ΟΙ ΒΙΟΔΙΕΓΕΡΤΕΣ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ
Ο όρος «βιοδιεγέρτες» (biostimulants) δόθηκε το 1997 από τους Zhang & Schmidt για τις ουσίες που εφαρμοζόμενες σε μικρές ποσότητες, μπορούν να προωθήσουν την ανάπτυξη των φυτών.
Οι βιοδιεγέρτες είναι φυσικές, οργανικές ουσίες ή εκχυλίσματα που έχουν πολλαπλές και σύνθετες δράσεις.
Η ελληνική αγορά έχει κατακλυστεί πλέον από εμπορικά σκευάσματα «βιοδιεγερτών». Υπάρχουν πολλά αδιάφορα και άλλα τόσα εξαιρετικά σκευάσματα βιοδιεγερτών, με εντυπωσιακά αποτελέσματα, που συντελούν σε επιπλέον αύξηση της παραγωγής των καλλιεργειών, με βασική προϋπόθεση ότι οι υπόλοιποι παράγοντες (λίπανση, άρδευση, φυτοπροστασία κτλ) είναι αριστοποιημένοι.
Κατηγορίες Βιοδιεγερτών
1. Προϊόντα υδρόλυσης πρωτεϊνών όπως αμινοξέα και πολυαμίνες
Τα φυτά παράγουν τα αμινοξέα που χρειάζονται μέσω του μεταβολισμού τους, αλλά δίνοντας έτοιμα αμινοξέα στα φυτά, αυτά εξοικονομούν ενέργεια.
Στην μοντέρνα γεωπονική επιστήμη, το φυτό αντιμετωπίζεται και ως ισοζύγιο ενέργειας.
Έμμεσο αποτέλεσμα της εξοικονόμησης ενέργειας είναι η αύξηση του μεγέθους των καρπών, των ποιοτικών χαρακτηριστικών και της στρεμματικής παραγωγής.
Σκευάσματα βιοδιεγερτών με αριστερόστροφα αμινοξέα, βοηθούν επίσης στη γρήγορη ανάκαμψη των φυτών από αβιοτικές καταπονήσεις (στρεσαρίσματα από ψύχος, υψηλές θερμοκρασίες, έλλειψη νερού, πλημμύρα, αλατότητα, χαλάζι κτλ), αυξάνουν τον ρυθμό φωτοσύνθεσης και βοηθούν την καρπόδεση.
2. Εκχυλίσματα με χουμικά και φουλβικά
Τα χουμικά και φουλβικά οξέα, εφαρμόζονται κατά κανόνα στις καλλιέργειες με ριζοπότισμα. Διεγείρουν την ανάπτυξη και λειτουργία των ριζών και αυξάνουν την πρόσληψη των θρεπτικών στοιχείων από τα φυτά.
3. Εκχυλίσματα φυκιών
Τα εκχυλίσματα φυκιών, περιέχουν φυσικές φυτικές ορμόνες (αυξίνες, κυτοκινίνες, γιββεριλίνες κτλ), ιασμονικό οξύ, σαλικιλικό οξύ, καροτενοειδή, αμινοξέα, πεπτίδια, βιταμίνες, πολυσακχαρίτες, φαινολικές ενώσεις, μπεταΐνες, ανόργανα άλατα θρεπτικών στοιχείων και αντιοξειδωτικές ουσίες.
Διαφοροποιώντας τη σύνθεση των εκχυλισμάτων (διαφορετικά κλάσματα με διαφορετικές συγκεντρώσεις φυτικών ορμονών και χημικών ενώσεων), δημιουργούνται εξαιρετικά χρήσιμα σκευάσματα για χρήση σε διαφορετικά στάδια του φυτού.
Με χρήση σκευασμάτων που έχουν ως βάση τα φύκια, μπορεί να κατευθύνει κάποιος το φυτό σε εντονότερη αρχική βλαστική ανάπτυξη, πρωιμότερη έναρξη του σταδίου καρποφορίας, εντονότερη ανθοφορία με ισχυρότερο άνθος και βλαστικότερη γύρη, καλύτερη καρπόδεση, εντονότερες κυτταροδιαιρέσεις με μεγαλύτερα κύτταρα και τελικά μεγαλύτερη καρποφορία με καρπούς μεγαλύτερου μεγέθους. Όλα τα παραπάνω οδηγούν τελικά σε υψηλότερη στρεμματική παραγωγή.
Επιπλέον, η σύγχρονη επιστημονική έρευνα επιβεβαιώνει τη μεγάλη επίδραση των αντιοξειδωτικών ουσιών κατά των ελευθέρων ριζών που καταστρέφουν τα φυτικά κύτταρα αλλά και τον ευεργετικό ρόλο ορισμένων από τις παραπάνω χημικές ουσίες, στην ωσμωτική καταπόνηση των φυτικών κυττάρων (αποτέλεσμα η αύξηση της παραγωγής).
4. Εκχυλίσματα φυτικών ιστών
Αυτά είναι εκχυλίσματα αγροστωδών φυτών, αιθέρια έλαια εσπεριδοειδών και αρωματικών φυτών κ.α.
