Использование наноматериалов в сельском хозяйстве может, с одной стороны, уменьшить затраты, и, многие надеются на то, что это снизит негативную нагрузку на окружающую среду. Но с другой стороны, эти технологии могут отрицательно сказаться на состоянии почвенных микроорганизмов. К такому выводу пришли авторы обзорной статьи, подготовленной в рамках Национальной программы исследований США «Возможности и риски наноматериалов».

Хотя на рынке пока нет средств защиты растений или удобрений созданных с использованием нанотехнологий, об использовании наноматериалов в сельском хозяйстве с каждым годом рассуждают все активнее. В первую очередь, рассматривается возможность их использования в качестве добавок, повышающих эффективность удобрений или пестицидов.

Согласно анализу Исследовательской станции Agroscope Reckenholz-Tanikon и Федерального офиса по сельскому хозяйству США, количество научных публикаций и патентов в области использования наноматериалов для сельского хозяйства увеличивается по экспоненте. Хотя общее количество статей по данной тематике едва превышает 70, авторы обзора смогли выявить основные направления развития этого сегмента науки. Лидирующими странами по подаче патентных заявок в области использования наноматериалов в сельском хозяйстве являются США и Германия, но по количеству научных статей лидируют страны азиатского региона.

Около 40% публикаций посвящено наноматериалам на основе углерода, затем следуют наноматериалы, получаемые из диоксида титана, серебра, силикагеля и алюминия. Наноматериалы могут интегрироваться в препараты в различных формах и состояниях – от твердых частиц до полимеров и эмульсий. Следует отметить, что многие из предлагаемых разработок основаны на естественных или разлагаемых в природе материалах. Большинство из предлагаемых наноматериалов имеют размер более 100 нм, и поэтому отнести их к классическому нанодиапазону можно с очень большой натяжкой. В одном из предлагаемых пестицидов, наноматериалы используются в качестве добавки, которая регулирует выход действующего вещества.

Потенциал усиления средств защиты растений и удобрений при использовании их в комплексе с наноматериалами связан с тем, что в результате достигается многократное повышение подвижности компонентов препарата в почве. По мнению экспертов, подвижность может увеличиться более чем в 1000 раз, по сравнению с традиционной обработкой растворами с воздуха. Это позволяет усилить воздействие на почвенные организмы и корни растений.

Несколько швейцарских компаний уже призывают к созданию системы регистрации наноматериалов в продуктах для сельского хозяйства, поскольку у них имеются готовые разработки, которые осталось только допустить к использованию. Однако международные принципы оценки риска от наноматериалов пока находятся в стадии разработки.

Являясь частью Национальной исследовательской программы «Возможности и риски наноматериалов» (NRP 64), проект NANOMICROPS (Эффект воздействия наночастиц на полезные микроорганизмы и сельскохозяйственные культуры) направлен на разработку системы экотоксикологических тестов для оценки состояния микроорганизмов и сельскохозяйственных культур в результате применения наноматериалов, а также на адаптацию аналитических методов определения их содержания в объектах окружающей среды.