Eine neue Technologie zur Beschichtung von Pflanzen mit einer dünnen Wachsschicht könnte den Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft erheblich reduzieren. Das zeigen die kürzlich veröffentlichten Ergebnisse des Projekts SafeWax, an dem unter anderen das Technion (Israel) und BASF (Deutschland) beteiligt waren.
Laut Berichten der Vereinten Nationen zerstören Pflanzenkrankheiten etwa ein Drittel der weltweiten Agrarerträge und verursachen damit einen geschätzten jährlichen wirtschaftlichen Verlust von über 70 Milliarden US-Dollar. Kürzlich in Small veröffentlichte Forschungsergebnisse stellen SafeWax vor – eine neue Technologie, die am Technion – Israel Institute of Technology entwickelt wurde. SafeWax wird durch einen EIC Pathfinder-Zuschuss der EU finanziert und könnte die Auswirkungen von Pflanzenkrankheiten reduzieren und den Einsatz von Pestiziden um mehr als 50 % senken.
Unter der Leitung von Prof. Boaz Pokroy von der Fakultät für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen arbeitete das SafeWax-Projekt mit einem weiteren Technion-Labor unter der Leitung von Prof. Ester Segal von der Fakultät für Biotechnologie und Lebensmitteltechnik sowie vier internationalen Partnerorganisationen zusammen – BASF (Deutschland), der Universität Bologna (Italien), dem französischen Wein- und Rebenzentrum (Frankreich) und Eurofins (Frankreich).
Herkömmliche Methoden zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten stützen sich stark auf chemische Pestizide, die in den Boden eindringen und sowohl die Umwelt als auch die menschliche Gesundheit gefährden. Darüber hinaus haben viele Pestizide aufgrund von Bakterienresistenzen ihre Wirksamkeit verloren. Die SafeWax-Technologie bietet eine vielversprechende, nachhaltige Alternative zum Einsatz von Pestiziden. Durch einfaches Aufsprühen bildet sie eine dünne, gleichmäßige, biologisch abbaubare Schicht aus superhydrophobem (wasserabweisendem) Material auf der Pflanzenoberfläche, die passiv das Keimen von Pilzsporen verhindert und so die Entwicklung von Krankheiten hemmt. Die Inspiration für diese innovative Technologie ist die Cuticula – eine natürliche Wachsschicht, die Pflanzen wie Lotusblätter und Brokkoli bedeckt und ihnen ermöglicht, sich selbst zu reinigen, indem sie Bakterien und andere Verunreinigungen abweist.
In den Experimenten, die in dem in Small veröffentlichten Artikel beschrieben werden, dessen Erstautorin Dr. Iryna Polishchuk vom Fachbereich Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ist, wurde die neue Technologie an Tomaten, Paprika, Weinreben und Bambuspflanzen getestet und erwies sich als machbar und wirksam beim Schutz dieser Pflanzen, ohne wesentliche physiologische Prozesse wie die Photosynthese zu beeinträchtigen. Darüber hinaus filtert die einzigartige Beschichtung intensive UV-Strahlung, die Pflanzen schädigt, schützt die Pflanze vor Hitze und UV-Strahlung und verlangsamt gleichzeitig die Austrocknung. Außerdem ist die Beschichtung für das für die Photosynthese notwendige sichtbare Licht transparent. Das Beschichtungsmaterial basiert auf biologisch abbaubaren Fettsäuren, die aus Lebensmittelabfällen gewonnen werden können, was ebenfalls zur Reduzierung der weltweiten Lebensmittelverschwendung beiträgt.
Die Forscher schätzen, dass die SafeWax-Technologie den Einsatz chemischer Pestizide um mindestens 50 % reduzieren könnte. Laut Prof. Pokroy „ist dies eine ökologische, effiziente und multifunktionale Alternative für den Pflanzenschutz, insbesondere angesichts der Herausforderungen, die der Klimawandel für die moderne Landwirtschaft mit sich bringt. Über den passiven Schutz vor Krankheiten hinaus verbessert sie die Umweltverträglichkeit von Pflanzen und reduziert den ökologischen Fußabdruck des Pflanzenanbaus.“
Quelle: Technion