Biostimulanty

Biostimulanty jsou látky organického původu, které mají blahodárný efekt na zdraví rostlin a nelze je zařadit mezi živiny či pesticidy. Obecně pro ně platí, že v nízkých dávkách ovlivňují metabolické procesy v rostlinách. Nejdiskutovanějšími biostimulanty současnosti jsou huminové látky a fytohormony.

Již od počátku zemědělství se lidé podivovali nad tím, co zaručí, že se bude jejich úrodě dobře dařit. Není divu, neboť přežití prvních lidských kultur a civilizací bylo přímo závislé na zemědělství. Po dlouhá tisíciletí byli za úrodnou půdu zodpovědní bohové, které naši předci často prosili o požehnání svých polí. S rozvojem lidského poznání začalo být jasné, že za bohatou úrodou stojí více než jen přízeň bohů.

Humus a huminové látky

Termín humus pochází z dob starověkého Říma a označoval půdu jako celek. Jeho použití pro pojmenování organické složky půdy, která již prošla mikrobiálním rozkladem, se vžilo až mnohem později, v roce 1761, kdy jej zavedl švédský chemik Wallerius. Vědecká obec vzápětí přejala tezi, že humus a huminové substance v něm obsažené jsou tím, co umožňuje rostlinám v půdě růst. Tato myšlenka byla později vyvrácena při pokusech, které prokázaly, že rostliny lze pěstovat i v substrátu bez huminových látek (1841, Leibig). Nicméně bylo nabíledni, že jejich výskyt v půdě úzce souvisí s úrodností.

Poprvé byly huminové látky extrahovány z rašelinišť na území Německa v roce 1786 chemikem F. K. Achardem. Další výzkumníci napodobili jeho metodu při extrakci huminových látek z rostlinné hmoty a půdy. O povaze a původu huminových substancí se však vědci přeli téměř následujících dvě stě let a teprve v posledních několika desetiletích se jejich výzkum posunul kupředu. Jako huminové substance dnes označujeme huminové kyseliny, fulvonové kyseliny a huminy.

Huminové kyseliny působí jako „rozpouštědlo“ na minerály, které se v půdě částečně vyskytují v podobě nepoužitelné pro rostliny.

Co jsou to huminové kyseliny?

Huminové kyseliny současná věda definuje jako hnědočerné polymerní kyseliny rozpustné v zásadách, které se vyskytují v půdě, rostlinách, mořských travinách, houbách, sedimentech a všech přírodních vodách. Vytvářejí dlouhé řetězce molekul, které váží 35 000 až 80 000 daltonů. Pro srovnání, molekula vody váží asi 18 000 daltonů. Složitá struktura dává huminovým kyselinám mnoho jedinečných vlastností.

O původu huminových kyselin se dlouhou dobu tvrdilo, že vznikají rozkladem ligninu působením mikroorganismů. Lignin je po celulóze druhou nejčastější organickou hmotou na Zemi a je nepostradatelnou stavební složkou dřeva. Tato teorie původu huminových kyselin však nebyla nikdy prokázána. Významný krok vpřed učinil v roce 2003 americký vědec Kim Hong Tan, který podrobně rozebral teorii původu huminových kyselin. Tan správně poukázal na to, že huminové kyseliny vznikají i v prostředí, kde chybí lignin. V roce 2011 při pokusu provedeném výzkumným pracovníkem Michaelem Susicem vyšlo najevo, že vysoké množství huminových látek se nachází v odumírajících listech rostlin. Zdá se tedy, že budoucí pátrání po jejich původu zavede vědce právě tímto směrem.

Využití huminových kyselin

Studie prokázaly, že huminové kyseliny zvyšují schopnost půdy pojmout a zadržovat vodu. Také zlepšují dostupnost mikroživin, fosforu a draslíku. Huminové kyseliny snadno ulpívají téměř na všech látkách, včetně velkých bílkovin, minerálů a půdních částic. Snadno tak působí jako „rozpouštědlo“ na minerály, které se v půdě částečně vyskytují v podobě nepoužitelné pro rostliny. Tyto upravené ionty minerálů nazýváváme odborně cheláty a jsou velmi dobře vstřebatelné všemi živými organismy. V neposlední řadě obsahuje molekula huminových kyselin peptidovou strukturu, díky které působí jako ochranný film, který chrání rostliny před příliš vysokými koncen tracemi minerálních solí v půdě.

