
Was sind Biostimulanzien?
Zuletzt aktualisiert:
Pflanzen-Biostimulanzien sind Stoffe oder Mikroorganismen, die, auf Saatgut, Pflanzen oder den Wurzelraum ausgebracht, natürliche Prozesse stimulieren, die die Nährstoffaufnahme und -effizienz, die Toleranz gegenüber abiotischem Stress sowie die Qualität und den Ertrag der Kultur verbessern.1,5 Sie sollen die Pflanze nicht ernähren, wie es ein Düngemittel tut.5 Die wichtigsten Arten sind Huminstoffe, Algenextrakte, Proteinhydrolysate, Chitosan, Silizium sowie nützliche Bakterien und Pilze.1

Wie werden Biostimulanzien definiert?
Die Definition wird seit Jahren diskutiert, und veröffentlichte Definitionen unterscheiden sich stark.2,4 Die meisten versuchen, Biostimulanzien einerseits von Düngemitteln und andererseits von Pestiziden und Biokontrollmitteln abzugrenzen, was dadurch erschwert wird, dass manche Produkte sowohl als Biostimulans als auch als Biokontrollmittel wirken.1
In den Vereinigten Staaten lieferte die Farm Bill von 2018 die erste gesetzliche Beschreibung: ein Stoff oder Mikroorganismus, der, auf Saatgut, Pflanzen oder die Rhizosphäre ausgebracht, natürliche Prozesse stimuliert, um die Nährstoffaufnahme, die Nährstoffeffizienz, die Toleranz gegenüber abiotischem Stress oder die Qualität und den Ertrag der Kultur zu verbessern oder zu begünstigen.1,5 In der Europäischen Union definiert die Verordnung (EU) 2019/1009 ein Pflanzen-Biostimulans als Düngeprodukt, das die pflanzlichen Ernährungsprozesse unabhängig vom Nährstoffgehalt des Produkts stimuliert, mit dem alleinigen Ziel, die Nährstoffnutzungseffizienz, die Toleranz gegenüber abiotischem Stress, Qualitätsmerkmale oder die Verfügbarkeit von im Boden oder in der Rhizosphäre gebundenen Nährstoffen zu verbessern.2 Eine vielzitierte wissenschaftliche Übersichtsarbeit schlug eine dritte Fassung vor: ein formuliertes Produkt biologischen Ursprungs, das die Produktivität von Pflanzen durch die emergenten Eigenschaften seiner Mischung von Bestandteilen verbessert, nicht allein durch bekannte Nährstoffe, Pflanzenwachstumsregulatoren oder Schutzstoffe.4
| Quelle | Kerngedanke | Was sie ausschließt oder betont |
|---|---|---|
| Farm Bill von 2018 (Vereinigte Staaten) | Stoff oder Mikroorganismus, der natürliche Prozesse in Saatgut, Pflanzen oder der Rhizosphäre stimuliert | Wirkungen auf Nährstoffaufnahme und -effizienz, Toleranz gegenüber abiotischem Stress, Qualität und Ertrag |
| Verordnung (EU) 2019/1009 | Düngeprodukt, das pflanzliche Ernährungsprozesse stimuliert | Wirkt unabhängig vom Nährstoffgehalt des Produkts |
| Yakhin und Kollegen, Übersichtsarbeit von 2017 | Formuliertes Produkt biologischen Ursprungs | Nutzen nicht allein auf Nährstoffe, Wachstumsregulatoren oder Schutzstoffe zurückzuführen |
Welche sind die wichtigsten Arten von Biostimulanzien?
