Биостимуляторы фермеры считали «змеиным маслом» на протяжении десятилетий, но, похоже, эти продукты все-таки получили свое признание в США, а в Европе индустрия биостимуляторов добилась уже большого прогресса

Биостимуляторы имеют долгую историю использования в сельском хозяйстве, но в США у них нет юридического определения. Кропотливые наблюдения Аристотеля (384-322 гг. до н.э.), греческого философа, известного как отец биологии, впервые озвучили ценность использования дополнительных продуктов для ускорения роста растений.

Теперь, более двух тысячелетий спустя, биостимулирующие материалы продаются производителям сельскохозяйственной продукции, а новое научное понимание физиологии растений, биотических и абиотических стрессов проростков, микробиома почвы заставляет ученых разрабатывать новые, более эффективные биологические продукты. Но сбыт американским производителям затрудняется устаревшими правовыми ограничениями.

«Чтобы продавать биостимулирующий продукт в Соединенных Штатах, необходимо вписать его в существующие категории, такие как удобрения, почвенные добавки, растительные добавки или полезные вещества, - говорит Том Кролл, менеджер по продуктам и техническим специалистам Nufarm по обработке семян. - Выбор категории зависит от состава продукта, желаемых требований и преимуществ, а также от доступных подтверждающих данных. К сожалению, определения категорий и требования не очень хорошо согласованы между штатами. Это приводит не только к различиям в содержании этикеток, но также к различиям в типах требуемых вспомогательных данных, особенно по части эффективности.

Хотя для биостимулятора, который продается, например, по содержанию питательных веществ, может быть достигнута одна единая маркировка в Соединенных Штатах, это не относится к продукту, который является поправкой для улучшения почвы, роста растений или полезной субстанцией. В среднем для почвенных и растительных «улучшателей» от четырех до пяти разных версий этикеток, чтобы соответствовать различным требованиям штатов и форматам этикеток. Это непросто для компаний, которые продавать этот товар по всей территории Соединенных Штатов».

Компании также ограничены в отношении требований, которые они могут предъявлять к этим продуктам. Такие термины, как «биостимулятор», не принимаются в большинстве штатов. Кроме того, государственные регулирующие органы могут интерпретировать заявления об улучшении роста растений как пестицидные характеристики, что вызывает необходимость регистрации продукта в качестве пестицида.

Так что же такое биостимуляторы

Если на данный момент биостимуляторы попадают в категорию продуктов, для которых нет юридического определения, на что ориентироваться покупателю?

«На одной стороне спектра сельскохозяйственной продукции находятся пестициды, в том числе биопестициды, которые защищают растения от болезней или насекомых-вредителей. Биостимуляторы не являются пестицидами. Они не предназначены для борьбы с вредителями», - говорит Кит Джонс, генеральный директор Биопродуктовой промышленности (BPIA). BPIA является торговой организацией, которая способствует ответственной разработке безопасных и эффективных биологических продуктов, включая биопестициды и биостимуляторы.

«На другой стороне спектра находятся продукты удобрений, в том числе биоудобрения. Биостимуляторы не являются удобрениями. Они не добавляют питательные вещества в растение, хотя они могут увеличить эффективность использования питательных веществ растением. Биостимуляторы находятся где-то посередине между этими двумя установленными категориями продуктов», - поясняет он.

BPIA вместе со всей отраслью биостимуляторов и другими отраслевыми торговыми группами, включая Американскую ассоциацию по торговле семенами, долго и кропотливо работали с федеральными законодателями и агентствами, чтобы включить в «Закон об улучшении сельского хозяйства от 2018 года» (Закон о фермах 2018 года) термины для юридического определения или описания биостимуляторов.

Результатом этих усилий является предлагаемое описание биостимуляторов с мандатом для USDA представить юридическое определение к 2020 году. В «Законе о фермах» представлено общее описание биостимуляторов, а не юридическое определение. Этот документ определяет биостимуляторы как:

«Вещество или микроорганизм, который при применении к семенам, растениям или ризосфере стимулирует естественные процессы для улучшения или улучшения усвоения питательных веществ, эффективности питательных веществ, устойчивости к абиотическому стрессу или качества и урожайности сельскохозяйственных культур».

Это изложено с тем, чтобы признать биостимуляторы новой категорией продукта, что дает американскому Минсельхозу и Агентству по охране окружающей среды год, чтобы вернуться в Конгресс с планом о том, как регулировать эти новые продукты.

