Nanomaterial kan skydda växter mot sjukdomar och stress
Vissa nanomaterial har egenskaper som passar för växtskydd. Nanopartiklar kan förbättra biologisk bekämpning av svartfläcksjuka på raps och kål. Och öka växters stresstolerans vid torka, visar forskning från SLU.
Nanomaterial består av ämnen i form av ytterst små partiklar, och den ringa storleken gör att ett ämne kan ha helt andra egenskaper än när det förekommer i sin vanliga form. Nanomaterial kan vara värdefulla för att de har unika optiska, elektriska eller mekaniska egenskaper, men också för att de kan påverka biologiska förlopp och organismer.
Nanoteknikens genombrott inom informationsteknik och medicin under de senaste trettio åren har väckt stor uppmärksamhet. Mindre känt är förmodligen att det också inom jordbruket har dykt upp nya tillämpningar, till exempel nanoformuleringar av gödselmedel och kemiska växtskyddsmedel. Martin Palmqvist har i sitt doktorsarbete utforskat ett antal nya användningsområden i jord- och trädgårdsbruk.
Bättre biologisk bekämpning
Nanopartiklar av titandioxid är kända för att ha cellmembranbindande egenskaper och Martin Palmqvist var intresserad av att undersöka hur detta kan påverka mikrobers samspel med växter. I en av sina studier visar han att nanopartiklar av titandioxid kan användas för att förbättra effekten av biologisk bekämpning av en växtsjukdom.
Svartfläcksjuka är en svampsjukdom som drabbar korsblommiga grödor, till exempel raps och kål, och som kan bekämpas med sjukdomshämmande bakterier. Vad Martin Palmqvist har visat är att titandioxid förbättrar bakteriernas vidhäftning på rapsrötter, vilket ger växten ett bättre skydd mot angrepp av svampen (Alternaria brassicae).
Studien är jord i ett växthus, där bakterier och partiklar tillsattes i odlingsmediet. Metoden har inte testats i fältmässig odling utomhus.
Skydd mot torkstress
I en annan studie visar han att nanopartiklar av järnoxid (maghemit) kan användas som ett effektivt järngödningsmedel. Järn är ingen bristvara i jord, men i vissa jordar är järnet svårtillgängligt för växter, vilket kan motivera gödsling med en mer lättillgänglig form av järn. I studien tillfördes maghemiten via bevattning.
Nanopartiklar av järnoxid är kända för att kunna agera som enzymer och Martin Palmqvists studier visar att detta material också kan hjälpa växter att motstå stressande förhållanden, såsom torka.
– Min avhandling skrapar bara på ytan när det gäller nanomaterials samspel med biologiska organismer och system. Jag har arbetat med några av de vanligaste oorganiska nanopartiklarna, och undersökt några få egenskaper och interaktioner. Med all sannolikhet finns det en mängd nya användningsområden som vi ännu inte har upptäckt, säger Martin Palmqvist.
Avhandlingen: Nanoparticles. Case studies of their synthesis, properties and biological interaction
Kontakt: Martin Palmqvist, Institutionen för molekylära vetenskaper, Sveriges
