Mechanizm sukcesu

Plonotwórczy duet Rzepak-Biostymulator

prof. Kozak

Obecnie w szeroko rozumianej produkcji rzepaku jednym z kluczowych jej elementów jest zapewnienie rozwijającym się roślinom optymalnych, lub jak najbardziej do nich zbliżonych, warunków uprawy. Wiążę się to bezpośrednio nie tylko ze stałym doskonaleniem poszczególnych elementów agrotechniki tego gatunku, ale także z przeciwdziałaniem lub ograniczaniem występowania różnego rodzaju czynników stresowych. W ostatnich latach obserwuje się, między innymi, stałe nasilanie się niekorzystnych zjawisk pogodowych (przymrozków, opadów śniegu, uszkodzeń gradowych, suszy, ulewnych deszczy) szczególnie podczas wiosenno-letniego okresu wegetacyjnego roślin, co skłania producentów rolnych do poszukiwania nowych rozwiązań ułatwiających roślinom regenerację po wystąpieniu czynników stresowych, a także polepszających ilość i jakość uzyskanych plonów [SŁOWIŃSKI 2008, KOZAK 2009].

O aktualności tych zagadnień świadczy dobitnie diametralnie odmienny przebieg warunków wilgotnościowo-termicznych w różnych rejonach Polski w okresach siewów i jesiennego rozwoju rzepaku w 2011 roku. To właśnie przezimowanie rzepaku ozimego i jego dalszy prawidłowy wiosenny rozwój w znacznym stopniu zależą od jesiennego pokroju roślin. Rośliny rzepaku rokujące dobre przezimowanie powinny wytworzyć podczas jesiennej wegetacji krępą rozetę złożoną z 8-9 ciemnozielonych liści osadzonych na krótkiej, zwartej łodyżce, której pąk wierzchołkowy nie powinien być wyniesiony ponad 30 mm, posiadać szyjkę korzeniową o średnicy minimum 4,5-5,0 mm, wytworzyć system korzeniowy długości 15-20 cm oraz nagromadzić w części nadziemnej około 1,5 g suchej masy [OJCZYK, BUDZYŃSKI 1994]. Takimi, a nawet wielokroć korzystniejszymi, cechami morfologicznymi charakteryzują się obecnie rośliny rzepaku zasiane w optymalnym terminie agrotechnicznym na polach w województwach np. dolnośląskim czy opolskim, których wegetacja jesienna praktycznie rozciągnęła się aż do I dekady stycznia 2012, przy jednoczesnym braku typowej fazy spoczynku zimowego. Niestety brak tego typowego spoczynku zimowego może przy zmiennych warunkach pogodowych skutkować znacznymi uszkodzeniami roślin na wiosnę, mimo że w tych rejonach producenci rzepaku stosowali często jesienią fungicydy o charakterze regulatorów wzrostu, mające zapobiec nadmiernemu wzrostowi rzepaku. Z odmienną sytuacją mamy do czynienia obserwując przebieg kiełkowania, wschodów i jesiennego rozwoju rzepaku w warunkach bardzo silnych niedoborów wilgoci w 2011 roku w rejonach województw lubelskiego i podkarpackiego, gdzie warunki stresu wodnego doprowadziły, we wczesnych fazach rozwojowych roślin, do znacznych ubytków, co skutkuje mniejszą od zakładanej obsadą roślin na jednostce powierzchni. W chwili obecnej jednym z głównych czynników warunkujących poziom przyszłych plonów rzepaku pod zbiory 2012 roku jest i będzie dalszy przebieg warunków pogodowych, a co się z tym wiąże potencjalne występowanie różnego rodzaju stresów podczas wegetacji roślin.

W tego typu sytuacjach producenci rzepaku coraz częściej sięgają po biostymulatory, którymi zainteresowanie systematycznie wzrasta zarówno wśród samych rolników, jak również naukowców starających się jak najdokładniej poznać mechanizmy ich działania i wpływ na rozwój oraz plonowanie roślin.

