Nawóz czy już biostymulator?

Powstałą niszę zaczęły zapełniać środki oparte na składnikach naturalnie występujących w roślinach, ponosząc minimalne koszty badań i często przedstawiając je, jako preparaty rozwiązujące wszystkie problemy.
 
Zawierające naturalne substancje
Preparaty zawierające ekstrakty roślinne, zwierzęce, mineralne lub ich mieszaniny znane są od dawna. Do niedawna było ich jednak niewiele i stosowano je sporadycznie. Obecnie malejąca liczba środków chemicznych dopuszczonych do stosowania w uprawach roślin wymusza konieczność poszukiwania nowych, innowacyjnych rozwiązań, w tym preparatów biologicznych, które mogłyby być wykorzystywane zamiast syntetycznych substancji chemicznych.

W ostatnich latach pojawiło się wiele produktów określanych jako biostymulatory. Jednak ich dystrybutorzy, producenci żywności i konsumenci produktów wytworzonych z traktowanych tymi preparatami roślin nie mają gwarancji co do ich wartości. Jest to efekt niejednoznacznych opinii o biostymulatorach, czasem wręcz sprzecznych i kontrowersyjnych, nieprawdziwych lub niepotwierdzonych, które często są tylko obietnicami.

Rozbieżność zdań na ich temat wynika z różnorodności pochodzenia tych produktów, technologii produkcji oraz mechanizmu działania, co utrudnia klasyfikację i dobór zasad ich legislacji.

Problem z właściwą klasyfikacją
Istnieje pilna potrzeba ustalenia zasad klasyfikacji preparatów pochodzenia naturalnego, zależnie od mechanizmu ich działania i pochodzenia składnika aktywnego. Jest to konieczne w celu wiarygodnej oceny efektów biologicznych i zastosowania właściwej metody ich rejestracji nie tylko w Europie, ale i na innych kontynentach (zgodnie z zasadami Dobrej Praktyki Eksperymentalnej). Obecnie w krajach Ameryki Północnej biostymulatory rejestrowane są szybko i przy niskich nakładach finansowych, czyli przeciwnie niż w Europie.

Zakres badań oceniających efekty biologiczne preparatu, uzasadniających wykorzystanie go w praktyce oraz wymagania rejestracyjne zależą od jego klasyfikacji, której brak. Uwzględniając jednak naturalne pochodzenie tych preparatów oraz duże zapotrzebowanie, rozważana jest możliwość złagodzenia wymagań rejestracyjnych tak, aby preparaty organiczne/ naturalne były wprowadzane do praktyki szybciej i taniej. Nie jest to łatwe, co więcej, konieczne jest rozwiązanie globalne, przynajmniej w obrębie państw Unii Europejskiej.

Taką dyskusję w Polsce zainicjowano już w 2008 r. Konferencją Naukową „Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin”, na której zaprezentowano doniesienia rodzimych i zagranicznych ekspertów oraz producentów biostymulatorów. Odpowiedzią na „rosnące zamieszanie” na rynku środków biologicznych był projekt unijny REBECA (Regulation of Biological Control Agents) realizowany w latach 2006–2009. Koordynowany był on przez zespół naukowy z Niemiec, a w jego realizację zaangażowani zostali przedstawiciele nauki, producentów oraz jednostek odpowiedzialnych za rejestracje preparatów, również z Polski. Celem tego projektu było opracowanie zrównoważonego systemu rejestracji czynników biologicznego zwalczania, obejmującego makro- i mikroorganizmy, ekstrakty roślinne i semiozwiązki. Mimo krótkiego okresu, zamierzenia projektu zrealizowano. Wciąż jednak istnieje wiele kwestii do uregulowania, np. regulacja prawna kategorii nowych, innowacyjnych produktów ekologicznych. W tym celu w 2011 r. powstała koalicja o nazwie Association of American Society Plant Food Control Officials (AAPFCO) i American Society for Testing and Materials (ASTM) – working group. Wiele konferencji i sympozjów naukowych poświęcono także dyskusjom nad powyższymi problemami.

W listopadzie ub.r. w Strasbourgu we Francji odbył się I Światowy Kongres poświęcony stosowaniu biostymulatorów w rolnictwie i w ogrodnictwie (czytaj też nr 3/2013 i 4/2013 „MPS SAD”), który był także odpowiedzią na potrzebę uporządkowania rynku innowacyjnych preparatów biologicznych w skali globalnej, tym bardziej że potrzeba ta była sygnalizowana przez różne kraje świata. Organizatorem kongresu był New Ag International SARL z Francji, a głównym sponsorem – European Biostimulants Industry Consortium (EBIC) oraz znana polskim producentom firma Arysta LifeScience. Przedstawiono kilkadziesiąt referatów w sześciu sesjach tematycznych oraz ponad 120 posterów, na których podkreślano, że regulacje prawne nowych, innowacyjnych biopreparatów powinny być oparte na rzetelnej nauce, uwzględniającej także ich różnorodność.

