Groen-chemie: skakel oor na meer volhoubaarheid sonder produksieverlies

Nici De Beer

Deur Lukas Potgieter en SB Coetzee
MBFi

In die hedendaagse boerdery is produsente afhanklik van ’n verskeidenheid landbouchemikalieë om hul gewasse te produseer. Hierdie landbouchemikalieë sluit in die gebruik van kunsmis vir opbrengsverhogings, landboumiddels vir die beskerming van plae en siektes wat hul gewasse aanval en onkruiddoders om ongewenste plante uit te skakel wat kompeteer met hul gewasse.

Swael was een van die eerste insekdoders wat gebruik was en dateer ongeveer 4500 jaar terug. Die Samaritane het swael gebruik vir die beheer van luise en myte, terwyl die Chinese kwik en arseen mengsels gebruik het vir die beheer van liggaamluise.

Die mensdom se kennis rakende landbou- middels en kunsmisstowwe het drasties verbeter met die verloop van tyd. Anorganiese stowwe is hoofsaaklik as landboumiddels gebruik tot en met die 1940’s. Die koms van die industriële revolusie het organiese stowwe ’n groot komponent van die landbou se arsenaal gemaak. Byprodukte van die petroleum industrieë het produkte soos Nitrophenols, Chlorophenols, Kreosoot, Napthalene en ander petroleumolies gelewer wat gebruik was om swam- en insekpopulasie te onderdruk. Die nadeel van die petroleumgebaseerde produkte was die hoë volumes van toediening, die lae populasie selektiwiteit en die toksisiteit van
die middels.

Die groei van sintetiese plaagbeheermiddels bv. DDT, BHC, Aldrin, Dieldrin, Endrin, Chlordane, Parathion, Captan en 2,4-D het groot effektiwiteit gelewer as plaagbeheermiddels sedert 1940 en het ook ’n groot bydrae tot die landbou gelewer.

Die sintetiese organiese middels het baie goeie effektiwiteit gelewer teen ’n lae koste bv. DDT wat ’n baie breë spektrum van beheer gegee het. Alhoewel DDT ’n skynbare lae toksisiteit vir soogdiere gehad het en insekverwante siektes bv. malaria, geelkoors en typhus drasties verlaag het, was dit ook verban weens die stof se versameling in menslike vetselle.

Dié tipe molekules se bydrae in die landbousektore het uitsette drastiese verbeter, maar soos wat ons kennis oor meer sintetiese mole-
kules begin verbeter het, het die nagevolge ook duideliker geword. Baie van die molekules was toksies vir mens en dier en regulatoriese liggame regoor die wêreld het maatreëls in plek gestel om die gebruik van die molekules te verhoed of te verminder weens die omgewings- impak wat dit veroorsaak.

Die konsep van “groen-chemie” het rofweg in 1998 begin posvat en het vinnig deurgesyfer tot in die landbousektore. Die term en beginsels van groen-chemie het vinnig die regulatoriese- en verbruikersnetwerke binnegedring en ’n nuwe siening oor plaag- beheer in die landbousektor na vore gebring.  Verbuikers- en regulatoriese-instansies het begin druk plaas op boere om van meer omgewingsversoenbaremiddels gebruik te maak. Die einddoel is om ’n meer volhoubare stelsel te ontwikkel waar die eindproduk veiliger is vir mense, diere en enige ander nie-teiken organismes.

Met beperkte kennis en ondersteuning het meeste van die groener middels nie die mas opgekom nie. Gevolglik was die groen-chemie as ’n slangolie gebrandmerk wat nie plek het in die landbousektor nie. Baie het verander van toeka tot nou!

