PL247049B1

PL247049B1 - Biostymulator roślinny i sposób jego wytwarzania

Info

Publication number: PL247049B1
Application number: PL448421A
Authority: PL
Inventors: Sławomir Kocira; Agnieszka Szparaga; Andrea Bohatá; Michał Świeca; Anna Krawczuk; Petr Bartoš; Jan Bárta; Jan Šima; Jan Bedrniček; František Lorenc; Pavel Olšan; Jana Lencovâ; Adéla Stupková; Markéta Jarošová; Kristýna Perná
Original assignee: Univ Of South Bohemia In Ceske Budejovice; Univ Przyrodniczy W Lublinie
Priority date: 2024-04-25
Filing date: 2024-04-25
Publication date: 2025-05-05
Also published as: EP4640062A1; PL448421A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest biostymulator roślinny, uzyskany przy użyciu ekstrahenta w postaci wody, charakteryzujący się tym, że stanowią go ekstrakty botaniczne z wysuszonych części nadziemnych skrzypu polnego (Equisetum arvense), owoców dzikiej róży (Rosa canina) i korzeni mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis) otrzymywane jako napar z 45,0 do 50,0 g skrzypu polnego, 1,5 do 3,5 g owoców dzikiej róży i 0,1 do 0,5 g korzeni mydlnicy lekarskiej na 1000 ml wody. Biomasa roślinna przed ekstrakcją poddana jest działaniom mikrofal o mocy od 250 do 750 W generowanych przy ciśnieniu od 75 do 125 Pa. Przedmiotem wynalazku jest też sposób wytwarzania biostymulatora.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest naturalny biostymulator roślinny, wykorzystujący ekstrakty botaniczne, aplikowany celem poprawy wzrostu i rozwoju roślin oraz sposób jego wytwarzania.

Zgodnie z zasadami allelopatii, rośliny danego gatunku mogą wytwarzać substancje chemiczne, które wpływają na kiełkowanie, wzrost i rozwój innych roślin.

Znane są biostymulatory produkowane z szerokiej gamy surowców (substancje humusowe, wodorosty morskie, rośliny, żywe kultury drobnoustrojów, hydrolizaty białkowe i aminokwasy, oraz syntetyczne cząsteczki), które mogą działać na różnym poziomie metabolicznym, sprzyjając lepszemu przyswajaniu, przemieszczaniu i wykorzystywaniu składników odżywczych. Jak dotąd prowadzone są badania nad wpływem ekstraktów z Moringa oleifera na jakość plonu roślin uprawnych, zarówno na poziomie biochemicznym, hormonalnym, jak i genetycznym (Caradonia, F.; Battaglia, V.; Righi, L.; Pascali, G.; La Torre, A. Plant biostimulant regulatory framework: prospects in europe and current situation at international level, J Plant Growth Regul 2018, 38, 2, 438-448).

Znany jest biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin opisany w patencie Pat.242829. Wynalazek opisuje biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin, pochodzenia roślinnego, charakteryzujący się tym, że stanowi go wodny ekstrakt botaniczny z korzenia Arctium lappa L.

Znany jest preparat biostymulujący pochodzenia roślinnego i sposób jego przygotowania opisany w patencie WO2007/052282A1. Wynalazek opisuje biostymulator pochodzenia roślinnego i sposób jego otrzymywania. Biostymulator pochodzenia roślinnego jest przygotowywany z Nicotina tabacum L, poprzez kontrolowaną fermentację tytoniu. Może być stosowany jako preparat do zaprawiania nasion oraz oprysku roślin.

Znany jest biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin opisany w patencie Pat.242830. Wynalazek opisuje biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin, pochodzenia roślinnego, charakteryzujący się tym, że stanowi go wodny ekstrakt botaniczny z nasion Linum usitatissimum L.

Znany jest biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin opisany w patencie Pat.242827. Wynalazek opisuje biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin, pochodzenia roślinnego, charakteryzujący się tym, że stanowi go ekstrakt botaniczny z kwiatu Verbascum thapsus L.

Znane jest zastosowanie wodnego ekstraktu z liści Artemisia absinthium L. opisane w patencie Pat.242826. Wynalazek opisuje zastosowanie wodnego ekstraktu z liści Artemisia absinthium L. jako biopreparatu do intensyfikacji plonowania roślin uprawnych, w szczególności roślin z rodziny bobowatych.

Znany jest biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin opisany w patencie Pat.242828. Wynalazek opisuje biostymulator do intensyfikacji plonowania roślin, pochodzenia roślinnego, charakteryzujący się tym, że stanowi go ekstrakt botaniczny z korzenia Levisticum officinale L.

