Nanomaterialien können die Toleranz von Pflanzen gegenüber hohem Salzgehalt im Boden erhöhen

Salzkonzentrationen im Boden über dem optimalen Schwellenwert für Pflanzenwachstum können die globale Nahrungsmittelsicherheit bedrohen, da sie die landwirtschaftliche Produktivität und die Qualität der Ernten beeinträchtigen. Eine in Physiologia Plantarum hat das Potenzial von Nanomaterialien untersucht, um diese Herausforderung zu bewältigen. Sie haben sich im letzten Jahrzehnt als vielversprechendes Mittel zur Milderung eines solchen „Salzstresses“ erwiesen.

Nanomaterialien, also winzige natürliche oder synthetische Stoffe, können die Reaktion einer Pflanze auf Salzstress über verschiedene Mechanismen modulieren, etwa indem sie die Expression von Genen beeinflussen, die mit der Salztoleranz in Zusammenhang stehen, oder indem sie physiologische Prozesse wie die antioxidative Aktivität verstärken.

Als Forscher 495 Experimente aus 70 Veröffentlichungen auswerteten, die sich mit der Wechselwirkung verschiedener Nanomaterialien mit Pflanzen unter Salzstress befassten, stellten sie fest, dass Nanomaterialien bei niedriger Dosierung die Pflanzenleistung steigern und den Salzstress lindern. Bei höheren Dosierungen sind Nanomaterialien jedoch giftig für Pflanzen und können den Salzstress sogar verschlimmern.

Darüber hinaus variieren die Reaktionen der Pflanzen auf Nanomaterialien je nach Pflanzenart, Pflanzenfamilie und Nanomaterialtyp.

„Unsere Analyse ergab, dass Pflanzen unter Salzstress positiver auf Nanomaterialien reagieren als unter stressfreien Bedingungen, was auf die lindernde Wirkung von Nanomaterialien hinweist“, sagte der korrespondierende Autor Damiano R. Kwaslema, MSc, von der Sokoine University of Agriculture in Tansania. „Diese Erkenntnisse ebnen den Weg, Nanomaterialien als zukünftige Option zur Bewältigung von Salzstress in Betracht zu ziehen.“