Mittwoch, 3. März 2021
15.12.2020 11:10
Pflanzenschutz

Nanopartikel stärken Pflanzenabwehr

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Von: sda/blu

Freiburger Forschende haben Silizium-Nanopartikel entwickelt, die die Resistenz gegen ein Bakterium bei Pflanzen verbessern. Die Chemikalie kurbelt dabei das Abwehrhormon Salizylsäure an, wie sie im Fachmagazin «Nature Nanotechnology» berichten.

Eine der grössten Herausforderungen für die heutige Landwirtschaft ist der Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln. Da immer mehr Produkte verboten werden oder als gefährlich für die Gesundheit von Mensch und Tier gelten, sind Ersatzlösungen gefragt.

Ein möglicher neuer Ansatz ist die Anregung der pflanzeneigenen Immunabwehr gegen Pflanzenschädlinge. «Bekanntermassen ruft die im Boden natürlich vorkommende Kieselsäure solche Reaktionen in Pflanzen hervor», schreibt die Uni Freiburg. Silikat-Nanopartikel setzen in Pflanzen natürlicherweise Kieselsäure frei, die die pflanzeneigene Immunabwehr gegen Schädlinge anregen.

Kurbelte Hormonproduktion an

Das Forscherteam der Universität Freiburg und des Adolphe-Merkle-Instituts stellten nun solche Nanopartikel einer Mitteilung der Uni zufolge künstlich her. Damit behandelten sie die Modellpflanze Ackerschmalwand, die mit dem bakteriellen Schädling Pseudomonas syringae infiziert war.

Demnach gelangte die Chemikalie über die Spaltöffnungen der Blätter in die Pflanze und kurbelte die Produktion des Abwehrhormons Salizylsäure an. Bewässerten die Forschenden die Ackerschmalwand, bauten sich die Nanopartikel spurlos ab.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Nanopartikel die Resistenz gegen das Bakterium dosisabhängig steigern konnten, indem sie das pflanzliche Abwehrhormon Salizylsäure (das auch der Wirkstoff von Aspirin ist) stimulieren. 

Weniger Stress für Pflanzen

Die Silikat-Nanopartikel übertrumpften im Experiment dabei die Wirkung der bereits im Pflanzenschutz eingesetzten Kieselsäure. Denn diese führt anders als die synthetisierten Partikel zu Stress in Pflanzen und anderen Bodenorganismen. Gemäss den Wissenschaftlern könnten die Nanopartikel daher als kostengünstige, hocheffiziente, sichere und nachhaltige Alternative für den Schutz vor Pflanzenkrankheiten dienen.

Zukünftige Untersuchungen sollen zeigen, ob die Chemikalie auch gegen schädliche Insekten, Viren oder andere Bakterien wirkt. Bevor die Nanopartikel breit in der Landwirtschaft eingesetzt werde, sei eine gründliche Analyse erforderlich um herauszufinden, ob die Nanopartikel in der Umwelt verbleiben und welche Auswirkungen dies mit sich bringen würde.

-> Hier gehts zum Artikel der Uni Freiburg

https://www.nature.com/articles/s41565-020-00812-0

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