Ratunkiem dla naszej planety może być dzika pszenica
Przemysłowa hodowla zwierząt degraduje środowisko. To już wiemy. Ale co z tą wiedzą zrobić? Skupić się na uprawie roślin? Tylko czy możliwa jest taka uprawa roślin na skalę przemysłową, która nie szkodzi środowisku naturalnemu? Jak pomóc roślinom przetrwać zmiany klimatu, tak, by nie nadwyrężać nadwątlonej już kondycji naszej planety? Prof. Katarzyna Hrynkiewicz z UMK w Toruniu wskazuje alternatywę.
Rolnictwo przyszłości. Tym prof. dr hab. Katarzyna Hrynkiewicz z Wydziału Nauk Biologicznych i Weterynaryjnych UMK zajmuje się nie od dziś. Teraz jednak zajmie się tym w ścisłej współpracy z instytutami badawczymi z Austrii, Belgii, Francji, Niemiec, Polski, Rumunii oraz Szwecji. Bo „prof. dr hab. Katarzyna Hrynkiewicz w raz ze swoim zespołem znalazła się w bardzo wąskim gronie zwycięzców konkursu BiodivClim organizowanego przez sieć BiodivERsA i uzyskała finansowanie badań w kwocie 1,1 mln złotych”– jak chwali się uczelnia.
Rolnictwo przyszłości
Co to właściwie oznacza? W dużym uproszczeniu tyle, że toruńska biolożka w międzynarodowym towarzystwie posieje zboże. A mówiąc szczegółowo: eksperymentalne pola uprawne powstaną już na wiosnę we wszystkich wspomnianych krajach. To ważne, bo badacze będą mogli obserwować wzrost roślin w tym samym czasie w różnych warunkach klimatycznych i agroekologicznych. Nie będą to jednak zboża, jakie znamy, te, których masowe uprawy przyczyniają się o degradacji środowiska naturalnego. Tytuł projektu prof. Hrynkiewicz brzmi „Uprawa zbóż wieloletnich oparta na naturze jako model zachowania bioróżnorodności funkcjonalnej w przyszłościowym rolnictwie". A to już co nieco wyjaśnia. Choć nadal nie wiemy, o jakie wieloletnie zboża chodzi i w czym będą lepsze od znanych nam upraw.
Ratunek dla planety
- Szczegółów na tym etapie zdradzać bym nie chciała – zastrzega szybko prof. Katarzyna Hrynkiewicz. - Powiem jedynie, że nie chodzi o żadne modyfikowane genetycznie, wyhodowane w laboratorium rośliny, a raczej np. o dziko rosnącą, wieloletnią pszenicę. Cieszy mnie, że badacze pochodzą z tak różnych krajów, także z tych, gdzie już funkcjonują dobrze opracowane systemy, wdrażające nowoczesne rozwiązania w rolnictwie. Ale ważna jest jeszcze jedna rzecz: dzięki temu nasze zboża wieloletnie będą mogły rosnąć i wydawać plony w różnych warunkach klimatycznych, na różnych glebach – w różnym stopniu zdegradowanych przez tradycyjne rolnictwo oraz zawierających specyficzne dla danego regionu i klimatu zespoły mikroorganizmów glebowych, a my będziemy mogli te złożone zależności uważnie obserwować i opracowywać strategie rozwoju dla nowatorskich upraw, szytych na miarę poszczególnych stref klimatycznych.
- Aby plony z jednorocznej uprawy zbóż były zadowalające, trzeba plantacje obficie nawozić, zrywanie powłoki ziemi co sezon także powoduje wyjaławianie gleby – dlatego nawozić trzeba coraz więcej. To zamknięte koło. Do tego konieczność podlewania upraw, bo najbardziej dotkliwe skutki zmian klimatu dla rolnictwa to susze.
Badacze pochylą się nad ogromnym problemem współczesnego rolnictwa i współczesnego świata: stratami, jakie w środowisku naturalnym powoduje masowa produkcja roślin jednorocznych i opracują sposób, jak tej degradacji zapobiegać. Bo mitem jest to, że planecie szkodzą jedynie duże hodowle, a więc rolnicza produkcja zwierzęca na masową skalę. - Uprawa zbóż jednorocznych wiąże się z bardzo dużymi stratami dla natury, a od rolników wymaga ogromnego nakładu pracy (i pieniędzy) – mówi prof. Hrynkiewicz. - Aby plony z jednorocznej uprawy zbóż były zadowalające, trzeba plantacje obficie nawozić, zrywanie powłoki ziemi co sezon także powoduje wyjaławianie gleby – dlatego nawozić trzeba coraz więcej. To zamknięte koło. Do tego konieczność podlewania upraw, bo najbardziej dotkliwe skutki zmian klimatu dla rolnictwa to susze.
Nawozy, susza i upały
Wprowadzenie do użytku zbóż wieloletnich pozwoli rozwiązać te problemy. Plony z tych innowacyjnych upraw może nie będą tak wysokie jak z konwencjonalnych, ale te rośliny są wyjątkowo odporne na niekorzystne warunki środowiskowe, w tym wysokie temperatury i susze: jak to rośliny wieloletnie mają lepiej rozbudowany system korzeniowy niż zboża jednoroczne, dlatego poradzą sobie lepiej z niedoborem wody, ale też będą w stanie pobrać z ziemi większą ilość składników mineralnych. Nie trzeba też będzie tak obficie nawozić tych upraw. Dzięki temu, że będą to uprawy wieloletnie, warstwa ochronna gleby nie będzie co roku zrywana, a co za tym idzie - lepsze warunki do rozwoju będą miały mikroorganizmy. Ich zadaniem jest, m.in., ochrona roślin przed chorobami.
