A mezőgazdasággal szemben magas politikai és társadalmi elvárások sorakoznak. Ehhez jönnek még a gazdasági problémák, mint például az ukrajnai háború. Az éghajlatváltozás fokozódó hatásai is megnehezítik a biztonságos mezőgazdasági termelést. Ezek a növekvő kihívások azonban az innovációra is lehetőséget kínálnak.
Hogy ebben milyen szerepet játszhatnak a biológiai anyagok, azt az elkövetkező években tovább kell vizsgálni, ugyanis a különleges kultúrák területén, az üvegházi termesztésben vagy a trópusi és szubtrópusi éghajlati övezetekben tapasztalható, olykor fantasztikusan pozitív hozamhatások nem vihetők át közvetlenül a mi mérsékelt éghajlati övezetünkbe, és főleg nem a szabadföldi termesztésbe. Ezért kritikusan kell szemlélni a nagy termésnövekedésre vagy más termelési erőforrások, például műtrágya vagy növényvédelem megtakarítására vonatkozó ígéreteket.
Mik azok a biológiai anyagok?
A biológiai szerek célja általában a növekedés elősegítése, a tápanyagfelvétel és a növények stresszfaktorokkal és növénybetegségekkel szembeni ellenálló képességének javítása. A kifejezés magában foglalja a „biológiai növényvédő szereket”, azaz a természetes eredetű növényvédő szereket. Ebbe a csoportba tartoznak a bioidentikusan előállított anyagok, gombák, baktériumok, vírusok, feromonok, valamint a természetes eredetű szervetlen anyagok, például az ásványi anyagok. Vannak továbbá növényi biostimulátorok, amelyek természetes vagy szintetikus anyagokból és mikroorganizmusokból állnak. Ezek viszont mikrobiális és nem mikrobiális biostimulátorokra oszthatók. Eddig az Azotobacter, Rhizobium és Azospirillum fajokat és a mikorrhiza gombákat hagyták jóvá mikrobiális biostimulátorokként.
A biostimulátorok és a kémiai növényvédő szerek közötti különbségek
A kémiai növényvédő szerek elsősorban a kártevők, betegségek és gyomok elleni védekezésre szolgálnak, ezért a biotikus tényezők ellen hatásosak. Ezzel szemben a biostimulánsok növényekre vagy a talajra kijuttatva a növekedés és a termésképzés javítását célozzák a természetes védekezőmechanizmusok erősítésével és az abiotikus stressztényezőkkel, például a szárazsággal, a gyomirtó szeres stresszel, a sóstresszel vagy a hőmérséklet-ingadozással szembeni tolerancia növelésével.
A kémiai növényvédő szerekkel ellentétben, amelyek negatív hatással lehetnek a környezetre és a nem célszervezetekre, különösen, ha helytelenül használják őket, a biostimulátorok általában környezetbarátabbak. Azonban semmiképpen sem helyettesíthetik a kémiai növényvédő szereket. Használatukat a mezőgazdaságban inkább kiegészítésnek kell tekinteni, hogy a megerősödött növényekkel optimális terméshozamot lehessen elérni.
A biológiai szerek következetlen terméknevei
A biológiai szerek piaca, amely az elmúlt években jelentősen megnőtt, már a terminológiát tekintve is sokszor nehezen érthető. A nagyszámú különböző elnevezés, amelyek közül néhányat ugyanarra a termékre alkalmaznak, jelentős zavart okozhat. A korábbi engedélyezési eljárás például számos elnevezést és megnevezést tett lehetővé a különböző termékek számára, és általában nem követeli meg a hatékonyság bizonyítását, mint például a növényvédő szerek esetében. Itt gyakran alkalmazták a nemzeti jóváhagyás és az uniós országok közötti kölcsönös elismerés lehetőségét.
Az utóbbi években azonban a biostimulánsok jogi besorolása jelentősen fejlődött. Az (EU) 2019/1009 műtrágyatermékekről szóló rendelet (EU) először határozta meg a biostimulátorokat önálló termékcsoportként. A műtrágyák (PFC 1), mésztartalmú műtrágyák (PFC 2), talajjavítók (PFC 3), termesztőközegek (PFC 4) és gátlók (PFC 5) termékfunkciós kategóriái (PFC) mellett most már léteznek növényi biostimulátorok (PFC 6) és műtrágya-termékkeverékek (PFC 7).
Az EU-ban minden műtrágya és így a növényi biostimulánsok új PFC-je esetében is alapkövetelmény, hogy azok kellően hatékonyak legyenek, és ne jelentsenek veszélyt az emberek, állatok vagy növények egészségére. Nem jelenthetnek kockázatot a biztonságra vagy a környezetre nézve sem. Fontos megemlíteni azt is, hogy a termékeket nem lehet két különböző PFC-nek minősíteni, még akkor sem, ha az átmenetek néha képlékenyek.
