Nanopartiklar kan minska användning av kemikalier inom jordbruket
Forskare vid Stockholms universitet har utvecklat en innovativ metod för att minska användning av pesticider inom jordbruket. Genom att använda nanopartiklar tillverkade av lignin, en naturlig polymer i trä, kan pesticider effektivt fästas vid och absorberas av växters ytor. Det gör att pesticider kan verka i upp till två månader, vilket både skyddar växterna och dramatiskt minskar kemikalieanvändningen.
Matilda Andersson, doktorand vid Kemikum. Foto: Fengyang Wang/SU
Från industriavfall till växtskydd
Matilda Andersson, doktorand vid Kemikum, har under ledning av Mika Sipponen utvecklat denna biobaserade nanopartikelteknik och använt lignin, för närvarande en underutnyttjad biprodukt från träbaserade industrier, som grundmaterial. Genom att modifiera ligninet med fettsyraderivat har forskarna skapat partiklar som både fäster vid växternas vaxlager och tränger igenom bladens skyddande yta.
Minskad pesticidanvändning med global effekt
Forskningen, som publicerats i ”ACS Applied Materials & Interfaces”, visar att de nya nanopartiklarna potentiellt kan minska den mängd pesticider som behövs och då hjälper att skydda miljön. Globalt används nästan 4 miljoner ton pesticider varje år, men mindre än 25 procent av dessa når sitt avsedda mål. Resten hamnar i jorden via besprutning, regn eller bryts ned av UV-ljus. Här erbjuder de framtagna ligninpartiklarna en lösning. Forskarna jämför tekniken med den trojanska hästen: nanopartiklarna levererar pesticiderna effektivt till växterna, samtidigt som de skyddas från att spolas bort vid regn eller bevattning.
Långvarig och reglerbar frisättning av pesticider
En annan nyckelfunktion hos de nya nanopartiklarna är deras förmåga att reglera frisättningen av pesticider under en längre period – upp till 60 dagar. Den gradvisa frisättningen säkerställer ett långvarigt skydd, vilket gör metoden mer effektiv än traditionella bekämpningsmedel. Samtidigt minskar risken för föroreningar och hälsorisker, något som ofta är förknippat med överanvändning av pesticider.
Nästa steg – växthusförsök för att validera metoden
Forskarna planerar nu att testa tekniken på växande grödor för att ytterligare validera dess effektivitet.
– Den här metoden har potential att minska mängden pesticider som krävs, vilket inte bara gynnar jordbrukare utan också miljön. Nästa steg för oss är att testa de ligninbaserade nanopartiklarna under praktiska förhållanden för att validera deras långsiktiga effektivitet på växande grödor, säger Matilda Andersson, doktorand och huvudförfattare till studien.
En framtidslösning för hållbart jordbruk
Den biobaserade tekniken erbjuder ett effektivt sätt att skydda grödor samtidigt som den minskar den miljömässiga påverkan av det moderna jordbruket. Ligninbaserade nanopartiklar kan bli en viktig del i utvecklingen av mer hållbara jordbrukstekniker som minskar beroendet av kemikalier och förbättrar miljöskyddet.
– Vårt mål är att vidareutveckla hållbara teknologier som kan lösa jordbrukets verkliga utmaningar, säger Mika Sipponen, huvudansvarig för LIFAGRO-projektet, som är finansierat av Vetenskapsrådet för hållbar utveckling, FORMAS.
