Eco-friendly surfactants in glyphosate formulation

Abstract

Weeds affect various crops worldwide, causing low yields and, therefore, significant economic losses. These losses can be minimized by the use of herbicides such as glyphosate. However, the efficiency of glyphosate depends on the type of agrochemical formulations. The most widely used surfactant is polyethoxylated tallow amine. Nevertheless, the disadvantage of these compounds is that their toxicity is greater than that of glyphosate itself. Thus, this study aimed to develop an environmentally-friendly combination of surfactants that can increase the performance of glyphosate compared to other currently used formulations. Saponin (S) is environmentally friendly and has a unique ability to go through the waxy cuticle of the weed leaf. However, its interfacial properties are very poor. In contrast, the alkyl glucoside (AG) mixture has shown excellent interfacial properties, being an environmentally safe surfactant, but cannot pass through the cuticle. In the present study, we mixed both surfactants. Two formulations were made with 20% (F1) and 2% (F2) of S with 4% AG. To verify the usefulness of our formulations, they were compared against a commercial product. The results showed that the commercial product had better CMC 0.3±0.1% and pC20 1.155±0.099 than our formulations F1 and F2. Formulations F1 and F2 showed better γCMC than the commercial product 36.5±4.1 mN/m and 30.9±1.4 mN/m, respectively. Field tests showed that F2 was more effective than the commercial product in eliminating weeds at the end of the test at 30 days. Our results allowed confirming that the use of saponin improves the efficiency of glyphosate. The work showed that structures similar to cyclopentaneperhydrophenanthrene are very effective for introducing drugs into plants through the leaves. This is an advance in general and in particular for the increase of the yield in certain crops.

As ervas daninhas afetam várias culturas em todo o mundo, causando baixos rendimentos e perdas econômicas significativas. Essas perdas podem ser minimizadas pelo uso de herbicidas como o glifosato, cuja eficiência depende do tipo de formulação agroquímica. O surfactante mais amplamente utilizado é a amina de sebo polietoxilada. No entanto, a desvantagem desses compostos é que sua toxicidade é maior do que a do próprio glifosato. Este estudo teve como objetivo desenvolver uma combinação de surfactantes ecologicamente correta que pode aumentar o desempenho do glifosato em comparação com outras formulações utilizadas atualmente. A saponina (S) é ecologicamente correta e tem a capacidade única de atravessar a cutícula cerosa da folha da erva daninha. No entanto, suas propriedades interfaciais são muito pobres. Em contraste, a mistura de alquil glicosídeo (AG) apresentou excelentes propriedades interfaciais, sendo um surfactante ambientalmente seguro, mas não pode passar pela cutícula. No presente estudo, misturamos os dois surfactantes. Duas formulações foram feitas com 20% (F1) e 2% (F2) de S com 4% AG. Para verificar a utilidade das nossas formulações, elas foram comparadas com um produto comercial. Os resultados mostraram que o produto comercial apresentou melhor CMC 0,3±0,1% e pC20 1,155±0,099 do que nossas formulações F1 e F2. As formulações F1 e F2 mostraram CMC melhor do que o produto comercial 36,5±4,1 mN/m e 30,9±1,4 mN/m, respectivamente. Os testes de campo mostraram que o F2 foi mais eficaz do que o produto comercial na eliminação de ervas daninhas no final do teste aos 30 dias. Nossos resultados permitiram confirmar que o uso da saponina melhora a eficiência do glifosato. O trabalho mostrou que estruturas semelhantes ao ciclopentanoperidrofenantreno são muito eficazes para a introdução de drogas nas plantas através das folhas. Este é um avanço em geral e, em particular, para o aumento da produtividade de certas safras.