Wir verwenden Cookies, um Ihr Erlebnis zu verbessern.Indem Sie weiter auf dieser Website surfen, stimmen Sie unserer Verwendung von Cookies zu.Mehr Info.In einem kürzlich in der Open-Access-Zeitschrift Polymers veröffentlichten Artikel haben Forscher die Vor- und Nachteile des Schutzes von Pflanzen gegen pathogene Pilze unter Verwendung von Kohlenhydrat-Biopolymeren überprüft.Sie bewerteten drei Polysaccharide, nämlich Alginat, Zellulose und Chitosan, und bewerteten ihre Anwendungen im Pflanzenschutz.Studie: Die Verwendung von Kohlenhydrat-Biopolymeren im Pflanzenschutz gegen pathogene Pilze.Bildnachweis: AJCespedes/Shutterstock.comDie moderne Landwirtschaft steht vor der Herausforderung, Pflanzen für die wachsende Bevölkerung zu produzieren und die Ernte durch Krankheitserreger und Schädlinge zu reduzieren.Oomyceten und Pilze gelten als die schädlichsten Krankheitserreger von Nutzpflanzen und stellen eine immer größere Bedrohung für die globale Ernährungssicherheit dar, da sie durch den Klimawandel oder den Transport neuere Regionen erobern können.Mit der Einführung der ersten synthetischen organischen Fungizide in den 1940er Jahren erlebte die Pflanzenschutzindustrie eine rasante Entwicklung.Der umfangreiche Einsatz von Fungiziden und Pestiziden führte jedoch auch zu einer Kontamination aquatischer und terrestrischer Ökosysteme sowie zu negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit.Kohlenhydratpolymere können als Alternative zu herkömmlichen Fungiziden fungieren, wenn sie bei der Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln verwendet werden.Diese Biopolymere sind leicht aus natürlichen Quellen erhältlich und haben aufgrund ihrer Ungiftigkeit und biologischen Abbaubarkeit geeignete Anwendungen in der ökologischen Landwirtschaft.Stadien und Formen antimykotischer Pflanzenschutzanwendungen, die auf Kohlenhydrat-Biopolymeren basieren können.Bildnachweis: Korbecka-Glinka, G et al., PolymersDiese Übersicht konzentrierte sich auf drei gängige Biopolymere: Alginat, Chitosan und Zellulose.Chitosan, ein von Chitin abgeleitetes polykationisches Polymer, ist in der Lage, Abwehrmechanismen gegen Krankheitserreger in Pflanzen auszulösen.Da Chitosan wirksamer gegen Pilze als gegen Bakterien ist, wird es ausgiebig bei der Behandlung von Pflanzen vor und nach der Ernte eingesetzt, um mikrobielle Infektionen zu hemmen.Die Behandlung von Samen mit einer Beschichtung oder Tränkung der Samen mit Chitosan zeigte eine behinderte Sporulation und ein Myzelwachstum und eine Stimulierung des Sämlingswachstums.Chitosan-basierte Nanopartikel (NPs) zeigten ebenfalls eine effektive Schädigung des Pathogens.Studien von Madanipour et al.folgerten, dass Beschichtungen mit essbarem Chitosan auch eine wirksame Alternative zur Reduzierung von Nachernteverlusten bei Früchten wie Äpfeln sein könnten.Alginate haben außergewöhnliche Verdickungs- und Geliereigenschaften, während sie auch eine geringe Toxizität, günstige biologische Abbaubarkeit und Biokompatibilität besitzen.Alginatbeschichtungen sind wirksame Sauerstoffbarrieren, die die Entwicklung der Wurzelsysteme und oberirdischen Teile von Pflanzen stimulieren und dadurch ihre Resistenz gegen Krankheitserreger erhöhen.Die antimykotischen Eigenschaften der Alginatbeschichtungen können auch durch die Zugabe von Nanomaterialien verstärkt werden.Cellulosederivate werden häufig als Bindemittel und Träger von Biokontrollmitteln und Wirkstoffen verwendet.Sie sind jedoch auch in der Lage, biologisch abbaubare Membranen aus Pflanzenmaterial zu bilden, die als Schutzbarrieren wirken.Celluloseether wie Carboxymethylcellulose (CMC) werden üblicherweise in Saatgutbeschichtungen mit Fungiziden verwendet.Essbare Coatings mit Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) werden zum Coating von Gemüse und Obst verwendet, aber oft mit Konservierungsmitteln kombiniert.Die wichtigsten Vorteile von Alginat, Zellulose und Chitosan sind hohe Verfügbarkeit und einfache Beschaffung.Auch diese Biopolymere sind aufgrund ihres natürlichen Ursprungs sehr gut biologisch abbaubar.Damit eignen sie sich für Anwendungen in der ökologischen Landwirtschaft.Darüber hinaus macht ihre Ungiftigkeit sie sicher für den Verzehr.Kohlenhydrat-Biopolymere werden jedoch aufgrund zahlreicher Ursachen weniger häufig für den Pflanzenschutz verwendet.Erstens können sie leicht von anderen Mikroorganismen abgebaut werden, was ihnen eine begrenzte Haltbarkeit verleiht.Ein