Autor: dr Michał Słota (Institute to Microbial Technologies, Turek, Polska)
Jak biologiczne rozwiązania mogą zwiększyć efektywność rolnictwa?
Rovensa Next zaprosiła Michała Słotę, uznanego eksperta w dziedzinie biotechnologii roślin i nauk o zdrowiu człowieka, aby podzielił się swoją naukową perspektywą na jeden z najważniejszych dziś tematów w rolnictwie. Poznaj jego analizę oraz kluczowe rekomendacje.
Dlaczego biologiczne rozwiązania są dziś tak istotne?
Globalna produkcja roślinna wkracza w erę, w której stabilność ekonomiczna staje się niemal równie ważna jak biologiczny potencjał plonowania. Rentowność gospodarstw jest coraz bardziej uzależniona od interakcji między niestabilnością klimatu, zmiennością rynku składników pokarmowych, kosztami nawozów powiązanymi z energią, zakłóceniami handlowymi o charakterze geopolitycznym oraz rosnącymi wymaganiami dotyczącymi zrównoważonego rozwoju.
W tych warunkach maksymalizacja plonu nie jest jużWystarczającą strategią równie ważna staje się ochrona efektywności, z jaką zainwestowane nakłady przekształcane są w możliwy do zebrania plon.
To przesunięcie wzmacnia strategiczne znaczenie biologicznych rozwiązań, a szczególną uwagę należy zwrócić na rolę biostymulatorów. Zamiast postrzegać je wyłącznie jako środki zwiększające produktywność, coraz częściej uznaje się je w nowoczesnej agronomii za narzędzia zarządzania ryzykiem biologicznym, poprawiające funkcjonalną efektywność i odporność systemów produkcji roślinnej.
Poprzez wpływ na pobieranie i wykorzystanie składników pokarmowych, fizjologię stresu, funkcjonowanie ryzosfery oraz zdolność adaptacji roślin, biostymulatory mogą ograniczać różnicę między poniesionymi nakładami a rzeczywistą efektywnością produkcji – szczególnie w zmiennych warunkach środowiskowych i agrotechnicznych.
W szerszym ujęciu biologiczne rozwiązania nie powinny być traktowane jako pojedyncze produkty, lecz jako zintegrowana strategia agronomiczna obejmująca biostymulację, biokontrolę oraz narzędzia optymalizacji efektywności nakładów.
Ekonomiczny wpływ stresu na produktywność roślin
Stres roślin zmniejsza rentowność, ponieważ osłabia zdolność roślin do przekształcania nakładów w plon. Nawozy, materiał siewny, środki ochrony roślin, paliwo i praca są często inwestowane zanim pełny wpływ stresu stanie się widoczny.
Zakłócenia fotosyntezy, aktywności korzeni, pobierania składników pokarmowych lub rozwoju reprodukcyjnego powodują utratę nie tylko potencjału plonowania, lecz także efektywności wykorzystanych nakładów.
Wiele efektów stresu pojawia się jeszcze przed widocznymi objawami:
- ograniczenie przewodnictwa szparkowego,
- spadek aktywności fotosyntetycznej,
- stres oksydacyjny,
- osłabiony transport składników pokarmowych,
- zaburzenia kwitnienia.
W warunkach niestabilnych rynków nawozowych stres staje się jeszcze bardziej kosztowny. Jeśli roślina nie jest w stanie efektywnie pobierać i metabolizować składników odżywczych, koszt produkcji jednej tony plonu wzrasta.
Strategie biostymulacji wspierające adaptację roślin do stresu
Aby zoptymalizować rentowność gospodarstw w zmiennych warunkach, rolnicy muszą przejść od zarządzania reaktywnego do proaktywnego zarządzania stresem.
Biostymulator roślin definiuje się jako substancję lub mikroorganizm stosowany w celu poprawy efektywności wykorzystania składników pokarmowych, tolerancji na stres abiotyczny i/lub jakości plonu – niezależnie od zawartości składników odżywczych.
Biostymulatory stały się kluczowym elementem nowoczesnych systemów produkcji roślinnej, modulując procesy metaboliczne i sygnalizacyjne związane z:
- adaptacją do stresu,
- pobieraniem składników pokarmowych,
- kształtowaniem jakości plonu.