Die beliebtesten Inhaltsstoffe sind Huminstoffe, Algenextrakte, nützliche Bakterien und nützliche Pilze; andere Produkte enthalten Chitosan, Proteinhydrolysate oder anorganische Verbindungen wie Silizium.1 Materialien auf Säurebasis halten den größten Marktanteil, gefolgt von Materialien auf Algenbasis.1 Forschende unterteilen diese in nicht mikrobielle und mikrobielle Biostimulanzien, und die EU-Verordnung führt arbuskuläre Mykorrhizapilze und stickstofffixierende Bakterien der Gattungen Rhizobium, Azotobacter und Azospirillum als mikrobielle Biostimulanzien auf.2
| Kategorie | Was sie ist | Berichtete Wirkungen |
|---|---|---|
| Humin- und Fulvosäuren | Bestandteile organischer Substanz aus Torf, Leonardit, Kompost oder Wurmkompost | Bessere Bodeneigenschaften, Nährstoffaufnahme über die Wurzeln und Seitenwurzelwachstum |
| Algenextrakte | Meist Braunalgen wie Ascophyllum, Fucus und Laminaria | Wachstumsfördernde Polysaccharide, Auslösung von Abwehrreaktionen, Wasserrückhalt |
| Proteinhydrolysate | Peptide und Aminosäuren aus pflanzlichen oder tierischen Proteinen | Keimung, Wachstum und Qualität, besonders unter Stress |
| Chitosan | Deacetyliertes Chitin aus Pilzen, Insekten und Krebstieren | Induziert pflanzliche Abwehrreaktionen |
| Silizium | Anorganisches Element, das als Kieselsäure aufgenommen wird | Toleranz gegenüber abiotischem Stress, kräftigere Blätter |
| Nützliche Bakterien | Bacillus, Rhizobium, Pseudomonas, Azospirillum und weitere | Stickstofffixierung, Siderophore, Pflanzenhormone |
| Nützliche Pilze | Arbuskuläre Mykorrhizapilze und Trichoderma | Größere Wurzelreichweite, Phosphor- und Wasseraufnahme, Wurzelverzweigung |
Wie wirken Biostimulanzien in Pflanzen?
Zu den berichteten Wirkungen zählen höhere Produktivität, bessere Toleranz gegenüber Krankheiten und anderen Stressfaktoren, verbesserte Aufnahme und Nutzungseffizienz von Wasser und Nährstoffen, eine bessere Wurzelarchitektur und ein besseres Seitenwurzelwachstum sowie induzierte systemische Resistenz.1 Biostimulanzien können sowohl den primären als auch den sekundären Pflanzenstoffwechsel verändern.2 Die wissenschaftliche Grundlage ist gut dokumentiert, die genauen Mechanismen sind jedoch nicht immer bekannt.1 Aus diesem Grund plädierte eine Übersichtsarbeit dafür, dass sich die Forschung auf den Wirksamkeitsnachweis und einen breiten Wirkmechanismus konzentrieren sollte, statt eine einzige definierte Wirkungsweise zu verlangen.4
Jede Kategorie wirkt anders. Huminstoffe wirken über ihre polyanionische Natur, indem sie die Kationenaustauschkapazität des Bodens erhöhen und mit Transportern der Wurzelmembran interagieren.1 Algen-Polysaccharide, die 30 bis 40 Prozent der Trockenmasse des Extrakts ausmachen können, fördern das Wachstum und lösen Abwehrreaktionen aus.1 Arbuskuläre Mykorrhizapilze erweitern das Wurzelsystem über die Nährstoffverarmungszone hinaus und verbessern so die Phosphor- und Wasseraufnahme, während pflanzenwachstumsfördernde Bakterien Stickstoff fixieren, eisenchelatierende Siderophore bilden und Hormone wie Auxine und Cytokinine produzieren.1
Ist ein Biostimulans dasselbe wie ein Düngemittel?
