Biomarkery monitorujące wykorzystanie potasu w palmach olejowych
Olej palmowy to jeden z najpopularniejszych na świecie jadalnych olejów roślinnych. Jest on otrzymywany z olejowca gwinejskiego(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Służy głównie do produkcji żywności, kosmetyków i biopaliwa. Jednocześnie wycinanie lasów deszczowych w krajach takich jak Indonezja i Malezja pod plantacje palmy olejowej niesie ze sobą poważne skutki ekologiczne. Dlatego największym problemem dotyczącym uprawy palmy olejowej jest zaspokojenie światowego zapotrzebowania na żywność przy jednoczesnym poszanowaniu środowiska. Aby tego dokonać, kluczowe jest zapewnienie efektywnego wykorzystania nawozów, zwłaszcza potasu. Palma olejowa wymaga dużej ilości potasu do produkcji owoców, ale też dlatego, że zwykle uprawia się ją w regionach, w których naturalnie występuje niedobór potasu. W większości plantacji potas w postaci chlorku potasu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jest stosowany równomiernie i często przekracza zapotrzebowanie drzewa. Powoduje to znaczne straty dla środowiska i negatywnie oddziałuje na inne systemy rolnicze oraz pobliskie poziomy wód gruntowych, a potencjalnie powoduje także hipokalcemię(odnośnik otworzy się w nowym oknie) u bydła i ludzi.
Czytanie informacji z liści
Projekt iPALMS, finansowany ze środków UE w ramach programu programu działań „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), pozwolił wykorzystać metabolomikę do zbadania związku między warunkami dotyczącymi potasu a metabolizmem palmy olejowej. Jego celem było zidentyfikowanie metabolitów jako biomarkerów umożliwiających efektywne stosowanie nawozów oraz redukcję kosztów nakładów i negatywnego wpływu na środowisko. „Monitorowanie poziomu potasu na podstawie samej gleby jest trudne, ponieważ właściwości gleby różnią się i mogą wpływać na dostępność składnika odżywczego dla rośliny. Co więcej, prawidłowe dawkowanie potasu jest skomplikowane ze względu na liczne zmienne. Dotyczą one danego rodzaju uprawianej palmy olejowej i interakcji z innymi składnikami odżywczymi”, mówi koordynator projektu Emmanuelle Lamade z Francuskiego Centrum Badań Rolniczych na rzecz Rozwoju Międzynarodowego(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Aby pomóc w precyzyjnym dostosowaniu nawożenia potasem w trakcie uprawy, oprócz minerałów zawartych w liściach naukowcy badali także biomarkery liści, które wskazują na zmiany aktywności metabolicznej. „Analizując związki metaboliczne w liściach rośliny, zidentyfikowaliśmy sygnatury wskazujące na niedobór lub nadmiar potasu”, wyjaśnia Lamade.
Wspieranie zrównoważonego rozwoju
Naukowcy wykorzystali „omikę”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) do identyfikacji biomarkerów, zwłaszcza metabolitów, które pozwalają dokładniej określić stan odżywienia palm olejowych. Celem jest stworzenie „skrzynki z narzędziami” przeznaczonej dla szerokiego grona użytkowników, od drobnych rolników po zarządców plantacji, aby umożliwić im badanie wskaźników mineralnych i metabolicznych bezpośrednio w terenie. Lamade tłumaczy: „Dzięki serii prostych do zastosowania testów rolnicy będą dokładnie znać poziom niedoboru składników odżywczych w swoich palmach. Ustalą również, co muszą zrobić, aby przezwyciężyć ten niedobór lub też nadmiar”. „Następnym krokiem jest wykorzystanie świeżego soku zamiast próbek liści w postaci suchego proszku. Powstanie również strona internetowa i aplikacja pochodząca bezpośrednio z wyników iPALMS, która pomoże rolnikom zdiagnozować ogólny stan odżywienia ich drzew”, dodaje Lamade. „Łącząc wykorzystanie omiki do monitorowania ilości potasu z innymi praktykami zrównoważonych upraw, takimi jak ograniczenie stosowania pestycydów poprzez kontrolę biologiczną, możemy zmniejszyć wpływ palm olejowych na środowisko. Podejście to można także zastosować do europejskich roślin oleistych, takich jak słonecznik, rzepak i rącznik pospolity”, podsumowuje Lamade.
