Nya användningsområden för nanomaterial i jordbruket

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, t.ex. nanoformuleringar av gödselmedel och kemiska växtskyddsmedel. Martin Palmqvist har i sitt doktorsarbete utforskat ett antal nya användningsområden i jord- och trädgårdsbruk.

Förbättrad biologisk bekämpning

Nanopartiklar av titandioxid är kända för att ha cellmembran-bindande 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, t.ex. 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.

-----------------------------------

Agronom Martin Palmqvist försvarade sin doktorsavhandling Nanoparticles. Case studies of their synthesis, properties and biological interaction den 1 december 2017 vid SLU i Uppsala. Opponent var professor Thibaud Coradin, UPMC, Paris, Frankrike.

Mer information

Martin Palmqvist
Institutionen för molekylära vetenskaper
Sveriges lantbruksuniversitet
018-67 22 24, martin.palmqvist@slu.se

Länk till avhandlingen (pdf)
https://pub.epsilon.slu.se/14677/

Pressbild

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Fotograf ska anges.)

Martin Palmqvist. Foto: Privat