Znany jest również wynalazek, opisany w patencie CN107372637A, który dotyczy rodzaju i metody przygotowania biostymulatora, bazującego na odpadach zwierzęcych i roślinnych. Przedstawiony w patencie biostymulator, ma wpływ na stymulowanie wzrostu roślin oraz promowanie wzrostu owoców i korzeni.

Znany jest patent na biostymulator wzrostu roślin oparty na algach morskich PL 230687. Istotę wynalazku stanowi biostymulator wzrostu roślin, zawierający od 0,1 do 60,0% masowych nadkrytycznego ekstraktu z biomasy makroalgi Fucus species, uzyskanego przy użyciu ekstrahenta w postaci nadkrytycznego ditlenku węgla (CO2).

Z publikacji zgłoszenia patentowego CN107573183A znane jest zastosowanie pozostałości z nasion Arctium lappa do wytwarzania nawozu pobudzającego wzrost plonów. Przygotowanie nawozu obejmuje następujące etapy: kruszenie suchych nasion Arctium lappa, wykonanie ekstrakcji podkrytycznej nasion Arctium lappa przy użyciu butanu, propanu lub eteru dimetylowego jako mediów i usunięcie oleju z nasion Arctium lappa w celu uzyskania pozostałości i następnie dalsza ekstrakcja pozostałości przy użyciu metanolu lub etanolu i oddzielenie ekstraktu.

Ze stosowania znane są wywary i fermentowane wyciągi z takich roślin jak pokrzywa zwyczajna, skrzyp polny, mniszek lekarski, skórki bananów, czy wrotycz pospolity.

Jednym z narzędzi do tworzenia nowych i naturalnych biostymulatorów jest identyfikacja potencjału produktów naturalnych pochodzenia roślinnego. Stosowanie tych łatwo dostępnych preparatów w uprawie roślin jest tanie i bezpieczne. Stworzenie nowego naturalnego biostymulatora roślinnego, o odpowiednim potencjale bioaktywnym, umożliwiającym jego dolistne i doglebowe aplikowanie, wyma gało precyzyjnego wieloaspektowego podejścia w doborze gatunków roślin, które pozwolą podczas procesu ekstrakcji uzyskać jak najkorzystniejszy skład chemiczny i jak najniższe napięcie powierzchniowe wytworzonego produktu.

Istotą biostymulatora roślinnego do intensyfikacji wzrostu i rozwoju roślin jest to, że stanowią go ekstrakty botaniczne z wysuszonych części nadziemnych skrzypu polnego (Equisetum arvense), owoców dzikiej róży (Rosa canina) i korzeni mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis) otrzymywane jako napar z 45,0 do 50,0 g skrzypu polnego, 1,5 do 3,5 g owoców dzikiej róży i 0,1 do 0,5 g korzeni mydlnicy lekarskiej na 1000 ml wody, przy czym sucha biomasa roślinna przed ekstrakcją poddana jest działaniom mikrofal o mocy od 250 do 750 W generowanych przy ciśnieniu od 75 do 125 Pa. Biostymulator jako ekstrakt wodny zawiera:

- makroelementy w następujących ilościach mg/l: Ca: 813,00±14,18; K:2010,00±36,06;

Mg: 397,67±6,03; Na: 5,51±0,04; P: 712,11±11,24;

- mikroelementy w następujących ilościach, mg/l: Cu: 0,02±0,00; Fe: 0,12±0,02; Mn: 1,73±0,03; Sr: 3,24±0,03; Zn: 0,40±0,02;

- polifenole, łącznie 1299,00±21,23 mg GAE/l;

- cukry redukujące w ilości, mg GLU/l: 73,66±4,15;

- białko w ilości, mg BSA/l: 123,16±10,53;

- wolne aminokwasy i peptydy w ilości mg LEU/l: 445,07±74,91;

- prolina w ilości, mg/l: 43,82±2,06;

- kwas abscysynowy w ilości, ng/l: 139,36±6,01;

- kwas 3-indolooctowy w ilości, μg/l 4,82±0,23;

- kwas giberelinowy w ilości, mg/l: 12,96±0,78

Biostymulator jako ekstrakt wodny charakteryzuje się:

- zdolnością do wygaszania rodników ABTS: 1,14±0,06 mg TE/ml,

- siłą redukcji: 2,28±0,10 mg TE/ml,

- zdolnością do wygaszenia rodników hydroksylowych: 19,37±1,84 mg TE/ml,

- zdolnością chelatowania: 3,22±0,12 mg/ml,

- napięciem powierzchniowym: 49,36±1,43 mN/m.