Na prężnie rozwijającym się, szczególnie na przestrzeni ostatnich lat, rynku biostymulatorów w Polsce wiodącą rolę odgrywa preparat Asahi SL japońskiej firmy ASAHI Chemical Mfg. Co. Ltd., Japonia, znany także w innych krajach europejskich pod nazwą handlową Atonik, czy w USA jako Chaperone. Synteza energii w postaci adenozynotrifosforanu (ATP) i jej transport w roślinie rzepaku wspomagane są przez substancje aktywne biostymulatora, do których należą: para-nitrofenolan sodu (4-nitrofenol w postaci soli sodowej PNP – 0,3%), orto-nitrofenolan sodu (2-nitrofenol w postaci soli sodowej ONP – 0,2%) oraz 5-nitroguajakolan sodu (2-metoksy-5-nitrofenol w postaci soli sodowej 5NG – 0,1%). Dzięki temu szybsza jest reakcja rośliny na stres, a co jest z tym związane następuje szybsze uruchomienie naturalnych mechanizmów obronnych. Łatwiejsze znoszenie stresów przez roślinę sprzyja większej zdrowotności rzepaku i bujniejszemu wzrostowi, co w konsekwencji skutkuje zwiększeniem plonów i poprawą ich jakości (zwiększenie zawartości tłuszczu). W Polsce Asahi SL oferowany jest na rynku od 1997 roku i znajduje szczególne uznanie właśnie u plantatorów rzepaku ozimego [SŁOWIŃSKI 2008].
Ze względów ekonomiczno-organizacyjnych, aplikacja Asahi SL na plantacjach rzepaku nie powinna być przeprowadzana w formie pojedynczego - jednoskładnikowego zabiegu, lecz łączona przykładowo z dokarmianiem dolistnym roślin mikroskładnikami lub ochroną insektycydową przeciwko występującym szkodnikom. Bardzo wysokie LD50 preparatu (ponad 5000 mg•kg-1) wskazuje na niską toksyczność substancji aktywnych wchodzących w skład produktu, a w związku z tym biostymulator nie ma wyznaczonego okresu karencji. Ponadto Asahi SL jest bezpieczny podczas przygotowywania cieczy roboczej oraz w czasie wykonywania samego zabiegu oprysku przez operatora, gdyż nie powoduje drażnienia, nie jest uczulający, mutagenny czy kancerogenny. W klasyfikacji Instytutu Ochrony Roślin – PIB w Poznaniu został pozycjonowany jako środek mało szkodliwy dla ludzi – klasa IV, praktycznie nie szkodliwy dla pszczół – klasa IV, praktycznie nie szkodliwy dla ryb – klasa IV, praktycznie nie szkodliwy dla glonów i rozwielitek – klasa IV. Okres półtrwania preparatu wynosi od 1 do 7 godzin, co sprawia, że nie ma niebezpieczeństwa stwierdzenia obecności pozostałości środka w produktach rolniczych, nawet w przypadku aplikacji bezpośrednio przed zbiorem.

Działanie plonochronne biostymulatora Asahi SL zależy w dużej mierze od intensywności wystąpienia czynnika stresowego i ogólnej kondycji roślin. W warunkach stresowych substancje aktywne preparatu wspomagają roślinę w zwalczaniu oznak stresu i adaptacji do zaistniałych warunków. Wyraźne działanie preparatu na rośliny utrzymuje się przez około 2 tygodnie po zastosowaniu [BABUŠKA 2004; HARASIMOWICZ-HERMANN, BOROWSKA 2006].

Cechami charakterystycznymi i bezpośrednio udowodnionymi naukowo efektami działania Asahi SL w roślinie są:
  • aktywne związki biostymulatora, które po wniknięciu do rośliny są bardzo szybko metabolizowane do naturalnie występujących w nich składników i pełnią podobne funkcje fizjologiczne [STUTTE, CLARK 1990],
  • większa ilość energii dostępna dla rośliny – źródłem energii w komórkach roślinnych jest reakcja chemiczna zachodząca w mitochondriach (hydroliza adenozynotrifosforanu - ATP do adenozynodifosforanu - ADP). Obecność Asahi SL powoduje, że reakcja ta przebiega łatwiej, a energia powstaje w większej ilości. Więcej uwolnionej energii oznacza z kolei bardziej efektywną stymulację rośliny [DEVI 2003],
  • stabilizacja produktów reakcji biochemicznych – składniki Asahi SL biorą udział w powstawaniu lignin wyścielających ściany komórkowe. Dzięki czemu zarówno komórki, jak i całe rośliny są w mniejszym stopniu narażone na niesprzyjające warunki zewnętrzne [BABUŠKA 2004],
  • bardziej efektywna regulacja hormonalna – po zastosowaniu Asahi SL wzrasta poziom hormonów roślinnych (auksyn) i ich receptorów. Wyższy poziom hormonów roślinnych i ich receptorów oznacza efektywniejsze przekazywanie bodźców w roślinie [GAWROŃSKA 2008],
  • zwiększenie szybkości przepływu różnych aktywnych związków zarówno w obrębie samej komórki jak i po między poszczególnymi tkankami roślin [GUO i OOSTERHUIS 1993; KUDREV 1969],
  • poprawienie sprawności aparatu fotosyntetycznego, co ma pozytywny wpływ na zwiększenie akumulacji biomasy roślin [GAWROŃSKA 2008],
  • zmiany w procesach fizjologicznych i biochemicznych roślin jako konsekwencja zmian w profilu ekspresji genów, na skutek aplikacji Asahi SL [GAWROŃSKA 2008].
Dotychczas działanie preparatu Asahi SL oceniano, w licznych badaniach krajowych i zagranicznych, na wybranych roślinach uprawnych i w odniesieniu do większości aplikacji stwierdzono ich korzystny wpływ na kondycję fizjologiczną roślin, cechy morfologiczne i struktury plonu oraz/lub wielkość i jakość uzyskanego plonu. Największa pula przeprowadzonych doświadczeń polowych i laboratoryjnych związana była z optymalizacją uprawy rzepaku ozimego a także w mniejszym stopniu jarego.