Argument, że preparaty naturalne są bezwzględnie bezpieczne tylko dlatego, że wyprodukowała je „matka natura”, został obalony, ponieważ najsilniejsze trucizny są także pochodzenia naturalnego. Ważne jest zatem nie tylko źródło pochodzenia substancji zawartych w preparacie, lecz także mechanizm ich działania i skuteczność.

Na kongresie podkreślano także, iż proces regulacji prawnych należy rozpocząć od dopracowania definicji „biostymulatora”.

[NEW_PAGE]Doprecyzować nazewnictwo
Uważa się, że biostymulatory to substancje biologiczne (czyli naturalne) wyłącznie stymulujące procesy roślinne. Do grupy biostymulatorów zaliczane są jedno- lub wieloskładnikowe preparaty – ekstrakty naturalnych substancji z roślin mające w swoim składzie m.in. aminokwasy i niskocząsteczkowe polipeptydy, witaminy, enzymy i hormony (auksyny, cytokininy, gibereliny), cukry, betainy, antyoksydanty, a także ekstrakty zwierzęce, które aktywizują enzymy i przemiany metaboliczne w tkankach roślinnych. Wpływ biostymulatorów na rośliny wynika właśnie z ich oddziaływania na metabolizm w szerokim tego słowa znaczeniu. Stymulują one syntezę naturalnych hormonów, niekiedy zwiększają ich aktywność, usprawniają pobieranie składników pokarmowych z podłoża, pobudzają wzrost korzeni, powodują zwiększenie plonu, często jednocześnie poprawiają jego jakość. Ponadto zwiększają wytrzymałość roślin na niekorzystne warunki środowiska, np. suszę, nadmiar wilgoci, mróz, zanieczyszczenie środowiska metalami ciężkimi, które wywołują w roślinach stres objawiający się zmianami aktywności enzymów i syntezy substancji antyoksydacyjnych oraz obniżeniem wielkości i jakości plonu czy pozbiorczej jego trwałości.

Fakty
W świetle opinii uczestników kongresu oraz dostępnych źródeł literatury, nadal brak jest jednoznacznej definicji określającej „biostymulatory”, jako odrębną grupę produktów, która mogłaby być wykorzystywana w procesach klasyfikacji i legislacji nowych preparatów. Na stronie tytułowej materiałów konferencyjnych z kongresu zamieszczono następującą definicję: „Biostymulatory dla ogrodnictwa zawierają różne formulacje związków, substancji i innych składników, które są stosowane na rośliny i do gleby w celu regulowania i wspomagania roślinnych procesów fizjologicznych, czyniąc je bardziej efektywnymi. Biostymulatory wpływają na fizjologię roślin w różny sposób, czego wynikiem jest poprawa siły ich wzrostu”. Powyższa definicja na kongresie w Strasbourgu była zaczątkiem dyskusji mającej na celu jej dopracowanie. Dlatego do debaty zaproszono wszystkich, których dotyczą sprawy biostymulatorów. Dotychczasowa definicja biostymulatorów została opracowana przez belgijskich przedstawicieli instytucji odpowiedzialnych za klasyfikację i nazewnictwo tzw. specyficznych preparatów, i brzmi: „Biostymulatory są to substancje lub inne materiały, z wyjątkiem nawozów i pestycydów, które po zastosowaniu w specyficznych formulacjach mogą modyfikować procesy fizjologiczne roślin w sposób dostarczający potencjalnych korzyści”.
 
Poszukiwano także odpowiedzi na pytanie, czy biostymulatory są nawozami, i wykluczono taką zależność, powołując się na następującą definicję: „Nawozy to produkty dostarczające roślinom składniki odżywcze”. Biostymulatory (jak stwierdzono na kongresie) także odżywiają rośliny, ale w związku z zawartością molekuł (cząsteczek) pochodzących np. z alg morskich i kompostu oraz hydrolizatów białek pochodzenia roślinnego, wpływających na rozwój roślin, nie są typowymi nawozami.
 
Przedstawiciel Indii udowadniał, że naturalne biostymulatory mogą stopniowo i skutecznie zastąpić wysokie dawki nawozów mineralnych, pozostawiając przy tym glebę wolną od zanieczyszczeń i zdrowe środowisko glebowe dla mikrofauny i mikroflory.

