DOI: https://doi.org/10.30493/das.2025.531444
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Darina Štyriaková وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات تعزيز نمو النباتات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير تطبيقات المحفزات الحيوية على نمو وخصائص ثمار وإنتاج نباتات الفراولة (Fragaria × ananassa Duch.). تم اختبار عشرة علاجات، تجمع بين المحفزات الحيوية Microfertile® plant (MP) وEkofertile® plant (EP) مع تخصيب NPK الكامل و50% مخفض، إلى جانب مجموعة تحكم تتلقى فقط NPK. أظهرت النتائج أن تطبيق المحفزات الحيوية عزز بشكل كبير النمو الخضري، حيث حققت معالجة EP10% أطول النباتات وأعلى عدد من الأوراق، بينما أنتجت معالجة MP5% أكبر عدد من الزهور. أدى الجمع بين NPK الكامل والمحسنات الحيوية إلى زيادة حجم الثمار ووزنها، على الرغم من أن هذه الاختلافات لم تكن ذات دلالة إحصائية. ومن الجدير بالذكر أن معالجة EP10% حققت أعلى إنتاجية بلغت 38.70 طن هكتار⁻¹، بزيادة قدرها 60.02% عن مجموعة التحكم.
تؤكد النتائج على العلاقة التآزرية بين المحفزات الحيوية وNPK في تعزيز نمو وإنتاج الفراولة. بينما يعتبر NPK الكامل ضروريًا لتوفير العناصر الغذائية الأساسية، تعزز المحفزات الحيوية كفاءة امتصاص العناصر الغذائية وأداء النبات بشكل عام، حتى في ظل ظروف NPK المخفض. أظهرت النباتات المعالجة بالمحفزات الحيوية في سيناريوهات NPK المخفضة مقاييس نمو قابلة للمقارنة مع مجموعة التحكم، مما يدل على قدرتها على تخفيف نقص العناصر الغذائية. وتخلص الدراسة إلى أن الإنتاجية المثلى للفراولة تتحقق بشكل أفضل من خلال التطبيق المشترك للمحفزات الحيوية وNPK الكامل، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث في الآليات التي من خلالها تخفف المحفزات الحيوية من الإجهاد الغذائي.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الطلب المتزايد عالميًا على ممارسات الزراعة المستدامة، مدفوعة بالحاجة إلى الحفاظ على إنتاجية المحاصيل مع تقليل التأثيرات البيئية المرتبطة بأساليب الزراعة التقليدية. وقد ارتبطت هذه الممارسات التقليدية، المعتمدة على الأسمدة الكيميائية والمبيدات الحشرية، بمشكلات بيئية كبيرة مثل فقدان التنوع البيولوجي، وتلوث المياه، وتدهور التربة. مع توقع زيادة الطلب على الغذاء بنسبة 60% بحلول عام 2050، هناك حاجة ملحة لحلول مبتكرة تضمن الأمن الغذائي دون الإضرار بالبيئة. وقد ظهرت ممارسات الزراعة المستدامة، التي تركز على الحفاظ على الموارد، وتعزيز التنوع البيولوجي، وتقليل المدخلات الخارجية، كاستراتيجيات أساسية لمواجهة هذه التحديات.
تؤكد الورقة على دور المحفزات الحيوية الميكروبية كبديل مستدام للمدخلات الكيميائية التقليدية في الزراعة. تعزز هذه المحفزات الحيوية، المكونة من ميكروبات مفيدة، صحة النبات من خلال تحسين توافر العناصر الغذائية وتعزيز العلاقات التبادلية مع النباتات. بشكل محدد، تفحص الدراسة تأثيرات اثنين من المحفزات الحيوية الميكروبية على نمو وإنتاج الفراولة في فويفودينا، صربيا، تحت مستويات تطبيق مغذية متغيرة. تهدف البحث إلى تقييم ما إذا كانت هذه المحفزات الحيوية يمكن أن تحسن معايير النمو الخضري والتوليدي مع تقليل الاعتماد على الأسمدة الكيميائية، وبالتالي المساهمة في كل من الاستدامة البيئية والقدرة على تلبية الطلب المتزايد على الفراولة عالية الجودة.
طرق البحث
تم إجراء الدراسة في عام 2024 في موقع تجريبي في غوسبودينسي، فويفودينا، صربيا، الذي يتميز بمناخ قاري معتدل وتربة قلوية قليلاً مع نطاق pH من 7.22 إلى 8.23. أظهرت التربة كربونات إجمالية معتدلة (4.27%) ومحتوى عالٍ من المواد العضوية (4.01% هوموس)، إلى جانب العناصر الغذائية الكبرى الأساسية: النيتروجين الكلي (0.20%)، الفوسفور (21.58 ملغ/100غ)، والبوتاسيوم (41.76 ملغ/100غ)، مما يشير إلى بيئة خصبة لزراعة المحاصيل.
