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1 葉 類 23 葉 留 度 度 葉 臘 利 葉 漏 葉 類 力 量 類 參 12 葉 類 葉 來 力 Agral 9 力 數 理, 1, 2, 3 4 列 來 漏 理 3 藍 不 量 葉 漏 來 葉 漏 量 力 力 Agral 9 數 列 量 來 力 Agral 葉 藍 率 藍 16 量 不 復 率 32 量 25% 藍 25-5% 理 量 度 率 率 來 藍 量 16 易 葉 類 異 不 復 漏

2 24 93 年 6 Bioassay to Assess Potential Phytotoxic Effects of Surfactants on Leafy Vegetables Yeong-Jene Chiang Taiwan Agriculture Chemicals and Toxic Substances Research Institute, Wufeng, Taichung, Taiwan, R.O.C. Abstract Surfactants are the most widely used and probably the most important of all adjuvants. These compounds often applied with herbicides, fungicides or insecticides as emulsifying, dispersing and spreading agents may cause distinct stress symptoms and considerable leaf damage. A popular method is to monitor the total ion efflux by simple measurements of the increase in conductivity of a bathing solution. This research was conducted to evaluate phytotoxic potential of surfactants on leafy vegetables and used ion leakage from leaf discs as an indicator of cell membrane integrity. Bioassay used involved leaf discs of tested crops soaked in surfactant solutions and measuring the conductivity after different hours. It had exhibited varying degrees of phytotoxicity according to the surfactants and crops used. The expression of results as a percentage of the total ion content of the discs provided a realistic comparison between different compounds. High inherent phytotoxicity was noted after treatment of spinach leaf discs with Trition, which resulted in large increases in the release of intracellular material at comparatively low concentration for each surfactant. The amount of leakage from leaf discs tended to increase as the surfactant concentration increased. Spray treatment of lettuce, convolvulus, edible amaranth, cabbage, edible rape and spinach at 5-6 leaf stage with tested surfactants, induced leaf chlorsis, leaf crinkling, leaf size reduction and plant stunting. Spinach was more sensitive to surfactants than any other species tested, while lettuce was least sensitive. Key words surfactant, cell leakage, conductivity, phytotoxicity, growth inhibition.

3 Weed Sci. Bull. 25(1), June 易 劣 (hydrophilic group)(lipophilic group) (7, 12) 不 數 列 葉 留 理 量 累 易 (6) 異 (3) 度 度 葉 臘 (5, 1, 11) 度 切 離 (polyoxyethylene) 量 (8) 臨 度 (critical micelle concentration) 量 降 力 (8) 量 葉 葉 葉 葉 異 葉 (1, 2) 論 度 度 異 離 度.1-.2% (w/v) 離 度.2-.5% 離 度.5-1% (8) 量 都 葉 切離 離 葉 度 離 流 量 (4,9) 葉 漏 參 料

4 26 93 年 6 理 (- 藍 - 藍 - 藍 - 葉 - --) ( - 葉 -2 ) (-)( - 葉 ) ( - ) 5-6 葉 料 5kg (15cm 15cm 度 ).5 料 (5 ) 葉 來 (CS-7, Triton) 力 (Total wett) Agral 9 力 (Sandovit) 列 Table 1. Chemical composition and source of commercial surfactants tested 來 (CS-7, Triton) Qutylphenol ethoxylate 羅 力 (Total wett) Polyoxyethylene glycol alkyl aryl ether Agral 9 Nonylphenoxy polyethoxyethanol 力 (Sandovit) Alkyl aryl polyglycol ether Blend of polyethylene alkylaryl ether and sodium salt of dialkyl sufosuccinate 葉 漏 參 Silcox and Holloway (9) 葉 離 漏 5-6 葉 5 6 葉 葉.6 cm 葉 數 1 ml 不 量 理 量 葉 25 3 µmol photon m -2 s -1 度 兩 葉 1 ml 兩 漏 度 度 (Kyoto Electronics, Model CM-115) 理 錄 不 量 離 數

5 Weed Sci. Bull. 25(1), June 參 不 量 量 5-6 葉 葉 數 率量 度 ( 1 ) 錄 狀 復 不 不 理 3 mean ± S.E. 論 葉 漏 來 力 Agral 9 力 數 , 2.5, 16.8, 37., 27.7 µs cm -2 () 力 量 量 16 (4.µS cm -2 ) 1.6 ( 2.µS cm -2 ) Agral 9 力 來 () 度 離 polyethylene alkylaryl ether 離 dialkyl sufosuccinate 離 () 理論 力 例 離 度 量 12 葉 類 葉 量 理, 1, 2, 3, 4 列 漏 1 理 1.5 葉 來 力 力 4 略 理 2 藍 來 理 5-6 漏

6 28 93 年 6 來 漏 不 數 Table 2. Changes in conductivity of commercial surfactants tested with different dilution rates 量 1) 來 力 Agral 9 力 µs cm R 2.3± ± ±.8 37.± ±1.1 2R 42.2± ± ± ± ±1.9 4R 76.9± ± ± ± ±2.8 8R 145.7± ±.2 7.8± ± ±7.1 16R 256.3±9.3 4.±.2 12± ± ±11.8 1) 來 力 Agral 9 力 數 (R ) 不 異 () Agral 9 葉 漏 度 理 1.5 力 力 藍 理 2 來 漏 理 3 藍 不 量 葉 漏 () 來 量 列 量 理 葉 理 異 量 16 理 量 理 7 藍 8 量 理 降 不 () 來 類 葉 漏 度 來 更 ( ) 力 數 理 量 量 理 5 () 力

7 6 4 2 CS-7 Agral9 力力 ( ) 藍 藍 理 () Weed Sci. Bull. 25(1), June ( ) 葉 漏 ( 來 力 Agral 9 力 量 ) Fig. 1. Effects of tested surfactants on electrolyte leakage from leaf discs of tested crops.

