A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)
A modern mezőgazdaság ma egy látszólag feloldhatatlan ellentmondással küzd. Soha nem volt akkora szükség élelmiszerre, mint napjainkban, miközben azok az eszközök, amelyekkel a termést védjük, fokozatosan rombolják azt a környezetet, amelyben a növények növekednek. A gombás kórokozók évente a globális terméshozam közel 40 százalékát pusztítják el, ami súlyos fenyegetést jelent az élelmezésbiztonságra. Az elmúlt évszázadban a legszélesebb körben alkalmazható megoldást a szintetikus növényvédő szerek jelentették.
Bár rövid távon hatékonyak, túlzott használatuk talaj- és vízszennyezést okoz, károsítja a biodiverzitást, valamint hozzájárul a gombaölő szerekkel szemben ellenálló, úgynevezett szuperrezisztens törzsek kialakulásához, ami még erősebb vegyszerek alkalmazására kényszeríti a gazdálkodókat.
A helyzetet tovább súlyosbítja a gyorsan változó klíma. A növényeknek ma már nemcsak a kártevőkkel és betegségekkel kell megküzdeniük, hanem a hosszabb aszályos időszakokkal, az intenzív hőhullámokkal és a megnövekedett ultraibolya sugárzással is. Az olyan globális kezdeményezések, mint az Európai Zöld Megállapodás, amely 2030-ig 50 százalékkal csökkentené a kémiai növényvédő szerek használatát, sürgetővé teszik az új, fenntartható megoldások kidolgozását. Egy nemzetközi kutatócsoport ezért úgy döntött, hogy nem újabb mérgeket fejleszt, hanem magukat a növényeket tanulmányozza, írja az Advanced Science News.
A természet védekezési mechanizmusainak utánzása
Számos növény, köztük a lótusz is, viaszos kutikulával védekezik, amely taszítja a vizet és öntisztító módon eltávolítja a kórokozókat. Ezeket a szuperhidrofób felületeket alapul véve a kutatók egy új, biológiai alapú, permetezhető bevonatot fejlesztettek ki, amely a természetes viaszrétegek védelmi funkcióit utánozza. A „SafeWax” névre keresztelt bevonatot a Small című tudományos folyóiratban mutatták be. A technológia kristályos zsírsavakat használ, amelyek a növény felszínére permetezve spontán mikro- és nanoszerkezetű, szuperhidrofób réteget képeznek.
Amikor a kutatócsoport paradicsomon és szőlőn tesztelte a bevonatot, amelyek levelein a víz normál esetben szétterül és megtapad, a SafeWax teljesen víztaszító pajzzsá alakította a felületet. Mikroszkópos vizsgálatok kimutatták, hogy a bevonat sűrű, fraktálszerű viaszkrisztályokkal borítja be a leveleket. Ez a természetes nanostruktúrákat utánzó érdes felszín fizikailag akadályozza meg a víz felgyülemlését, így nem alakul ki az a nedves környezet, amelyben a kórokozók életben maradnak és szaporodnak.
A nedvesség visszatartásának csökkentése és a kórokozók megtapadásának megelőzése mellett a SafeWax passzív védőrétegként is működik, növelve a növények UV- és hőtűrését. Kristályos szerkezete természetes fényvédőként viselkedik a káros ultraibolya sugárzás ellen. A kutatók szerint a bevonat akár a harmatból származó víz begyűjtésében is segíthet, mivel párás körülmények között a vízcseppeket a talaj felé vezetheti.
Védelem mérgek nélkül
Ez az új megközelítés nem a hagyományos kémiai védekezésre, hanem az anyagtudományra és a szerkezeti tervezésre épül. A SafeWax nem hatol be a növény szöveteibe, hanem a felszínen marad, így környezetbarát módon nyújt védelmet anélkül, hogy káros maradványokat juttatna az ökoszisztémába. A koncepció lényege, hogy a hagyományos növényvédő szerek toxicitását elkerülve fizikai akadályt hoz létre, amely a betegségek megelőzésén túl további agronómiai előnyöket is biztosíthat.
A jelenlegi tanulmány elsősorban a módszer működőképességét és elvi megalapozottságát bizonyítja, ugyanakkor több kihívás is áll még a kutatók előtt. Optimalizálni kell a nagyüzemi gyártást, fel kell mérni a hosszú távú ökológiai hatásokat, tovább kell fejleszteni az oldószermentes megoldásokat, valamint meg kell határozni a valós körülmények közötti újraalkalmazási ciklusokat. A jövőbeni kutatások azt is vizsgálni fogják, hogy a SafeWax integrálható-e az ökológiai gazdálkodásba, vagy kombinálható-e csökkentett dózisú növényvédő szerekkel egy hibrid stratégia részeként.
A technológia jelentősége túlmutathat a mezőgazdaságon. A bevonat tapadás- és biofilm-képződés gátló tulajdonságai miatt alkalmazható lehet tengeri felületeken, az építőiparban vagy más iparágakban is, ahol a nedvesség és a szennyeződés kontrollja kulcsfontosságú.
Kapcsolódó anyagok:
Már nem repülőkről, hanem drónokkal fognak permetezni a termőföldeken - Videó!
A nyitókép csak illusztráció, forrás: Image by Couleur from Pixabay
TOP 5
