Наноматериалы в сельском хозяйстве

Использование наноматериалов в сельском хозяйстве, могло бы, с одной стороны, снизить затраты и усилия, повысить эффективность работы и привести к более экологически безопасному земледелию. С другой стороны, их применение может негативно сказаться на почвенной биоте. Такое заключение сделали авторы обзорной статьи, написанной в рамках Национальной программы научных исследований «Возможности и Риски использования Наноматериалов».

Хотя на данный момент на рынке нет средств защиты растений и удобрений, содержащих наноматериалы, однако наноматериалы становятся все более важным вопросом в сельском хозяйстве — в частности, в качестве добавок или агентов в удобрениях и средствах защиты растений: количество научных публикаций и патентов на наноматериалы в этой области растет в геометрической прогрессии.

С начала тысячелетия, по данным обзорной статьи, опубликованной исследователями Исследовательской Станции Agroscope Reckenholz-Tänikon и Федеральным департаментом сельского хозяйства, на эту тему издано около 70 статей – по ним уже вполне возможно получить представление о теме. В отношении патентов лидируют США и Германия, а большинство научных статей были написаны в странах Азии.

Около 40% публикаций говорят о наноматериалах на основе углерода в сочетании с диоксидом титана, серебром, силикагелем и алюминием. Наноматериалы могут производиться в разных формах и физических состояниях: от твердых частиц до полимеров и эмульсий. Примечательно, что разработка материала часто основывается на природных и разлагающихся органических соединениях. Используемые наноматериалы часто превышает 100 нанометров, поэтому, по определению, они находятся за пределами классического нано-диапазона. В частности, в новых средствах защиты растений наноматериалы нередко служат добавкой, помогающей высвободить собственно агент в контролируемом режиме.

Потенциалу совершенствования средств защиты растений и удобрений наноматериалами противостоит значительное ускорение круговорота веществ в почве при применении этих материалов. Эксперты в настоящее время предсказывают, что скорость потоков веществ может вырасти в тысячу раз по отношению к естественному уровню. Следовательно, почвенные организмы и культуры будут также более подвержены воздействию этих веществ. Швейцарские компании уже сейчас обязаны декларировать любые наноматериалы, содержащиеся в новых средствах защиты растений, которые они хотели бы зарегистрировать. Однако, международные принципы конкретной оценки нано-рисков до сих пор находятся на стадии разработки. В рамках Национальной научной программы «Возможности и риски использования наноматериалов», проект NANOMICROPS (Воздействие наночастиц на почвенные микроорганизмы и культуры) вносит свой вклад в развииме токсикологической тест-системы для почвенных микроорганизмов и культур, а также в создание аналитических методов для количественного определения наноматериалов в почве и воде.