Wageningen, The Netherlands
May 14, 2024
Researchers from Wageningen University & Research (WUR) and Leiden University have engineered a biological barrier that protects plants from diseases and pests. It concerns a sticky substance that is sprayed on leaves, to which pests stick. The researchers hope that this insect glue will help to reduce the use of toxic chemical pesticides. They published their findings in the scientific journal PNAS.
In February, the European Commission withdrew its proposal to halve the use of chemical pesticides. However, the goal of reducing their use remains due to the harmful effects of these pesticides on human, animal and environmental health. In the search for alternatives, scientists from WUR and Leiden University turned to nature for inspiration. "The carnivorous sundew plant has so-called glandular hairs that secrete a sticky substance to catch insects," says Thomas Kodger, Associate Professor of Physical Chemistry and Soft Matter. "We wanted to mimic this to protect our plants and crops in a natural way."
Targeted trap
The researchers succeeded in their endeavour. They transformed vegetable rice oil into a yellow, sticky substance by blowing air over it and grinding it into small particles using a laboratory blender. This results in beads of about one millimetre in diameter that are as sticky as duct tape. The size matches one of the common pest insect: thrips. By catching these insects, plants stay healthier and are less likely to become infected with fungi that the thrips carry with them. So far, the researchers mainly focused on this type of pest, but the insect glue may also work against other pests, such as the Suzuki fruit fly that currently threatens cherry cultivation. At the same time, the drops are small enough that beneficial insects, such as pollinators, do not get stuck.
A thrips is about a millimeter in size.
Unlike chemical pesticides, insects are unlikely to develop resistance against this adhesive, Kodger thinks. "Insects have already evolved so that they avoid adhesion, for example through hairs on their body and a bumpy surface," he explains. "Increasing their body size remains one of the few escape methods from this sticky trap." That is not nearly as easy as developing tolerance to a chemical substance. If it happens at all, it takes many generations and only happens if the insect glue is used on a large scale.
As (un)healthy as frying oil
After application, the sticky substance remains on the leaves for three months and cannot be washed off by rain. That is long enough to control pests until harvest. By spraying the insect glue on crops before the fruits develop, farmers minimize the chance of the pesticide getting onto the food. However, contact with food cannot be ruled out. "The advantage of our pesticide over chemical pesticides is that you can see the small, yellow drops," says Kodger. "You can wash it off with water and dish soap." If you do ingest some of it, it is probably not harmful. As it is derived from vegetable oil, Kodger expects it to be no more harmful than frying fat, but scientists still need to investigate how (un)healthy it is exactly.
In the future, farmers may spray the sticky pesticide on their fields. This can be done using existing chemical sprayers. A special additive in the mixture ensures that the beads do not stick to each other or the machine. Nevertheless, researchers must assess the environmental impact. "We rather not dump large amounts of cooking oil on the fields," says Kodger. In the coming years they will therefore study how quickly the oil degrades in soil.
Spin-off company
Confident in their sustainable pesticide, Wageningen and Leiden researchers plan to launch a spin-off company to further develop and market this innovation. They intend to utilise various waste oils based on availability, adapting the process accordingly. Kodger is enthusiastic about the company: "It is rewarding to witness our idea potentially changing the world within my lifetime." The company aims to start up by the end of this year.
Wetenschappers maken plakkerige pesticide die plaaginsecten bestrijdt
Wageningse en Leidse onderzoekers hebben een biologische barrière ontwikkeld die planten beschermt tegen ziekten en plagen. Het gaat om een plakkerige substantie die op bladeren gespoten wordt en waaraan plaaginsecten vastplakken. De onderzoekers hopen dat deze insectenlijm helpt om het gebruik van giftige, chemische pesticiden te verminderen. Ze publiceerden hun resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.
In februari trok de Europese Commissie haar voorstel in om het gebruik van chemische pesticiden te halveren. Toch blijft het doel om te minderen bestaan vanwege het schadelijke effect van die bestrijdingsmiddelen op de gezondheid van mens, dier en milieu. In de zoektocht naar alternatieven, lieten wetenschappers van Wageningen University & Research (WUR) en Universiteit Leiden zich inspireren door de natuur. “De vleesetende zonnedauw heeft zogenoemde klierhaartjes die een kleverige stof uitscheiden en daarmee insecten vangen”, vertelt Thomas Kodger, Universitair hoofddocent Physical Chemistry and Soft Matter. “Die wilden we namaken om onze planten en gewassen op een natuurlijke manier te beschermen.”
