Od biostymulacji do biofortyfikacji

28 lutego 2019 roku w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie odbyła się konferencja poświęcona biostymulatorom. Naukowcy z większości wiodących polskich placówek naukowych omawiali zagadnienia związane z zastosowaniem tej grupy preparatów. Wszystkie prezentowane podczas spotkania rozwiązania służą zwiększeniu efektywności upraw rolniczych i ogrodniczych zgodnie z zasadami zrównoważonego rolnictwa, przy jednoczesnej redukcji nakładów. Dzięki zastosowaniu tego typu preparatów polskie rolnictwo ma wpisać się w ogólnoświatowy trend związany z ograniczeniem chemizacji gleb i wód oraz poprawą jakości płodów rolnych. Podnoszenie świadomości rolników w tym zakresie to aktualnie priorytet środowisk naukowych i doradczych.

Ogólne działanie biostymulatorów omówił Pan dr hab. Dariusz Wrona z Wydziału Ogrodnictwa SGGW. Zaliczył do nich związki pochodzenia naturalnego, które mają za zadnie pozytywnie wpływać na procesy życiowe roślin, stymulować je. Ta ingerencja realizowana jest na każdym z poziomów organizacji biologicznej od zmian na poziomie molekularnym, dotyczących ekspresji genów, poprzez procesy fizjologiczne i biochemiczne, czyli zmiany w metabolizmie, aż po organy roślinne. Dzięki zastosowaniu biostymulatorów rośliny mogą wykazywać mniejszą podatność na wszelkiego rodzaju stresy, a w rezultacie wydawać wyższy plon o lepszej jakości.

Aktualnie zmagamy się z wyraźnie odczuwalnymi zmianami klimatycznymi i związanymi z nimi ekstremalnymi warunkami pogodowymi, którym towarzyszą różnorodne czynniki stresowe dla roślin. W ubiegłym roku był to ogromny deficyt opadów, który wystąpił w towarzystwie bardzo wysokiej temperatury. Wydawało się, iż susza z 2015 roku to sytuacja ekstremalna, że takie warunki pogodowe prawie w całym okresie wegetacyjnym są wyjątkiem, nie standardem. Dziś możemy ten pogląd zweryfikować. Coraz częstsze są sytuacje, kiedy znaczenie aktywnego odżywiania zarówno roślin, jak i gleby, znacząco wzrasta. Stosowane w rolnictwie rozwiązania mają nie tylko wzbogacać glebę w składniki pokarmowe niezbędne dla roślin czy też zapobiegać ewentualnym niedoborom tych składników, ale muszą spełniać dodatkowe funkcje – poprawiać odżywienie roślin aktywując pobieranie i transport składników mineralnych czy chronić rośliny przed stresami, nie tylko tymi związanymi z nadmiarem czy niedoborem wody, wysoką i niską temperaturą, ale także presją patogenów i innymi niekorzystnymi czynnikami, wydłużając aktywność fotosyntetyczną czy też stymulując odporność rośliny w krytycznych fazach wzrostu.

Receptą na te problemy może być włączenie biostymulatorów do standardowych zabiegów ochrony, gdyż ich działanie sprowadza się do podwyższenia naturalnie występującej u roślin odporności bądź tolerancji na dany czynnik, zwiększając ich wigor i siły witalne, a tym samym ułatwiając im przezwyciężanie niekorzystnych warunków. Zastosowanie prewencyjne biostyulatorów, bez wystąpienia czynnika stresu, spowoduje, iż roślina lepiej wykorzysta swój potencjał – genetycznie uwarunkowane możliwości – wyda wyższy plon.

Podczas spotkania prezentowane były wyniki długoletnich badań nad poszczególnymi preparatami i omawiane były możliwości ich zastosowania w uprawach sadowniczych, warzywniczych i typowo rolniczych. W uprawach sadowniczych skupiono się przede wszystkim na eliminacji skutków stresu związanego z niską temperaturą – uszkodzeniami mrozowymi i przymrozkami wiosennymi, a także poprawą efektywności kwitnienia. Racjonalne i umiejętne wykorzystanie biostymulatorów może powodować uniknięcie wpływu negatywnych czynników na plonowanie lub też zredukować je do minimum. Możliwości regeneracji roślin są bardzo duże. Potrafią one samodzielnie przezwyciężyć wiele niekorzystnych warunków i czynników uruchamiając szereg szlaków metabolicznych. Jednakże reakcja roślin jest często niewystarczająca, trwa zbyt długo i dlatego obniża się wielkość i jakość plonu. Biostymulatory zwiększają aktywność komórek, a tym samym regenerację, wzmacniają wzrost i plonowanie.

