Biostimulanzien

In letzter Zeit steht der Agrarsektor vor Herausforderungen im Zusammenhang mit der Steigerung der Produktivität und der effizienteren Nutzung von Ressourcen bei gleichzeitiger Verringerung der Auswirkungen auf die Umwelt, die Ökosysteme und die menschliche Gesundheit. In diesem Zusammenhang spielen neben Pflanzenschutzmitteln und Düngemitteln auch Pflanzenbiostimulanzien eine wichtige Rolle.

Welche Vorteile bringt der Einsatz von Biostimulanzien für Pflanzen?

Die Hauptfunktion eines Biostimulans sollte nicht in der Düngung oder der Wirkung als Pestizid bestehen. Sie werden weder als Düngemittel eingestuft, noch haben sie einen direkten Einfluss auf Schädlinge.

Ihre grundlegende Aufgabe besteht darin, Lebensprozesse zu stimulieren und zu beschleunigen, die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber Stressbedingungen zu erhöhen und das Wachstum von Wurzeln, Blättern usw. zu beschleunigen. Pflanzenbiostimulanzien werden eingesetzt, um die biochemischen, morphologischen und physiologischen Prozesse in Kulturpflanzen zu verbessern.

Es gibt viele Gruppen von Pflanzenbiostimulanzien. Die wichtigsten davon sind:

• auf Aminosäuren basierende,
• aus Meeresalgen gewonnen,
• Huminsäuren enthaltend,
• auf der Basis von Bakterien und Pilzen.

Rohstoffe für die Herstellung von Pflanzenbiostimulanzien

Die Rohstoffe, die zur Herstellung von Pflanzenbiostimulanzien verwendet werden, sind äußerst vielfältig, da die Kategorie der Biostimulanzien selbst viele verschiedene Substanzen natürlichen und mikrobiologischen Ursprungs umfasst.

Biostimulanzien für Pflanzen können aus einer Vielzahl von Rohstoffen gewonnen werden, darunter:

• Pflanzenextrakte: Verschiedene Pflanzenteile wie Blätter, Wurzeln und Samen werden zur Gewinnung nützlicher Verbindungen verwendet. Beispiele hierfür sind Extrakte aus Aloe, Moringa und Luzerne.
• Seetang und Algen: Seetang, insbesondere Braunalgen und Rotalgen, sind eine häufige Quelle für Biostimulanzien, die die Bodengesundheit und das Pflanzenwachstum verbessern.
• Mikrobiologische Impfstoffe: Nützliche Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen werden gezüchtet und als Biostimulanzien für Pflanzen verwendet.
• Huminstoffe: Huminsäuren und Fulvosäuren, die aus zersetztem organischem Material stammen, werden verwendet, um die Bodenfruchtbarkeit und die Verfügbarkeit von Nährstoffen zu erhöhen.
• Aminosäuren und Proteine: Diese können aus pflanzlichen oder tierischen Quellen gewonnen werden. Sie werden verwendet, um das Pflanzenwachstum zu fördern und die Stressresistenz der Pflanzen zu erhöhen.
• Kompost: Organischer Kompost und Wurmkompost.

Pflanzenbiostimulanzien können in Form von Bodenpräparaten (Pulver, Granulate oder Lösungen, die dem Boden zugesetzt werden) oder als flüssige Produkte zur Blattapplikation in trockener oder flüssiger Form verwendet werden. Trotz der führenden Rolle der genannten Wirkstoffe ist es notwendig, bei ihrer Herstellung eine Reihe von Hilfsstoffen zu verwenden, damit sie ihre Aufgaben gut erfüllen können.

Die Rolle der Hilfsstoffe

Natürliche Pflanzenbiostimulanzien spielen eine Schlüsselrolle in der nachhaltigen Pflanzenproduktion. Neben den grundlegenden Wirkstoffen in der Formulierung sind auch Hilfsstoffe erforderlich. Sie bestimmen die Wirksamkeit, Stabilität, einfache Anwendung und sichere Mischbarkeit des Biostimulans mit anderen Agrochemikalien.

Die wichtigste Gruppe von chemischen Verbindungen, die zur Herstellung von Formulierungen von Pflanzenbiostimulanzien verwendet werden, sind oberflächenaktive Substanzen – auch Surfactants genannt. Dabei handelt es sich um Moleküle mit amphiphiler chemischer Struktur. Sie besitzen eine hydrophile und eine hydrophobe Gruppe, wodurch sie gleichzeitig eine Affinität zu polaren und unpolaren Phasen aufweisen.

Surfactants erfüllen eine Reihe wichtiger Funktionen:

1. Wenn sie einer Basislösung zugesetzt werden, senken sie die Oberflächenspannung und verringern so die Barriere zwischen Flüssigkeit und Gas, einer anderen Flüssigkeit oder einem Feststoff. Dies wirkt sich direkt auf eine effektivere Verteilung des Präparats auf der Pflanze aus.
2. Sie verbessern die Homogenität der Mischung durch eine bessere Verteilung (Dispersion) der Bestandteile.
3. Sie beeinflussen eine effektivere Benetzbarkeit, was zu einer effektiveren Absorption und einer höheren Bioverfügbarkeit führt.
4. Sie erfüllen die Funktion eines Emulgators, indem sie nicht mischbare Bestandteile verbinden. Sie verhindern die Entmischung der Phasen in der Formulierung und kontrollieren deren Viskosität.
5. Sie erhöhen die biologische Wirksamkeit von Pflanzenbiostimulanzien.

Unter den Tensiden sind Betainverbindungen wichtige Bestandteile der Biostimulatorformulierung. Sie dienen jedoch hauptsächlich als Wirkstoffe und nicht nur als Hilfsstoffe. Verbindungen aus der Betain-Gruppe wirken osmotisch, regulieren den Wasseraustausch der Zellen und verbessern die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Stress durch Trockenheit, extreme Temperaturen oder Versalzung. Sie steigern auch die Photosynthesefähigkeit der Pflanzen, was zu einer effizienten Nährstoffaufnahme und einer Steigerung der Produktion und Qualität führt. Betain wird als eines der wirksamsten Mittel zur Bekämpfung von Pflanzenstress aufgrund ungünstiger klimatischer Veränderungen angesehen.

Erwähnenswert ist auch eine Gruppe von Verbindungen, die in Pflanzenbiostimulanzien verwendet werden, nämlich Polyethylenglykol (PEG) und seine Derivate. PEGs erhöhen die Stabilität und Wirksamkeit der Wirkstoffe. Sie haben auch die Fähigkeit, Feuchtigkeit zu speichern – die Verringerung übermäßiger Verdunstung verlängert die Zeit der Nährstoffaufnahme.