Toxicita herbicidů běžně používaných v zemědělství je ovlivněna jejich chemickou stabilitou, rozpustností, biologickou dostupností a půdní sorpční schopností. Mezi možná řešení navržená pro minimalizace toxicity patří vývoj nových nosných systémů schopných modifikovat vlastnosti sloučenin a umožnit jejich řízené uvolňování. Tato bakalářská práce je zaměřena na přípravu polymerních mikrosystémů z biologicky rozložitelného materiálu pro kontrolované uvolňování agrochemikálií. Částice byly připraveny z biologicky rozložitelného polyesteru PHB, do kterých byly enkapsulovány herbicidy pendimethalin a clomazon metodou odpaření rozpouštědla. Byla charakterizována velikost a distribuce částic, účinnost enkapsulace a plnění částic herbicidem. Byla sledována biodegradace částic v půdě u všech sérií a u částic s clomazonem byly provedeny uvolňovací testy ve vodném prostředí. Průměrná velikost takto připravených částic se pohybovala u částic bez přídavku aktivní látky 326 nm, částice s pendimethalinem 366 nm a u částic s enkapsulovaným clomazonem 345 nm. Výsledná účinnost enkapsulace byla u částic s pendimethalinem 73 % a u částic s clomazonem 17 %.
Annotation in English
The toxicity of herbicides commonly used in agriculture is influenced by their chemical stability, solubility, bioavailability and soil sorption. Possible solutions designed to minimize toxicity include the development of carrier systems able to modify the properties of the compounds and allow their controlled release. The bachelor thesis presented herein is focused on the preparation of polymer microsystems from biodegradable materials for the controlled release of agrochemicals. Particles were prepared from biodegradable polyester PHB with encapsulated herbicides pendimethalin and clomazone by the solvent evaporation method. The size and particle size distribution, the encapsulation efficiency and herbicide loading of particles were characterized. The biodegradation of particles in soil was monitored for each series and the release tests were preformed on clomazone particles in an aqueous medium. The average size of the prepared particles produced without the additional active ingredient was 326 nm, the average size of particles with encapsulated pendimethalin was 366 nm and the average size of particles with encapsulated clomazone was 345 nm. . The result of encapsulation efficiency was 73 % for pendimethalin loaded particles and 17 % for clomazone loaded particles.
Toxicita herbicidů běžně používaných v zemědělství je ovlivněna jejich chemickou stabilitou, rozpustností, biologickou dostupností a půdní sorpční schopností. Mezi možná řešení navržená pro minimalizace toxicity patří vývoj nových nosných systémů schopných modifikovat vlastnosti sloučenin a umožnit jejich řízené uvolňování. Tato bakalářská práce je zaměřena na přípravu polymerních mikrosystémů z biologicky rozložitelného materiálu pro kontrolované uvolňování agrochemikálií. Částice byly připraveny z biologicky rozložitelného polyesteru PHB, do kterých byly enkapsulovány herbicidy pendimethalin a clomazon metodou odpaření rozpouštědla. Byla charakterizována velikost a distribuce částic, účinnost enkapsulace a plnění částic herbicidem. Byla sledována biodegradace částic v půdě u všech sérií a u částic s clomazonem byly provedeny uvolňovací testy ve vodném prostředí. Průměrná velikost takto připravených částic se pohybovala u částic bez přídavku aktivní látky 326 nm, částice s pendimethalinem 366 nm a u částic s enkapsulovaným clomazonem 345 nm. Výsledná účinnost enkapsulace byla u částic s pendimethalinem 73 % a u částic s clomazonem 17 %.
Annotation in English
The toxicity of herbicides commonly used in agriculture is influenced by their chemical stability, solubility, bioavailability and soil sorption. Possible solutions designed to minimize toxicity include the development of carrier systems able to modify the properties of the compounds and allow their controlled release. The bachelor thesis presented herein is focused on the preparation of polymer microsystems from biodegradable materials for the controlled release of agrochemicals. Particles were prepared from biodegradable polyester PHB with encapsulated herbicides pendimethalin and clomazone by the solvent evaporation method. The size and particle size distribution, the encapsulation efficiency and herbicide loading of particles were characterized. The biodegradation of particles in soil was monitored for each series and the release tests were preformed on clomazone particles in an aqueous medium. The average size of the prepared particles produced without the additional active ingredient was 326 nm, the average size of particles with encapsulated pendimethalin was 366 nm and the average size of particles with encapsulated clomazone was 345 nm. . The result of encapsulation efficiency was 73 % for pendimethalin loaded particles and 17 % for clomazone loaded particles.
1. Stloukal, P., Kucharczyk, P., Sedlarik, V., Bazant, P., Koutny, M. Low molecular weight poly(lactic acid) microparticles for controlled release of the herbicide metazachlor: Preparation, morphology, and release kinetics. (2012) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60 (16), pp. 4111-4119.
2. Salač, J., Šopík, T., Stloukal, P. et al. Slow release formulation of herbicide metazachlor based on high molecular weight poly(lactic acid) submicro and microparticles. Int. J. Environ. Sci. Technol. (2019). https://doi.org/10.1007/s13762-019-02222-9.
3. Šerá, J., Stloukal, P., Jančová, P., Verney, V., Pekařová, S., Koutný, M. Accelerated Biodegradation of Agriculture Film Based on Aromatic-Aliphatic Copolyester in Soil under Mesophilic Conditions (2016) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64 (28), pp. 5653-5661.
4. Články v odborných periodikách dostupných v databázích Web Of Science, Scopus, případně dalších.
1. Stloukal, P., Kucharczyk, P., Sedlarik, V., Bazant, P., Koutny, M. Low molecular weight poly(lactic acid) microparticles for controlled release of the herbicide metazachlor: Preparation, morphology, and release kinetics. (2012) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60 (16), pp. 4111-4119.
2. Salač, J., Šopík, T., Stloukal, P. et al. Slow release formulation of herbicide metazachlor based on high molecular weight poly(lactic acid) submicro and microparticles. Int. J. Environ. Sci. Technol. (2019). https://doi.org/10.1007/s13762-019-02222-9.
3. Šerá, J., Stloukal, P., Jančová, P., Verney, V., Pekařová, S., Koutný, M. Accelerated Biodegradation of Agriculture Film Based on Aromatic-Aliphatic Copolyester in Soil under Mesophilic Conditions (2016) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64 (28), pp. 5653-5661.
4. Články v odborných periodikách dostupných v databázích Web Of Science, Scopus, případně dalších.
