Son yıllarda üreticilerde ilgi uyandırmaya başlayan biyostimülanların henüz yasal bir tanımı olmasada şu şekilde tanımlayabiliriz: Bitkilere veya rizosfere uygulandığında, bitkilerin besin alımını ve ürün kalitesini arttıran, gübre ihtiyacını azaltan, bitki büyümesini sağlayan, suya ve abiyotik strese karşı direnci arttıran, doğal süreçleri teşvik eden maddeler veya mikroorganizmalar olarak tanımlanan besin içeriğine biyostimülan denir.
"Biyolojik Bitki Aktivatörü", "Bitki Sağlığı Stimülatörü" ve "Bitkiler için Probiyotik" gibi etiketler taşıyan ürünlerde biyostimülan sınıfına girmektedir.
Biyostimülanlar gübre olarak sınıflandırılmazlar ve zararlılar üzerinde doğrudan etkileri yoktur. Bu ürünlerin amacı, bitki büyümesini teşvik etmek ve bitki sağlığını optimize etmektir.
Bitkinin gelişim sürecinde iyi bir performans göstermesini sağlayan biostimülanlar aynı zamanda bitkinin yüksek verim ve kalitesi üzerinde de etkilidir. Besin içeriği ne olursa olsun, bitkilere uygulanan biostimülanlar, bitkinin beslenme verimliliğini, abiyotik stres toleransını ve bitki kalitesinide arttırmaktadır.
Tohumlara, bitkilere ve toprağa uygulanabilen biyostimülanlar, abiyotik streslere karşı geliştirilmiş tolerans yoluyla; bitki büyümesi, tohum veya tane veriminin kalitesini arttırmak için hayati ve yapısal süreçlerde değişikliklere neden olmanın yanında gübre ihtiyacını da azaltmaktadır.
Abiyotik stresler, bitkilerin büyümesi ve üretkenliğinde, günümüz üreticilerini endişelendiren önemli konulardan biridir. Kuraklık, tuzluluk ve aşırı sıcaklar gibi abiyotik stresler, günümüzde küresel olarak büyük mahsul kayıplarına neden olmaktadır. Bu kayıpları önlemek için biyostimülanlar, üretkenliği optimize etmek ve bitkilerdeki fizyolojik süreçleri değiştirmek amacıyla üretim sistemlerine giderek daha fazla entegre edilmektedir.
Biyostimülanlar doğru şekilde uygulandığında, bitkilerin fizyolojik süreçleri üzerine etki ederek, büyüme, gelişme, su stresi, tuzluluk ve toksik alüminyum gibi toksik elementlere yanıtlar için potansiyel faydalar sağlamaktadır.
Geleneksel azot, fosfor ve potasyumlu gübrelerden farklı olan bu ürünler, formüllerinde hümik asitler, deniz yosunu özleri, vitaminler, amino asitler, askorbik asit ve diğer kimyasallar gibi çeşitli organik bileşikler içerebilir.
Bitkinin yalnızca canlılığına etki eden biyostimülanlar, hastalık, zararlı veya yabani otlara karşı hiç bir doğrudan bir etki sağlamazlar.
Biyostimülanları 6 kategoriye ayırabiliriz.
Protein Hidrolizatlar
Bunlar hem bitki kaynaklarından hem de hayvan atıklarından kimyasal ve enzimatik protein hidrolizi ile elde edilen aminoasitler ve peptid karışımlarıdır. Özellikle bitki bazlı peptidler, çok işlevli aktiviteleri nedeniyle biyostimülanların en ilgi çekici olanıdır.
Humik ve Fulvik Asitler
Toprakta doğal olarak oluşan, bitki, hayvan ve mikrobiyal kalıntıların ayrışması sonucu oluşan organik asitlerdir. Bu asitler ayrıca toprak mikrop aktivitesinden de gelebilir.