Pozytywny wpływ Asahi SL na rozwój wegetatywny roślin rzepaku ozimego lub jarego odnotowano w odniesieniu do wysokości roślin, dzięki stymulacji wzrostu wydłużeniowego oraz liczby rozgałęzień bocznych. Badania przeprowadzone w Instytucie Ochrony Roślin PIB w Poznaniu, wykazały ponadto widoczną poprawę kondycji rzepaku w różnych fazach rozwojowych roślin, a szczególne w okresie rozpoczęcia wegetacji wiosennej [SŁOWIŃSKI 2004]. Fakt ten ma szczególne znaczenie w kontekście regeneracji uszkodzonych roślin po okresie spoczynku zimowego. Stąd możliwość stosowania Asahi SL w terminie wiosennego zwalczania szkodników łodygowych rzepaku.

Korzystny wpływ Asahi SL na rozwój generatywny stwierdzono u roślin rzepaku ozimego, a także jarego, w uprawie których preparat ten jest stosowany w Polsce już od blisko 15 lat. Opryskiwany biostymulatorem rzepak odznaczał się większą liczbą łuszczyn na roślinie oraz liczbą nasion w 1 łuszczynie [SŁOWIŃSKI 2004; BUDZYŃSKI i in. 2008; HARASIMOWICZ-HERMANN 2008; SŁOWIŃSKI, JAROSZ 2008] a także masą 1000 nasion [SŁOWIŃSKI 2004, KOZAK, MALARZ 2005], co następnie miało swoje odzwierciedlenie w poziome uzyskanych plonów nasion.

W badaniach dotyczących optymalizacji terminu stosowania Asahi SL oceniano reakcję rzepaku ozimego na dwa wiosenne terminy aplikacji Asahi SL w fazie rozety liściowej (BBCH 30) oraz w fazie pąkowania (BBCH 50). Stosowanie biostymulatora w fazie BBCH 30 przyspiesza wiosenną regeneracje roślin, natomiast oprysk w fazie pąkowania, skutkował wiązaniem większej liczby łuszczyn przez rośliny oraz ich lepszym wypełnieniem nasionami. Ponadto wzrosła masa 1000 sztuk nasion, co znalazło następnie odzwierciedlenie w zwyżce plonu nasion [BUDZYŃSKI i in. 2008]. Z kolei HARASIMOWICZ-HERMANN i BOROWSKA [2006] zwracają uwagę, że pozytywny wpływ Asahi SL w uprawie rzepaku ozimego, wyrażający się zwiększeniem liczby rozgałęzień bocznych, łuszczyn, nasion w 1 łuszczynie, a co jest z tym powiązane także plonu nasion, ujawniał się w sezonie wegetacyjnym, w którym wystąpiły niekorzystne warunki pogodowe w fazie pąkowania i wykształcania nasion.

