Τα περιβαλλοντικά προβλήματα όπως η ρύπανση των εσωτερικών υδάτων, η εξοικονόμηση ενέργειας και η διάβρωση του εδάφους, αναγκάζουν τους αγρότες να παρέχουν στρατηγικές ανάπτυξης που έχουν λιγότερο ρυπογόνες επιπτώσεις. Η χρήση των φιλικών προς το περιβάλλον πρακτικών προωθείται από την εθελοντική πιστοποίηση (π.χ.. GlobalGAP ή συστήματα βιολγικής γεωργίας), καθώς και από νομικά δεσμευτικές διατάξεις (π.χ. Οδηγία 2009/128 της ΕΕ σχετικά με την εφαρμογή πρακτικών για την αειφόρο διαχείριση των παρασίτων). Στο πλαίσιο αυτό, η μείωση της χρήσης χημικών λιπασμάτων, συνοδευόμενη από εκτεταμένη χρήση οργανικών λιπασμάτων θεωρείται δεσμευτικός τρόπος για να μειωθεί η επιβάρυνση στο περιβάλλον που προκύπτει από τις μεχρί τώρα πρακτικές. Κατά τα τελευταία χρόνια, τα χημικά φυτοφάρμακα και λιπάσματα διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο για την προώθηση της ανάπτυξης των αγροτικών περιοχών, αλλά έχουν μια σύντομη ιστορία στη σύγχρονη γεωργία. Η άμεση δράση τους και το σχετικό χαμηλότερο κόστος απαιτούν την ευρύτερη χρήση τους. Από την άλλη πλευρά, οι τοξικές επιδράσεις τους στο περιβάλλον, τα φυτά, τα ζώα και την ανθρώπινη ζωή αποκλίνουν το κεντρο της προσοχής προς περισσότερο φιλικές προς το περιβάλλον λύσεις. Επιπλέον, το πρόβλημα της ανάπτυξης ανθεκτικότητας στα έντομα έναντι των παρασιτοκτόνων που χρησιμοποιούνται συχνά δεν έχει ακόμη επιλυθεί. Με αυτόν τον τρόπο, οι πρακτικές όπως η Ολοκληρωμένη Διαχείριση Επιβλαβών Οργανισμών (ΟΔΕΟ - Integrated Pest Management - IPM), αποκτούν μεγαλύτερη σημασία.
Τα βιολιπάσματα είναι ένα ζωτικό τμήμα της ολοκληρωμένης διαχείρισης επιβλαβών οργανισμών. Μπορούν να έχουν μεγάλη οικονομική σημασία: να αντικαθιστούν εν μέρει κάποια αγροχημικά, τα οποία με τη σειρά τους γίνονται όλο και πιο ακριβά και η βελτίωσή τους, υπό το φως των επεκτεινόμενων αιτημάτων για πιο φιλικές προς το περιβάλλον γεωργικές πρακτικές δεν είναι κερδοφόρα. Ο όρος «Βιολίπασμα» αναφέρεται συνήθως σε ένα προϊόν που περιέχει μικροοργανισμούς του εδάφους το οποίο, όταν εφαρμόζεται στα φυτά, τονώνει την ανάπτυξη τους. Ωστόσο, ο όρος χρησιμοποιείται λανθασμένα και χρησιμοποιείται συχνά ως συνώνυμο για ένα ευρύ φάσμα προϊόντων, όπως για παράδειγμα το πράσινο λίπασμα ή η κοπριά, η απο κοινόυ ανάπτυξη αγροτικών καλλιεργειών ή τα βιολογικώς εμπλουτισμένα χημικά λιπάσματα. Ο Vessey (2003) προσδιόρισε τα «βιολιπάσματα» ως «ένα υπόστρωμα που περιέχει ζωντανούς μικροοργανισμούς που όταν εφαρμόζονται στους σπόρους, τις επιφάνειες των φυτών ή του εδάφους, αποικίζουν τη ριζόσφαιρα ή το εσωτερικό του φυτού και τονώνουν την ανάπτυξή του μέσω αύξησης της διαθεσιμότητας των βασικών θρεπτικών συστατικών». Οι μικροοργανισμοί που περιέχουν τα λιπάσματα, ονομάζονται επίσης Ριζοβακτηρίδια που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών (PGPR) (Plant Growth Promoting Rhizobacteria ή PGPR) και ασκούν μια ευεργετική επίδραση στο φυτό ξενιστή μετά τον εμβολιασμό.
