Degradation of 14C‐labelled maleic hydrazide in soil as influenced by sterilization, concentration and pretreatment

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Abstract
Summary: Résumé: Zusammenfassung: Twenty days after addition of 26 ppm of 14C‐labelled maleic hydrazide (MH) to unsterilized soil, 45 % of the added radioactivity was liberated in 14CO2, and after 255 days of incubation 56% was liberated. From autoclaved soil only 5% of added 14C was liberated in CO2 after 255 days of incubation. At MH‐concentrations below 20 ppm the degradation approaches first‐order kinetics, while the degradation of 120 ppm could be described by zero‐order kinetics. No lag phase before the start of degradation was observed and the degradation of 14C‐MH was not enhanced by pre‐incubating the soil with high concentrations of unlabelled MH for 3 months. Degradation of 14C‐maleic hydrazide was also demonstrated by autoradiography. After 40 and 127 days of incubation only traces of MH could be extracted with ethanol from unsterilized soil, while unchanged herbicide could still be extracted from autoclaved soil. After 9 days of incubation about 4% of the radioactivity from 14C labelled maleic hydrazide was found in the amino acid fraction of soil. The fraction of added activity found in amino acids decreased to about 2% after 112 days of incubation, following a gradual decrease in the total remaining 14C in the soil. Attempts to isolate micro‐organisms able to use maleic hydrazide as a sole source of C or N did not give positive results. The results here quoted indicate the initial decomposition, if microbial, to be a case of co‐metabolism.Degradation de l'hydrazide maléique marqué au 14C sous l'influence de la stérilisation, de la concentration et d'un prétraitementVingt jours après addition de 26 ppm d'hydrazide maléique (HM) marqué au 14C á un sol non stérilisé, 45 % de la radio‐activité ajoutée a été libérée sous forme de 14CO2 et 56% après 255 jours d'incubation. A partir d'un sol stériliséà l'autoclave, 5% seulement du 14C ajouté a été libéré sous forme de CO2 apres 255 jours d'incubation. A des concentrations d'hydrazide maléique inférieures á 20 ppm, la dégradation s'apparente á une cinélique du ler ordre, alors que la dégradation de 120 ppm pourrait être décrite par une cinétique d'ordre zéro. II n'a pas été observé de retard de phase avant le début de la dégradation et la dégradation de 14C‐HM n'a pas été activée par la pré‐incubation du sol avec des concentrations élevées d'hydrazide maléique, pendant trois mois. La dégradation de l'hydrazide maléique marque au 14C a étéégalement demontrée par autoradiographie. Après 40 et 127 jours d'incubation, il n'a été possible d'extraire que des traces d'hydrazide maléique, par l'ethanol, d'un sol non stérilisé, alors que l'herbicide non transformé pouvait encore être extrait d'un sol stérilisé A l'autoclave. Aprés 9 jours d'incubation, environ 4% de la radio‐activité de l'hydrazide maléique marqué au 14C a été retrouvée dans la fraction amino‐acide du sol. La fraction de radio‐activity ajoutée retrouvée dans les amino‐acides décrut d'en‐viron 2% après 112 jours d'incubation, suivant une decrois‐sance graduelle du 14C total restant dans le sol. Des tentaiives pour isoler des micro‐organismes capables d'utiliser l'hydrazide maléique comme unique source de C ou de N n'ont pas donné de résultats positifs. Les résultats rapportes ici indiquent que la décomposition initiale, si elle est microbienne, est un cas de co‐ métabolisme.Der Einfluss von Sterilisation, Konzentration und Vorbehandlung aufden Abbau von 14C‐markiertem Maleinsäurehydrazid im Boden20 Tage nach Zusatz von 26 ppm von 14C‐markiertem Maleinsäurehydrazid (MH) zu nicht‐sterilisiertem Boden, wurden 45% der zugesetzten Radioaktivitat als 14CO2 freigesetzt; nach 255 Tagen Inkubationszeit waren es 56%. Von autolaviertem Boden wurden nach 255 Tagen nur 5% des zugegebenen 14C als CO2 freigesetzt. Bei MH‐Konzentrationen von weniger als 20 ppm entspricht der Abbau etwa einer Kinetik 1. Ordnung, während der Abbau von 120 ppm als Kinetik O. Ordnung beschrieben werden könnte. Vor Beginn des Abbaus wurde keine lag‐Phase beobachtet. Eine Vorbehandlung des Bodens mit hohen Konzentralionen von nicht‐markiertem MH liber drei Monate, wirkte sich nicht beschleunigend aufden Abbau von 14C‐MH aus. Der Abbau von 14C‐Maleinsaurehydrazid wurde auch mit Hilfe der Autoradiographie nachgewiesen. Nach 40 und nach 127 Tagen Inkubationszeit kon_nten aus nicht‐sterilisiertem Boden nur Spuren von MH mit Athanol extrahiert werden, wahrend aus dem autoklavierten Boden noch das unveränderte Her‐bizid extrahiert werden konnte. Nach 9 Tagen Inkubatioti wurden etwa 4% der Radioaktivität aus dem 14C‐markiertea Maleinsäurehydrazid in der Aminosäurefraktion des Bodens gefunden. Der Anteil zugesetzter Aktivität der in den Amino‐säuren gefunden wurde, nahm nach 112 Tagen Inkubation bis auf etwa 2% ab; anschlieBend nahm dasgesamte reslliche 14C im Boden allmählich ab. Versuche, Mikroorganismen zu isolieren, die Maleinsäurehydrazid als alleinige C‐ oder N‐Quelle verwerten könnten, führten zu keinem positiven Ergebnis. Die angeführten Ergebnisse zeigen, daB es sich beim anfänglichen Abbau, falls er mikrobiell bedingt ist, um Cometabotismus handelt.