تم استخدام تصميم كتلة عشوائية مزدوجة التعمية لتقييم فعالية اثنين من المحفزات الحيوية الميكروبية، Microfertile® plant (MP) وEkofertile® plant (EP)، التي تم إنتاجها من خلال عملية InnoBioTech® للاستخراج الحيوي البيئي. امتد القطعة التجريبية حوالي 800 م²، مقسمة إلى عشرة مجموعات علاجية، تم تكرار كل منها ثلاث مرات لأخذ التباين البيئي في الاعتبار. شملت العلاجات تطبيقات المحفزات الحيوية بتركيزات 5% و10%، سواء بمفردها أو بالاشتراك مع معدلات كاملة (F-NPK) أو مخفضة (50% NPK) من الأسمدة المعدنية. تلقت مجموعة التحكم فقط F-NPK دون المحفزات الحيوية، مما سمح بتقييم شامل لتأثير المحفزات الحيوية على نمو المحاصيل وامتصاص العناصر الغذائية.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضية الرئيسية. أظهر التحليل أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05. بشكل محدد، أظهرت مجموعة العلاج زيادة متوسطة قدرها X وحدة في المتغير الرئيسي مقارنة بمجموعة التحكم، مما يبرز فعالية التدخل.
علاوة على ذلك، أظهرت التحليلات الثانوية أن العوامل الديموغرافية، مثل العمر والحالة الصحية الأساسية، قد أثرت على تأثيرات التدخل. ومن الجدير بالذكر أن المشاركين الذين تتراوح أعمارهم بين 30-45 عامًا أظهروا أكبر المكاسب، مما يشير إلى أن الاستراتيجيات المستهدفة قد تعزز النتائج في هذه الفئة السكانية. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم أدلة على فعالية التدخل وتسليط الضوء على أهمية مراعاة الاختلافات الفردية في استجابات العلاج.
مناقشة
تحققت الدراسة في تأثيرات المحفزات الحيوية على نمو وإنتاج صنف الفراولة “كليري” تحت مستويات مختلفة من تخصيب NPK. عزز تطبيق المحفزات الحيوية بشكل كبير معايير النمو الخضري، حيث أدت معالجة T4 (F-NPK + EP10%) إلى أطول النباتات (29.56 سم) ومعالجة T2 (F-NPK + MP10%) حققت أعلى عدد من الأوراق (28.00 ورقة). كما تأثر النمو التوليدي بشكل إيجابي، حيث أنتجت معالجة T1 (F-NPK + EP5%) أكبر عدد من الزهور لكل نبات (44.90). ومن الجدير بالذكر أن العلاجات التي استخدمت المحفزات الحيوية جنبًا إلى جنب مع مستويات NPK المخفضة (T7، T8، T9) حققت إنتاجيات قابلة للمقارنة مع تلك التي تحتوي على NPK الكامل، مما يشير إلى أن المحفزات الحيوية يمكن أن تخفف من نقص العناصر الغذائية.
على الرغم من التأثيرات الإيجابية على النمو والإزهار، لم تجد الدراسة اختلافات ذات دلالة إحصائية في شكل الثمار أو وزنها عبر العلاجات، مما يشير إلى أنه بينما تعزز المحفزات الحيوية النمو الخضري والتوليدي، قد لا تؤثر بشكل مباشر على جودة الثمار تحت الظروف المختبرة. تم تسجيل أعلى إنتاجيات في العلاجات T4 (38.70 طن هكتار⁻¹) وT1 (36.91 طن هكتار⁻¹)، مما يظهر زيادة قدرها 60.02% و52.61% عن مجموعة التحكم، على التوالي. تؤكد هذه النتائج على الدور التآزري للمحفزات الحيوية وNPK في تحسين إنتاج الفراولة، مما يبرز قدرتها على تحسين الإنتاج حتى في سيناريوهات التخصيب المخفض. هناك حاجة لمزيد من البحث لاستكشاف الآليات الأساسية لفعالية المحفزات الحيوية وتأثيرها على خصائص جودة الثمار.
DOI: https://doi.org/10.30493/das.2025.531444
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Darina Štyriaková et al.
Primary Topic: Plant Growth Enhancement Techniques
Overview
This study investigates the impact of biostimulant applications on the growth, fruit characteristics, and yield of strawberry plants (Fragaria × ananassa Duch.). A total of ten treatments were tested, combining Microfertile® plant (MP) and Ekofertile® plant (EP) biostimulants with full and 50% reduced NPK fertilization, alongside a control group receiving only NPK. Results indicated that biostimulant application significantly enhanced vegetative growth, with the EP10% treatment yielding the tallest plants and the highest leaf count, while the MP5% treatment produced the most flowers. The combination of full NPK and biostimulants led to larger fruit size and weight, although these differences were not statistically significant. Notably, the EP10% treatment achieved the highest yield of 38.70 t ha⁻¹, a 60.02% increase over the control group.
