Dygimo metu sėklos pereina vieną jautriausių žemės ūkio ciklo fazių: joms nuolat reikia vandens ir tuo pačiu metu jos turi kovoti su... herbicidai ir kitos aplinkoje esančios cheminės medžiagosŠiuo atveju nesėkmės per pirmąsias augalo gyvenimo dienas lemia persodinimą, papildomas išlaidas ir derliaus nuostolius; todėl tai naudinga Sužinokite, kaip apsaugoti ką tik sudygusias sėklas.
Siekdami išspręsti šį iššūkį, keli Fraunhoferio tinklo institutai, įgyvendindami „SeedPlus“ projektą, sukūrė Daugiafunkcinis ir biologiškai skaidomas sėklų dangalas Jis ne tik veikia kaip apsauginis barjeras, bet ir lydi daigą ankstyvosiose stadijose, aprūpindamas vandeniu ir mažindamas herbicidų poveikį, nepalikdamas plastiko likučių dirvožemyje.
Kas yra biologiškai skaidoma „SeedPlus“ danga ir kuo ji skiriasi nuo kitų?
Šią koncepciją, kurią propaguoja Fraunhoferio cheminės technologijos institutas (ICT) kartu su Mikroinžinerijos ir mikrosistemų institutais (IMM) bei Molekulinės biologijos ir taikomosios ekologijos institutais (IME), remia... daugiasluoksnė, visiškai biologiškai skaidoma sėklų danga, skirti užtikrinti stabilesnį dygimą net ir esant nepalankioms aplinkos sąlygoms, tokioms kaip retkarčiais pasitaikančios sausros ar herbicidų buvimas dirvožemyje.
Šios technologijos išskirtinumas yra tas, kad ji sujungia dvi esmines funkcijas į vieną sistemą: vandens parama ir selektyvi apsauga nuo herbicidųKitaip tariant, sėkla yra kapsuliuota matricoje, kuri gali kaupti didelius vandens kiekius ir palaipsniui jį išskirti, o speciali membrana silpnina augalų apsaugos produktų poveikį netrukdydama dygimui.
Pasak tyrėjų komandos, ši danga sudaryta iš keli reguliuojamo storio sluoksniai kurios prisitaiko prie sėklų rūšies ir dydžio. Tai leidžia pritaikyti formą ir sudėtį priklausomai nuo pasėlių, o tai ypač aktualu Europos žemės ūkiui, kuriame sugyvena viskas – nuo ekstensyvių pasėlių, tokių kaip cukriniai runkeliai, iki jautresnių rūšių; žinant sėklų rūšys Tai padeda pakoreguoti tą pritaikymą.
„SeedPlus“ metodas taip pat yra efektyvus išteklių naudojimo požiūriu. Tiesiogiai veikdamas kiekvieną sėklą, Vanduo ir apsauga naudojami tik ten, kur reikiaTai atveria duris bendram pesticidų kiekiui sumažinti ir lauko sąlygomis panaudoti daugiau pesticidų.
Kaip tai veikia: vandens palaikymas ir herbicidų apsauga
Viena iš pagrindinių „SeedPlus“ biologiškai skaidžios dangos savybių yra jos vandens kaupimo ir valdymo funkcijaSėklą supanti polimerinė matrica gali išlaikyti daug didesnį vandens kiekį nei pati sveria, ir palaipsniui jį atiduoti daigui, o tai ypač naudinga nereguliaraus lietaus laikotarpiais arba dirvožemiuose, kuriuose vandens sulaikymo pajėgumas mažas.
Toks elgesys ypač įdomus tokiuose kontekstuose kaip Europos, kur Pavasario mėnesiai darosi vis sausesni.Pavyzdžiui, Vokietijoje pastaraisiais metais kovo ir balandžio mėnesiais iškrito labai mažai kritulių, todėl daigai nuvysta dar nesukūrę stabilios šaknų sistemos. Mulčias, kuris vandenį tiekia tikslingai, gali lemti, ar pasodinimas bus sėkmingas, ar sezonas su dideliais nuostoliais.
Lygiagrečiai sistemoje yra įtrauktas Selektyvi apsauginė membrana nuo herbicidųŠiame sluoksnyje yra adsorbuojančių medžiagų, tokių kaip aktyvuota anglis, kurios veikia kaip filtras: jos sumažina daigų sąlytį su aplinkoje esančiais herbicidais, visiškai neužblokuodamos produkto ir netrukdydamos dygimui.
Dėl to dražuotos sėklos yra atsparesnės herbicidų, naudojamų piktžolėms kontroliuoti, poveikiui, o tai yra labai svarbus aspektas. intensyvi žemdirbystė ir jautrūs pasėliaiTokiu būdu galima išlaikyti piktžolių kontrolės efektyvumą, kartu sumažinant žalą jauniems augalams.
