Біорозкладна плівка, просочена олією цитронели, забезпечує захист врожаю від шкідливих комах.

Дослідники створили новий вид мульчувальних покриттів, що замінює пластикові варіанти, не завдаючи шкоди ґрунту та ефективно відганяючи шкідливих комах.

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, головний автор дослідження, зазначає: "Наше дослідження демонструє, що біорозкладні матеріали здатні забезпечити захист рослин, знижуючи потребу в пестицидах та скорочуючи пластикові відходи. Ми прагнемо підтримати фермерів у переході до безпечніших і більш екологічних методів ведення сільського господарства".

Мульчувальні плівки виконують важливу функцію, зберігаючи вологу в ґрунті та обмежуючи ріст бур'янів. Проте більшість з них виготовляється з поліетилену, що ускладнює їх переробку і може призводити до вивільнення мікропластика, що негативно впливає на організми в ґрунті. У сучасних дослідженнях вчені працюють над створенням біорозкладних мульчувальних матеріалів на основі рослинних полімерів, таких як целюлозний ацетат. Група під керівництвом Гіл вирішила поліпшити целюлозну плівку, додавши до неї репелент проти комах — олію цитронели. Команда виготовила міцну плівку, збагачену олією цитронели, і провела дослідження, щоб визначити її ефективність у захисті полуничних рослин від шкідника — білої мушки срібнолистої (Bemisia tabaci).

Дослідники розробили плівки з різними рівнями концентрації олії цитронели і виявили, що додавання олії не вплинуло на міцність і гнучкість матеріалу. Однак нова плівка виявилася менш ефективною в утримуванні вологи в порівнянні з традиційними пластиковими матеріалами. Щоб відтворити реальні умови експлуатації, вчені покрили ґрунт, в якому росли полуниці, різними типами плівок і накрили установки сітками для ловлі комах. Потім всередину сіток були випущені близько 25 білих мушок. Такий самий експеримент був проведений на контрольній рослині, яка не була захищена, а також на рослині, захищеній поліетиленовою плівкою.

Команда дослідників виявила, що за тиждень шкідливі комахи відклали приблизно шість яєць на рослинах, які були захищені плівкою з олії цитронели. Це значно менше, ніж понад 30 яєць, знайдених на рослинах, які були покриті звичайною пластиковою плівкою або взагалі не мали жодного захисту. Вчені підкреслюють, що їхнє дослідження є важливим кроком до створення більш екологічних методів захисту врожаю, які не потребують використання пластику або шкідливих пестицидів.

Розробка біорозкладних мульчувальних плівок є ключовим аспектом сучасного сільського господарства. Використання традиційних поліетиленових матеріалів призводить до серйозних екологічних викликів. Після їхнього використання утилізація стає складним завданням, внаслідок чого вони часто залишаються на землі або опиняються на смітниках. З часом ці пластикові матеріали розпадаються на дрібні частинки, відомі як мікропластик, що накопичуються у ґрунті та можуть потрапити у водні ресурси, завдаючи шкоди екосистемам.

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 становить серйозну загрозу для багатьох сільськогосподарських культур, серед яких полуниця, томати, огірки та різні овочі. Ці маленькі комахи живляться соком рослин, що призводить до їх ослаблення і зниження врожайності. Крім того, вони можуть бути носіями вірусних захворювань, які негативно впливають на рослинність. Дослідження показали, що використання плівки з олією цитронели значно зменшує кількість яєць, відкладених цими шкідниками, що підтверджує ефективність цього натурального репеленту.

Хоча нова плівка не здатна утримувати вологу так ефективно, як традиційні варіанти, проблема може бути вирішена в майбутніх дослідженнях шляхом вдосконалення складу матеріалів. Екологічність та здатність захищати від шкідників роблять цю інновацію багатообіцяючою для використання в агрономії.

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.