Nein. Biostimulanzien können eine höhere Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienz fördern, sie sollen aber keinen ernährungsphysiologisch relevanten Düngeeffekt liefern.5 Mehrere Definitionen sagen dies direkt: Die EU-Definition verlangt eine Wirkung unabhängig vom Nährstoffgehalt, und die Übersichtsarbeit von 2017 schließt Vorteile aus, die allein auf bekannte essenzielle Nährstoffe zurückgehen.2,4 Als Biostimulans-Dünger verkaufte Produkte kombinieren in der Regel beides, und Biostimulanzien werden in vielen Formulierungen angeboten, auch als Mischungen mit Düngemitteln.1
Die Regulierung richtet sich nach der Produktaussage. Stand 2019 wurden Biostimulanzien in den Vereinigten Staaten auf Ebene der Bundesstaaten als Düngemittel, Bodenimpfmittel oder Bodenhilfsstoffe reguliert.1 Das US-Bundesrecht für Pestizide definiert den Begriff nicht, doch nach dem Leitlinienentwurf der EPA von 2020 gilt ein Produkt, dessen Etikett besagt, dass es durch physiologische Wirkung das Pflanzenwachstum oder die Reifung beschleunigt oder verzögert oder das Verhalten der Pflanze anderweitig verändert, als Pflanzenregulator und fällt unter den Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act.5 Aussagen wie die Verbesserung der Nährstoffaufnahme, der Nährstoffnutzungseffizienz oder der Toleranz gegenüber abiotischem Stress werden im Allgemeinen als nicht pestizidbezogen behandelt.5
Wirken Biostimulanzien in der Landwirtschaft tatsächlich?
Felddaten zeigen, dass sie es oft tun, bei großer Streuung.3 Eine Metaanalyse von 2022 mit 180 Studien und 1.087 gepaarten Freilandvergleichen nicht mikrobieller Biostimulanzien ergab eine durchschnittliche Ertragssteigerung von 17,9 Prozent, von 8,6 Prozent bei Phosphit bis 30,8 Prozent bei Moringablattextrakt.3 Humin- und Fulvosäuren, Proteinhydrolysate, Algenextrakte und Chitosan lagen mit 14,8 bis 17,1 Prozent im Mittelfeld.3 Die Bodenanwendung brachte größere Zuwächse als die Blattanwendung oder die Saatgutbehandlung, und die Reaktionen waren am stärksten in ariden Klimazonen, bei Gemüsekulturen und auf Böden, die arm an organischer Substanz, salzhaltig, sandig oder nährstoffarm waren oder einen pH-Wert weit vom Neutralbereich aufwiesen.3
Die Autoren weisen warnend darauf hin, dass dieser Durchschnitt wegen des Publikationsbias das im kommerziellen Einsatz Erreichte wahrscheinlich überschätzt, und merken an, dass nicht kommerzielle Produkte besser abschnitten als kommerzielle.3 Eine separate Metaanalyse zu mikrobiellen Impfmitteln fand Ertragszuwächse von 20,0 Prozent in trockenen, 14,9 Prozent in tropischen, 10,0 Prozent in ozeanischen und 8,5 Prozent in kontinentalen Klimazonen, wobei Mykorrhizapilze auf Böden mit wenig organischer Substanz und nahezu neutralem pH-Wert am besten abschnitten.6 Fachleute der landwirtschaftlichen Beratung ergänzen, dass positive Wirkungen überwiegend unter kontrollierten Labor- oder Gewächshausbedingungen und bei bestimmten Kulturen berichtet werden, wobei Reihenkulturen und Getreide am häufigsten untersucht wurden.1
| Studie und Gruppe | Durchschnittliche Ertragsänderung | Wo es am besten wirkte |
|---|---|---|
| Nicht mikrobielle Biostimulanzien, alle Kategorien (2022) | +17.9% | Aride Klimazonen, Gemüse, arme oder salzhaltige Böden |
| Produkte auf Basis von Algen, Huminstoffen, Proteinhydrolysaten und Chitosan (2022) | +14,8 % bis +17,1 % | Mitte der Kategorienspanne |
| Phosphit (2022) | +8.6% | Kleinster Datensatz, drei Studien |
| Mikrobielle Impfmittel in trockenen Klimazonen (2018) | +20.0% | Trockene und tropische Klimazonen |
| Mikrobielle Impfmittel in kontinentalen Klimazonen (2018) | +8.5% | Geringste Reaktion unter den Klimagruppen |
Wie sollten Anbauer Biostimulanzien auswählen und anwenden?