Istota sposobu wytwarzania biostymulatora roślinnego przy użyciu ekstrahenta w postaci wody polega na tym, że stosuje się ekstrakty botaniczne pozyskane z wysuszonych części nadziemnych skrzypu polnego (Equisetum arvense), owoców dzikiej róży (Rosa canina) i korzeni mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis) otrzymywane jako napar z 45,0 - do 50,0 g skrzypu polnego, 1,5 - 3,5 g owoców dzikiej róży i 0,1 - 0,5 g korzeni mydlnicy lekarskiej na 1000 ml wody, przy czym przed ekstrakcją suchą biomasę poddaje się działaniom mikrofal w czasie od 30 do 90 s od 250 do 750 W generowanych przy ciśnieniu od 75 do 125 Pa.

Preparat ten jest produktem naturalnym, nietoksycznym całkowicie rozpuszczalnym w wodzie. Zastosowanie etapu aktywowania mikrofalami pozwala zmniejszyć napięcie powierzchniowe biostymulatora.

Związki polifenolowe i aminokwasy oraz fitohormony stanowią najważniejsze związki aktywne w naturalnym biostymulatorze intensyfikującym wzrost i rozwój roślin, opartym na ekstraktach botanicznych. Roślinny preparat biostymulujący charakteryzuje się własnościami wzmacniania odporności swoistej roślin na stres abiotyczny ze względu na koncentrację związków biologicznie czynnych, które w odpowiednich stężeniach mają działanie stymulujące kiełkowanie i wzrost roślin.

Biostymulator ten ma postać płynną i przeznaczony jest do aplikacji dolistnej, w uprawach roślin. Roztwory robocze biostymulatora, dostarczane roślinom przez oprysk są w pełni przez nie przyswajane.

Roślinny preparat biostymulujący charakteryzuje się także ograniczoną tendencją do destabilizacji. Przedstawiony biostymulator może być krótkotrwale przechowywany, ze względu na brak dodatku substancji konserwujących. Zastosowanie wody, jako czynnika ekstrahującego, zamiast etanolu, metanolu czy acetonu, zapewnia wytworzenie mieszaniny związków biologicznie aktywnych, neutralnych dla środowiska i nadających się do wykorzystania w rolnictwie ekologicznym.

Zaprezentowany biostymulator stanowi także opcję alternatywną dla produktów pozyskiwanych z roślin tropikalnych czy alg morskich, co zmniejsza koszty związane z dostępnością i transportem surowców czy produktów, a w konsekwencji z ceną produktów przeznaczonych do regulacji wzrostu i rozwoju roślin uprawnych.

Przedmiot wynalazku został pokazany w przykładzie, obrazującym skład roślinnego biostymulatora i wpływu dolistnej aplikacji w warunkach kontrolowanych na wzrost roślin soi.

PL 247049 Β1

Przykład

Suchą biomasę z części nadziemnych skrzypu polnego (Equisetim arvense), owoców dzikiej róży (Rosa canina) i korzeni mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis) poddaje się przez 60 s działaniom mikrofal o mocy 500 W generowanych przy niskim ciśnieniu 100 Pa. Z tak aktywowanych części roślin tworzy się mieszankę, z której przy użyciu ekstrahenta w postaci wody otrzymywany jest biostymulator jako napar, stosując 47,5 g skrzypu polnego, 2,3 g owoców dzikiej róży i 0,2 g korzeni mydlnicy lekarskiej na 1000 ml wody.

Komponent	Zawartość
Mikroelementy (mg/1)
Ca	813,00±14,18
K	20I0,0Q±36,06
Mg	397,67±6,03
Na	5,5I±0,04
P	712,11±11,24
Mikroelementy (mg/1)
Cu	0,02±0,00
Fe	0,12±0,02
Mn	1,73*0,03
Sr	3_s24±0,03
Zn	0,40±0,02
Pozostałe składniki
polifenole, mg GAE/1	1142,50±47,21
cukry redukujące, mg GLU/1	73,66*4,15
białko, mg BSA/1	123,16*10,53
wolne aminokwasy i peptydy, mg LEU/ł	445,07*74,91
prolina, mgd	43,82±2,06
Fitohormony
kwas abscysynowy, ng/1	139,36±6,01
kwas indolo-3-octowy, pg/l	4,82±0,23
kwas gi bereł i nowy, mg/1	12,96±0,78

Wytworzony biostymulator charakteryzował się potencjałem przeciwutleniającym:

- zdolność do wygaszania rodników ABTS: 1,14±0,06 mg TE/ml,

- siła redukcji: 2,28±0,10 mg TE/ml,

- zdolność do wygaszenia rodników hydroksylowych: 19,37±1,84 mg TE/ml,

- zdolność chelatowania: 3,22±0,12 mg/ml.

Napięcie powierzchniowe wytworzonego biostymulatora roślinnego miało wartość: 49,36±1,43 mN/m (napięcie powierzchniowe wody użytej do ekstrakcji miało wartość 71,95±0,37 mN/m).

Biostymulator roślinny o podanym składzie i parametrach przeznaczony jest do aplikacji dolistnej.