Główne mechanizmy działania biostymulatorów
| Mechanizm biologiczny | Opis | Przykładowe składniki aktywne |
|---|---|---|
| Indukcja procesów metabolicznych | Zmiana ekspresji genów, aktywności enzymów, szlaków hormonalnych | aminokwasy, peptydy, ekstrakty z alg |
| „Skróty metaboliczne” | Dostarczanie gotowych metabolitów | witaminy, aminokwasy |
| Wspieranie mikrobiomu | Poprawa funkcjonowania ryzosfery | bakterie, mikoryza |
| Poprawa dostępności składników pokarmowych | zwiększenie pobierania i transportu | kwasy humusowe, mikroelementy |
| Zwiększenie tolerancji na stres | przygotowanie roślin na suszę, zasolenie, wysoką temperaturę, przymrozki itd. | osmoprotektanty, antyoksydanty |
Tab. 1 Podsumowanie głównych mechanizmów działania biostymulatorów oraz przykładowych składników aktywnych obecnych w ich formulacjach.
Skład biostymulatorów obejmują obecnie zróżnicowane portfolio technologii biologicznych i biochemicznych, w tym substancje humusowe, hydrolizaty białkowe, aminokwasy, frakcje pozyskiwane z alg morskich, inokulanty mikrobiologiczne, polisacharydy, osmoprotektanty, ekstrakty roślinne oraz metabolity aktywne sygnałowo.
Pozycjonowanie produktów ewoluuje od podejścia empirycznego w kierunku bardziej precyzyjnie scharakteryzowanych technologii wydajności biologicznej, wspieranych przez fenotypowanie molekularne, fizjologię systemową oraz podejścia agronomii precyzyjnej.
Wybór odpowiedniej formulacji biostymulatora powinien rozpoczynać się od jasnego określenia głównego celu agronomicznego, a także uwzględniać zgodność z uprawą, typem gleby, jej pH, zawartością węgla organicznego oraz historią zarządzania polem (Rys. 2).
Poprawa efektywności wykorzystania składników pokarmowych (NUE)
Obecne warunki na rynku nawozów wzmacniają strategiczne znaczenie efektywności wykorzystania składników pokarmowych (NUE). Produkcja nawozów pozostaje silnie powiązana z gazem ziemnym, skałami fosforanowymi oraz rudami potasu, podczas gdy globalne rynki nadal podlegają wpływom napięć geopolitycznych, ograniczeń handlowych, wąskich gardeł w łańcuchach dostaw oraz zmienności cen. W tych warunkach poprawa efektywności, z jaką rośliny pobierają i wykorzystują składniki pokarmowe, stała się zarówno priorytetem agronomicznym, jak i ekonomicznym.
Efektywność wykorzystania azotu pozostaje suboptymalna w wielu systemach uprawowych – jedynie część zastosowanego nawozu jest ostatecznie przekształcana w zebraną biomasę, podczas gdy znaczne ilości ulegają stratom poprzez ulatnianie, denitryfikację, wymywanie i spływ powierzchniowy [4]. Poprawa NUE wspiera zatem zarówno rentowność gospodarstw, jak i ochronę środowiska. Ponadto zapotrzebowanie roślin na składniki pokarmowe jest wysoce dynamiczne i zmienia się w zależności od faz rozwojowych — od wschodów i wzrostu wegetatywnego po fazę generatywną i starzenie — co prowadzi do czasowych niedopasowań między dostępnością składników a zapotrzebowaniem roślin.
W tym kontekście biostymulatory oparte na mikroorganizmach oraz nawozy biologiczne stają się coraz bardziej istotnymi rozwiązaniami biologicznymi dla zrównoważonego zarządzania nakładami. Dzięki mechanizmom takim jak poprawa architektury systemu korzeniowego i eksploracji gleby, mobilizacja i rozpuszczanie składników pokarmowych, biologiczne wiązanie azotu, modulacja mikrobiomu ryzosfery, aktywacja transporterów, buforowanie stresu oraz poprawa asymilacji składników pokarmowych, narzędzia te mogą uzupełniać konwencjonalne programy nawożenia.
Ich wartość strategiczna polega zatem nie tyle na zastępowaniu nawozów mineralnych, ile na zwiększaniu efektywności agronomicznej każdej zastosowanej jednostki składnika pokarmowego, co przekłada się na lepszą efektywność nakładów, większą odporność upraw oraz ogólną wydajność systemu produkcyjnego.
Od maksymalizacji plonu do agronomii odporności
Współczesna rentowność coraz częściej zależy nie tylko od maksymalnego potencjału plonowania, lecz także od stabilności plonów w zmiennych warunkach środowiskowych. To rozróżnienie ma istotne znaczenie z punktu widzenia komercyjnego. Technologia ograniczająca ryzyko strat w warunkach suszy, niedoboru składników pokarmowych czy zmienności temperatur może generować znaczącą wartość ekonomiczną, nawet jeśli nie zapewnia wyjątkowo wysokich wzrostów plonów w optymalnych sezonach.
