Японские ученые из Университета Кюсю разработали инсектицид на растительной основе, который может стать альтернативой синтетическим пестицидам для защиты хранящихся зернобобовых. В его основе – соединения из чеснока и перечной мяты, чью эффективность против вредителей удалось повысить с помощью нанотехнологий. В лаборатории препарат показал высокую токсичность для целевого насекомого, но был относительно безопасен для его естественного врага – паразитической осы.
Препарат предназначен для борьбы с адзукиевой зерновкой – одним из самых опасных вредителей, который уничтожает урожай бобовых уже после сбора. Самки откладывают яйца на семена, а личинки развиваются внутри, выедая их. Активные вещества нового инсектицида – диаллилдисульфид (DDS) из чеснока и (R)-карвон из мяты. Их применение в чистом виде затруднено: они летучи, плохо растворяются в воде и неравномерно контактируют с телом насекомого.
Чтобы решить эту проблему, ученые с помощью ультразвука превратили активные вещества в наноэмульсию – взвесь мельчайших масляных капель в воде. Размер капель составил 50–60 нанометров, что в тысячи раз тоньше миллиметра. Такая форма позволяет активному веществу лучше распределяться и проникать через покровы и дыхательные пути насекомого.
Лабораторные испытания показали, что в виде наноэмульсии токсичность чесночного соединения для зерновки выросла на 30,5%, а мятного – на 8,2% по сравнению с обычными формами. Их совместное применение дало еще более сильный эффект, что может указывать на разные механизмы воздействия на организм вредителя.
Ученые также оценили, как препарат влияет на паразитическую осу, которая естественным образом контролирует популяцию зерновки. В дозировке, убивающей половину вредителей, погибло не более 22% ос. Это говорит о потенциальной совместимости нового инсектицида с методами биологического контроля. Кроме того, обработка не повредила семена бобов и не снизила их всхожесть, а наоборот – способствовала росту корней. Остатков действующих веществ на семенах после обработки не обнаружили.
Теперь команда Университета Кюсю готовится к испытаниям в реальных условиях на крупных зернохранилищах. Исследователям предстоит выяснить, как на эффективность препарата влияют температура, влажность и другие факторы, а также как долго он сохраняет активность. Результаты этих тестов покажут, сможет ли разработка стать коммерческим продуктом и помочь в защите урожая без применения синтетических пестицидов.