Uprawy, które służą środowisku

Do projektu pt. „Wartość odżywcza pszenicy zwyczajnej i kukurydzy zwyczajnej w systemie rolnictwa regeneratywnego z uwzględnieniem użyźniania gleby frassem owadzim i mikroorganizmami pożytecznymi” dołączyła pani niedawno, bo w marcu. Na czym polega pani praca? 

Anna Szeligowska (A.Sz.): Znamy się z dr. Sebastianem Przemienieckim ze współpracy przy innym projekcie, więc gdy okazało się, że do tego jest potrzebna osoba, zgodziłam się bez wahania. Obszar nauk rolniczych jest dla mnie czymś nowym, ale jednocześnie bardzo ciekawym, dlatego traktuję to jako możliwość rozwoju. Uczestniczę zarówno w pracach w laboratorium, jak i w terenie, np. przy pobieraniu próbek do badań. 

Sebastian Przemieniecki (S.P.): Praca jest różnorodna, dlatego – mam nadzieję – ciekawa. Oprócz tego musimy stawiać czoła różnego rodzaju wyzwaniom, do których należy m.in. pogoda. 

Poproszę o przykład wpływu pogody na państwa badania. 

S.P.: Zasiewając rośliny towarzyszące, musimy trafić w odpowiedni moment. W tamtym roku szybciej niż się spodziewaliśmy, nastąpił znaczny spadek temperatury i trzeba było nieźle się natrudzić, by pozyskać soję. Niektórych rzeczy nie zdążyliśmy zrobić, więc zastanawialiśmy się, czym je zastąpić. Tak było chociażby w przypadku okrywy glebowej, bo w rolnictwie regeneratywnym ważne jest to, żeby zniwelować oddziaływanie na odkrytą glebę. Jednym z założeń naszego projektu, jest dbanie o jakość gleby – tak, żeby nie uciekały z niej pierwiastki biogenne, niezbędne do życia organizmów.

Są państwo na półmetku badań. Jak one przebiegają? 

S.P.: Wegetacja pszenicy i kukurydzy przebiega dobrze, choć widać już, że pojawiły się choroby. W klasycznej uprawie moglibyśmy zastosować pestycydy, by ochronić rośliny, a w przypadku uprawy regeneratywnej aplikujemy opracowane przez nasz zespół konsorcjum mikroorganizmów, które ma nieco niższą skuteczność. Jednak dzięki temu wiemy, że w kolejnych badaniach będziemy musieli modyfikować strategię ochrony biologicznej. Ten projekt ma charakter ewaluacyjny, tzn. jego zadaniem jest wskazanie tego, co sprawdza się lepiej, a co gorzej. Rolnictwo regeneratywne jest w Polsce niszowym systemem uprawy, dlatego mamy nadzieję, że nasze badania przyczynią się do zwiększenia wiedzy na jego temat.

Opracowała pani wyniki z uprawy soi pochodzącej z pierwszego roku projektu i zaprezentowała je pani we wrześniu podczas 58. Ogólnopolskiej Konferencji Mikrobiologicznej organizowanej przez Katedrę Gleboznawstwa i Mikrobiologii UWM. Do jakich wniosków pani doszła? 

A.Sz.: Wyniki, które uzyskaliśmy z uprawy soi, są obiecujące, choć trzeba zaznaczyć, że było to badanie wstępne. Naszym celem było porównanie upraw prowadzonych zgodnie z zasadami rolnictwa regeneratywnego i tradycyjnego podejścia. W obu przypadkach uzyskaliśmy zbliżony plon, przy czym mykobiota nasion soi była bardziej zrównoważona w uprawie regeneratywnej, z wyraźnym obniżeniem zawartości grzybów produkujących mykotoksyny tam, gdzie zastosowaliśmy biopreparat mikrobiologiczny. Pozwala to wnioskować, że to podejście jest korzystniejsze pod względem ekologicznym.

Czyli żywność pochodząca z rolnictwa regeneratywnego może być wartościowsza od tej produkowanej metodami konwencjonalnymi?

S.P.: Zdecydowanie. Uprawy w rolnictwie regeneratywnym są bardziej nastawione na jakość i to widać chociażby po naszych uprawach soi, o czym wspomniała pani Anna. Płody rolne są pozbawione pozostałości pestycydów, natomiast poprzez zastosowanie mikroorganizmów pożytecznych do użyźniania gleby i aplikacji na powierzchnię roślin, dążymy do zminimalizowania zawartości mykotoksyn w płodach rolnych.

Przyznając państwu grant, członkowie Rady Programowej #NestleDlaNauki podkreślili, że wyniki badań mogą znaleźć praktyczne zastosowanie w rolnictwie poprzez opracowanie zaleceń, dotyczących nawożenia i stosowania mikroorganizmów wspomagających. Czy dotychczasowe wyniki badań potwierdzają, że coś takiego będzie możliwe? 

S.P.: Zdecydowanie tak. Prowadząc badania w ramach grantu #NestleDlaNauki, korzystamy z doświadczenia zdobytego w poprzednich projektach badawczych, w których stosowaliśmy frass owadzi. W pierwszych badaniach (6 lat temu) rośliny nie przeżyły. W innych, w ramach Naukowego Grantu Rektora, wykonaliśmy doświadczenia wazonowe [w  warunkach sztucznych – red.] i sprawdziliśmy, jakiej dawki nawozu z frassu można użyć i jaki plon możemy uzyskać. Co więcej, opracowaliśmy konsorcjum mikrobiologiczne, które stosujemy też w badaniach Nestle. Mamy więc za sobą wiele doświadczeń i zdobyta dotychczas wiedza pozwala nam zmierzać w kierunku opracowania metod, które będzie można wdrożyć. 

