FIELD EXPERIMENTS TO INVESTIGATE LONG-TERM EFFECTS OF REPEATED APPLICATIONS OF MCPA, TRI-ALLATE, SIMAZINE AND LINURON: REPORT AFTER 6 YEARS

Summary. In five long-term field experiments begun in 1963, each of four herbicides was applied to plots either planted with the same crop each year or uncropped. The following treatments were applied annually: MCPA at 24 oz/ac to barley at the 5-leaf stage, triallate at 24 oz/ac to barley pre-emergence, simazine at 24 oz/ac to maize pre-emergence, linuron at 12–24 oz/ac to carrots preand post-emergence. The main assessments reported in this paper are crop yield and persistence of herbicide residues. In the fifth experiment, these herbicides were applied twice each year at about double the above these to plots kept as far as possible free from all vegetation. MCPA did not affect the yield of barley and disappeared from the soil within 2–3 weeks of each application. In the uncropped plots, the time for the applied dose (3 lb/ac) to reach the limit of detection was reduced from 3 weeks in 1964 (after three previous applications) to 4 days in 1968 (after ten previous applications). Tri-allate did not affect the yield of barley. Soil residues could be detected for 5–6 months following each dose of 24 oz/ac. When applied at 48 oz/ac twice yearly, a residue persisted but with no progressive build-up during the 6-year period. Agreement between bioassay and CLC methods of determining residues varied from good to a factor of 4, with CLC usually, but not always, providing a higher figure. No residues of pre-allate could be detected in the barley straw or grain. Simazine did not influence the yield of maize during 1963–67. In 1968 there was a significant reduction in yield of foliage and stems but not in grain yield. Simazine applied to maize disappeared from the soil rapidly during the first 6 weeks; after this period 20–25% of the applied dose could be recovered. The remaining residues declined slowly and 1–2 oz/ac could be detected 23–50 weeks after application. No residues were found below the 0–2 in. soil level. When 48 oz/ac was applied twice annually a residue persisted varying from 8 to 27 oz/ac/6 in. There was no accumulation from year to year and no evidence that repeated treatment influenced breakdown rate. Most of the simazine remained in the 0–2 in. soil level. In three out of four determinations there was good agreement between CLC and bioassay results. Linuron reduced the yield and % dry matter content of carrot roots in 1965 and 1966 probably because of exceptional short-term phytotoxicity, otherwise there was no effect. Half the applied dose of 8–16 oz/ac disappeared from the soil within 8 weeks and residues were undetectable after 6 months. The residues in the uncropped plots did not fall below 11 oz/ac. Most remained in the 0–2 in. layer of soil but some herbicide was found in the 2–4 and possibly 4–6 in. layers. Progressive build-up of residues did not occur and repeated treatment did not influence breakdown rate. No linuron could be detected in carrot roots in 1965; in 1966, following an abnormally late application, 05 ppm was found. Chemical analyses of soil samples taken at regular intervals during 1964–67 showed that no major changes had been caused by the herbicide treatments in the levels of available potassium, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen, available phosphorus or in pH. Information is presented on the variation in the deposit on the soil surface of applied herbicides immediately after spraying, also on subsequent distribution in the soil. It is concluded that this work provides an encouraging contribution to the evidence that these four herbicides, when used at the recommended rates, are unlikely to have any injurious effect on the capacity of soil to produce healthy crops. Six armies d'expériences au champ pour étudier les effets & long terme d'applieations répétiés de MCPA, tri-allate, simazine et linuron Résumé. Dans cinq expériences de longue durée effectuées en plein champ depuis 1963, chacun des quatre herbicides fut appliqué sur des parcelles, soit replantées chaque année avec la mème culture, soit non cultivées. Les traitements suivants furent appliqués chaque année: du MCPA à 1,680 kg/ha sur de I'orge au stade 5 feuilles; du tri-allate à 1,680 kg/ha en pré -levée sur de I'orge; de Ia simazine à 1,680 kg/ha en pre-levee sur du