Landbouw
Metalen nanodeeltjes kunnen de gewasbescherming transformeren
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Planten beschermen tegen ziekten en plagen is een enorme wereldwijde markt ter waarde van $83.3B in 2025, groeiend met een CAGR van 5 %. Zonder effectieve gewasbescherming zouden verliezen door plagen en ziekten extra druk uitoefenen op de voedselvoorziening, de prijzen en de wereldwijde voedselzekerheid.
En de druk om de landbouwopbrengsten hoog te houden neemt nog steeds toe, aangezien de wereldbevolking naar verwachting de 10 miljard zal naderen. Het voldoen aan deze groeiende vraag vereist een aanzienlijke stijging van de voedselproductie, naar schatting >50–60 % in de komende decennia.
Echter blijft de gewasbescherming sterk afhankelijk van synthetische chemicaliën, waarvan sommige in het milieu blijven bestaan, waterwegen vervuilen of residuen in voedsel achterlaten. Daarom proberen onderzoekers alternatieve technologieën te vinden.
“De huidige landbouwproductiviteit wordt beperkt door verschillende factoren, waaronder klimaatverandering, bodemdegradatie, lage nutriëntenbenuttingsefficiëntie en toenemende biotische en abiotische stressfactoren. Deze problemen worden verergerd door het wijdverspreide gebruik van traditionele landbouwpraktijken, zoals het overmatig gebruik van synthetische meststoffen en pesticiden, wat leidt tot bodemdegradatie, watervervuiling en verlies van biodiversiteit”
In plaats van andere chemicaliën te zoeken, is een nieuw onderzoeksgebied het onderzoeken van het potentieel van nanomaterialen, waarvan de eigenschappen niet alleen door hun samenstelling, maar ook door hun structuur op atomair niveau worden bepaald.
In tegenstelling tot gewone chemische behandelingen kunnen nanodeeltjes gerichte levering, gecontroleerde afgifte en verbeterde biobeschikbaarheid van actieve ingrediënten bieden.
“Nanomaterialen, met name nanodeeltjes, bezitten unieke fysisch‑chemische eigenschappen, zoals een hoog specifiek oppervlak, reactiviteit en potentieel voor functionele modificatie. Metalen nanodeeltjes innemen een bijzondere plaats onder nanodeeltjes vanwege hun hoge biologische activiteit”
Onderzoekers van de ITMO University (Rusland) en de Durban University of Technology (Zuid‑Afrika) hebben de stand van de techniek op dit gebied beoordeeld, evenals het toekomstige potentieel en de beperkingen.
Ze publiceerden hun bevindingen in de South African Journal of Botany1, onder de titel “Metalen nanodeeltjes voor biotechnologie: Toepassingen in de landbouw”.
Nanodeeltjes & gewasbescherming
Antischimmelactiviteit
Een breed scala aan metalen nanodeeltjes heeft een aanzienlijk potentieel in de landbouw aangetoond, waaronder zinkoxide (ZnO), zilver (Ag), koper (Cu), ijzeroxide (Fe₂O₃) en titaandioxide (TiO₂). Ze kunnen worden geproduceerd via «groene» synthese, waarbij plantaardige extracten en micro‑organismen worden gebruikt als een milieuvriendelijk en kosteneffectief alternatief voor de productie van metalen nanodeeltjes.
Hun krachtigste effect is als antischimmelbehandeling, waarbij ze pathogene schimmels doden of hun groei belemmeren. Ze werken door het genereren van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en het verstoren van de celmembranen van de pathogenen.
Meer specifiek is zilver een van de meest krachtige metalen voor deze toepassing, omdat het een breed scala aan schimmel- en bacteriële pathogenen beïnvloedt (om dezelfde reden worden zilverionen al in ziekenhuizen gebruikt om infecties te bestrijden).
Een ander bekend fungicide is koper. Het lijkt te werken door zowel de celwanden van planten te versterken als de schimmelgroei te remmen.
Ten slotte staan titaan‑nanodeeltjes ook bekend om hun effectiviteit tegen schimmelpathogenen, terwijl calciumcarbonaat‑ en ijzeroxide‑nanodeeltjes eveneens potentieel hebben, maar minder bestudeerd zijn.
Antibacteriële activiteit
Dezelfde nanodeeltje kan als antibacteriële behandeling fungeren via verschillende effecten: immobilisatie, het doorbreken van de bacteriële celmembranen en de generatie van oxidatieve moleculen (ROS).
Als extra voordeel stellen milieuvriendelijke synthese‑methoden de productie van antibacteriële nanodeeltjes mogelijk die biocompatibel zijn met het zoogdierlichaam en daardoor neutraal voor de menselijke gezondheid.
