Kto z nas zajmujących się uprawą roślin i produkcją żywności nie poszukuje nowych technologii i innowacyjnych środków produkcji? Pamiętajmy jednak, że efekty postępu, które wdrażamy w swojej produkcji muszą spełniać nie tylko kryterium ilościowe – wzrost plonów, ale powinny również wychodzić naprzeciw oczekiwaniom dotyczącym jakości i bezpieczeństwa. Przejawem nowoczesności i innowacyjności jest niewątpliwie nanotechnologia.
Mimo że znana od XVIII, XIX wieku, to gwałtowny jej rozwój przypada na ostatnie dekady. Nanomateriały obecne są nie tylko w medycynie, szerokorozumianej inżynierii, elektronice, ale coraz częściej również w rolnictwie i ogrodnictwie. Znajdują one zastosowanie szczególnie w produkcji zrównoważonej, chociażby do oceny i poprawy warunków środowiskowych czy w środkach wykorzystywanych w odżywianiu i ochronie roślin.
Fenomen oddziaływania nanocząstek na rośliny wynika z ich rozmiarów. Powszechnie przyjmuje się, że są to cząstki mniejsze od 100 nanometrów (nm), a dokładniej cząstki których przynajmniej jeden z wymiarów mieści się w zakresie 1 nm – 100 nm. Najbardziej aktywne są nanocząstki mniejsze od 10 nm. Są zatem jeszcze mniejsze niż komórki bakterii. Z racji swoich rozmiarów bez kłopotu wnikają do roślin. Penetrują nie tylko aparaty szparkowe, ale równie łatwo przenikają dalej do komórek, a nawet organelli komórkowych, wpływając na aktywność enzymów, procesy biochemiczne i fizjologiczne roślin. Cząstki te mogą mieć różny kształt zarówno kuli, jak łatwo sobie wyobrazić, ale również: sześcianu, pręta, igły, rurki, piramidy, płytki, ośmiościanu, dwudziestościanu i inny. Przy małych rozmiarach czyni to relatywnie bardzo dużą powierzchnię, co jeszcze bardziej zwiększa ich aktywność.
Na rynku ogrodniczym i rolniczym coraz częściej pojawiają się nanonawozy. Nawozy te z założenia są bardziej efektywne w działaniu od tradycyjnych nawozów mineralnych i bezpieczne dla środowiska. Zawarte w nich składniki pokarmowe, głównie mikroelementy, np. miedź, żelazo, cynk, krzem, selen mogą być uwalniane w sposób kontrolowany, są bardziej biodostępne, dłużej działają, a przez to ryzyko ich strat i zanieczyszczenia gleby czy wody jest ograniczone. W innowacyjnych nawozach dedykowanych ogrodnikom i producentom rolnym znajdują się także inne nanomateriały, np. srebro. Nanosrebro jest aktywne biologicznie. Ma potencjał ograniczania rozwoju wielu bakterii i grzybów, w tym patogenów roślin uprawnych. Aktywność biologiczna nanoczastek srebra jest wprost proporcjonalna do „stężenia” i ujemnie skorelowana z ich wielkości. Badania wskazują, że w wielu przypadkach wpływa korzystnie na rośliny jak „nawóz” czy biostymulator. Nanocząstki, w tym srebra, oddziałują na wiele procesów wzrostu i rozwoju roślin, jak: kiełkowanie nasion, wydłużanie (biomasę) korzeni i pędów, wzrost siewek, pobieranie i transport składników pokarmowych, zawartość chlorofilu, intensywność fotosyntezy, oddychanie, kwitnienie. W konsekwencji kształtują one plon i jego jakość.