Mikroorganizmy to niezwykle ważny element realizowanego projektu badawczego, zwłaszcza dla prof. Katarzyny Hrynkiewicz, która od wielu lat prowadzi badania nad mikrobiomem roślin uprawnych.
- Każda roślina rosnąca w warunkach naturalnych zasiedlana jest przez bakterie i grzyby, które mogą mieć pozytywny, neutralny lub negatywny wpływ na gospodarza roślinnego.
- Na to, które mikroorganizmy będą wchodziły w skład mikrobiomu danej rośliny, ma wpływ przede wszystkim środowisko glebowe, ale również gatunek uprawianej rośliny.
- Idealnym rozwiązaniem dla rolnictwa byłoby wyselekcjonowanie takich roślin uprawnych, które charakteryzują się bardzo dużą odpornością na infekcję mikroorganizmami patogennymi i jednocześnie posiadają możliwości wychwytywania z gleby mikroorganizmów działających pozytywnie.
- Takich, które będą tworzyły stabilne układy symbiotyczne, a to np. grzyby mykoryzowe, stymulujące wzrost i odporność roślin na zmieniające się warunki klimatyczne oraz hamują infekcję patogenami.
- Pomimo znacznego zaawansowania w zakresie badań nad mikroorganizmami symbiotycznymi, wiedza na ich temat jest wciąż niewystarczająca, a potencjał jaki posiadają nadal niewykorzystywany w rolnictwie - mówi prof. Katarzyna Hrynkiewicz. - Jednym z zadań projektu jest wyselekcjonowanie grzybów mykoryzowych, które będą wykorzystane do produkcji inokulatów mikrobiologicznych stosowanych w uprawach. Ten aspekt projektu został doceniony przez kapitułę oceniającą wnioski w konkursie BiodivClim.
Grzyby potrzebują czasu
- Mikroorganizmy symbiotyczne wspomagają roślinę, dostarczając jej związki mineralne, muszą mieć jednak czas i warunki do rozwoju – mówi prof. Katarzyna Hrynkiewicz. - Utrzymanie bioróżnorodności mikrobiologicznej gleb jest tutaj kluczowym elementem. Grzyby mykoryzowe potrzebują czasu, aby rozwinąć się w glebie, a następnie utworzyć wydajnie funkcjonującą symbiozę na korzeniach roślin, która będzie stymulowała wzrost i chroniła gospodarza przed patogenami. W uprawach wieloletnich tego typu mikroorganizmy będą miały zdecydowanie większą szansę na wykazanie swojego ogromnego potencjału.
Uprawiane w ten sposób rośliny nie będą wymagały dodatkowego nawożenia, a do ich produkcji nie trzeba będzie używać dużej ilości pestycydów i środków ochrony roślin, co przełoży się na nasze zdrowie.
Zboża wieloletnie
Projekt prof. Hrynkiewicz ma zwrócić uwagę na problem jakim jest niezrównoważona polityka rolna właściwie w każdym kraju, która prowadzi do zubożenia naturalnych zasobów – wyjałowiona gleba nie wyda takich plonów, jakie mogłaby, gdyby rolnicy stasowali bardziej optymalne metody produkcji roślinnej. Jeśli podejmą rękawicę, będą siali zboże co kilka, a nawet kilkanaście lat. Będą mniej nawozili swoje uprawy, nie będą musieli ich podlewać. Zysk będzie więc i ekologiczny, i ekonomiczny.
- Uprawa zbóż wieloletnich ma ograniczyć zbyt intensywne wykorzystanie obszarów rolnych, którymi dysponujemy, przeciwdziałać zbyt dużej erozji gleby powodowanej nadmierną uprawą jednoroczną. Ma też pozytywnie wpłynąć na zmiany klimatyczne poprzez zapewnienie glebie stałej okrywy roślinnej i co najważniejsze: utrzymać wysoką bioróżnorodność mikroorganizmów - wymienia prof. Katarzyna Hrynkiewicz. - Zbyt niska różnorodność mikroorganizmów glebowych znacznie szybciej prowadzi do wyjaławiania gleb, a w efekcie obniżenia uzyskiwanych plonów. Zjawisko to jest problemem globalnym, dlatego właśnie UE, będąca światowym liderem w dziedzinie badań i innowacji utworzyła projekt BiodivClim, który ma zjednoczyć czołowe jednostki naukowe w Europie w celu wprowadzenia innowacyjnych oraz przyszłościowych rozwiązań w produkcji rolnej, uwzględniającej aspekty środowiskowe oraz klimatyczne. Mam ogromną nadzieję, że projekt realizowany w tak szerokim, ogólnoeuropejskim zakresie przyniesie wymierne korzyści dla środowiska, przyczyni się do zmiany polityki rolnej oraz wpłynie na postrzeganie opartych na naturze upraw roślin przez społeczeństwo.