1
0
Пестициды в капсулах обладают пониженной токсичностью и эффективнее уничтожают вредителей.
Это выяснили ученые подведомственного Минобрнауки России Уральского федерального университета (УрФУ) и Педагогического университета Центрального Китая. В качестве оболочки-капсулы исследователи предложили использовать бета-циклодекстрины, которые ослабляют ядовитое воздействие пестицидов. Снижение токсичности в перспективе уменьшит количество пестицидов не только в растениях, но и в организме человека, который может получать их при употреблении в пищу растительных продуктов и мяса животных.
Пестициды используют для уничтожения вредителей и возбудителей болезней растений, а также различных паразитов, сорняков, вредителей зерна и зернопродуктов, древесины.
«Они являются одними из самых токсичных загрязняющих веществ, которых очень трудно вывести из почвы — они медленно разлагаются. Соответственно, они всасываются в корни растений при их прорастании и идут дальше по пищевой цепочке, попадая в организм человека. Пестициды также имеют свойство накапливаться, особенно в жировых тканях, что несет серьезную опасность для людей. Кроме того, в жару они могут переходить в газообразное состояние и загрязнять воздушную среду», — говорит профессор кафедры технологии органического синтеза УрФУ Елена Ковалева.
Для капсулирования ученые выбрали бета-циклодекстрины, которые можно дешево и легко синтезировать. Бета-циклодекстрин — углевод, который получают из крахмала. Сам по себе он не токсичен и не вреден для растений, почвы и людей. Поэтому благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяют в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии и в процессах очистки воды.
Бета-циклодекстрин можно использовать как новый тип наполнителя пестицидов, и получатся гидрофобные пестициды — с повышенной растворимостью и стабильностью благодаря своей структуре «гидрофильный снаружи, гидрофобный внутри» и полости внутри молекулы. За счет этого пестициды более стабильны: просто так на открытом воздухе не разлагаются и не окисляются, но хорошо растворяются в воде. Благодаря все тем же свойствам (циклодекстринов) в пестицидах, которые предложили ученые, медленнее высвобождается активный ингредиент (который должен стимулировать рост растения), что продлевает время действия пестицида и позволяет снизить дозировку удобрений. Соответственно снижается уровень воздействия на почву и растения. В нашем случае на зерно.
Кроме того, внешняя структура бета-циклодекстрина хорошо поглощает воду и улучшает растворимость пестицидов, повышает их стабильность и снижает токсичность. Это способствует более направленной защите растений от вредителей. В процессе исследования химики выяснили: для каждого пестицида исходя из определенных параметров и свойств нужно использовать конкретную модификацию циклодекстрина.
У инкапсулированных пестицидов есть и другие значительные преимущества перед традиционными.
«Инкапсулированные пестициды — это твердые вещества, заключенные в капсулы. Они могут легко отделяться от почвы и не всасываются в нее, они также более дружественны для атмосферы. Капсула помогает медленнее высвобождать пестициды, эффективнее воздействовать. При этом уничтожается гораздо больше разных болезнетворных бактерий. В условиях жаркой погоды инкапсулированные пестициды не испаряются и не загрязняют воздушную среду», — дополняет Елена Ковалева.
Инкапсулированные пестициды можно будет применять обычным способом: распылять на растения.
Для России и Китая переход на использование пестицидов в капсулах важен. В частности, китайцы в течение многих лет активно использовали традиционные пестициды на небольших территориях, где впоследствии почвы загрязнены настолько, что больше не пригодны для выращивания культурных растений. Эта экологическая проблема стоит в Китае гораздо острее, чем в России, говорит Елена Ковалева.
В нашей стране больше подходящих мест для выращивания различных культур, которые пока не так сильно загрязнены. Однако, чтобы не допустить экологическую катастрофу в России, необходимо задуматься о переходе с традиционных пестицидов на инкапсулированные.
Так как пестициды остаются вредными даже в оболочке (хоть и в меньшей степени), в планах ученых — разработать природные пестициды, безвредные и для человека, и для окружающей среды. В них войдут полезные для людей биологически активные вещества, которые можно будет безопасно и эффективно использовать против сорняков и различных болезнетворных бактерий.
Испытания пестицидов с бета-циклодекстринами на растениях проводились в Китае. В целом же работа продолжается. Ученые, с одной стороны, подбирают оптимальный состав для пестицидов, а с другой — разрабатывают новый состав, еще более безвредный и для человека, и для почвы, и для растений. Планируется, что в них войдут биологически активные добавки, к примеру, витамины A и D3. Новый состав нужен, так как пестициды, которые предложили на сегодня российские и китайские ученые, все равно остаются вредными для окружающей среды, хоть и меньше, чем аналоги.
Статья об исследованиях ученых опубликована в одном из международных журналов.
Источник — Минобрнауки России
