Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2011, 59(1), 137-144 | DOI: 10.11118/actaun201159010137

Efficacy of reduced doses of bentazone assessed by instruments based on measurement of chlorophyll fluorescence

Vojtěch Kocurek, Michal Vondra, Vladimír Smutný
Ústav agrosystémů a bioklimatologie, Mendelova univerzita v Brně, 613 00 Brno, Zemědělská 1, Česká republika

Chlorophyll fluorescence is a type of radiation emitted by plants as unused part of energy absorbed from sunlight. Its intensity depends on many stress factors, nutrition, weather conditions etc. Methods based on chlorophyll fluorescence measurement have potential to be perspective for the assessment of herbicide efficacy, phytotoxicity or stress influence. Two fluorometers (FluorCam and handy FluorPen) were used for measurements in laboratory experiments in 2007-2009. Herbicide Basagran super with active ingredient bentazone (480 g.l-1) was tested using a parameter called 'Quantum yield of fluorescence' (QY) in three different doses: the registered dose 2.0 l.ha-1 (100%) and lower doses 1.5 l.ha-1 (75%) and 1.0 l.ha-1 (50%). Treated experimental plants of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus L.) were measured in 0, 1, 2, 3, 6, 9 and 15 days after treatment and the results were compared with subjective assessment (estimation) and growth parameters. The obtained results showed that the effect of bentazone measured by both devices was statistically significantly different from untreated control. We can also detect herbicide effect earlier by QY measurement than by other methods. Different doses showed significant differences 15 days after treatment for dose 2.0 l.ha-1 in comparison with both reduced doses. The subjective assessment showed significant differences in all terms of measurement (1-15 days after application) except of the day of application. Regeneration of plants for which the youngest leaves were not treated by herbicide was observed for all doses. Difference of QY values between used devices was on average 0.119 (higher for FluorCam) but statistically insignificant.

Keywords: herbicide efficacy, chlorophyll fluorescence, fluorcam, fluorpen, bentazone

Hodnocení účinnosti redukovaných dávek bentazonu pomocí přístrojů založených na měření fluorescence chlorofylu

Fluorescence chlorofylu je druh radiace o vlnové délce přibližně 685 nm, která je přirozeně vyzařována rostlinami jako nevyužitá část energie absorbované ze slunečního světla. Její intenzita závisí na mnoha faktorech, jako je stres, výživa, počasí atd. Metody založené na měření fluorescence chlorofylu mají potenciál stát se využitelné pro hodnocení účinnosti herbicidů, fytotoxicity nebo rostlinného stresu. Mouget a Tremblin (2002) uvádějí, že je to metoda nedestruktivní, neinvazivní, rychlá a zároveň velmi citlivá. Používá se ve velké míře k časné detekci abiotického i biotického stresu (vysoká teplota, mráz, sucho, nedostatek živin, infekce, působení herbicidů aj.) (Oukarroum et al., 2007 i Tóth et al., 2007 i Christen et al., 2007) nebo pro hodnocení aktivity antioxidantů či tolerance plodin k chladu (Janda et al., 2005). Současné metody jsou založeny především na subjektivním hodnocení ošetřených rostlin lidskými smysly, což může způsobit určité nepřesnosti.
Dva přístroje pro měření fluorescence chlorofylu byly použity pro měření (FluorCam a ruční přístroj FluorPen) v laboratorních pokusech z let 2007-2009. Herbicid Basagran Super s účinnou látkou bentazon byl testován a hodnocen oběma přístroji pomocí parametru 'kvantový výtěžek fluorescence' (QY), a to ve třech různých dávkách. Plná registrovaná dávka 2,0 l.ha-1 (100%), 1,5 l.ha-1 (75%) a 1,0 l.ha-1 (50%). Ošetřené pokusné rostliny laskavce ohnutého (Amaranthus retroflexus) byly měřeny pomocí obou přístrojů v 0, 1, 2, 3, 6, 9 a 15 dní po aplikaci herbicidu (DAT) a výsledky byly porovnány se subjektivní hodnocením a růstovými parametry.
Získané výsledky ukázaly, že vliv bentazonu jsou schopny změřit oba přístroje a hodnoty byly statisticky průkazně odlišné od kontroly. Pomocí měření QY můžeme také zaznamenat účinek herbicidu dříve než jakýmkoli jiným růstovým parametrem či subjektivním hodnocením (u obou přístrojů a všech dávek), a to již ve stejný den, kdy byla provedena aplikace. Hodnocení jednotlivých dávek bentazonu měřením QY přístrojem FluorCam ukázalo statisticky průkazné rozdíly po 15 dnech od aplikace pro plnou dávku (2,0 l.ha-1) ve srovnání s dávkami 1,5 l.ha-1 (75%) a 1,0 l.ha-1 (50%). Pro subjektivní hodnocení byly zjištěny statisticky průkazné rozdíly 100% dávky od kontroly ve všech termínech měření (1-15 dnů po aplikaci), s výjimkou dne provedení aplikace. Regenerace rostlin byla pozorována u všech dávek v důsledku nedostatečného zasažení především mladých vyrůstajících listů. K tomuto jevu došlo šest dní po aplikaci u dávky 2,0 l. l.ha-1 (100%) a devět dní u dávek 1,5 l.ha-1 (75%) a 1,0 l.ha-1 (50%). Rozdíl hodnot QY použitých přístrojů byl v průměru 0,070 pro kontrolu, 0,166 pro dávku 2,0 l.ha-1 (100%) a 0,119 pro všechny naměřené hodnoty (průměrné hodnoty QY byly vyšší u přístroje FluorCam). Tyto rozdíly však byly statisticky neprůkazné.

