Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Sunshin Jung am Korea Electrotechnology Research Institute (KERI) hat eine bahnbrechende Technologie entwickelt, die Schädlinge ohne den Einsatz von Pestiziden effektiv beseitigt und Bauernhöfe durch Mikrowellenerwärmung, den Kernmechanismus von Mikrowellenherden, vor Bodenkrankheiten schützt.
Durch Monokulturen verursachte Bodenkrankheiten sind für Landwirte ein großes Problem, da sie den Ernteertrag und die Qualität beeinträchtigen. Bodenkrankheiten können durch eine Reihe von Faktoren verursacht werden, am häufigsten sind jedoch Schädlinge wie bodenbürtige Bakterien, Pilze und Nematoden.
Pestizide werden üblicherweise zur Bekämpfung von Schädlingsbefall eingesetzt, ihr Einsatz bringt jedoch Nachteile mit sich, darunter die Zerstörung des landwirtschaftlichen Ökosystems, Pestizidresistenz und giftige Rückstände. Das Land für längere Zeit brach zu lassen, um den Boden wiederherzustellen, könnte eine Option sein, ist aber für die meisten Landwirte nicht finanzierbar, da es ihre Lebensgrundlage beeinträchtigt.
KERI hat eine Technologie entwickelt, die Mikrowellen tief in den Boden eindringt, um die Bodenfeuchtigkeit zu erwärmen und hitzeempfindliche Schädlinge zu beseitigen. In Australien und anderswo wurden Untersuchungen zur Mikrowellenerwärmung zur Bodensanierung durchgeführt, die Eindringtiefe beträgt jedoch aufgrund der Wellenbeugung (da sich Mikrowellen leicht ausbreiten) höchstens 10 cm, weshalb Mikrowellen nur in begrenztem Umfang eingesetzt werden, z Unkrautbekämpfung.
Nach jahrelanger Forschung zu den Eigenschaften von Mikrowellen ist Dr. Jungs Team so weit gekommen, dass es in der Lage ist, die räumliche Verteilung von Mikrowellen durch Erhöhen oder Verringern der Wellenlänge und Phase nach Wunsch anzupassen. Infolgedessen haben sie erfolgreich eine proprietäre Antenne (Strahler) entwickelt, die die Mikrowellendurchdringung maximiert.
Von der Antenne ausgesendete Mikrowellen werden dazu gebracht, sich an einem bestimmten Punkt im Untergrund zu treffen und zu überlappen. Kohärent überlagerte Mikrowellen erhöhen die Amplitude und erhitzen den Boden auf 30 cm oder mehr, den höchsten Stand der Technik weltweit.
Mikrowellen dringen in den Boden ein und erhitzen die Feuchtigkeit selektiv auf 60–100 °C (die Heiztemperatur kann angepasst werden). Angesichts der Tatsache, dass der Boden 10–30 % aus Feuchtigkeit besteht und die meisten Schädlinge in der Nähe der Wurzeln von Nutzpflanzen leben und hitzeempfindlich sind (60 °C oder mehr), wird erwartet, dass die Technologie von KERI bei der Sterilisation hochwirksam ist. Die Wirkung ist zudem langanhaltend, da der Boden nach dem Erhitzen nicht so leicht abkühlt, sondern die Wärme lange speichert.
Die Leistung des Forschungsteams lenkt die Aufmerksamkeit auf seinen potenziellen Beitrag zur Unterstützung von Landwirten bei der Bewältigung von Bodenkrankheiten. Diese Forschung begann auf Wunsch eines Mitarbeiters der Tier- und Pflanzenquarantänebehörde und das Forschungsergebnis, die Mikrowellentechnologie, wurde an Jooeun Care Farm Co., Ltd. übertragen, ein auf Schädlingsbekämpfungsgeräte spezialisiertes Unternehmen.
Jooeun Care Farm plant, Geräte auf Basis der übertragenen Technologie herzustellen und den Grundstein dafür zu legen, dass Landwirte im ganzen Land diese in Zusammenarbeit mit lokalen Regierungen und öffentlichen Einrichtungen zu erschwinglichen Preisen mieten können.
Dr. Sunshin Jung von KERI sagte: „Wir haben uns die Wellennatur von Mikrowellen zunutze gemacht und sie so ausgerichtet, dass sie sich überlagern, nicht ausbreiten, und den Boden unter der Erde erhitzen“, und fügte hinzu: „Diese Technologie hilft, Schädlinge abzutöten, die nach der Ernte unter der Erde leben, ohne dass sie eingesetzt werden müssen.“ von Pestiziden, ihren Nebenwirkungen und Umweltverschmutzung und wird einen großen Beitrag zur landwirtschaftlichen Produktivität und zum Einkommen der Landwirte leisten.“
Experten glauben, dass diese Mikrowellen-Heiztechnologie auch dazu genutzt werden könnte, die Lebensräume fremder Schädlinge (z. B. Termiten, Rote Feuerameisen und tropische Feuerameisen) in Häfen und Flughäfen zu vernichten, ohne Böden zu zerstören (zerstörungsfreie Methoden). Weitere potenzielle Anwendungen sind an Fahrzeugen montierte Mikrowellenheizgeräte zur Entfernung von Glatteis von Straßen im Winter und die Reinigung von mit Öl verunreinigtem Boden.
Das Forschungsteam von KERI, das Patente für diese Errungenschaft angemeldet hat, geht davon aus, dass diese durchdringende Mikrowellenerwärmungstechnologie potenzielle Anwendungen in verschiedenen Bereichen haben wird, und wird ihre Kommerzialisierung durch die Identifizierung von Unternehmen fördern, die einen Bedarf an dieser Technologie haben.