Biostimulanty v konvenční rostlinné výživě: Přehodnocení výživy plodin

První polovina 20. století ohlásila změnu ve způsobu řízení rostlinné výroby – s obzvláštním důrazem na nakrmení prudce rostoucí populace prostřednictvím využití kultivarů s vysokými výnosy, zavedení lepších zavlažovacích systémů, syntetických hnojiv a pesticidů. Ačkoli tento přístup ve své době splnil svůj účel, udržitelnosti produkce se téměř nevěnovala pozornost, a tak následky těchto praktik cítíme dodnes v podobě snížené kvality půdy a nutričně oslabených potravin. Nutriční management plodin bude hlavním aspektem příští Zelené revoluce, která přinese větší využití technologií a udržitelných metod pro efektivnější produkci plodin – větší výtěžek z menšího vkladu.

Nový přístup

Rostlinné biostimulanty jsou relativně nový koncept, který si získal významnější postavení teprve na přelomu století. Proto i jejich přesná definice obvykle bývá přinejlepším vágní a příliš široká. “Biostimulant”, termín přijatý jako poměrně variabilní, obvykle popisuje přírodní látku, která má u rostliny za úkol zlepšit nutriční efektivitu a odolnost vůči stresu. Biostimulanty se často přidávají v poměrně malém množství a zahrnují vše od extraktu z mořských řas přes prospěšné mikroorganismy až po produkty s obsahem aminokyselin.

Bez ohledu na definici přidává biostimulanty mezi své hospodářské postupy stále více komerčních pěstitelů, motivovaných nejen rostoucími regulatorními omezeními na využití agrochemických přípravků a pesticidů, ale i vyvíjející se poptávkou konzumentů po udržitelnějších a zodpovědnějších výrobních postupech.

Tento poměrně nedávný myšlenkový posun přinesl odvětví ekologického zemědělství v Evropské unii během posledního desetiletí prudký růst – dnes je ekologické produkci věnováno téměř 6 % veškeré obdělávatelné půdy.

A ačkoliv ekologické zemědělství je poměrně specifický sektor, biostimulanty dnes ve významné míře přijímají také konvenční programy řízení rostlinné produkce – zejména jako nástroj pro finální snížení dopadů pesticidového a agrochemického “dědictví” před sklizní.

Poznáváme biostimulanty

V rámci nutričního managementu plodin je pro přijetí a zapojení biostimulantů nezbytné vědět, proč a jak vlastně fungují.
Vzhledem k velkému množství produktů na trhu, z nichž mnoho má poměrně komplexní složení, je téměř nemožné přiřadit biostimulantům jako celku jeden konkrétní mechanismus působení.

Namísto toho probíhá výzkum s cílem lépe definovat, jak fungují širší skupiny biostimulantů a lépe objasnit mechanismy,zodpovídající za výsledky pozorované v terénu.

Na nejzákladnější úrovni musíme například znát vhodnou dobu pro aplikaci biostimulantů, abychom dokázali odpověď v terénu maximalizovat.

Jak ukazuje obrázek č. 1, reakce úrody ozimého ječmene na konkrétní biostimulant (na trhu jako patentovaná směs mikronutrientů a růstových faktorů odvozených od mikrobiální fermentace) závisela na době jeho aplikace. Jednorázová aplikace v klíčových fázích růstu, jako například extenze stonku a kvetení, sice pomohla zvýšit výnos, ale teprve duální aplikace v obou těchto obdobích měla zřejmě synergistický efekt, který přinesl dalších 0,8 tun výnosu zrna na hektar.

Reakce plodin

Ačkoli výnos bude při hodnocení efektivity systémů rostlinné produkce vždy důležitou metrikou, v otázce produktivity a užitné hodnoty plodin je důležitým agronomickým znakem výživová jakost.

Výživový aspekt kvality plodin možná vždy nedostával zaslouženou pozornost, v posledních letech však byl zdůrazněn mnoha zprávami upozorňujícími na klesající výživové kvality potravin, zejména koncentrace vitamínů a minerálů.

Přesná kvantifikace výživové kvality v delším časovém období je v realitě náročný úkol, přičemž zprávy také často zanedbávají proměnné, jako jsou například odrůdy, geografické faktory nebo analytická přesnost. Rostoucí míra přijetí biostimulantů v konvenčních programech řízení rostlinné produkce však prokázala, že prostřednictvím jednoduchých foliárně aplikovaných doplňků lze zlepšit jak výnos, tak výživovou jakost.

Využívání kultivarů s vysokým výnosem sehrálo roli v tzv. “efektu zředění”, což je obrácený vztah mezi výnosem plodiny a nutriční hodnotou.
Při hodnocení nutričního statusu plodiny se vždy kladl důraz především na makronutrienty a mikronutrienty; teprve nedávno se stal důležitým hlediskem také obsah fytochemických látek, antioxidantů a fenolů.
Obsahy fytochemických látek, antioxidantů, makronutrientů a mikronutrientů se přímo projevují v podmínkách pěstování plodin a lze je snadno analyzovat, aby se zajistilo, že nutriční hodnota plodiny nebude obětována snaze o zlepšení výnosu.

Nutriční účinnost

Obdobně i nutriční účinnost plodin lze zlepšit prostým zvážením formy nutrientu při aplikaci. Mangan se podílí na řadě fotosyntetických procesů a je zásadně důležitý pro maximální produktivitu plodiny. Jeho nedostatek v plodinách je rozšířeným problémem, ovlivňovaným především typem a pH půdy.
Obzvláště vnímavé jsou k němu obilniny, u nichž se uvádějí významné ztráty výnosu jak u závažného, tak u středně závažného nedostatku manganu.
Pro zmírnění či předejití nedostatku manganu se v období růstu běžně aplikují foliární minerální postřiky. Stejně jako většina ostatních minerálních mikronutrientů má mangan v rostlinách velmi nízkou mobilitu, a to zejména z anorganického zdroje. Nízký příjem rostlinou se minerální postřiky snaží kompenzovat nadměrně vysokou koncentrací.
Výzkum faktorů ovlivňujících příjem minerálů ukázal, že vytvořením komplexu minerálu s aminokyselinou a tedy vytvořením organického zdroje lze ovlivnit efektivitu příjmu i mobilitu minerálu a ve výsledku dosáhnout za stejných koncentrací lepšího obsahu minerálů v zrnu (Obrázek č. 3).

Význam pro rostlinnou výrobu

Nekonzistence v rostlinné produkci se tradičně řešily pomocí syntetických hnojiv a agrochemických přípravků. Přísnější regulace, genetika kultivarů, méně produktivní půdy a větší poptávka po udržitelně pěstovaných plodinách však nutí toto odvětví k adaptaci.
Z pohledu konzumenta je idea nutričně obohacených funkčních potravin stále více a více žádoucí. Představa, že některé potraviny hrají funkční roli pro celkový zdravotní stav a kondici pozvedla status některých “superportravin” a ještě více zvýšila význam cílených metod produkce.
Zatímco průmysl jako takový se pro zvýšení efektivity stále více spoléhá na automatizaci a technologii, v programech řízení rostlinné produkce vyvíjených pro naplnění potřeb rostoucí a déle žijící populace bude hrát významnou roli využití osvědčených biostimulantů. 

Mark Gaffney, Ph.D.
Manažer výzkumných projektů
Alltech European Bioscience Centre, Irsko