The role of biostimulants and bioeffectors as alleviators of abiotic stress in crop plants

Resumo

O uso de bioefetores, formalmente conhecidos como bioestimulantes de plantas, tornou-se uma prática comum na agricultura e fornece uma série de benefícios para estimular o crescimento e proteger contra o estresse. Embora a definição não esteja bem estabelecida um bioestimulante é vagamente definido como um material orgânico ou microorganismo que é aplicado para aumentar a absorção de nutrientes, estimular o crescimento, melhorar a tolerância ao estresse ou melhorar a qualidade da cultura. Esta revisão pretende fornecer uma ampla visão geral dos efeitos conhecidos dos bioestimulantes e sua capacidade de melhorar a tolerância a estresses abióticos. A inoculação ou aplicação de extratos de algas ou outras plantas tem efeitos benéficos no crescimento e adaptação ao estresse. A inclusão de extratos de algas, hidrolisados de proteínas, ácidos húmicos e fúlvicos e outras misturas compostas em formulações traz propriedades que vão além da nutrição básica, aumentando frequentemente o crescimento e a tolerância ao estresse das plantas. Bactérias não patogênicas capazes de colonizar raízes e a rizosfera também têm vários efeitos positivos; esses efeitos incluem maior rendimento, maior absorção e utilização de nutrientes, maior atividade fotossintética e resistência a estresses bióticos e abióticos. Embora os bioestimulantes tenham vários efeitos no crescimento das plantas, esta revisão examina especificamente seus efeitos bioprotetores contra o estresse abiótico. A utilização de bioestimulantes agrícolas pode contribuir para a promoção da sustentabilidade e resiliência na agricultura, oferecendo um substituto viável aos protetores sintéticos que estão experimentando um declínio na preferência dos consumidores. Uma extensa revisão da literatura mostra um papel claro para um número diversificado de bioestimulantes que têm efeitos protetores contra o estresse abiótico, mas também revela a necessidade urgente de abordar os mecanismos subjacentes responsáveis por esses efeitos.

Abstract

The use of bioeffectors, formally known as plant biostimulants, has become common practice in agriculture and provides a number of benefits in stimulating growth and protecting against stress. A biostimulant is loosely defined as an organic material and/or microorganism that is applied to enhance nutrient uptake, stimulate growth, enhance stress tolerance or crop quality. This review is intended to provide a broad overview of known effects of biostimulants and their ability to improve tolerance to abiotic stresses. Inoculation or application of extracts from algae or other plants have beneficial effects on growth and stress adaptation. Algal extracts, protein hydrolysates, humic and fulvic acids, and other compounded mixtures have properties beyond basic nutrition, often enhancing growth and stress tolerance. Non-pathogenic bacteria capable of colonizing roots and the rhizosphere also have a number of positive effects. These effects include higher yield, enhanced nutrient uptake and utilization, increased photosynthetic activity, and resistance to both biotic and abiotic stresses. While most biostimulants have numerous and diverse effects on plant growth, this review focuses on the bioprotective effects against abiotic stress. Agricultural biostimulants may contribute to make agriculture more sustainable and resilient and offer an alternative to synthetic protectants which have increasingly falling out of favour with consumers. An extensive review of the literature shows a clear role for a diverse number of biostimulants that have protective effects against abiotic stress but also reveals the urgent need to address the underlying mechanisms responsible for these effects.