Микроволны нагревают почву для уничтожения вредителей и борьбы с болезнями
Исследовательская группа под руководством доктора Суншина Чжуна из Корейского научно-исследовательского института электротехнологий (KERI) разработала прорывную технологию, которая эффективно уничтожает вредителей без пестицидов и защищает сельхозугодья от почвенных болезней, используя микроволновый нагрев — основной принцип работы микроволновых печей.
Почвенные болезни, вызванные монокультурами, серьёзно снижают урожайность и качество культур. Их причиной часто становятся вредители: почвенные бактерии, грибы и нематоды.
Хотя для борьбы с вредителями обычно используют пестициды, у этого метода есть недостатки: разрушение агроэкосистемы, резистентность вредителей и токсичные остатки. Длительный пар для восстановления почвы экономически недоступен для большинства фермеров.
Технология KERI направляет микроволны глубоко в почву, чтобы нагреть почвенную влагу и уничтожить вредителей, уязвимых к высокой температуре. Ранее исследования по микроволновому обеззараживанию почвы (например, в Австралии) сталкивались с проблемой: из-за дифракции волны проникали лишь на глубину до 10 см, что ограничивало применение (например, только для борьбы с сорняками).
После многолетних исследований свойств микроволн команда доктора Чжуна научилась контролировать пространственное распределение волн, регулируя длину волны и фазу. В результате была успешно разработана уникальная антенна (излучатель), максимизирующая проникновение микроволн.
Микроволны от антенны направляются так, чтобы встретиться и наложиться друг на друга в определённой точке под землёй. Когерентно сложенные волны увеличивают амплитуду и нагревают почву на глубине 30 см и более — это мировой рекорд для подобных технологий.
Проникая вглубь, микроволны избирательно нагревают влагу в почве до 60–100 °C (температуру можно регулировать). Учитывая, что влага составляет 10–30% почвы, а большинство вредителей живут у корней растений и уязвимы к температуре от 60 °C, технология KERI обещает высокую эффективность стерилизации. Эффект будет долговременным, так как нагретая почва остывает медленно и долго сохраняет тепло.
Достижение команды открывает новые возможности для борьбы с почвенными болезнями. Исследование началось по запросу сотрудника Карантинного агентства животных и растений, а его результат — микроволновая технология — был передан компании Jooeun Care Farm Co., Ltd., специализирующейся на оборудовании для борьбы с вредителями.
Jooeun Care Farm планирует наладить производство оборудования на основе этой технологии и, в партнёрстве с местными властями и госучреждениями, создать систему доступной аренды для фермеров по всей стране.
Доктор Суншин Чжун из KERI пояснил: «Мы использовали волновую природу микроволн, направив их так, чтобы они складывались, а не рассеивались, и нагревали почву под землёй. Эта технология позволяет уничтожить вредителей в почве после сбора урожая без пестицидов, их побочных эффектов и загрязнения окружающей среды, что внесёт большой вклад в продуктивность сельского хозяйства и доходы фермеров».
Эксперты полагают, что эту технологию микроволнового нагрева можно также использовать для:
- Уничтожения очагов обитания инвазивных вредителей (термитов, огненных муравьёв) в портах и аэропортах без разрушения покрытий (неразрушающий метод).
- Создания устройств на транспортных средствах для удаления гололёда с дорог зимой.
- Очистки почвы, загрязнённой нефтепродуктами.
Команда KERI, оформившая на эту разработку патенты, ожидает, что технология глубокого микроволнового нагрева найдёт применение в различных областях, и планирует содействовать её коммерциализации, находя компании, заинтересованные в её внедрении.