Použitím huminových kyselin můžeme rostlinám dodávat potřebné kovy jako železo, měď, zinek, bór, hořčík, molybden a kobalt v rozpustné formě. Tyto kyseliny současně chrání rostliny před škodlivými prvky, jako je rtuť, olovo, kadmium nebo radionuklidy, jelikož je převádějí do nerozpustné formy. Na východní Sibiři se pomocí humátů (dehydrované huminové kyseliny) odborníkům podařilo značně vylepšit kvalitu silně znečištěné půdy.

Huminové kyseliny se snadno rozkládají známými chemickými cestami (např. dekarboxylací) za vzniku kerogenu, bitumenu, asfaltu, břidlicového oleje, ropy a uhelného dehtu, přičemž přesná přeměna pravděpodobně závisí na čase a vnějších podmínkách přírodního prostředí. Huminové látky jsou v přírodě nezbytnými prekurzory pro vznik ropy a uhlí.

Fulvonové kyseliny

Fulvokyseliny se v mnohém podobají huminovým kyselinám, ale zatímco ty jsou rozpustné pouze v roztocích s vysokým pH (zásaditých), fulvonové kyseliny jsou rozpustné ve vodě za všech podmínek. Mají také nižší molekulární hmotnost a žlutou až žlutohnědou barvu. Nejběžnějším zdrojem fulvokyselin je přímá extrakce z rašelinišť. Druhou možností je oxidace hnědého uhlí na vzduchu za vzniku fulvokyselin, které se pak získávají metodami, jež jsou obvykle obchodním tajemstvím.

U nadzemních částí rostlin auxiny podporují dlouživý růst, u kořenů naopak prodlužování omezují a podporují jejich větvení.

Vzhledem k nesmírně komplexní povaze fulvonových kyselin je obtížné vysvětlit, proč a jak prospívají rostlinám. Do dnešní doby ani neexistuje spolehlivá metoda jejich detekce. Výrobci produktů s obsahem fulvokyselin se spoléhají na spektrální analýzu, která však neposkytuje zcela přesný obraz. V posledních letech začala řada výrobců uvádět na trh fulvokyseliny, které jsou mnohem levnější než ty tradiční, získávané z rašelinišť nebo oxidací hnědého uhlí. Tyto nově nabízené fulvokyseliny jsou vedlejšími produkty mikrobiologických procesů. Jsou to barevné sloučeniny, které pravděpodobně splňují výše popsanou absorpci viditelného světla (tzn. mají správnou barvu), a v tomto smyslu spadají do volné definice fulvokyselin. Přesné složení těchto aditiv je ale nejisté. V konečném důsledku nemusí být pro pěstitele až tak důležité, zda tyto produkty obsahují fulvokyseliny, pokud skutečně podporují růst rostlin.

Fulvokyseliny se prozatím v komerčních podmínkách využívají v minimální míře. S tím souvisí malé množství prokazatelných dat o jejich prospěšnosti. Výrobci komerčních produktů tvrdí, že fulvonové kyseliny zvyšují vstřebatelnost minerálů kořeny rostlin, ale oproti huminovým kyselinám, které působí v půdě, pronikají fulvokyseliny přímo do kořenů. Údajně podporují metabolismus rostlin, a především pak produkci auxinů – specifických hormonů, které ovlivňují růst. Nepřímo fulvokyseliny zvyšují množství cukrů v buňkách, což má za následek vyšší osmotický tlak uvnitř buněčných stěn. Díky tomu se rostliny lépe vyrovnávají se suchem. V neposlední řadě by měly fulvokyseliny údajně zvyšovat propustnost buněčných membrán a příjem živin.

Fytohormony

Rostliny si samy vytvářejí celou řadů fytohormonů, které plní nezanedbatelnou roli v jejich metabolických procesech. Mezi fytohormony najdeme i regulátory růstu, především auxiny, cytokininy a gibereliny. Mnohé z nich je možné vyrobit synteticky v laboratoři a v zemědělství se využívají k mnoha účelům.

Auxiny se nejčastěji používají jako selektivní herbicidy a do zakořeňovacích přípravků. Vznikají především v apikálních meristémech (vrcholcích). Z apikálního meristému vyrůstají všechny ostatní části rostliny – stonek, listy a květy. Auxiny mohou plnit v orgánech rostlin odlišné funkce dle potřeby. Například zatímco u nadzemních částí podporují dlouživý růst, u kořenů naopak prodlužování omezují a podporují jejich větvení. Právě z tohoto důvodu jsou auxiny výborným pomocníkem při řízkování.