Firma Agrami sp. z o.o. wprowadziła na rynek unikatowy nawóz pod nazwą nanoMI. Według aktualnej nomenklatury jest to prosty płynny nieorganiczny nawóz makroskładnikowy. W składzie chemicznym zawiera on azot w formie amidowej (mocznik), a także nanocząstki srebra. Zawartość cząstek srebra koloidalnego jest bardzo duża i niespotykana w innych nawozach. Wynosi ona aż 10 000 ppm w kilogramie nawozu. Połączenie mocznika i nanomateriału czyni ten nawóz doskonałym do zabiegów nalistnych. Mocznik jest źródłem łatwo dostępnego i co ważne bezpiecznego przy nalistnej aplikacji azotu. Jego wodny roztwór nie powoduje poparzenia blaszki liściowej, nawet przy stosunkowo dużych stężeniach. Ponadto mocznik „rozluźnia” warstwę wosku na liściu poprawiając wnikanie składników pokarmowych z cieczy roboczej zawierającej nawóz do tkanek głębiej położonych. Z kolei nanocząstki srebra mogą potencjalnie nie tylko wpływać na procesy fizjologiczne roślin, ale również oddziaływać na patogeny. Tak duża ich koncentracja w nawozie powoduje, że nawet w 0,1% jego roztworze (0,2 l nawozu w 200 litach wody) znajduje się 10 ppm nanocząstek srebra. To według informacji znajdujących się w literaturze w zupełności wystarcza, aby oddziaływały one aktywnie na rośliny.
Nawóz nanoMI jest zalecany do stosowania zarówno w uprawie roślin ogrodniczych, jak i rolniczych. Według producenta służy do poprawy kondycji wszystkich gatunków roślin, w tym warzyw gruntowych i pod osłonami, roślin sadowniczych i jagodowych oraz ozdobnych. Korzyści z jego stosowania to m.in.: poprawa wigoru roślin, stymulacja syntezy chlorofilu i procesu fotosyntezy, wzrost biosyntezy węglowodanów i białka, zwiększenie plonów, a także poprawa ich jakości. Rośliny dokarmiane nawozem nanoMI są w dobrej kondycji, zdrowe, a plony bardzo dobrze się przechowują. Nanocząstki srebra mają potencjał ograniczania występowania i rozwoju wielu mikroorganizmów (bakterie, grzyby) powodujących choroby roślin i zagrażających ich plonom po zbiorze. Nawóz nanoMI jest stosowany nie tylko dla poprawy stanu roślin w okresie intensywnej wegetacji i budowania plonu, ale również dla ich ratowania np. po gradobiciu, czy innych uszkodzeniach.
Nawóz nanoMI był badany zarówno w testach laboratoryjnych, jak i doświadczeniach polowych. Testowano między innymi wpływ roztworu wodnego tego nawozu o zawartości 10-15 ppm nanocząstek srebra na kiełkowanie nasion (rzodkiewka, ogórek, sałata, groch, jęczmień, rzepak) oraz nalistną aplikację takiego roztworu nawozu na zawartość chlorofilu, przewodność szparkową oraz biomasę młodych roślin w optymalnych i stresowych warunkach siedliskowych. W doświadczeniach polowych oceniono natomiast wpływ dolistnego nawożenia na parametry fizjologiczne roślin i plon ogórka, buraka, rzepaku. Wykonano także wiele obserwacji wzrostu, kondycji, zdrowotności roślin po zastosowaniu nawozu nanoMI w uprawach, np.: pomidora, papryki, malin, jabłoni, winorośli. Nawóz, zwłaszcza w warunkach stresowych, w tym w latach o niekorzystnym przebiegu pogody, poprawiał energię kiełkowania, zwiększał zawartość chlorofilu i przewodność szparkową, co skutkowało w przypadku ogórka większą o 5,5% masą siewek roślin, a następnie istotnie większym o 3,8 t/ha plonem (fot. 1). Dolistne stosowanie nawozu nanoMI poza korzystnym wpływem na plony roślin spowodowało, że owoce pomidora (fot. 2), papryki (fot. 3), malin (fot. 4) czy jabłka (fot. 5) były zdrowe, dorodne, wybarwione i dobrze się przechowywały. Korzenie buraka zawierały natomiast więcej cukru – wzrost zawartości sacharozy z 17,7% do 18,0%. Z kolei nawóz nanoMI zastosowany po nawałnicy deszczu z gradem mającej miejsce przed zbiorem winogron nie dopuścił do gnicia i rozkładu uszkodzonych owoców (fot. 6), co zapobiegło całkowitej utracie plonu.
Informacje producenta i wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że nawóz nanoMI może być powszechnie stosowany w uprawie roślin ogrodniczych i rolniczych. Jego dolistna aplikacja, mimo małej dawki, jest gwarantem korzystnego wpływu na plon i jego jakość, szczególnie w niekorzystnych warunkach uprawy.
Owoce roślin ogrodniczych uzyskane po dolistnej aplikacji nawozu nanoMI
