Radiation-induced degradation of sodium alginate and its plant growth promotion effect

Resumo

O alginato foi irradiado como um sólido com raios gama 60Co na faixa de dosagem de 20 a 100 kGy para investigar o efeito da radiação nos alginatos. Um dos principais fatores para reduzir o custo é atingir a degradação em baixas doses de irradiação que ocorre com a adição de iniciador químico ao NaAlg durante o processo de irradiação que leva a um efeito sinérgico, o que aumenta notavelmente a eficiência de degradação do alginato. Os fatores que afetam o processo de degradação, como dose de irradiação e adição de persulfato de potássio (KPS), foram estudados. O peso molecular médio do alginato irradiado foi investigado em detalhes usando várias técnicas complementares, como cromatografia e viscometria. O menor peso molecular do alginato resultou em 100 kGy e KPS adicionado, enquanto o maior em 20 kGy na ausência de KPS. A caracterização dos oligoalginatos obtidos por degradação por radiação foi realizada por espectroscopia FT-IR e UV-vis, XRD e TGA. Estudou-se o efeito de frações de alginato induzidas por radiação solúvel em água na promoção do crescimento do feijão Faba. O maior crescimento das plantas e rendimento de sementes em comparação com o controle ocorreu para plantas pulverizadas com frações de NaAlg de baixo peso molecular (tratadas com 100 kGy e adicionado de KPS).

Abstract

Alginate was irradiated as a solid with60Co gamma rays in the dose range of 20–100 kGyto investigate the effect of radiation on alginates. One of the principle factors for reducing the cost isachieving the degradation at low irradiation doses which occurs with addition of chemical initiatorto NaAlg during irradiation process that leads to a synergistic effect, which remarkably increasesthe degradation efficiency of alginate. The factors affecting the degradation process such as irradi-ation dose and potassium per-sulfate (KPS) addition were studied. The average molecular weight ofthe irradiated alginate was investigated in detail by using several complementary techniques such aschromatography and viscometry. The lowest molecular weight of alginate resulted at 100 kGy andadded KPS, whereas the highest one at 20 kGy in absence of KPS. Characterization of the oligoalg-inates obtained by radiation degradation was performed by FT-IR and UV–vis spectroscopy, XRDand TGA. The effect of water-soluble radiation-induced alginate fractions on the growth promotionof Faba bean plant was studied. The highest plant growth and seed yield compared with controloccurred for plants sprayed with low molecular weight NaAlg fractions (treated with 100 kGyand added KPS).