Zbliżające się tygodnie wegetacji, to potencjalne stresy suszy, przymrozków, upałów i fitotoksyczności środków ochrony roślin. Nie przewidzimy ich siły, ale możemy przygotować się na ewentualną pomoc zestresowanym roślinom. Takie właściwości i zastosowanie mają biostymulatory, których rynek jest już bardzo bogaty i dynamicznie się rozwija. Biostymulatory nie są środkami ochrony roślin ani też nawozami. Stosowanie biostymulatorów nie zastępuje nawożenia ani ochrony roślin.
Biostymulatory działają
i ograniczają wpływ czynników stresowych, pod warunkiem, że zostaną zastosowane ok. dwa dni przed, a najlepiej dobę przed wystąpieniem czynnika stresowego (wiosennego przymrozku, zastosowania środka ochrony wykazującego fitotoksyczność). Stosowanie ich wcześniej, a także już po zadziałaniu czynnika stresowego najczęściej nie przynosi pożądanego efektu. Działanie biostymulatorów polega m.in. na stymulowaniu roślin do tworzenia lub usuwania z nich skomplikowanych związków biochemicznych powodujących silną reakcję na warunki stresowe. Np. w burakach cukrowych, rzepaku i kukurydzy fitotoksyczność na herbicydy zdarza się i najczęściej mija, ale przyhamowuje wzrost roślin. Jednym z pierwszych zastosowań biostymulatorów w Polsce było właśnie ograniczanie stresu roślin buraka na stosowane do jego odchwaszczania herbicydy.
Redukowanie wpływu warunków stresowych na rośliny to jeden przykład działania biostymulatorów i rzeczywiście liczy się tutaj bardzo czas aplikacji. Każdy zarejestrowany biostymulator ma dokładną instrukcję stosowania i charakterystykę oddziaływania na rośliny lub glebę. Oddziaływanie biostymulatorów na biochemię, fizjologię, wzrost i rozwój roślin oraz na organizmy glebowe i właściwości gleby zależy od ich składu i formulacji.
W grupie biostymulatorów znajdują się bowiem produkty mineralne zawierające tzw. pierwiastki korzystne (tytan, krzem, selen, wanad, kobalt, nikiel, jod, sód), wiele produktów jest na bazie wyciągów z alg morskich, inne zawierają aminokwasy lub kwasy humusowe. W tworzeniu wielu z nich wykorzystywana jest nanotechnologia i nanocząsteczki zawartych związków. Od składu produktów zależy to, w czym i jak mogą pomóc roślinie. Mogą wspomagać fotosyntezę, poprawiać efektywność wykorzystania wody, wspomagać wiązanie azotu atmosferycznego, wspierać tworzenie mikoryzy, opóźniać starzenie się roślin, hamować transpirację, mobilizować reakcje odpornościowe, wpływać na wytwarzanie hormonów roślinnych.
Produkty mineralne
z zawartymi w składzie tzw. pierwiastkami korzystnymi to jedna z sześciu grup substancji (związków) zaliczanych do biostymulatorów. Obok pierwiastków korzystnych są to:, aminokwasy, algi, chitozan, kwasy humusowe i korzystne mikroorganizmy. Oczywiście nie wszystkie produkty z pierwiastkami korzystnymi to biostymulatory, bo są też na rynku nawozy wzbogacone np. w odrobinę krzemu.
Pierwiastki korzystne nie są niezbędne dla roślin. Jeżeli nie są obecne w glebie, roślina może zrealizować swój cykl życiowy. Nie ma też rozpoznanych i opisanych objawów niedoboru pierwiastków korzystnych. Jednak aplikowanie zewnętrzne tych pierwiastków, w małych ilościach, wykazuje korzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin oraz zwiększa ich tolerancję na czynniki stresowe. To przyczynia się do zwiększenia plonu roślin i poprawy jego jakości.
Najlepiej poznane i zbadane jest oddziaływanie tytanu i krzemu na rośliny, bo w Polsce od wielu lat dostępne są biostymulatory z tymi korzystnymi pierwiastkami. Przypomnę tylko, że tytan wyraźnie poprawia zapylanie roślin (żywotniejszy i silniej kiełkujący pyłek), wydajność fotosyntezy (więcej chlorofilu) i pobieranie składników. Krzem znany jest natomiast z wybitnej poprawy tolerancji roślin na stres, głównie dzięki ograniczaniu transpiracji i wzmacnianiu systemu korzeniowego. Od jakiegoś czasu jest na rynku biostymulator zawierający wanad pobudzający w roślinach procesy syntezy cukrów, transportu cukrów i ich gromadzenia w organach spichrzowych roślin. Przez to działanie produkt wpływa pozytywnie na wielkość i jakość plonu organów spichrzowych.
Kompleksy aminokwasowe
w biostymulatorach mają silne działanie antystresowe, a dodatkowo mają korzystny wpływ na intensywność przebiegu fotosyntezy. Mają korzystny wpływ na wzrost systemu korzeniowego przez efekt podobny do działania cytokinin, które są hormonami roślinnymi. Przyśpieszają i poprawiają pobieranie składników pokarmowych przez roślinę, jak i transport asymilatów i składników pokarmowych w obrębie rośliny.
