Біостимулятори та розумне землеробство

Біостимулятори та розумне землеробство. Біостимулятори стають ключовим елементом у розвитку розумного землеробства та сталого сільського господарства.

Вони допомагають підвищити стійкість рослин до стресових факторів, таких як посуха чи перепади температур, зберігаючи при цьому високу продуктивність. Завдяки своїм природним складникам, біостимулятори сприяють поліпшенню здоров’я ґрунту та скороченню використання хімічних добрив, що відповідає вимогам сучасного аграрного сектора до екологічної безпеки. Впровадження таких рішень дозволяє фермерам адаптуватися до змін клімату та забезпечити стабільні врожаї без шкоди для довкілля. Хочете дізнатися більше про те, як біостимулятори допомагають зробити сільське господарство сталим? Читайте нашу статтю, де ми детально розглянемо їхні переваги та аспекти використання! 

У пошуках сталого та стійкого до змін клімату сільського господарства з’явилася різноманітна низка інноваційних стратегій застосування. Для підвищення стійкості та продуктивності, від використання біостимуляторів до розгадування складної взаємодії між рослинами та їхнім мікробіомом під впливом навколишнього середовища.

Сучасні системи сільського господарства значною мірою залежать від агрохімікатів, таких як хімічні добрива та пестициди, призначені для збільшення виробництва та врожайності. Невибіркове використання цих хімікатів не тільки впливає на ріст рослин через накопичення токсичних сполук, а й погіршує їх якість. Окрім того впливає на життєво-важливі властивості ґрунту та в подальшому відбивається на зниженні урожайності. Існує гостра потреба в розробці якогось екологічного підходу, який міг би вирішити ці проблеми та відновити родючість і стійкість ґрунту. Використання біостимуляторів на основі рослин стало екологічно чистим і прийнятним методом підвищення продуктивності сільськогосподарських культур. Біостимулятори містять біологічні речовини, які можуть прискорювати або стимулювати ріст рослин екологічно чистим способом. Здебільшого це біодобрива, які забезпечують поживними речовинами та захищають рослини від екологічних стресів, таких як посуха та засолення. На відміну від засобів захисту продукції рослинництва (ЗЗР), біостимулятори не тільки впливають на бадьорість рослин, але й не чинять пряму дію проти шкідників чи хвороб. Біостимулятори для рослин покращують мобілізацію та поглинання поживних речовин, стійкість до стресу, а отже, якість врожаю при безпосередньому застосуванні до рослин або в ризосферній області. Вони сприяють росту та розвитку рослин, позитивно впливаючи на життєвий цикл культури, починаючи від проростання насіння до зрілості рослини. Науково-обґрунтоване застосування біостимуляторів не завдає шкоди навколишньому середовищу і в першу чергу забезпечує живлення рослин. Воно сприяє росту ґрунтових мікроорганізмів, що призводить до підвищення родючості ґрунту, а також покращує метаболізм рослин. Крім того, застосування біостимуляторів може позитивно впливати на екзогенні мікроби та змінювати рівновагу мікрофлорного складу ґрунтового середовища.

Згідно з Радою розвитку сільського господарства та садівництва, біостимулятори були класифіковані на дві основні групи: немікробні та мікробні. Нещодавно вчені класифікували біостимулятори рослин на основі покращення живлення рослин на п’ять категорій, включаючи мікроорганізми (таблиця 1).

Таблиця 1. Речовини, які застосовуються для виробництва біостимуляторів

Малюнок 1. Схематичне зображення різних типів рослинних біостимуляторів та механізмів їх дії на рослини

Рослини природно асоціюються з багатьма корисними мікроорганізмами, які відіграють ключову роль у розвитку господаря, метаболізмі, адаптації до стресу та здоров’ї. Рослини-господарі можуть вибірково залучати мікроорганізми, які забезпечують їм різноманітні важливі функції для адаптації їх фізіології та розвитку до місцевого середовища.

Найвідоміші мікроорганізми, що стимулюють ріст рослин (PGPM), включають бактерії та гриби, але також археї та віруси можуть бути корисними для рослин. Мікроорганізми можуть сприяти росту рослин за допомогою широкого спектру способів і механізмів дії. Хоча корисні мікроби зазвичай демонструють більше ніж один із цих механізмів, їх можна згрупувати відповідно до їх основного способу дії та, отже, передбачуваного біотехнологічного застосування.

• Біодобрива беруть участь у забезпеченні рослин поживними речовинами. Біодобрива є найширшою та, ймовірно, найкраще зрозумілою категорією PGPM. Поглинання поживних речовин завдяки біодобривам зазвичай включає такі елементи живлення: макроелементи – азот, фосфор і калій, а також мікроелементи, такі як залізо, цинк, мідь тощо. Механізми включають фіксацію атмосферного азоту (N2), а також розчинення та мобілізацію поживних речовин у ґрунті.
• Фітостимулятори – це ризосферні або ендофітні мікроорганізми, гриби та бактерії, які можуть впливати на ріст і розвиток рослин, впливаючи на метаболізм рослинних гормонів, або через виробництво фітогормонів, таких як ауксини, цитокініни та гібереліни, або шляхом втручання в гомеостаз ендогенних гормонів рослин. Цей тип PGPM полегшує імплантацію, прискорює ріст і сприяє більшій бадьорості рослин, але також може пом’якшити шкідливий вплив абіотичних стресів.
• Біопротектори – мікроорганізми, які беруть участь у індукції стійкості рослин до абіотичного стресу. Було запропоновано кілька конкретних механізмів стійкості рослин до стресів, таких як посуха або засолення, включаючи леткі сполуки, зміну морфології коренів, накопичення осмолітів, виробництво екзополісахаридів (EPS) і індукцію антиоксидантного захисту.
• Біоремедіатори. Ці мікроорганізми беруть участь у рекультивації забруднених ґрунтів. Забруднення сільськогосподарських ґрунтів важкими металами та іншими токсичними сполуками є значною екологічною проблемою, яка сильно впливає на сільське господарство та здоров’я людини. Різосферні мікроби можуть суттєво впливати на рухливість важких металів і доступність для рослини, що росте, за допомогою таких механізмів, як вивільнення хелатуючих агентів, підкислення та окисно-відновні зміни.
• Біоконтролери. Біоконтрольні агенти (BCA) використовуються для придушення хвороб і шкідників рослин. Хоча біоконтроль використовується менш широко, його також можна застосовувати для придушення інвазивних бур’янів. Широко використовуваними мікробними BCA є певні ризобактерії та гриби; проте міковіруси та бактеріофаги здатні контролювати фітопатогени. Ефективні біоконтролери можуть конкурувати з патогенами за доступні поживні речовини, але часто також виробляють специфічні сполуки (наприклад, антибіотики, гідролітичні ферменти, леткі речовини), які пригнічують ріст патогену. Деякі ризосферні бактерії та гриби також можуть сприяти імунітету рослин через активацію так званої індукованої системної резистентності (ISR) у рослині.

Отже, біостимулятори стають невід’ємною частиною сучасного сільського господарства, пропонуючи екологічно відповідальні рішення для підвищення врожайності та стійкості культур. Інвестуючи в їх використання, фермери не лише покращують продуктивність, а й роблять свій внесок у збереження природних ресурсів для майбутніх поколінь.