بایواستیمیولنت ها یا محرکهای زیستی (Biostimulants) و نقش آنها در کشاورزی پایدار
محرکهای زیستی (بایواستیمیولنتها) گروهی از ترکیبات نسبتاً جدید با فرمولاسیون‌های مختلف هستند که می‌توانند تأثیر مثبتی روی فرآیندهای اساسی گیاه گذاشته و کمیت و کیفیت محصولات را بهبود دهند، مقاومت گیاه را در شرایط تنش افزایش داده و خسارت‌های وارد شده به آنها را به حداقل برسانند. از این گروه ترکیبات زیادی از جمله هیومیک اسید، فولویک اسید، جلبکها، آمینواسیدها و …. به بازار ایران نیز معرفی شده اند.
هرکدام از این ترکیبات می‌توانند اثرات خاصی بر خاک و گیاه داشته باشند، به طور مثال هیومیک اسید میتواند علاوه بر اصلاح شیمیایی و فیزیکی خاک، قابلیت جذب عناصر توسط گیاه را از طریق در دسترس ریشه قرار دادن آنها تسهیل کند؛ همچنین ترکیباتی مانند آمینواسید و جلبک با تأثیراتی که در چرخههای فیزیولوژیکی گیاه دارند می‌توانند رشد گیاه را بهبود داده و کمیت و کیفیت محصول نهایی را افزایش دهند.
به علاوه این ترکیبات قادرند حرکت عناصر غذایی در خاک را بهبود بخشیده و نیازهای گیاهان را با سرعت بیشتری رفع کنند. علاوه بر این، ترکیباتی همچون فسفیت پتاسیم و یا باکتری‌ها و قارچ‌های مفید با تأثیر روی گیاه می‌توانند مقاومت آنها به شرایط تنش بویژه بیماری‌های گیاهی را افزایش داده و از خسارت بسیاری از این عوامل جلوگیری کند. استفاده از ترکیبات این چنینی موجب کاهش مصرف سموم شیمیایی و در نتیجه آسیب کمتر به محیط زیست میشود که در نهایت وضعیت کشاورزی و سلامت مردم بهبود مییابد.
با توجه به تعریف کلی محرکهای زیستی برخی محققان آنها را به گروه‌های مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند و به دلیل اینکه تعریف مشخصی برای این ترکیبات وجود ندارد ممکن است تقسیم‌بندی آنها توسط محققین مختلف متفاوت باشد. با این وجود با توجه به تعاریف موجود محققان محرکهای زیستی را به 6 گروه بزرگ تقسیم‌بندی کرده‌اند که در زیر به طور مختصر توضیح داده خواهند شد:
مواد هیومیکی ترکیبات طبیعی هستند که طی هزاران سال از بقایای گیاهی و جانوری به دست میآیند و بهطورکلی بر اساس وزن ملکولی و حلالیت در آب به سه گروه هیومیک اسید، فولویک اسید و هیومین تقسیم‌بندی شده و از ترکیبات رایج مورد استفاده در اکثر کشورهای دنیا بهحساب میآیند. این ترکیبات که خاصیت کلات کنندگی بالایی دارند می‌توانند بهعنوان اصلاحکننده خاک بهکار رفته و جذب عناصر غذایی به گیاه را تسهیل نمایند.
از این گروه هیومیک اسید ترکیبی است که بهعنوان اصلاحکننده خاک بهکار رفته و تأثیرات فوقالعادهای بر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک گذاشته و برای همه محصولات کشاورزی به کار میرود بااینحال به دلیل وزن ملکولی بالا از طریق برگ قابلاستفاده نیست و تأثیر آن فقط از طریق مصرف خاکی گزارش شده است. بااینحال بر خلاف اسید هیومیک، فولویک اسید از برگ و ریشه قابلجذب بوده و میتواند باعث جذب بهتر عناصر و حرکت بهتر آنها در داخل گیاه شود. لازم به ذکر است که برخی ترکیبات موجود در بازار که به هیومیک اسید معروف هستند به دلیل دارا بودن فولویک اسید در ترکیب خود، به صورت محلول پاشی نیز توصیه شده و تأثیر میگذارند.