Ekonomicznym wyznacznikiem celowości aplikacji biostymulatorów dla rolników – producentów, w uprawie rzepaku oraz innych gatunków roślin, jest uzyskana zwyżka nasion w stosunku do puli całkowitego plonu zebranego w ramach tradycyjnej technologii uprawy pozbawionej działania tej grupy preparatów. Dotychczasowe stosowanie Asahi SL, w zróżnicowanych warunkach agroklimatycznych naszego kraju, dowiodło jego korzystnego wpływu na zwiększenie plonu nasion zarówno u formy ozimej jak i jarej rzepaku [SŁOWIŃSKI 2004; BUDZYŃSKI i in. 2008; SŁOWIŃSKI, JAROSZ 2008]. Podkreślić jednak należy, że korzystny wpływ aplikacji Asahi SL nie osiąga spektakularnych wartości liczbowych i najczęściej wyraża się zwyżką plonu nasion rzepaku w granicach od kilku do kilkunastu procent, chociaż można spotkać się z doniesieniami mówiącymi o zwyżkach jeszcze większych.

Przytoczone powyżej wyniki badań świadczą o tym, że stymulacyjne działanie biostymulatora Asahi SL polegające między innymi na pobudzeniu i intensyfikacji naturalnie występujących procesów metabolicznych roślin, ujawnia się częściej i w większym stopniu wówczas, gdy warunki uprawy roślin odbiegają znacznie od optymalnych. Ponadto niezwykle cennym wnioskiem wypływającym z najnowszych badań [GAWROŃSKA 2008] jest stwierdzenie, że mechanizm działania Asahi SL obejmuje każdy z poziomów organizacji biologicznej, zarówno w sferze struktury jak i funkcji zaczynając od łanu, poprzez roślinę, jej organy, procesy morfologiczne i fizjologiczne aż do genomu włącznie. Podsumowując można stwierdzić, że właśnie z tego powodu w większości przypadków notowany jest korzystny wpływ aplikacji Asahi SL w uprawie rzepaku. Należy jednak mieć na uwadze, iż końcowy efekt jego działania jest zawsze wypadkową współdziałania wielu czynników (biotycznych i abiotycznych), z których przynajmniej część jest poza kontrolą producenta – rolnika.

PIŚMIENNICTWO

Babuška P., 2004. Asahi kompendium wiedzy. ASAHI Chemical, Japonia: 1-30.
Budzyński W., Dubis B., Jankowski K., 2008. Response of winter oilseed rape to the biostymulator Asahi SL applied in spring. Monographs series: Biostimulators in modern agriculture, Field Crop, Wieś Jutra: 47-55.
Devi D.D., 2003. Bioefficacy test of Atonik on cotton and tomato. Project completion report.
Gawrońska H., 2008. Mechanizmy działania biostymulatorów. Wieś Jutra, 5 (118): 26-28.
Guo CH., Oosterhuis D.M., 1993. Pinitol: a major transport carbohydrate in soybean plants? Proceedings 200th Annual Meeting of Plant Growth Regulator Society of America: 23-29.
Harasimowicz-Hermann G., 2008. Modelling of field struture elements of winter rape by introducing Asahi SL in to cultivation technology. Book of abstracts of Conference: "Biostimulators in modern agriculture" 7-8 February 2008, Warsaw, Poland: 90.
Harasimowicz-Hermann G., Borowska M., 2006. Efekty działania biostymulatora Asahi SL w uprawie rzepaku ozimego w zależności od warunków pluwiotermicznych. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, Poznań, XXVII (1): 155-160.
Kozak M., 2009. Biostymulator dobry wybór. Agrotechnika, Warszawa, 3: 61-62.
Kozak M., Malarz W., 2005. Dozwolony doping – czyli biostymulator Asahi SL w rzepaku. Technologia produkcji rzepaku. Wieś Jutra, Warszawa.
Kudrev T. G., 1969. Some aspects of translocation and accumulation of assimilates in wheat grain in relation to water stress and treatment of the stalk with growth regulators. Symposium on the Mechanism of Fruiting,
Translocation and Accumulation of Nutrients in Plant Organism, Warszawa – Skierniewice, 14-16.04.1969.
Ojczyk T., Budzyński W., 1994. Regulatory wzrostu rzepaku ozimego. Część II. Skutki stosowania inhibitorów wzrostu na rośliny rzepaku. Postępy Nauk Rolniczych, 5: 29-37.
Słowiński A., 2008. Biostymulatory w polowej produkcji roślinnej. Wieś Jutra, 5 (118): 29-30.
Słowiński A., Jarosz A., 2008. Włączenie biostymulatora Asahi SL do technologii uprawy rzepaku ozimego. Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Mat. Konf. 7-8 lutego 2008, Warszawa: 98.
Stutte C.A., Clark T.H., 1990. Radiolabeled studies of Atonik in cotton sing HPCL. Altheimer Laboratory, University of Arkansas, Fayetteville, AR 72703, USA Arysta LifeScience Raport.