Przełomowe rozwiązanie w ochronie roślin przed stresem

Głównym celem produkcji roślinnej jest uzyskiwanie wysokich i dobrej jakości. W przypadku wszystkich roślin za proces budowania masy roślinnej odpowiedzialny jest proces fotosyntezy. Odbywa się on głównie, kiedy aparaty szparkowe są otwarte. Praca aparatów szparkowych odpowiada za pobieranie głównych składników pokarmowych rośliny: węgla, tlenu i wodoru. Te trzy pierwiastki stanowią ponad 90% suchej masy roślin (grafika).

Węgiel jest dostarczany w formie dwutlenku węgla, który dostaje się przez aparaty szparkowe do wnętrza liści. W wyniku cyklu Calvina rośliny zamieniają CO2 w cukry, budują węgiel organiczny i tworzą suchą masę roślin. Rośliny szybko zamykają aparaty szparkowe przy wystąpieniu warunków stresowych. Wszyscy wiemy, że jeśli t np. gorąco to rośliny cierpią. Zahamowany jest wzrost roślin nawet na kilkanaście dni. Często, jeśli temperatura przekracza 35 C dochodzi również do uszkodzeń liści, pędów i owoców. Główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest mechanizm obronny roślin w postaci zamykania aparatów szparkowych, jako odpowiedź na zbyt wysoką temperaturę, suszę czy inne niekorzystne warunki stresowe. 

Okazuje się, ze jest nowa, naturalnego pochodzenia substancja, dzięki której możemy stymulować otwieranie aparatów szparkowych. Pozwala to na znaczne zwiększenie produktywności roślin, ograniczać uszkodzenia związane z upałami oraz znacznie lepiej pobierać z gleby składniki pokarmowe, jeśli tylko rośliny mają dostęp do wody. 

NATURALNA MOLEKUŁA, KTÓRA OTWIERA APARATY SZPARKOWE

Mało kto wie, że chlor (Cl-) jest niezbędnym mikroelementem, który wspólnie z potasem (K+) odpowiada za otwieranie i zamykanie aparatów szparkowych.  Najnowsze badania naukowe przeprowadzone w Polsce wykazały, że jest taka, naturalnego pochodzenia substancja, która przy oprysku roślin, po pewnym czasie rozpada się na wodę i anionową formę chloru (Cl-). Dostarczana jest więc roślinie tylko anionowa forma, bez kationu. Zachwiana jest równowaga jonowa co sprawia, że natychmiast otwierają się aparaty szparkowe. Nawet wtedy, kiedy roślina je naturalnie zamyka z powodu stresu abiotycznego. Co ciekawe, mechanizm ten funkcjonuje tylko, jeśli roślina ma zapewniony dostęp do wody. Przy braku wilgotności w strefie korzeniowej, aparaty szparkowe się nie otwierają. 

Substancją tą jest kwas podchlorawy (HOCl). Kwas podchlorawy jest naturalnie wytwarzany przez białe ciałka krwi ludzi i zwierząt. Wykorzystywany jest przez organizm do zwalczania stanów zapalnych i infekcji chorobowych. Jest bardzo ważnym składnikiem naszego systemu odpornościowego. Kwas podchlorawy jest uznawany za jeden z najbardziej skutecznych środków biobójczych, który zwalcza bakterie, grzyby i wirusy. Poza organizmem zwierząt i ludzi, kwas podchlorawy wytwarza się w specjalnych generatorach w wyniku elektrolizy naturalnej, ultraszystej  soli kuchennej  (NaCl) i wody. Kwas podchlorawy jest coraz częściej wykorzystywany nie tylko w eliminowaniu chorobotwórczych patogenów w uprawie roślin ale również do wydłużania trwałości i poprawiania jakości mikrobiologicznej owoców i warzyw po zbiorze (zamgławianie oraz wodny rozładunek).

Najnowsze wyniki badań pokazują, że kwas podchlorawy ma fascynujące, wręcz rewolucyjne właściwości biostymulujące w uprawie roślin. Bardzo zwiększa proces fotosyntezy, sprawia, że rośliny są schładzane w trakcie upałów oraz wpływa na lepsze dokarmianie roślin w składniki pokarmowe - głównie kationy. Wszystko to dzięki stymulowaniu otwierania aparatów szparkowych.  (rys. 1). 