A biostimulátorok különböző csoportjai:
‑ A szervetlen anyagok elsősorban ásványi anyagokból vagy kémiai elemekből állnak. A kiindulási anyagtól függően sokféle hatás lehetséges. Például jelzőhatások, fitohormonális hatások vagy a stressztűrés erősítése.
‑ A huminsavak olyan makromolekulák, amelyek a szerves anyagok bomlása során természetes úton keletkeznek. Gyakran megtalálhatók a humuszos talajokban, a tőzegben és a lignitben. Fitohormonszerű hatást fejthetnek ki, és javíthatják a tápanyagfelvételt.
‑ A fulvosavak a szerves savak egy csoportját alkotják, és a növényi anyagok bomlása során keletkeznek. Hasonlítanak a humuszos anyagokhoz, de savasabb jellegűek. Fitohormonszerű hatást fejthetnek ki a növényekre. A talajban lévő tápanyagokat is megköthetik, és a növények számára elérhetővé tehetik.
‑ Az aminosavak és peptidek a növény számára a komplexképzés építőköveiként szolgálnak. Gyakran növényi fehérjékből nyerik őket.
‑ Az algakészítmények különböző fajokból származó kivonatokból vagy zúzott algákból állnak. Ezek a készítmények javíthatják a növények növekedését és stresszel szembeni ellenálló képességét. Számos tápanyagot, vitamint és növényi hormont tartalmaznak.
‑ A növényi készítmények a növények részeiből származó speciális összetevők kivonatai. Ezek vitaminokat és fitohormonokat tartalmaznak, és javíthatják a növények növekedését és tápanyagfelvételét.
‑ Mikroorganizmusok, a természetben előforduló baktériumok és gombák formájában, amelyek elősegíthetik a növények növekedését. Ilyenek például a rizobaktériumok, más szabadon élő nitrogénmegkötő baktériumok és a mikorrhiza gombák, amelyek szimbiózisban élnek a növényekkel, és javíthatják azok tápanyagfelvételét.
‑ A kitozánt a rákfélék feldolgozásának kitintartalmú maradványainak feldolgozásával állítják elő, vagy közvetlenül egyes gombákból nyerik, és különböző jelzőhatásokat válthat ki.
A műtrágyatermékek CE-jelölése
A rendelet 2022. július 16-án lépett hatályba, és bevezetése a követelményeket is megváltoztatta. A műtrágyatermékekre vonatkozó CE-jelölést először a mezőgazdasági inputanyagok esetében vezették be. A műtrágyatípusok korábban ismert rendszerét megszüntették, és helyébe a műtrágyatermékek forgalomba hozatalának új rendszere lépett. Ezek a változások újragondolást igényeltek a gazdálkodók, a kiskereskedők és a termelők részéről. A CE-jelöléshez a következő információkat kell megadni, az EU műtrágyarendeletnek megfelelően:
‑ fizikai forma,
‑ a gyártás dátuma és a lejárati idő,
‑ az alkalmazás módja(i),
‑ hatás az egyes célnövényekre,
‑ a termék hatékonyságával kapcsolatos minden vonatkozó utasítás, beleértve a talajművelési gyakorlatot, a vegyszeres trágyázást, a növényvédő szerekkel való összeférhetetlenséget, az ajánlott szórófejméretet, az ajánlott permetezési nyomást és egyéb elsodródáscsökkentő intézkedéseket.
A CE-tanúsítás kritériumainak ellenőrzéséhez külső és független megfelelőségértékelő szervezetekre van szükség. Európában több szervezet is akkreditálva van erre a célra. E testületek listája megtalálható az EU Bizottság NANDO adatbázisában.
A biostimulátorok hatásmechanizmusa
A kiindulópont egy természetes, de a magasabb rendű növényekben még nagyrészt nem teljesen kutatott folyamat, nevezetesen a stresszre adott reakció és az ebből eredő „edzés” vagy „stresszalapozás” a stressz ismétlődésével szemben. Ez a következőképpen működik: amikor egy növény abiotikus stressznek van kitéve, stresszválasz (ozmotikus/oxidatív stressz) lép fel. Sejtalkotók és szabad gyökök szabadulnak fel. Ezek sejtkárosodáshoz vezetnek, de jelzőhatással is bírnak a növény számára.
Ha a stressz nem túl nagy, a növény jelátviteli útvonalai aktiválódnak, és alkalmazkodik a stresszhez. A stresszhez való alkalmazkodás típusa nagyon eltérő lehet, és a gyökér-/hajtásnövekedés fokozódásától a védőanyagok képződéséig és a gyökérméregtelenítésig terjedhet. Ha az abiotikus stressz csak mérsékelt, stresszelőkészítésre kerülhet sor, és ha a stressz ismétlődik, a növény gyorsabb stresszadaptációval reagálhat. Amikor biostimulánsokat alkalmazunk egy nem stressznek kitett növényre, ideális esetben növekvő körülmények között, a jelátviteli útvonalak aktiválódnak, és így stresszalapozás következik be.
