Na bazie morskich alg

    Plantpress

    Algi, glony, wodorosty… to różne określenia grupy organizmów, będących głównym producentem materii organicznej w zbiornikach wodnych, morskich i śródlądowych. Algi morskie charakteryzują się wyjątkowymi zdolnościami do intensywnego rozwoju, często w bardzo niesprzyjających warunkach, np. w strefie przybrzeżnej, gdzie narażone są na działanie fal oraz pozostawanie przez dłuższy czas poza środowiskiem wodnym podczas odpływów. Dlaczego więc tak dobrze sobie radzą, szybko regenerują uszkodzenia i zasiedlają nowe obszary? Wraz z poszukiwaniem odpowiedzi na to pytanie, rozpoczęło się też wykorzystywanie alg lub uzyskiwanych z nich produktów do wytwarzania nawozów dla rolnictwa i ogrodnictwa, a ostatnio także „szczepionek”, wzmacniających naturalną odporność roślin uprawnych na choroby. Jedną z firm, która produkuje preparaty na bazie alg jest francuskie przedsiębiorstwo Goëmar, reprezentowane na polskim rynku przez firmę Arysta LifeScience. W lutym br. grupa polskich dziennikarzy miała okazje odwiedzić laboratoria oraz zakład produkcyjny firmy Goëmar we francuskiej Bretanii.

    Przedsiębiorstwo Goëmar z siedzibą w Saint Malo działa we Francji od 1974 roku. Jego podstawową działalnością jest przetwarzanie pozyskiwanych u wybrzeży Bretanii alg morskich, dawniej dla celów kosmetycznych i rolniczych, obecnie – już wyłącznie tych drugich. W nowo wybudowanym zakładzie w Saint Malo algi przetwarzane są na nawozy, a w laboratorium z Saint-Pol de Léhon zespół pracowników pod kierownictwem Adeline Bordier kontynuuje badania nad możliwościami wykorzystania preparatów z alg w uprawie roślin.

    Surowce

    Do produkcji wykorzystywany jest przede wszystkim gatunek algi – Ascophyllum nodosum, powszechnie występujący w regionie Bretanii. Ten brązowej barwy wodorost tworzy pojedyncze pęcherze w długim, spłaszczonym „rzemieniu”, przypominającym liście. Większość „liści” wyrasta z podstawy – kiedy jeden zostanie uszkodzony, roślina regeneruje nowe z podstawy. W Bretanii glony te rozwijają się przyczepione do skał w strefie pływów morskich, stąd ich zbioru nie da się zmechanizować i musi być wykonywany ręcznie. Glony mogą pozyskiwać (sezon trwa od marca do listopada) wyłącznie licencjonowani zbieracze, tzw. goemoniers (fot. 1), którzy odcinają je na wysokości 5-15 cm od podstawy, żeby mogły odrosnąć. Na to samo miejsce zbioru można ponownie wrócić dopiero po 4-5 latach. Ścięte glony pakuje się w siatki z pływakami, które następnie zbierane są z morza przez płaskodenne łodzie (fot. 2). Ważny jest czas, gdyż aby zapobiec utracie cennych składników, glony muszą dotrzeć do fabryki, najpóźniej w ciągu 24 godzin.

    Przetwarzanie

    Rocznie fabryka firmy Goëmar zużywała dotąd około 500 ton świeżych alg, z których powstawało 3-4 mln litrów gotowych produktów. Nowo wybudowany zakład ma docelowo przetwarzać do 1000 ton alg rocznie. Dostarczane do fabryki glony są kontrolowane w celu sprawdzenia jakości, a następnie płukane wodą pod ciśnieniem, aby usunąć morskie zanieczyszczenia. Proces produkcyjny zaczyna się od rozdrobnienia glonów, co ważne bez użycia jakichkolwiek dodatków chemicznych ani wysokiej temperatury, które mogłyby zniszczyć cenne naturalne składniki. Stopniowe rozdrabnianie prowadzi do uzyskania zielonkawej emulsji, tzw. homogenatu (fot. 3), w którym pojedyncze komórki glonów zostały zniszczone w celu wydobycia ich cennej zawartości. Homogenat poddaje się dalszej filtracji mechanicznej, aby oddzielić z niego frakcje nieprzydatne, np. celulozę. Produktem filtracji jest tzw. filtrat – półprzezroczysty, żołtawozielonkawy płyn (fot. 3), który jest podstawą do produkcji nawozów. Ta ostatnia polega na wzbogaceniu filtratu w różne związki i substancje aktywne (selekcjonowane pod względem potrzeb specyficznych grup roślin uprawnych), a następnie odpowiednim rozcieńczeniu i konfekcjonowaniu w opakowania (fot. 4), które trafiają do rolników, producentów owoców, warzyw i roślin ozdobnych w 45 krajach świata.

