Fermerlərin istifadə etdiyi kənd təsərrüfatı spreylərinin, o cümlədən gübrələrin, pestisidlərin və herbisidlərin miqdarının azaldılması ətraf mühitə axıdılan çirkləndirici axınların miqdarını azalda bilər, eyni zamanda fermerlərin xərclərini azalda və bəlkə də onların məhsuldarlığını artıra bilər. Klassik qazan-qazan-qazan.

MIT-də tədqiqatçılar qrupu və onların işə saldıqları bir spin-off şirkəti bunu etmək üçün bir sistem hazırlayıb. Onların texnologiyası sahəyə səpilərkən damcıların ətrafına nazik bir örtük əlavə edərək, yarpaqlardan sıçrayaraq yerə tullanmağa meylini xeyli azaldır. Bunun əvəzinə, örtülmüş damcılar nəzərdə tutulduğu kimi yarpaqlara yapışır.

Tədqiqat bu gün Soft Matter jurnalında , MİT – in son məzunları Vishnu Jayaprakash Ph.D. ’22 və Sreedath Panat Ph.D. ’23, aspirant Simon Rufer və MIT-nin maşınqayırma professoru Kripa Varanasi.

Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırma göstərdi ki, fermerlər pestisidlərdən istifadə etməsələr, meyvənin 78%-ni, tərəvəzin 54%-ni və taxıl istehsalının 32%-ni itirəcəklər. Onların əhəmiyyətinə baxmayaraq, spreylərə nəzarət edən və optimallaşdıran texnologiyanın olmaması fermerləri bu kimyəvi maddələrin necə tətbiq olunacağına qərar vermək üçün şəxsi təcrübəyə və əsas qaydalara etibar etməyə məcbur etdi. Nəticədə, bu kimyəvi maddələr həddindən artıq püskürməyə meyllidir, bu da axmağa və kimyəvi maddələrin su yollarına düşməsinə və ya torpaqda yığılmasına səbəb olur.

Tədqiqatçılar qeyd edirlər ki, pestisidlər qlobal sağlamlıq və ətraf mühitə ciddi ziyan vurur. Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırma göstərdi ki, dünya üzrə kənd təsərrüfatı torpaqlarının 31%-i pestisidlərlə çirklənmə riski altındadır. Kənd təsərrüfatı kimyəviləri isə fermerlər üçün əsas xərcdir: ABŞ-da onlar yalnız pestisidlərə ildə 16 milyard dollar xərcləyirlər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1742998915&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-spray-technology-pesticides-polluting-runoff.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3NyJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc3Il1dLDBd&dt=1742998915761&bpp=1&bdt=86&idt=134&shv=r20250324&mjsv=m202503200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1742998581%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1742998581%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1742998581%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3069030168093&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2018&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353929%2C95356498%2C95356504%2C95355300&oid=2&pvsid=1492461206304094&tmod=601627141&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=139

Püskürtmənin daha səmərəli olması qida istehsalının daha davamlı və qənaətli olmasının ən yaxşı yollarından biridir. Kənd təsərrüfatının çiləmə üsulu əsasən kimyəvi maddələrin suya qarışdırılmasına və bitki yarpaqlarına su damcılarının səpilməsinə qədər uzanır . “MIT-dəki laboratoriyamda on ildən çox araşdırma apararaq, biz çiləmə üsulu və damcılar və bitkilər arasında qarşılıqlı əlaqə haqqında fundamental anlayışlar inkişaf etdirdik – onların sıçradığı zaman və onları daha yaxşı yapışdırmaq və əhatə dairəsini artırmaq üçün bütün yolları öyrəndik” dedi Varanasi.

Komanda əvvəllər vurduğu yarpaqlardan sıçrayan səpilən mayenin miqdarını azaltmağın bir yolunu tapmışdı ki, bu da bir əvəzinə iki püskürtmə başlığından istifadə etməyi və əks elektrik yüklü qarışıqları çiləməyi nəzərdə tuturdu. Lakin onlar tapdılar ki, fermerlər çiləmə avadanlığını iki başlıqlı sistemə çevirmək üçün xərc və səyləri öz üzərlərinə götürmək istəmirlər. Beləliklə, komanda daha sadə alternativ axtardı.

Mövcud çiləyicilərə asanlıqla uyğunlaşdırıla bilən tək başlıqlı sistemdən istifadə edərək damcı tutmada eyni təkmilləşdirməyə nail ola biləcəklərini kəşf etdilər. Pestisid damcılarına elektrik yükü vermək əvəzinə, onlar hər damcıya yağlı materialın yoxa çıxacaq dərəcədə nazik təbəqəsi ilə örtürlər.