Deniz Yosunu Özleri ve Botanikler
Deniz yosunu özütü, küçük besinler ve sitokininler gibi bitki hormonları içerebilir. Bitki özleri, bitki metabolizmasını veya doğal savunma sistemlerini harekete geçirebilecek maddeler içerebilir. Bu özütlerin tam kimyasal yapısı genellikle bilinmemektedir.
Kitosan ve Diğer Biyopolimerler
Kitosan, kırmızı renkli kabuklu deniz canlılarının kabuklarından elde edilen doğal lifler olup; biyopolimerler ise bitki veya hayvan kaynaklarından türetilen spesifik moleküllerdir
İnorganik Bileşikler
Bunlar bitki büyümesini, ürün kalitesini ve abiyotik strese toleransı teşvik eden silika, selenyum, kobalt gibi minerallerdir.
Faydalı Bakteriler
Bazen bitki “probiyotikleri” olarak değerlendirildiğinde, bunların anlaşılması karmaşıktır. Bu ürünlerin etkisi, canlı mantarların ve/veya bakterilerin aktivitesine dayanmaktadır.
Biyostimülanların Faydaları
Biyostimülanların faydalarını 6 başlık altında sıralayabiliriz:
- Verim artışları ve mahsul kalitesinin iyileştirilmesi için bitkinin metabolizmasının etkinliğinin iyileştirilmesi;
- Abiyotik streslere karşı bitki toleransının artırılması ve bunlardan kurtulma;
- Besin asimilasyonunu, yer değiştirmesini ve kullanımını kolaylaştırmak;
- Şeker içeriği, renk gibi ürünün kalite özelliklerinin iyileştirilmesi;
- Su kullanımının daha verimli hale getirilmesi;
- Özellikle tamamlayıcı toprak mikro organizmalarının gelişimini teşvik ederek toprak verimliliğini artırmak.
Bitkilerde Biyostimülanlar ve Abiyotik Stresler
Biyotik stres, büyümeyi ve verimi optimum seviyelerin altına düşüren çevresel koşullar olarak tanımlanmaktadır. Soğuk, kuraklık ve tuz gibi abiyotik stresler, bitki gelişimini ve mahsul verimliliğini büyük ölçüde etkiler. Abiyotik stres, iklimdeki sürekli değişiklikler ve insan faaliyetlerinin neden olduğu çevrenin bozulması nedeniyle gıda güvenliği için büyük bir tehdit haline gelmektedir. Abiyotik stresle başa çıkmak için bitkiler, bu tür streslere yanıt vermek ve uyum sağlamak için bir dizi moleküler, hücresel ve fizyolojik değişiklik başlatabilir.
İlgili Ürünler
Abiyotik stresler, bitki büyüme koşullarını optimize ederek ve su ve besin maddeleri ve bitki büyüme düzenleyicileri (PGR'ler - oksinler, sitokininler, gibberellinler, strigolaktonlar ve brassinosteroidler) ile önlenebilir. Bu geleneksel yaklaşımlara ek olarak, biyostimülanlar bitkilerdeki fizyolojik süreçleri değiştirerek üretkenliği optimize etmeyi destekler. Biyostimülanlar, büyümeyi teşvik etmek, stresin neden olduğu sınırlamaları azaltmak ve verimi artırmak için bitkilerdeki fizyolojik süreçlerin düzenlenmesi ve/veya modifikasyonu için potansiyel olarak yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Bitkilerde Biyostimülanlar ve Su Stresi
Kuraklık, dünyanın pek çok yerinde, özellikle kurak ve yarı kurak alanlarda bitkiler için en önemli ve yaygın stres faktörlerinden biridir. Kuraklık stresi çok boyutlu bir strestir ve genellikle bitkilerin fizyolojik, morfolojik, ekolojik, biyokimyasal ve moleküler özelliklerinde değişikliklere yol açar. Ayrıca bitki büyümesi ve veriminin niceliğini ve kalitesini de olumsuz etkileyebilir. Bitkiler, su eksikliğinin süresi ve şiddeti ile bitki türü, yaşı ve gelişme aşamasına bağlı olarak su açığına yanıt verir.
