Perspektywy są ogromne

Obecnie uważa się, że o kondycję, wigor i zdrowotność roślin należy zadbać w sposób holistyczny. Z tego powodu znacznie wzrosło zainteresowanie biostymulatorami. Jest to bardzo zróżnicowana grupa produktów, których celem jest stymulacja naturalnych procesów w roślinie dla poprawy jej wzrostu i rozwoju.

Poprzez zmianę składu mikrobiologicznego gleby biostymulatory poprawiają jej strukturę, wspomagają pobieranie substancji odżywczych, umożliwiają ich efektywniejsze wykorzystanie, a tym samym wzmacniają odporność na stresy środowiskowe. Wszystkie te elementy składają się na poprawę jakości i wysokości plonowania.

Stosowanie a zysk

Biostymulatory to bardzo zróżnicowana grupa produktów, a zatem ich sposób działania oraz wpływ na rośliny i glebę jest także różnorodny. Tabela załączona do niniejszego artykułu pokazuje, jak wiele substancji zalicza się do grupy biostymulatorów. W wielu krajach biostymulatory nie podlegają ścisłej rejestracji, takiej jak chemiczne środki ochrony roślin, a zatem ich wprowadzenie na rynek jest ułatwione, lecz często przebiega bez dogłębnych badań. Ze względu na niesprawdzone działanie i nieznaną efektywność środki znajdujące się w sprzedaży często nie wzbudzają zaufania rolników. Zaleca się więc stosowanie preparatów pochodzących od znanych producentów o dobrej reputacji, szczególnie wtedy gdy są także sprawdzone przez ośrodki badawcze w danym kraju. Po przeprowadzeniu wiarygodnych badań przez niezależne jednostki naukowe łatwiej będzie o wybór wartościowych produktów wśród różnych ofert na rynku. Stosowanie biostymulatorów powinno przynosić realne zyski w formie podwyższenia odporności roślin i ich plonowania. Jak dotąd badania nad działaniem biostymulatorów są niekompletne, np. nie porównano ich efektywności w różnych systemach uprawy, a także w odmiennych warunkach klimatycznych i glebowych. Od naukowców oczekuje się także badania wpływu biostymulatorów na odmiany specyficzne dla danego regionu. Poszczególne odmiany znacznie różnią się od siebie pod względem wielu cech, co z pewnością może modyfikować działanie biostymulatorów.

Brak definicji

Po raz pierwszy nazwę biostymulator użyto już 25 lat temu, niemniej jednak aż do chwili obecnej nie ma jednolitej światowej, ogólnie przyjętej definicji tego terminu. Dopiero przed kilku laty Europejskie Stowarzyszenie Producentów Biostymulatorów (EBIC) ustanowiło definicję, która została także zaakceptowana przez Amerykańskie Stowarzyszenie Producentów Środków Biologicznych (BPIA) i Agencję do spraw Ochrony Środowiska (EPA). Zgodnie z tą definicją, biostymulatory to środki zawierające substancje aktywne albo mikroorganizmy, które stymulują naturalne procesy w roślinie, wspomagając pobieranie substancji odżywczych i ich efektywne wykorzystanie, wzmacniając odporność na stres środowiskowy i poprawiając jakość i wysokość plonowania roślin. Substancje te stosowane są nalistnie albo jako dodatek do strefy przykorzeniowej. Zgodnie z tą definicją biostymulatory nie wpływają bezpośrednio na szkodniki czy też patogeny lecz wspomagają procesy zachodzące w roślinach, zwiększając ich naturalną odporność. W ten sposób poprawiają plonowanie roślin bez negatywnego wpływu na środowisko.

Biostymulatory są najczęściej dzielone na pięć grup: aminokwasy, kwasy organiczne, mikroorganizmy, wyciągi z roślin i ekstrakty z alg morskich. Ponadto często zalicza się do nich także bionawozy, choć praktycznie należą one do grupy środków o odmiennym działaniu.

Cenne odpady

Biostymulatory zawierające aminokwasy, peptydy, białka lub hydrolizaty białkowe są najczęściej produktami wytworzonymi przy wykorzystaniu enzymatycznego procesu hydrolizy białek pochodzenia zwierzęcego, roślinnego albo mikrobiologicznego. Białka te są często materiałami odpadowymi z produkcji rolniczej oraz produkcji żywności. Odpady te mogą zawierać cenne materiały, takie jak np. kolagen, tkankę nabłonka lub muszle skorupiaków. Zastosowanie substancji odpadowych to dodatkowy zysk z produkcji, a także pomoc w ochronie środowiska. Wiele danych wskazuje na pozytywny wpływ aminokwasów i białek na uprawy rolne, w szczególności na polepszenie żyzności gleb oraz większy wigor i odporność roślin na stresy abiotyczne.

Dbają o ryzosferę

Mikroorganizmy znajdujące się w biostymulatorach to głównie bakterie i grzyby występujące w strefie przykorzeniowej, czyli ryzosferze roślin. Obecnie jest to najmniejsza grupa produktów, jednak liczba nowych preparatów szybko rośnie. Mikroorganizmy mogą być stosowane samodzielnie lub w grupach określanych jako „konsorcja” bakterii lub grzybów. Mikroorganizmy wspomagają wzrost i rozwój roślin zarówno poprzez wpływ bezpośredni, jak też pośredni, ułatwiając pobieranie wody i substancji odżywczych przez rośliny. Do najbardziej znanych mikroorganizmów stosowanych jako biostymulatory należą bakterie gatunku Bacillus subtilis i grzyby Trichoderma harzianum. Poza działaniem biostymulującym są one także dobrze znanymi biofungicydami. Wiele mikroorganizmów nowo wprowadzanych na rynek charakteryzuje się dwojakim wpływem na rośliny. Biostymulatory oparte na mikroorganizmach nie tylko wspomagają naturalną odporność roślin lecz także bezpośrednio oddziałują na patogeny wykorzystując mechanizmy mykopasożytnictwa, antybiozy i konkurencji o zasoby w środowisku.

