Para peneliti di Adolphe Merkle Institute dan Departemen Biologi di University of Fribourg telah menemukan bagaimana nanopartikel silika tertentu dapat mengatasi patogen tanaman dengat sangat efisien, mudah terurai dan tanpa jejak.
Salah satu tantangan terbesar di sektor pertanian adalah penggunaan ekstensif pupuk dan pestisida. Belum lagi banyak produk yang dilarang dan dianggap berbahaya bagi kesehatan manusia dan hewan, sehingga ada kebutuhan untuk menggantikannya. Salah satu pendekatannya adalah dengan menstimulus respon imun tanaman terhadap serangan patogen. Contohnya dengan Silicic acid, bahan ini diketahui dapat memicu respons imun pada tanaman, dan nanopartikel amorphous silica dapat melepaskan zat ini dalam jumlah kecil. Nanopartikel ini dapat kita temukan pada tanaman pangan seperti sereal. Selain itu ia juga termasuk food grade silica (SiO2), atau dikenal E551 pada label dan kemasan, serta banyak digunakan di berbagai produk seperti garam meja, pil, atau bubuk protein untuk menghindari penggumpalan.
Meningkatkan resistensi
Dari ide tersebut, para peneliti di Fribourg berusaha menciptakan agrokimia nano yang aman bagi lingkungan untuk pengiriman silicic acid dalam merangsang pertahanan tanaman. Mereka mensintesis nanopartikel silika dengan sifat yang mirip seperti yang ditemukan pada tumbuhan. Untuk menguji efisiensinya, mereka menguji nanopartikel pada Arabidopsis thaliana (thale cress) yang terinfeksi bakteri Pseudomonas syringae.
Hasilnya menunjukkan bahwa nanopartikel mereka dapat meningkatkan resistensi terhadap bakteri dengan merangsang hormon pertahanan tanaman. Peneliti juga menyelidiki interaksi nanopartikel dengan daun tanaman. Mereka mampu menunjukkan bahwa serapan dan aksi partikel nano terjadi melalui pori-pori daun (stomata) tempat tanaman bernafas. Nanopartikel ini tidak menyebar lebih jauh di dalam tanaman, dan ia dapat terurai tanpa meninggalkan jejak di air. Hal tersebut menjadi pertimbangan penting untuk keamanan lingkungan dan pangan. Dibandingkan dengan free silicic acid, yang biasa dipakai untuk melindungi tanaman, nanopartikel silika menimbulkan lebih sedikit stres pada tanaman dan mikroorganisme tanah lainnya karena pelepasan silicic acid yang lambat.
Inovasi
Penelitian di masa depan dapat memperluas penyelidikan pada patogen tanaman lain seperti bakteri, serangga, atau virus. Mereka menekankan sebelum pengunaan nanopartikel sebagai nano-biostimulan dan pupuk, analisis menyeluruh diperlukan untuk menilai kemungkinan dampak jangka panjang nanopartikel silika di lingkungan.