Effects of surfactant adjuvants on plant leaf cuticle barrier properties

Sammanfattning: I avhandlingen undersöks växelverkan mellan det yttersta lagret på växters blad (cutikeln), aktiva substanser, och ämnen som tillsätts för att öka bekämpningsmedlens effekt, i detta fall vissa former av tensider. Barriären som hindrar upptag av främmande ämnen i växten sitter i cutikeln. Det är väl känt att tensider förstärker effekten av aktiva substanser. Kunskapen är dock liten om de mekanismer som underlättar upptaget i växtblad. Det övergripande målet i avhandlingen är att öka kunskapen om hur dessa mekanismer verkar. Att klargöra vilka effekter tensider har på cutikeln och hur dessa möjliggör ett ökat upptag av aktiva substanser. Ytterligare ett mål är att bidra till en mer ekologiskt hållbar användning och förnuftig applicering av bekämpningsmedel inom jordbrukssektorn. Det senare av dessa två mål kan uppnås genom att använda den mest effektiva tensiden för respektive bekämpningsmedel, samt det mest effektiva bekämpningsmedlet för respektive växtsort för att på så vis minimera mängden bekämpningsmedel. Men optimering kräver givetvis förståelse. Det övergripande målet har uppnåtts genom kartläggning av vad som sker i växelverkan mellan tensid, vatten och växtblad. Beståndsdelarna som upprätthåller bladets barriäregenskaper beskrivs, samt hur deras smältbeteende och strukturella egenskaper förändras då vatten tillförs och då tensider är närvarande. En ny modell av vaxbarriären i cutikeln etableras och kartläggs. Modellen används till att undersöka de mjukgörande effekterna tensider och vatten har på cutikeln. Hur tensider ordnar sig i en vattenlösning och hur ordningen förändras när vatten avdunstar beskrivs i avhandlingen. Vidare kartläggs hur tensider absorberas i cutikeln och vilka strukturer som påverkas där. Drivkraften för upptag av bekämpningsmedel i växtblad förklaras, hur tensider påverkar drivkraften och vilka egenskaper hos en blandning som påverkar upptaget utrönas. Hur tensider påverkar parametrar i barriären beskrivs också. Dessa parametrar behandlas på ett sätt som gör det möjligt att förklara de effekter som tensider faktiskt har på distributionen av bekämpningsmedel inuti cutikeln. Slutligen så utvärderas formuleringar på intakta växtblad. Detta möjliggör kartläggning över vilka roller mättnadsgraden av bekämpningsmedel i formuleringar samt effekten av tensider på växtblads barriäregenskaper spelar i bladets upptag av bekämpningsmedel. Dessa resultat sammanfattas i en ny algoritm som gör det möjligt att förutse distributionen av bekämpningsmedel i växtblad vid en given blandning. Växter utgör basen för en klart dominerande del av världens sammantagna produktion av livsmedel och djurfoder. De är också en råvara i ett flertal industriella produkter. Då befolkningen ökar och levnadsstandarden förbättras, ökar också efterfrågan på bättre mat och förbrukningsartiklar från växtbas. För att tillgodose efterfrågan strävar producenter och odlare ständigt efter ökad avkastning. Detta uppnås genom ökade odlingsarealer, effektivare användning av befintlig odlingsmark samt skydd mot skadeangrepp på växter. Det sistnämnda kan göras med hjälp av olika bekämpningsmedel som innehåller aktiva substanser. Faktum är att en livsmedelsproduktion på dagens nivå inte hade varit möjlig utan användning av bekämpningsmedel. Dessa ämnen innebär dock risker, användningen är inte fullt optimerad och förståelsen för skeenden och processer i samband med dess användning är i vissa avseenden fortfarande bristfällig.