Biostymulacja roślin szansą współczesnego rolnictwa. Cykl: “Nauki Rolnicze XXI Wieku”

Nawożenie mineralne stanowi fundament prawidłowo prowadzonej strategii uprawy roślin, jednakże w ostatnim okresie coraz większego znaczenia nabierają działania mające na celu wzmocnienie roślin i zwiększenie ich odporności na czynniki stresowe. Jednym z takich rozwiązań jest biostymulacja roślin.

Połączenie biostymulacji z prawidłową uprawą roli, zmianowaniem, zbilansowanym nawożeniem oraz uzasadnionym stosowaniem środków ochrony roślin daje możliwość otrzymania wyższych plonów o lepszych parametrach jakościowych, niż gwarantują to tradycyjnie stosowane metody agrotechniczne. Stosowanie substancji biostymulujących w dobie ograniczania nawożenia mineralnego, wycofywania wielu substancji aktywnych ze środków ochrony roślin oraz zmniejszania zużycia pestycydów jest zgodne z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu i Wspólnej Polityki Rolnej.

Rośliny w okresie wegetacji narażone są na działanie wielu stresów biotycznych i abiotycznych, w tym między innymi takich jak choroby grzybowe, bakteryjne, wirusowe i szkodniki oraz stresy abiotyczne (wysokie i niskie temperatury, niedobory i nadmiary wody, zakwaszenie gleby czy jej zasolenie). W sytuacji wystąpienia czynnika stresowego rośliny starają się go jak najszybciej przezwyciężyć, głównie w efekcie przekierowania swoich procesów biochemicznych na walkę ze stresem, co w znacznym stopniu wpływa na ograniczenie ich wzrostu i rozwoju, prowadząc do obniżenia plonowania oraz pogorszenia parametrów jakościowych plonu użytkowego.

Biostymulatory nie zastępują nawozów, ale są stosowane jako ich uzupełnienie. Zastosowanie substancji biostymulujących w uprawie roślin wpływa na zwiększenie efektywności pobierania i wykorzystania przez rośliny składników nawozowych oraz znaczną redukcję ich strat. Uzupełnienie strategii nawożenia roślin w kompleksy biostymulujące zmniejsza negatywne skutki oddziaływania stresów biotycznych i abiotycznych na wzrost i rozwój roślin, umożliwiając zmniejszenie stosowania środków ochrony roślin, co ma istotne znaczenie w dobie dążenia do spełnienia założeń Europejskiego Zielonego Ładu.

Biostymulatory to związki zawierające substancje aktywne pochodzenia naturalnego lub syntetycznego. Zastosowanie biostymulatorów w uprawie roślin przyspiesza ich regenerację oraz pobudza je do intensywnego wzrostu. Substancje biostymulujące mają możliwość sterowania i przyspieszania procesów życiowych roślin oraz stymulują wzrost korzeni i części nadziemnych. Wspomagają również rozwój roślin, głównie w efekcie poprawy efektywności procesu fotosyntezy, co przekłada się na zwiększenie ilości produkowanych przez rośliny cukrów. Wspierają w roślinach procesy pobierania i transportu wody wraz z substancjami pokarmowymi.

Ważnym aspektem stosowania biostymulatorów jest ich wpływ na ograniczenie wrażliwości roślin na choroby grzybowe i bakteryjne. Stosowanie biostymulatorów jest niezwykle ważne w przypadku uprawy roślin w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Z kolei zastosowanie substancji biostymulujących w przypadku roślin zdrowych, które uprawiane są w dobrych warunkach siedliskowych, zmienia metabolizm roślin pod kątem zwiększenia ich odporności na pojawiające się w ich otoczeniu sytuacje stresowe. W związku z tym zarówno aplikacja doglebowa, jak i nalistna substancji biostymulujących, połączona z odpowiednio prowadzoną strategią nawożenia roślin, może w znacznym stopniu zapobiegać obniżaniu plonowania roślin uprawnych w niekorzystnych warunkach środowiskowych. W ostatnim okresie w Polsce w uprawach rolniczych, ogrodniczych i warzywniczych coraz większego znaczenia nabiera stosowanie substancji biostymulujących produkowanych na bazie ekstraktów z alg morskich, chitozanu, aminokwasów, kwasów humusowych i huminowych oraz krzemu.

Dużą popularnością cieszą się produkty na bazie kwasów humusowych, które mają istotne znaczenie nie tylko we wzroście i rozwoju roślin, ale również wpływają na zwiększenie ich odporności na stresy biotyczne i abiotyczne. Kwasy humusowe działają na rośliny w sposób bezpośredni i pośredni. Bezpośredni wpływ wiąże się ze zmianami w metabolizmie roślin. Stymulują one siłę kiełkowania nasion oraz korzystnie wpływają na ich żywotność, a także na rozwój siewek. Stanowią stymulatory wzrostu korzeni, prowadząc do lepszego zaopatrzenia roślin w wodę i składniki mineralne. Oddziałują na błony komórkowe, wpływając na wzrost ich przepuszczalności, co usprawnia transport związków mineralnych do miejsc aktywnych metabolicznie. Po ich przedostaniu się do komórek roślinnych następuje wzrost intensywności oddychania komórkowego, a także wzmożenie podziałów komórkowych. Kwasy humusowe wpływają także korzystnie na powstawanie chlorofilu, zwiększając efektywność procesu fotosyntezy. Aktywują wiele procesów biochemicznych, prowadząc do wzmożenia syntezy niektórych enzymów, a tym samym zwiększenia zawartości białek nośnikowych i strukturalnych w liściach. Regulują gospodarkę hormonalną roślin oraz korzystnie wpływają na reakcje obronne roślin na stresy biotyczne i abiotyczne, w tym między innymi stres suszy czy też niskiej temperatury.

Z kolei pośrednie działanie na rośliny polega na wpływie kwasów humusowych na poprawę warunków glebowych, w tym struktury gleby, prowadząc do tworzenia struktury gruzełkowatej. Związki te korzystnie wpływają na właściwości sorpcyjne gleby, poprzez tworzenie kompleksów organiczno-mineralnych. Dzięki ciemnemu zabarwieniu kwasy humusowe poprawiają parametry cieplne gleby. Mają zdolność do utrzymania określonego pH gleby oraz zwiększenia dostępności dla roślin składników pokarmowych, zwiększając przyswajalność fosforu, magnezu, żelaza czy cynku. Dzięki wysokiej pojemności wodnej wpływają na polepszenie stosunków wodnych oraz zapobiegają stratom wody, wynikającym z procesów erozji, bądź też spływów powierzchniowych. Kwasy humusowe poprawiają właściwości mikrobiologiczne gleby, poprzez stymulację wzrostu i namnażania mikroorganizmów, co może przyspieszać rozkład substancji zanieczyszczających glebę.

dr hab. Marzena S. Brodowska, prof. uczelni
Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej
Wydział Agrobioinżynierii