(Zadnja izmjena članka 03/09/2024)
Sadržaj članka
Hitozan hidroklorid i primjena u poljoprivrednoj proizvodnji
Hitozan (hitozan-hidroklorid) je organski spoj koji se dobiva iz ljuski morskih školjkaša, te ima široku primjenu u poljoprivrednoj proizvodnji. Osnovni učinak hitozana je biofungicidni učinak na brojne biljne bolesti. Osim toga, hitozan ima dobar učinak protiv stresnih uvjeta tijekom rasta i razvoja biljaka.
Primjenom hitozana povećava se kvaliteta plodova i povećava vrijeme skladištenja, što je pogotovo važno za sitno voće (jagoda, malina, kupina, borovnica). Kako je hitozan prirodan spoj, ima dozvolu za primjenu u ekološkoj poljoprivrednoj proizvodnji te je važan preparat za primjenu u ekološkoj poljoprivrednoj proizvodnji. Na razini EU označava se kao preparat na bazi osnovne tvari, sukladno EZ normi 1107/2009
Hitozan hidroklorid ima biofungicidni učinak na brojne biljne bolesti, poput botritisa, pepelnice i plamenjače, bez štetnog utjecaja na okoliš i ljudsko zdravlje.
Što je hitozan hidroklorid i zašto se korsiti u poljoprivrednoj proizvodnji
Hitozan ili kako se često još naziva hitozan hidroklorid je prirodni organski spoj, polisaharid, koji se komercijalno proizvodi različitim postupcima ekstrakcije iz ljuski morskih školjkaša i ostalih morskih organizama. Najčešće se koristi klasični postupak ekstrakcije hitina te razgradnja hitina do konačnog spoja, hitozana. U zadnje vrijeme, koriste se i novi tehnološki postupci kako bi se dobili proizvodi bolje kvalitete.
Temeljem brojnih istraživanja o primjeni hitozana u poljoprivrednoj proizvodnji, dokazani su brojni pozitivni učinci primjene hitozana protiv biljnih bolesti, bakterija i virusa.
Hitozan postaje važna ekološka alterantiva za primjenu botricida u vrijeme dozrijevanja plodova jer nema karence niti štetnih rezidua na plodovima.
Osim toga, hitozan značajno povećava otpornost biljaka na različite stresne uvjete; kako biotskog tako i abiotskog porijekla, od kojih se posebno ističe povećanje biljaka na sušu.
Hitozani se koriste i u gnojidbi u tlo, jer imaju brojne pozitivne učinke i u takvoj primjeni. U kombinaciji sa NPK gnojivima povećavaju iskoristivost hraniva, dok sa druge strane, zbog svog prirodnog porijekla potiču mikrobiološku aktivnost tla te rast i razvoj brojnih sojeva rizobakterija u tlu.
Najnovija istraživanja pokazuju da hitozani imaju i učinak na intenzivne procese elicitacije unutar biljke i sinteze fitoaleksina (Sharif i sur., 2018) te na taj način dodatno povećavaju aktivnu otpornost biljaka na brojne biljne bolesti. Posebno zanimljiv učinak je primjena hitozana u obliku nano čestica, koje također pokazuju dobar učinak na biljke (Zagzog i sur., 2017).
Prvi znanstveni rad na temu primjene hitozana hidroklorida
Prvi pozitivni učinci primjene hitozan hidroklorida objavljeni su još 1979. godine u znanstvenom radu dvoje autora; Allana i Hardwingera, naslova „The fungicidal effect of chitosan on fungi of varying cell wall composition“ u časopisu Experimental Mycology. U tom je istraživanju opisan biofungicidni učinak hitozan hidroklorid na staničnu stijenku patogenih gljiva koji su uzročnici brojnih biljnih bolesti.
