بررسی کوپلیمر وینیل استات- بوتیل آکریلات تأخیر اندازه ی جوانه زنی جهت پوشش بذر چغندرقند با استفاده از طراحی آزمایشی و آنالیز تصویری

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان

2 دانشگاه سمنان

3 2دانشیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

امروزه در زمینه کشاورزی، پلیمرها نقش بسزایی در توسعه کشاورزی به عهده دارند، زیرا آنها بدون آسیب رساندن به محیط زیست و یا منابع طبیعی به طور گسترده ای استفاده می شوند. بذرها برای افزایش تولید محصول به طور وسیعی پوشش داده می شوند و پوشش پلیمری بذر جهت افزایش استقرار گیاه و رشد، گسترش یافته اند. کوپلیمریزاسیون وینیل استات و بوتیل آکریلات جهت پوشش پلیمری بذر چغندرقند استفاده شد. در این بررسی، ابتدا فاکتور عاملی و سپس روش آماری آزمایشی طراحی شد. روش آنالیز تصویری بهترین حالت کوپلیمریزاسیون وینیل استات و بوتیل آکریلات برای تأخیر انداختن جوانه زنی بذر را نشان داد. بهترین حالت در زمان 16/3 ساعت، دمای 65 درجه سانتی گراد، غلظت آغازگر و سورفاکتانت آنیونی 0121/0 درصد وزنی بود. از کوپلیمر سنتز شده جهت آنالیز، طیف های ATR-FTIR، آنالیز حرارتی (DSC)، اندازه ذرات (PSD) و تصویر میکروسکوپی (SEM) گرفته شد. پس از آن از کوپلیمر سنتز شده جهت پوشش بذر چغندرقند در منطقه کرج مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان دادند که کوپلیمر سنتز شده برای پوشش بذر اثر سوء با قارچکش، آفتکش و رنگ نداشته است. بنابراین، می تواند برای پوشش بذر چغندرقند مورد استفاده قرار گیرد، همچنین کوپلیمر سنتز شده جوانه زنی را در حدود 40 روز به تأخیر انداخته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Synthesis and delayed germination of vinyl acetate-butyl acrylate copolymer for coating of sugar beet seeds using combined experimental design and image analysis

نویسندگان [English]

  • Farahnaz Hamdi Holasoo 1
  • firouze nemati 2
  • Ali Amoozadeh 1
  • S. Maryam Sajjadi 1
  • Dariush Taleghani 3
1 Department of Chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
3 Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran, dftaleghani@yahoo.com
چکیده [English]

Seeds are coated widely with different polymers for increasing productivity and improving stand establishment of different crops. Emulsion copolymerization of vinyl acetate and butyl acrylate can be used for sugar beet seed coating. In this study, for the first time, a fractional factorial design, as an statistical experimental design method, was combined with image analysis method to achieve the optimal condition for emulsion copolymerization of vinyl acetate (VAc) and butyl acrylate (BuA) as a delayed-germination copolymer. The optimum condition was on the time of 3.16 hours, the temperature of 65˚C, the initiator concentration and anionic surfactant of 0.0121 wt%.The synthesized copolymer was homogeneous and was characterized using ATR-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Particle Size Distribution (PSD) and Scanning Electron Microscope (SEM) analysis. Then the synthesized copolymer was used for coating of sugar beet seeds. The results show that the synthesized copolymer does not have adverse interaction with pesticides, fungicides and the color, which used for seed coating. Therefore, it can be used in coating of sugar beet seeds. Also, the synthesized copolymer delayed germination about 40 days.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vinyl acetate
  • Butyl acrylate
  • Delayed germination copolymer
  • Image analysis
  • Seed coating

[1] F. Nabavi, Sh. Nejadi and B. Samali, Adv. Mater. Res., 687 (2013) 112.

[2] Y. Jin, Doktor der Ingenieurwissenschaftenz. Technischen Universität Berlin, Berlin (2016).

[3] S.C. Misra, C. Pichot, M.S. El-aasser and J.W. Vanderhoff, J. Polym. Sci.: Polymer Chemistry Edition, 21 (1983) 2383.

[4] B. Berber, A. Sarac and H. Yıldırım, Polym. Bull., 66 (2011) 881.

[5] F. Jahanzad, J. Appl. Polym. Sci., 117 (2010) 84.

