Biostimulants in Plant Science: A Global Perspective

Resumo

Esta revisão apresenta um estudo abrangente e sistemático do campo dos bioestimulantes vegetais e considera os princípios fundamentais e inovadores subjacentes a esta tecnologia. A elucidação da base biológica da função dos bioestimulantes é um pré-requisito para o desenvolvimento de uma indústria de bioestimulantes baseada na ciência e de regulamentações sólidas que regem esses compostos. A tarefa de definir a base biológica dos bioestimulantes como uma classe de compostos, no entanto, é tornada mais complexa pelas diversas fontes de bioestimulantes presentes no mercado, que incluem bactérias, fungos, algas marinhas, plantas superiores, animais e matérias-primas contendo húmus, e a grande diversidade de processos industriais utilizados em sua preparação. Para distinguir os bioestimulantes das categorias de produtos legislativos existentes, propomos a seguinte definição de bioestimulante como “um produto formulado de origem biológica que melhora a produtividade das plantas como consequência das propriedades novas ou emergentes do complexo de constituintes, e não como única consequência da presença de nutrientes vegetais essenciais conhecidos, reguladores de crescimento vegetal ou compostos protetores de plantas”. A definição fornecida aqui é importante pois enfatiza o princípio de que a função biológica pode ser positivamente modulada através da aplicação de moléculas, ou misturas de moléculas, para as quais um modo de ação explícito não foi definido. Dada a dificuldade em determinar um “modo de ação” para um bioestimulante, e reconhecendo a necessidade de o mercado de bioestimulantes atingir legitimidade, sugerimos que o foco da pesquisa e validação de bioestimulantes deve estar na comprovação de eficácia e segurança e na determinação de um mecanismo de ação amplo, sem a exigência da determinação de um modo de ação específico. Embora exista um claro imperativo comercial para racionalizar os bioestimulantes como uma classe discreta de produtos, também há um argumento biológico convincente para o desenvolvimento baseado na ciência e a experimentação com bioestimulantes na expectativa de que isso possa levar à identificação de novas moléculas e fenômenos biológicos, vias e processos, que não teriam sido descobertos se a categoria de bioestimulantes não existisse ou não fosse considerada legítima.

Abstract

This review presents a comprehensive and systematic study of the field of plant biostimulants and considers the fundamental and innovative principles underlying this technology. The elucidation of the biological basis of biostimulant function is a prerequisite for the development of science-based biostimulant industry and sound regulations governing these compounds. The task of defining the biological basis of biostimulants as a class of compounds, however, is made more complex by the diverse sources of biostimulants present in the market, which include bacteria, fungi, seaweeds, higher plants, animals and humate-containing raw materials, and the wide diversity of industrial processes utilized in their preparation. To distinguish biostimulants from the existing legislative product categories we propose the following definition of a biostimulant as “a formulated product of biological origin that improves plant productivity as a consequence of the novel or emergent properties of the complex of constituents, and not as a sole consequence of the presence of known essential plant nutrients, plant growth regulators, or plant protective compounds.” The definition provided here is important as it emphasizes the principle that biological function can be positively modulated through application of molecules, or mixtures of molecules, for which an explicit mode of action has not been defined. Given the difficulty in determining a “mode of action” for a biostimulant, and recognizing the need for the market in biostimulants to attain legitimacy, we suggest that the focus of biostimulant research and validation should be upon proof of efficacy and safety and the determination of a broad mechanism of action, without a requirement for the determination of a specific mode of action. While there is a clear commercial imperative to rationalize biostimulants as a discrete class of products, there is also a compelling biological case for the science-based development of, and experimentation with biostimulants in the expectation that this may lead to the identification of novel biological molecules and phenomenon, pathways and processes, that would not have been discovered if the category of biostimulants did not exist, or was not considered legitimate.