Wykorzystanie allelopatii

Wyciągi z roślin, czyli tzw. środki botaniczne, są dobrze znane, szczególnie jako bioinsectycydy. Ich popularność ostatnio wzrasta także w sferze biostymulacji. Zarówno w kręgach akademickich, jak też przemysłowych coraz większą popularnością cieszą się tzw. związki allelopatyczne. Są to substancje naturalnie występujące roślinach, które są z nich ekstrahowane i koncentrowane, by wzmocnić ich działanie. Substancje te często uwalniane są do ryzosfery i wpływają na powolniejszy wzrost sąsiadujących z nimi roślin innego gatunku. Tym samym zmniejszają konkurencję o wodę, substancje odżywcze lub światło. Związki działające allelopatycznie wytwarza wiele roślin, np. laur angielski, mącznica lekarska, sumak, rododendron, czarny bez, forsycja, cebula czy czosnek. Te dwie ostatnie rośliny są zdolne do tworzenia allicyny, która jest fitoncydem, czyli związkiem wpływającym na mikroorganizmy znajdujące się w glebie. A zatem związki tworzone przez mikroorganizmy modyfikują wzrost i rozwój roślin, ale i rośliny wpływają na mikrobiom glebowy.

Cenna próchnica

Przez wzgląd na tworzenie próchnicy (humusu) w glebie występuje kwas humusowy i fulwowy. Oba kwasy to złożone cząsteczki, które powstają na skutek rozkładu resztek organicznych. Skład humusu jest bardzo zróżnicowany i zależy od pochodzenia resztek organicznych oraz mikroorganizmów uczestniczących w procesie ich rozkładu. Niezależnie od zróżnicowania, wartość biostymulująca humusu jest bardzo wysoka i dobrze udokumentowana. Humus optymalizuje stosunki wodno-powietrzne w glebie, zwiększa pojemność wodną i zatrzymuje jony w kompleksie sorpcyjnym we wszystkich rodzajach gleb, co zwiększa dostępność składników mineralnych. W rezultacie plon roślin i jego jakość ulegają zwiększeniu. Produkty oparte na kwasie humusowym mogą być zastosowane bezpośrednio do gleby w połączeniu z nawozami lub w trakcie deszczowania roślin.

Korzyści z alg morskich

Już w starożytności do poprawy urodzajności gleby używano wyciągów z alg morskich. Ich działanie polega na zaopatrywaniu roślin w substancje organiczne. Produkty uzyskiwane z alg poprawiają strukturę gleby, polepszają stosunki wodno-powietrzne i zwiększają pobieranie składników mineralnych. Powszechnie uważa się, że obecność polisacharydów i polifenoli w wodorostach korzystnie wpływa na wzrost i rozwój mikroorganizmów glebowych. Dodatek ekstraktów z alg potęguje ich działanie, dzięki czemu rośliny łatwiej przyswajają składniki mineralne. Algi najczęściej stosowane jako biostymulatory należą do gromady brunatnic z takich rodzajów jak Ascophyllum (algi brunatne), Fucus (morszczyn), Laminaria (listownica), Sargassum (gronorost) i Turbinaria (koralowiec).

Pomoc od środka

Bionawozy są często uważane za biostymulatory, choć wcale nie należą do tej grupy. Jest to spowodowane faktem, że przez wiele lat nie stanowiły odrębnej grupy produktów i były w wielu krajach rejestrowane jako nawozy. Obecnie uważa się, że bionawozem jest substancja, która zawiera żywe mikroorganizmy. Po ich dodaniu np. w procesie otoczkowania nasion lub doglebowo, kolonizują glebę i pełnią istotną rolę zwłaszcza w ryzosferze lub bytując jako endofity we wnętrzu roślin. Mikroorganizmy pomagają roślinom zdobyć więcej wody i składników odżywczych. Bionawozy są często dzielone na takie, które zawierają bakterie promujące wzrost (Plant Growth Promoting Bacteria, PGPB) oraz grzyby zarówno wolno żyjące (Free Living Fungi, FLF), jak i symbiotyczne (Arbuscular Mycorriza Fungi, AMF).

Światowy rynek rośnie

Światowy rynek biostymulatorów szacowany jest obecnie na około 3 miliardy dolarów, jednakże ze względu na bardzo dużą różnorodność produktów i brak ogólnie przyjętej definicji, szacunek ten jest z pewnością zaniżony. Powszechnie uważa się, że wartość tego sektora wzrasta o około 12-15 proc. rocznie. Substancje oparte na humusie i algach morskich stanowią około 50 proc. rynku biostymulatorów. Obecnie największym wzrostem popularności cieszą się substancje zawierające białka oraz mikroorganizmy. Dla poprawienia warunków wzrostu i rozwoju roślin ważnym zadaniem jest utrzymanie gleb w dobrej strukturze. Z tego względu przewiduje się dalsze zwiększanie rynku substancji o charakterze biostymulującym.

Rodzaje biostymulatorów

Źródło: Dunham Trimmer Market Research „Biological Products around the world” BPIA Spring Meeting, 2018

Bakterie promujące wzrost roślin , PGPB

Źródło: Bernard Glick, „Plant Growth Promoting Bacteria: Mechanisms and Applications” Hindawi Publishing Corporation, Scientifica, Vol. 2012, Sep.2012

Artykuł ukazał się w wydaniu 11/2021 miesięcznika "Przedsiębiorca Rolny". ZAPRENUMERUJ