Наши учени създават заместители на пестициди

Проф. д-р Оля Стоилова (вдясно) и доц. д-р Мария Спасова по време на форума „Наука за бизнес“ Снимки Личен архив

По време на петото издание на форума „Наука за бизнес“ бяха представени текущите резултати по проекта „Дизайн на иновативни полимерни материали като агенти за биоконтрол с приложение в екоземеделието (АГРОБИОМАТ)“, финансиран от Европейския съюз чрез инструмента „Следващо поколение ЕС“. Екипът на Проекта е от учени от Института по полимери на БАН и от Аграрния университет в Пловдив. Те търсят партньори от бизнес средите, които се интересуват от намаляване употребата на синтетични пестициди, които водят до замърсяване на почвите, водите и въздуха, вредят на насекоми, птици и бозайници и могат да бъдат опасни за човешкото здраве.

„Основната цел е да получим набор от различни полимерни формулировки,

които да имат приложение в селското стопанство и да са с екологична насоченост – казва проф. д-р Оля Стоилова от Института по полимери, ръководител на Проекта. – Целта е да се намали използването на синтетичните пестициди, чиято употреба може да има негативни ефекти върху човешкото здраве и околната среда. Решението е в създаването и използването на безопасни алтернативи, каквито са агентите за биоконтрол, които могат да ускорят процеса на намаляване на зависимостта от пестициди и по този начин да осигурят устойчиво екоземеделие, безопасно за околната среда и за обществото.“

Сред специфичните цели на Проекта са насочено моделиране на дизайна, структурата и морфологията

на екологосъобразни полимерни носители чрез прилагане и комбиниране на класически и на „зелени“ напреднали техники, които отговарят на необходимостта от третиране на заболявания по културните растения; получаване на набор от полимерни материали с разнообразна форма и с желани свойства, подходящи за потенциално приложение като агенти за биоконтрол в екоземеделието.

Учените включват в полимерните носители подходящи биоагенти (бактерии, вируси, дрожди и др.), които са естествени врагове на вредители или патогени. Тяхната роля е да бъдат активни и да атакуват вредителите по растенията, като успешно ги обезвреждат. В самостоятелна форма тези биоагенти не са защитени от отрицателното въздействие на факторите на околната среда (влажност, температура, рН и др.) и затова учените ги включват в полимерни носители под формата на различни формулировки. По този начин те са защитени, по-устойчиви и тяхната активност се запазва при продължително съхранение.

Екипът от Института по полимери в София има за задача

да разработи набора от различни полимерни формулировки, а колективът от Пловдив – да предостави полезните микроорганизми, които се изолират от почвата и се култивират в биореактор. Готовите суспензии се изпращат на екипа от София за включване в полимерните носители, като така се създава и крайният продукт – полимерните агенти за биоконтрол.

„Така получените хибридни биоматериали се изпращат в Пловдив, за да се тестват първо срещу различни фитопатогени (Fusarium, Alternaria и др.) – допълва доц. д-р Мария Спасова, член на колектива. – Това са микроорганизми, които причиняват болести по културните растения – главно по зеленчукови и зърнено-житни култури, като зеле, пипер, домати, пшеница и царевица.

Включването на полезните микроорганизми в полимерните формулировки ги предпазва от външно въздействие

и удължава тяхната активност при продължително съхранение (над 6 месеца). След това, когато формулировките се поставят в реална среда с наличие на влага, полезният микроорганизъм започва да се развива. Той стимулира защитните сили на растението и потиска развитието на фитопатогени. Голяма част от тези полезни микроорганизми паразитират върху фитопатогена и не му дават възможност да се развие.“

До момента екипът е изработил и тествал активността на четири полимерни формулировки

с различен дизайн – влакнести полимерни материали, получени чрез електроовлакняване, вискозни полимерни разтвори, гранули и филми. След включването на полезните микроорганизми в подходящите полимерни носители се изследва дали те остават жизнеспособни. До този момент във всички тествани формулировки включените микроорганизми запазват своята жизнеспособност.

Внимателно подбраните полимери от възобновяеми източници освен като носител служат и като субстрат за развитие на агентите за биоконтрол, т.е. имат активна роля при внасянето им в средата за развитие на растенията, осигурявайки благоприятни условия за развитие и на полезния микроорганизъм.

В момента екипът е на етап тестване на получените формулировки

в симулирана среда (саксии и парници), преди те да се приложат в реални условия – на полето, което е и крайната цел на проекта.

„Всъщност това, което направихме досега, е обработка на семена на пшеница с полимери с включени микроорганизми – допълва доц. д-р Мария Спасова. – Работим заедно с колегите от Пловдив, които съдействат за изпитването на семената в симулирана и в реална среда. До този момент резултатите са положителни и са на етап да достигнат до експерименти в реални условия, което вероятно ще се случи през септември.“

За тази цел екипът от Института по полимери в София, съвместно с колегите си от Пловдив, водят преговори с предприемачи, за да се проведат тестове на терен в земеделски площи.

„При съществуващите на пазара препарати за биоконтрол проблемът е,

че те се предлагат в комбинация с други материали, включващи синтетични пестициди, и обикновено са ориентирани към специфични единични патогенни вредители, което налага употреба на различни препарати за конкретни болести – казва проф. Стоилова. – Нашата цел е намирането на подходящата полимерна формулировка, която не само да предпази агентите за биоконтрол от увреждащите фактори на околната среда, но и същевременно да позволи освобождаването им в културата на правилното място и в точното време, както и да ги запази активни при продължително съхранение.“

По този проект екипът от учени работи от една година, като в края на изпълнението му трябва да се достигне т.нар. ниво на технологична готовност 7.

„Успяхме да направим един полезен модел и чакаме в момента решение за паралелен патент. Имаме вече и четири публикации в списания с отворен достъп, импакт-фактор и в квартил Q1, петата е в редакцията“, казва проф. Стоилова.

Проблемът в момента е, че на производителите им е много лесно

да ползват синтетичните пестициди чрез директното им прилагане чрез поливане. В проектното предложение една от предлаганите формулировки също е под формата на вискозен разтвор и действа на същия принцип – може да се прилага чрез поливане или да се пръска. Предимство на предлаганата формулировка е, че освен на корените полимерът може да се фиксира и върху листата, като по този начин предпазва цялостно растението и от други вредители освен фитопатогените, каквито може да са белокрилки, червеи и др.

„Като част от Зелената сделка и стратегията „От фермата до трапезата“, ЕС си постави за цел да намали с 50% употребата на химическите пестициди до 2030 г. – казва проф. Стоилова. – Но това важи за Европейския съюз. В съседна Турция синтетичните пестициди се произвеждат и продават без ограничения. Те се купуват, защото производителите знаят, че са ефективни, и не ги интересува, че имат вредни последствия. А в Европейския съюз има директиви и регламенти, които регулират употребата на тези синтетични пестициди с цел защита на човешкото здраве, околната среда и биоразнообразието.“