نانوفرمولاسیون مبتنی بر کیتوزان با کارایی بیولوژیکی بالاتر و سمیت کمتر برای آزادسازی پایدار کاربندازیم در خاک های تحت کشت Crocus sativus L.

استفاده بیش از حد از آفت کش های معمولی نگرانی های زیست محیطی را افزایش داده و سلامت خاک را کاهش داده است که نیاز به جایگزین های پایدار دارد. در این مطالعه، یک نانوفرمولاسیون مبتنی بر کیتوزان برای رهایش تنظیم‌شده کاربندازیم، یک قارچ‌کش رایج، مورد استفاده در کشت Crocus sativus L. (زعفران) سنتز شده و سپس ویژگی‌های آن‌ها مشخص شد. نانو فرمولاسیون تشکیل شده با استفاده از روش ژل یونی، اندازه 184.8 نانومتر با مورفولوژی نامنظم را نشان داد و فعالیت ضد قارچی آن در برابر Fusarium oxysporum با مهار 81.8 درصدی مشاهده شد. یافته‌ها نشان داد که ذرات نانومقیاس دارای راندمان کپسوله‌سازی بالایی هستند که رهاسازی منظم و طولانی کاربندازیم را در خاک تضمین می‌کند.

نانو فرمول‌پذیری زیست‌تخریب‌پذیری و کاهش سمیت را برای ارگانیسم‌های غیرهدف، مانند میکروب‌های خاک نشان داد. علاوه بر این، ماتریکس کیتوزان رواناب و شستشوی آفت کش ها را کاهش داد و در عین حال خاک را با محتوای آلی غنی کرد و آلودگی محیطی را کاهش داد. اثر نانو فرمولاسیون کاربندازیم بر پارامترهای خاک زعفران مانند pH، هدایت الکتریکی (EC)، کربن آلی (OC)، رطوبت، وجود فلزاتی مانند روی، آهن، منگنز و مس، طول گل، قطر گل، وزن تر، وزن خشک، پرچم + کلاله نسبت به شاهد افزایش نشان داد. این رویکرد یک جایگزین امیدوارکننده برای توسعه شیوه های کشاورزی دوستدار محیط زیست فراهم می کند.

The overuse of conventional pesticides has raised environmental concerns and lowered soil health requiring sustainable alternatives must be developed. In this study, a chitosan-based nano-formulation for the regulated release of carbendazim, a common fungicide, used in Crocus sativus L. (saffron) cultivation is synthesized followed by their characterisation. The nano-formulation formed using the ionic gelation method, exhibited a size of 184.8 nm with an irregular morphology and their antifungal activity was observed against Fusarium oxysporum showing 81.8% inhibition.

The findings showed that nanoscale particles had a high encapsulation efficiency, guaranteeing the regulated and extended release of carbendazim in the soil. The nano-formulation demonstrated enhanced biodegradability and decreased toxicity to non-target organisms, such as soil microbes. Additionally, the chitosan matrix reduced pesticide runoff and leaching while enriching the soil with organic content, decreasing environmental contamination. The effect of nano-formulation of carbendazim on soil parameters of Crocus sativus such as pH, electrical conductivity (EC), organic carbon (OC), moisture, presence of metals like Zn, Fe, Mn and Cu, flower length, flower diameter, fresh weight, dry weight, stamen + stigma exhibited an increase as compared to the control. This approach provides a promising alternative for the development of ecofriendly agricultural practices.