W czasie wegetacji, roślinie uprawnej towarzyszą różnego rodzaju stresy biotyczne i abiotyczne. Stres biotyczny to niekorzystne działanie czynników, pochodzących z przyrody ożywionej (patogeny, chwasty, szkodniki), natomiast stresem abiotycznym nazywa się czynniki stresogenne pochodzące z przyrody nieożywionej (susza, zasolenie).
W praktyce rolniczej, poprzez umiejętne stosowanie środków ochrony roślin, łatwo wyeliminować stresogenne czynniki biotyczne. Trudniej natomiast zapewnić taką ochronę przed czynnikami abiotycznymi. Działanie stresu na roślinę, w pierwszej kolejności przejawia się spadkiem aktywności fotosyntetycznej rośliny. Następuje zmniejszenie powierzchni liści, szybszy rozpad barwników fotosyntetycznych, zakłócona jest czynność aparatów szparkowych i zachodzą niekorzystne zmiany w intensywności wymiany gazowej.
Dodatkowo występują zaburzenia w równowadze hormonalnej – wzrost aktywności kwasu abscysynowego i spadek aktywności auksyn i cytokinin. Rośliny szczególnie negatywnie reagują na stres abiotyczny, a więc wszelkiego rodzaju niekorzystne dla ich wzrostu i rozwoju czynniki płynące ze środowiska. Takim rodzajem stresu jest np. długotrwała susza, zasolenie gleby, czy brak składników odżywczych. Do czynników stresu abiotycznego zalicza się również herbicydy, fungicydy, insektycydy itd. Szacuje się, że w wyniku działania czynnika stresu abiotycznego, plon roślin uprawnych może być nawet kilkanaście razy mniejszy, od plonu uzyskanego z roślin poddanych działaniu, również niekorzystnych dla rozwoju rośliny, stresów biotycznych (zachwaszczenie, czynniki chorobotwórcze itd.).
Tab. 1. Straty plonu roślin uprawnych wywołane działaniem stresu biotycznego i abiotycznego.
|
Roślina uprawna |
Straty plonu spowodowane stresem biotycznym (chwasty, choroby, szkodniki, nicienie, wirusy, bakterie) |
Straty plonu spowodowane stresem abiotycznym (niedobór/nadmiar wody, przymrozki, wysoka/niska temperatura, zasolenie) |
|
Pszenica |
5% |
82% |
|
Jęczmień |
7% |
75% |
|
Kukurydza |
10% |
86% |
|
Ziemniak |
19% |
54% |
|
burak cukrowy |
14% |
51% |
Wywołana suszą strata plonu, zdecydowanie przewyższa straty spowodowane innymi czynnikami abiotycznymi. Stres suszy powoduje istotne zmniejszenie powierzchni liści, zahamowanie wzrostu wydłużeniowego łodyg oraz zmniejszenie masy korzeni. Chroniąc się przed nadmierną utratą wody, roślina zamyka aparaty szparkowe, co z kolei powoduje redukcję asymilacji CO2 i zmiany w aktywności enzymatycznej rośliny, prowadzące do powstania – niekorzystnych dla rośliny – wolnych rodników.
Naturalnie występujące hormony nie zawsze zapewniają roślinie możliwość przetrwania niekorzystnych warunków. Dlatego, w celu zminimalizowania spadku ilości i jakości plonu, spowodowanego stresem stosuje się biostymulatory. Poszczególne gatunki roślin uprawnych różnią się podatnością na działanie czynnika stresogennego i związanego z tym spadku plonowania. Do roślin uprawnych szczególnie narażonych na utratę plonu, wywołaną działaniem niekorzystnych czynników przyrody nieożywionej (stresu abiotycznego) należą zboża jare (szczególnie pszenica) i kukurydza (Tab. 1). Rolą biostymulatora jest wytworzenie w roślinie odporności na czynniki stresogenne. Wizualnym efektem działania biostymulatorów na rośliny uprawne jest zazwyczaj zwiększenie masy nadziemnej i masy korzeniowej roślin. Liście roślin poddanych działaniu biostymulatora posiadają większą ilość chlorofilu – zielonego barwnika w liściach, odpowiedzialnego za prawidłowy przebieg fotosyntezy, najważniejszego procesu plonotwórczego w roślinie. Rośliny często charakteryzują się dużym wigorem i są mniej podatne na działanie czynników chorobotwórczych. Bywa również i tak, że efekty działania biostymulatora wyraźnie przejawiają się w parametrach struktury plonu i jego jakości, a mniejszym stopniu dostrzegalne są na polu. Kilkuletnie doświadczenia polowe, prowadzone w Instytucie Ochrony Roślin – Państwowym Instytucie Badawczym w Poznaniu potwierdzają korzystny wpływ biostymulatorów na rośliny uprawne. W przypadku zbóż naukowo udowodniono korzystne działanie biostymulatorów na zwiększenie masy 1000 nasion, liczby ziaren w kłosie, masy hektolitra, zawartość białka lub glutenu (pszenica). W rzepaku biostymulatory zwiększają masę 1000 nasion, liczbę nasion w łuszczynach, zawartość tłuszczu w nasionach. W uprawie ziemniaka odnotowano korzystny wpływ biostymulatorów na wyrównanie bulw i plonowanie. W buraku cukrowym pod wpływem biostymulatorów zwiększała się zawartość cukru w korzeniach, a w uprawie kukurydzy otrzymywano wzrost zielonej masy nawet o 30%.
Intensywność działania czynników stresowych na rośliny uprawne zależy od indywidualnej podatności odmianowej i gatunkowej, warunków glebowych, nawożenia itd. W pewnych warunkach nawet środki ochrony roślin, selektywne dla rośliny uprawnej, a więc nie dające żadnych objawów fitotoksyczności mogą stanowić element stresogenny. W ochronie roślin znane jest np. pojęcie tzw. stresu herbicydowego. Z uwagi na trudność przewidzenia pojawienia się większości czynników stresogennych dla rośliny, generalnie nie zaleca się stosowania biostymulatorów tylko interwencyjnie (aczkolwiek w pewnych sytuacjach może to być jedyna możliwość uratowania plonu). Niektóre z biostymulatorów dostępnych na krajowym rynku, aby w pełni mogły rozwinąć swój potencjał antystresowy w roślinie uprawnej, powinny być stosowane dwu, a nawet trzykrotnie w ciągu sezonu wegetacyjnego. Należy również pamiętać, że w przypadku ozimin jednorazowe i zbyt wczesne wiosenne stosowanie biostymulatora może nie przynieść oczekiwanych rezultatów. Aby biostymulator był aktywny w roślinie, muszą zostać uruchomione wszystkie procesy metaboliczne, które w znacznej mierze dezaktywowane są w okresie zimy. Warto zwrócić uwagę, iż biostymulatory powinny być stosowane w optymalnych warunkach pogodowych.
Dr Kinga Matysiak
Zakład Herbologii i Techniki Ochrony Roślin
IOR-PIB
