По време на покълването семената преминават през една от най-деликатните фази на земеделския цикъл: те се нуждаят от постоянна вода и същевременно трябва да се справят с... хербициди и други химикали, присъстващи в околната средаВ този сценарий, неуспехите през първите няколко дни от живота на растението водят до презасаждане, допълнителни разходи и загуби на добив; ето защо е полезно Научете как да защитите новопокълналите семена.
За да се справят с това предизвикателство, няколко института от мрежата на Fraunhofer са разработили, като част от проекта SeedPlus, Многофункционално и биоразградимо покритие за семена Той не само действа като защитна бариера, но и придружава разсада в ранните му етапи, осигурявайки вода и намалявайки въздействието на хербицидите, без да оставя пластмасови остатъци в почвата.
Какво представлява биоразградимото покритие SeedPlus и какво го отличава?
Концепцията, популяризирана от Института по химични технологии „Фраунхофер“ (ICT), съвместно с Институтите по микроинженерство и микросистеми (IMM) и Молекулярна биология и приложна екология (IME), се основава на... многослойно, напълно биоразградимо покритие за семена, предназначени да осигурят по-стабилно покълване дори при неблагоприятни условия на околната среда, като например случайни засушавания или наличие на хербициди в почвата.
Уникалната характеристика на тази технология е, че тя съчетава две основни функции в една система: водоподдържане и селективна защита срещу хербицидиС други думи, семето е капсулирано в матрица, която може да съхранява големи количества вода и да я освобождава постепенно, докато специална мембрана намалява ефекта на продуктите за растителна защита, без да възпрепятства покълването.
Според изследователския екип, това покритие е съставено от няколко слоя с регулируема дебелина които се адаптират към вида и размера на семената. Това позволява персонализиране на формата и състава в зависимост от културата, нещо особено важно за европейското земеделие, където всичко - от екстензивни култури като захарно цвекло до по-чувствителни видове, съществува едновременно; познавайки видове семена Помага да се коригира тази персонализация.
Подходът на SeedPlus е и ресурсоефективен. Като действа директно върху всяко семе, Вода и защита се прилагат само където е необходимоТова отваря вратата за намаляване на общото количество пестициди и подобряване на ефективността на използването на вложените средства на полето.
Как работи: поддържане на водата и хербициден щит
Една от ключовите характеристики на биоразградимото покритие SeedPlus е неговото функция за съхранение и управление на водатаПолимерната матрица, обграждаща семето, е способна да задържа количество вода, много по-голямо от теглото му, и постепенно да го освобождава към разсада, което е особено полезно в периоди на нередовни валежи или в почви с нисък капацитет на задържане.
Това поведение е особено интересно в контексти като европейския, където Пролетните месеци стават все по-сухи.В Германия например, март и април са периоди с много малко валежи през последните години, което води до увяхване на разсада, преди да развие стабилна коренова система. Мулч, който доставя вода по целенасочен начин, може да е от решаващо значение за успешното засаждане и сезон със значителни загуби.
Успоредно с това, системата включва Селективна защитна мембрана срещу хербицидиТози слой съдържа адсорбиращи материали, като например активен въглен, които действат като филтър: те намаляват излагането на разсада на хербициди, присъстващи в околната среда, без да блокират напълно продукта или да пречат на покълването.
Резултатът е, че покритите семена са по-устойчиви на въздействието на хербицидните обработки, използвани за борба с плевелите, което е критичен аспект при... интензивно земеделие и чувствителни културиПо този начин може да се поддържа ефективността на борбата с плевелите, като същевременно се минимизират страничните щети по младите растения.
Тази комбинация от водна поддръжка и химическа защита не само подобрява първоначалното оцеляване на културите, но и позволява Преосмислете дозировката и честотата на употреба на пестицидиТова е в пълно съответствие с европейските стратегии за намаляване на химическото натоварване в селското стопанство, включително подходите за градинарство без химикали.
Биоразградими материали и пълна липса на микропластмаси
Един от най-интересните аспекти на това покритие е изборът на материали. За разлика от традиционните решения, които разчитат на синтетични полимери и други компоненти, които в крайна сметка се превръщат... устойчиви микропластмаси в почватаПодходът на SeedPlus разчита изключително на формули с естествен произход.
Изследователите са заменили синтетичните полимери с смеси от полизахариди, протеини, естествени каучуци и порести неорганични материалиТе включват активен въглен. Различни комбинации от тези съставки са тествани, за да се намерят алтернативни състави, които предлагат най-добрия баланс между капацитет за задържане на вода, защита от хербициди и добро покълване.
Тъй като материалите са биоразградими, покритието разлага се контролирано в почвата след като изпълни функцията си, без да оставя проблемни отпадъци или да допринася за натрупването на пластмаси в земеделските райони, което също помага за подобрете градинската почва по естествен път.
За да се гарантира, че тези нови материали не създават скрити рискове, Институтът Fraunhofer IME стартира платформа за екотоксикологичен скринингПреди капсулирането на семената, компонентите на покритието се оценяват отделно в моделни организми от водни и сухоземни екосистеми, със специфични тестове за дългосрочна разградимост.
По този начин се проверява, че материалите не причиняват неблагоприятни ефекти върху почвената фауна или повърхностните води, нещо, което при много конвенционални покрития едва се взема предвид отвъд параметрите на агрономическите характеристики.