Ook hier zijn zilver, maar ook zink en koper, enkele van de meest bestudeerde metalen die worden gebruikt om deze nanodeeltjes te vormen. Alleen de deeltjesgrootte bepaalt de werkzaamheid niet. In één studie met kopernanodeeltjes vertoonde de formulering met de kleinste deeltjes onverwacht de laagste antibacteriële activiteit, wat aantoont dat samenstelling en oppervlakte‑eigenschappen eveneens van belang zijn.
Het lijkt de meest veelbelovende metalen voor deze toepassing te zijn, aangezien bijvoorbeeld in één studie ijzeroxide‑nanodeeltjes de ziekteseveriteit met slechts 27 % verminderden, tegenover 67 % voor zilver.
Effecten op wormen en insecten
Verschillende metalen nanodeeltjesextracten uit planten zijn aangetoond effectief te zijn in de bestrijding van insectenplagen, waaronder ijzer (hematiet – Fe₂O₃), koperoxide en zinkoxide. Zilvernanodeeltjes, geproduceerd uit plantenextracten of uit culturen van bacteriën die bekend staan als giftig voor insecten, leverden eveneens goede resultaten.
Voor deze toepassing is het meest interessante gebruik wellicht niet op het veld, maar om gewassen in magazijnen te beschermen, aangezien granen en meel door ongedierte kunnen worden aangetast. In dit verband worden aluminiumoxide‑nanodeeltjes al commercieel ingezet.
Aangezien toepassingen voor voedselopslag echter leiden tot een hogere concentratie van de nanodeeltjes in het uiteindelijke voedingsproduct, roepen de auteurs van de studie op tot meer analyses om de veiligheid van deze nanodeeltjes voor zoogdieren en mensen te waarborgen.
Een ander onderzoeksgebied dat nader onderzoek vereist, zijn ongewenste toxische effecten op nuttige insecten, zoals bijen en roofinsecten die plagen eten.
Wat nematoden betreft, kleine wormen die verantwoordelijk zijn voor talrijke gewasziekten en meer dan 3000 plantensoorten besmetten, kunnen nanodeeltjes ook helpen. Dit is bijzonder nuttig omdat nematoden vaak moeilijk te bestrijden zijn met conventionele chemicaliën; de activiteit van alleen de wortelknopnematode (Meloidogyne incognita) leidt tot aanzienlijke gewasverliezen, goed voor $100 miljard wereldwijd.
“Het gebruik van metalen nanodeeltjes zou een snellere en betaalbaardere oplossing voor het plaagprobleem kunnen bieden dan dure chemicaliën en genetische methoden.”
Groene zilvernanodeeltjes, verkregen met Aloe vera-extract, kunnen een onderdrukking tot 60 % bereiken tegen M. incognita, met een nog groter effect verkregen in vitro.
Evenzo onderdrukten ijzeroxide-, titanium- en kopernanodeeltjes de ontwikkeling van M. incognita.
“Experimenten op tomatenplanten toonden aan dat de ‘groene’ nanodeeltjes de grootste activiteit tegen M. incognita vertoonden: de nanodeeltjes verminderden het aantal gelegde eieren met 41 % en het aantal galjes (voortplantingsplaatsen) met 38 % bij een concentratie van 200 mg/L gedurende 45 dagen.”
Andere effecten van nanodeeltjes op gewassen
Hoewel de effecten van metalen nanodeeltjes op pathogenen en plagen de belangrijkste toepassing van deze technologie zijn, kunnen andere biologische activiteiten eveneens belangrijk zijn.
Zo lijkt het dat lage concentraties nanodeeltjes de groei stimuleren, terwijl hoge concentraties toxische effecten kunnen hebben en fysiologische processen remmen, met een strikt dose‑afhankelijk effect.
Het bevordert tevens de groei van wortels en scheuten, evenals de vorming van carotenoïden en chlorofyl a en b.
Dit is een effect waarvoor ook goudnanodeeltjes zijn bestudeerd. Bijvoorbeeld, goudnanodeeltjes werden gebruikt om de kieming van het zeldzame medicinale plant Gloriosa superba. te verbeteren.
Ijzer- en molybdeen‑nanodeeltjes bleken zelfs de stikstofopname door Solanum lycopersicum-planten te verbeteren.
Een ander interessant gebied is het gebruik van nanodeeltjes om bodem- en plantverontreiniging met zware metalen te remediëren: titaandioxide‑ en seleniumnanodeeltjes zijn ingezet om tarweplanten te zuiveren van cadmiumverontreiniging.
Ten slotte kunnen nanodeeltjes planten helpen omgaan met omgevingsstress. Ze kunnen planten ondersteunen bij overmatig zout, de fotosynthese verbeteren, of het overleven van droogte.
