Mikroalgen-Biostimulanzienforschung mit Syngenta China
Kürzlich wurde die Studie „Extrazelluläre Metabolite der heterotrophen Auxenochlorella protothecoides: Eine neue Quelle für Biostimulanzien für höhere Pflanzen“ von PROTOGA und dem Syngenta China Crop Nutrition Team online in der Fachzeitschrift Marine Drugs veröffentlicht. Sie zeigt, dass die Anwendungsmöglichkeiten von Mikroalgen auf die Landwirtschaft ausgeweitet werden und ihr Potenzial als Biostimulanzien für höhere Pflanzen erforscht wird. Die Zusammenarbeit zwischen PROTOGA und dem Syngenta China Crop Nutrition Team hat die Eignung extrazellulärer Metabolite aus dem Restwasser der Mikroalgenproduktion als neuen Biodünger identifiziert und bestätigt. Dies steigert den wirtschaftlichen Wert, die Umweltverträglichkeit und die Nachhaltigkeit des gesamten industriellen Mikroalgenproduktionsprozesses.
▲Abbildung 1. Grafische Zusammenfassung
Die moderne Landwirtschaft ist in hohem Maße von chemischen Düngemitteln abhängig. Deren übermäßiger Einsatz führt jedoch zu Umweltverschmutzungen von Boden, Wasser, Luft und beeinträchtigt die Lebensmittelsicherheit. Grüne Landwirtschaft hingegen umfasst eine intakte Umwelt, umweltfreundliche Technologien und umweltfreundliche Produkte. Sie fördert den Wandel von der konventionellen zur ökologischen Landwirtschaft, die vorwiegend auf biologischen Selbstheilungskräften basiert und den Einsatz chemischer Düngemittel und Pestizide reduziert.
Mikroalgen sind winzige, photosynthetisch aktive Organismen, die in Süßwasser- und Meeresökosystemen vorkommen und zahlreiche bioaktive Substanzen wie Proteine, Lipide, Carotinoide, Vitamine und Polysaccharide produzieren können. Es wurde berichtet, dass Chlorella vulgaris, Scenedesmus quadricauda, Cyanobakterien, Chlamydomonas reinhardtii und andere Mikroalgen als Biostimulanzien für Rüben, Tomaten, Luzerne und andere landwirtschaftliche Produkte eingesetzt werden können, um die Keimung, die Anreicherung von Wirkstoffen und das Pflanzenwachstum zu verbessern.
Um Abwasser wiederzuverwenden und dessen wirtschaftlichen Wert zu steigern, untersuchte PROTOGA in Zusammenarbeit mit dem Syngenta China Crop Nutrition Team die Auswirkungen von Abwasser aus der Auxenochlorella protothecoides-Kultur (EAp) auf das Wachstum höherer Pflanzen. Die Ergebnisse zeigten, dass EAp das Wachstum verschiedener höherer Pflanzen signifikant förderte und die Stressresistenz verbesserte.
▲Abbildung 2. EAp-Effekt auf Modellpflanzen
Wir haben extrazelluläre Metabolite in EAp identifiziert und analysiert und festgestellt, dass es mehr als 84 Verbindungen gibt, darunter 50 organische Säuren, 21 phenolische Verbindungen, Oligosaccharide, Polysaccharide und andere aktive Substanzen.
Diese Studie untersucht mögliche Wirkungsmechanismen: 1) Die Freisetzung organischer Säuren kann die Auflösung von Metalloxiden im Boden fördern und so die Verfügbarkeit von Spurenelementen wie Eisen, Zink und Kupfer verbessern. 2) Phenolische Verbindungen wirken antibakteriell oder antioxidativ, stärken die Zellwände, verhindern Wasserverlust oder fungieren als Signalmoleküle und spielen eine Schlüsselrolle bei Zellteilung, Hormonregulation, Photosynthese, Nährstoffmineralisierung und Fortpflanzung. 3) Polysaccharide aus Mikroalgen können den Gehalt an Ascorbinsäure sowie die Aktivität der NADPH-Synthase und der Ascorbatperoxidase erhöhen und dadurch Photosynthese, Zellteilung und die Toleranz von Pflanzen gegenüber abiotischem Stress beeinflussen.
Referenz:
1.Qu, Y.; Chen, X.; Ma, B.; Zhu, H.; Zheng, X.; Yu, J.; Wu, Q.; Li, R.; Wang, Z.; Xiao, Y. Extrazelluläre Metaboliten heterotropher Auxenochlorella protothecoides: Eine neue Quelle von Biostimulanzien für höhere Pflanzen. Mar. Drugs 2022, 20, 569. https://doi.org/10.3390/md20090569
Veröffentlichungsdatum: 02.12.2022