Con il termine “prodotto ad azione biostimolante” si intende qualsiasi concime in grado di contribuire positivamente al miglioramento della nutrizione e dello sviluppo delle piante, indipendentemente dalla presenza di elementi nutritivi, con l’esclusione dei fitoregolatori sintetici, che fanno parte della categoria dei fitofarmaci, e dei prodotti con dichiarata e specifica funzione fitosanitaria.
I biostimolanti più comunemente impiegati nella moderna agricoltura risolvono o contribuiscono a risolvere principalmente le problematiche legate a fattori abiotici, cioè non ascrivibili a organismi viventi, come ad esempio alte o basse temperature, elevata salinità, eccessi e carenze idriche.
I biostimolanti però contribuiscono anche a ottimizzare la capacità produttiva della pianta in normali condizioni ambientali, grazie a numerosi effetti su qualità e quantità dei raccolti.
Questi concimi moderni rappresentano un completamento della ordinaria nutrizione con elementi nutritivi, permettendo alla pianta di elaborare i metaboliti necessari con minori dispendi di energia, o di acquisire con facilità composti che sono precursori di sostanze normalmente elaborate necessarie al suo sviluppo.
Solitamente appartengono a questo gruppo di sostanze aminoacidi, estratti umici, estratti di alghe, più alcuni altri tipi di prodotti con caratteristiche e funzionalità diverse, quali i fosfiti (o fosfonati) e i cosiddetti elicitori; questi due gruppi svolgono una evidente e prevalente azione di difesa da fattori biotici, e di conseguenza non vanno considerati in questo ambito.
Gli aminoacidi, cosa sono
La categoria forse più diffusa di prodotti biostimolanti è quella che comprende gli aminoacidi.
Questi sono composti organici, e rappresentano la base di qualsiasi molecola biologica.
Sono i costituenti delle proteine; la pianta produce oltre 300 aminoacidi diversi, ma usa solo 20 di questi per sintetizzare le proteine.
Gli altri aminoacidi servono per varie funzioni metaboliche e sono il materiale di partenza per la sintesi di altre molecole essenziali per la vita vegetale, come vitamine e nucleotidi.
Perché si impiegano gli aminoacidi
Ci si potrebbe chiedere perché concimare con prodotti a base di aminoacidi, quando la pianta è in grado di produrli da sola: la risposta è che la sintesi di aminoacidi è un processo molto dispendioso in termini di energia, e quindi apportando queste sostanze alle nostre colture rendiamo loro la vita più semplice.
Le piante non possono vivere senza l’apporto di acqua e elementi nutritivi essenziali, ma possono farlo senza il nostro apporto di aminoacidi.
Gli aminoacidi esercitano sulle piante molti effetti importanti, tra i quali quello metabolico di sintesi di nuovi aminoacidi, di aumento della resistenza agli stress, di miglioramento della fotosintesi, di osmoregolazione agendo sull’attività stomatica, di chelazione di elementi nutritivi, di attivazione ormonale, di miglioramento dell’impollinazione, di stimolazione della flora microbica del suolo.
Come agiscono gli aminoacidi
Ogni aminoacido agisce in maniera diversa sulla pianta, e di alcuni di loro alcune funzioni ancora non sono ben conosciute.
Ad esempio, Prolina e Idrossiprolina proteggono le membrane cellulari, agiscono sull’osmoregolazione e migliorano la resistenza allo stress idrico.
Acido Glutammico e Acido aspartico sono il materiale di base per la formazione di nuovi aminoacidi e sono sostanze di riserve per l’azoto organico; la Glicina prende parte alla formazione della clorofilla, l’Arginina è all’origine della formazione delle Poliammine (Spermina, Sperimidina), che hanno azione ormonale di tipo naturale. Il Triptofano è un precursore delle auxine, la Metionina dell’etilene e dunque partecipa ai processi di maturazione.
Classificazione degli aminoacidi
Gli aminoacidi si classificano in aminoacidi liberi, che grazie al loro basso peso molecolare vengono assimilati rapidamente dalle piante e svolgono importanti funzioni metaboliche; in peptidi, che sono molecole formate da 2 o più aminoacidi legati tra loro (più sono gli aminoacidi legati tra di loro e più difficile è il loro assorbimento da parte delle piante); e infine in proteine , che sono catene molto grandi di aminoacidi, non assimilabili direttamente dalle piante.
Gli aminoacidi biologicamente più attivi sono quelli nella forma L-α (detta alfa-levogira) cosiddetta perché presenta il gruppo NH2 (amminico) alla sinistra del Carbonio asimmetrico, anziché a destra.
Unico aminoacido che non ha Carbonio asimmetrico è la Glicina, tutti gli altri possono venire assimilati solo se in forma levogira.
Dunque, l’effetto stimolante di un prodotto a base di aminoacidi dipende dal tipo di aminoacidi liberi presenti (-L/-D), dalla concentrazione e dal rapporto tra i vari aminoacidi, oltre che dalla coltura, dalla fase fenologica e dal metodo di applicazione (fogliare/radicale).
Industrialmente gli aminoacidi si ottengono partendo da un idrolizzato proteico; il materiale di origine può essere vegetale o animale; il sistema di idrolisi può essere chimico (idrolisi acida o idrolisi alcalina), oppure enzimatico.
Con l’idrolisi delle proteine si ottiene la loro degradazione totale o parziale nelle singole unità elementari, gli aminoacidi.
Con l’idrolisi acida si ottiene una minore percentuale di aminoacidi liberi rispetto al totale delle proteine iniziali. Avviene in parte la racemizzazione della forma –L in forma –D, con perdita di attività biologica; e gli aminoacidi più “deboli” chimicamente, come Triptofano, Istidina e Cisteina, si degradano facilmente; parte degli aminoacidi vengono perduti in forma di ammoniaca.
Con l’idrolisi acida controllata si effettua un trattamento più blando, che limita i difetti della idrolisi acida ma si ottiene una alta percentuale di peptidi ad alto peso molecolare poco utilizzabili dalle piante.
Infine, con l’idrolisi enzimatica non si ha alcuna degradazione degli aminoacidi (come il Triptofano) , la racemizzazione della forma –L in –D è molto limitata, l’attività biologica è maggiore. Si ottiene una maggiore percentuale di aminoacidi liberi.
Una idrolisi enzimatica controllata, con l’utilizzo degli stessi enzimi nelle stesse condizioni, permette di ottenere sempre lo stesso prodotto.
Scelta del miglior biostimolante aminoacidico
Riassumendo, che caratteristiche deve avere un prodotto a base di aminoacidi per essere efficace ?
Deve avere un rapporto elevato tra aminoacidi liberi e totali; deve apportare tutti gli aminoacidi vitali, in quantità significativa; gli aminoacidi devono essere in forma levogira (–L); non deve contenere metalli pesanti o sali dannosi per la coltura, provenienti dal materiale di origine o dal processo di fabbricazione; il processo di fabbricazione deve essere controllato, per ottenere lotti di prodotto omogeneo; deve avere provata efficacia agronomica.