Rysunek 1. Schemat otwierania aparatów szparkowych za pomocą kwasu podchlorawego (HOCl)

Kwas podchlorawy jest substancją, która może zmienić zasady gry, jeśli chodzi zredukowanie luki plonowania (yield gap) określonej odmiany. Jest to różnica pomiędzy potencjałem produktywności danej odmiany a rzeczywistym plonem. Potencjał produktywności roślin to pojęcie opisujące maksymalną zdolność rośliny (odmiany) do wytwarzania biomasy albo plonu, jaką może osiągnąć w idealnych warunkach, przy braku ograniczeń środowiskowych i stresu. 

PIERWSZY NA ŚWIECIE BIOSTYMULATOR NA BAZIE KWASU PODCHLORAWEGO

W 2025 roku został zarejestrowany w całej Unii Europejskiej biostymulator: Agro ECA Protect, który składa się z ustabilizowanego kwasu podchlorawego i zmikronizowanego zeolitu zawierającego krzem. Produkt jest opatentowany i produkowany w Polsce. Jest to pierwszy na świecie biostymulator zawierający kwas podchlorawy. Agro ECA Protect jest też dopuszczony do stosowania w ekologicznej produkcji. Wyniki badań pokazują, że może zwiększyć znacznie produktywność roślin oraz ograniczyć negatywne skutki stresu abiotycznego: wysokiej temperatury, upałów, gradu, uszkodzeń przymrozkowych. Przy okazji bardzo skutecznie redukuje negatywne skutki stresu biotycznego. Ma bowiem potwierdzone działanie w ograniczaniu chorób grzybowych i bakteryjnych. Zastosowany zaraz po wystąpieniu infekcji (na podstawie systemu monitoringu chorób), lub po opadach deszczu – wykazuje działanie interwencyjne. Likwiduje rozwijające się na powierzchni grzyby i bakterie. Skutecznie usuwa też z powierzchni wirusy. Może być również zastosowany już po wystąpienia objawów chorobowych. Wtedy w nieco wyższej dawce (4%) wykazuje działanie wyniszczające – ma działanie powierzchniowe i wgłębne.

STRATY W BUDOWANIU MASY ROŚLIN DO KILKUDZIESIĘCIU PROCENT

Badania wykonane w 2025 roku w Instytucie Ogrodnictwa w Skierniewicach na 4 gatunkach roślin ogrodniczych wykazały, że przy wystąpieniu przez 4 dni niewielkich upałów (temperatura w dzień: +32 C) to natężenie fotosyntezy spada o około 35% w stosunku do roślin, które rosną w optymalnej temperaturze (temperatura w dzień: +21 C). Wykres 1. 

Wykres 1. Średnie natężenie fotosyntezy (µmol CO2 m -2 s -1 ) z 4 gatunków roślin ogrodniczych (truskawki, ogórki, sałata, kapusta pekińska) po 4 dniach przebywania w warunkach wysokiej temperatury (+32o C) w stosunku do roślin, które rosły w optymalnych warunkach (+21o C). Badania wykonane w Instytucie Ogrodnictwa w 2025 roku

Przyrost masy po 12 dniach badań, w tym 4 dni stresu wysokiej temperatury był około 30% niższy u roślin poddanych stresowe wysokiej temperatury w stosunku do tych, które rosły w optymalnych warunkach Wykres 2 

Wykres 2. Średni przyrost masy z 4 gatunków roślin ogrodniczych (truskawki, ogórki, sałata, kapusta pekińska) po 12 dniach prowadzenia badań w warunkach optymalnych (+21o C). W stosunku do roślin, które rosły w warunkach optymalnych i były przeniesione na 4 dni do warunków wysokiej temperatury (+32o C). Badania wykonane w Instytucie Ogrodnictwa w 2025 roku. 

NIE TRACIĆ A ZWIĘKSZAĆ PRODUKTYWNOŚĆ ROŚLIN

Badania wykonane w Instytucie Ogrodnictwa wykazały, że zastosowanie oprysku kwasem podchlorawym (Agro ECA Protect) jeden dzień przed wystąpieniem wysokiej temperatury oraz ponowny zabieg w trakcie upałów (po 3 dniach od pierwszego), wykazały średnio dla 4 gatunków roślin ogrodniczych 100% większe natężenie fotosyntezy w stosunku do roślin, które były tylko spryskiwane wodą. Co bardzo ciekawe, to to, że natężenie fotosyntezy w roślinach opryskanych Agro ECA Protect i poddane stresowi wysokiej temperatury było ponad 30% większe niż w przypadku roślin, które cały czas przebywały w optymalnej temperaturze. Okazało się także, że opryskanie roślin kwasem podchlorawym, które rosły w optymalnych warunkach (+21 C w dzień) również bardzo zwiększyło natężenie fotosyntezy w stosunku do roślin, które przebywały w optymalnej temperaturze ale zostaly opryskane wodą. Tutaj średni wzrost natężenia fotosyntezy z 4 gatunków wyniósł ponad 80% (wykres 3).

