Nanovitamine für Makroernten: Neue Generation von Düngemittel auf Basis von Metall-Nanopartikeln steigert Ernteproduktivität um 25 %

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Mikroelemente, wie z. B. Eisen, Kobalt, Kupfer, Selen, Zink, Molybdän und andere Metalle, sind ein wesentlicher Bestandteil von biologisch aktiven Substanzen (Proteine, Enzyme, Hormone, Vitamine und Pigmente in Pflanzen und tierischen Organismen). Zahlreiche unwillkürliche Vorgänge, einschließlich der Funktionsweise des Metabolismus, sind ohne sie nicht möglich - und das, obwohl nur ein oder zwei Atome dieser Metalle in Protein- oder Enzymmolekülen erforderlich sind. Als wichtiges Element von Enzymen wirken sich Mikroelemente direkt auf die Immunität und Lebensfähigkeit einer Pflanze aus, was ihren Resistenzgrad gegenüber Schädlingen und Krankheiten ausmacht.

"Wir haben ein Düngemittel einer neuen Generation entwickelt, das auf Nanopulvern von Metallen basiert und uns ermöglicht, die Technologie mehrerer agrochemischer Prozesse erheblich zu optimieren und - genau genommen - sie auf eine Saatgutbehandlung durch ein Produkt zu reduzieren, das die wesentlichen Mikroelemente in Nanoform enthält. Diese Partikel von Übergangsmetallen (Eisen, Kupfer, Kobalt), die an der NUST MISIS synthetisiert werden, beeinflussen stark das Pflanzenwachstum in der anfänglichen Wachstumsphase. Somit erhält die zukünftige Pflanze während der Aussaatphase notwendige Mikroelemente, die uns ermöglichen den Feldaufgang zu verbessern, die Widerstandsfähigkeit zu steigern und letztlich eine [bessere] Ernte zu erzielen, da laut Versuchen diese Zahlen um 20-25 % steigen", so Alexander Gusev, Doktorand in Biologie, Projektleiter und leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter am NUST MISIS Department of Functional Nanosystems.

"Die größte Schwierigkeit bestand darin, dass die Nanopartikel aufgrund ihrer hohen Aktivität dazu neigen, zu schnell zusammenzukleben und Anhäufungen bilden. Dieses Problem haben wir mittels eines integrierten Ansatzes gelöst, der den Gebrauch von organischen Stabilisatoren und die Ultraschallbearbeitung von kolloidalen Lösungen einschließt. Jetzt, nachdem wir motivierende Feldforschungsergebnisse gewonnen haben, muss untersucht werden, wie ein neues Düngemittel sich in verschieden Böden in Bezug auf verschiedene Pflanzenkulturen verhält. Ebenfalls muss umfassend seine Umweltverträglichkeit bewertet werden, bevor zur breiten Nutzung geraten wird", fügte er hinzu.

In der modernen Landwirtschaft werden Mikroelemente in Form löslicher Salze in den Boden eingeführt. Die Pflanze erhält dann die nötigen Substanzen nur, während der Boden über eine solche Lösung verfügt. Die Substanzen werden durch Regengüsse und Bewässerung weggespült, woraufhin eine neue Menge Düngemittel benötigt wird. Während dieser Phase können Chemikalien ins Grundwasser eindringen und das Ökosystem ins Ungleichgewicht bringen. Düngemittel dieser neuen Generation machen es möglich, dass die erforderlichen Mikroelemente in die Struktur einer Pflanze eindringen ohne den Boden zu beschädigen.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Anwendung dieses neuen Düngemittels sich wirtschaftlich positiv auswirkt. Das ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass sein Verbrauch einem Gramm Trockensubstanz pro einer Tonne aufbereitetem Saatgut entspricht und die Anzahl involvierter Verfahren geringer ist, was die Kosten für Arbeit und den Betrieb von Landwirtschaftsmaschinen senkt.

Quelle: http://en.misis.ru/university/news/science/2017-11/4987/