Gerichte val
Daarin slaagden de onderzoekers. Ze toverden plantaardige rijstolie-afval om tot een geel, plakkerig goedje door er lucht overheen te blazen en daarna te vermalen tot kleine deeltjes in een soort blender. Dat resulteert in bolletjes van ongeveer een millimeter doorsnee die even plakkerig zijn als ducttape. De grootte is niet willekeurig: de bolletjes zijn even groot als de veel voorkomende plaaginsect: tripsen. Door die weg te vangen, blijven planten gezonder en krijgen ze minder snel infecties met schimmels die de tripsen bij zich dragen. Tot nu toe richtten de onderzoekers zich vooral op dat type plaaginsecten, maar mogelijk werkt de insectenlijm ook tegen andere plagen, zoals de Suzuki-fruitvlieg die de kersenteelt bedreigt. Tegelijkertijd zijn de druppels klein genoeg dat nuttige insecten, zoals bestuivers, niet vastplakken.
Waar plaaginsecten resistentie ontwikkelen tegen chemische pesticiden, is dat bij de insectenlijm vrijwel onmogelijk, denkt Kodger. “Insecten zijn al geëvolueerd dat ze niet snel blijven plakken aan iets, bijvoorbeeld door haartjes en een hobbelige oppervlak”, legt hij uit. “Een van de weinige manieren waarop ze nu nog kunnen ontsnappen aan deze plakkerige val, is door hun hele lichaam te vergroten.” Dat is lang niet zo eenvoudig als tolerantie tegen een chemisch stofje ontwikkelen. Als het al gebeurt, gaan daar vele generaties overheen en het gebeurt alleen als de insectenlijm op grote schaal gebruikt wordt.
Even (on)gezond als frituurvet
De plakkerige substantie blijft na het spuiten drie maanden op de bladeren zitten, ook wanneer het regent. Dat is lang genoeg om de plaaginsecten te bestrijden totdat de oogst binnen is. Door de insectenlijm op de gewassen te spuiten voordat de vruchten zich ontwikkelen, minimaliseren boeren de kans dat de pesticide op het voedsel terecht komt. Toch is contact met het voedsel niet uit te sluiten. “Het voordeel van onze pesticide is dat je de kleine, gele druppels ziet zitten, in tegenstelling tot chemische pesticiden”, zegt Kodger. “Met water en afwasmiddel was je het er zo af.” Mocht je er toch wat van opeten, is dat waarschijnlijk geen probleem. Omdat het gemaakt is van plantaardige olie verwacht Kodger dat het niet schadelijker is dan frituurvet, maar hoe (on)gezond het precies is, moeten wetenschappers nog onderzoeken.
In de toekomst sproeien boeren het plakkerige goedje mogelijk op hun akkers. Dat kan met dezelfde machines die boeren gebruiken om chemische pesticide mee te sproeien. Een speciaal stofje in het mengsel zorgt ervoor dat de bolletjes niet te veel aan elkaar en de machines plakken. Toch moeten de wetenschappers eerst nog bestuderen of en in welke mate de plakkerige pesticide de grond belast. “We willen geen grote hoeveelheden bakolie op de akkers gooien”, aldus Kodger. Hoe snel de olie afbreekt in de bodem, gaan ze de komende jaren onderzoeken.
Spin-off bedrijf
Wageningse en Leidse onderzoekers hebben vertrouwen in hun insectenlijm als duurzame pesticide. Ze zijn bezig een spin-off bedrijfje op te richten dat de nieuwe pesticide verder moet ontwikkelen. Dat bedrijf zal zich richten op allerlei verschillende soorten afvalolie, afhankelijk van wat er op dat moment verkrijgbaar is. Door het proces steeds een beetje aan te passen, zouden ze elk type plantaardige olie kunnen gebruiken om de pesticide mee te maken. Kodger is enthousiast over het bedrijfje: “Het is prachtig om te zien of ons idee potentieel de wereld kan veranderen en ik dat in mijn leven nog mee mag maken.” De onderzoekers hopen eind van dit jaar te starten met het bedrijf.
Topics
Species