Wykres 3. Średnie natężenie fotosyntezy (µmol CO2 m -2 s -1 ) z 4 gatunków roślin ogrodniczych (truskawki, ogórki, sałata, kapusta pekińska) w 4 kombinacjach. Badania wykonane w Instytucie Ogrodnictwa w 2025 roku.

Przyjrzyjmy się średniej masie roślin tych 4 gatunków w badaniu. Przyjmijmy, że 100% to masa roślin, które rosły w optymalnych warunkach przez cały okres badań (12 dni). Jak widać z wykresu 4, masa roślin, które przebywały przez 4 dni w stresowej temperaturze była ponad 30% niższa, niż tych które cały czas rosły w optymalnej temperaturze. W przypadku roślin opryskanych kwasem podchlorawym ale też rosnących w stresowej temperaturze masa roślin była tylko 7,5% niższa niż rosnących w optymalnej temperaturze i ponad 20% wyższa niż nie traktowanych tą substancją. W przypadku roślin potraktowanych Agro ECA Protect i rosnących w optymalnej temperaturze masa roślin była tylko 4% wyższa niż tych rosnących w optymalnej temperaturze ale opryskanych tylko wodą (wykres 4).

Wykres 4. Procentowa masa roślin 4 gatunków (truskawki, ogórki, sałata, kapusta pekińska) po 12 dniach prowadzenia badań. Jako 100% przyjęto masę roślin rosnących w optymalnych warunkach. Badania wykonane w Instytucie Ogrodnictwa w 2025 roku.

Wyniki tych badań wskazują, że największy wpływ na zwiększenie produktywności roślin ma stymulowanie otwierania aparatów szparkowych w warunkach stresowych. W warunkach optymalnych stymulowanie otwierania aparatów szparkowych również ma wpływ na zwiększenie produktywności, ale wzrost jest już niewielki.

WODA I OTWARTE APARATY SZPARKOWE – KLUCZ DO SCHŁADZANIA ROŚLIN

Badania przeprowadzone w Instytucie Ogrodnictwa w warunkach 32o C nie wykazały  prawie w ogóle widocznych objawów uszkodzeń roślin powodowanych wysoką temperaturą, jednak utrata w budowaniu masy roślin była już bardzo duża. Czasami zdarzają się jednak temperatury wyższe, które powodują duże uszkodzenia (poparzenia) roślin, w tym borówek.

Badania przeprowadzone w 2025 roku w Instytucie Ochrony Roślin w Poznaniu na 4 gatunkach roślin rolniczych wykazały już bardzo duże uszkodzenia roślin w przypadku wystąpienia  przez 3 dni w dzień temperatury  35o C.  Zastosowanie jeden dzień przed przeniesieniem roślin do temperatury +35oC kwasu podchlorawego (Agro ECA Protect) zredukowało uszkodzenia do minimum. Rośliny były tylko w niewielkim stopniu uszkodzone w stosunku do tych, które cały czas rosły w optymalnych warunkach. (fot. 1 i fot. 2). 

Fot. 1, Po lewej rośliny, które rosły w optymalnej temperaturze. Rośliny po środku, które rosły w optymalnej temperaturze i zostały przeniesione na 3 dni do temperatury 35°C. Rośliny po prawej rosły w optymalnej temperaturze, zostały opryskane Agro ECA Protect i zostały przeniesione na 3 dni do temperatury 35°C. Badania wykonane w Instytucie Ochrony Roślin w Poznaniu w 2025 roku: roślina burak cukrowy.

Fot. 2, Po lewej rośliny, które rosły w optymalnej temperaturze. Rośliny po środku, które rosły w optymalnej temperaturze i zostały przeniesione na 3 dni do temperatury 35°C. Rośliny po prawej rosły w optymalnej temperaturze, zostały opryskane Agro ECA Protect i zostały przeniesione na 3 dni do temperatury 35°C. Badania wykonane w Instytucie Ochrony Roślin w Poznaniu w 2025 roku: roślina burak cukrowy.

