Біорозкладна плівка з олією цитронели захищає врожай від шкідників

Садівники та фермери по всьому світу використовують мульчувальні плівки — пластикові покриття, які розстилають на ґрунті для захисту сходів та стимулювання росту рослин. Однак ці матеріали, як і багато інших пластикових виробів, можуть виділяти шкідливий мікропластик і не мають жодних властивостей для відлякування комах. Тепер команда дослідників представила у виданні ACS Agricultural Science & Technology альтернативу — біорозкладну мульчувальну плівку, яка природним чином відлякує шкідників завдяки олії цитронели.

Камілла Гіл, провідний автор дослідження, пояснює: «Це дослідження показує, що можна захищати врожай за допомогою біорозкладних матеріалів, які зменшують як використання пестицидів, так і забруднення пластиком. Наша мета — наблизити фермерів до безпечніших та більш сталих сільськогосподарських практик».

Мульчувальні плівки зберігають вологу у ґрунті та запобігають росту бур'янів, але їх часто виготовляють з поліетиленового пластику. Через це такі плівки важко переробити, а ще вони можуть виділяти мікропластик, який негативно впливає на ґрунтові організми. Зараз науковці розробляють біорозкладні мульчувальні плівки з використанням рослинних полімерів, таких як целюлозний ацетат. Гіл та її колеги вирішили вдосконалити плівку з целюлозного ацетату, додавши до неї репелент проти комах — олію цитронели. Команда створила міцну плівку, насичену олією цитронели, та дослідила, наскільки добре вона захищає рослини полуниці від поширеного шкідника — білої мушки срібнолистої (Bemisia tabaci).

Дослідники виготовили плівки з різною концентрацією олії цитронели та виявили, що олія не зменшила міцність чи гнучкість матеріалу. Проте нова плівка не так добре утримувала вологу, як традиційна пластикова. Щоб змоделювати реалістичні умови використання, науковці вкрили ґрунт рослин полуниці різними типами плівок та обгорнули установки сітками для ловлі комах. Потім вони випустили всередину сіток близько 25 білих мушок. Такий самий експеримент повторили на незахищеній контрольній рослині та на рослині, захищеній поліетиленовою плівкою.

Команда виявила, що через сім днів шкідники відклали близько шести яєць на рослинах, захищених плівками з олією цитронели. Це значно менше, ніж понад 30 яєць, відкладених на рослинах з традиційною пластиковою плівкою або без захисту ґрунту взагалі. Дослідники стверджують, що ця робота представляє крок до більш екологічно чистого способу захисту врожаю без використання пластику чи шкідливих для довкілля пестицидів.

Розробка біорозкладних мульчувальних плівок є важливим напрямком у сучасному сільському господарстві. Традиційні поліетиленові покриття створюють серйозні екологічні проблеми. Після використання їх складно утилізувати належним чином, тому часто вони залишаються на полях або потрапляють на звалища. З часом пластик розпадається на дрібні частинки — мікропластик, який накопичується у ґрунті та може потрапляти у водойми, негативно впливаючи на екосистеми.

Використання рослинних полімерів, таких як целюлозний ацетат, дозволяє створювати матеріали, які природним чином розкладаються у ґрунті без утворення токсичних залишків. Додавання олії цитронели надає плівці додаткову функцію — захист від комах-шкідників. Це означає, що фермери можуть зменшити використання хімічних інсектицидів, які також забруднюють довкілля та можуть накопичуватися у продуктах харчування.

Біла мушка срібнолиста є серйозним шкідником для багатьох сільськогосподарських культур, включаючи полуницю, томати, огірки та інші овочі. Ці дрібні комахи висмоктують соки з рослин, ослаблюючи їх та знижуючи врожайність. Крім того, вони можуть переносити вірусні захворювання рослин. Результати експерименту показали, що плівка з олією цитронели значно зменшує кількість яєць, відкладених шкідниками, що свідчить про ефективність природного репелента.

Хоча нова плівка поступається традиційній у здатності утримувати вологу, це питання може бути вирішене у майбутніх дослідженнях шляхом оптимізації складу матеріалу. Переваги екологічності та захисту від шкідників роблять цю розробку перспективною для впровадження у сільськогосподарську практику.

Автори дослідження отримали фінансування від Національної ради наукового та технологічного розвитку, Фонду підтримки досліджень штату Мінас-Жерайс та Бразильського федерального агентства з підтримки та оцінки вищої освіти. Ця робота демонструє, як наукові інновації можуть допомогти створити більш стале та екологічно відповідальне сільське господарство майбутнього.