Slika 1. Zbog snažnog kurativnig/inhibitornog učinka na razvoj pepelenice, hitozan postaje važan izbor u borbi protiv pepelnice u uzgoju vinove loze u svim klimatskim uvjetima
Proizvodnja i industrijski procesi dobivanja hitozana
U kemijskom smislu, hitozan je bipolimer linearne strukture koji se sastoji od dvije podjedinice; D-glukozamina i N-acetil-D-glukozamina, međusobno povezani 1,4 glikozidnom vezom. Iako jednostavne kemijske strukture, radi se o spoju vrlo široke primjene u poljoprivrednoj proizvodnji. Najčešće se dobiva alkalnom deacetilizacijom hitina koji je esencijalni strukturalni polimer ekzoskeleta brojnih školjkaša. Osim iz egzoskeleta školjkaša, hitozan se može dobiti ekstrakcijom iz nekoliko vrsta morskih algi.
Slika 2. Morski mekušci su izvor za industrijski proces dobivanja hitozana
Biofungicidni način djelovanja hitozana
Na temelju brojnih istraživanja o učinku Hitozana kao sredstva sa biofungicidnim učinkom Goy i suradnici (2009) opisuju tri mehanizma djelovanja, koji su ključni za biofungicidni učinak hitozana:
- Direktan (kontaktni) učinak na razgradnju peptidoglikana (razgradnja stanične stijenke patogenih gljiva)
- Ulazak hitozana nakon razgradnje peptidoglikana u staničnu citoplazmu i inhibicija sinteze proteina
- Formiranje eksternog filma na površini biljke (lista/ploda) koji onemogućava penetraciju hifa patogenih gljiva u biljno tkivo
U slijedećoj tablici prikazana su istraživanja na nekoliko poljoprivrednih kultura na kojima je potvrđen biofungicidni učinak hitozana.
Tablica 1. Biofungicidni učinak hitozana na biljne bolesti kod važnijih poljoprivrednih kultura
| Kultura | Doza primjene hitozana | Biljna bolest | Izvor znanstvenog rada |
|---|---|---|---|
| Krastavac | 0,2 grama/1 lit. | Botrytis cinerea | Ben-Shalom i Fallik, 2003 |
| Rajčica | 1 mg/1 lit. | Alternaria solani | Sathiyabama i sur., 2014 |
| Rajčica | 0,1% | Fusarium Oxysporum sp. Lycopersici | Sathiyabama i Charles, 2015 |
| Rajčica | 0,1 mg/mL vode (primjena u tlo) | Pochonia chlamydospora | Escudero i sur., 2017 |
| Rajčica | 10 mg/1 lit. vode (tretman sjemena) | Ralstonia solanacearum | Algam i sur., 2010 |
| Breskva | 0,5 g/1 lit. vode | Monilia furcticola | Ma i sur., 2013 |
Iz navedenih istraživanja vidljiv je dobar biofungicidni učinak na brojne patogene organizme. Dodatna prednost preparata na bazi hitozana je da su prema postojećoj zakonskoj regulativi na razini EU označeni kao preparati na bazi osnovnih tvari (uz posebnu EZ normu br. 1107/2009). Takvi preparati ne ostavljaju rezidue na plodovima te nemaju karencu nakon primjene. Kako preparat na bazi osnovnih tvari imaju i certifikate za primjenu u ekološkoj poljoprivrednoj proizvodnji, hitozan postaje važan preparat u borbi protiv brojnih bolesti u ekološkom uzgoju.
Slika 3. KYTOS, mikrogranulirani preparat na bazi hitozana (proizvođač Altinco, Španjolska) dostupan na Hrvatskom tržištu
Učinak hitozana protiv stresnih uvjeta u poljoprivrednoj proizvodnji
Drugi važni učinak primjene hitozana u poljoprivrednoj proizvodnji je dobar učinak protiv stresnih uvjeta.
Primjenom hitozana vrši se indukcija apscizinske kiseline (ABA), koja ima važnu ulogu u povećanje otpornosti biljaka na sušu.
