Waarom pesticiden een bron van microplastics zijn
Huidige manieren om gewasbeschermingsmiddelen toe te passen, zoals meststoffen, schimmelbestrijders en pesticiden, dragen bij aan microplasticvervuiling. Veel van deze middelen bevatten nog steeds microplasticdeeltjes. Daarnaast zitten er vaak hulpstoffen in die ervoor zorgen dat het middel zich goed verspreidt en aan bladeren blijft kleven. Door strengere Europese regels moeten deze producten daarom opnieuw worden ontwikkeld.
"We moeten veel selectiever zijn in hoe we gewassen tegenwoordig beschermen", zegt prof. Frederik Wurm, voorzitter van de Sustainable Polymer Chemistry (SPC)-groep aan de Universiteit Twente. "De wereldbevolking groeit en mensen moeten worden gevoed, maar de landbouwpraktijken zijn al decennia lang nauwelijks veranderd."
De SPC-groep ontwikkelt biobased, volledig afbreekbare deeltjes die gewasbeschermingsmiddelen precies daar brengen waar ze nodig zijn. Deze zogeheten nanodragers bevatten geen microplastics en zijn gemaakt van natuurlijke polymeren, zoals lignine en cellulose. In de bodem vallen ze na gebruik vanzelf uiteen, zonder schadelijke resten achter te laten.
Plakkeriger dan commerciële producten
Een van de grootste problemen bij het toepassen van pesticiden is wat er gebeurt als het regent. Blijft het product aan het blad kleven en beschermt het het gewas tegen plantpathogenen zoals schimmels, of spoelt het weg en belandt het in de bodem? De deeltjes die de groep van Wurm heeft ontwikkeld, zijn kleveriger en daardoor effectiever dan commerciële producten.
"Door de grootte van de deeltjes te regelen, konden we ervoor zorgen dat de deeltjes veel beter aan bladeren blijven kleven dan commerciële producten. De kleinste deeltjes hebben een diameter van slechts enkele honderden nanometers: dat is tien tot honderd keer kleiner dan die in veel bestaande commerciële middelen", zegt hij. Op die schaal passen de deeltjes precies in de ribbels van het bladoppervlak, waardoor de regen ze moeilijker wegspoeld.
Schimmel bestrijden met nanopasta
De onderzoeksgroep bestudeert ook hoe de vorm van de deeltjes de efficiëntie tegen plantziekten beïnvloedt. Wurm: "De biologisch afbreekbare polymeren die we gebruiken, kunnen zichzelf in verschillende vormen samenvoegen. Sommige zijn bijvoorbeeld een beetje staafvormig, ze zien eruit als kleine spaghetti. En wanneer je ze op een blad aanbrengt vormen ze een soort netwerk, waardoor ze zeer goed hechten."
Het team test de deeltjes momenteel tegen meeldauw, een veelvoorkomende schimmelziekte die moeilijk te bestrijden is en onder andere aardbeien, tomaten en druiven aantast. "Onze experimenten met door meeldauw geïnfecteerde aardbeien tonen tot nu toe aan dat de biologisch afbreekbare deeltjes minstens even effectief zijn als commerciële formuleringen. We bereiden de resultaten voor voor wetenschappelijke publicatie."
Op weg naar gewasspecifieke, duurzame gewasbescherming
Wurm: "Onze doel is om gewasbescherming te herzien en formuleringen te ontwikkelen die zijn afgestemd op specifieke plantensoorten, omdat bladeren verschillen per plant en dat van invloed is op hoe de deeltjes zich hechten en verspreiden." Op de lange termijn zou hun aanpak kunnen worden aangepast aan individuele gewassen, bijvoorbeeld één middel voor aardbeien en een andere voor wijnstokken.
Het werk van de SPC-groep bouwt voort op hun onderzoek naar polymeren, kunststoffen en verpakkingen. Ze passen die expertise nu toe om microplasticvervuiling in de landbouw terug te dringen.
En hoe zit het met de wijn? "Die is drinkbaar", lacht Wurm. Proost, UT.
