Die bahnbrechende Nanotechnologie, entworfen um Kirschen, Äpfel und andere beliebte Früchte vor Frostschäden zu schützen, zeigt positive Resultate in den Tests von Forschern der Washington State University.
Das Forschungsteam erhielt kürzlich einen Zuschuss von $500.000 vom U.S. Department of Agriculture's National Institute of Food and Agriculture, um Nanokristalle auf Pflanzenbasis zu entwickeln, die die Knospen von Früchten bedecken und sie im Frühjahr, wenn die Temperaturen noch unvorhersehbar steigen und fallen, vor Frostschäden schützen sollen.
Die einzigartige Lösung wurde von Xiao Zhang formuliert, einem außerordentlichen Professor am WSU Tri-Cities’ Bioproducts, Sciences and Engineering Laboratory, und einem Team von Unterstützern aus verschiedenen Disziplinen.
"Es gibt im Frühling oft Frostschäden, wenn die Blüten sich öffnen und die sensiblen Gewebe der Pflanze freiliegen", sagt Matthew Whiting, Forscher und Professor für Gartenbau beim WSU Irrigated Agriculture Research and Extension Center. "Wenn das Wetter in einer Woche warm ist, signalisiert das der Pflanze, dass sie aufwachen muss. Aber Pflanzen verlieren ihre Toleranz für Kälte sehr schnell, und das ist wenn Frostschäden auftreten", fügt Whiting hinzu. "Das Resultat sind viele Schäden."
Positive Resultate in vorläufigen Tests
Das Team, wird von Professor Qin Zhang, Direktor des WSU Center for Precision and Automated Agricultural Systems, angeführt. Auch Xiao Zhang, Matthew Whiting und Changki Mo, WSU Tri-Cities außerordentlicher Professor für Maschinenbau, sind ein Teil der Gruppe. Zusammen haben sie in diesem Frühjahr ihre ersten Feldversuche mit den Nanokristallen durchgeführt. Diese zeigten positive Resultate.
Das Team wird in den nächsten drei Jahren weitere Versuche durchführen und nach der perfekten Dosis und Auftragetechnik suchen.
"Wir werden die thermalen Eigenschaften des Nanokristall-Sprays untersuchen und uns voll darauf konzentrieren den Mechanismus der Kristalle bei der Reduktion der Frostschäden zu verstehen", so Mo. Wenn sich die Technologie als sinnvoll erweist, wird sie einen großen Einfluss auf die Landwirtschaft haben.
"Unsere vorläufigen Resultate zeigen, dass die Technologie sehr vielversprechend ist. Sogar noch besser, als wir erwartet hatten", sagt Qin Zhang. "Wenn wir beweisen, dass die Lösung funktioniert und wir die Methode des Auftragen perfektioniert haben, wird die Technologie nicht nur bei Baumfrüchten sondern auch bei vielen anderen Pflanzen bahnbrechend sein. Das Potenzial dieser Technologie ist riesig!"
Einzigartige und erneuerbare Charakteristiken
Da die Kristalle auf Pflanzenbasis sind, sind sie eine umweltfreundlichere Methode zur Kontrolle der Temperaturen als aktuell genutzte Möglichkeiten.
Derzeit nutzen Erzeuger Mittel wie Windturbinen um die Luft zu zirkulieren und die Temperatur von kalten Stellen in den Plantagen zu steigern. Oder sie nutzen Heizungen, die Tausende Dollar pro Nacht kosten und die Umwelt signifikant belasten.
"Mit den einzigartigen strukturellen Charakteristiken und physischen Eigenschaften, und der Tatsache, dass die Kristalle aus biologischen Materialien bestehen und als erneuerbar gelten, suchen wir nach einer hochwertige Applikation in einer Nische der Baumfrüchte zum Schutz vor Frostschäden", so Xiao Zhang.
Interdisziplinäre Arbeit für die Zukunft des Schutzes von Früchten
Forscher aus verschiedenen Disziplinen der WSU arbeiten an der Perfektion der Nanokristallmethode, um ein Qualitätsprodukt für eine industrielle Nutzung zu entwickeln, so Qin Zhang.
"Keine einzelne Person, die in der Verfahrenstechnik oder Nanokristalltechnologie, im Gartenbau, im Maschinenbau oder in der Präzisionslandwirtschaft arbeitet weiß alles über das Thema", sagt Qin Zhang. "Es ist ein richtiges transdisziplinäres Team. Jeder kennt sich im eigenen Feld sehr gut aus. Dieses integrierte Team deckt alle Wissensfelder dieser Forschung ab."
Für weitere Informationen:
Maegan Murray
Tel: +1 509-372-7333
Email: maegan_murray@wsu.edu