Stimmen Sie das Produkt auf das Problem ab. Die Vorteile in Feldversuchen waren unter suboptimalen Bedingungen am größten, insbesondere bei begrenztem Wasser, daher zeigt ein Biostimulans am ehesten dort eine Ertragsreaktion, wo Stress, schlechter Boden oder wenig organische Substanz die Kultur begrenzen.3 Kulturen reagieren unterschiedlich, und Produktformulierungen, die oft mehrere Biostimulans-Typen mischen oder Nährstoffe hinzufügen, sowie Bewirtschaftungspraktiken und Umwelt verändern das Ergebnis.1
Lesen Sie vor dem Kauf die Inhaltsstoffliste, prüfen Sie die Verträglichkeit mit Ihrer Bewirtschaftung und testen Sie vor einem breiteren Einsatz im kleinen Maßstab.1 Lebende Produkte erfordern Sorgfalt: Mykorrhizapilze reagieren empfindlich auf Bodenbearbeitung, Schwarzbrache sowie hohe Gaben von Düngemitteln und Fungiziden.1 Befolgen Sie für Aufwandmengen und Zeitpunkt das Produktetikett, und lesen Sie Etikettenaussagen mit den oben genannten regulatorischen Unterscheidungen im Hinterkopf.5
Das Wichtigste in Kürze
- Biostimulanzien stimulieren natürliche Prozesse der Pflanze, um Nährstoffaufnahme und -effizienz, Stresstoleranz sowie Qualität und Ertrag zu verbessern.
- Sie sind keine Düngemittel: Ihr Nutzen soll nicht aus den enthaltenen Nährstoffen stammen.
- Die wichtigsten Arten sind Huminstoffe, Algenextrakte, Proteinhydrolysate, Chitosan, Silizium sowie nützliche Bakterien und Pilze.
- Feld-Metaanalysen zeigen je nach Kategorie durchschnittliche Ertragszuwächse von rund 9 bis 31 Prozent, am größten bei Trockenheit, auf armen Böden und bei Gemüse.
- Die Ergebnisse variieren je nach Kultur, Produkt und Bedingungen; testen Sie daher im kleinen Maßstab und befolgen Sie das Produktetikett.
Literatur
- Plant Biostimulants: Definition and Overview of Categories and Effects (HS1330)
- Editorial: Biostimulants in Agriculture
- A Meta-Analysis of Biostimulant Yield Effectiveness in Field Trials
- Biostimulants in Plant Science: A Global Perspective
- Draft Guidance for Plant Regulator Products and Claims, Including Plant Biostimulants
- Improving Crop Yield and Nutrient Use Efficiency via Biofertilization: A Global Meta-analysis
Häufig gestellte Fragen
Sind Biostimulanzien nur für den ökologischen Anbau geeignet?
Nein. Die Branche des ökologischen Landbaus war die wichtigste treibende Kraft hinter Biostimulanzien, doch die Nachfrage nach nachhaltigerer Produktion hat sie auch bei konventionell wirtschaftenden Landwirten zunehmend beliebt gemacht.1 Die EPA verweist auf ihren wachsenden Einsatz in der nachhaltigen Produktion und in Programmen des integrierten Pflanzenschutzes.5
Können Biostimulanzien Düngemittel ersetzen?
Wie groß ist der Markt für Biostimulanzien?
Wann wurden Biostimulanzien erstmals beschrieben?
Die Idee biogener Stimulanzien geht auf das Jahr 1933 zurück, auf in der UdSSR begonnene Arbeiten, die vorschlugen, dass Stress ausgesetzte biologische Materialien Stoffwechselprozesse bei Menschen, Tieren und Pflanzen beeinflussen könnten.4 Zwischen 2009 und 2019 erschienen mehr als 700 wissenschaftliche Arbeiten zu Pflanzen-Biostimulanzien.2