Ο ενθουσιασμός για τη χρήση των προϊόντων αυτών αυξάνεται χάρη στη βελτιωμένη αποδοτικότητας της χρήσης των προσθέτων τροφίμων και την αυξανόμενη ζήτηση από την κοινωνία για πιο πράσινες τεχνολογίες και γαι τη μείωση του κόστους που συνδέεται με αγροχημικά. Επιπλέον, τα βιολιπάσματα και τα φυτοδιεγερτικά έχουν άλλα ευεργετικά αποτελέσματα, όπως αποτελεσματικά βιοεμβόλια. Πράγματι, οι μικροοργανισμοί όπως το Rhizobium και το Glomus spp. έχουν αποδείξει την αποτελεσματικότητά τους στη μείωση των νόσων σε ορισμένα φυτά. Η πρακτική του εμβολιασμό φυτών με PGPR μπορεί να παρακολουθηθεί μέχρι τον 20ο αιώνα, όταν το προϊόν που περιέχει Rhizobium sp. κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Για τους μυκορριζικούς μύκητες, αν και χρησιμοποιούται ως βιολιπάσματα από μερικές δεκαετίες, ακόμα στα τέλη της δεκαετίας του ‘50 του περασμένου αιώνα, έχει αποδειχθεί ότι διεγείρουν την ανάπτυξη των φυτών, μεσω της απορρόφησης του φωσφόρου. Από τότε, οι ερευνητικές προσπάθειες σε αυτόν τον τομέα επεκτείνονται συνεχώς, με αποτέλεσμα την επιλογή διαφόρων στελεχών που επιδεικνύουν και μια ποικιλία από άλλες χρήσιμες ιδιότητες.
Οι πολιτικές για την υποστήριξη της βιώσιμης ανάπτυξης στην ύπαιθρο και οι επιστημονική έρευνα στον τομέα αυτό έχουν βελτιώσει την επάρκεια και τη συνέπεια του μικροβιακού εμβολιασμού. Οδήγησαν στην ενσωμάτωση μερικών στελεχών που χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα για βιολογικό έλεγχο και για βιολογική λίπανση. Αυτά είναι τα μικορριζικά παρασκευάσματα και τα παρασκευάσματα PGPR τα οποία διατίθενται στο εμπόριο σε μερικές χώρες. Παρά την αυξημένη χρήση των μικροβιακών εμβολίων, ιδιαίτερα εκείνων που ενεργούν ως φυτοδιεγερτικά και των βιολιπασμάτων, η κατανάλωσή τους συχνά παρεμποδίζεται εξαιτίας των διακυμάνσεων και της ασυνέπειας των αποτελεσμάτων μεταξύ των δοκιμών εργαστηρίου, θερμοκηπίου και πεδίου. Η εξήγηση πίσω από αυτές τις αντιφάσεις έγκειται στην ελλιπή κατανόηση των περίπλοκων σχέσεων μεταξύ των μεμονωμένων συστατικών του συστήματος: φυτό, μικροοργανισμός και περιβαλλοντικές συνθήκες (και ιδίως οι συνθήκες του εδάφους). Επιπλέον, η έλλειψη κατάλληλων διατυπώσεων και οι δαπανηρές και γραφειοκρατικές διαδικασίες για την εγγραφή είναι επίσης μεταξύ των παραγόντων που εμποδίζουν την χρήση των PGPR σε ευρύτερη κλίμακα.