    W nowym zakładzie powstała też linia produkcyjna do wytwarzania preparatu wspomagającego odporność roślin na choroby, często określanego mianem naturalnej szczepionki (we Francji zarejestrowanej pod nazwą Iodus 2, w innych krajach – Vacciplant; w Polsce ten produkt nie jest na razie zarejestrowany). Ten preparat wytwarzany jest z algi o nazwie listownica palczasta (Laminaria digitata), a proces produkcji jest niezmiernie skomplikowany, gdyż chodzi w nim o odzyskanie z glonów tylko jednej cennej substancji – laminaryny (z 600 kg świeżych glonów otrzymuje się zaledwie 30 kg gotowego produktu).

    Jak działają produkty z glonów?

    Fizjoaktywatory. Wieloletnia współpraca firmy Goëmar z francuskimi instytutami naukowymi (np. INRA – Narodowy Instytut Badań Rolniczych, uniwersytety w Rennes, Bordeaux i Marsylii) potwierdziła pozytywny wpływ filtratów z Ascophyllum nodosum na wzrost i plonowanie roślin. Tę grupę produktów określono mianem fizjoaktywatorów opartych na technologii PAT (Physio ActivatorTM Technology), gdyż pobudzają one wzrost i rozwój roślin. Polscy sadownicy znali do ubiegłego roku Goëmar BM 86, obecnie mają do wyboru jeszcze 4 inne, przeznaczone dla sadów oraz upraw krzewów owocowych i truskawek.

    Mechanizm działania fizjoaktywatorów opartych na technologii PAT wynika z ich równoległego wpływu na kilka procesów:

    • aktywacji odżywiania mineralnego roślin poprzez stymulację aktywności enzymów odgrywających kluczową rolę w pobieraniu składników pokarmowych (m.in. reduktazy azotanowej i fosfataz);
    • aktywacji fotosyntezy poprzez wzrost aktywności chlorofilu i jego zawartości w liściach;
    • aktywacji przyrostu biomasy roślin (zarówno części nadziemnej, jak i systemu korzeniowego) i w efekcie ich lepszego odżywienia mineralnego (m.in. w N, P, K, Mg, Mn i Fe) oraz zwiększenia wydajności fotosyntezy;
    • aktywacji kwitnienia i wiązania owoców poprzez stymulację syntezy poliamin, związków odpowiedzialnych za obfite kwitnienie, efektywne zapłodnienie oraz wiązanie owoców. Wyższe stężenie poliamin stymuluje także zwiększenie podziałów komórkowych, co prowadzi do wzrostu ich liczby i w efekcie – masy owoców.

    Adeline Bordier (fot. 5) z laboratorium w Saint-Pol de Léhon tłumaczyła, że działanie fizjoaktywatorów nie jest w praktyce efektem prostego dostarczenia wraz z filtratem z glonów makro- i mikroelementów, ale wynika z lepszego pobierania tych składników z podłoża. Potwierdziły to zresztą doświadczenia na roślinach uprawianych w podłożach inertnych (pozbawionych składników pokarmowych), w których – mimo zastosowania produktów z alg – zawartość składników pokarmowych w tkankach roślinnych wcale nie zwiększała się.

    Preparaty stymulujące odporność na patogeny. Na świecie wciąż poszukuje się metod produkcji, które nie stwarzałyby zagrożenia dla środowiska naturalnego. W rozwiązywaniu problemów ochrony roślin takim rozwiązaniem mogą być preparaty uzyskiwane z naturalnych składników. Jednym z nich jest dostępny w kilku krajach Unii Europejskiej (m.in. w Belgii, Francji, Wielkiej Brytanii), w Szwajcarii i Maroku, a od 2010 r. także w Stanach Zjednoczonych biostymulator Vacciplant (we Francji oferowany pod nazwą Iodus 2 CS), produkowany na bazie wyciągu z listownicy palczastej (Laminaria digitata). Ze względu na naturalne pochodzenie, Vacciplant ma nie stwarzać zagrożeń toksykologicznych i stymulować mechanizmy odpornościowe roślin, działając na zasadzie „szczepionki” zabezpieczającej roślinę przed infekcją chorób.

    Podczas ataku patogen wytwarza substancje uszkadzające ściany komórkowe rośliny (np. oligoglukany). Wszystkie szkodliwe substancje wytwarzane podczas ataku przez grzyby noszą ogólną nazwę elicytorów, czyli czynników stresowych stymulujących odpowiedź obronną roślin. Odpowiedzią rośliny na atak patogena i działanie elicytorów jest wytwarzanie przez kolejne komórki sygnału do obrony, która objawia się m.in.: lignifikacją ścian komórkowych oraz produkcją związków toksycznych dla czynnika chorobotwórczego (np. fitoaleksyn, związków fenolowych).

    Vacciplant działa więc jak elicytor, czyli udaje działanie substancji wytwarzanej podczas ataku patogena. W krajach, w których został zarejestrowany jest wykorzystywany, m.in., jako środek zapobiegawczy przed infekcjami mączniaka prawdziwego na plantacjach truskawek oraz przed zarazą ogniową w sadach z gatunkami ziarnkowymi owoców. Tylko w 2008 roku we Francji, Vacciplant został użyty na ponad 1500 ha sadów. W tym kraju zarejestrowany jest także biostymulator Iodus 2 Céréales, przeznaczony do zapobiegania chorobom grzybowym.

    fot. 1, 2 Goëmar, 3-5 W. Górka