Nagyon fontos megjegyezni, hogy a megfelelő stresszadaptáció csak megfelelő mikrotápanyag-ellátás mellett lehetséges. Például a Fe, Zn, Mn és Cu mikrotápanyagok nélkülözhetetlenek a gyökös méregtelenítéshez. Számos más stresszadaptáció is olyan enzimeken alapul, amelyeknek bizonyos mikrotápanyagokra mint kofaktorokra van szükségük. Azt is meg kell jegyezni, hogy a biostimulánsok általában nem képesek gyógyítani a bekövetkezett károsodásokat.
Mikrobiális és nem mikrobiális biostimulátorok
A mikrobiális biostimulátorok esetében különösen fontos, hogy a kolonizációs fázisban megfelelő életfeltételeket találjunk. A talajon vagy a növény gyökerén keresztül ható termékek esetében olyan körülményeknek kell fennállniuk, amelyek lehetővé teszik a gyökér zavartalan növekedését. Ennek eredményeként a nem mikrobiális biostimulátorok alkalmazása valamivel rugalmasabbnak tűnik. Az alkalmazási körülmények azonban itt is sokkal nagyobb hatással vannak a lehetséges hatásra, mint sok szintetikus kémiai növényvédő szer esetében!
A megfelelő termékeket tehát időben, még a stressz kialakulása előtt kell alkalmazni. A biostimulánsok alkalmazásától várható hatás ezért mindig csak a növény stresszelőkészítése lehet a későbbi abiotikus stresszre, vagy az ellenálló képesség általános javítása, a növekedés elősegítése és a tápanyagfelvétel fokozása. Ennek megfelelően az alkalmazást a lehető legkorábban, a potenciális abiotikus stresszor hatása előtt kell elvégezni. A szakirodalom és a BAT Agrar által végzett kísérletek arra utalnak, hogy a fajták különbözőképpen reagálnak a különböző termékekre.
Összegzés
A biostimulátorok jelenleg nem jelentenek közvetlen alternatívát más inputanyagokkal szemben, ugyanakkor potenciális kiegészítői és fontos összetevői az integrált növényvédelemnek. A biostimulátorok hatékonysága számos különböző tényezőtől függ, beleértve a termőhelyi jellemzőket, a talajművelést, a vetésforgót, a növényt, a fajtát és a mindenkori éves időjárási viszonyokat. Ezek a tényezők olyan erős befolyással is bírhatnak, hogy felülírhatják a pozitív hatást. A sok kihívás ellenére a biostimulátorok nagy lehetőséget rejtenek a mezőgazdaság fenntarthatóságának és termelékenységének a javításában.
A biostimulánsokkal végzett klasszikus, pontos kísérletek problematikusak
Az egyik fő probléma a környezeti feltételek változékonysága. Különösen akkor, ha a biostimulátorok célja az abiotikus stressz elleni védelem, nemcsak az alkalmazás időpontjának, hanem a jövőbeli stresszszintnek is megfelelőnek kell lennie. Ha a stresszszint túl magas, akkor nem várható hatás. Az is előfordulhat, hogy nem következik be megfelelő stressz, és a lehetséges hatás elmarad.
A felhasznált anyagok célnövényekre gyakorolt pontos hatása gyakran nem ismert részletesen. A biostimulánsok konkrét hatásait a szántóföldön is nehéz mérni, mivel nem közvetlenül a kártevők vagy betegségek ellen hatnak. Az elmúlt években a Hanse-Agro különböző biostimulátorokat tesztelt őszi búzán, kukoricán és őszi repcén pontos kísérletekben. Ezek közé olyan termékek tartoznak, mint a huminsav, az aminosav és a fulvosav. Különböző N-fixáló baktériumokat tartalmazó szereket is teszteltek.
Az eredmények évről évre változnak, és gyakran a terméshozamban mutatkozó különbség statisztikailag nem igazolható. Egyrészt a lehetséges hatásokat néha erősen tompítja vagy felülírja a megfelelő tápanyag- és vízellátás, valamint az egyéb lehetséges stressztényezők kisebb mértékű hatása. Másrészt, egyes esetekben a kritikus növekedési fázisokban fellépő stresszhatások egyszerűen túl magasak.
A mikrobiális biostimulánsok esetében is vannak arra utaló jelek, hogy a szélesebb köztes útvonalak ellenére van átvitel a parcellák között. Itt a kísérletek elvégzéséhez más megközelítésre van szükség. A Hanse-Agro ezért a kis parcellákban végzett pontos kísérleteket nagyobb parcellákkal egészíti ki a gazdaságban lévő területeken. Kapcsolatban állnak a gyártókkal, állami intézetekkel, gazdálkodókkal és más, biostimulátorokkal dolgozó kísérleti szolgáltatókkal is. Rendkívül fontosnak tartják a biostimulátor-kísérletek további fejlesztése és javítása érdekében való együttműködést.
SZERZŐ: OLIVER ZAPKA, A HANSE-AGRO KUTATÁS-FEJLESZTÉSI VEZETŐJE CIKKE ALAPJÁN ÖSSZEÁLLÍTOTTA: FODOR MIHÁLY