Konservierungsmittel ist auch erforderlich, um ihre Bioaktivitäten und biochemischen Eigenschaften aufrechtzuerhalten.Zweitens können Kohlenhydrat-Biopolymere aufgrund unterschiedlicher Quellen ein hohes Maß an Polydispersität und struktureller Heterogenität aufweisen, was es zu einer Herausforderung macht, aussagekräftige Informationen über ihre Sicherheit und Effizienz bereitzustellen.Drittens ist die Raffination von Kohlenhydrat-Biopolymeren aus Rohstoffen teuer und ineffizient.Die Forscher konnten die Eigenschaften und Anwendungen der drei Biopolymere unterscheiden.Obwohl Chitosan teuer ist, wird es aufgrund seiner direkten antimykotischen Wirkung häufig als Antimykotikum verwendet.Aufgrund seiner hydrophilen Eigenschaften wird Alginat oft in Kombination mit biologischen Pilzen und Bakterien verwendet.Darüber hinaus ist Cellulose die kostengünstigste und am leichtesten verfügbare Ressource, aber ihre Anwendung erfordert aufgrund ihrer geringen Wasserlöslichkeit und des Mangels an funktionellen Gruppen Modifikationen.Alternative Modifizierungsverfahren von Kohlenhydratpolymeren, die im Verfahren zur Herstellung von antimykotischen Pflanzenschutzformulierungen verwendet werden können.Bildnachweis: Korbecka-Glinka, G et al., PolymersZusammenfassend sind Kohlenhydrat-Biopolymere aufgrund ihrer biologischen Abbaubarkeit, Ungiftigkeit und Biokompatibilität als natürliche Alternativen zu chemischen Fungiziden geeignet.Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass diese Biopolymere vielseitige Pflanzenschutzressourcen sein könnten, während sie wirksame Auslöser, Antimykotika und Matrizen oder Träger für die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen sind.Der umfangreiche Einsatz chemischer Pestizide und Fungizide hat negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, Nichtzielorganismen und die Umwelt.Laut den Autoren könnten die zunehmenden Bedenken hinsichtlich dieser Probleme weitere Studien motivieren, die die Verfahren zur Herstellung von Kohlenhydrat-Biopolymeren verbessern und standardisieren und gleichzeitig Kommerzialisierungshürden für Folgeprodukte überwinden.Darüber hinaus kann die antimykotische Aktivität dieser Biopolymere durch die Entwicklung wirksamerer und komplexerer Formulierungen verbessert werden, die andere antimykotische Mittel mit diesen Biopolymeren kombinieren.Diese Produkte müssen jedoch vor ihrer Einführung in landwirtschaftliche Anwendungen auf ihre Toxizität und Sicherheit bewertet werden.Korbecka-Glinka, G.;Piekarska, K.;Wiśniewska-Wrona, M. Die Verwendung von Kohlenhydrat-Biopolymeren im Pflanzenschutz gegen pathogene Pilze.Polymers 2022, 14, 2854. https://www.mdpi.com/2073-4360/14/14/2854Madanipour, S. et al.Einfluss der Nachernteapplikation von Chitosan in Kombination mit ethanolischem Süßholzextrakt auf die Haltbarkeit von Apfelfrüchten.J. Umgebung.Gesundheitswissenschaft.Eng.2019, 17, 331–336.Haftungsausschluss: Die hier geäußerten Ansichten sind die des Autors, die in seiner Eigenschaft als Privatperson geäußert wurden, und repräsentieren nicht notwendigerweise die Ansichten von AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, dem Eigentümer und Betreiber dieser Website.Dieser Haftungsausschluss ist Bestandteil der Nutzungsbedingungen dieser Website.Chinmay Chari ist ein technischer Redakteur aus Goa, Indien.Sein akademischer Hintergrund liegt in Geowissenschaften und er hat einen Master-Abschluss in Angewandter Geologie von der Goa University.Seine akademische Forschung umfasste petrologische Studien mesoarchäischer Komatiiten im Banasandra-Grünsteingürtel in Karnataka, Indien.Er war auch in geologischer Feldforschung in Dharwad, Vadodara, in Indien, sowie in den Küsten- und westlichen Ghat-Regionen von Goa, Indien, tätig.Im Rahmen eines Praktikums wurde er in der geologischen Kartierung und Bewertung der Cudnem-Mine, der Kartierung eines unberührten Gebiets für die Mineralexploration sowie im Verständnis der Aufbereitungs- und Transportprozesse von Eisenerz geschult.Bitte verwenden Sie eines der folgenden Formate, um diesen Artikel in Ihrem Essay, Ihrer Arbeit oder Ihrem Bericht zu zitieren:Chari, Chinmay.(2022, 26. Juli).Wie können Kohlenhydrat-Biopolymere Pflanzen vor Pilzen schützen?.AZoM.Abgerufen am 05. August 2022 von https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59585.Chari, Chinmay."Wie können Kohlenhydrat-Biopolymere Pflanzen vor Pilzen schützen?".AZoM.5. August 2022.