«К концу 2019 года мы надеемся увидеть рекомендации для Конгресса о том, как определить биостимуляторы, а затем как их регулировать и продавать», - говорит Джонс.

«В конечном счете, мы хотели бы иметь глобальное юридическое определение. Для нас описание биостимуляторов в «Законе о фермах 2018 года» является огромным шагом вперед, как для индустрии биостимуляторов. Термин «биостимулятор» существует с конца 1990-х годов, но это может означать очень разные вещи. Хотя усилия по определению биостимуляторов продвигаются вперед, это по-прежнему означает, что производители и маркетологи не могут использовать этот термин для описания или сбыта своей продукции. Наша цель состоит в том, чтобы производители имели один ярлык для всех 50 штатов, где они могут использовать термин биостимулятор и предъявлять требования к биостимуляторам», - отметил Джонс.

Биостимулирующие вещества и микроорганизмы

В отсутствие юридического или нормативного определения биостимуляторов растений перечень и классификация участвующих веществ и микроорганизмов представляется несколько неопределенной.

Тем не менее, есть некоторые категории, которые широко признаны учеными, регулирующими органами и заинтересованными сторонами как в Европе, так и в Соединенных Штатах. Патрик дю Жарден из Университета Льежа в Бельгии описывает основные категории биостимулирующих продуктов, используемых в сельском хозяйстве и садоводстве.

Гуминовые и фульвокислоты. Гуминовые вещества являются естественными составляющими органического вещества почвы, которые образуются в результате разложения растительных, животных и микробных остатков. Гуминовые вещества также происходят из-за метаболической активности почвенных микробов, использующих эти субстраты. Большинство биостимулирующих эффектов этих кислот относятся к улучшению питания корней. Изменчивость в эффективности зависит от исходного материала, условий окружающей среды, а также от дозы и способа применения. Гуминовые и фульвокислоты извлекаются из естественно увлажненного органического вещества (например, из торфа или вулканических почв), компостов, вермикомпостов или минеральных отложений.

Белковые гидролизаты и другие N-содержащие соединения. Смеси аминокислот и пептидов получают путем химического и ферментативного гидролиза белков из побочных продуктов агропромышленного комплекса. Прямое воздействие на растения включает модуляцию поглощения и ассимиляции N и регуляцию ферментов, участвующих в ассимиляции N. Тем не менее существует растущая проблема безопасности использования белковых гидролизатов, полученных из побочных продуктов животного происхождения в пищевой цепи.

Экстракты водорослей и растительные препараты. Использование свежих морских водорослей в качестве источника органических веществ и удобрений столь же древнее, как и сельское хозяйство, но биостимулирующие эффекты этих источников были зарегистрированы лишь недавно. Это привело к коммерческому использованию экстрактов морских водорослей и очищенных соединений, которые включают полисахариды (ламинарин, альгинаты и каррагинаны) и продукты распада. Сообщалось также, что экстракты морских водорослей оказывают антистрессовое действие. Вещества, извлеченные из растений, используются в средствах защиты растений, хотя об их биостимулирующей активности известно гораздо меньше, чем о пестицидных свойствах.

Хитозан и другие биополимеры. Хитозан является формой биополимерного хитина, который производится как в естественных, так и в промышленных масштабах. Физиологические эффекты хитозана на растениях являются результатом его способности связывать широкий спектр клеточных компонентов, включая ДНК, плазматическую мембрану и компоненты клеточной стенки. Хитозан также связывается со специфическими рецепторами, участвующими в активации защитных генов.

Неорганические соединения. Химические элементы, которые способствуют росту растений и могут быть необходимы для определенных таксонов, но не требуются для всех растений, называются полезными элементами. Пять основных полезных элементов: алюминий, кобальт, натрий, селен и кремний присутствуют в почвах и растениях в виде различных неорганических солей. Многие сообщения о воздействии полезных элементов говорят о том, что они способствуют росту растений, качеству растительных продуктов и устойчивости к абиотическому стрессу. Хотя способы действия еще не полностью установлены, эти неорганические соединения влияют на осмотический, рН и окислительно-восстановительный гомеостаз, передачу сигналов гормонов и ферменты, участвующие в реакции на стресс.

Полезные грибы. Растения и грибы развивались одновременно с момента появления наземных растений. Расширенный спектр отношений сложился в течение эволюции. Сегодня растет интерес к использованию микоризы для продвижения устойчивого сельского хозяйства, учитывая широко распространенные преимущества симбиозов для эффективности питания, водного баланса и защиты растений от биотического и абиотического стресса.