mais; du linuron à 0,840 et 1,680 kg/ha sur des carottes en pre-levee et en post-levée. Les principaux résultats mentionnés dans cette publication concernent les rendements et la persistance des résidus herbicides. Dans la cinquiéme expéerience, les herbicides ont été appliqués deux fois chaque année, à des doses approximativement doubles de celles indiquées ci-dessus, sur des parcelles maintenues autant que possible sans végétation. Le MCPA n'affecta pas le rendement de l'orge et disparut du sol dans les 2 à 3 semaines qui suivirent chaque application. Dans les parcelles non cultivées, le temps pour que la dose appliquée (3,3 kg/ha) décroisse jusqu à la limite de detection fut réduit de 3 semaines en 1964 (aprés trois traitements) à 4 jours en 1968 (aprées dix traitements). Le tri-allate n'afFecta pas le rendement de l'orge. Les résidus dans le sol purent étre détectés durant les 5 à 6 mois qui suivirent chaque traitement à la dose de 1,680 kg/ha. Quand ce produit fut appliqué 2 fois par an à 3,360 kg/ha, un résidu persista, mais sans qu'il en resulte une accumulation progressive, durant les 6 années de l'expérience. Entre les essais biologiques et les méethodes chimiques de détermination des résidus, la concordance fut tantôt bonne, tantôt correspondant à un coefficient 4, les méthodes chimiques fournissant généralement, mais pas toujours, des ehiffres plus élevés. Aucun résidu de tri-allate ne put être décelé dans la parcelle ou les grains de l'orge. La simazine n'influenca pas la production du mais durant la péeriode de 1963 à 1967. En 1968. il y cut une réduction significative de la production de tiges et de feuilles, mais non de la production de grain. La simazine appliquée sur le mais disparut du sol rapidement durant les six premiéres semaines; aprés cette période 20 à 25% de la dose appliquee pouvaient être retrouvês. Les résidus restants diminuérent lentement et 70 à 140 g/ha purent être de'celes 23 à 50 semaines apres l'application. II ne fut pas trouvé de résidus au-dessous de la couche située entre 0 et 5 cm à partir de la surface du sol. Aprfes les traitements à 3,360 kg/ha, appliqués deux fois par an, un résidu persistant, variant de 0,560 kg/ha à 1,890 kg/ha sur une profondeur de 15 centimétres. 11 n'eut pas d'accumulation d'une année à l'autre et pas d'indice de modification du taux de degradation resultant de la repetition des traitements. La plus grande partie de la simazine resta localisee entre 0 et 5 cm au-dessous de la surface du sol. Dans trois essais sur quatre, il y cut une bonne concordance entre les dosages chimiques et les dosages biologiques. Le linuron réduisit le rendement et le pourcentage de matére séche des racines de carottes en 1965 et 1966, probablement en raison d'une exceptionnelle phytotoxicitéà court terme. Les autres années, il n'y eut pas d'effet. La moitié de la dose appliqué e (dc 0,560 kg/ha 1,12 kg/ha) disparut du sol durant les 8 premieres semaines et il ne fut plus possible de detecter des résidus apres 6 mois. Les résidus dans les parcelles non cultivées ne descendirent pas en-dessous de 0,770 kg/ha. La plus grande partie restait entre 0 et 5 cm au-dessous de la surface du sol, maia des traces d'herbicide furent retrouvees dans la couche 5 à 10 cm et peut-être dans la couche 10 à 20 cm. II n'y et pas d'augnientation progressive des résidus et la répétition des traitements ne modifia pas le taux de dégradation. II ne fut pas décelé de linuron dans les racines de carottes en 1965; en 1966; à la suite d'une application anormalement tardive, il en fut trouvé 0,5 ppm. Des analyses chimiques d'échantillons de sols préieves à intervalles réguliers entre 1964 et 1967 montrirént que les traitements herbicides n'avaient pas provoqué de changements importants dans les taux de potassium utilisable, d'azote nitrique ou ammoniacal, de phosphore utilisable; le pH ne fut pas non plus affecté. Des informations sont présentées, eoncernant la variation du depot en surface des herbicides appliqués, immédiatement aprés le traitement, et aussi sur la distribution qui en résulta dans le sol. En conclusion, ce travail apporte une contribution encourageante à la preuve que ces quatre herbicides, quand ils sont utilisés aux doses recommandées, n'ont trés probablement pas d'effet nuisible sur la capacié du sol à produire des récoltes saines. Feldversuche zur Untersuchung der langfristigen