Apscizinska kiselina (ABA) se naziva i hormonom stresa, jer regulira vodnu ravnotežu biljaka u uvjetima nedostatka vode uzrokujući zatvaranje puči (smanjenje gubitka vode transpiracijom) i povećavajući primanje vode korijenom. Brojnim istraživanjima potvrđen je pozitivan učinak hitozana i povećanje otpornosti na sušu za veliki broj poljoprivrednih kultura.
Isto tako, primjena otopine hitozana na sjeme, povećava se klijavost sjemena i snaga nicanja, što je posebno važno kod ranih rokova sjetve povrća.
Učinak hitozan hidroklorida na prinos i kvalitetu plodova poljoprivrednih kultura
Primjenom preparata na bazi hitozana potvrđeni su brojni pozitivni učinci na poljoprivrednim kulturama. Prije svega, to je povećanje mase plodova i prinosa po biljci, zatim povećanje količine suhe tvari u plodovima ali isto tako i pojedinih parametara kvalitete, poput veće količine polifenola i antocijana u bobicama grožđa kod vinove loze. Pozitivan učinak nakon primjene hitozana tumači se pozitivnim utjecajem hitozana na intenzitet fotosinteze.
Slika 4. Tekući preparat na bazi hitozana, NATURDAI QUITOBASIC (proizvođač, Idai Nature, Španjolska) dostupan na hrvatskom tržištu (doza primjene 5 dcl/100 lit. vode)
Osim na kvalitetu plodova tijekom rasta i razvoja, primjena hitozana ima pozitivan učinak i na sposobnost boljeg skladištenja plodova nakon berbe. Ovaj učinak je naročito važan za sitno jagodičasto voće, poput jagoda, malina, kupina ili borovnica (Petriccione i sur., 2015, Zhang i Quantick, 1998).
Zbog snažnog antioksidativnog učinka hitozana, dolazi do inhibicije razvoja patogenih organizama na površini plodova, i time se na ekološki i prihvatljiv način za potrošača, značajno produžava sposobnost skladištenja voća.
Slika 5. Primjenom hitozan hidroklorida prije berbe značajno se produžava skladišna sposobnost sitnog bobičastog voća, bez povećanja štetnih rezidua u plodovima
Primjena hitozana kao biognojiva
Još je jedna važna mogućnost primjene hitozana u poljoprivrednoj proizvodnji; kao biognojivo. Hitozan je vrijedan organski materijal. Veća količina hitozana može se proizvesti iz nusprodukata kod prerade morskih plodova (rakova, školjki) i time osigurati jeftin izvor hitozana koji se može koristiti kao organsko/biološko gnojivo. Razgradnje hitozana u tlu je enzimatski proces, bez štetnog i negativnog učinka na mikroorganizme u tlu (Bell i sur., 1998).
Hitozan također ima biostumlativni učinak na rast i razvoj korijena poljoprivrednih kultura (Murphy i sur., 2000) te na usvajanje hraniva u tlu (Bakiyalakshmi i sur., 2016).
Dobar učinak pokazuje i kombinacija NPK gnojiva obogaćena sa dodatkom hitozana (Silva i sur., 2016). Kod takvih gnojiva značajno je poboljšano usvajanje hraniva a smanjeni su gubici ispiranjem hraniva iz tla. Primjenom hitozana u tlu se smanjuje i štetna mikroflora u tlu, poput nematoda ili ostalih patogenih gljiva u tlu (Amini 2015, Chen i sur., 2016, Escudero i sur., 2017).
Zaključak
Hitozan hidroklorid je vrijedan organski spoj, koji ima brojne pozitivne učinke na poljoprivredne kulture. Prije svega je to dokazani biofungicidni učinak na brojne biljne bolesti, bez rezidua i štetnih učinaka na zdravlje potrošača. Osim toga, pokazuje i dobar učinak protiv stresnih uvjeta (suše) te na kvalitetu i trajnost plodova brojnih poljoprivrednih kultura. Istovremeno, hitozan je dozvoljen za primjenu u ekološkoj poljoprivrednoj proizvodnji, te se time otvara mogućnost učinkovite borbe protiv brojnih biljnih bolesti.
