Biostimulante gee gewasse ’n hupstoot

Dit is daarom noodsaaklik om te verseker dat gewasse nie gedurende belangrike stadiums stremming ondervind nie sodat die opbrengs behoue kan bly. Een manier om gewasse vir hierdie tipe omstandighede voor te berei, is deur die gebruik van biostimulante.

Biostimulante bestaan al vir baie jare – van so vroeg af as 1933. Dié praktyk het egter eers teen 2012 gewild begin raak as gevolg van ’n geweldige hoeveelheid wetenskaplike navorsing wat gepubliseer is, en die uitsonderlike voordele daarvan in plantfisiologie wat begin ontgin is.

Die term “biostimulante” kan moontlik verwar word met ander kunsmis, plantvoedingstowwe of plaagbeheerprodukte. Dit is egter eerder ’n unieke chemiese stof of lewende organisme met ’n eiesoortige stel voordele. Biostimulante bevoordeel plantgroei en -ontwikkeling regdeur die gewas se lewensiklus – vanaf saadontkieming tot volwassenheid (oes). Hierdie voordele sluit onder andere in:

• Stimulering van ’n plant se metabolisme.
• Verhoging in opbrengs.
• Verbetering van die plant se verdraagsaamheid teenoor abiotiese stres en herstel daarna.
• Verbeterde voedingstofopname en die doeltreffende gebruik van voeding­stowwe in die plant.
• Beter oesgehalte in terme van kleur, suiker- en proteïeninhoud.
• Verbeterde saadvorming in vrugte.
• Verhoogde waterverbruiksdoeltreffendheid.
• Beter grondgesondheid.
• Die vermeerdering en ondersteuning van grondmikroörganismes.

Kategorieë

Biostimulante kan in twee hoofkategoriëe verdeel word – chemiese stowwe en mikroörganismes. Hierdie artikel poog om sommige van die belangrikste biostimulante en hul sleutelvoordele op te som.

CHEMIESE STOWWE

Chemiese stowwe sluit in humien- en fulviensuur, seewier- en plantekstrakte, proteïenhidrolisate en aminosure, chitosan en polisakkariede, asook verskeie anorganiese verbindings. Baie van hierdie chemiese stowwe het ’n natuurlike oorsprong, maar word verwerk om die maksimum voordeel vir plantgroeistimulasie te verkry.

Met soveel kategorieë, klassifikasies, name en kommer­siële produkte wat in die mark beskikbaar is, kan dit moeilik wees om te verstaan waar biostimulante inpas en waarom dit voordelig kan wees.

Humien- en fulviensure
Humien- en fulviensure het hul oorsprong uit jong steenkool wat oor duisende jare uit die ontbinding van plant- en dieremateriaal ontwikkel het. Fulvien- en veral humiensure is baie komplekse en groot molekules wat as gevolg van hul natuurlike oorsprong gemaklik deur plante en mikrobes herken word.

Hierdie sure help om die grondstruktuur op te bou of te verbeter, waterindringing, grondbenatting en waterhouvermoë te bevorder, die grond na veranderinge in die pH te buffer, voedingstofretensie en -opname deur die plant te verbeter en die mikrobiologiese lewe in die grond te stimuleer.

As gevolg van sulke uitsonderlike voordele in die grond, het fulvien- en humiensure natuurlik ook ’n direkte invloed op die plant deur die gewas met metaboliese aanpassings op sellulêre vlak voor te berei (priming) om meer stresbestand te word en ook plantgroei te stimuleer. Daarom is dit veral voordelig om humien- en fulviensuur in sanderige droëlandgebiede te gebruik om te help met grondverwante kwessies, die stimulering van mikrobiese lewe en metaboliese aanpassings om die gewas voor te berei om abiotiese spanning te oorkom.

Die beste tyd om humien- en fulviensure toe te dien, is tydens plant en/of gedurende die vegetatiewe groeistadium.