Auswirkung wiederholter Applikationen von MCPA, Triallat, Simazin und Linuron. Bericht nach sechs Versuchsjahren Zusammenfassung. In fünf 1963 angelegten langfristigen Feldversuehen wurden vier Herbizide jeweils auf Flächen mit permanenter Monokultur und auf Brachflächen ausgebracht. Foigende Behandlungen erfolgten jährlich: 1,68 kg/ha MCPA zu Gerste im 5-Blattstadium, Vorauflaufbehandlung mit 1,68 kg/ha Triallat 2u Gerste, Vorauf-laufbehandlung mit 1,68 kg/ha Simazin zu Mais, Vorund Nachaufiaufbehandlung mit 0–84 bis 1,68 kg/ha Linuron zu Mohren. Die in dieser Arbeit berichteten Aus-wertungen beziehen sich vorwiegend auf den Ertrag und die Persistenz der Herbizid- Rückstände. Im fünften Versuch wurden die Herbizide zweimal jährlich in ungefähr doppelter Aufwandmenge auf weitgehend vegetationslosen Fläehen angewandt. MCPA beeinflusste den Ertrag von Gerste nicht und verschwand aus dem Boden innerhalb von zwei bis drei Wochen nach jeder Behandlung. Auf den Brachflachen war die Zeit des Abbaus bis zur Nachweisgrenze der ausgebrachten Menge (3,36 kg/ha) von drei Wochen im Jahr 1964 (nach drei vorausgegangenen Applikationen) auf vier Tage im Jahr 1968 (nach zehn vorausgegangenen Applikationen) zurückgegangen. Triallat beeinflusste den Ertrag von Gerste nicht. Rückstände im Boden waren fünf bis sechs Monate lang nach jeder Applikation von 1,68 kg/ha festzustellen. Wurden 3,36 kg/ha zweimal jährlich ausgebracht, so war eine permanente Ruckstandsmenge, jedoch keine Akkumulation im Verlaufe der sechs Versuchsjahre festzustellen. Die Oberein-stimmung zwischen Biotest und GLG-Methode zur Riickstandsbestimmung variiertc von gut bis zu einem Faktor vier, wobei mit GLG gewohnlich, jedoch nicht iminer, ein höherer Wert ermittelt wurde. Keine Triallat-Ruckstande waren in Stroh und Korn von Gerste nachzuweisen. Simazin beeinflusste den Ertrag von Mais in der Versuchszeit von 1963 bis 1967 nicht. 1968 war eine signifikante Ertragsminderung bei Blatt und Stengel, nicht jedoch beim Korn, eingetreten. Simazin verschwand in den Maisparzellen innerhalb der ersten sechs Wochen rasch aus dem Boden; danach konnten noch 20 bis 25% der ursprunglich ausgebrachten Menge wiedergefunden werden. Die verbliebenen Rückstandsmengen verschwanden nur langsam und 0,07 bis 0,14 kg/ha konnten noch 23 bis 50 Wochen nach der Behandlung nachgewiesen werden. Keine Ruckstande waren unterhalb 5 cm Bodentiefe festzustellen. Wurden 3,36 kg/ha zweimal jährlich ausgebracht, so war eine permanente Ruckstandsmenge von 0,56 bis 1,89 kg/ha ca. 15 cm vorhanden. Es konnte jedoch keine Akkumulation und kein durch die wiederholte Behandlung bedingter beschleunigter Abbau beobachtet werden. Das Simazin blieb vorwiegend in den obersten 5 cm des Bodens. In drei von vier Analysen war die Üereinstimmung zwischen Biotest und GLG-Methode gut. Linuron beeinträchtigte 1965 und 1966 Ertrag und % Trockengewicht der Möhren-wurzeln vermutlich wegen einer aussergewohnlichen, kurzfristigen, phytotoxischcn Wirkung des Mittels. Sonst war keine Beeinflussung der Möhren zu beobachten. Die Hälfte der ausgebrachten Menge von 0,56 bis 1,12 kg/ha verschwand aus dem Boden innerhalb von acht Wochen und nach sechs Monaten waren keine Rückstande mehr festzustellen. Die Ruckstande auf Brachflachen fielen nicht unterhalb 0,77 kg/ha. Linuron verblieb weitgehend in den obersten 5 cm des Bodens, doch war eine gewisse Menge auch in 5 bis 10 cm und möglicherweise auch in 10 bis 15 cm Bodentiefe nachzuweisen. Akkumulation trat ebensowenig auf wie beschleunigter Abbau nach wieder-holter Anwendung. 1965 waren keine Linuron-Rückstände in Mohrenunrzeln nachzuweisen; 1966 wurde nach einer anomal spaten Applikation eine Ruckstandsmenge von 0,5 ppm gefunden. Die chemische Analyse von Bodenproben, die von 1964 bis 1967 in regelmassigen Abstanden gezogen wurden, ergab keine grosseren herbizidbedingten Veranderungen im pH sowie im Gehalt an veräugbarem Kalium, Nitratund Ammonium-Stickstoff sowie Phosphor. Es werden weiterhin Informationen gegeben über die Variation der Herbizidmengen auf der Bodenoberfläche unmittelbar nach der Behandlung und über die anschliessende Verteilung der Herbizide im Boden. Es wird gefolgert, dass diese Arbeit einen ermutigenden Beitrag zu der Tatsache darstellt, dass diese vier Herbizide in praxisüblichen Auiwandmengen kaum negative Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit haben.