Kaltes Plasma verleiht Saatgut Superkräfte

Forscher der Arkansas Agricultural Experiment Station steigern Erträge und sparen Insektizide

Maschine erzeugt blau leuchtendes kaltes Plasma (Foto: aaes.uada.edu, Rupesh Kariyat)

Fayetteville (pte004/12.03.2025/06:15)

Eine neue Nutzungsmöglichkeit von kalten Plasmen haben Forscher der Arkansas Agricultural Experiment Station erschlossen. Sie behandeln damit Saatgut, zunächst Reis, um die Keimfähigkeit zu fördern. Zusätzlich besprühen sie die Körner mit Wasser, das ebenfalls mit kaltem Plasma aktiviert worden ist. Das behindert den Insektenbefall. Die Erträge steigen, während der Bedarf an Dünger und Insektiziden sinkt.

Kaltplasma in Leuchtstoffröhren

Plasma, in diesem Fall kaltes, gilt als vierter Aggregatzustand neben fest, flüssig und gasförmig. Es handelt sich um ein Gemisch aus elektrisch geladenen Teilchen, die sich mal wie eine Flüssigkeit, mal wie ein Gas verhalten. Das bekannteste kalte Plasma wird in Leuchtstoffröhren erzeugt. Das physikalische Phänomen ist auch für das Nordlicht verantwortlich.

Im Gegensatz zum kalten gibt es heißes Plasma, wie es in Fusionsreaktoren erzeugt wird. Kalte Plasmen entstehen, wenn Gase wie Sauerstoff in ein starkes elektromagnetisches Feld geraten, das aus den Atomen Elektronen entfernt. Die zurückbleibenden positiv geladenen Restatome und die Elektronen bilden das Plasma.

Insektenkundler wurde hellhörig

Es begann damit, dass Mahfuzur Rahman eine Maschine beschaffte, die ein kaltes Plasma erzeugt. Das rief seinen Kollegen Rupesh Kariyat auf den Plan. Er interessierte sich für die Auswirkungen von kaltem Plasma auf Insekten. "Ich wollte herausfinden, ob das Plasma einen Einfluss auf das Wachstum der Reispflanzen hat", so der Insektenkundler.

Als Hauptgegner machte er gemeinsam mit seinem Doktoranden Deepak Dilip und dem Postdoc Nikitha Modupalli aus Rahmans Team den Herbst-Heerwurm aus, der, ehe er zum Schmetterling wird, verheerende Schäden an agrarischen Nutzpflanzen anrichten kann. Der Doppelschutz durch kaltes Plasma und Wasser, das durch kaltes Plasma antimikrobielle Eigenschaften bekommt, wehrte tatsächlich den gefräßigen Wurm ab und die Keimung begann früher. Im Laufe der Zeit holten die Pflanzen, die unbehandelten Reiskörnern entsprossen, allerdings auf.

Tool für Öko-Landwirtschaft

Kariyat und Rahman wollen kaltes Plasma jetzt zunehmend in der ökologischen Lebensmittelproduktion einsetzen. Das US-Landwirtschaftsministerium prüft den Einsatz von kaltem Plasma bereits als ökologische Technologie, die den Weg für Alternativen zu Insektiziden und Pestiziden ebnen könnte. "Wenn wir diese Technologie für die ökologische Produktion optimieren können, wird sie einen ganz neuen Weg für das Wachstum von Bio-Lebensmitteln schaffen", verdeutlicht Rahman abschließend.

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