Seewier-plantekstrakte
Nog ’n algemene en baie belangrike kategorie van biostimulante is seewier-plantekstrakte. Die bekendste hiervan staan bekend as kelp en dit word as gevolg van die biostimulerende eienskappe daarvan op groot skaal toegedien.

Kelp-seewier word op kuslyne regoor die wêreld geoes, insluitend in Suid-Afrika. Sodra dit geoes is, word kelp deur chemiese of biologiese metodes verwerk om die voordelige komponente in ’n meer bruikbare vorm te onttrek. Kelp bevat ’n groot verskeidenheid voordelige molekules, in­slui­tend voedingstowwe, aminosure, poli-onversadigde vetsure, polisakkariede, polifenole, poliamiene, pigmente en plantgroeihormone.

Plante kan die meeste van hierdie verbindings op hul eie vervaardig, maar dit is bewys dat aanvullings uitsonderlike voordele inhou. Byvoorbeeld, plante vervaardig hul eie aminosure om uiteindelik proteïene te vorm, maar met die aanvulling van aminosure kan dit die proteïeninhoud sowel as ander belangrike faktore soos fotosintese, die vrugkleur, die opheffing van dormansie, vrugte se suikervlakke en plantstresweerstand verbeter.

Daarbenewens bevat sekere kelpbronne ’n belangrike nie-proteïen, bekend as glisien-betaïne, wat vanaf aminosure afkomstig is. Glisien-betaïne word ook deur die plant vervaardig wanneer dit onder stres is. Aanvullings hiervan, soos met konvensionele aminosure, help met die voorbereiding (priming) van die plant voordat abiotiese spanning voorkom.

Poliamiene is nog ’n chemiese komponent van kelp en word ook in gewasse in verskillende groeistadiums en hoeveelhede aangetref. Dit is by baie fisiologiese prosesse in plantgroei en -ontwikkeling betrokke. Dit sluit die ontwikkeling van plantorgane (organogenese), blominisiasie, die vervaardiging van selle, die vorming en rypwording van vrugte, asook die plant se reaksie op biotiese en abiotiese stremming, in.

Nog ’n hoofkomponent van kelp is groeihormone. Daar is ongeveer sewe plantgroeihormone wat in kelp voorkom. Hier­die hormone word moeilik deur chemiese analise gemeet omdat sulke klein hoeveelhede daarvan in kelp voorkom. Alhoewel die hoeveelhede baie klein is, is dit steeds doeltreffend as biostimulante om plantegroei te bevorder.

Die twee algemeenste van die sewe groeihormone is sitokinien en ouksien. Sitokinien help hoofsaaklik met selverdeling in die plant se lote, wat ’n beter lootbiomassa moontlik maak, en ouksiene is meer voordelig om wortelgroei te bevorder. Die verskillende funksies van ’n seewierekstrak soos kelp maak dit gunstig om beide in die grond en op die blare van ’n plant toe te dien, veral in groeistadiums waar sekere komponente van kelp nodig mag wees om plantegroei te bevorder en stres te bestuur.

Soos humiensure, is nie alle kelp-ekstrakte egter dieselfde nie. Die hoeveelheid voordelige molekules wat uit ’n kelpbron onttrek word, hang af van die ekstraksiemetode om die meeste voordelige komponente van die nie-voordelige komponente te skei. Die voordelige komponente hang ook af van die kelpbron, aangesien dit van plek tot plek verskil.

Chitosan
Chitosan is nog ’n biostimulant wat al gewilder raak. Hoewel chitosan-gebaseerde produkte skaars is op die Suid-Afrikaanse biostimulant/kunsmismark, is dit ’n produk waaroor daar al baie wetenskaplike literatuur gepubliseer is. Dit word in baie dele van die wêreld gebruik – nie net as ’n biostimulant in kunsmis nie, maar ook in farmaseutiese produkte, skoonheidsmiddels, dwelmafleweringstelsels en vele meer.