Podjęty został również problem dotyczący konieczności zintensyfikowania badań nad wpływem biostymulatorów na mechanizm przekazywania sygnałów w roślinie, który dotychczas przypisywano hormonom. Czyżby zatem biostymulator zawierający hormony naturalne nadal był hormonem? Substancje te dostarczane roślinom zwiększają ich wrażliwość na nawozy. Na potwierdzenie tej tezy jeden z uczestników kongresu podał, że ponad 80% genów odpowiedzialnych za przemiany azotu w roślinie jest kontrolowanych przez hormony (substancje wzrostowe). Nie jest zatem właściwe klasyfikowanie biostymulatorów pod kątem jednego składnika działającego w określony sposób. Konieczne jest uwzględnianie synergistycznego efektu wszystkich zawartych w nich komponentów, co utrudnia jednoznaczną klasyfikację.

Dobroczynne mikroorganizmy
W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie biopreparatami zawierającymi mikroorganizmy, które mogą oddziaływać na procesy roślinne w różny sposób, np. pobudzając pobieranie składników pokarmowych z gleby, stymulując biosyntezę substancji wzrostowych w roślinie, indukując syntezę aminokwasów/białek zwiększających wytrzymałość na niską temperaturę.

Na kongresie stwierdzono, że mikroorganizmy, jako żywe organizmy muszą podlegać regulacji obowiązującej biostymulatory. Zwłaszcza że dotychczas można było spotkać różne i często sprzeczne definicje, które z pewnością przyczyniły się do obecnie powszechnie odczuwalnego zamieszania na rynku biopreparatów, np. l „Biostymulatory to środki, które w bardzo małych stężeniach poprawiają podstawowe biochemiczne procesy w roślinie i glebie, a w wyniku tego poprawiają wzrost roślin i zwiększają ich odporność na stres”; l „Biostymulatory to innowacyjne, naturalne stymulatory wzrostu i rozwoju roślin, pozyskiwane z surowców biologicznych, o działaniu hormonalnym lub nawozowym”. Pewne jest, że biostymulatory nie zastępują nawozów, obornika i innych źródeł składników pokarmowych dla roślin.

Ostatnie doniesienia
I Światowy Kongres poświęcony stosowaniu biostymulatorów w rolnictwie i ogrodnictwie był okazją do podzielenia się nagromadzoną wiedzą naukową i techniczną na temat nowych produktów o działaniu stymulującym rośliny, których wykorzystanie w uprawie wzrasta na całym świecie. W pierwszej sesji tematycznej dwa wystąpienia dotyczyły całokształtu dotychczasowej wiedzy w zakresie wpływu hormonów roślinnych (naturalnie występujących w roślinach) na procesy fizjologiczne roślin oraz pobierania składników, np. z nawozów (głównie N), na poziomie molekularnym.

Inne poruszane w tej sesji zagadnienia związane były z mechanizmem działania i perspektywami wykorzystania nowych lub mało znanych ekstraktów roślinnych, czasem określanych, jako fitostymulatory, ocenianych w warunkach in vitro i in vivo. W obrębie drugiej sesji tematycznej zaprezentowano mechanizm działania i metody stosowania kilku biostymulatorów zawierających m.in. nowe antyoksydanty, związki nitrofenolowe, aminokwasy. Nie pominięto także kwestii zaopatrzenia rynku w Europie i USA w biostymulatory oraz ich legislacji, a także znaczenia mikroorganizmów, jako żywych biostymulatorów.
 
Z punktu widzenia polskiego sadownika szczególnie interesujące były badania z zastosowaniem Goëmaru BM 86 do poprawy zawiązywania owoców i jakości plonu gruszy (Hiszpania) lub Kelpaku^® – czereśni (Chile), a także wykorzystanie preparatu Sunred do poprawy wybarwienia i zwiększenia zawartości ekstraktu w jabłkach, czereśniach, śliwkach, winogronach i pomidorach. Dobre rezultaty w regulacji spoczynku w czereśniach osiągnięto także dzięki zastosowaniu preparatu Bluprins (Włochy) oraz rozwoju korzeni, wzrostu roślin i wyrastania owoców po zastosowaniu botanicznego ekstraktu do fertygacji (Włochy). Mierzalne rezultaty zaprezentowano także na skutek działania preparatu regulującego stres z powodu niskiej temperatury o nazwie Terra-Sorb Complex zawierającego aminokwasy pozyskane drogą hydrolizy enzymatycznej. Wiele doniesień dotyczyło także możliwości wykorzystania do aktywacji systemu immunologicznego roślin związków humusowych, aminokwasów i wielocukrów, a także użycia jako biostymulatorów różnych mikro- i makroorganizmów. Ponadto niezmiernie istotne dla ułatwienia klasyfikacji i regulacji prawnych nowych biopreparatów są badania, których celem jest opracowanie metod wykrywania i analizy właściwości biostymulatorów w różnych produktach, o czym informowali na kongresie w Strasbourgu badacze z Francji i Finlandii.

Prof. dr hab. Alina Basak
Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

Artykuł pochodzi z numeru 5/2013 MPS „Sad”