Бразильские ученые разработали новый биополимерный состав, который значительно продлевает срок хранения и улучшает свойства биоинсектицида на основе грибка Beauveria bassiana. Этот грибок активно применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями как альтернативу химическим пестицидам. Результаты исследования, проведенного при поддержке Исследовательского фонда Сан-Паулу (FAPESP), опубликованы в журнале ACS Omega.
Технология основана на инкапсуляции спор грибка в микрогранулы из карбоксиметилцеллюлозы – водорастворимого полимера, получаемого из целлюлозы. Гранулы создают методом ионотропного гелеобразования, который позволяет заключить грибок в защитную матрицу. Такая оболочка не только сохраняет споры, но и обеспечивает их постепенное высвобождение, что продлевает защитное действие препарата.
Исследователи сравнили два варианта состава, используя для сшивания полимера ионы алюминия и кальция. Гранулы, сшитые ионами алюминия, после высыхания сохранили однородную сферическую форму. В то же время гранулы на основе кальция деформировались и слипались в бесформенные комки, что могло бы затруднить их практическое применение и снизить эффективность.
Анализ под электронным микроскопом подтвердил преимущества алюминиевого состава. Его гранулы имеют слегка шероховатую поверхность с мелкими трещинами, что, вероятно, способствует контролируемому высвобождению грибка. Поверхность кальциевых гранул оказалась более грубой и неровной, что хуже защищает споры.
Ключевым результатом стали тесты на жизнеспособность. После пяти месяцев хранения при температуре –18 °C в гранулах с алюминием выжило около 85% спор грибка. В контрольном образце без капсулы этот показатель составил 69%. Улучшенная термостабильность и способность удерживать влагу помогают сохранить активность грибка.
Грибок Beauveria bassiana уничтожает насекомых-вредителей с помощью бластоспор, которые при контакте с ними быстро прорастают и колонизируют их. При этом он практически безопасен для млекопитающих и других организмов, что выгодно отличает его от химических инсектицидов широкого спектра действия.
Руководитель исследовательской группы Эрнан да Силва Баруд отметил, что следующим шагом станут полевые испытания для проверки эффективности технологии в реальных аграрных условиях. Ученые планируют протестировать препарат на разных культурах, а в перспективе – и в животноводстве для борьбы с паразитами, например клещами.
По словам исследователей, предложенный метод инкапсуляции достаточно прост и может быть легко масштабирован для промышленного производства с минимальными затратами. Если полевые испытания окажутся успешными, технология может сделать биоинсектициды более доступными и способствовать их широкому внедрению в сельском хозяйстве.