Промишлени процеси на капсулиране и адаптиране към различни култури
Технологията, разработена в SeedPlus, не се ограничава само до един метод за покритие. В зависимост от вида и размера на семената се използват различни методи. различни индустриални процеси на капсулиране които позволяват регулиране на дебелината на слоевете и увеличаване на мащаба на производството.
En грунд Лугар, ел процес с флуидизиран слой Използва се за особено чувствителни семена. При тази система семената се държат в суспензия от газов поток, докато покриващите материали се напръскват върху тях. Това позволява много прецизен контрол на дебелината на слоя, което е от решаващо значение при търсенето на деликатен баланс между защита и кълняемост.
За големи обеми и култури, които изискват големи количества третирани семена, се прилага следното: покритие на барабанаВ този процес семената се разбъркват във въртящ се барабан, докато постепенно се добавят формулите за покритие. Резултатът е равномерно покритие, подходящо за масово производство, което улеснява интегрирането на технологията в търговските вериги за доставка на семена.
Когато работят с много малки семена, изследователите избират метод за мокра химическа повърхностСемената се потапят в течната покривна структура и след период на излагане се оставят да се отцедят и изсъхнат, докато се образува защитният слой. Този подход позволява ефективно опаковане на семена, които поради размера си са трудни за третиране с други методи, и се допълва от техники, прилагани в защитени семенни лехи.
Гъвкавостта на тези процеси позволява адаптирането на покритието към култури от стратегически интерес за Европа, като захарно цвекло, както и видове, които могат да играят важна роля в прехода към възобновяеми суровини, като например руското глухарче, използвано в изследвания, свързани с производството на естествен каучук.
Резултати в оранжерии и на полето: до 58% повече кълняемост
За да проверят действителната ефективност на биоразградимото покритие, екипите на Fraunhofer са провели опити както в оранжерии, така и на откритоСемена от руско глухарче и захарно цвекло са използвани като модели, сравнявайки покрити партиди с нетретирани семена.
Получените данни показват, че с избраните формулировки, Кълняемостта може да се увеличи с до 58% в сравнение с конвенционалните семена.Това увеличение на практика означава по-малка нужда от презасяване, по-равномерно поникване и по-голяма хомогенност на културите – ключови фактори за планиране на напояването, торенето и практиките за борба с плевелите; също така помага за намаляване проблеми с покълването на семената ви.
В допълнение към покълването, изследователите са анализирали логистични аспекти като капацитет за съхранение на покрити семена и тяхната съвместимост със стандартната селскостопанска техника. С други думи, доказано е, че тези семена могат да бъдат обработвани, дозирани и засявани със съществуващото оборудване, без да се изискват радикални промени в сеялките или методите на работа на фермерите.
Успоредно с това, гореспоменатата платформа за екотоксикологична оценка направи възможно идентифицирането на формулировки за покрития, които съчетават добри агрономически характеристики с доказана екологична безопасностс изключение на тези, които, въпреки че функционират добре при покълване, представляват известен потенциален риск за почвените или водните организми.
Целият този подход, от дизайна на материалите до тестването в реални условия, сочи към технология, предназначена за... да направят скока от лабораторията към полето, нещо, което не винаги се случва с иновациите в покритията за семена.
Потенциално въздействие върху европейското селско стопанство и околната среда
Използването на биоразградимо и многофункционално покритие като SeedPlus има последици, които се простират отвъд отделната култура. На ниво селскостопанска система то може да допринесе за... намаляване на употребата на пестициди, да подобрят ефективността на водата и да ограничат тихите източници на замърсяване, като например микропластмасите от селскостопански източници.
Чрез локална защита на семената и осигуряване на вода точно там, където е необходима, се намалява необходимостта от широко разпространени полски обработки, което води до... намаляване на химическото натоварване, разпръснато в околната средаТова е в съответствие с целите, определени от Европейския съюз, относно намаляването на продуктите за растителна защита и прехода към по-устойчиви производствени системи, като например биологични градини.
Успоредно с това, подобреното управление на водата, осигурено от покритието, може да помогне на културите да издържат по-добре на условията. епизоди на кратка суша или нередовни валежиТова е все по-често срещана реалност в различни региони на Испания и останалата част от Европа. По-голямата стабилност на кълняемостта по време на трудни вегетационни периоди е фактор, който може пряко да повлияе на сигурността на производството.
Пълното елиминиране на синтетичните полимери в полза на биоразградимите материали също така решава проблем, който, макар и не много видим, придобива все по-голямо значение в екологичния дневен ред: натрупване на пластмасови частици в земеделските почвиКато не генерира микропластмаси, този вид покритие предотвратява добавянето на натиск върху екосистемите, които вече са подложени на интензивна употреба.
Накрая, ако семената покълват по-добре и културите са по-устойчиви, необходимостта от разширяване на земеделската земя за поддържане на нивата на производство се намалява. Това се изразява в по-малък натиск върху природните екосистеми и районите с висока екологична стойностТова е особено важно в европейските региони, където обработваема земя и защитени територии съществуват едновременно в непосредствена близост.
Като цяло, това биоразградимо покритие за семена се очертава като инструмент, способен да подобри началните етапи на отглеждане, да засили стабилността на реколтата и да намали въздействието върху околната среда, свързано със засаждането, интегрирайки в едно решение... управление на водите, защита от хербициди и премахване на микропластмасиТова са аспекти, които са в основата на дебата за бъдещето на селското стопанство в Европа.