Dit word chemies uit skaaldiere soos garnale, krappe en kreefdoppe onttrek, en word verder na verskillende grade verwerk. Die algemeenste graad van chitosan in die biostimulantbedryf is die oligosakkariedvariant. Alhoewel ander variante ook as biostimulante gebruik word, is die oligosakkaried, as gevolg van sy kleiner molekulegrootte, die mees funksionele omdat dit wateroplosbaar is en meer plantfisiologiese funksionaliteit bied.

Chitosan werk hoofsaaklik deur ’n gewas se verdedigingsmeganismes te aktiveer. Die meeste biostimulante veroorsaak een van twee verdedigingsmeganismes, sistemies verkrygde weerstand (SAR) en geïnduseerde sistemiese stelselweerstand (ISR). Met chitosan blyk dit egter dat albei hierdie verdedi­gingsmeganismes geaktiveer kan word, wat dit ’n unieke biostimulant maak wat die plant help om stremmingstoestande beter te hanteer en ook plantegroei te bevorder.

Chitosan beskadig nie die plant nie, maar help dit eerder voordat stremmingsimptome sigbaar word. Met bogenoemde funksionaliteit is chitosan ’n uitstekende stresvoorbereidingsinstrument, veral vir droogtestres, omdat dit die plant in staat stel om sy waterverbruiksdoeltreffendheid te verbeter. Dit is ook bekend as ’n plantgroeibevorderaar wat die vermoë het om die loot- en wortelontwikkeling, chlorofilinhoud, opbrengs, blaargetal, produksie van sekondêre metaboliete en vele meer te stimuleer.

Hierdie veelsydige biostimulant, veral die oligosakkariedvariant, kan op die grond en op die blare van gewasse toegedien word. Behalwe vir die biostimulerende uitwer­king daarvan, raak dit ook gewilder as bioplaagweerders.

MIKROÖRGANISMES

Mikroörganismes (biokunsmis) sluit voordelige bakterieë en swamme in. Hierdie bakterieë of swamme vorm meestal ’n wedersyds voordelige verhouding met die plant.

Boerderypraktyke

Die huidige boerderypraktyke is grootliks afhanklik van chemiese insette soos plaagdoders, onkruiddoders en kunsmis om die opbrengs te verbeter. As gevolg van die praktiese en eensydige gebruik van hierdie chemikalieë, gaan die plant- en grondgesondheid voortdurend agteruit.

Behalwe vir chemikalieë, speel faktore soos enkelgewasverbouing, swaar bewerking en erosie ’n rol in die agteruitgang van grond. Hierdie faktore veroorsaak ook ’n afname in die grond se mikrobiese lewe en uiteindelik plantgesondheid en opbrengs. Om te vergoed vir die afname in mikrobiese lewe, speel die gebruik van mikrobiese inokulante ’n aktiewe en omgewingsvriendelike rol om mikrobiese lewe in die grond by te voeg of te verbeter.

Daar is kommersieel twee groepe mikrobiese inokulante beskikbaar, naamlik bioplaagweerders en biostimulante. Hierdie biostimulante kan in twee groepe ingedeel word:

• Plantgroei-bevorderende bakterieë (PGPB), wat voordelige vrylewende organismes (aktief of onaktief) is wat in die wortelsone funksioneer en met die wortelstelsel en grond reageer om ’n dinamiese rol in plantegroei te speel. PGPB’s behoort tot uiteenlopende genera soos Bacillus sp., Pseudomonas sp., Rhizobacter sp. Azotobacter sp., Enterobacter sp., Azospirillum sp. en nog vele meer.

  Oor die algemeen sluit die PGPB se funksies in om die voedingstofopname, plantegroei en opbrengs deur middel van verskeie meganismes te bevorder. Sommige van hierdie meganismes sluit in die beskikbaarmaking van onoplosbare fosfor, stikstofbinding, chelering van voe­dingstowwe en veral die produksie van planthormone.
  Behalwe vir plantgroeibevordering en voedingstofopname, kan van hierdie PGPB’s, soos die Bacillus sp., tydens abiotiese stremming onder droogte en hitte die plante ondersteun. Buiten vir abiotiese stres, is daar bewyse in die literatuur dat sommige van hierdie PGPB’s ook kan help om biotiese stremming deur nie-voordelige bakterieë, swamme en aalwurms te voorkom.

