Seidennadeln statt Sprühnebel

Pflanzen sollen künftig Schutzimpfungen bekommen

Beim Versprühen von Pflanzenschutzmitteln und ähnlichen Präparaten in der Landwirtschaft gehen bis zu 50 Prozent der Wirkstoffe verloren, weil diese schlichtweg von den Pflanzen abperlen und im Boden versichern. Eine Alternative für diese durchaus ineffiziente Methode will nun ein Team aus Forschenden des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der MIT-Dependance in Singapur gefunden haben: Anstatt Pflanzenschutzmittel breitflächig zu versprühen, wollen die Wissenschaftler:innen die Pflanzen mit winzigen Hohlnadeln aus Seide "impfen".

Heilung von Pflanzenkrankheiten und Vitamin-Anreicherung

Infolge zahlreicher Versuche habe es das Team rund um MIT-Fachmann Benedetto Marelli geschafft, Pflanzen mit Eisenpräparaten erfolgreich gegen Chlorose zu impfen – dabei handelt es sich um einen Chlorophyllmangel, der Blätter vergilben lässt und folglich die Ernte mindert. Außerdem konnten die Wissenschaftler:innen Tomatenpflanzen dank der Impfmethode mit Vitamin B12 anreichern, wodurch die Tomaten bei Verzehr nahrhafter für den Menschen werden. Während die Forschenden bei den Laborversuchen noch händisch mit Nadeln in die Pflanzen stachen, sollen diese Aufgabe in der Praxis künftig Roboter übernehmen. 

"Es besteht ein großer Bedarf, die Landwirtschaft effizienter zu gestalten. Agrochemikalien sind wichtig für die Aufrechterhaltung unserer Versorgung mit Nahrungsmitteln. Aber sie sind nicht nur teuer, sodass sie am besten verlustfrei eingesetzt werden, sondern haben auch negative Auswirkungen auf die Umwelt. Daher müssen sie präzise dosiert werden", sagt Marelli.

Synthetische Seidenproteine für Massenherstellung

Ursprünglich wurden Mikronadeln für die Verabreichung von Impfstoffen oder anderen Medikamenten beim Menschen entwickelt. "Jetzt haben wir sie so angepasst, dass die Technologie auch bei Pflanzen funktioniert", so Marelli. Außerdem sei dem Team eine Technik zur Massenherstellung der Nadeln gelungen: Dafür würden sich synthetische Seidenproteine anbieten, da diese fest und biokompatibel sind. Dieses Material würden nicht nur Pflanzen akzeptieren, sondern auch die Körper besonders sensibler Menschen.

"Wir wollen das Wachstum der Pflanzen maximieren, ohne die Wirtschaftlichkeit der landwirtschaftlichen Betriebe oder die Artenvielfalt der umliegenden Ökosysteme zu beeinträchtigen. Es sollte keinen Zielkonflikt zwischen der Landwirtschaft und der Umwelt geben", verdeutlicht der Wissenschaftler abschließend.

Die gesamte Studie können Sie hier nachlesen.

www.mit.edu