Šis vandens ir cheminės apsaugos derinys ne tik pagerina pradinį pasėlių išgyvenamumą, bet ir leidžia Persvarstykite pesticidų dozavimą ir naudojimo dažnumąTai puikiai atitinka Europos strategijas, skirtas cheminių medžiagų kiekiui žemės ūkyje mažinti, įskaitant metodus, skirtus sodininkystė be chemikalų.
Biologiškai skaidžios medžiagos ir visiškas mikroplastiko nebuvimas
Vienas įdomiausių šios dangos aspektų yra medžiagų pasirinkimas. Skirtingai nuo tradicinių sprendimų, kuriuose naudojami sintetiniai polimerai ir kiti komponentai, kurie galiausiai tampa... patvarūs mikroplastikai dirvožemyje„SeedPlus“ metodas remiasi išimtinai natūralios kilmės formulėmis.
Tyrėjai pakeitė sintetinius polimerus. polisacharidų, baltymų, natūralių kaučiukų ir porėtų neorganinių medžiagų mišiniaiTarp jų yra aktyvuota anglis. Buvo išbandyti įvairūs šių ingredientų deriniai, siekiant rasti alternatyvias kompozicijas, kurios geriausiai subalansuotų vandens sulaikymo gebėjimą, apsaugą nuo herbicidų ir gerą dygimą.
Kadangi medžiagos biologiškai skaidžios, danga kontroliuojamai skaidosi dirvožemyje atlikęs savo funkciją, nepalikdamas probleminių atliekų ir neprisidėdamas prie plastiko kaupimosi žemės ūkio paskirties vietovėse, o tai taip pat padeda natūraliai pagerinti sodo dirvožemį.
Siekdamas užtikrinti, kad šios naujos medžiagos nekeltų paslėptų pavojų, Fraunhofer IME institutas pradėjo ekotoksikologinio patikrinimo platformaPrieš sėklų kapsuliavimą, dangos komponentai atskirai įvertinami vandens ir sausumos ekosistemų modeliniuose organizmuose, atliekant specialius ilgalaikio skaidomumo bandymus.
Tokiu būdu patikrinama, ar medžiagos nedaro neigiamo poveikio dirvožemio faunai ar paviršiniams vandenims – tai, kas daugelyje įprastų dangų buvo vos įvertinta, išskyrus agronominius parametrus.
Pramoniniai kapsuliavimo ir pritaikymo skirtingiems augalams procesai
„SeedPlus“ sukurta technologija neapsiriboja vienu dengimo metodu. Priklausomai nuo sėklų rūšies ir dydžio, naudojami skirtingi metodai. skirtingi pramoniniai kapsuliavimo procesai leidžia reguliuoti sluoksnių storį ir padidinti gamybos apimtį.
Lt gruntas Lugar, EL fluidizuoto sluoksnio procesas Jis naudojamas ypač jautrioms sėkloms. Šioje sistemoje sėklos laikomos suspensijoje dujų srauto pagalba, kol ant jų purškiamos dangos medžiagos. Tai leidžia labai tiksliai kontroliuoti sluoksnio storį, o tai labai svarbu siekiant subtilios pusiausvyros tarp apsaugos ir dygimo pajėgumo.
Dideliems kiekiams ir pasėliams, kuriems reikia didelio kiekio apdorotų sėklų, taikoma ši tvarka: būgno dangaŠio proceso metu sėklos maišomos besisukančiame būgne, palaipsniui į jas įdedant dangos formules. Rezultatas – vienoda danga, tinkama masinei gamybai, todėl technologiją lengviau integruoti į komercines sėklų tiekimo grandines.
Dirbdami su labai mažomis sėklomis, tyrėjai renkasi šlapio cheminio paviršiaus metodasSėklos panardinamos į skystą dangos struktūrą ir, palaikius jas tam tikrą laiką, leidžiamos nuvarvėti ir išdžiūti, kol susidaro apsauginis sluoksnis. Šis metodas leidžia efektyviai įvynioti sėklas, kurias dėl jų dydžio sunku apdoroti kitais metodais, ir jį papildo metodai, taikomi... saugomos sėklų lysvės.
Šių procesų lankstumas leidžia pritaikyti dangą prie strateginės svarbos pasėliai Europai, pavyzdžiui, cukriniai runkeliai, taip pat rūšys, kurios gali atlikti svarbų vaidmenį pereinant prie atsinaujinančių žaliavų, pavyzdžiui, rusinė kiaulpienė, naudojama su natūralaus kaučiuko gamyba susijusiuose tyrimuose.