• Arbuskulêre mikorisa-swamme (AMF) word, soos met die PGPB’s, oor die algemeen op die grond of saad toegedien en dit vorm ’n wedersydse verhouding met plantwortels. Die AMF vorm ’n netwerk van strukture, soos spinnerakke, wat aan plantwortels heg en dit deurdring. Hierdie netwerkstrukture, wat ook die worteloppervlakte vergroot, kommunikeer tussen die plantwortels en grond om die opname van voedingstowwe en water te bevorder.

Aangesien hulle lewendige organismes is, is dit belangrik om daarop te let dat die verenigbaarheid van mikrobiese inokulante met chemiese kunsmis, plaagdoders en die omgewingstoestande waarin dit toegepas word, verstaan moet word. Hierdie produkte moet ook korrek gestoor word om die rakleeftyd te behou en om produktiwiteit te verseker wanneer dit gebruik word.

Die term “biostimulante” kan oorweldigend wees weens die wye verskeidenheid groeperings en veral met die verskillende toepassings, gebruike en funksies wat hierbo bespreek is. ’n Mens kan moontlik die fout maak om hierdie funksies as soortgelyk of oorvleuelend met ander te beskou, maar dit is eenvoudig nie die geval nie. Elkeen van hierdie stimulante kan verskillende reaksies op sellulêre vlak binne die plant veroorsaak, wat tot gespesialiseerde metaboliese reaksies bydra.

Net soos mense, ondergaan plante elke oom­blik miljoene metaboliese reaksies. Verskillende biostimulante veroorsaak verskillende metaboliese reaksies, maar dit help die plant gesamentlik in terme van die voordele wat beskryf word onder elk van die verskillende biostimulante wat bespreek is. Daarbene­wens word biostimulante ook in spesifieke groei- en ontwikkelingsfases toegedien om optimale groei te ondersteun.

Met al hierdie intense sellulêre en metaboliese reaksies wat plaasvind, sien ’n produsent uiteindelik gesonder (abiotiese stresverligting), groener (’n toename in chlorofilinhoud), groter (’n toename in wortel- en lootbiomassa) en meer produktiewe (gewasgehalte en hoër opbrengs) plante.

Verder is verskillende biostimulante geneig om mekaar aan te vul, byvoorbeeld humien- en fulviensure en aminosure, wat ’n volhoubare voedselbron bied vir sekere mikrobiese inokulante soos die Bacillus sp. Aangesien biostimulante voortdurend in die wetenskaplike gemeenskap bestudeer word, word nog meer van hierdie interaksies ontdek.

Samevatting

Uiteindelik toon biostimulante ’n geweldige voordeel in plantgroei en -gesondheid, plaaslik en internasionaal. Dit is al deur navorsingsinstellings, kunsmismaatskappye en produsente bewys wat reeds voordeel uit hierdie produkte trek.

Die verbruiker moet egter versigtig wees en seker maak van die egtheid en gehalte van die biostimulante wat op die mark verkoop word. Wat egtheid betref, word sommige biostimulantprodukte met ander goedkoper grondstowwe gemeng, wat die fisiese voorkoms van biostimulante kan naboots, en sommige word selfs afgewater. Wat gehalte betref, is die chemiese pro­sesse wat gebruik word om hierdie biostimulante te maak of te onttrek nie altyd op standaard nie.

Egtheid en gehalte speel ’n groot rol in die funksionaliteit van biostimulante. Produsente moet verkieslik voor gebruik seker maak dat die biostimulantprodukte van ’n betroubare bron afkomstig is en volgens Wet 36 van 1947 ’n Groep 3-registrasie van die Departement van Landbou het.