Jelikož cytokininy ovlivňují velikost buněk, zvětšuje se i povrch listů a zvyšuje produkce chlorofylu, což vede k efektivnější fotosyntéze.

Gibereliny jsou skupinou fytohormonů zodpovědných především za růst a vývoj rostlin. Mají nespočetné množství praktických využití. Semena některých druhů procházejí neaktivním obdobím dormance, což možné přerušit pomoci giberelinů. Navíc stimulují prodlužování buněk, takže rostliny rostou více do výšky. Gibereliny podporují kvetení a mají vliv na rychlost růstu plodů. Používají se při produkci ovoce bez semen, například hroznů, které se obvykle postřikují gibereliny, aby se zvětšila jejich velikost.

Cytokininy je skupina fytohormonů, které ovlivňují velikost buněk. To má za následek zvětšení povrchu listů a zvýšenou produkci chlorofylu, což vede k efektivnější fotosyntéze. Stejně jako ostatní fytohormony i cytokininy plní v rostlinách další rozmanité funkce. Podporují dělení a diferenciaci rostlinných buněk, a lze je využít při podpoře klíčení semen.

Vysoké množství cytokininů a dalších růstových hormonů najdeme ve výtažcích z mořské řasy. Ty prokazatelně vylepšují růst kořenů a nových výhonků. Navíc působí jako antioxidanty a chrání rostliny před působením stresu. Za antioxidanty považujeme enzymy či jiné organické látky, které vychytávají volné kyslíkové radikály a tím snižují poškození tkání způsobené oxidací.

Budoucnost biostimulantů při pěstování

Biostimulanty se v současnosti těší veliké pozornosti odborné i laické veřejnosti a není pochyb, že jejich zkoumání přinese mnoho nových užitečných poznatků. Nicméně nezapomínejme, že stojíme v začátcích jejich výzkumu a zatím nemáme dostatek dat nejen o užitečnosti biostimulantů, ale ani o případných nebezpečích jejich nadužívaní. Používání biostimulantů by nemělo být v žádném případě náhradou osvědčených zahradnických metod a postupů. V kvalitní půdě bohaté na organickou hmotu a mikrobiální život by měly rostliny mít dostatek všeho, co k životu potřebují.

Relativní množství huminových a fulvonových kyselin

zdroj: Humin Tech

Slovníček pojmů

Organická hmota

Veškerá neživá hmota biologického původu v půdě. Vyskytuje se v různých stupních rozkladu.

Humus

Humus je organická hmota, která již prošla procesem rozkladu a je poměrně stabilní.

Humifikace

Rozklad organické hmoty v půdě.

Huminové látky

Obecné označení pro veškeré látky v půdě vznikající dlouhodobým procesem humifikace organické hmoty. Jsou velmi stabilní a nepodléhají snadno dalšímu rozkladu.

Huminové kyseliny

Huminové látky rozpustné pouze v zásaditém prostředí. Mají vysokou molekulární hmotnost a hnědočernou barvu.

Fulvonové kyseliny (fulvokyseliny)

Huminové látky rozpustné ve vodě za všech podmínek. Získávají se odstraněním huminových kyselin z původního zdroje huminových látek. Mají žlutooranžovou barvu.

Huminy

Huminové látky nerozpustné ve vodě za žádných podmínek. Mají černou barvu.

Humáty

Huminové kyseliny v dehydrované formě.

Fytohormony

Fytohormony neboli rostlinné hormony jsou malé organické molekuly nebo látky, které ve velmi nízkých koncentracích ovlivňují fyziologické procesy v rostlinách.

Auxiny

Skupina fytohormonů, které se podílejí na tvorbě kořenů. Jsou syntetizovány v listech, pupenech a rostoucích výhonech.

Cytokininy

Skupina fytohormonů, které ovlivňují dělení rostlinných buněk. Ovlivňují velikost listů a tvorbu chlorofylu v rostlinách.

Gibereliny

Rostlinné hormony, které regulují různé vývojové procesy, včetně prodlužování stonků, klíčení, dormance, kvetení, vývoje květů, stárnutí listů a zrání plodů.

Zdroj: magazin-legalizace.cz