Prelegent omówił działanie Tytanitu, głównego produktu wykorzystywanego w strategii wspomagania naturalnej odporności, który nie tylko aktywuje i zwiększa naturalne procesy fizjologiczne roślin, ale także wyjątkowo korzystnie wpływa na parametry jakościowe i ilościowe plonu. Z badań wynika, iż zastosowanie preparatu zwiększa zawartość chlorofilu, co intensyfikuje fotosyntezę i pozytywnie wpływa na przyrost biomasy i plonu, a także znacząco poprawia efektywność procesu zapylenia oraz tworzenia nasion i owoców. Do podobnych wniosków doszła kolejna prelegentka, Pani dr hab. Monika Bieniasz z Uniwersytetu Rolniczego (Katedra Sadownictwa i Pszczelnictwa) w Krakowie. Zaprezentowała ona wpływ tego biostymulatora na fizjologię kwitnienia.

Dużo uwagi organizatorzy konferencji poświęcili także preparatom zawierającym w swym składzie krzem. Pierwiastek ten zwiększa efektywność procesu fotosyntezy poprzez poprawę architektury roślin, w znaczący sposób oddziałuje na zwiększenie tolerancji oraz odporności na stresy, zmniejsza podatność na wyleganie, zabezpiecza przed utratą wody. Biorąc udział w tworzeniu mechanicznej bariery w ścianach komórkowych oraz w przestrzeniach międzykomórkowych, jak również i we wnętrzu komórek, redukuje podatność roślin na patogeny, tworząc naturalną barierę przeciwdziałającą atakowi patogenów.

O jednym z biostymulatorów opartych o krzem mówił Pan dr hab. inż. Arkadiusz Artyszak z SGGW (Wydział Rolnictwa i Biologii). Omówił wpływ preparatu Optysil na plonowanie buraka cukrowego, przedstawił szerokie możliwości wykorzystania krzemu do dokarmiania dolistnego tej uprawy. Z jego badań wynika, iż zastosowanie krzemu w dolistnym programie nawożenia korzystnie przekłada się i na biologiczny i technologiczny plon cukru.

Z kolei naukowcy z Instytutu Ochrony Roślin w Poznaniu badali wpływ krzemu i tytanu na ograniczanie występowania chorób w różnych uprawach oraz ograniczanie żerowania szkodników. W imieniu całego zespołu sprawozdanie z cyklu kilkuletnich badań przedstawiła Pani dr Joanna Zamojska. Doświadczenia wykazały korzystny wpływ obydwu preparatów na plonowanie rzepaku i pszenicy ozimej oraz kukurydzy. Zaobserwowano również pozytywne oddziaływanie takiego nawożenia na zmniejszenie podatności roślin na porażenie przez grzyby i ataki szkodników.

Wykład Pana dr hab. Sylwestra Smolenia z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie (Wydział Biotechnologii i Ogrodnictwa), poświęcony był biofortyfikacji roślin. Biofortyfikacja to wzbogacanie roślin uprawnych w korzystne dla konsumenta związki żywieniowe. Celem jest wyprodukowanie żywności, która posiada dodatkowy, pozytywny wpływ na zdrowie, zdecydowanie większy niż wynikający z naturalnych wartości odżywczych roślin. To przyszłość rolnictwa i sposób na zdrowszą żywność, mniejszą zachorowalność na choroby spowodowane niedoborami między innymi składników mineralnych. Prelegent skupił swoją uwagę na związkach mineralnych, mówił przede wszystkim o wzbogacaniu roślin w selen i jod. Jedną z alternatywnych metod wprowadzania jodu do diety jest biofortyfikacja roślin. Oprócz hodowli nowych odmian, głównym narzędziem umożliwiającym biofortyfikację jest właściwa agrotechnika, przede wszystkim zaś odpowiednie nawożenie zarówno doglebowe, jak i dolistne. Osiągnięcie tego zadania możliwe jest przez odpowiednią biostymulację roślin.

Wszystkie polskie ośrodki naukowe, pracujące na rzecz rolnictwa, mają w centrum uwagi biostymulatory. Dzieje się tak nie bez przyczyny, bowiem dotychczasowe badania i doświadczenia potwierdzają wszechstronne korzyści płynące ze stosowania tych preparatów. Mają korzystny wpływ na ogólny rozwój i wzrost roślin, wspomagają ich odporność na wszelkiego rodzaju stresy, w tym podatność na porażenie patogenami. Dzięki ich stosowaniu osiągnąć można wysoki i jakościowo zadowalający plon, nawet w trudnych warunkach pogodowych. Co istotne, wprowadzenie biostymulatorów do praktyki rolniczej jest korzystne dla środowiska. Preparaty tej grupy to bez wątpienia przyszłość rolnictwa, ogrodnictwa i sadownictwa. Przyszłością, zwłaszcza dla konsumentów, jest biofortyfikacja roślin. Rośliny wzbogacone wartościowymi dla ludzkiego organizmu składnikami będą mieć niewątpliwie dobry wpływ na nasze zdrowie, a także będą sprzyjać ograniczaniu zachorowalności na wiele chorób, w tym nowotworowych. To bardzo ważny aspekt społeczny prowadzonych badań.