Düşük su mevcudiyetine sahip olan topraklarda, tohuma yada bitkiye yapılan uygulamalar; bitkilerin gübre ihtiyacını azaltmasına ilave, verim artışı, su ve iklim streslerine karşı dirençlerinide arttırmaktadır.
Su stresine maruz kalan bitkilerin hücreleri serbest radikaller tarafından zarar görür. Ancak biyostimülanlarla güçlendirilen antioksidanların etkisi, antioksidan seviyelerindeki artış nedeniyle bu radikallerin toksisitesini azaltarak bitkilerin savunma sistemini arttırır. Yüksek antioksidan seviyelerine sahip bitkiler, hem ideal yetiştirme koşulları hem de çevresel stres altında, yapraklarda yüksek su içeriği ve düşük hastalık insidansı sağlayarak kök ve sürgün büyümesini iyileştirir.
Su eksikliği, bitki büyümesini çeşitli yönlerden etkiler. Su stresinin en belirgin özellikleri; bitki büyümesinde gerileme, yaprak büyüklüğünde küçülme ve ürün verimliliğinin azalması olarak görülür. Son yıllarda daha yüksek tarımsal verimlilik elde etmek için su stresi altındaki bitkilerde, biyostimülan olarak kabul edilen ürünlerin araştırılması ve kullanımı artmaktadır. Örneğin, su stresi altında olan domateslere yapraktan uygulanan biyostimülan ile; domates meyvelerinin optimum düzeyde gelişmeye devam ettiği gözlemlenmiştir.
Bitkilerde Biyostimülanlar ve Tuz Stresi
Tuz stresi, bitkinin büyümesi ve verimini sınırlayan ciddi faktörlerden biridir. Toprak suyundaki tuzlar, bitkinin su alma kabiliyetini azaltarak bitki büyümesini engelleyebilir ve bu da büyüme hızında azalmaya neden olur. Ayrıca bitkiye giren aşırı miktardaki tuz, terleme ile birlikte yapraklarda hücre hasarına yol açar ve buda büyümede daha fazla azalmaya neden olabilir. Bu tuzluluk etkileri, iyon dengesinde bozulmalara ve toksisiteye neden olarak, bitki büyümesinin azalmasına ve verimliliğin düşmesine neden olan bir diğer etmendir.
Tuzluluk koşullarında ekim için kullanılan yönetim stratejileri, üretkenliği ve arazi kullanımını artırabilir. Bu stratejiler arasında, organik madde ve biyo gübrelerin uygulanması, organik ve inorganik maddelerin yapraklara uygulanması ve biyostimülanların uygulanması bulunmaktadır.
Hümik maddelere dayalı biyostimülanlar; biyostimülatör aktiviteleri nedeniyle tuzluluğa karşı stresten korunma açısından incelenmiştir. Tuz stresi altında bulunan topraklardaki bitkilere yapılan biyostimülan uygulamalarında, toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerine ilave olarak bitki gelişimlerinden de iyileşmeler gözlenmiştir.
Bitkilerde Biyostimülanlar ve Sıcaklık Stresi
Bitkilerde sıcaklık stresi, stres etkilerin bağlı olarak; yüksek, soğuk ve donma sıcaklığı olarak 3 e ayrılır. Sıcaklık stresi bitkilerde düşük çimlenme oranları, büyümede gerileme ve fotosentezde azalma ile kendini gösterir ve bunun sonucunda bitki genelde ölür.
Sıcaklık faktörü, tarımsal üretimdeki bir çok bitkinin çimlenmesi ve erken gelişimi için bir engeldir. Çalışmalar, özellikle yüksek sıcaklığa maruz kalmış olan tohumların çimlenmeleri üzerindeki olumsuz etkilerini göstermektedir. Bu nedenle biyostimülanlar, bu tür etkileri hafifletmek için ve kuraklık, tuzluluk ve yüksek sıcaklık değişimleri gibi abiyotik streslere karşı bitkinin savunma sistemlerinin güçlenmesini destekleyebilmektedir.