Zapewnienie odpowiedniego poziomu produkcji żywności jest jednym z najważniejszych problemów XXI wieku. Od kiedy zaczęto stosować pestycydy, ilość produkowanej żywności z hektara uprawy znacznie wzrosła, jednakże nadmierne ich stosowanie niesie za sobą pewne zagrożenia dla zdrowia ludzi, zwierząt i środowiska. O stymulatorach wzrostu i rozwoju roślin, o działaniu indukującym odporności z dr. Rafałem Kukawką z Poznańskiego Parku Naukowo-Technologicznego rozmawia Jagoda Haloszka. 

Dlaczego poszukiwanie substancji aktywnych mających wpływ na wzrost roślin i jednocześnie indukujących mechanizmy odpornościowe roślin jest istotne w uprawach rolniczych? 

Zdaniem ekspertów, poszukiwanie substancji aktywnych mających wpływ na wzrost roślin i jednocześnie indukujących ich mechanizmy odpornościowe, jest istotne w uprawach rolniczych z kilku powodów. Po pierwsze, światowy popyt na żywność i liczba ludności stale rosną, co stawia przed producentami rolno-spożywczymi wyzwanie w zapewnieniu wystarczającej ilości zdrowej i bezpiecznej żywności. Dane Eurostatu wskazują, że do 2050 roku światowa populacja osiągnie 9,1 miliarda ludzi. Taki wzrost oznaczałby konieczność zwiększenia produkcji żywności o 70%. Są to ogromne potrzeby i wyzwania stojące przed producentami roślin. W związku z tym, konieczne jest zastosowanie skutecznych metod ochrony, które pozwolą na uzyskanie maksymalnych plonów. 

Skuteczne, czyli jakie? 

Ekspertyza wskazuje, że wycofanie substancji czynnych przyczyni się do dużych problemów z ich ochroną ziemniaka i pszenicy przed najważniejszymi agrofagami. Wycofanie proponowanych substancji czynnych stosowanych w uprawach pszenicy będzie prowadziło do wzrostu kosztów ochrony, większego zagrożenia dla środowiska i ryzyka wytwarzania przez patogeny odporności oraz uzyskiwania słabszych plonów. Biorąc pod uwagę obecne trendy na rynku i problemy wynikające z produkcji roślinnej zainteresowałem się tematem alternatywnych metod ochrony roślin, tj. indukcja ich odporności, czyli metodzie polegającej na stymulowaniu naturalnych mechanizmów obronnych w celu zwiększenia ich odporności na szkodniki, choroby i stresy środowiskowe. W Zespole Badawczym dr. hab. Marcina Śmiglaka pracujemy nad tymi zagadnieniami od ponad 10 lat, rozwijamy wiedzę w zakresie induktorów odporności i syntezujemy nowe cząsteczki. Dodatkowo, gdyby takie substancje działały jak stymulatory wzrostu, czyli pozytywnie oddziaływały na roślinę, powodując wzrost parametrów ilościowych i jakościowych plonu, byłoby to istotnym osiągnięciem. I to jest głównym celem przyznanego mi projektu LIDER – połączenie tych dwóch funkcji w jedno i opracowanie technologii użycia takich związków w polu. 

Jakie badania będą realizowane w ramach grantu? 

Głównym celem projektu jest opracowanie technologii stosowania stymulatora wzrostu i rozwoju roślin o działaniu indukującym odporność pszenicy ozimej i ziemniaka. Badania zakładają poszukiwanie i syntezę nowych cząsteczek chemicznych wraz z wyznaczeniem ich właściwości fizykochemicznych. Następnie z najefektywniejszych cząsteczek opracowanie formulacji substancji aktywnych i przebadanie ich pod kątem tych właściwości. Ostatecznie działanie nowych substancji zostanie potwierdzone w dwuletnich testach polowych w uprawie pszenicy i ziemniaka.  

Doświadczenie będzie prowadzone w układzie dwuczynnikowym, gdzie pierwszym będzie aplikacja biostymulatora, a drugim stosowanie standardowej ochrony fungicydowej. Taki układ doświadczenia pozwoli na odniesienie uzyskanych wyników do dwóch wariantów. W ostatnim zadaniu skupimy się na badaniu bezpieczeństwa otrzymanych formulacji dla człowieka i mikroorganizmów.  

Jakie niebezpieczeństwa niesie za sobą nadmierne stosowanie pestycydów? 

Nieprawidłowe rozcieńczanie, niewłaściwe zastosowanie lub brak użycia odpowiednich środków ochrony osobistej może prowadzić do poważnych zatruć, uszkodzenia narządów wewnętrznych, a nawet śmierci. Pestycydy mogą również negatywnie wpływać na środowisko naturalne, co może prowadzić do degradacji gleby, zanieczyszczenia wód powierzchniowych, czy działać niszcząco na organizmy żyjące w ekosystemach wodnych. Ich nadmierne stosowanie może również prowadzić do powstania odporności u szkodników, m.in. z tego powodu Unia Europejska wycofuje część substancji aktywnych w pestycydach. To z kolei tworzy „pułapkę pestycydową”, ponieważ rolnicy muszą używać ich coraz więcej, aby kontrolować szkodniki. Środki ochrony roślin, oprócz szkodliwego działania na szkodniki, mogą również wpływać na organizmy niecelowe, takie jak pożyteczne owady i inne organizmy, które są ważne dla utrzymania równowagi biologicznej w ekosystemach rolniczych. Dlatego tak ważne jest poszukiwanie nowych, alternatywnych metod ochrony roślin.  

Czytaj też: Dr Bogna Sztorch pierwszą laureatką nagrody Fundacji UAM