’n Nuwe era van groen-chemie is hier en groot navorsingveldtogte het gelei na nuwe groener molekules wat baie meer omgewings- versoenbaar is. Die studie en ontwikkeling van biologiese produkte het groen-chemie in ’n nuwe rigting gelei. Die klassieke perspektief dat biologiese middels uitsluitlik vir die gebruik van organiese boerdery gebruik kan word, het verander. Omtrent 80% van biologiesemiddels word deur moderne konvensionele landboupraktyke gebruik. Die gebruik van biologiesemiddels het drasties verbeter met gespesialiseerde isolate en spesifieke genotipes lewer biologiesemiddels resultate wat nie terugstaan vir konvensionele landboumiddels nie. Die groei van die biologiese mark is asemrowend met meer as 100 biologiese aktiewe geregistreer by die U.S. EPA biologiese afdeling sedert 1995.

In Suid-Afrika word bakterieë soos Bacillus spp. en swamme soos Trichoderma spp. en Coniothyrium spp. suksesvol gebruik as swamdoders terwyl swamme soos Beauveria spp. en Metharizium spp. effektiewe insekdoders is. Boere maak gebruik van die mikrobes om voldoende gewas-
beskerming te lewer sonder om kwaliteit of opbrengsprys te gee. Die konsep van groen-chemie het nie net die tipe molekules wat gebruik word verander nie, maar ook die klas-sieke “swaarder” molekules se gebruik beperk en meer doeltreffende gebruik verseker.

Byvoegmiddels het in die landbousektor ingekom as produkte wat die werking van reeds bestaande formulasies en molekules
verbeter. Die verbetering wat byvoegmiddels bied kan insetkostes verlaag sowel as die risiko van weerstand verlaag. Byvoegmiddels bestaan uit ’n wye reeks molekules wat vir verskillende toepassings gebruik word.

BENATTING EN VERSPREIDING:

Hidrofobiese blaaroppervlaktes word nie doeltreffend benat deur water nie. Die sterk oppervlakspanning van water veroorsaak dat die waterdruppel ’n lae affiniteit het vir die was- laag op die blaaroppervlakte en eerder ’n sterk aantrekkingskrag vir eenderse watermolekules uitoefen.

Benatters (Surface Active Molekules) is molekules wat beide hidrofiliese en hidrofobiese komponente op dieselfde organiese ketting het. Benatters maak deel van ons alledaagse lewe, dit kom voor in grimering, opwasmiddels, lyfseep, tandepasta en selfs landboumiddels.

Omdat die benattermolekule beide hidrofobiese en hidrofiliese dele op dieselfde ketting het, beweeg die molekule na die plek waar die molekule die “gelukkigste” is by die oppervlakte van twee verskillende fases. Dus probeer die molekule dit self rangskik dat die hidrofiliese deel opgelos bly in die water en die hidrofobiese deel van die molekule, buite die water bly.

Die rangskikking van benatters molekules verplaas die enkellaag watermolekules bo-op die wateroppervlakte wat verantwoordelik is vir
die oppervlakspanning van die waterdruppel. Die rangskikking vervang sterk water-tot-water-interaksie met baie swakker benatter-tot-
benatter-interaksie. Die verlaging in die oplossing se oppervlakspanning veroorsaak dat die oplossing slegs onder gravitasie die plant se blaar kan binnedring.

Benatters wat binne byvoegmiddels voorkom, verhoog die aktiewe bestanddeel se opname in die plant deur volle kontak te verseker met die wasagtige blaaroppervlakte.

WATERKONDISIONERING

Verskeie waterkondisioneringspraktyke is in die moderne landbouindustrie beskikbaar. Waterkwaliteit speel ’n belangrike rol in

die effektiewe toediening en opname van aktiewe bestanddele. Waterkondisionering verwys oor die algemeen na die water se hardheid sowel as die spuitwater se pH. Ons moet beide faktore deeglik aanspreek om ’n effektiewe spuitmengsel te verseker.

pH

Die pH van ’n spuitmengsel is ’n aanduiding van die mengsel se alkaliniteit of suurheid. ’n Suur- mengsel sal ’n oormaat H+ ione in die oplossing hê, terwyl ’n alkaliese mengsel ’n oormaat van OH-ione in oplossing het. Dit is belangrik om te onthou dat ’n enkele pH-lesing van die water
nie ’n definitiewe aanduiding van die water se spuitkwaliteit is nie. Dit is ook belangrik om in ag te neem dat verskillende aktiewe bestanddele verskillende pHvlakke benodig om effektief te wees. Dus is dit vir ons belangrik om ’n korrekte buffer by te voeg vir die aktief wat
ons wil toedien.