Η πραγματική εμπορευματοποίηση των PGPR ξεκίνησε το 1995 στις ΗΠΑ και το Ηνωμένο Βασίλειο με τον εμβολιασμό οσπρίων με Rhizobium. Ωστόσο, ο ενθουσιασμός για άλλα PGPR αυξήθηκε με την πάροδο του χρόνου και ένα ευρύ φάσμα νέων προϊόντων εισήλθαν στην αγορά. Τα περισσότερα PGPR που δεν περιέχουν Rhizobium χρησιμοποιούν βακτήρια του γένους Azospirillum (αζωτοδεσμευτικά βακτήρια που ζουν ελευθερα) ή Bacillus (μικροοργανισμοί που διαλύουν τα φωσφορικά άλατα) και παράγοντες βιοελέγχου. Επίσης, σε πολλά μέρη του κόσμο χρησιμοποιούνται προϊόντα που περιέχουν δενδροειδείς μυκορριζικούς μύκητες (ΔΜΜ). από την άλλη πλευρά, η ποικιλία των υφιστάμενων πληθυσμών των PGPR και ΔΜΜ στο έδαφος, το ευρύ φάσμα τους, και οι μηχανισμοί δράσης τους που δεν έχουν διευκρινιστεί καλά οδηγούν στην περιορισμένη χρήση τους. Επίσης, η πρακτική έχει δείξει ότι τα θετικά αποτελέσματα μπορεί να είναι ειδικά στα μεμονωμένα φυτά και στελέχη και μπορούν επίσης να ποικίλλουν δραματικά σε διαφορετικές φυσικές συνθήκες. Επιπλέον, αφού ενσωματωθούν στο έδαφος, οι μικροοργανισμοί αντιμετωπίζουν ανταγωνιστικές και συχνά σκληρές συνθήκες οι οποίες μπορούν να μειώσουν σοβαρά τα ευεργετικά αποτελέσματά τους.
Οι τέσσερις κύριοι τύποι διατυπώσεων των βιολιπασμάτων τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα, είναι υγρά λιπασματα, λιπασματα τύρφης, κόκκοι, και λυοφιλοποιημένες σκόνες (Εικ.1). Η επιτυχία τους εξαρτάται από την καλλιέργεια στόχο, την τιμή, τη διαθεσιμότητα της αγοράς, τους περιβαλλοντικούς περιορισμούς και την πολυπλοκότητα της εφαρμογής τους. Μία από τις κύριες δυσκολίες για τον κλάδο είναι η ανάπτυξη ενός βελτιωμένου τύπου που συνδυάζει όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά και η οποία είναι κατάλληλη για χρήση υπό συνθήκες πεδίου. Επιπλέον, αν και ορισμένοι μικροοργανισμοί μπορεί να φαίνονται πολύ υποσχόμενοι στο εργαστήριο, η παρταγωγή τους για εμπορικούς σκοπούς αποτελεί ένα δύσκολο έργο, δεδομένου της ευρύ φάσματος των συνθηκών στο πεδίο. Μερικοί κατασκευαστές περιλαμβάνουν τουλάχιστον δύο τύπους μικροοργανισμών (π.χ.. Rhizobium και ΔΜΜ, Rhizobium και PSB фосфат-разтварящи микроорганизми, διαφορετικά στελέχη των ΔΜΜ ή των PSB) σε ένα προϊόν. Έτσι αυξάνονται τα επακόλουθα οφέλη για τα φυτά ξενιστές. Ωστόσο, μόνο μερικές αναφορές αντανακλούν τις θετικές επιπτώσεις τους ως εμβόλια. Η αποτελεσματικότητά τους δεν έχει αποδειχθεί και η παραγωγή και η εμπορία τους δημιουργούν διάφορες τεχνικές δυσκολίες. Η πιο σημαντική πτυχή στην ανάπτυξη ενός εμβολίου είναι η διασφάλιση της ποιότητας κατά τρόπο που να μπορεί να εξασφαλίζει την αξιοπιστία των προϊόντων με μέγιστες πιθανότητες για επιτυχία. Η έλλειψη συνέπειας στα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν σε συνθήκες πεδίου, λόγω της μεταβλητής ποιότητας έχει τεράστια επιρροή στην εμπορευματοποίηση των βιολιπασμάτων.
Εικ. 1. Τύποι παρασκευασμάτων των βιολιπασμάτων: А - υγρό; B - τύρφης, C – κόκκοι και D - ενθυλακωμένες λυοφιλοποιημένες σκόνες.
The European Commission support for the production of this publication does not constitute endorsement of the contents which reflects the views only of the authors, and the Commission cannot be held responsi-ble for any use which may be made of the information contained therein.