Инновационный подход X-BIO к определению безопасных дозировок пестицидов
Фото: naked-science.ru
Современное сельское хозяйство неразрывно связано с необходимостью защищать урожай от вредителей с помощью различных средств, среди которых особую роль занимают пестициды и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Однако вопрос их безопасной и одновременно эффективной концентрации на поверхности растений остается одним из ключевых для экологически устойчивого и продуктивного земледелия. Ученые Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) Тюменского государственного университета, при поддержке Министерства науки и высшего образования России, предложили перспективную методику определения оптимальных дозировок с помощью инфракрасной термографии.
Новый взгляд на измерение смачиваемости листьев культурных растений
Заведующая лабораторией фотоники и микрофлюидики X-BIO Наталья Иванова подчеркнула существенные преимущества применения инфракрасной термографии для анализа взаимодействия растворов на основе пестицидов и листовой поверхности растений. В отличие от традиционного визуального анализа в видимом спектре, который ранее применялся в большинстве исследований, инфракрасная термография позволяет значительно точнее определить границы областей смачивания. В результате ученым удалось выявить, что при использовании нового метода рекомендуемые нормы по внесению поверхностно-активных веществ могут быть снижены практически в два раза без ущерба для эффективности обработки.
Экспериментальная оценка и оптимизация применения ПАВ
В рамках экспериментов сотрудники X-BIO протестировали методику на нескольких популярных пестицидах, комбинируя их с кремнийорганическими поверхностно-активными веществами в широком диапазоне концентраций. Особое внимание ученые уделили листьям ячменя, отличающимся выраженными гидрофобными свойствами. Такая структура листа традиционно затрудняет равномерное распределение жидкости, что важно для полноценной защиты растений. Исследования подтвердили, что инфракрасная термография при концентрациях ПАВ выше 1 ККМ позволяет фиксировать площадь смачивания, превышающую стандартные оценки в видимом спектре до пяти раз. Более того, время полного испарения пленки раствора увеличивалось на 50%, что является дополнительным преимуществом как для контроля, так и для прогнозирования эффективности обработки.
Пути применения и влияние на нормативную базу
Полученные в X-BIO данные способны значительно скорректировать существующие представления об оптимальных нормах расхода ПАВ при использовании в сельском хозяйстве. Опора на строго научные, подтвержденные инфракрасной термографией данные открывает возможности для пересмотра стандартов и рекомендаций в сфере применения пестицидов, а также для их экологически обоснованного уменьшения. Такой прогресс не только повышает безопасность продукции и снижает химическую нагрузку на окружающую среду, но и ведет к рациональному использованию сельскохозяйственных ресурсов.
Перспективы развития и дальнейшие исследования
Коллектив X-BIO Тюменского государственного университета не останавливается на достигнутом. В ближайшей перспективе ученые планируют расширить зону экспериментов, протестировав возможность применения новой методики на широком перечне пестицидов, а также на растениях с более сложной морфологией листа, кроме традиционных яровых культур. Важнейшим направлением станет изучение поведения растворов при нанесении множественных капель, что позволит еще глубже понять механизмы взаимодействия защитных средств с натуральными гидрофобными поверхностями. Такие исследования обещают вывести российское сельское хозяйство на новые уровни устойчивого развития и эффективности.
Инициатива Тюменского государственного университета подтверждает стратегическую роль науки в решении насущных задач агропромышленного комплекса. Проект реализуется при участии Министерства науки и высшего образования России, что подчеркивает национальную значимость и перспективу внедрения результатов на практике во всех регионах страны.