8 3 93 年 CS-7 藍 力 ( ) Agral 9 力 5 25 R 2R 4R 8R 16R 量 不 數 葉 漏 ( 來 力 Agral 9 力 數 (R) ) Fig. 2. Effects of tested surfactants with different dilution rates on electrolyte leakage from leaf discs of tested crops.

9 Weed Sci. Bull. 25(1), June 葉 漏 力 量 理 5 () Agral 9 理 異 藍 量 8-16 理 () 不 數 量 來 葉 漏 量 力 力 Agral 9 () 數 列 量 來 力 Agral 葉 藍 葉 葉 葉 葉 異 狀 率 () 量 來 1 藍 1 1% 度 復 4 量 1 藍 2-3% 率 1 降 1% 8 量 來 藍 5-2% 率 16 量 2-5% 32 量更 9% 不 復 () 力 藍 量 理 2-5% 5-6% 率 ( ) Agral 9 32 量 理 藍 5-6% 率 () 來 力 Agral 9 藍 16 量易 不 復 不 數 來 力 Agral 葉 藍 () 率 32 量 25% 藍 25-5% () 理 量 度 來 力 16 量 5% 率 () 率 率 來 藍 量 16 易 不 復 葉 蠟 不 度

10 32 93 年 6 葉 流 不 兩 度 度 力 CS-7 力 Agral9 藍 ( ) ( ) R 4R 8R 16R 32R R 4R 8R 16R 32R 量 不 數 ( 來 力 Agral 9 力 數 (R) ) Fig. 3. Effects of tested surfactants with different dilution rates on fresh weight of tested crops. 度 累 葉 蠟 降 葉 力

11 Weed Sci. Bull. 25(1), June 量 (8, 12) 離 類 度 異 不 類 不 數 葉 類 1) Table 3. Phytotoxic effects of tested surfactants with different dilution rates on leaf vegetables 度 藍 來 % 2) R 3) () 4) () () (1%) () () 4R () () () (2%) (3%) 1 (3%) 8R (5%) () 5 () 15 (4%) 2 (3%) 2 (3%) 16R (1%) () 2 () 3 (5%) 3 (5%) 5 (7%) 32R (1%) () 2 () 8 (9%) 8 (9%) 9 (9%) 力 R () () () () (1%) (1%) 4R () () () (1%) (1%) (1%) 8R () () () (2%) (2%) 1 (2%) 16R (5%) () () 2 (2%) 2 (2%) 5 (3%) 32R 1 (1%) 5 () 1 () 5 (7%) 6 (4%) 6 (4%) Agral9 R () () () () (1%) (1%) 4R () () () () (1%) (1%) 8R () () () (1%) (2%) (2%) 16R () () () (2%) (2%) (2%) 32R (5%) (5%) (5%) 5 (4%) 5 (4%) 6 (6%) 1) 狀 葉 葉 葉 葉 2) 1 率 3) 來 力 Agral 9 力 數 (R ) ) 1 率

12 34 93 年 6 異 蘿 數 (3, 8) 葉 (8) 利 藍 藍 12 葉 類 葉 漏 5-6 葉 率 度 來 葉 類 兩 不 類 參 行 行 2. Cline, W. O. and P. V. Oudemans. 22. Diagnosis and description of widespread surfactant injury on blueberries in North Carolina. Acta Hort. (ISHS) 574: Florence, A. T., I. G. Tucker and K. A. Walters Interactions of nonionic polyoxyethylene alkyl and aryl ethers with membrane and other biological systems. In: Structure/Performance Relationships in Surfactants (Ed. M. J. Rosen), pp American Chemical Society Symposium Series Number 253, Washington D. C. 4. Haapala, E The effect of a nonionic detergent on some plant cells. Physiol. Plant. 23: Kirkwood, R. C Recent developments in our understanding of the plant cuticle as a barrier to the foliar uptake of pesticides. Pestic. Sci. 55: Knoche, M., G. Noga and F. Lenz Surfactant induced phytotoxicity: evidence of interaction with epicuticular wax fine structure. Crop Protection 11: Manthey, F. A., E. F. Szelezniak and J. D. Nalewaja Lipophilic chemistry affects surfactant phytotoxicity and enhancement of herbicide efficacy. In: Pesticide Formulations and Application Systems (Eds. M. J. Hopkinson, H. M. Collins and G. R. Goss), STP , , American Society for Testing and Materials, West Conshohocken.

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