Rezultatai šiltnamyje ir lauke: iki 58 % didesnis dygimas
Siekdamos patikrinti biologiškai skaidžios dangos efektyvumą, „Fraunhofer“ komandos atliko bandymai tiek šiltnamiuose, tiek lauko sąlygomisKaip modeliai buvo naudojamos rusiškų kiaulpienių ir cukrinių runkelių sėklos, lyginant padengtas ir neapdorotas sėklas.
Gauti duomenys rodo, kad naudojant pasirinktas formuluotes, Dygimo rodiklis, palyginti su įprastomis sėklomis, gali padidėti iki 58 %.Praktiškai šis padidėjimas reiškia mažesnį persėjimo poreikį, tolygesnį sudygimą ir didesnį pasėlių homogeniškumą – tai pagrindiniai veiksniai, lemiantys drėkinimo, tręšimo ir piktžolių kontrolės praktikos planavimą; tai taip pat padeda sumažinti problemų sudyginant sėklas.
Be daigumo, tyrėjai analizavo ir logistinius aspektus, tokius kaip padengtų sėklų laikymo talpa ir jų suderinamumą su standartine žemės ūkio technika. Kitaip tariant, buvo patikrinta, ar šias sėklas galima tvarkyti, dozuoti ir sėti naudojant esamą įrangą, nereikalaujant radikalių sėjamųjų ar ūkininkų darbo metodų pakeitimų.
Tuo pačiu metu minėta ekotoksikologinio vertinimo platforma leido nustatyti dangų formules, kurios suderina gerą agronominį našumą su įrodytas aplinkos saugumasišskyrus tuos, kurie, nors ir gerai dygo, kėlė tam tikrą potencialų pavojų dirvožemio ar vandens organizmams.
Visas šis požiūris, pradedant medžiagų projektavimu ir baigiant bandymais realiomis sąlygomis, nurodo technologiją, skirtą padaryti šuolį iš laboratorijos į lauką, kas ne visada nutinka su sėklų dangų inovacijomis.
Galimas poveikis Europos žemės ūkiui ir aplinkai
Biologiškai skaidžios ir daugiafunkcinės dangos, tokios kaip „SeedPlus“, naudojimas turi pasekmių ne tik individualiam pasėliui. Ūkio sistemos lygmeniu tai gali prisidėti prie sumažinti pesticidų naudojimą, pagerinti vandens naudojimo efektyvumą ir apriboti tyliuosius taršos šaltinius, tokius kaip mikroplastikas iš žemės ūkio šaltinių.
Apsaugojant sėklas vietoje ir laistant tiksliai ten, kur reikia, sumažėja poreikis plačiai taikyti lauko apdorojimą, todėl aplinkoje išsklaidytos cheminės apkrovos sumažėjimasTai atitinka Europos Sąjungos nustatytus tikslus dėl augalų apsaugos produktų naudojimo mažinimo ir perėjimo prie tvaresnių gamybos sistemų, pavyzdžiui, ekologiški sodai.
Tuo pačiu metu pagerėjęs vandens valdymas dėl dangos gali padėti augalams geriau atlaikyti sąlygas. trumpų sausrų arba nereguliaraus lietaus epizodųTai vis labiau paplitusi realybė įvairiuose Ispanijos ir likusios Europos regionuose. Didesnis daigumo stabilumas sudėtingais vegetacijos sezonais yra veiksnys, galintis tiesiogiai paveikti gamybos saugumą.
Visiškas sintetinių polimerų atsisakymas ir biologiškai skaidžių medžiagų pasirinkimas taip pat sprendžia problemą, kuri, nors ir nėra labai akivaizdi, vis labiau tampa vis svarbesnė aplinkosaugos darbotvarkėje: plastiko dalelių kaupimasis žemės ūkio paskirties dirvožemiuoseNesukuriant mikroplastiko, šio tipo danga nedidina spaudimo ir taip intensyviai naudojamoms ekosistemoms.
Galiausiai, jei sėklos geriau dygsta, o pasėliai atsparesni, sumažėja poreikis plėsti žemės ūkio paskirties žemę, kad būtų išlaikytas gamybos lygis. Tai reiškia, kad mažesnis spaudimas natūralioms ekosistemoms ir didelės aplinkosaugos vertės vietovėmsTai ypač aktualu Europos regionuose, kur ariama žemė ir saugomos teritorijos egzistuoja arti viena kitos.
Apskritai ši biologiškai skaidoma sėklų danga tampa priemone, galinčia pagerinti pradinius auginimo etapus, sustiprinti pasėlių stabilumą ir sumažinti su sodinimu susijusį poveikį aplinkai, integruojant į vieną sprendimą vandens valdymas, apsauga nuo herbicidų ir mikroplastiko šalinimasTai yra aspektai, kurie yra diskusijų apie žemės ūkio ateitį Europoje centre.
