Een afgiftesysteem voor nanopesticiden gemaakt met neemzaadextract verbetert de effectiviteit van pesticiden

Pesticiden kunnen effectiever en milieuvriendelijker worden gemaakt door de hechting aan plantoppervlakken te verbeteren, dankzij nieuw onderzoek onder leiding van Dr. Mustafa Akbulut, hoogleraar chemische technologie aan de Texas A&M University.

Akbulut en zijn onderzoeksgroep hebben een innovatief pesticideafgiftesysteem ontwikkeld, genaamd nanopesticiden. Deze kleine technologieën, ontwikkeld door een samenwerking tussen de technische en agrarische hogescholen van Texas A&M University, Dr. Luis Cisneros-Zevallo, hoogleraar Tuinbouwwetenschappen en Dr. Younjin Min, hoogleraar Chemical Environ Engineering aan de Universiteit van Californië, Riverside, zouden de manier waarop we leven kunnen veranderen. pesticiden gebruiken.

“De VS zijn wereldleider op het gebied van de landbouwproductie en voeden niet alleen ons land maar een groot deel van de wereld. Toch gebruiken we pesticiden op een manier die simpelweg niet duurzaam is – waarbij een aanzienlijk deel het beoogde doel niet bereikt”, aldus Akbulut. “Ons onderzoek toont aan dat we door het optimaliseren van de oppervlaktechemie van pesticidendragers deze essentiële gewasbeschermingsmiddelen efficiënter kunnen maken.”

Het team bestudeerde verschillende soorten dragers van nanopesticiden en testte hun ‘plakkerigheid’ op peperbladeren, een representatief model voor veel belangrijke gewassen. Ze ontdekten dat de oppervlaktechemie van de drager een belangrijke rol speelt in hoe goed het nanopesticide aan de plant hecht.

Nanopesticiden kapselen de actieve ingrediënten van pesticiden in in microscopisch kleine dragers. Zie het als het rechtstreeks afleveren van een gericht pakketje bij de plaag, waarbij de bijkomende schade tot een minimum wordt beperkt. Dit onderzoek was gericht op het begrijpen van de interactie van deze nanopesticiden met plantoppervlakken, een cruciale stap in het maximaliseren van hun effectiviteit.

Pesticiden zijn essentieel voor de bescherming van gewassen tegen ziekten en plagen, en zonder pesticiden zouden we een groot deel van onze oogsten verliezen: tot 70-80% van het fruit, 40-50% van de groenten en 20-30% van de granen.

De huidige methoden voor de toepassing van pesticiden zijn echter ongelooflijk inefficiënt. Meer dan 80-90% van de gespoten pesticiden mist hun doel volledig en komt in het milieu terecht waar ze schade kunnen aanrichten. Dit afval is niet alleen slecht voor de planeet, maar ook economisch onhoudbaar.

Deze verbinding, die Akbulut en Yashwanth Arcot, promovendus, bespreken in hun paper gepubliceerd in Oppervlakken en interfaces Journalis een mengsel van ethyllauroylarginaat (ELA), een voedselconserveermiddel, en neemzaadextract.

Arcot’s interesse in het onderzoek richt zich op de chemie van nanopesticiden om een ​​hoger richtvermogen en de sterke correlatie tussen de nanopesticidedrager en zijn adsorptiegedrag te garanderen.

Akbulut gelooft dat hij door het gebruik van nanopesticiden de werkzaamheid kan vergroten door zich beter op het plantoppervlak te richten. Akbulut en zijn team willen dit bereiken door verschillende pesticiden te gebruiken en hun grensvlakeigenschappen te wijzigen met behulp van dragers die het meest geschikt zijn voor interactie met de eigenschappen van het plantoppervlak.

Over het geheel genomen is het doel van het onderzoek het vinden van een manier voor efficiëntere en milieuvriendelijkere pesticideformuleringen die duurzaam zijn voor landbouwpraktijken en de mondiale voedselzekerheid.

“Deze studie richt zich op een cruciale uitdaging in de duurzame landbouw door het optimaliseren van nanopesticidesystemen om de werkzaamheid te vergroten, de milieuvervuiling te verminderen en de impact op niet-doelorganismen en de menselijke gezondheid te minimaliseren”, aldus Arcot.

Neemzaad is een natuurlijk voorkomend pesticide dat afkomstig is uit de zaden van de neemboom en wordt gebruikt om plagen en ziekten op gewassen te bestrijden. Het extract van een neemzaadboom groeit voornamelijk in India, maar is een organisch pesticidebeheer.

“Organische pesticiden gebruiken deze formulering, en wij gebruiken dit molecuul ook in het midden. Hoewel de dragers verschillend zijn, remt of inactiveert het actieve ingrediënt de plaag.”

Volgens het artikel hebben nanopesticiden, naast de verschillende soorten pesticiden, aangetoond een geavanceerde gewasbeschermingsstrategie te zijn die afhankelijk is van landbouwtechnologie, nanotechnologie en materiaalchemie.

Akbulut zei dat deze ontdekking diepgaande gevolgen heeft voor de toekomst van de landbouw. Door de oppervlaktechemie van nanopesticiden op maat te maken, kunnen wetenschappers hun effectiviteit optimaliseren, waardoor een groter deel van het pesticide de beoogde plaag bereikt en minder het milieu vervuilt.

“Voor boeren en de industrie die de pesticiden gebruiken, zullen zij de waarde van dit onderzoek duidelijk begrijpen”, aldus Akbulut. “Pesticiden worden over het algemeen als slecht voor het milieu beschouwd; het gebruik van neemzaadextract zorgt ervoor dat gewassen overleven tegen ongedierte en is niet giftig voor consumptie.”