Nanocząstki krzemu w zrównoważonym rolnictwie

Abstrakt

Wzrastająca liczba ludności, kurczące sią areały uprawne i zmiany klimatyczne skłaniają do poszukiwania nowych rozwiązań w rolnictwie. W zrównoważonym podejściu rolnictwo powinno opierać się podnoszeniu jakości i ilości plonów przy zachowaniu bioróżnorodności i ochrony środowiska naturalnego. Nanotechnologia, obecna w wielu dziedzinach życia, stwarza możliwości wspierania rozwoju zrównoważonego rolnictwa na wielu płaszczyznach. Spośród licznych rozwiązań i nanomateriałów na szczególną uwagę zasługuje krzem, który jest naturalnym komponentem ekosystemu, a w postaci nanocząsteczkowej nabywa nowych, unikatowych właściwości. Niniejszy artykuł koncentruje się na istotnej roli nanocząstek krzemu w rolnictwie organicznym, ze szczególnym uwzględnieniem ich działania jako nanonawozów. Autorki analizują wpływ nanocząstek krzemu na wzrost i rozwój roślin oraz ich potencjał w łagodzeniu negatywnych efektów czynników abiotycznych wywołanych przez suszę, zasolenie oraz narażenie na metale. Ponadto, przedstawiono korzystny wpływ nanocząstek krzemu na rośliny rosnące w warunkach stresu biotycznego wywołanego przez aktywność mikroorganizmów tj. bakterii i grzybów. Praca uwzględnia przegląd wyników oryginalnych badań przeprowadzonych w ostatnich latach w tym obszarze, a także przedstawia możliwe mechanizmy i strategie działania nanocząstek krzemu na poziomie fizjologicznym, komórkowym i molekularnym. Omówiono również kwestię bezpieczeństwa stosowania nanocząstek w rolnictwie, a także perspektywy ich dalszego wykorzystania jako czynnika zwiększającego odporność i produktywność roślin uprawnych.