Onlar yeni araşdırmalarında yüksək sürətli kameralarla laboratoriya təcrübələri aparıblar. Bir çox bitki yarpaqlarına bənzər su itələyici (hidrofobik) səthə heç bir xüsusi müalicə tətbiq etmədən damcı səpdikdə , damcılar əvvəlcə pancake kimi diskə yayıldı, sonra yenidən topa çevrildi və geri sıçradı. Lakin tədqiqatçılar damlacıqların səthini az miqdarda neftlə (damcı mayesinin 1%-dən azını təşkil edən) örtdükdə damcılar yayıldı və sonra yerində qaldı. Müalicə damlacıqların “yapışqanlığını” yüz dəfə yaxşılaşdırdı.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Rufer deyir: “Bu damcılar səthə dəyəndə və genişləndikcə damcıları səthə bağlayan bu yağ halqasını əmələ gətirirlər”. Tədqiqatçılar müxtəlif şərtləri sınadılar, deyir, yüzlərlə təcrübə apardıqlarını izah edərək, “fərqli təsir sürətləri, fərqli damcı ölçüləri, müxtəlif meyl bucaqları, bu fenomeni tam xarakterizə edən hər şey”.

Fərqli yağların effektivliyi fərqli olsa da, hamısı təsirli idi. “Təsir sürətindən və yağlardan asılı olmayaraq, biz rebound hündürlüyünün əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olduğunu gördük” deyir.

Təsiri olduqca az miqdarda yağla işləyir. İlkin sınaqlarında su ilə müqayisədə 1% yağ istifadə etdilər, sonra 0,1% və hətta .01% yağdan istifadə etdilər. Səthə yapışan damlacıqların yaxşılaşması 0,1% səviyyəsində davam etdi, lakin ondan kənarda parçalanmağa başladı. Rufer deyir: “Əsasən, bu yağ filmi həmin damcı səthdə tutmaq üçün bir yol kimi çıxış edir, çünki neft səthə çox cəlb olunur və bir növ suyu yerində saxlayır”.

Tədqiqatçıların ilkin sınaqlarında, örtük üçün soya yağı istifadə etdilər və bunun bir çoxları soya yetişdirən fermerlər üçün tanış material olacağını düşündülər. Lakin məlum oldu ki, onlar lobya istehsal etsələr də, yağ fermada istifadə üçün onların adi tədarük zəncirinin bir hissəsi deyildi. Sonrakı sınaqlarda tədqiqatçılar, fermerlərin çiləmə üsulunda artıq müntəzəm olaraq istifadə etdikləri, səthi aktiv maddələr və köməkçi maddələr adlanan bir neçə kimyəvi maddənin əvəzinə istifadə edilə biləcəyini və bunlardan bəzilərinin damcıların yarpaqlarda yapışmasında eyni faydaları təmin etdiyini tapdılar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1742998934&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-spray-technology-pesticides-polluting-runoff.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3NyJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc3Il1dLDBd&dt=1742998915917&bpp=3&bdt=243&idt=3&shv=r20250324&mjsv=m202503200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1742998917%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1742998917%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1742998917%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C540x135%2C1005x124&nras=2&correlator=3069030168093&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4210&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=1308&eid=95353929%2C95356498%2C95356504%2C95355300&oid=2&psts=AOrYGsmAuQC1acY9HfJz4_QDmLw9u2uXe7HgFv0AXDUNpidF2LlDvnJ1gKqbyPac0WCf18cfdMRdPP-vre6g_r_6Ul39WaKTr0XfjUps25xxmydYlGhzXQ&pvsid=1492461206304094&tmod=601627141&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=5&uci=a!5&btvi=3&fsb=1&dtd=18839

“Beləliklə,” Varanasi deyir, “biz öz sahələrində yeni kimyəvi və ya dəyişdirilmiş kimya tətbiq etmirik, lakin onlar çoxdan bildikləri şeylərdən istifadə edirlər.”

Varanasi və Jayaprakash sistemi kommersiyalaşdırmaq üçün AgZen adlı şirkət yaratdılar. Onların örtük sisteminin bitkidə qalan sprey miqdarını nə qədər yaxşılaşdırdığını sübut etmək üçün əvvəlcə real vaxtda çiləmə prosesini izləmək üçün sistem hazırlamalı idilər.

RealCoverage adlandırdıqları bu sistem bir neçə onlarla hektardan yüz minlərlə akr əraziyə və bir çox müxtəlif məhsul növlərinə qədər dəyişən fermalarda tətbiq edilib və fermerlərin pestisid xərclərində 30-50% qənaət edib, sadəcə mövcud spreylərə nəzarəti təkmilləşdirməklə.