آمینواسیدها و مخلوط پپتیدها که به دو طریق هیدرولیز آنزیمی (هیدرولیز منابع گیاهی و جانوری پروتئینی)، شیمیایی، میکروبی و سنتز شیمیایی به دست میآیند در این گروه قرار میگیرند. بهعلاوه در این گروه ترکیبات نیتروژندار دیگری نیز که شامل بتائین، پلیآمینها و …. جای میگیرند.
آمینواسیدها که به ترکیبات ضد تنش معروف هستند می‌توانند با تسریع بسیاری از فرآیندهای حیاتی گیاه تأثیر زیادی بر رشد و نمو انواع گیاهان بگذارند.
این ترکیبات با تسریع چرخههای تنفس سلولی، پروتئینسازی و سایر چرخههای حیاتی می‌توانند باعث گذر گیاهان از شرایط تنش و مقاومت بیشتر آنها به این شرایط شوند. بهعلاوه استفاده از اسیدآمینهها از طریق خاک میتواند خاصیت کلات کنندگی داشته و جذب و پایداری عناصر در خاک و حرکت آنها در گیاه را تسریع کرده و موجب رشد بیشتر و بهتر گیاهان شود. آمینواسیدها همچنین می‌توانند به عنوان حامل عناصر غذایی در گیاه به کار رفته و حرکت آنها را در گیاه تسهیل کرده و موجب افزایش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی شوند.
این ترکیبات از دیرباز بهعنوان کود و تقویتکنندههای گیاهی مورداستفاده قرار میگرفتند بااینحال خاصیت محرک رشدی آنها اخیراً موردتوجه قرار گرفته است. این ترکیبات به دلیل دارا بودن مواد آلی بالا، عناصر تغذیهای ماکرو و میکرو، آلژنیک اسید، بتایین و برخی هورمونهای طبیعی گیاه تأثیرات منحصربه‌فردی بر رشد گیاهان دارند.
این ترکیبات هم بهصورت خاک مصرف و هم محلولپاشی استفاده شده و تأثیرات آنها در زمان استفاده در خاک عبارتاند از کلاتکنندگی عناصر و افزایش قابلیت جذب آنها، کمک به جمعیت میکروارگانیسمهای مفید، ریشهزایی بیشتر، افزایش ماده آلی خاک، افزایش رشد ریشه از طریق هورمونهای گیاهی (اکسین، جیبرلین، سیتوکینین و …) که هر یک می‌توانند تأثیر شگفتانگیزی بر گیاه داشته باشند.
همچنین به دلیل وجود مواد مختلفی شامل پلی ساکاریدها، هورمونها، آلژنیک اسید و ..، استفاده آن از طریق محلولپاشی میتواند باعث رشد بیشتر، افزایش سایز میوهها، کمک به نمو گیاه، تسریع حرکت عناصر در گیاه و … شود که مجموعه این تأثیرات از جلبک‌های دریایی ترکیبات منحصربه‌فردی به وجود آورده است. علاوه بر این، خاصیت ضد تنش این ترکیبات که به دلیل وجود آنتیاکسیدانها و برخی هورمون های گیاهی است باعث شده است که استفاده از آنها در مواقع تنش بسیار مؤثر باشد.
کیتوزان فرم د-استیله شده پلیمر زیستی کیتین است که با فرآیندهای صنعتی و یا طبیعی تولید شده و مصارف پزشکی، دارویی، غذایی و کشاورزی دارد. این ترکیب علاوه بر تأثیرات متعددی که بر فرآیندهای فیزیولوژیک گیاهان دارد میتواند باعث تحریک سیستم ایمنی گیاه شده و آنها را در برابر تنشهای زنده شامل انواع قارچها و سایر بیمارگرهای گیاهی و غیر زنده همچون خشکی، سرما، گرما، شوری و …. مقاوم کند.
طبق گزارشها، استفاده از کیتوزان در کشاورزی علاوه بر تأثیر بر کیفیت میوه و حفاظت آنها از بیماری‌های قارچی و باکتریایی مختلف (از طریق تحریک گیاه برای تولید فیتوآلکسینها) در حین رشد، بیماری‌های پس از برداشت میوه را نیز کم کرده و ماندگاری انواع میوهها را در انبار افزایش میدهد.
