Etude du mode d'action et du devenir d'un herbicide : L'aclonifen
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- Tez No: 400069
- Danışmanlar: PATRİC RAVANEL, STÉPHANE REYNAUD
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aclonifen, mode of action, chlorophylls, carotenoids, selectivity, rapesunflower, transport, penetration
- Yıl: 2010
- Dil: Fransızca
- Üniversite: Université de Grenoble
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 240
Özet
The herbicide aclonifen is one of the members of the diphenyletherschemical family. Its substitution is specific with a -Cl, a -NO3 and a-NH2 on the same phenylring. The NH2 radical might be involved in the herbicidal mode of action. The herbicidalsymptoms on several plants and the cellular and biochemical modes of action were studied.All this showed that two targets were involved, for a same concentration carotenoidbiosynthesis inhibition and membrane disruption due to an O21- emission depending on thepresence of protoporphyrin IX issued from chlorophyll synthesis inhibition. Theoretically,these two types of biochemical effects are complementary as one leads to the formation of amembrane disruptor (O21-) and the other suppresses a membrane scavenger (carotenoids). Theagronomical features of this herbicide have been studied in the greenhouse or in culturechambers, on several plant species among which sunflower, corn, rape and adventious speciessuch as Ray-grass, white mustard, pigweed? With the use of 14C aclonifen, the uptake ratewas measured on these plants, either through roots or on isolated leaves. High uptake rateswere observed on the two types of organs depending evidently from the appropriatesadditives. This lipophilic herbicide (measured log P = 3.7) has its target located in the leaves.However, the most appropriate treatment strategy is a pre-emergence??on the soil.Aclonifen is adsorbed on the upper soil layer and partition equilibrium is obtained with waterwhich enters the roots. A quantitative estimation of the sensitivity of each studied species wastentitatively carried out, based on 4 features of the herbicide action: 1) the minimal lethalconcentration [C]c of the herbicide inside the leaves (named ?critical concentration?), 2) theratio, T, between the concentrations in the roots and in the leaves of the same plant, 3) theratio, A, between the concentrations in the roots and in the surrounding soil, 4) the rate Mt ofthe herbicide inactivation in the plant. The concentration [C]s required inside the soil forobtaining the herbicide effect is obtained from the equation: [C]s = [C]c×T × A×M .This calculation showed that the values of [C]s were quite similar for several plants althoughthe critical leaf concentration [C]c was not the same. In sunflower, where aclonifen is readilytransformed into inactive, hydrophilic conjugates, the value of [C]s is very high and cannotbe, in fact, reached under field conditions. In this plant, powerful herbicide segregation occursalso inside the root, reinforcing its selective resistance.
Özet (Çeviri)
L?aclonifen est un herbicide appartenant à la famille chimique desdiphényléthers, avec une substitution spécifique, ne portant que sur un des phényles etrassemblant un Cl, un NO3 mais aussi NH2 qui semble intervenir dans le mode d?action.L?étude des symptômes herbicides de cette molécule sur divers types de plantes puis celle desur mode d?action biochimique et cellulaire fait apparaitre des mécanismes d?atteinteoriginaux. Pour la même concentration deux phénomènes ont lieu : la voie de synthèse descaroténoïdes des plastes est inhibée et il y a une émission d?O21- découlant de l?excitationlumineuse de la protoporphyrine IX issue du blocage de la voie de biosynthèse de lachlorophylle. Ces deux types d?effet sont, en théorie, complémentaires car ils rassemblent laproduction de radicaux toxiques pour les membranes biologiques et la suppression de labiosynthèse de composés protégeant celles-ci. Le comportement agronomique de cetherbicide a été étudié sur des systèmes simplifiés en serre et en salle conditionnée surplusieurs végétaux cultivés dont le tournesol, le maïs et le colza et sur plusieurs de leursplantes adventices majeures (vulpin, moutarde blanche, chénopode,?). Sa capacité depénétration dans ces plantes, par les racines d?une part, et par les parties aériennes, de l?autrea été comparée en utilisant l?aclonifen 14C. Cette étude fait apparaitre qu?une intensepénétration est possible par les deux voies, avec des flux qui dépendent évidemment de laformulation. Ce comportement est lié à la forte lipophilie de cette molécule, qui a été vérifiéeet indique un log P proche de 3,7, plus réaliste que la valeur de 4,37 indiquée initialement.Pour cet herbicide dont l?espace-cible se limite aux parties aériennes, la voie d?applicationagronomique la plus favorable est celle d?un traitement du sol, en prélevée. L?herbicide,absorbé sur les horizons très superficiels du sol subit un équilibre de partition avec l?eau dusol d?où il pénètre dans les racines.Nous avons tenté d?élaborer un système simpled?évaluation de la sensibilité des plantes étudiées en considérant 4 sites impliqués dansl?ensemble du processus : 1) la concentration“ critique”de l?espaces cible (les feuilles) quicorrespond à la valeur minimale pour obtenir l?effet létal [C]c, 2) le rapport desconcentrations entre racines et feuilles qui témoigne d?un facteur de transfert T, 3) la capacitéde la racine à concentrer l?herbicide à partir d?un sol A et, 4) la capacité de la plante àinactiver la matière active M. On peut regrouper ces 4 facteurs pour évaluer la concentration“ critique”de l?herbicide dans le sol par une formule de type.[C]s = [C]c×T × A×M .Les valeurs obtenus pour [C]s sont semblables pour un grand nombre d?adventices étudiées,malgré des différences nettes du [C]c. Le tournesol bénéficie d?une sélectivité puissante dontnous avons montré qu?elle est issue d?une capacité très active de conjugaison de l?herbicide,d?un potentiel de ségrégation racinaire également remarquable et d?un effet depositionnement, associé à la présence d?une racine-pivot dont le rôle dans l?absorption del?eau pourrait expliquer ce phénomène.Mots clés : Aclonifen, mode d?action, chlorophylles, caroténoïdes, sélectivité,pénétration, colza, tournesol, transferts
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