaut wurde, es kam aber in beiden Böden zu deutlichen Effekten.     

STUDIES ON THE EFFECTS OF HERBICIDES ON SOIL NITRIFICATION*

Summary. A perfusion technique was used to examine effects of selected herbicides (concentration range 50–1000 ppm) on the rate of oxidation of ammonia to nitrate in garden loam soil. Effects on the nitrification rate of soil, previously enriched with nitrifying organisms, were used to estimate direct action on the processes of ammonia oxidation. The kinetics of nitrification in fresh soil were used to estimate effects on bacterial growth and to detect possible adaptations to herbicide toxicity. The herbicides used could be ranged in the following order of increasing effectiveness as inhibitors of ammonia oxidation: dichlobenil < paraquat < picloram < 2,3,6-TBA = chlorthiamid < bromoxynil < chlorflurazole < ioxynil < propanil. Endothal only stimulated ammonia oxidation, even up to 1000 ppm. Endothal, paraquat and 2,3,6-TBA had no apparent effects on bacterial proliferation; the inhibitory effects of the remaining herbicides were in the order: picloram < dichlobenil = bromoxynil < ioxynil < chlorthiamid = chlorflurazole = propanil. With the exception of paraquat and endothal all herbicides seemed to become less toxic during perfusion of fresh soil, i.e. over the enrichment period of 26–28 days. In the case of propanil and chlorthiamid this could have been due to the destruction of the herbicide by soil micro-organisms. With picloram and 2,3,6-TBA it is probable that there was an adaptive loss of sensitivity of the nitrifying organisms to the toxic action of the herbicides. The evidence available suggests that Nitrosomonas is more sensitive than Nitrobacter to herbicide action. Recherches sur les effets des herbicides sur la nitrification Résumé. Une technique de perfusion a été utilisée pour examiner les effets d'une série d'herbicides (á des concentrations de 50 á 1000 ppm) sur le taux d'oxydation de l'ammoniac en nitrate dans un sol de jardin limoneux. Les effets sur le taux de nitrification du sol, préaiablement enrichi avec des organismea nitrifiants, ont été utilisés pour évaluer l'action directe sur les processus d'oxydation de l'ammoniac. Les données cinétiques de la nitrification dans un sol frais ont été utilisées pour évaluer les effets sur la croissance des bactéries et pour déceler les adaptations possible h la toxicité de l'herbicide. Les herbicides utilisés purent être classés comme suit dans i'ordre croissant d'activité inhibitrice de I'oxydation de I'ammoniac: dichlobénil<paraquat<piclorame<2,3,6- TBA = chlorthiamide<bromoxynil<chlorflurazole<ioxynii<propanil. Scul l'endothal provoqua une stimulation de I'oxydation de I'ammoniac jusquà 1000 ppm. L'endothal, le paraquat et le 2,3,6-TBA ne présentèrent pas d'activité apparente sur la proiifération bactérienne; les effets inhibiteurs des autres herbicides furent, dans I'ordrc: piclorame < dichlobenil = bromoxynil<ioxynil<chlorthiamide = chlorflurazole = propanil. A l'exception du paraquat et de l'endothal, tous les herbicides parurent devenir moins toxiques pendant la perfusion sur un sol frais, c'est-à-dire au deli delà période d'enrichissemenl de 26 à 28 jours. Dans le cas du dichlobénil et du chlorthiamide, ceci pourrait avoir été provoqué par la destruction de l'herbicide par lea micro-organismes. Avec le piclorame et le 2,3,6-TBA, il est probable qu'il y eut une adaptation consistanten une perte dela sensibilité des organismes nitrifiants vis-à-vis de i'action toxique des herbicides. Les résultats obtenus suggèrent que les Nitrosomonas sont plus sensibles que les JVitrobacter kà l'action des herbicides. Untersuchungen zum Einfluss von Herbiziden auf die Nitrifikation des Bodens Zusammenfassung. Mit Hilfe einer Perfusionsmethode wurde der Einfluss von bestimmten Herbiziden (Konzentration zwischen 50 und IOO ppm) auf die Oxydationsrate von Ammonium zu Nitrat in Garteniehmboden untersucht. Der Einfluss auf die Nitrifikationsrate des Bodens, der zuvor mit nitrifizierenden Organismen angereichert worden war, wurde als Mass fur die direkte Wirkung der Herbizide auf die Prozesse der Ammoniumoxydation verwendet. Die Kinetik der Nltrifikation in frischem Boden wurde als Mass für die Beeinflussung des Bakterienwaehstums und zur Feststellung einer moglicherweise auftretenden Adaptation an die Herbizidtoxizität verwendet. Für untersuehte Herbizide ergab sich, geordnet nach zunehnnender Hemmung der Ammoniumoxydation, folgende Reihenfolge: Diehlobenil<Paraquat<Pieloram<2,3,6-TBA = Chlorthiamid<Bromoxynil<Chlorflurazole<Ioxynil<Propanil. Endothal stimulierte die Ammoniumoxydation selbst in Konzentration bis zu 1000 ppm. Endothal, Paraquat und 2,3,6-TBA hatten keinen augenscheinlich Efifekt auf die bakterielle Proliferation; fur die Hemmwirkung der ubrigen Herbizide ergab sich folgende Reihenfolge: Picloram < Dichlobenil = Bromoxynil < Ioxynil < Chlorthiamid = Chlorflurazole = Propanil. Mit Ausnahme von Paraquat und Endothal wurden alle Herbizide wahrend der Perfusion dureh frisehen Boden, d.h. wahrend einer Enrichmentperiode von 26–28 Tagen, of Tensichtlich weniger toxiseh. Im Falle von Propanil und Chlorthiamid kann dies auf den Abbau der Herbizide durch die Bodenmikroorganismen zurüekzuführen sein. Bei Piclorani und 2,3,6-TBA handelte es sich wahrscheinlich um einen adaptiven Verlust der Empfindlichkeit der nitrifizierenden Organismen gegenuber der toxisehen Wirkung der Herbizide. Die Ergebnisse lassen den Sehluss zu, dass Nitrosomonas gegenüber Herbizide empfindlicher ist als Nitrobakter.