[6] V.M.Ovando-Medina, P.E. D´ıaz-Flores, R.D. Peralta, E. Mendizabal and G.Y. Cortez-Mazatan, J. Appl. Polym. Sci., (2013) 2458.

[7] K.K. Suma, J. Sinto and J. Rani, Mater. Sci. Eng. B., 168 (2010) 254.

[8] J. Delgado, Thesis of Ph.D. Lehigh University, Pennsylvania (1987).

[9] X.Z. Kong and C. Pichot, Eur. Polym. J., 24(1988) 485.

[10] L. Zhong, Ch. Zhou, R. Che and J. Lei, Polym. Plast. Technol. Eng., 49 (2010) 1515.

[11] Sh.F. Zhang, Zh.M. Wu, Y.F. He, P.F. Song and R.M. Wang, Iran Polym. J., 2 (2013) 447.

[12] M.S. El-aasser, T. Makgawinata and J.W. Vanderhoff, J. Polym. Sci.: Polymer Chemistry Edition, 21 (1983) 2363.

[13] A. Abdollahi, B. Massoumi, M.R. Yousefi and F. Ziaee, J. Appl. Polym. Sci., 123(2012) 543.

[14] B.E. Mattioni and P.C. Jurs, J. Chem. Inform. Comput. Sci., 42(2002) 232.

[15] M.F. Leonardo, E.D. Oliveira and R. Giudici, Chem. Eng. Technol., 33(2010) 1850.

[16] A.S. Brar and S. Charan, J. Appl. Polym. Sci., 53 (1994) 1813.

[17] S.Y. Li, Y.D. Guan and L.M. Liu, Nat. Sci., 2 (2010) 515.

[18] L.O. Ekebafe, D.E. Ogbeifun, F.E. Okieimen, Biokem., 23(2011) 81.

[19] M. Barikani, H. Seddiqi, E. Oliaei and H. Honarkar,Iran Polym. J., 23(2013) 307.

[20] C. Puglisi and J. Guth,. Patent United States No. US6329319, (2001).

[21] U. Schlotterbeek, D. Stephan, R. Israels and A. Landes, Patent United States.  No. 0075602, (2014).

[22] W. Feng, S.H. Patel, M.Y. Young, J.L. Zunio and M. Xanthos, Adv. Polym. Technol., 26(2007) 1.

[23] E.N. Johnson, P.R. Miller, R.E. Blackshaw, Y. Gan, K.N. Harker, G.W. Clayton, K.D. Kephart, D.M. Wichman, K. Topinka and K.J. Kirkland, Can. J. Plant. Sci., (2004) 955.

[24] B.M. Upedhyay, E.G. Smith, G.W. Clayton, K.N. Harke, J.T. O’Donovan and R.E. Blackshaw, Am. Soc. Agron., J 99(2007) 489.

[25] X. Meng, G. Peng, B. Liu, B. Wang, H. Chen, Zh. Dong, Y. Li, B. Zhang, L. Luo and R. Luo, Polym. Plast. Technol. Eng., 52(2013) 931.

[26] S.M. Alavi and L. Mirmomen, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 26 (2007) 37.

[27] D.W. Archer and R.W. Gesch, J. Agr. Appl. Econ., 35(3): (2003) 625.

[28] S.D. Brown, R. Tauler and B. Walczak, Elsevier vol. 1 chapter 12, 354 (2009).

[29] T. Shamsi, A. Amoozadeh, S.M. Sajjadi and E. Tabrizian, Appl. Organomet. Chem., 31(2017) e3636.

[30] B. Abdous, S.M. Sajjadi and L. Ma’mani, J. Appl. Biomed., 133 (2017) 9.

[31] L. Gang, W. Ting, H. Maofang, G. Tianming and F. Xin, J. Appl. Polym. Sci., 132(2015) 41899.

[32] J. Jovanovic´ and M.A. Dube´, Polym. React. Eng., 11(2003) 233.

[33] Y. Zhang, Sh. Pan and Sh. Ai, Iran. Polym. J., 23(2014) 103.

[34] S.M. Taghizadeh and D. Ghasemi, Iran. Polym. J., 19(2010) 343.

[35] F. Atabaki, A. Abdolmaleki and A.V. Barati, Colloid Polym. Sci., 294 (2016) 455.