Z tej perspektywy biologiczne rozwiązania wpisują się w szerszą transformację w kierunku agronomii odporności — systemów produkcji rolniczej zaprojektowanych tak, aby utrzymywać wydajność pomimo niepewności klimatycznej, biologicznej i ekonomicznej.
Ich przyszła integracja będzie najskuteczniejsza, gdy będą stosowane jako skoordynowane systemy agronomiczne, a nie pojedyncze produkty, szczególnie w połączeniu z:
- nawożeniem zarządzanym adaptacyjnie,
- platformami rolnictwa precyzyjnego,
- strategiami regeneracyjnymi gleby,
- programami biokontroli,
- systemami podejmowania decyzji w uprawach opartych o precyzyjne dane.
Biostymulatory nie zastąpią prawidłowej agronomii, zbilansowanego nawożenia ani odpowiedniej genetyki. Jednak poprzez wspieranie adaptacji roślin do stresu, poprawę efektywności wykorzystania składników pokarmowych oraz stabilizację plonów, mogą stać się istotną „tarczą rentowności” dla rolników mierzących się zarówno z niepewnością środowiskową, jak i ekonomiczną.
Biosolutionize Agriculture – podejście Rovensa Next
W oparciu o analizę Michał Słota, w Rovensa Next dochodzimy do wniosku, że dzisiejsze wyzwania w rolnictwie wymagają czegoś więcej niż pojedynczych produktów; potrzebne są zintegrowane strategie żywienia roślin, które łączą efektywność, produktywność, odporność i zrównoważony rozwój. To właśnie tutaj wykorzystujemy nasze doświadczenie agronomiczne, pomagając optymalizować programy nawożenia, poprawiać efektywność wykorzystania składników pokarmowych (NUE), ograniczać straty nakładów oraz chronić zarówno plon, jak i rentowność gospodarstwa.
Poprzez nasze podejście Biosolutionize Agriculture wykraczamy poza pojedyncze rozwiązania, integrując biorozwiązania z nowoczesnymi strategiami nawożenia, aby wspierać rolników w budowaniu bardziej efektywnych, odpornych i zrównoważonych systemów produkcji rolniczej przyszłości. Biosolutionize Agriculture to znacznie więcej niż koncepcja – to strategiczne zobowiązanie i kampania dostarczająca rozwiązań opartych na nauce dla współczesnych wyzwań rolnictwa. Zintegrowane strategie w jego ramach zostały zaprojektowane tak, aby wspierać rolników w ograniczaniu stresów abiotycznych, poprawie zdrowotności i żywotności gleby, zwiększaniu efektywności wykorzystania wody, podnoszeniu jakości i odporności upraw, optymalizacji nakładów rolniczych, ochronie pożytecznych organizmów, skutecznym zwalczaniu szkodników i chorób oraz zarządzaniu odpornością upraw.
Wyraźnym przykładem tego podejścia jest rola biorozwiązań we wspieraniu fizjologii roślin, efektywności wykorzystania składników pokarmowych oraz jakości plonów w coraz bardziej zmiennych warunkach uprawy. Portfolio Rovensa Next obejmuje rozwiązania takie jak linia Phylgreen, oparta na technologii Primactive effect, która poprawia tolerancję roślin na stresy abiotyczne oraz utrzymuje aktywność fotosyntetyczną w warunkach suszy, wysokiej temperatury i zasolenia, a także Delfan Plus z technologią Curactive effect – opartą na aminokwasach, wspierającą regenerację metaboliczną, przyswajanie składników pokarmowych i wydajność roślin w okresach wysokiego zapotrzebowania fizjologicznego.
Rozwiązania uzupełniające, takie jak ArmoniKa, Humistar, Amifol K, wspierają odporność roślin, rozwój systemu korzeniowego, kwitnienie oraz jakość owoców. Biorozwiązań ukierunkowane na jakość, takie jak Biimore, zostały zaprojektowane w celu poprawy parametrów jakościowych plonów, ich wyrównania oraz udziału plonu handlowego poprzez zwiększenie aktywności metabolicznej roślin i lepsze zarządzanie składnikami pokarmowymi.
Ponadto technologie nawozów biologicznych, w tym Wiibio, przyczyniają się do zwiększenia wiązania azotu, dostępności fosforu oraz efektywności wykorzystania składników pokarmowych w ramach zintegrowanych programów nawożenia.
