Mit Mikronadeln wachsen Nutzpflanzen besser

Forscher der National University of Singapore (NUS) haben ein System aus Mikronadeln entwickelt, das biologische Nährstoffe direkt in die Blätter oder Stiele von Nutzpflanzen einbringt, um unterwünschte Auswirkungen der Landwirtschaft zu verringern. Dünger wird vom Regen nicht mehr ausgewaschen, sodass das Pflanzenwachstum in Binnengewässern und Meeren nicht mehr gefährlich zunimmt. Zudem soll die Menge an Dünger, die eingesetzt werden muss, drastisch sinken.

15 Prozent weniger Biodünger

In Experimenten in Gewächshäusern halben sich Choy Sum, ein beliebtes chinesisches Blattgemüse, und Grünkohl erheblich schneller entwickelt - gemessen an der Biomasse der Triebe, der Blattfläche und der Höhe. Trotzdem benötigen die Pflanzen mehr als 15 Prozent weniger Biodünger als bei der herkömmlichen Bodenausbringung, berichten die Wissenschaftler.

Biologischer Dünger, der nützliche Bakterien und Pilze enthält und den Pflanzen hilft, Nährstoffe aufzunehmen und Stress zu tolerieren, wird normalerweise dem Boden zugesetzt. Dort müssen die Wirkstoffe mit Mikroben konkurrieren und können durch Säuregehalt und verschiedene andere Bedingungen den Weg zu den Wurzeln der Pflanzen verpassen. Das Gros des Düngers gelangt nie an Ziel. Durch die direkte Platzierung nützlicher Bakterien oder Pilze in Blättern oder Stängeln umgeht die neue Methode diese Hürden.

Nährstoffe direkt in Wurzeln

"Inspiriert davon, wie Mikroben im menschlichen Körper wandern können, stellten wir die Hypothese auf, dass nützliche Mikroorganismen zu den Wurzeln wandern und dort ihre Funktion erfüllen, wenn sie direkt in das Pflanzengewebe eingebracht werden, beispielsweise in ein Blatt oder den Stängel. Wir vermuteten - zu Recht, wie sich jetzt herausstellt - dass dieser Dünger dann viel effektiver und weniger anfällig für Störstoffe ist, die im Boden vorkommen", sagt NUS-Forscher Andy Tay.

Das Team Mikronadeln aus Polyvinylalkohol (PVA) hergestellt. Das ist ein biologisch abbaubares, kostengünstiges Polymer. Das Pflaster für Blätter ist einen Quadartzentimeter groß und hat 1.600 Nadeln, die je 140 Mikrometer lang sind. Für die etwas robusteren Stängel sind Pflaster mit 430 Mikrometer langen Nadeln vorgesehen. Die biologischen Nährstoffe werden im PVA eingeschlossen.