Badania przeprowadzone w Instytucie Ochrony Roślin w Poznaniu na 4 gatunkach roślin uprawnych: burak cukrowy, pszenica, jęczmień i kukurydza wykazały nie tylko ograniczenia uszkodzeń zbyt wysoką temperaturą przy zastosowaniu kwasu podchlorawego ale również wyższą zawartość chlorofilu, wyższy indeks wegetacji i lepszy wigor roślin w stosunku do tych, które nie potraktowano Agro ECA Protect.

Kwas podchlorawy wymusza otwieranie aparatów szparkowych nawet w upalne dni. Dzięki temu zwiększa się transpiracja. Woda pobierana przez korzenie schładza roślinę od środka a następnie jest wydalana na zewnątrz poprzez parowanie. Dzięki temu roślina jest chroniona przed przegrzaniem, podobnie jak pocenie się u ludzi. Rośliny muszą mieć jednak dostęp do wody, podobnie jak musimy pić w czasie upału.

Wyniki badań wykonane w Instytucie Ogrodnictwa wykazały, że zastosowanie kwasu podchlorawego przed wystąpieniem wysokiej temperatury zwiększa transpirację w trakcie upałów o około 20% (wykres 5). To wystarcza aby ograniczyć uszkodzenia roślin. 

Wykres 5. Średnie natężenie transpiracji (mmol H2O m-2s-1) z 4 gatunków roślin ogrodniczych (truskawki, ogórki, sałata, kapusta pekińska) w 4 kombinacjach. Badania wykonane w Instytucie Ogrodnictwa w 2025 roku

Drugim czynnikiem pomagającym ograniczyć oparzenia roślin w czasie upałów znajdującym się w produkcie Agro ECA Protect jest zeolit, który zawiera ponad 60% krzemu. Zeolit ma bardzo dużą powierzchnię właściwą i naniesiony na roślinę, tworzy mikrofilm - fizyczną barierę, która obniżała temperaturę i chroni liście i owoce przed promieniowaniem UV (fot. 3).

Fot. 3. Zdjęcia powierzchni liścia truskawki spod mikroskopu elektronowego. Po lewej nie opryskany. Po prawej opryskany Agro ECA Protect. Widoczny biały mikrofilm z zeolitu.

LEPSZE ZAOPATRZENIE ROŚLIN W KATIONY W TRAKCIE STRESU

Poprzez opryskiwanie roślin kwasem podchlorawym zaburzona zostaje równowaga jonowa w roślinie. Anionowa forma chloru powstała z kwasu podchlorawego wymusza pobieranie przez roślinę kationów w celu przywrócenia równowagi jonowej. Kationy są pobierane wraz z wodą i dzięki dużej transpiracji (nawet w wilgotne czy upalne dni) łatwo są transportowane w górne części roślin do młodych liści i owoców. Dzięki temu lepsze jest dokarmienie roślin między innymi w żelazo, mangan, cynk a nawet w wapń, który jest najmniej mobilnym pierwiastkiem w roślinie. Wiele badań laboratoryjnych liści czy owoców potwierdza większą zawartość tych składników w roślinach opryskiwanych kwasem podchlorawym.

W poniższych dwóch wykresach widoczne są wyniki porównania składników pokarmowych w liściach i owocach truskawek uprawianych na stołach w tunelu, które były 3 krotnie opryskane co 2 dni w trakcie upałów na początku lipca 2025 roku, kiedy temperatura dochodziła do +37oC. Widać na wykresach znacznie większą zawartość żelaza, manganu a także wapnia. Również większa jest zawartość krzemu oraz chloru, ale to są składniki dostarczane w produkcie Agro ECA Protect

Wykres 6. Wyniki analizy liści truskawki Odmiany Hademar (uprawa tunelowa na stołach). Wyniki po 1 tygodniu (3 zabiegi kwasem podchlorawym) przed i w trakcie upałów (37oC). Badania wykonane przez Agro Smart Lab w lipcu 2025 roku

Wykres 7. Wyniki analizy owoców truskawki Odmiany Hademar (uprawa tunelowa na stołach). Wyniki po 1 tygodniu (3 zabiegi kwasem podchlorawym) przed i w trakcie upałów (37oC). Badania wykonane przez Agro Smart Lab w lipcu 2025 roku

Szczegółowe wyniki badań znajdują się: https://agrosmartlab.pl/blog/kategoria/artykul/uprawa-roslin/

Mgr.inż Mirosław Maziarka, Prezes firmy Agro Smart Lab