Grants and funding:

Příspěvek vznikl za finanční podpory Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR, jako součást řešení výzkumného projektu - 2B06124 "Snižování dopadů a rizik na životní prostředí a získání informací pro kvalifikované rozhodování metodami precizního zemědělství" a Výzkumného záměru č. MSM6215648905 "Biologické a technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu".

Received: June 25, 2010; Published: July 10, 2014  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Kocurek, V., Vondra, M., & Smutný, V. (2011). Hodnocení účinnosti redukovaných dávek bentazonu pomocí přístrojů založených na měření fluorescence chlorofylu. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 59(1), 137-144. doi: 10.11118/actaun201159010137
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. ABBASPOOR, M., TEICHER, H. B., STREIBIG, J. C., 2006: The effect of root-absorbed PSII inhibitors on Kautsky curve parameters in sugar beet. Weed Research. 46 (3): 226-235. DOI: 10.1111/j.1365-3180.2006.00498.x Go to original source...
    2. BASF, spol. s r. o., 2005: Etiketa herbicidního přípravku Basagran Super, Agromanuál, [on-line]: http://www.agromanual.cz/download/pdf_etiketa/e_basagran_super.pdf.
    3. BROWN, R. B., ANDERSON, G. W., PROUD, B., STECKER, J.P., 1990: Herbicide application control using GIS weed maps. ASAE paper, 90: 1061-1066.
    4. CHRISTEN, D., SCHÖNMANN, S., JERMINI, M., STRASSER, R. J., DÉFAGO, G., 2007: Characterization and early detection of grapevine (Vitis vinifera) stress response to esca disease by in situ chlorophyll fluorescence and comparison with drought stress. Environmental and Experimental Botany, 60: 504-514. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2007.02.003 Go to original source...
    5. DOYLE, P., STYPA, M., 2004: Reduced herbicide rates - A Canadian perspective. Weed technology, 18: 1157-1165. DOI: 10.1614/WT-04-050R2 Go to original source...
    6. HAAGE, I. R., BASTIAANS, L., KEMPENAAR, C., 2002: Exploring options for improved low dose application based on the MLHD-technology. In: Proceedings 12th Symposium European Weed Research Society, Wageningen UR, 200-201.
    7. HANKS, J., BECK, J., 1997: Sensor-controlled hooded sprayer for row crops. Agricultural research servise, Tekran, [online]: http://www.nal.usda.gov/ttic/tektran/tektran.html.
    8. JANDA, T., KÓSA, E., PINTÉR, J., SZALAI, G., MARTON, C. L., PÁLDI, E., 2005: Antioxidant activity and chilling tolerance of young maize inbred lines and their hybrids. Cereal Research Communications, 33: 2-3, 541-548. DOI: 10.1556/CRC.33.2005.2-3.117 Go to original source...
    9. KLEM, K., 2006: Využití fluorescence chlorofylu v rostlinolékařství, Rostlinolékař, 1: 23-25.
    10. KOCUREK, V., 2007: Využití metody fluorescence chlorofylu ke stanovení účinnosti herbicidů, Graduation theses, Mendelova zemědělská a lesnická universita v Brně, 80 s.