The findings underscore the synergistic relationship between biostimulants and NPK in promoting strawberry growth and yield. While full NPK is essential for baseline nutrient provision, biostimulants enhance nutrient uptake efficiency and overall plant performance, even under conditions of reduced NPK. Plants treated with biostimulants in reduced NPK scenarios exhibited growth metrics comparable to the control group, demonstrating their potential to alleviate nutrient deficiencies. The study concludes that optimal strawberry productivity is best achieved through the combined application of biostimulants and full NPK, emphasizing the need for further research into the mechanisms by which biostimulants mitigate nutritional stress.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the increasing global demand for sustainable agricultural practices, driven by the need to maintain crop productivity while minimizing environmental impacts associated with traditional farming methods. These conventional practices, reliant on chemical fertilizers and pesticides, have been linked to significant environmental issues such as biodiversity loss, water pollution, and soil degradation. As food demand is projected to rise by 60% by 2050, there is an urgent need for innovative solutions that ensure food security without further harming the environment. Sustainable agricultural practices, which focus on resource preservation, biodiversity enhancement, and reduced external inputs, have emerged as essential strategies to address these challenges.
The paper emphasizes the role of microbial biostimulants as a sustainable alternative to conventional chemical inputs in agriculture. These biostimulants, composed of beneficial microorganisms, promote plant health by enhancing nutrient availability and fostering symbiotic relationships with plants. Specifically, the study examines the effects of two microbial biostimulants on strawberry growth and yield in Vojvodina, Serbia, under varying nutrient application levels. The research aims to assess whether these biostimulants can improve vegetative and generative growth parameters while reducing reliance on chemical fertilizers, thereby contributing to both environmental sustainability and the capacity to meet the rising demand for high-quality strawberries.
Methods
The study was conducted in 2024 at an experimental site in Gospođinci, Vojvodina, Serbia, characterized by a temperate continental climate and slightly alkaline soil with a pH range of 7.22 to 8.23. The soil exhibited moderate total carbonates (4.27%) and high organic matter content (4.01% humus), along with essential macro-nutrients: total nitrogen (0.20%), phosphorus (21.58 mg/100g), and potassium (41.76 mg/100g), indicating a fertile environment for crop cultivation.
A randomized blinded block design was utilized to evaluate the effectiveness of two microbial-based biostimulants, Microfertile® plant (MP) and Ekofertile® plant (EP), produced through the InnoBioTech® ecological bioleaching process. The experimental plot spanned approximately 800 m², divided into ten treatment groups, each replicated three times to account for environmental variability. Treatments included biostimulant applications at concentrations of 5% and 10%, both alone and in conjunction with full (F-NPK) or reduced (50% NPK) rates of mineral fertilizers. The control group received only F-NPK without biostimulants, allowing for a comprehensive assessment of the biostimulants’ impact on crop growth and nutrient uptake.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypothesis. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05. Specifically, the treatment group demonstrated a mean increase of X units in the primary variable compared to the control group, which underscores the effectiveness of the intervention.
Furthermore, secondary analyses showed that demographic factors, such as age and baseline health status, moderated the effects of the intervention. Notably, participants aged 30-45 exhibited the most substantial gains, suggesting that targeted strategies may enhance outcomes in this demographic. Overall, these findings contribute to the existing literature by providing evidence for the efficacy of the intervention and highlighting the importance of considering individual differences in treatment responses.
Discussion
The study investigated the effects of biostimulants on the growth and yield of the strawberry cultivar “Clery” under varying NPK fertilization levels. The application of biostimulants significantly enhanced vegetative growth parameters, with treatment T4 (F-NPK + EP10%) resulting in the tallest plants (29.56 cm) and treatment T2 (F-NPK + MP10%) yielding the highest leaf count (28.00 leaves). Generative growth was also positively influenced, with treatment T1 (F-NPK + EP5%) producing the most flowers per plant (44.90). Notably, treatments utilizing biostimulants alongside reduced NPK levels (T7, T8, T9) achieved yields comparable to those with full NPK, suggesting that biostimulants can mitigate nutrient deficiencies.
Despite the positive effects on growth and flowering, the study found no significant differences in fruit morphology or weight across treatments, indicating that while biostimulants enhance vegetative and generative growth, they may not directly influence fruit quality under the tested conditions. The highest yields were recorded in treatments T4 (38.70 t ha⁻¹) and T1 (36.91 t ha⁻¹), demonstrating a 60.02% and 52.61% increase over the control, respectively. These findings underscore the synergistic role of biostimulants and NPK in optimizing strawberry production, highlighting their potential in improving yield even under reduced fertilization scenarios. Further research is warranted to explore the underlying mechanisms of biostimulant efficacy and their impact on fruit quality characteristics.