Tegenwoordig maken boeren vaak gebruik van moderne zaaimachines om hun velden mee te bewerken. Die machines zijn efficiënt, maar hebben ook last van een hardnekkig probleem: zaden kunnen samenklonteren en vastlopen – helemaal als de lucht erg vochtig is. Wetenschappers komen nu met een milieuvriendelijke oplossing.
Onderzoekers presenteren een nieuw soort vast smeermiddel om zaaimachines beter te laten werken. Het smeermiddel bestaat grotendeels uit cellulose, waardoor het niet giftig is en gewoon biologisch afgebroken kan worden. Een middel met deze eigenschappen is hard nodig: momenteel gebruiken boeren vaak smeermiddelen waar talkpoeder of microplastics in zitten. Deze middelen zijn slecht voor het milieu én voor de mens. Wetenschapper Dhanush Udayashankara Jamadgni van North Carolina State University zegt: “Smeermiddelen zijn onmisbaar in de moderne landbouw, maar de huidige middelen maken onze landbouwgronden giftiger. Hierdoor wordt de gezondheid van boeren, de bodem en ook bestuivende insecten aangetast.” Het onderzoek is te vinden in Matter.
Cellulose
Het nieuwe materiaal bestaat uit miljoenen minuscule vezels van 0,2 tot 2 millimeter lang en 10 tot 40 micrometer dik. Als je het in je hand houdt zie je dit echter niet: voor het oog lijkt het vooral op een soort verfijnd poeder. In de toekomst kunnen boeren dit middel gebruiken door het simpelweg met het zaaizaad te mengen. De vezels zorgen er dan voor dat zaadjes niet gaan klonteren. Omdat de vezels een hydrofobe laag hebben stoten ze ook nog eens water af.
Die waterafstotende eigenschap is bijzonder belangrijk. Het is juist bij nat weer en een hoge luchtvochtigheid dat moderne zaaimachines helemaal spaak kunnen lopen: vocht maakt dat zaden plakken en machines verstoppen. Teamlid Martin Thuo vult aan: “Er is een groeiende hoeveelheid onderzoek die suggereert dat microplastics problematisch zijn voor zowel de menselijke gezondheid als het milieu en wij wilden een veilig en biologisch afbreekbaar alternatief maken. Uiteindelijk kwamen we uit op iets dat bovendien relatief goedkoop en efficiënt is en gebruikmaakt van duurzame, gemakkelijk beschikbare materialen.”
De onderzoekers testten het nieuwe smeermiddel bij een luchtvochtigheid tot 80 procent, zowel in laboratoriumproeven als in het veld met maïs- en sojabonen. “We hebben ons cellulose-smeermiddel in natte omstandigheden getest – tot 80 procent luchtvochtigheid – en het werkt prachtig. Dat werd bevestigd door boeren die ons middel in veldtesten gebruikten,” aldus Thuo. De prestaties zijn vooralsnog veelbelovend: in de proeven werkt het cellulosepoeder minstens vijf keer beter dan andere commerciële talkproducten en 25 keer beter dan microplasticpoeders. Dit voordeel wordt nog groter bij kleinere zaden, zoals mosterd en koolzaad.
Giftige damp
Een onverwacht pluspunt heeft met het buitenste laagje van de zaden te maken. Veel zaaizaden zijn voorzien van een dun laagje voedingsstoffen en bestrijdingsmiddelen. Bij het gebruik van conventionele smeermiddelen komen stukjes van die coating los, die via de uitlaat van de machine als fijnstof in de lucht belanden. “We waren verrast te zien dat ons smeermiddel dit probleem drastisch vermindert. Uiteindelijk wordt er heel weinig van de zaadcoating afgeschraapt,” zegt Udayashankara Jamadgni. Dat is goed nieuws voor boeren, vogels en bestuivers: de fijnstof die vrijkomt bij dit proces is vaak giftig. Volgens de onderzoekers is het met het nieuwe smeermiddel goed mogelijk om het resterende fijnstof uit het opzuigsysteem van zaaimachines te filteren. Zo kan het afval netjes worden afgevoerd.
Naast het materiaal zelf presenteert het team ook een hulpmiddel voor toekomstige innovaties: een analytisch model dat de complexe dynamiek tussen zaden, smeermiddel, vocht en machinegedrag samenvat kan vatten op een overzichtelijke manier. Dat model, ontwikkeld met experts van de University of Michigan en de University of Southern California, helpt onderzoekers veelbelovende kandidaten voor toekomstige smeermiddelen sneller te selecteren zonder eerst eindeloos te hoeven testen.
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Luister ook naar de Scientias Podcast:
