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05.11.2012

Nanomaterialien in Pflanzenschutzmitteln und Düngern


Der Einsatz von Nanomaterialien in der Landwirtschaft könnte zu reduzierten Aufwandmengen, höherer Effizienz und umweltschonenden Anwendungen, aber auch zu einer stärkeren Belastung von Bodenlebewesen führen. Zu diesem Schluss gelangt ein im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64) erstellter Übersichtsartikel.

Obwohl im Moment noch keine Pflanzenschutzmittel oder Dünger mit Nanomaterialien auf dem Markt erhältlich sind, werden Nanomaterialien in der Landwirtschaft speziell als Zusätze oder aktive Wirkstoffe in Düngern oder Pflanzenschutzmitteln zunehmend zum Thema: Die Anzahl der wissenschaftlichen Publikationen und Patente von Nanomaterialien in diesem Bereich steigt seit der Jahrtausendwende exponentiell an, wie Forschende an der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon und am Bundesamt für Landwirtschaft in einem soeben erschienenen Übersichtsartikel zeigen. Mit rund 70 Arbeiten ist das Thema gegenwärtig noch überschaubar. Während die USA und Deutschland bei der Einreichung von Patenten dominieren, stammen die meisten Fachartikel aus asiatischen Ländern.

Oft außerhalb der klassischen Nano-Kategorie

Rund 40 Prozent der Arbeiten befassen sich mit Kohlenstoff-basierten Nanomaterialien, gefolgt von Titandioxid, Silber, Silikagel und Aluminium. Nanomaterialien können in den verschiedensten Formen und Zuständen in Formulierungen integriert werden - von festen Partikeln bis zu Polymeren und Emulsionen. Es fällt auf, dass die Materialentwicklung sich häufig an natürlichen und abbaubaren Grundsubstanzen orientiert. Oft sind die verwendeten Nanomaterialien größer als 100 Nanometer und liegen damit definitionsgemäß außerhalb der klassischen Nano-Kategorie. Gerade bei neuartigen Pflanzenschutzmitteln dient das Nanomaterial vielfach als Hilfsstoff, um beispielsweise den Wirkstoff kontrolliert freisetzen zu können.

1000-fach erhöhter Eintrag in die Böden

Den potenziell verbesserten Eigenschaften von Pflanzenschutzmitteln und Düngern mit Nanomaterialien steht bei deren Anwendung ein deutlich erhöhter Eintrag in die Böden gegenüber. Dieser könnte das 1.000-fache der momentan von Experten vorhergesagten Frachten über die Atmosphäre betragen. Entsprechend wären auch die Bodenlebewesen und Nutzpflanzen stärker exponiert.

Bereits heute werden Firmen in der Schweiz aufgefordert, allfällige Nanomaterialien in neu zu registrierenden Pflanzenschutzmitteln zu deklarieren. Allerdings sind die Grundlagen für eine nanospezifische Risikobeurteilung momentan noch international in Arbeit. Das im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64) durchgeführte Projekt NANOMICROPS (Effects of NANOparticles on beneficial soil MIcrobes and CROPS) leistet hierzu einen Beitrag, indem es einerseits ökotoxikologische Testsysteme für Bodenmikroorganismen und Nutzpflanzen entwickelt und andererseits analytische Methoden zur Quantifizierung von Nanomaterialien in landwirtschaftlich wichtigen Umweltkompartimenten wie Boden und Wasser bereitstellt.

—> Weitere Informationen

Quelle: idw/Schweizerischer Nationalfonds (SNF)




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