Sistem 2025-ci ildə 920,000 hektar əkin sahəsinə yerləşdiriləcək, şirkət deyir ki, bəziləri Kaliforniya, Texas, Midwest, Fransa və İtaliyada. Tədqiqatçıların fikrincə, yeni nozzilərdən istifadə edərək gizlətmə sisteminin əlavə edilməsi səmərəliliyin ən azı iki dəfə artmasına səbəb olmalıdır.

Tədqiqat məqaləsinin aparıcı müəllifi və AgZen-in baş direktoru Jayaprakash deyir: “ABŞ istehsalçılarına onların pestisid büdcəsinin 6%-nə qənaət etsəniz, onlara bir milyard dollar qaytara bilərsiniz”. “Laboratoriyada biz zavodda 300% əlavə məhsul əldə etdik. Bu o deməkdir ki, fermerlərin səpdiyi pestisidlərin miqdarında böyük azalma sifarişləri əldə edə bilərik.”

Fermerlər artıq çiləmə effektivliyini artırmaq üçün bu səthi aktiv maddə və köməkçi kimyəvi maddələrdən istifadə edirdilər, lakin onlar onu su məhlulu ilə qarışdırırdılar. Bunun hər hansı bir təsir göstərməsi üçün bitkilərin yanmasına səbəb olmaq riski ilə bu materiallardan daha çox istifadə etməli oldular. Yeni örtük sistemi lazım olan bu materialların miqdarını azaldır, eyni zamanda onların effektivliyini artırır.

Jayaprakash deyir ki, AgZen tərəfindən aparılan çöl sınaqlarında, “biz yalnız köməkçi maddənin yerini dəyişdirməklə, kələm və soyada məhsulun miqdarını iki qat artırdıq”, – deyir. Bu, fermerlər üçün əlverişlidir, çünki “onların etdikləri yalnız başlıqlarını dəyişdirməkdir. Onlar bütün mövcud kimyəvi maddələrin daha yaxşı işləməsini təmin edir və zavodda daha çox məhsul əldə edirlər.”

Və bu, yalnız pestisidlər üçün deyil. Varanasi deyir: “Əslində maraqlısı budur ki, bu, yarpaqda gedən hər bir kimya üçün faydalıdır – insektisid, herbisid, funqisid və ya yarpaqdan qidalanma”. Bu il onlar 30 min hektara yaxın əkin sahəsində yeni çiləmə sistemini tətbiq etməyi planlaşdırırlar.

Varanasi deyir ki, dünya əhalisinin proqnozlaşdırılan artımı ilə “ərzaq istehsalının miqdarı iki dəfə artıb və biz o qədər çox resursla məhdudlaşırıq, məsələn, biz əkin sahələrini iki dəfə artıra bilmərik… Bu o deməkdir ki, hazırda əkinçiliklə məşğul olduğumuz hər akr daha səmərəli olmalı və daha az xərclə daha çox iş görməlidir”. Bu təkmilləşdirilmiş çiləmə texnologiyaları, həm çiləmə prosesini izləmək, həm də damcıları örtmək üçün, Varanasi deyir: “Məncə, kənd təsərrüfatını kökündən dəyişdirir.”

AgZen bu yaxınlarda kənd təsərrüfatına kimyəvi daxilolmalara nəzarəti təkmilləşdirə bilən bu texnologiyaların sürətli kommersiya tətbiqini dəstəkləmək üçün vençur maliyyələşdirməsi üçün 10 milyon dollar cəlb etmişdir.

“Hər yarpaqdan topladığımız biliklər, interfasial elm və maye mexanikası sahəsindəki təcrübəmizlə birləşərək , bizə kimyəvi maddələrin necə istifadə edildiyi və inkişaf etdirildiyinə dair misilsiz anlayışlar verir – və aydındır ki, biz bütün aqrokimyəvi təchizat zəncirində dəyər verə bilərik” dedi Varanasi.

“Bizim missiyamız ag sənayesi üçün təkmilləşdirilmiş nəticələr və azaldılmış xərcləri təmin etmək üçün bu texnologiyalardan istifadə etməkdir.”

Daha çox məlumat: Vishnu Jayaprakash et al, Pestisidlərin çirklənməsini azaltmaq üçün örtülü damcılardan istifadə edərək sprey saxlama qabiliyyətinin artırılması, Soft Matter (2025). DOI: 10.1039/D4SM01496K pubs.rsc.org/en/content/articl … g/2025/sm/d4sm01496k

Jurnal məlumatı: Soft Matter 

Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir