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突破性農藥噴灑技術:有效提升農藥在植物葉面上的附著力

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科技產業資訊室(iKnow) - 廖雅韻 發表於 2025年4月11日
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圖、突破性農藥噴灑技術:有效提升農藥在植物葉面上的附著力
 
麻省理工學院(MIT)工程師開發了一項突破性的農藥噴灑技術,能顯著提升農藥在植物葉面上的附著力,減少農藥用量與成本,並降低對環境的負面影響,該研究成果發表於Soft Matter期刊。

傳統農藥使用方式通常是將藥劑混入水中,噴灑於植物葉面,但多數農作物葉面具有天然疏水性(Water-repelling/ hydrophobic),導致農藥噴灑時水滴會被彈開無法覆蓋於植物葉面上發揮作用,因此造成大量農藥浪費與水、空氣、土壤等汙染,研究指出,若無農藥保護,水果、蔬菜與穀物等農產品的產量將分別減少78%、54%、32%,且目前全球約31%的農業用地面臨著農藥污染風險,而美國農民每年在農藥上的花費高達160億美元,但實際農藥吸收率僅約2%。

為改善這問題,MIT團隊開發了一種名為「油膜包覆」(Oil cloaking)的新技術,相較於先前需特殊噴嘴的雙電荷技術,這項油膜包覆技術更加簡便,僅需在水滴外層加入極微量油脂(小於1%),即能顯著增強其黏附力,研究發現包覆油層的水滴可穩定黏附於植物葉面上,黏附力最多提升百倍,即使油與水比例降至0.1%,仍具顯著效果,代表此技術具有低成本高效益的潛力。

為推動技術落地,Varanasi與Jayaprakash博士成立了AgZen公司,並推出「RealCoverage」農業噴灑即時監測系統,協助農民精準控制噴灑,目前該系統已應用於多種規模農場與作物,平均減少30%至50%的農藥使用量,2025年預計擴展至92萬英畝農地,涵蓋美國及歐洲等地區。

根據實地的測試結果,僅透過將油性輔助劑(Adjuvant chemicals)從水中混合改為包覆於水滴外層,就能使噴灑於羽衣甘藍與大豆上的農藥附著量倍增,這項改變對農藥噴灑具高度可行性,且只需更換噴嘴即可提升現有化學產品效能,無須更動原有機械設備與現有噴灑系統,對農民而言更具實用性與經濟效益。

此外,這項技術不僅適用於農藥,也可應用於其他葉面施用的化學產品,如殺菌劑、除草劑與營養液,目前該技術擴展至3萬英畝農地以進行更廣泛測試,並將加速產品部署與商業化,透過結合葉面觀測、界面科學與流體力學的專業知識,希望協助農業實現更高效、更環保的化學產品使用方式,最終達到永續農業的目標。(811字;圖1)


參考資料:
Technology developed by MIT engineers makes pesticides stick to plant leaves. MIT News. 2025/03/25.
Enhancing spray retention using cloaked droplets to reduce pesticide pollution. Soft Matter. 2025/03/25.

 

 
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