| Savjet PLUS: |
|---|
| Za dobar učinak preparata na bazi hitozana, potrebno je pH vodene otopine prije prskanja korigirati na vrijednost od 5.5-6.5 (umjereno kiselo). Naime, učinak hitozana na biljne bolesti izostaje ukoliko je pH gotove otopine iznad 6,5. |
Više o preparatima na bazi osnovnih tvari i primjeni u poljoprivrednoj proizvodnji pročitajte u slijedećem temeljnom stručnom članku: OSNOVNE TVARI I PRIMJENA U POLJOPRIVREDNOJ PROIZVODNJI
Dodatna literatura
- Algam, S.; Xie, G.; Li, B.; Yu, S.; Su, T.; Larsen, J. Effects of Paenibacillus strains and chitozan on plant growth promotion and control of Ralstonia wilt in tomato. Plant Pathol. 2010, 92, 593–600.
- Allan, C.R.; Hadwiger, L.A. The fungicidal effect of chitozan on fungi of varying cell wall composition. Mycol. 1979, 3, 285–287.
- Amini, J. Induced resistance in potato plants against verticillium wilt invoked by chitozan and
Acibenzolar-S-methyl. J. Crop Sci. 2015, 9, 570–576. - Bakiyalakshmi, S.V.; Valli, V.; Swarnila, R.D.L. Isolation and Application of Chitin and Chitozan from crab shell. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 2016, 91–99.
- Bell, A.A.; Hubbard, J.C.; Liu, L.; Davis, R.M.; Subbarao, K.V. Effects of chitin and chitozan on the incidence and severity of Fusarium yellows of celery. Plant Dis. 1998, 82, 322–328.
- Ben-Shalom, N.; Fallik, E. Further suppression of Botrytis cinerea disease in cucumber seedlings by chitozan-copper complex as compared with chitozan alone. Phytoparasitica 2003, 31, 99–102.
- Chen, Y.-E.; Yuan, S.; Liu, H.-M.; Chen, Z.-Y.; Zhang, Y.-H.; Zhang, H.-Y. A combination of
chitozan and chemical fertilizers improves growth and disease resistance in Begonia× hiemalis Fotsch. Environ. Biotechnol. 2016, 57, 1–10. - Escudero, N.; Lopez-Moya, F.; Ghahremani, Z.; Zavala-Gonzalez, E.A.; Alaguero-Cordovilla, A.;
Ros-Ibañez, C.; Lacasa, A.; Sorribas, F.J.; Lopez-Llorca, L.V. CHitozan increases tomato root colonization by Pochonia chlamydosporia and their combination reduces root-knot nematode damage. Plant Sci. 2017, 8-16. - Goy, R.C.; Britto, D.D.; Assis, O.B. A review of the antimicrobial activity of cHitozan. Polímeros 2009, 19,241–247.
- Long, L.T.; Tan, L.V.; Boi, V.N.; Trung, T.S. Antifungal activity of water-soluble chitozan against
Colletotrichum capsici in post-harvest chili pepper. Food Process. Preserv. 2017. - Ma, Z.; Yang, L.; Yan, H.; Kennedy, J.F.; Meng, X. CHitozan and oligocHitozan enhance the resistance of peach fruit to brown rot. Polym. 2013, 94, 272–277.
Preparati na bazi hitozan hidroklorida
Dostupni preparati na bazi hitozan hidroklorida na tržištu:
- NATURDAI QUITOBASIC (proizvođač Idai Nature, Španjolska)
- KYTOS (proizvođač Altinco, Španjolska)
| Autor članka: | |
|---|---|
| dr.sc. David Gluhić, dipl.ing.agronomije Autor velikog broja članaka na temu gnojidbe poljoprivrednih kultura. Zaljubljenik u poljoprivrednu proizvodnju još od malih nogu. Nepresušni izvor savjeta kako pravilnom gnojidbom ostvariti veći i bolji prinos. Kontakt (mob.): 098/435-129 e-mail: david.gluhic@gnojidba.info |  |