Продукты на основе грибов, применяемые к растениям для повышения эффективности питания, устойчивости к стрессу, урожайности и качества продукции, получают все большее внимание как в качестве инокулянтов растений, так и в качестве модельных организмов для понимания переноса питательных веществ между грибновыми эндосимбионтами и их хозяевами.

Некоторые из этих грибов, в основном виды Trichoderma, были тщательно изучены и использованы для их биопестицидного и биоконтролирующего действия. Существуют убедительные доказательства того, что стимулируются многие реакции растений, в том числе повышенная толерантность к абиотическому стрессу, эффективность использования питательных веществ и рост органов. Эти грибные эндофиты могут рассматриваться как биостимуляторы, хотя их применение в сельском хозяйстве в настоящее время подтверждается заявлениями в качестве биопестицидов.

Полезные бактерии. Бактерии взаимодействуют с растениями всеми возможными способами. Бактериальные ниши простираются от почвы до внутренней части клеток растений с промежуточными местоположениями в ризосфере. Взаимодействия могут быть временными или постоянными. Некоторые бактерии могут передаваться через семена.

Бактериальные функции, влияющие на растительный покров растений, распространяются на биогеохимические циклы, снабжение питательными веществами, повышение эффективности использования питательных веществ, индукцию устойчивости к болезням, повышение устойчивости к абиотическому стрессу и модуляцию морфогенеза с помощью регуляторов роста растений.

В рамках этого таксономического, функционального и экологического разнообразия следует рассмотреть два основных типа сельскохозяйственных применений: мутуалистические эндосимбионты типа Rhizobium и мутуалистические ризосферные ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR). Ризобий и родственные таксоны продаются в виде биоудобрений, таких как микробные инокулянты, облегчающие усвоение питательных веществ растениями. PGPR являются многофункциональными и влияют на все аспекты жизни растений: питание и рост, морфогенез и развитие, реакция на биотический и абиотический стресс и взаимодействие с другими организмами в агроэкосистемах.

Позитивный прогноз для биологических продуктов

Когда в начале 2000-х годов BPIA уделяла более пристальное внимание биопестицидам, было лишь несколько компаний, проявляющих интерес к биостимуляторам. Спустя почти двадцать лет сотни компаний используют биостимулирующие препараты на разных этапах исследований и разработок.

По оценкам, в 1999 году мировой рынок биостимуляторов составлял 250 миллионов долларов. К 2017 году он возрос до 2 миллиардов долларов, и, согласно прогнозам, к 2021 году достигнет 3 миллиардов долларов. Большая часть этого расширения будет связана с тем, что происходит в Европейском союзе. Этот рынок на несколько лет опережает Соединенные Штаты с их правилами сбыта биостимулирующих препаратов.

Несколько факторов стимулируют этот рост на рынке биостимуляторов ЕС.

Во-первых, больше интереса со стороны общественности и потребителей и принятие биологических продуктов. Население ЕС становится более экологически сознательным, и биологические препараты соответствуют этому восприятию.

Во-вторых, новые технологии имеют подтвержденные результаты. Промышленность ЕС в настоящее время располагает данными за десятилетия, подтверждающими эффективность биологических препаратов и рассеивающими сомнения об их, якобы, ненадежности.

Разработка посевных применений является одной из самых быстрорастущих областей расширения рынка биостимуляторов. В глобальном масштабе Латинская Америка является самым быстрорастущим рынком для семенных биопрепаратов. Частично это связано с климатом региона, который создает больше абиотического стресса для посаженных семян и появления всходов.

«Для биостимулирующих продуктов с четко определенными способами действия, надежными полевыми данными и строгим контролем качества мы видим дальнейший рост как важнейшего компонента агротехнологий, - считает Луис Коупленд, глава Bayer по глобальному семеноводству. - В областях, где условия выращивания являются оптимальными для растений, эти виды продуктов могут показаться менее привлекательными. Но в то же время трудно прогнозировать погодные условия, а также воздействие вредителей и болезней. При правильной оценке и применении многие производители могут рассматривать эти продукты как своего рода «страховку» для решения проблемы изменчивости климата и давления вредителей. В районах с неблагоприятными условиями окружающей среды эти продукты могут повысить продуктивность урожая». 

Источник: https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/zrast/biostimuljatory-v-amerikanskom-apk-nahodjatsja-v-centre-vnimanija-i-obsuzhdenija.html