Jak zabezpieczyć przyszły dostęp do wody i składników odżywczych w Europie?
Dwa spośród licznych przewidywanych skutków zmiany klimatu to ograniczona dostępność wody i niedobory głównych składników odżywczych potrzebnych do uprawy roślin. „Szacuje się, że na wielu obszarach Europy zasoby wodne będą się kurczyć, natomiast dostęp do składników odżywczych może się zmniejszyć częściowo w wyniku większego niedoboru wody”, wyjaśnia Philippe Hinsinger, samodzielny pracownik naukowy instytutu INRAE Montpellier oraz koordynator projektu SolACE (Solutions for improving Agroecosystem and Crop Efficiency for water and nutrient use). Kolejny problem stanowią nawozy, które są stosowane przez rolników, aby dostarczyć roślinom najważniejszych składników odżywczych, takich jak azot czy fosfor, co niestety mocno wpływa na stan środowiska. Dlatego też zwiększanie zrównoważonego charakteru europejskiego rolnictwa ściśle wiąże się z ograniczeniem stosowania nawozów. Niestety, jednym ze skutków tej praktyki są coraz częstsze sytuacje, w których ograniczony jest dostęp do azotu lub fosforu na potrzeby upraw. Celem projektu SolACE było pokonanie tych przeszkód poprzez zaprojektowanie nowych genotypów roślin uprawnych zdolnych do wzrostu w tych trudnych warunkach, a także opracowanie zestawu praktyk zarządzania wspierających europejskie rolnictwo – zarówno to ekologiczne, jak i konwencjonalne. „Dalsze ograniczanie stosowania nawozów w Europie jest bezwzględnie konieczne nie tylko ze względów ekologicznych, ale również ekonomicznych, gdyż ceny nawozów stale rosną i ulegają licznym wahaniom”, dodaje Hinsinger.
Innowacyjne genotypy roślin uprawnych
Nowe genotypy roślin uprawnych mogą umożliwić bardziej wydajne pobieranie i wykorzystywanie przez roślinę zawartej w glebie wody i składników odżywczych na większych głębokościach lub osiąganie większych plonów przy mniejszym zużyciu tych cennych zasobów. „W ramach projektu SolACE dużo czasu poświęciliśmy na poprawę wydajności pozyskiwania składników jako właściwości związanej z cechami podziemnych części roślin, co stanowiło jedno z największych wyzwań, jakie towarzyszyły naszym badaniom”, zaznacza Hinsinger. Zespół stworzył około 250 genotypów roślin uprawnych takich jak pszenica zwyczajna i pszenica durum, a następnie badał cechy korzeni tych roślin za pomocą technologii obrazowania. Ponadto podobnym obserwacjom poddano uprawę ziemniaków o różnych genotypach, ale już na mniejszą skalę. Badacze z projektu SolACE skupili się również na opracowaniu nowej strategii hodowlanej. Dane dotyczące fenotypów korzeni pozwoliły na opracowanie genomowych modeli selekcji, których testy pod kątem poprawy wydajności upraw pszenicy zwyczajnej i durum zakończyły się powodzeniem. Konsorcjum projektu wykorzystało również metody biotechnologiczne do zaprojektowania mieszańców pszenicy zwyczajnej i ziemniaka. Ponadto opracowano szereg nowatorskich praktyk zarządzania agroekosystemami, które zostały przetestowane w badaniach pilotażowych w laboratorium, a następnie w ramach doświadczeń polowych w różnych miejscach w Europie. W ramach dalszych badań nad tymi nowymi strategiami uczestnicy projektu przeprowadzili eksperymenty w gospodarstwach rolnych w siedmiu sieciach zrzeszających rolników w całej Europie, kładąc szczególny nacisk na modelowanie plonów z uwzględnieniem przyszłych scenariuszy klimatycznych. „Analizy łączące modele upraw ze scenariuszami dotyczącymi przyszłych warunków klimatycznych w różnych regionach Europy wykazały dużą różnorodność odpowiedzi roślin uprawnych”, tłumaczy Hinsinger. „W regionach południowych i wschodnich były one negatywne, a na wielu innych obszarach raczej pozytywne – i właśnie tam może nastąpić poprawa plonów w wyniku wzrostu stężenia CO2 i temperatury”, dodaje.
Strategia polityczna i przyszłe projekty badawcze
W wyniku projektu SolACE powstał szereg opracowań na potrzeby partnerstwa EPI-AGRI – w formie abstraktów, filmów, materiałów szkoleniowych i publikacji w specjalistycznej i naukowej prasie, a także prezentacji podczas konferencji. Zespół projektu opracował również serię dokumentów orientacyjnych, w których zawarto kluczowe zalecenia polityczne mające na celu pokonanie konkretnych wyzwań. „Obecnie rozważane jest dalsze wykorzystanie niektórych z tych ustaleń w pracach z udziałem małych i większych przedsiębiorstw biotechnologicznych”, mówi Hinsinger. „Zaangażowanie w projekt zwiększyło zainteresowanie i entuzjazm dla testowanych innowacji, zwłaszcza wśród rolników”.
Słowa kluczowe
SolACE, rolnictwo, woda, składniki odżywcze, agroekosystem, zarządzanie, uprawa, genotypy
