Mikrobiom glebowy nadzieją na pokonanie globalnych wyzwań żywnościowych
Liczba ludności na świecie stale rośnie, co rodzi wiele uzasadnionych pytań o to, czy obecnie stosowane metody produkcji, przetwórstwa i dystrybucji są w stanie zapewnić dostęp do zdrowej żywności dla całej populacji. Jednym z problemów jest fakt, że aktualne systemy żywnościowe nie są zrównoważone, co nie pozostaje bez wpływu na wiele istotnych aspektów, takich jak bezpieczeństwo żywności, zdrowie, środowisko, gospodarka czy równość społeczna. Z rozwiązaniami spieszy zespół finansowanego przez UE projektu CIRCLES, który poszukuje sposobów na pokonanie przyszłych wyzwań żywnościowych, badając potencjalne korzyści z zastosowania drobnoustrojów w systemie żywnościowym. W niedawnym wywiadzie udzielonym przez partnera projektu CIRCLES, Fiński Instytut Zasobów Naturalnych (Luke), podkreślono, jak ważną rolę w wyżywieniu rosnącej populacji świata odgrywają zdrowe gleby. Gleba jest podstawą produkcji zdecydowanej większości artykułów żywnościowych, a więc potrzebujemy jej zarówno do uprawy owoców, warzyw i zbóż, jak i do uprawy paszy dla zwierząt hodowanych w celu pozyskania mięsa lub nabiału. Niestety, intensywne rolnictwo doprowadziło do tego, że jedna trzecia gleb na świecie uległa degradacji i utraciła część swojej zdolności do wspierania wzrostu roślin.
Znaczenie bakterii i grzybów
Taina Pennanen, profesor ds. badań naukowych instytutu Luke, w pierwszej kolejności wyjaśniła znaczenie mikrobiomu, czyli społeczności bakterii, grzybów i wirusów, które zamieszkują glebę: „Różnorodne mikrobiomy glebowe odgrywają istotną rolę w utrzymaniu równowagi ekosystemów, biorąc udział w takich procesach jak rozkład, tworzenie agregatów glebowych, obieg azotu, kontrola patogenów oraz wchłanianie składników odżywczych i wody przez rośliny będące częścią naturalnych ekosystemów. Ponadto odgrywają one kluczową rolę w sekwestracji dwutlenku węgla”. Według prof. Pennanen, mikroorganizmy takie jak bakterie i grzyby w istotny sposób przyczyniają się do spowolnienia procesu utraty węgla z gleby poprzez przekształcanie dwutlenku węgla pobieranego przez rośliny z powietrza w bardziej stabilną formę magazynowaną w glebie. „Pomaga to w zapobieganiu erozji gleby i zatrzymywaniu w niej składników odżywczych”. Szczególnie ważną funkcję pełnią grzyby, jako że utrzymują stabilność węgla w glebie i tworzą bryłki zwane agregatami glebowymi, które pomagają zatrzymać wodę i zapobiegają wymywaniu gleby. „W kontekście globalnych działań na rzecz ograniczenia emisji dwutlenku węgla równie ważne są ziemie uprawne, takie jak te, na których rolnicy hodują rośliny”, dodaje badaczka. „Kiedy tereny podmokłe przekształca się w pola uprawne, może to prowadzić do uwolnienia dużej ilości dwutlenku węgla do atmosfery na skutek spadku poziomu wód gruntowych. Jeśli jednak grunty rolne zostaną przekształcone z powrotem w tereny podmokłe, może to pomóc w ograniczeniu emisji dwutlenku węgla. Dlatego sposób, w jaki zarządzamy glebami, jest tak ważny z punktu widzenia ochrony środowiska”. Jednym z celów projektu CIRCLES jest wprowadzenie bardziej zrównoważonych metod wykorzystania mikroorganizmów w łańcuchach poszczególnych produktów. W tym celu uczeni zbiorą dane dotyczące łańcuchów żywnościowych badanych w ramach projektu, aby na tej podstawie ocenić ich wpływ na środowisko i gospodarkę, a następnie porównać łańcuchy, w których wykorzystano rozwiązania mikrobiologiczne, z tymi, w których ich nie zastosowano, pod względem uzyskanych wyników. Na dzień dzisiejszy zespołowi projektu udało się zbadać, w jaki sposób stosowanie różnych substratów glebowych może pomóc w zwiększeniu różnorodności i ilości drobnoustrojów glebowych, zwłaszcza grzybów. Celem najnowszego badania przeprowadzonego przy wsparciu projektu CIRCLES (Controlling mIcRobiomes CircuLations for bEtter food Systems) było określenie wpływu kory drzewnej i materiałów uzyskanych z niej w procesie kaskadowym na mikrobiom gleby. Chociaż potrzebne są dalsze badania, dotychczasowe próby sugerują, że skład rodzimych drobnoustrojów w glebie można modyfikować, „a wykorzystanie materiałów pochodzących z lasu może korzystnie wpływać na populacje grzybów w glebach uprawnych, co z kolei może się przełożyć na lepsze zdrowie roślin”. Więcej informacji: strona projektu CIRCLES
Słowa kluczowe
CIRCLES, gleba, mikrobiom, żywność, łańcuch żywnościowy, dwutlenek węgla, węgiel, drobnoustroje, bakterie, grzyby
