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Akzeptanz und Regulierung gelten noch als Hürden © APA (Gindl)
Akzeptanz und Regulierung gelten noch als Hürden © APA (Gindl)

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Nanotechnologie könnte Landwirtschaft umweltverträglicher machen

30.07.2020

Diese Meldung ist Teil einer wöchentlichen Zusammenfassung für den APA-Science-Newsletter Nr. 28/2020 und nicht zwingend tagesaktuell

Beim Thema "Nanotechnologie in der Landwirtschaft" denkt man eher an Umwelt- und Gesundheitsrisiken. Doch tatsächlich könnten neue Nanotech-Lösungen die Landwirtschaft umweltverträglicher machen, wie Wiener Forscher in einem Überblick des Forschungsstands im Fachjournal "Nature Food" zeigen. Wesentlich sei, dabei von Anfang an gesellschaftspolitische Aspekte und alle Beteiligten mit einzubeziehen.

Die Landwirtschaft gilt als einer der Hauptfaktoren für Umweltprobleme. Sie ist für 75 Prozent der weltweiten Abholzung, 70 Prozent des Wasserverbrauchs und 30 Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Diese Problematik werde durch das erwartete Bevölkerungswachstum weiter verschärft, wenn sich nicht grundsätzlich etwas an Bewässerung, Düngung, Schädlingsbekämpfung und Effizienz im Ackerbau ändert, heißt es in einer Aussendung der Universität Wien.

Nanosensoren als Chips in Pflanzen

Thilo Hofmann vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften der Uni Wien zeigt in der Studie mehrere Möglichkeiten auf, in welchen Bereichen Nanotechnologie jetzt schon eingesetzt werden kann: So könnten Nanosensoren als Chips in Pflanzen eingebracht werden und Trockenheit oder Stress durch Schädlingsbefall signalisieren. Dadurch könnte gezielt reagiert und Düngemittel oder Wasser effizienter eingesetzt werden.

Während derzeit bis zu zwei Drittel der eingesetzten Pestizide nicht die Pflanzen erreichen, könnten in Nanokapseln verpackte Schädlingsbekämpfungsmittel die Treffergenauigkeit erhöhen. Ähnliches gilt für Dünger: Wenn durch Nano-Düngemittel "die Effizienz nur um zehn bis 20 Prozent gesteigert wird, ist bereits viel für die Umwelt gewonnen", so Hofmann. Nano-Kapseln und Nano-Hüllen für Nährstoffe und Pflanzenschutzmittel sind dem Forscher zufolge Technologien, die bereits am weitesten entwickelt und teilweise schon im Freiland getestet werden.

Dagegen sei bei der gentechnischen Veränderung von Pflanzen der Einsatz von Nanotechnologie noch im Laborstadium, insbesondere in den USA werde daran aber sehr intensiv geforscht, so Hofmann. Ein Beispiel ist das Einschleusen von genetischem Material in Pflanzen mittels Nano-Kapseln und die anschließende gezielte Veränderung des Genoms mit der CRISPR-Technologie. So könnten gewünschte Eigenschaften entstehen, ohne dass fremdes Erbgut in diesen Pflanzen enthalten ist.

Große Unterschiede bei Regulierung und Akzeptanz

Die Regulierung und Akzeptanz solcher Methoden seien in den USA, China oder Europa völlig unterschiedlich. In den USA müsste ein so erzeugtes Produkt nicht mehr als genetisch verändert gekennzeichnet werden, während es in Europa nach wie vor ein gentechnisch verändertes Lebensmittel wäre. "Diese Konflikte werden in den kommenden Jahren auf uns zukommen und sollten frühzeitig erkannt und diskutiert werden", so der Experte. Es sei auch nicht jede Lösung überall sinnvoll. "Welche Art von Nanotechnologie letztendlich wann und wo eingesetzt werden kann, muss im Vorhinein breitgefächert diskutiert werden - damit wir rechtzeitig sinnvolle Lösungen für die Umwelt und den Menschen haben", so Hofmann.

Der Wissenschafter ortet derzeit drei wesentliche Hürden für den Einsatz von Nanotechnologie in der Landwirtschaft: Neben dem Anwenden und Herstellen von nanotechnologischen Produkten im Feldmaßstab seien insbesondere Regulierung und Sicherheitsaspekte sowie die Akzeptanz der Verbraucher wichtige Fragen, die von Beginn an bedacht werden müssen. Wesentlich ist für den Experten daher, früh gesellschaftspolitische Aspekte mitzudenken und alle Beteiligten aus Politik, Industrie, Umweltschutz, Landwirtschaft und Konsumentenschutz mit einzubeziehen.

Service: https://doi.org/10.1038/s43016-020-0110-1

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