همچنین کیتوزان میتواند با اثر بر روی گیاه، به عنوان یک محرک زیستی عمل کرده و باعث رشد گیاهان شود. هم اکنون کلاتهای عناصر ضروری گیاهان (به خصوص ریزمغذی‌ها) به همراه کیتوزان به بازار کشاورزی دنیا معرفی شده اند و می‌توانند علاوه بر نقش تغذیهای، اثرات منحصر به فردی بر رشد گیاهان مختلف داشته باشند
این ترکیبات شامل عناصری هستند که جز عناصر ضروری همه گیاهان بهحساب نمیآیند و فقط در برخی گیاهان خاص ضروری به نظر میرسند و به آنها عناصر مفید گفته میشود. عناصر مفید شامل آلومینیوم، کبالت، سدیم، سلنیوم و سیلیسیوم هستند که در بسیاری از خاکها هم وجود داشته و می‌توانند تأثیرات مثبتی روی گیاهان داشته باشند.
بهعنوانمثال سیلیسیوم میتواند اثرات محافظتکنندگی در برابر بسیاری از تنشهای زنده و غیرزنده در گیاه داشته باشد. همچنین تأثیر سلنیوم روی برخی بیمارگرها و اثر مثبت سدیم در تنشهای اسمزی و بهبود وضعیت گیاهان خانواده اسفناج و چغندر قند گزارش شده است. همچنین با توجه به اینکه این عناصر بهعنوان کوفاکتور در بسیاری از آنزیمها نقش دارند، در دسترس بودن آنها برای گیاه میتواند عملکرد گیاه را بهتر کند.
بهعلاوه تأثیر برخی از نمکهای معدنی همچون سیلیکات، فسفیت و … بهعنوان عوامل ضدقارچی و محافظتکننده گیاهان در بسیاری از ترکیبات مصرفی در کشاورزی استفادهشدهاند و اخیراً ترکیبات زیادی با استفاده از آنها وارد بازار شده و در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند.
قارچ‌های مفید به گونههایی از قارچها گفته میشود که می‌توانند در کنار ریشه جمعیتشان را افزایش داده و اثرات مفیدی را بر گیاهان داشته باشند. این قارچها می‌توانند هم به جذب بهتر عناصر غذایی موجود در اطراف ریشه کمک کرده و هم با تولید ترکیباتی که تأثیر مثبت بر ریشه گیاهان دارند مقاومت آنها را به عوامل بیماریزا افزایش دهند.
بهعلاوه این عوامل می‌توانند در رقابت با عوامل بیماریزای گیاهی قرار گرفته و علاوه بر اینکه مقاومت گیاه را با تحریک سیستم ایمنی افزایش می‌دهند از تأثیر منفی عامل بیماریزا نیز بکاهند.
تریکودرما معروفترین جنس قارچی است که بسیاری از گونه های آن می‌توانند اثرات ذکرشده را داشته باشند و بهصورت تجاری نیز تولید میشود.همچنین برخی قارچ‌های اندوفیت هم می‌توانند روی گیاه مصرف شده و علاوه بر محافظت گیاهان در برابر آفات و عوامل بیماریزا با تولید ترکیباتی سیستم ایمنی گیاه را تقویت نمایند.
سیاری از باکتری‌ها نیز جز میکروارگانیسمهایی بهحساب میآیند که می‌توانند باعث افزایش جذب عناصر، در دسترس قرار دادن عناصر غذایی، افزایش مقاومت گیاهان به تنش‌ها، افزایش مقاومت به بیمارگرها و … شوند.
