Primjena preparata na bazi hitozana u poljoprivrednoj proizvodnji Nova aktivna tvar za ekološku borbu protiv brojnih biljnih bolesti

(Zadnja izmjena članka 24/05/2022)

Primjena preparata na bazi hitozana

Hitozan 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 poljorivrednoj proizvodnji. Na razini EU označava se kao preparat na bazi osnovne tvari, sukladno EZ normi 1107/2009

Osnovni učinak hitozana je biosfungicidni učinak na brojne biljne bolesti, bez štetnog utjecaja na okoliš i ljudsko zdravlje.

Što je hitozan i zašto se korsiti u poljoprivrednoj proizvodnji

Hitozan 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

Prvi pozitivni učinci primjene hitozana 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 hitozana 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

KulturaDoza primjene hitozanaBiljna bolestIzvor znanstvenog rada
Krastavac 0,2 grama/1 lit.Botrytis cinereaBen-Shalom i Fallik, 2003
Rajčica1 mg/1 lit.Alternaria solaniSathiyabama i sur., 2014
Rajčica0,1%Fusarium Oxysporum sp. LycopersiciSathiyabama i Charles, 2015
Rajčica0,1 mg/mL vode
(primjena u tlo)
Pochonia chlamydosporaEscudero i sur., 2017
Rajčica10 mg/1 lit. vode
(tretman sjemena)
Ralstonia solanacearumAlgam i sur., 2010
Breskva0,5 g/1 lit. vodeMonilia furcticolaMa 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)

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 hitozana 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.

Quitobasic

PakiranjePreporučena VPC cijena (05/2022)Preporučena MPC cijena (05/2022)
1 lit.230,40 + 25% PDV288,00 kn
5 lit.1.028,80 + 25% PDV1.286,00 kn

Preparat NATURDAI QUITOBASIC proizveden je sukladno EZ uredbi 834/2007 te za primjenu u ekološkoj poljoprivrednoj proizvodnji.

Eko certifikati za gnojiva maslina

Više o preparatu NATURDAI QUITOBASIC na slijedećem linku: NATURDAI QUITOBAISC (gnojidba.info)

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 hitozana 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 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 u slijedećem stručnom članku: PRIMJENA PREPARATA NA BAZI OSNOVNIH TVARI U POLJOPRIVREDNOJ PROIZVODNJI

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.

Literatura

  1. 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.
  2. Allan, C.R.; Hadwiger, L.A. The fungicidal effect of chitozan on fungi of varying cell wall composition. Mycol. 1979, 3, 285–287.
  3. Amini, J. Induced resistance in potato plants against verticillium wilt invoked by chitozan and
    Acibenzolar-S-methyl. J. Crop Sci. 2015, 9, 570–576.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. Goy, R.C.; Britto, D.D.; Assis, O.B. A review of the antimicrobial activity of cHitozan. Polímeros 2009, 19,241–247.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Murphy, J.G.; Rafferty, S.M.; Cassells, A.C. Stimulation of wild strawberry (Fragaria vesca) arbuscular mycorrhizas by addition of shellfish waste to the growth substrate: Interaction between mycorrhization, substrate amendment and susceptibility to red core (Phytophthora fragariae). Soil Ecol. 2000, 15, 153–158.
  13. Petriccione, M.; Mastrobuoni, F.; Pasquariello, M.S.; Zampella, L.; Nobis, E.; Capriolo, G.; Scortichini, M. Effect of cHitozan coating on the post-harvest quality and antioxidant enzyme system response of strawberry fruit during cold storage. Foods 2015, 4, 501–523.
  14. Sathiyabama, M.; Akila, G.; Einstein Charles, R. CHitozan-induced defence responses in tomato plants against early blight disease caused by Alternaria solani (Ellis and Martin) Sorauer. Phytopathol. Plant Prot. 2014, 47, 1777–1787.
  15. Sathiyabama, M.; Charles, R.E. Fungal cell wall polymer based nanoparticles in protection of tomato plants from wilt disease caused by Fusarium oxysporum sp. lycopersici. Carbohydr. Polym. 2015, 133, 400–407.
  16. Sharif R., Mujtaba M., Ur Rahman M., Shalmani A., Ahmad H., Anwar T., Tianchan D., Wang X. (2018) The multifunctional role of chitozan in horticultural crops. A review. Molecules 23:872-892
  17. Silva, W.O.; Stamford, N.P.; Silva, E.V.; Santos, C.E.; Freitas, A.D.S.; Silva, M.V. The impact of biofertilizers with diazotrophic bacteria and fungi chitozan on melon characteristics and nutrient uptake as an alternative for conventional fertilizers. Hortic. 2016, 209, 236–240.
  18. Zagzog, O.A.; Gad, M.M.; Hafez, N.K. Effect of Nano-chitozan on Vegetative Growth, Fruiting and Resistance of Malformation of Mango. Trends Hortic. Res. 2017, 6, 673–681.
  19. Zhang, D.; Quantick, P.C. Antifungal effects of chitozan coating on fresh strawberries and raspberries during storage. Hortic. Sci. Biotechnol. 1998, 73, 763–767.