Раціональна стратегія: боротьба зі шкідниками за допомогою нанопестицидів та природних хижаків

Неправильне використання синтетичних пестицидів спричинило негативний вплив на глобальні екосистеми та здоров’я людини. Як частина сталої стратегії боротьби зі шкідниками, природні хижаки разом із нанопестицидами зробили значний внесок в екологічне сільське господарство. Спільне застосування обох підходів може подолати їх обмеження, суттєво зменшивши застосування пестицидів, одночасно ефективно контролюючи комах-шкідників.

Про це повідомляє Science Direct.

У поточному дослідженні було введено катіонний зірчастий полімер (SPc) для приготування двох типів нанопестицидів, які застосовувалися разом із хижими клопами (Picromerus lewisi) для досягнення ідеального спільного контролю над шкідниками. SPc не виявляв майже ніякої токсичності проти зазначених клопів у робочій концентрації, але це призвело до їхній загибелі у надзвичайно високій концентрації зі значенням летальної концентрації 50 (LC50) 13,57 мг/мл через оральний спосіб годування. Аналіз RNA-seq показав, що оральне годування SPc може викликати очевидні реакції на стрес, що призводить до посилення фагоцитозу, екзоцитозу та синтезу енергії, що в кінцевому підсумку призводить до загибелі хижих клопів.

Потім брофланілід і хлорбензурон були використані для приготування самоорганізованих нанопестицидів за допомогою водневого зв’язку та сили Ван-дер-Ваальса, а комплексоутворення з SPc порушило самоагреговані структури пестицидів і зменшило розміри їхніх частинок до нанорозміру. Біологічна активність готових нанопестицидів була значно покращена відносно звичайних совок (Spodoptera litura) із скоригованим збільшенням смертності приблизно на 30%. Важливо, що хижі смердючі клопи показали сильну селективність щодо живих звичайних совок, щоб зменшити ризик впливу нанопестицидів, і нанопестициди показали незначну токсичність проти хижаків.

Таким чином, нанопестициди та хижі клопи можуть застосовуватися одночасно для ефективної та стійкої боротьби зі шкідниками. Поточне дослідження є чудовим прецедентом для ідеальної спільної боротьби зі шкідниками за допомогою нанопестицидів і природних хижаків.

Синопсис: SPc використовувався для самоскладання з брофланіліду в нанопестицид, який застосовувався разом із хижими смердючими клопами для досягнення ідеального спільного контролю над шкідниками. SPc не мав негативного впливу на хижих смердючих клопів у робочій концентрації, але пероральне вживання SPc у надзвичайно високій концентрації могло посилити фагоцитоз, екзоцитоз і синтез енергії, що призвело до смерті. Спільне застосування нанопестицидів і хижаків могло б ефективно контролювати звичайних совок, і переваги були отримані завдяки високій вибірковості хижаків і незначній токсичності нанопестицидів проти хижаків.