Nowe narzędzia i strategie zwiększania różnorodności biologicznej w rolnictwie
Różnorodność biologiczna w rolnictwie, która wymaga hodowli wielu zróżnicowanych zwierząt i roślin, a także powiązanych z nimi mikroorganizmów, niesie za sobą wiele korzyści. Wśród nich warto wymienić zwiększoną odporność na skutki zmiany klimatu, szkodniki i choroby, a także poprawę zdrowia gleby, usług ekosystemowych i pożywności produktów żywnościowych. Włączenie niedostatecznie wykorzystywanych upraw jest jedną ze strategii zwiększania różnorodności biologicznej. Dotychczasowe badania wskazują między innymi, że równoczesna uprawa roślin strączkowych z drobnoziarnistymi zbożami poprawia stan gleby i efektywność wykorzystania azotu, jednocześnie sprzyjając zwalczaniu chwastów. Wykazano także, że systemy upraw pasowych łączące grykę z roślinami strączkowymi zwiększają aktywność owadów zapylających. Popularyzacja tego rodzaju upraw może jednak stanowić wyzwanie. Często bowiem uprawy te charakteryzuje niższa wydajność plonów i większa zmienność, z kolei cenne usługi ekosystemowe, które zapewniają - takie jak wiązanie azotu, pomoc owadom zapylającym i przeciwdziałanie erozji gleb - zwykle nie są uwzględniane w rachunku gospodarczym. „W rezultacie mamy do czynienia z problemem kury i jajka - bez popytu ze strony konsumentów rolnicy mają niewielką motywację do uprawy tych roślin, a bez wystarczającej produkcji sprzedawcy nie mogą rozwijać lub sprzedawać produktów na dużą skalę”, wyjaśnia Kevin Dewitte, członek zespołu naukowego koordynującego finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt CROPDIVA(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Zbieżność potrzeb interesariuszy od genów do widelca
Z opisanym wyzwaniem postanowił zmierzyć się zespół projektu CROPDIVA, który zgromadził interesariuszy łańcucha wartości w celu współtworzenia praktycznych rozwiązań obejmujących szereg nowych produktów, technik przetwarzania i inicjatyw marketingowych. Badacze skupili się na sześciu mniej popularnych roślinach uprawnych, w tym na owsie, pszenżycie, jęczmieniu bezłuskowym, gryce, łubinie wąskolistnym i bobiku. Uprawa tych roślin może pomóc rolnikom odejść od upraw monokulturowych, jednocześnie zwiększając odporność gleby i różnorodność biologiczną, zmniejszając zależność Europy od importowanej soi i potencjalnie tworząc nowe źródła dochodu. „Sukces tych prac jest uzależniony od kontekstu regionalnego, na który wpływają czynniki takie jak niewystarczająca infrastruktura wspierająca hodowlę i przetwórstwo, a także bariery regulacyjne”, zauważa Dewitte. „Na przykład w wyniku stresu klimatycznego uprawy bobiku są rzadkością w Europie Południowej, z kolei niska świadomość i rozdrobnione łańcuchy wartości ograniczają popularność upraw jęczmienia bezłuskowego w Europie Północnej”. We współpracy z 27 partnerami z 12 państw europejskich, zespół projektu CROPDIVA utworzył żywe laboratoria. Stanowią one przestrzenie współpracy dla uczelni, instytutów badawczych, małych i średnich przedsiębiorstw, hodowców, rolników, przetwórców, detalistów i konsumentów. „Wszyscy hodowcy uznali, że cechy takie jak atrakcyjność dla owadów zapylających są istotnymi wartościami agroekologicznymi, które są często pomijane, gdy dobór roślin skupia się wyłącznie na plonach”, dodaje Dewitte.
Innowacje dotyczące genetyki, upraw i rynku
Testy systemu upraw były prowadzone przy użyciu czujników zamontowanych na dronach, wspomaganych przez analizę obrazu wykorzystującą modele sztucznej inteligencji, systemy przetwarzania danych i modelowania. Celem było monitorowanie wydajności i interakcji ekosystemowych w czasie rzeczywistym. „Niektóre ośrodki doświadczalne doświadczyły skutków ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak intensywne opady deszczu lub długotrwałe susze, które utrudniły prace polowe. Jednocześnie zdarzenia te doskonale uwidoczniły potrzebę popularyzacji upraw lepiej dostosowanych do przyszłych scenariuszy klimatycznych”, mówi Dewitte. Obserwacje terenowe zostały połączone z zaawansowanymi badaniami genetycznymi, co pozwoliło na identyfikację regionów genetycznych i markerów molekularnych powiązanych z cechami takimi jak wydajność, tolerancja na stres, a także jakość owsa, pszenżyta, łubinu i bobiku. Trwają prace nad komercjalizacją tych rozwiązań, w tym działania skupione na rozwoju produktów, degustacje i dopracowywanie strategii wprowadzenia produktów na rynek. „Zespół opracował nowe produkty spożywcze, takie jak wysokobiałkowe napoje na bazie owsa oraz bezglutenowe wypieki z łubinu i gryki, a także szereg innych produktów, w tym opakowania na bazie błonnika z pozostałości roślin uprawnych”, wyjaśnia Dewitte. „Współpraca ze szkołami kulinarnymi skupiona na tworzeniu nowych dań z mniej popularnych roślin uprawnych pokazuje ich wszechstronność i dowodzi, że mogą stanowić przełom na rynku”. Aby pomóc hodowcom, rolnikom i innym podmiotom z branży, opracowano oparty na sztucznej inteligencji system wspomagania decyzji(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który uwzględnia zróżnicowane dane genetyczne, agronomiczne i społeczno-gospodarcze.
Potrzeba nowych strategii i praktyk
Prace w ramach projektu CROPDIVA bezpośrednio wpisują się w realizację szeregu unijnych strategii, które obejmują Europejski Zielony Ład(odnośnik otworzy się w nowym oknie), strategię „od pola do stołu”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), strategię na rzecz różnorodności biologicznej(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz europejską strategię na rzecz białek(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Promując odporne, niskonakładowe systemy upraw i opracowując pożywne składniki roślinne, projekt przyczynia się również do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych, zużycia pestycydów i zależności Europy od importowanych surowców. Zespół koncentruje się obecnie na rozbudowie systemów upraw współrzędnych i rurociągów hodowlanych oraz ciągłym doskonaleniu systemu wspomagania decyzji. „Ze względu na to, że największą przeszkodą jest rozdźwięk między produkcją a popytem, przyszłe prace będą koncentrować się bardziej na działaniach strategicznych, zachętach rynkowych i innowacjach”, podsumowuje Dewitte. „Różnorodność biologiczna nie jest nowym zagadnieniem - współistniała z rolnictwem od wieków, zatem można powiedzieć, że w pewnym sensie wracamy po prostu do naszych rolniczych korzeni”.