Biostymulatory z aminokwasami zawierają często w składzie także fitohormony, fenole, cukry oraz ważne mikroelementy. Stosowanie biostymulatorów aminokwasowych pozwala roślinom zaoszczędzić energię na syntezę tych związków, szczególnie w warunkach stresowych.
Wyciągi z alg morskich
są dodatkiem wielu biostymulatorów. Zwierają w swoim składzie niespecyficzne związki i molekuły o dużej aktywności biologicznej, które pełnią w organizmie roślinnym rozmaite funkcje, które mają ogromny wpływ na fizjologię i biochemię rośliny. Wyciągi z alg zależnie od technologii ich pozyskiwania mogą mieć w składzie
m.in.: aminokwasy, fitohormony, witaminy, enzymy, oligosacharydy, polisacharydy, kwas alginowy, mannitol, poliaminy, mikroelementy i wiele różnych badanych jeszcze molekuł.
Wiele produktów opartych na wyciągach z alg korzystnie wpływa na rozwój i regenerację systemu korzeniowego, stymuluje pobieranie i transport składników pokarmowych, zwiększa syntezę chlorofilu i proces fotosyntezy, przeciwdziała starzeniu się komórek, aktywuje kwitnienie i zawiązywanie owoców itd.
Chitozan
jest pochodną chityny, biopolimeru występującego w ścianach komórkowych grzybów i zewnętrznych szkieletach stawonogów. Chitozan uruchamia reakcje odpornościowe i obronne porażonych roślin. Biostymulatory oparte na tej substancji zwiększają tolerancję na stresy abiotyczne (susza, zasolenie podłoża, chłód) indukując aktywności enzymów antyoksydacyjnych i stymulując syntezę związków fenolowych. Chitozan zwiększa stężenie kwasu abscysynowego przymykającego aparaty szparkowe, co ogranicza transpirację i zmniejsza zużycie wody.
Kwasy humusowe
ekstrahowane z węgla brunatnego (huminy, kwasy huminowe i kwasy fulwowe) są aktywnymi składnikami próchnicy. Pochodzą z rozkładu resztek roślinnych, pozostałości zwierząt i mikroorganizmów, a także są produktami aktywności metabolicznej mikroorganizmów wykorzystujących powyższe substraty. Substancje humusowe pozyskiwane są z węgla brunatnego, leonardytu, gleb wulkanicznych czy torfu.
Tego typu produkty oddziałują stymulująco na poprawę struktury i jakości gleby. Zwiększają zwięzłość gleb piaszczystych, rozluźniają i napowietrzają gleby ciężkie. Wzbogacają glebę w substancje organiczne i mineralne. Poprawiają właściwości sorpcyjne gleb i dostępność składników pokarmowych dla roślin. Zwiększają pojemność wodną gleby, a przez to zmniejszają zagrożenie suszą. Stymulują wzrost i namnażanie pożytecznych mikroorganizmów glebowych (m.in. azotobakter).
Preparaty na bazie kwasów humusowych oddziałują pośrednio i bezpośrednio także na rośliny. Wspomagają wzrost korzeni i pobieranie pierwiastków z gleby, zwiększają naturalną odporność roślin na stresy, sprzyjają tworzeniu chlorofilu, cukrów i aminokwasów w roślinach i wspomagają fotosyntezę.
Korzystne mikroorganizmy
też są składnikami wielu biostymulatorów. W preparatach znajdują się szczepy bakterii lub grzybów. Biostymulacyjne oddziaływanie pożytecznych bakterii prowadzi do zwiększonej syntezy hormonów roślinnych (auksyn, giberelin, cytokinin i kwasu abscysynowego). Ich działanie skutkuje także zwiększeniem dostępności pierwiastków oraz intensywniejszym ich pobieraniem (zwłaszcza azotu). Zwiększają tolerancję na stres abiotyczny i biotyczny, poprawiają wzrost i rozwój roślin. W tym roku pojawiły się na rynku nowatorskie produkty z bakteriami Methylobacterium symbioticum SB0023/3 T, które zasiedlają część nadziemną roślin i asymilują azot z atmosfery poprzez liście.
Ciekawe są produkty z grzybami Trichoderma zasiedlającymi strefę korzeniową roślin, które konkurują z grzybami będącymi sprawcami chorób roślin, a przy tym wytwarzają związki, które przekształcają substancje odżywcze znajdujące się w glebie w formy lepiej dostępne dla roślin. To ciekawe grzyby stymulujące wzrost i indukujące mechanizmy odpornościowe w roślinach.
Nanotechnologia i nanocząsteczki
wykorzystywane w mineralnych produktach biostymulujących pozwalają bardzo precyzyjnie i łatwiej dostarczyć roślinom ważne składniki pokarmowe. Istotą działania jest wielkość cząstki. Za nanocząsteczki uznaje się takie, których jeden z wymiarów nie przekracza 100 nm (nanometrów). Właściwości struktur i korzyści wynikające z nanorozmiaru są olbrzymie. Najważniejsze, to olbrzymia możliwość pokrycia powierzchni niewielką ilością produktu z nanocząsteczkami.
Jak olbrzymie są to możliwości? Na przykład, powierzchnia właściwa cząsteczek nanopochodnych krzemu zawartych w objętości równej objętości kropli deszczu jest w przybliżeniu równa powierzchni dużego boiska piłkarskiego.
