Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego opracowali metody prowadzenia upraw żywności przy znaczącym ograniczeniu oprysków i mineralnego nawożenia gleb. Metoda wykorzystuje występujące w glebach pożyteczne bakterie.
Bakterie te pozwalają produkować zdrowszą żywność, szybko rekultywować ziemie uprawne i dodatkowo ograniczyć koszty produkcji. Wieloletnie prace badawcze w zakresie biotechnologii dla rolnictwa prowadzone przez zespół Magdaleny Popowskiej, prof. UW, pozwoliły wypracować skuteczne i obiecujące metody wspomagania upraw rolnych. W niedalekiej przyszłości mogą one być wdrażane na masową skalę.
Zespół wyselekcjonował różnego rodzaju szczepy występujących w glebach bakterii, które pełnią określone funkcje wspomagające w procesie rozwoju roślin. Bakterie te mają m.in. kluczowe znaczenie dla zachowania równowagi w mikroflorze gleb uprawnych, a tym samym są odpowiedzialne za żyzność i produktywność biologiczną gleb.
Przyjazne bakterie
Według wyliczeń odkrywców z UW o
dpowiednio dobrane mieszanki pożytecznych bakterii pozwalają w skali roku zredukować nawożenie pól aż do 40%. Dzięki bakteriom można również znacząco
ograniczyć opryski grzybobójcze stosowane po herbicydach. Zidentyfikowane szczepy są też zdolne szybko
degradować zalegające w glebie toksyczne substancje zawarte w środkach chwastobójczych (herbicydach) – przede wszystkim glifosat.
Pożyteczne bakterie również skutecznie eliminują z gleby fitopatogeny – czyli bakterie niszczące uprawy. Jeszcze inne szczepy są zdolne oczyszczać glebę z metali ciężkich i związków ropopochodnych. Wszystkie odkrycia w tym zakresie zostały przetestowane i jest szansa, że w krótkiej perspektywie pozwoli to opracować gotowe szczepy i preparaty do zastosowania zarówno na otwartych polach uprawnych, jak również w szklarniach.
– Rewolucja może się dokonać dzięki pożytecznym bakteriom wprowadzanym bezpośrednio do gleby dwukrotnie w ciągu roku, przed zasiewem i po zbiorach. Dziś dysponujemy nie tylko wyodrębnionymi szczepami bakterii, ale mamy już opracowane gotowe ich kombinacje wraz z wyskalowaniem dozowania. Jesteśmy w stanie w ciągu kilkunastu dni zdegradować zalegający w glebie powszechnie stosowany glifosat. Innym efektem jest wyeliminowanie bakterii atakujących rośliny uprawne. Rozwijają się one intensywnie po zastosowaniu herbicydu. Stosując preparaty bakteryjne przywracamy również właściwe parametry mikroflory, odbudowując niszczoną przez dekady ziemię uprawną. Wszystkie te efekty potwierdziliśmy już badaniami i eksperymentami – dodaje
dr hab. Magdalena Popowska, Dyrektor Instytutu Mikrobiologii UW
Obecnie trwają procedury związane z uzyskaniem atestów dla poszczególnych preparatów bakteryjnych. Nad procesem komercjalizacji czuwa powołana spółka uniwersytecka (spin-off) – Bactrem oraz Uniwersytecki Ośrodek Transferu Technologii, W najbliższym sezonie wegetacyjnym zostaną przeprowadzone ostateczne testy na gruntach otwartych, po czym będzie można dopuścić gotowe produkty dla wszystkich zainteresowanych producentów płodów rolnych.
Na czym polegać ma rewolucja?
- Wyeliminowanie z upraw toksycznych związków pochodzących z herbicydów
Rolnicy po zastosowaniu herbicydu na początku okresu wegetacji będą mogli dozować do skażonej gleby bakterie, które w ciągu 2 tygodni zdegradują toksyczne substancje chwastobójcze. Dzięki temu toksyczne związki nie przedostaną się do roślin uprawnych. Jeden z preparatów skutecznie degraduje kontrowersyjny składnik związków chwastobójczych - herbicydów, który jest powszechnie stosowany w rolnictwie – glifosat. Jest on degradowany do związków łatwo przyswajalnych: wody, etanolu i fosforanów.
- Przywrócenie prawidłowej mikroflory w zdegradowanej i jałowej glebie
Po zastosowaniu herbicydu gleba jest dosłownie porażona – praktycznie zamiera w niej życie. W naturalnej glebie na każdy jej gram przypada ok. 1010 bakterii. Po zastosowaniu herbicydu w gramie gleby pozostaje ok. 103 bakterii. Stosując działające na wyobraźnię porównanie, można powiedzieć, że to tak, jakby całą ziemską populację ludzi ograniczyć do jednego niewielkiego miasta. W wyjałowionej herbicydem glebie nie ma mikroflory odpowiedzialnej za żyzności i produktywności biologicznej gleb, czyli niezbędnej do prawidłowego wzrostu roślin. Dodanie odpowiednich szczepów bakterii do porażonej gleby, przywraca naturalną mikroflorę – w ciągu jednego sezonu na gram gleby przypada nawet 1011 pożytecznych bakterii, które stymulują wzrost roślin. Uprawy wzrastają na glebie zdrowszej, wykazującej naturalną harmonię mikroflory.
- Oszczędności na opryskach bakteriocydami i środkach grzybobójczych
Po zastosowaniu herbicydu w porażonej glebie chętnie rozwijają się grzyby chorobotwórcze oraz bakterie działające niekorzystnie na rośliny. Dodanie do takiej gleby pożytecznych bakterii całkowicie eliminuje te negatywne czynniki. W rezultacie rolnicy nie muszą dodatkowo opryskiwać pól środkami grzybobójczymi i bakteriocynami – czyli środkami niszczącymi wszystkie bakterie, co jeszcze drastyczniej degraduje i wyjaławia pole uprawne.
- Znaczne oszczędności na nawozach mineralnych
Zespół Magdaleny Popowskiej wykazał, że zastosowanie szczepów bakteryjnych pozwala zmniejszyć ilość stosowanych nawozów mineralnych o ok. 20 do 40% - zależnie od kategorii gleby, uprawy i warunków atmosferycznych. Nawozy mineralne stanowią ważny składnik kosztu w produkcji rolnej (ok. 20 – 25% ogółu kosztów). W Polsce rokrocznie rolnicy zużywają ok. 2 mln ton nawozów. Zastosowanie bakterii pozwoliłoby więc wygenerować znaczne oszczędności w tym obszarze.
Eksperymenty wykazały, że plony rosnące na glebie z bogatą mikroflorą stymulowaną szczepami pożytecznych bakterii statystycznie są obfitsze o kilkanaście procent w stosunku do roślin hodowanych na glebach tylko nawożonych mineralnie. Obserwacje te dotyczyły tempa wzrostu rośliny, skali uzyskiwanej biomasy, jak i skali ostatecznego plonu.
Źródło: UW, Uniwersytecki Ośrodek Transferu Technologii
