Эко-инсектициды с углеродными точками будут светиться в темноте
Команда исследователей из Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук разработала инновационный состав экологически чистого инсектицида, который обещает усилить борьбу с вредителями, уделяя приоритетное внимание безопасности, как для сельскохозяйственных культур, так и для окружающей среды.
«Новый коллоидный инсектицид представляет собой экологичную альтернативу традиционным ядохимикатам», — сказал профессор Чжэнъянь, который возглавлял исследовательскую группу.
Применение традиционных биоцидов часто сопряжено с рядом проблем, включая неравномерное нанесение на листья растений, быстрое смывание дождем и разложение под воздействием солнечного света. Кроме того, остаточные химические вещества в этих составах могут представлять опасность для окружающей среды.
В ходе исследования команда разработала новую рецептуру инсектицида, в которой в качестве носителей действующего препарата абамектина используются модифицированные углеродные точки и частицы карбоната кальция. Новая формула улучшает адгезию к листьям, противостоит разрушению под воздействием солнечных лучей и обеспечивает медленное высвобождение активного ингредиента для поддержания эффективности.
Абамектин — современный несинтетический инсектицид и акарицид широкого спектра действия, получаемый из колоний актиномицетов Streptomyces avermectilis. Эффективно уничтожая насекомых и клещей, он сравнительно безопасен для прочей фауны и флоры.
Успех нового препарата заключается в его уникальной структуре. Люминесцентные углеродные точки (LYSCD) в сочетании с карбонатом кальция (CaCO3) увеличивают способность комплекса удерживать в микрогранулах больше абамектина — примерно в 1,7–2,1 раза по сравнению с обычными препаратами. Это позволяет повысить эффективность при использовании меньшего количества активного ингредиента.
Когда инсектицид попадает в слабокислую среду на листьях растений, карбонат кальция разлагается, что способствует более быстрому высвобождению абамектина. Флуоресценция углеродных точек позволяет в ночное время проследить за равномерностью опрыскивания и добавить препарат в те места, где его мало. Также предполагается, что свечение органических частиц привлечет насекомых, реагирующих на свет.
Механизм «контролируемого высвобождения» гарантирует, что инсектицид дольше сохраняет свою активность даже в сложных условиях, связанных с избыточным ультрафиолетом или осадками.
В ходе испытаний, проведенных на Plutella xylostella (бриллиантовой моли), распространенном сельскохозяйственном вредителе, новая формула продемонстрировала отличную борьбу с вредителями как в помещении, так и на открытом воздухе. Важно отметить, что это также сводит к минимуму воздействие на окружающую среду. По сравнению с традиционными химикатами, новый состав показал меньшую токсичность для организмов, не являющихся мишенями, таких как рыбки данио-рерио и дождевые черви.
Как только инсектицид высвобождает свой активный ингредиент, оставшиеся вещества разлагаются на безвредные составляющие — ионы кальция (Ca2⁺), углекислый газ (CO₂) и микроскопические безвредные частицы, входившие в состав люминесцентных углеродных точек. Это резко снижает риск загрязнения окружающей среды, неизбежный при использовании фосфорорганических и других убойных для всего живого ядохимикатов прошлых поколений.
