Plant Extracts as Biostimulant Agents: A Promising Strategy for Managing Environmental Stress in Sustainable Agriculture

  • M. Han
  • S. Kasim
  • Z. Yang
  • X. Deng
  • N. B. Saidi
  • M. K. Uddin
  • E. M. Shuib
2024 - Phyton (Horn)
Palavras-chave: Estresses abióticos e bióticos, segurança alimentar, mecanismo de ações, metabólitos secundários das plantas, tolerância ao estresse
Termos de indexação: Extratos de algas, alelopatia, rizosfera, fitoquímicos, bioestimulantes
 

Resumo

É crucial aumentar o rendimento das culturas para atender às demandas de uma população global em expansão, ao mesmo tempo em que se protege o ambiente de impactos adversos, esse é um dos principais desafios que a humanidade enfrenta nesta fase das mudanças climáticas globais. Para superar esse problema e reduzir a dependência de fertilizantes químicos, os cientistas agora veem a implementação de estratégias de bioestimulantes como uma abordagem econômica e ambientalmente amigável para alcançar a agricultura sustentável. Os extratos vegetais são ricos em fitocompostos bioativos, que podem aumentar a resistência das plantas a doenças, pragas e estresses abióticos (por exemplo, seca, salinidade e temperatura extrema), e promover o crescimento e a produtividade das plantas. Além disso, a aplicação de extratos vegetais via drench no solo também pode alterar significativamente o microbioma do solo rizosférico e interagir indiretamente com as plantas, estabilizando eventualmente o crescimento vegetal. Atualmente, a aplicação de extratos vegetais como um todo é eficaz, o que enfatiza a contribuição de interações complexas entre múltiplos compostos, sendo os extratos de algas marinhas os mais amplamente estudados e utilizados. Curiosamente, os extratos vegetais são compatíveis com fertilizantes e podem ser aplicados em conjunto com entradas de nutrientes para aumentar ainda mais sua eficácia. Diante de todo esse conhecimento, explorar os efeitos de crescimento e funcionais induzidos por extratos vegetais, bem como entender suas interações e mecanismos nas plantas, é crucial para desenvolver abordagens vantajosas com valor potencial em sistemas integrados de manejo de culturas, contribuindo em última análise para a produção sustentável.

 

Abstract

It is imperative to enhance crop yield to meet the demands of a burgeoning global population while simultaneously safeguarding the environment from adverse impacts, which is one of the dominant challenges confronting humanity in this phase of global climate change. To overcome this problem and reduce dependency on chemical fertilizer, scientists now view the implementation of biostimulant strategies as a cost-effective and environmentally friendly approach to achieving sustainable agriculture. Plant extracts are rich in bioactive phytocompounds, which can enhance plant resistance to disease, pest, and abiotic stresses (e.g., drought, salinity, and extreme temperature), and promote plant growth and productivity. Furthermore, the application of plant extracts through soil drenching can also significantly change the rhizosphere soil microbiome, and indirectly interact with plants, eventually stabilizing plant growth. Currently, the application of plant extracts as a whole is effective, which emphasizes the contribution of complex interactions between multiple compounds, with seaweed extracts being the most widely studied and utilized. Interestingly, plant extracts are compatible with fertilizer and can be applied in conjunction with nutrient inputs to further enhance their effectiveness. Given all this knowledge, exploring the growth and functional effects induced by plant extracts, as well as understanding their interactions and mechanisms in plants, is crucial for developing advantageous approaches with potential value in integrated crop management systems, ultimately contributing to sustainable production.

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