04/12/2015 - Sie erhalten mögliche natürliche Herbizide durch Sonnenblumenblätter

Menéame

Forscher der Abteilung für Biochemie und Chemietechnik der Universität Cádiz sie wurden aus einer Reihe chemischer Verbindungen in den Sonnenblumenblättern möglicherweise natürliche Herbizide gewonnen. Die Experten haben eine neue, umweltfreundliche Methode zur Gewinnung dieser Stoffe aus der Pflanze angewandt, die die Herstellung biologisch abbaubarer Produkte im ökologischen Landbau ermöglicht hat.

Die Pflanzen produzieren eine Reihe von Stoffen, die mehrere Funktionen erfüllen. Eine davon ist die Verhinderung oder Schwächung des Wachstums anderer Arten, die um die Nährstoffe des Bodens, des Düngemittels oder des Sonnenlichts konkurrieren. Bei Sonnenblumen werden die chemischen Verbindungen, die diese Wirkungen hervorrufen, in den Blättern in den so genannten Drüsen gelagert. Trymome.

Die Forscher stellten fest, daß es auf den Parzellen, auf denen Sonnenblumen angebaut werden, kaum Unkraut gibt, ein Umstand, der sich sogar in den wildesten Sorten wiederholt, die natürlich wachsen. "Das Fehlen von ungünstigen Pflanzen bei einer Ernte hat uns denken lassen, warum nichts wächst? Das führte uns dazu, Chemikalien zu identifizieren oder zu charakterisieren, die das Auftreten anderer Arten um die Sonnenblume verhindern," erklärt der für dieses Projekt zuständige Professor der Universität Cadiz, Francisco Antonio Macias.

Fabrikregen

Wie in dem Artikel dargelegt Isolating of bioactive compounds from sunflower leaves (Helianthus annuus L.) extracted with supercritical carbo dioxide, veröffentlicht in der Zeitschrift Journal of Agricultural and Food Chemistry, undDer erste Schritt zur Identifizierung dieser Stoffe ist die Extraktion aus der Anlage. Zu diesem Zweck spielten die Experten im Labor die Regen- und Feuchtigkeitsbedingungen einer Sonnenblumenernte wieder. "Lassen Sie uns den natürlichen Prozess der Feldentnahme nachahmen: Wasser, das durch die Blätter gleitet, wird von bestimmten Substanzen durchdrungen und erreicht den Boden, wo wir bereits wissen, dass keine anderen Kräuter wachsen. Wenn wir also dieses Wasser analysieren, werden wir wissen, welche chemischen Verbindungen an dieser Abwehr- oder Schutzfunktion der Sonnenblumen beteiligt sind," so der Wissenschaftler.

Um die Extraktion von Substanzen effizienter zu gestalten, haben die Wissenschaftler eine neue Technik angewandt, die von dem Team von Chemieingenieuren entwickelt wurde, das von Professor Heinrich Martínez de la Ossa geleitet wurde und sich auf die Verwendung von Kohlendioxid (CO2) in überkritischem Zustand stützt. "Die Verbindungen müssen in einem Lösungsmittel, in der Regel Wasser, gelöst sein, damit sie extrahiert werden können. Um die Effizienz des Prozesses zu verbessern, ersetzen wir Wasser durch CO2," so die Forscher.

Wird dieses Gas zu einem bestimmten Druck komprimiert, so erhält es sowohl die Eigenschaften eines Gases, das spurlos geblasen wird, als auch die Eigenschaften einer Flüssigkeit, die die Substanzen auflöst. Dieses doppelte Verhalten beinhaltet nach Ansicht des Experten einen schnelleren, effizienteren und selektiveren Extraktionsprozess. "In diesem Zustand, der als superkritisch bezeichnet wird, löst CO2 nicht alle Verbindungen, nur wenige. Deshalb ist es einfacher, sie zu isolieren und zu identifizieren," so er.

Darüber hinaus ist das Kohlendioxid ein Lösungsmittel, das die wissenschaftliche Forschung weiterführt. grün oder nachhaltig, da es weder giftig noch entzündbar ist oder Abfälle erzeugt. Das nach diesem Verfahren gewonnene Herbizid wird daher als ein ganz natürliches Erzeugnis angesehen.

In-vivo-Prüfungen

Um das Projekt abzuschließen, das vom Wirtschafts- und Wissensrat der Andalusien-Junta finanziert wurde, haben die Forscher die Wirksamkeit des Herbizids auf verschiedenen Ebenen getestet: in Tomatensamen und in Sämlingen, d.h., wenn die Pflanze bereits gekeimt ist und die ersten Blätter erscheinen. "Es handelt sich um Biotests, bei denen die Wirkung des Stoffes auf lebende Organismen gemessen wird, in diesem Fall Pflanzen. Auf keinen Fall wurden sie entwickelt, was darauf hindeutet, dass das Herbizid funktioniert," so Macias.

Im Feld arbeiten Experten nach den ersten Tests daran, das Herbizid an das Unkraut anzupassen, das entfernt werden soll. "Wir wollen, dass diese Verbindungen selektiv sind, dass sie Pflanzen angreifen, die uns nicht interessieren, aber die ursprüngliche Ernte respektieren, sei es Weizen, Gerste oder Reis. Unsere Aufgabe ist nun die Formulierung des Herbizids, das heißt, wann, wann und in welcher Dosis das Unkraut wächst. Von da an kann man von einer industriellen Eskalation sprechen," so der Projektleiter. 

Die Abfälle loswerden

Mit der Wahl der Sonnenblumen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von natürlichen Herbiziden verleihen die Forscher den Blättern einen Nutzen, einen Rückstand, der normalerweise verbrannt oder getrocknet wird. "Die Produktion dieser Anlage in Andalusien ist enorm und von sehr guter Qualität. Aber nur der Kopf, aus dem die Kerne gewonnen werden, aus denen Lebensmittel hergestellt werden, wie Öl, Margarine oder Pfeifen selbst. Der Rest der Ernte, sowohl der Stamm als auch die Blätter, wird zerstört," so der Experte weiter.

Für die Studie wurden rund 380 Sonnenblumensorten untersucht, die in Andalusien angebaut wurden, sowohl frisch als auch getrocknet. "Die interessanteste Wachstumsphase für uns ist, wenn der Kopf gelb und üppig ist, nahe der Ernte, oder wenn er bereits geerntet wurde und das Blatt trocken ist. Die Konzentration von Chemikalien in beiden Phasen ist ähnlich," so Macias.

Die Forscher ziehen nicht nur die Vorteile dieser Technik im Bereich der Landwirtschaft voran, da in der Studie auch die Tätigkeitsbereiche dieser Verbindungen als Bakterizide oder Antimykotika im Gesundheitswesen genannt werden.

Ref.

El Marsni, Z.; Torres, A.; Varela, MRT; Mühle, JM; Häuser, L.; Mantell, C.; Martínez de la Ossa, EJ; Macías, FA (2015). "Isolating of bioactive compounds from sunflower leaves (Helianthus annuus L.) extracted with supercritical carbo dioxide'.Journal of Agricultural and Food Chemistry (2015), 63: 6410-6421. http://dx.doi.org/10.1021 /acs.jafc.5b02261

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Universität Cadiz

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