Beperkingen & toekomst van nanodeeltjes in de landbouw
In‑vitro‑ en beperkte laboratoriumanalyses hebben grotendeels het potentieel van metalen nanodeeltjes voor de landbouw aangetoond, zowel voor bescherming tegen pathogenen en plagen als voor het stimuleren van groei. De productie van deze nanodeeltjes uit plantenextracten is bijzonder veelbelovend, omdat het zowel “groene” productieroutes als verbeterde biologische activiteit mogelijk maakt.
Echter, voordat grootschalige inzet plaatsvindt, moet een beter inzicht in de effecten op echte boerderijen nog worden verkregen. Met name de impact op niet‑doelorganismen die essentiële rollen spelen in agro‑ecosystemen, zoals bijen, andere bestuivers (vlinders, vliegen, enz.) en regenwormen, blijft onduidelijk. Onschadelijke soorten nematoden, schimmels of bacteriën kunnen eveneens onbedoeld worden beschadigd, wat de bodemgezondheid en de koolstof‑ en stikstofkringloop kan beïnvloeden. De algehele persistentie van de nanodeeltjes in de bodem en de bredere omgeving, evenals chemische modificaties (aggregatie, sorptie, oplossing, redox‑reacties, sulfidatie), kunnen eveneens van belang zijn.
De regelgevende kaders voor deze producten zijn bovendien zeer gefragmenteerd en ontoereikend.
Vanuit het perspectief van de agrochemische industrie zal de ontwikkeling van soort‑specifieke, niet‑toxische formuleringen via ‘safe‑by‑design’-strategieën noodzakelijk zijn om grootschalige commercialisatie te realiseren.
Desondanks moeten beleggers deze technologie in de gaten houden, omdat deze het ecologische profiel van pesticidenfabrikanten kan verbeteren terwijl de efficiëntie in gewasbescherming behouden blijft die nodig is om een steeds dichter bevolkte wereld te voeden.
Investeren in geavanceerde gewasbescherming
FMC Corporation
Onder de vijf grootste agrochemische bedrijven (waaronder Syngenta, Bayer, Corteva en BASF) onderscheidt FMC zich als de enige “pure-play” specialist in gewaschemie en biologica, zonder de secundaire inkomsten uit geïntegreerde zaad- en genetische eigenschapsactiviteiten.
In plaats van met hen te concurreren in lage-marge grondstofsegmenten, geeft haar bedrijfsmodel prioriteit aan eigen, gepatenteerde chemische stoffen en gespecialiseerde formuleringsexpertise, met een focus voor haar innovatieve behandelingen op precisie‑landbouw en biologica (RNA, feromonen, enz.).
Dit plaatst het bedrijf in een goede positie om nieuwe formule‑ en biologische innovaties te integreren, zoals de in deze studie besproken nanodeeltjes, hoewel deze nog sterk experimenteel zijn en geen deel uitmaken van de omzet van FMC.
Het concurrentie‑troefstuk van FMC is haar premium insecticidenportfolio, waarbij herbiciden de op één na grootste markt vormen. De omzet in Noord‑ en Latijns‑Amerika vormt het grootste deel van de inkomsten van het bedrijf, gevolgd door de omzet in de EMEA‑regio.
Bron: FMC
De gewasportefeuille is divers, verankerd in soja en fruit/groenten (elk 20 %) en in evenwicht gebracht door rijst, maïs, suikerriet en granen.
In 2026 ondervond het bedrijf een daling in omzet en winst als gevolg van de verkoop van haar Indiase dochteronderneming, terwijl de vrije kasstroom positief bleef. Het bedrijf streeft ernaar $1 mrd te genereren in 2026 om de schulden te verminderen.
Maar FMC zag ook een groei van meer dan 50 % in de verkoop van nieuwe werkzame stoffen, wat het succes van haar op innovatie gerichte strategie aantoont, met een toenemende directe verkoop aan telers in sleutelmarkten zoals Brazilië.
Bron: FMC
Over het geheel genomen is FMC een kleiner en meer seizoensgebonden cyclisch bedrijf dan de andere grote agrochemische bedrijven, maar tevens veel meer gefocust en gericht op innovatie en specifieke oplossingen voor specifieke gewassen.
Dit draagt bij aan hoge marges, ondersteunt innovatie en stelt het aandeel van het bedrijf in staat beleggers blootstelling te bieden aan de markt voor geavanceerde gewasbescherming.
FMC Prijsgrafiek
Laatste FMC Corporation (FMC) aandelennieuws en ontwikkelingen
Gerefereerde studie
1. Roman Olegovich Shaikenov et al., Metaalgebaseerde nanodeeltjes voor biotechnologie: Toepassingen in de landbouw. South African Journal of Botany. november 2026. Pagina’s: 124‑139. Volume 198. 10.1016/j.sajb.2026.09.013