Efekt stosowania biostymulatora przygotowanego wg Przykładu w warunkach kontrolowanych

W 2023 r. przeprowadzono doświadczenie mające na celu sprawdzanie skuteczności, pozyskiwanego wg ww. Przykładu, biostymulatora do intensyfikacji wzrostu i rozwoju roślin. Jako roślinę testową wybrano soję odmiany Abelina. Doświadczenie przeprowadzono w warunkach kontrolowanych (fitotron) w czterech powtórzeniach po 20 roślin na każde powtórzenie i kombinację. Biostymulator apli

PL 247049 Β1 kowano dolistnie dwukrotnie (w 14 i 21 dniu po wschodach) w ilości 0,5 ml każdorazowo. Próbę kontrolną opryskiwano wodą służącą do wykonania ekstraktów. Po 3 dniach od każdej aplikacji pobierano rośliny i mierzono: długość korzeni, wysokość roślin oraz masę korzeni i części nadziemnych. Aplikacja biostymulatora w formie oprysku stymulowała rozwój roślin, co pozwoliło uzyskać rośliny wyższe i o lepiej rozwiniętym systemie korzeniowym w porównaniu z kombinacją kontrolną. Mierzone parametry przedstawiono w poniższej tabeli (kontrola = 100%).

Aplikacja	Pomiar po 1 oprysku	Pomiar po U oprysku
Długość korzeni	Wysokość roślin	Masa korzeni	Masa części nadziemnej	Długość korzeni	Wysokość roślin	Masa korzeni	Masa części nadziemnej
Kombinacja kontrola (oprysk wodą)	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%
Oprysk biostymulatorem	H2%	108%	i 14%	112%	117%	111%	119%	115%

Claims

1. Biostymulator roślinny, uzyskany przy użyciu ekstrahenta w postaci wody, znamienny tym, że stanowią go ekstrakty botaniczne z wysuszonych części nadziemnych skrzypu polnego (Equisetum arvense), owoców dzikiej róży (Rosa canina) i korzeni mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis) otrzymywane jako napar z 45,0 do 50,0 g skrzypu polnego, 1,5 do 3,5 g owoców dzikiej róży i 0,1 do 0,5 g korzeni mydlnicy lekarskiej na 1000 ml wody, przy czym biomasa roślinna przed ekstrakcją poddana jest działaniom mikrofal o mocy od 250 do 750 W generowanych przy ciśnieniu od 75 do 125 Pa.

2. Biostymulator, według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera makroelementy w następujących ilościach mg/ml: Ca: 813,00+14,18; K:2010,00±36,06; Mg: 397,67±6,03; Na: 5,51+0,04; P: 712,11+11,24; mikroelementy w następujących ilościach, mg/l: Cu: 0,02±0,00; Fe: 0,12±0,02; Mn: 1,73±0,03; Sr: 3,24±0,03; Zn: 0,40±0,02; polifenole, łącznie 1299,00+21,23 mg GAE/I; cukry redukujące w ilości, mg GLU/I: 73,66+4,15; białko w ilości, mg BSA/I: 123,16+10,53; wolne aminokwasy i peptydy w ilości mg LEU/I: 445,07+74,91; prolina w ilości, mg/l: 43,82+2,06; kwas abscysynowy w ilości, ng/l: 139,36+6,01; kwas 3-indolooctowy w ilości, pg/l 4,82+0,23; kwas giberelinowy w ilości, mg/l: 12,96+0,78.

3. Biostymulator, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zdolność do wygaszania rodników ABTS wynosi 1,14+0,06 mg TE/ml, zdolność do wygaszenia rodników hydroksylowych wynosi 19,37+1,84 mg TE/ml, natomiast siła redukcji wynosi 2,28+0,1 mg TE/ml, zaś zdolność do chelatowania: 3,22+0,12 mg/ml.

4. Biostymulator, według dowolnego z zastrz. 1-3, znamienny tym, że napięcie powierzchniowe wytworzonego biostymulatora roślinnego wynosi 49,36+1,43 mN/m.

5. Sposób wytwarzania biostymulatora roślinnego przy użyciu ekstrahenta w postaci wody, znamienny tym, że stosuje się ekstrakty botaniczne pozyskane z wysuszonych części nadziemnych skrzypu polnego (Equisetum arvense), owoców dzikiej róży (Rosa canina) i korzeni mydlnicy lekarskiej (Saponaria officinalis) otrzymywane jako napar z 45,0 - do 50,0 g skrzypu polnego, 1,5 - 3,5 g owoców dzikiej róży i 0,1 - 0,5 g korzeni mydlnicy lekarskiej na 1000 ml wody, przy czym przed ekstrakcją suchą biomasę poddaje się działaniom mikrofal w czasie od 30 do 90 s i mocy od 250 do 750 W generowanych przy ciśnieniu od 75 do 125 Pa.