Hydrogenbindinger kan være nøglen til luftbåren dicamba

Dicamba har været genstand for retssager i hele landet, med grundejere, der bekæmper herbicidet, når de bruges af nabodyrkere, har blæst ind på deres ejendom, dræbe værdifulde ikke-resistente afgrøder.

Dicamba sprøjtes i en formulering, der indeholder en amin, et kemisk middel, der skal holde herbicidet på plads, forhindrer det i at gå i luften. Løbende rapporter om beskadigelse af afgrøder på trods af disse foranstaltninger har tidligere vist, imidlertid, at det muligvis ikke fungerer som det skal, især når dicamba/aminformuleringen sprøjtes med det mest almindeligt anvendte herbicid i verden, glyphosat, hovedkomponenten i Roundup.

Washington University i St. Louis forskere i laboratoriet af Kimberly Parker, adjunkt i Institut for Energi, Miljø- og kemiteknik i McKelvey School of Engineering, har foreslået en mekanisme, der beskriver, hvordan dicamba -volatilitet styres af aminer.

Fundet blev offentliggjort i oktober i Miljøvidenskab og teknologi .

De faktorer, der resulterer i, at dicamba flygtiggøres - bliver luftbåren - er tidligere blevet undersøgt i videnskabelige undersøgelser foretaget på marker og i drivhuse, hvor forskere målte, hvor meget dicamba omdannes til en gas, der kunne måles i luften eller ved at vurdere skader på planter.

Men der var stadig store huller, når det kom til at forstå de molekylære processer på arbejdet, så Parkers laboratorium satte sig for at fylde dem.

"Vi besluttede at gribe det an fra en unik retning, "sagde hovedforfatter Stephen Sharkey, en ph.d. elev i Parker Lab. "Vi ville prøve at komme ind på kemien bag volatilitetsprocessen."

Han startede med at overveje molekylernes interaktioner i den faste fase af dicamba/aminformuleringen.

Der er tre aminer, der typisk anvendes i kommercielle dicamba -formuleringer. Sharkey overvejede de tre almindeligt anvendte aminer samt seks andre for at få et bedre, mere generelt anvendelig forståelse af deres egenskaber og deres indvirkning på dicamba -fordampning. Hvordan interagerer aminerne med dicamba, og kan disse oplysninger bruges til at opdage, hvorfor dicamba stadig flygtiggøres?

Parker sagde, at der er et par almindelige antagelser om, hvad der sker mellem aminer og dicamba:den tungere amin fungerer som et anker, tynger dermed herbicidet ned, eller fordampning bestemmes af pH -niveauer.

Sharkey's forskning viste noget andet. Med hensyn til de tre mest anvendte aminer, han sagde, "dem, der fungerer bedst, har flere hydrogenbindende fungerende grupper." Han fortsatte med at finde de samme resultater i de seks ekstra aminer.

Forskerne kiggede også på, hvordan andre molekyler kan påvirke disse interaktioner. "Vi fandt glyphosat øget flygtighed i to af de tre vigtigste aminer, "Sharkey sagde." En måde dicamba -produkter kan bruges på er sammen med glyphosat som en måde at dræbe mange forskellige ukrudt på, "herunder dem, der er resistente over for glyphosat og/eller dem, der er resistente over for dicamba.

Forskergruppen mener, at det kan være tilfældet, at glyphosat, som har masser af steder, hvor det kan danne hydrogenbindinger, kan forstyrre dicambas evne til at danne bindinger med aminerne. I det væsentlige, glyphosat kan drive en kemisk kile mellem de to ved at danne sine egne bindinger til dicamba- eller aminmolekylerne.

Ingen af ​​de andre potentielle faktorer, de testede, havde en så pålidelig eller konsistent effekt på flygtighed som antallet af hydrogenbindingssteder på aminen.

Teamet testede flere forskellige variabler, inklusive temperatur, reducere aminkoncentrationen i forhold til dicamba, aminsyre, amintampetryk, aminmolekylvægt, opløsningens pH -værdier og tilstedeværelsen af ​​glyphosat.

"Vi viste, at det ikke var primære determinanter, "Sagde Parker." Hydrogenbinding syntes at være den primære faktor. Hvis aminen har flere hydrogenbindende funktionelle grupper, dicamba -flygtighed reduceres i forhold til andre aminformuleringer. "

Fremadrettet, denne bedre forståelse af, hvordan dicamba og aminer interagerer, identificerer en specifik egenskab, der kan ændres for at forbedre en formels evne til at forblive på en afgrøde og væk fra omgivende marker. Det peger også på fordelene ved at studere herbicider i laboratoriet ud over det arbejde, der udføres af andre forskere på området. Det er noget Parker og hendes team har gjort og vil fortsætte med at gøre.

Hvad angår de næste trin, Sharkeys seneste arbejde er et kig på, hvordan introduktionen af ​​mere tolerante afgrøder påvirker brugen af ​​herbicider. Parker sagde, at hun gerne vil have en udvidet forståelse af virkningerne af mere komplekse kemier på dicamba -volatilitet.

"Hvad med andre kemikalier på et blads overflade, for eksempel? "spurgte hun." Hvordan kan disse yderligere påvirke fordampningen? "