Mikroplastikfreie Formulierungen und funktionale Beschichtungen für Saatgut – ein Schritt in Richtung nachhaltige Landwirtschaft

Saatgut steht in den ersten Tagen nach der Aussaat vor zwei zentralen Problemen: Es muss ausreichend Wasser aufnehmen, um erfolgreich zu keimen, und gleichzeitig vor schädlichen Einflüssen aus der Umwelt geschützt werden. Besonders problematisch ist die Anwendung von Herbiziden, die Unkräuter bekämpfen, aber auch das Wachstum empfindlicher Nutzpflanzen beeinträchtigen können. Unter trockenen Bedingungen ist zudem die Wasserverfügbarkeit stark eingeschränkt, was zu unregelmäßigem Feldaufgang und Ertragsverlusten führt. Konventionelle Methoden zur Verbesserung der Keimung sind oft ressourcenintensiv und nicht nachhaltig. SeedPlus setzt genau hier an und bietet eine innovative Lösung, um diese Herausforderungen effizient zu bewältigen.

 

Unser Ziel

Mikroplastikfreie Saatgutbeschichtungen gewinnen aufgrund steigender Umweltauflagen und des wachsenden Interesses an nachhaltiger Landwirtschaft zunehmend an Bedeutung. Im Rahmen des Projekts SeedPlus hat das Fraunhofer IMM gemeinsam mit Partnern eine biologisch abbaubare Beschichtung entwickelt, die zwei zentrale Funktionen vereint:

• Optimiertes Wassermanagement: Die Beschichtung reguliert die Wasseraufnahme und -speicherung gezielt und gibt die Feuchtigkeit bedarfsgerecht an das Saatgut ab. Dadurch wird der Samen in der frühen Entwicklungsphase bei Trockenstress unterstützt.
• Schutz vor Herbiziden: Eine selektive Barriere bewahrt den Keimling vor schädlichen Herbiziden, ohne die Keimung oder das Wachstum zu beeinträchtigen.

Die Kombination beider Eigenschaften wird die Etablierung von Pflanzenbeständen auch unter schwierigen Umweltbedingungen verbessern.

 

Entwicklung der Formulierungen

Bei der Entwicklung der Formulierungen wurden ausschließlich natürliche organische und anorganische Materialien verwendet. Durch systematische Tests verschiedener Materialkombinationen, darunter Polysaccharide, Proteine, Gummis sowie poröse anorganische Materialien wie Aktivkohle, wurden die effizientesten Zusammensetzungen ermittelt. Diese wurden anschließend von den Projektpartnern im großtechnischen Beschichtungsprozess sowie in Feld- und Umweltstudien getestet. Die Ergebnisse zeigen bereits eine verbesserte Trockenheitstoleranz während der kritischen Keimphase.

 

Zusätzlich zur Beschichtungstechnologie wurde die Einarbeitung von verkapselten Hilfsstoffen wie Biostimulanzien untersucht. Die Verkapselung erfolgte in einem kontinuierlichen Prozess mithilfe von IMM-Mikromischern. Hierbei wurden Nano- und Mikrokapseln in einem Größenbereich von 150 nm bis 20 µm aus biologisch abbaubaren Polymeren wie Chitosan, Dextran, Lignin, Gelatine, Polylactid und Polyhydroxyalkanoaten hergestellt und in die Beschichtungsformulierungen integriert. Die gezielte Freisetzung der Hilfsstoffe verbessert die Keimungsrate und die frühe Pflanzenentwicklung.

 

Unser F&E Angebot

Die im Projekt entwickelten Formulierungen für Beschichtungen und Verkapselungen lassen sich flexibel auf verschiedene Saatgüter und Zusatzstoffe wie Mikronährstoffe, Düngemittel oder Pestizide anpassen. Damit entsteht eine vielseitige und skalierbare Lösung, die einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft leistet.

• Verkapselung von hydrophilen und hydrophoben Flüssigkeiten und Dispersionen anorganischer Nanopartikel.
• Umweltfreundliche Beschichtungen mit einstellbarer Hydrophobizität für eine verzögerte Freisetzung.