    11. LOUX, M. M., STRACHLER, J. M., HARRISON, S. K., 1998: Weed control guide for Ohio field crops, Bulletin 789, Ohio sate university, 15.
    12. MOUGET, J. L, TREMBLIN, G., 2002: Chlorophyll fluorescence in vivo, Aquatic Botany 74: 219-231. DOI: 10.1016/S0304-3770(02)00104-3 Go to original source...
    13. OERKE, E. C., DEHNE, H. W., SCHÖNBECK, F., WEBER, A., 1994: Crop production and Crop protection - Estimated losses in major food and cash crops. 830 s., ISBN 0444820957.
    14. OUKARROUM, A., MADIDI, S. E., SCHANSKER, G., STRASSER, R. J., 2007: Probing the responses of barley cultivars (Hordeum vulgare L.) by chlorophyll a fluorescence OLKJIP under drought stress and re-watering. Environmental and Experimental Botany, 60: 438-446. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2007.01.002 Go to original source...
    15. RIETHMULLER-HAAGE, I., 2006: On the optimalization of low dosage application systems: Improvement of dose advice and early detection of herbicidal effect. PhD. Thesis of Ingrid Riethmuller-Haage, Wageningen 12 May, 134, ISBN 90-8504-421-9.
    16. SALONEN, J., JAAKKOLA, S., 1997: Reduced herbicide doses in carrot production. Proceedings of Brighton crop protection konference, p. 891-894.
    17. SCHRODER, G., MEINLSCHMIDT, E., BAER, H., BERGMANN, E., PITTORF, I., 2007: The use of reduced rates of herbicide mixtures in maize - an example of implementation of an integrated plant protection into agricultural practice. Gesunde Pflanzen, 59: 127-139. DOI: 10.1007/s10343-007-0160-4 Go to original source...
    18. TÓTH, S. Z., SCHANSKER, G., GARAB, G., STRASSER, R. J., 2007: Photosynthetic electron transport activity in heat-treated barley leaves: The role of internal alternative electron donors to photosystem II. Biochimica et Biophysica Acta, 1767: 295-305. DOI: 10.1016/j.bbabio.2007.02.019 Go to original source...
    19. TRTÍLEK, M., 2007: Professional instruments for plant science, biotechnology medicine and agriculture. Společnosti Photon Systems Instruments Brno, [on-line]: http://www.psi.cz/products/.
    20. VONDRA, M., SMUTNÝ, V., 2008: Účinnost redukovaných dávek herbicidů Callisto 480 SC + Atplus 463 a Basagran Super na laskavec ohnutý (Amaranthus retroflexus). Acta universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis. 4: 207-214. DOI: 10.11118/actaun200856040207 Go to original source...
    21. VONDRA, M., KOCUREK, V. (2010): Different responses of weeds to reduced bentazone doses. Növénytermelés - Crop Production, 2010, Vol. 59, suppl. (in print). Go to original source...
    22. ZIMDAHL, R. L., 1980: Weed - crops competition. International plant protection center, Corvalis, OR, 195 s.

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content