Waterhardheid

Waterhardheid verwys na die opgeloste soute van divalente katione en spesifiek kalsium- en magnesiumsoute.

Divalente katione kan bind met anionies aktiewe bestanddele wat hul oplosbaarheid en opname belemmer. Daar is twee benaderings wanneer dit kom by waterkondisionering om hardewater antagonisme aan te spreek. Die gebruik van groot hoeveelhede ammonium- sulfaat is ’n klassieke metode om hardewater antagonisme aan te spreek, maar moderne tegnologie, byvoorbeeld chelering, is ook beskikbaar vir die moderne boer.

Cheleringsagente bind op ’n chemiese vlak met die divalente katioon. Die chele-ring van harde water divalente katione is
’n nuwe standaard in moderne landbou.
Die koördinerende kovalente bindings bind op ’n chemiese vlak met kalsium en magnesium dat die metale wat verantwoordelik is vir harde water geen lading het nie. Dus kan die katione nie bind met die aktiewe bestanddeel en die werking daarvan belemmer nie.

Die benadering om op ’n chemiese vlak te assosieer met die antagonistiese katioon, kontrasterend met die klassieke benadering om
met die aktiewe bestanddeel te assosieer, verminder drasties die hoeveelheid water-kondisionerings middel wat ons vir effektiwiteit benodig. Wanneer moderne cheleringsagente gebruik word om waterhardheid aan te spreek, word geld gespaar op vervoer, hantering en berging van die produkte. Die era om jou water- kondisioneringsmiddels in mililiters af te meet is hier!

TOTALE OPGELOSTE VASTESTOF INHOUD

Water bevat oor die algemeen opgeloste vastestowwe. Opgeloste vastestowwe verwys na soute sowel as stowwe wat nie ioniseer wanneer dit oplos in water nie. Dit is belangrik om te onthou dat nie alle soute bydra tot die water se hardheid nie, dus kan ons ook sagte- water kry met ’n hoë persentasie opgeloste soute. Die soutinhoud van die water kan bepaal word deur ’n EC-meter (Electrical Conductivity). Wanneer soute in water oplos en ioniseer, verhoog die oplossing se vermoë om elektriese lading te gelei.

Dit is belangrik om ag te slaan op die feit dat meeste veld EC-meters die funksie het om TDS (Total Dissolved Solids) aan te dui, maar die meter kan slegs een lesing meet, naamlik die elektriese geleidingsvermoë. Die instrument herlei rofweg die elektriese konduktiwiteit na ’n TDS lesing deur die konsentrasie van ’n enkele sout waarmee dit gekalibreer was te vergelyk met die konduktiwiteit wat dit meet. Dit is egter net ’n growwe indikasie van al die opgeloste vastestowwe.

Die effek van TDS kan duidelik gesien word wanneer ’n gewas gespuit word tot en met die punt van afloop. Prominente merke van al die soute en aktiewe wat uit die oplossing presipiteer tydens droging. Dit is belangrik om te bepaal of die spuitwater ’n hoë soutindeks het sodat spuitmengsels aangepas kan word om merke op die gewas te kan voorkom.

MBFi is ’n Suid-Afrikaanse maatskappy met die kundigheid en produkte wat nodig is in uiterste mededingende boerderye. Skakel gerus jou MBFi-agentskap en doen navraag oor hoe ons jou kan help om jou belegging se waarde te verhoog.