Περιέχουν ουσίες πολλαπλών δράσεων όπως αμινοξέα, βιταμίνες, πολυσακχαρίτες, φαινόλες, αλκαλοειδή, αμυντικές πρωτεΐνες και άλλες ουσίες που συνδέονται με αμυντικούς μηχανισμούς των φυτών (πχ φαινολικές φυτοαλεξίνες).
5. Ωφέλιμοι μικροοργανισμοί
Πρόκειται για μη φυτοπαθογόνους μύκητες, βακτήρια, ιοί κ.τ.λ.
Χαρακτηριστικότερο παράδειγμα είναι οι συμβιωτικές μυκόρριζες που δημιουργούν δίκτυο υφών στη ρίζα και έτσι επεκτείνεται (πολλαπλασιάζεται) η ριζική επιφάνεια απορρόφησης θρεπτικών στοιχείων (μέχρι και 700%). Τέτοια σκευάσματα εφαρμόζονται με ριζοπότισμα.
Άλλα παραδείγματα μικροοργανισμών είναι διάφορα ριζοβακτήρια που κάνουν διαθέσιμο στα φυτά τον δυσκίνητο φώσφορο ή τον σίδηρο του εδάφους ή διάφορα σκευάσματα αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων με τα οποία εμβολιάζονται καλλιέργειες ψυχανθών (σόγια, μηδική κ.α.).
Βιοδιεγέρτες και καταπονήσεις του φυτού – διαχείριση stress καλλιεργειών
Υπάρχουν πολλοί αβιοτικοί παράγοντες καταπόνησης (stress) των φυτών, που μειώνουν σημαντικά την παραγωγή:
– υψηλή σχετική υγρασία
– έλλειψη νερού / υδατική καταπόνηση
– υπερβολική αλατότητα
– τροφοπενίες και τοξικότητες / καταπονήσεις θρέψης
– υπεριώδης ακτινοβολία
– χαμηλή ένταση φωτισμού
– υψηλή θερμοκρασία
– χαμηλή θερμοκρασία
– διακυμάνσεις διοξειδίου του άνθρακα
– ανεπάρκεια οξυγόνου στο ριζικό σύστημα
– τραυματισμοί των φυτών / μηχανική καταπόνηση
– οξειδωτική καταπόνηση
Έχει διαπιστωθεί ότι πολλές φυσικές ουσίες όταν χρησιμοποιηθούν στα φυτά (με συγκεκριμένη συχνότητα και επαναλαμβανόμενες εφαρμογές), βοηθούν στον μετριασμό των επιπτώσεων των διαφόρων καταπονήσεων της καλλιέργειας (stress των φυτών) από αβιοτικούς παράγοντες.
Στη συνέχεια γίνεται αναλυτική αναφορά στην χρήση βιοδιεγερτών για διαχείριση του θερμικού stress -λόγω πολύ υψηλών θερμοκρασιών- στις καλλιέργειες.
Βιοδιεγέρτες και καταπόνηση του φυτού λόγω υψηλών θερμοκρασιών
Στους τοματοπαραγωγούς είναι γνωστό το φαινόμενο να μην “δένουν” καρπούς οι ντομάτες τους όταν επικρατούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες το καλοκαίρι και έχουν μικρή έως ανύπαρκτη παραγωγή μετά από καλοκαιρινούς καύσωνες.
Στο ελληνικό θερμοκήπιο, οι υψηλές θερμοκρασίες είναι πρόβλημα την περίοδο Μαϊου-Σεπτεμβρίου.
Τα άνθη είναι συνήθως πολύ θερμότερα από το άμεσο περιβάλλον και τα υπόλοιπα μέρη του φυτού. “Βράζουν” από τη φύση τους δηλαδή (υπάρχει λόγος γι’ αυτό που σχετίζεται με το σύστημα ψύξης του φυτού μέσω διαπνοής).
Οι υψηλές θερμοκρασίες πάνω από τους 29-30 οC. Οδηγούν σε δραματική μείωση της βλαστικότητας της γύρης της τομάτας.
Τα παραπάνω και άλλα τόσα (όπως παραγωγή μειωμένου αριθμού γυρεόκοκκων μειωμένης βιωσιμότητας, αποβολή ανθοφόρων οφθαλμών & ανθέων, ανωμαλίες στην ανάπτυξη των ανθήρων, μειωμένη δεκτικότητα του στίγματος του άνθους, πτώση παραγωγής υδατανθράκων λόγω καταστολής έκφρασης γονιδίων κτλ) οδηγούν σε αποτυχημένη ή ελάχιστη καρπόδεση της τομάτας σε συνθήκες ζέστης (υψηλών θερμοκρασιών).
Όπως είναι γνωστό, απαγορεύεται δια ροπάλου το παράνομο “ορμόνιασμα” των ανθέων, δηλαδή χρήση χημικών αυξινών ώστε να δημιουργηθούν παρθενοκαρπικοί καρποί.