این میکروارگانیسمها همچنین با تحریک گیاه می‌توانند تولید اکسین و سایر هورمونهای گیاهی در ریشه را افزایش داده و موجب رشد و نمو بیشتر و جذب بهتر مواد غذایی برای گیاه شوند. از معروف ترین باکتری های این گروه جنسهای سودوموناس (Pesudomonas) و باسیلوس (Bacillus) هستند که به صورت تجاری نیز در دسترس بوده و در کشور ما نیز استفاده میشوند. این باکتری به همراه قارچ‌های مفید و یا انواع مواد کودی در برخی محصولات تجاری موجود بوده و میتواند اثرات ذکر شده را بر گیاهان بگذارند.نتیجه گیری و پیشنهاد محصول
با توجه به مطالب گفته‌شده مشخص شد که بایواستیمیولنتها (محرکهای زیستی) تأثیرات منحصربه‌فردی بر گیاهان داشته و استفاده از آنها در کشاورزی مدرن بسیار حیاتی است. شرکت زایز (Zeiz Ltd.) که شرکت آریوزیست نهاده نمایندگی انحصاری محصولات آن را در ایران دارد، تمرکز بالایی بر محصولات بر پایه بایواستیمیولنتها شامل هیومیک اسید، فولویک اسید، جلبک دریایی، آمینواسید و کلاتهای طبیعی داشته و در توصیههای تغذیهای خود نیز از بسیاری از آنها برحسب شرایط هر منطقه استفاده می‌کند و با توجه به وضعیت کشاورزی کشور، این محصولات قابلیت استفاده بالایی در کشور دارند و محققین و اعضای گروه فنی و تحقیق و توسعه شرکت آریوزیست نهاده سعی کرده است کمبودهای موجود در بازار و عدم آگاهی از استفاده از این ترکیبات را شناسایی کرده و آنها را در قالب برنامه های مدون در اختیار کشاورزان قرار دهد.
با توجه به شرایط آب و هوایی کشور و ازآنجایی‌که هر ساله مقدار زیادی از محصولات کشاورزی ما به دلیل تنشهای سرما، گرما و خشکی از بین می‌روند استفاده از این ترکیبات در سبد تغذیهای محصولات مختلف میتواند تا حد زیادی مقاومت آنها را به این تنش‌ها افزایش داده و از کاهش محصول نهایی جلوگیری شود. همچنین ترکیباتی همچون هیومیک و فولویک اسید می‌توانند باعث افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک شده و در بسیاری از مناطق کشور به کاهش مشکل کمآبی که یکی از عوامل محدودکننده کشاورزی است کمک کنند.
علاوه بر ترکیبات ذکرشده، فسفیتها ترکیبات همراه با باکتری‌ها و قارچ‌های مفید نیز در سبد کمپانی زایز قرار داشته که می‌توانند در بسیاری از مناطق کشت و کار در کشور که مشکلاتی از جمله مقاومت به آفت‌کشها، بالا بودن باقی‌مانده سم در محصولات و مشکلات آلودگی و زیست‌محیطی وجود دارند استفاده شده و در کنار سایر روش‌های کنترل خسارت عوامل زیان‌آور را کاهش دهند.
از طرف دیگر، همانند بسیاری از شرکتهای تأمین‌کننده نهاده‌های کشاورزی، شرکت زایز محصولاتی که تلفیقی از ترکیبات ذکر شده هستند تولید کرده که می‌توانند تأثیر چندگانه داشته و بسیاری از نقشهای ذکرشده را همزمان با هم داشته باشند. برای مثال یکی از این محصولات ترکیب هیومیک و فولویک اسید با قارچ تریکودرما و باکتری باسیلوس است که علاوه بر نقش اصلاح‌کنندگی خاک و بهبود جذب عناصر غذایی از ریشه، مقاومت ریشه را به انواع بیماری‌های گیاهی افزایش میدهد. همچنین ترکیبی از آمینواسید، جلبک و فولویک اسید میتواند اثراتی فوق‌العاده بر گیاه داشته و به دلیل اینکه هرکدام از این اجزا با سازوکارهای متفاوتی اثر تنشهای محیطی را کاهش می‌دهند، میتواند حداکثر مقاومت به این شرایط را موجب شود.
افزون بر این، کلاتهای آمینواسیدی نیز یکی دیگر از گروه‌های کودی هستند که همزمان با اثر ضدتنشی خود، می‌توانند عناصر ضروری و به‌خصوص ریزمغذی‌ها را نیز به بهترین نحو در اختیار گیاه قرار دهند. ترکیبات ذکرشده که جز محصولات وارداتی مجموعه آریوزیست نهاده هستند توسط کارشناسان این مجموعه و با توجه به شرایط هر منطقه در برنامه تغذیهای محصولات قرار گرفته و می‌توانند بسیاری از مشکلات گفته‌شده شامل تنشهای خشکی، سرما، گرما، بیماری‌ها، آفات و … را کاهش داده و موجب افزایش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی شده و در عین حال ما را در رسیدن به کشاورزی پایدار کمک نمایند.