Υπάρχουν ορισμένες φυσικές ουσίες που εφαρμοζόμενες στα φυτά (με συγκεκριμένη συχνότητα, με επαναλαμβανόμενες εφαρμογές και όχι μία φορά), βοηθούν στον μετριασμό των επιπτώσεων των υψηλών θερμοκρασιών και της θερμικής καταπόνησης του φυτού:
– εφαρμογή ωσμωλυτών όπως οι βηταΐνη (μπεταΐνη) της γλυκίνης και η προλίνη
– φυσικές ορμόνες όπως το σαλικυλικό οξύ ή γιββερελίνες, που μπορεί να περιέχονται σε φυσικά εκχυλίσματα πχ φυκιών
– ανόργανα δευτερεύοντα θρεπτικά στοιχεία όπως το πυρίτιο και το σελήνιο αλλά και κύρια θρεπτικά μακροστοιχεία όπως ο φώσφορος, το κάλιο και το ασβέστιο
– πολυαμίνες όπως η σπερμιδίνη και η πουτρεσκίνη
– κλασικά αντιοξειδωτικά όπως το ασκορβικό οξύ (βιταμίνη) και η μελατονίνη (η γνωστή που βοηθάει και στις αϋπνίες…)
– κάποια αμινοξέα όπως το γλουταμικό οξύ
– κάποιες μυκόρριζες που δρουν ως μικροβιακοί βιοδιεγέρτες και συμμετέχουν έμμεσα στο ορμονικό σύστημα του φυτού.
Τα περισσότερα από τα παραπάνω υπάρχουν σε σκευάσματα βιοδιεγερτών του εμπορίου (σοβαρών εταιριών).
Όλες οι παραπάνω ενώσεις προστατεύουν κυρίως μέσω επαγωγής αντιοξειδωτικών μηχανισμών του φυτού και μειώνουν την οξειδωτική δράση των υψηλών θερμοκρασίών.
Η βοήθεια που προσφέρουν είναι συγκεκριμένου εύρους και δεν πρέπει να υπερεκτιμούνται γιατί δεν κάνουν θαύματα, ούτε ανασταίνουν νεκρούς σε συνθήκες Σαχάρας.
Υπάρχουν και άλλα σκευάσματα που βοηθούν, χωρίς όμως να έχουν βιοδιεγερτική δράση (ανακλαστικά ορυκτά που μεταβάλλουν το albedo της επιφάνειας του φυτού όπως οι καολίνες και ο ζεόλιθος, αντιδιαπνευστικά όπως η πινολίνη κοκ).
Ριζική λύση στις υψηλές θερμοκρασίες είναι ο έλεγχος της θερμοκρασίας (π.χ θερμοκήπιο με κάποιο σύστημα ψύξης, κάτι αυτονόητο στα σύγχρονα θερμοκήπια).
Βιοδιεγέρτες και αύξηση της αγροτικής παραγωγής
Το κρίσιμο ερώτημα είναι αν τεκμηριώνεται επιστημονικά η αύξηση της αγροτικής παραγωγής από την συστηματική χρήση των βιοδιεγερτών στις καλλιέργειες.
Από την συστηματική ανασκόπηση που εκπόνησε το Εργαστήριο Γεωργικής Χημείας της Γεωπονικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (κα Αικατερίνη Καραµανώλη, 2022), αφού ανέλυσε 180 ερευνητικές εργασίες από όλο τον κόσµο, το συμπέρασμα είναι ότι η εφαρμογή βιοδιεγερτών αυξάνει τις αποδόσεις κατά:
13,6% στα σιτηρά
15,5% στα φρούτα
21% στα ψυχανθή
16,8% σε λοιπές καλλιέργειες
10,6% στα βολβώδη και
22,8% στα λαχανοκοµικά
Μεσοσταθµικά, η συνολική αύξηση της απόδοσης μεταξύ όλων των κατηγοριών βιοδιεγερτών ήταν 17,9% και η μεγαλύτερη προήλθε από φυτικά εκχυλίσµατα.
Η σηµαντικότερη αύξηση παραγωγής από τη χρήση βιοδιεγερτών, εντοπίστηκε στην καλλιέργεια λαχανοκοµικών.
Η μεταανάλυση των επιστημονικών ερευνητικών δεδομένων, σχετικά με την αποτελεσματικότητα των βιοδιεγερτών στην αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών, στον παρακάτω σύνδεσμο https://www.agro.auth.gr/uploads/karamanoli.pdf
Συνοψίζοντας, τα σκευάσματα βιοδιεγερτών αποτελούν νέα σημαντικά εργαλεία για την αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών, εργαλεία που είναι ακόμα στα σπάργανα και θα τα βελτιστοποιήσει η επιστημονική έρευνα και η σωστή -τεχνικά- εφαρμογή στο πεδίο.
Οι βιοδιεγέρτες προσφέρουν ένα συγκεκριμένο εύρος οφέλους και δεν πρέπει να αποθεώνονται ή να δαιμονοποιούνται. Το τελικό κριτήριο είναι η σχέση κόστους-οφέλους για τον χρήστη καλλιεργητή.