W  Polsce pszenicę i  kukurydzę uprawia się na dużej powierzchni i wiele lat na tym samym polu, co ma sporo wad, m.in. ekonomicznych czy środowiskowych. Dlaczego powinniśmy odchodzić od upraw monokulturowych? 

S.P.: Po pierwsze dlatego, że jeśli rośliny są uprawiane ciągle na tym samym terenie (nawet, jeśli stosuje się środki ochrony), to np. fitopatogeny kumulują się na danym stanowisku i po pewnym czasie jest ich tak dużo, że płody rolne są niższe, jakość plonów znacznie gorsza, a ochrona staje się droga. Po drugie, ciężko jest pokonać te mykotoksynotwórcze organizmy. Po trzecie – analogicznie do stosowania antybiotyków – jeśli będziemy używali ciągle tego samego środka, to patogeny w końcu się na niego uodpornią. Zresztą zaczynamy to dostrzegać już od kilku lat – istnieją pewne szczepy grzybów patogenicznych odpornych na pestycydy. Trzeba zatem zacząć myśleć o stosowaniu innych środków ochrony roślin, bo te, których używamy teraz, mogą stać się nieskuteczne, a poza tym wprowadzane są odgórne regulacje (m.in. przez Unię Europejską), których celem jest zminimalizowanie stosowania pestycydów.

Powiedzieli państwo, że jednym z głównych celów rolnictwa regeneratywnego jest odbudowa zdrowia gleby, a takie sposoby upraw powstrzymują jej degradację, prawda?

S.P.: To prawda i dzieje się to poprzez szereg różnych zabiegów. Dbamy m.in. o to, żeby bytowała w niej fauna gleby (chociażby dżdżownica) i żeby były obecne okrywy, np. z roślin zimujących lub towarzyszących uprawie głównej, które oprócz tego, że nie pozwalają na utratę wody, to jednocześnie są miododajne. Chodzi też o to, aby zminimalizować straty azotu czy dwutlenku węgla. Frass owadzi jest węglem organicznym, który w dogodnych warunkach jest metabolizowany przez organizmy, więc będziemy badać również skład gleby. Chcemy sprawdzić, czy powstaną w niej odpowiednie społeczności mikroorganizmów, które spowodują, że proces mineralizacji będzie zrównoważony i nie za szybki. Bo jeśli nie będzie mikroorganizmów, to frass owadzi nie przejdzie do form mineralnych dostępnych dla roślin. We wspomnianych badaniach poprzedzających ten projekt wstępnie dowiedzieliśmy się, jak i w jakich dawkach aplikować frass, niemniej jednak w warunkach polowych dochodzi mnóstwo innych czynników, które musimy uwzględnić w kolejnych badaniach.

A.Sz.: Zwalczanie patogenów przy jednoczesnym zachowaniu bioróżnorodności oraz zachowaniu i zastosowaniu organizmów pożytecznych, może zwiększać odporność roślin na patogeny i stres środowiskowy, dlatego zależy nam, żeby to osiągnąć.

Wyjaśnijmy jeszcze, czym jest frass owadzi i dlaczego coraz częściej postrzega się go jako jeden z najbardziej perspektywicznych nawozów naturalnych?

S.P.: Frass owadzi to produkt uboczny po produkcji owadów. Zainteresowanie nim zwiększyło się z tego względu, że niektóre gatunki owadów zostały uznane za zwierzęta gospodarskie, możliwe do spożycia przez ludzi. Stosowane są one również w żywieniu zwierząt. Polska, z uwagi na swoją specyfikę, raczej nie będzie znaczącym rynkiem zbytu, jeśli chodzi o owady jadalne, jednak w innych krajach staje się to coraz bardziej powszechne. Powstają więc wyspecjalizowane firmy produkujące owady, a pozostałości poprodukcyjne trzeba jakoś wykorzystać. Dotychczas były one magazynowane, a dziś mogą posłużyć jako nawóz. 

Czy frass owadzi ma wystarczający potencjał, by zdominować inne nawozy? 

S.P.: Na to pytanie odpowiedź jest przecząca, ponieważ produkcja nawozów mineralnych, ale także naturalnych i organicznych, jest znacznie większa niż frassu owadziego. Poza tym taka produkcja wiąże się z wieloma innymi kwestiami – np. sprostaniem wymogom sanitarnym. Niezbędny jest także kosztochłonny proces sterylizacji, a w Polsce stosuje się obecnie tylko klasyczną, czyli temperaturową sterylizację takiego materiału, podczas gdy w innych krajach wprowadzone są już inne, tańsze rozwiązania. Podsumowując, frass owadzi z pewnością ma potencjał jako nawóz, choć na razie nic nie wskazuje na to, by miał zostać stosowany na dużą skalę.

Ale rolnictwo regeneratywne nie musi opierać się na dużych uprawach, prawda? 

S.P.: Oczywiście. Mogą to być małe uprawy – chociażby kukurydzy czy pszenicy, czyli tak jak w naszym badaniu. Trzeba stosować płodozmian, by stanowisko było zdrowe, ale dlaczego nie miałyby powstawać małe manufaktury, które mogłyby poszczycić się wysokiej jakości produktami i jednocześnie dbałyby o środowisko? Mogłyby np. produkować makarony czy płatki. Myślę, że istnieje perspektywa mało- i średnioobszarowa. 

Dlaczego warto dziś zajmować się biotechnologią środowiskową i jakie wyzwania stoją przed naukowcami w tej dziedzinie? 

S.P.: Technologie i biotechnologie w ochronie środowiska są dzisiaj kluczowe. Unia Europejska dąży do tego, żeby wprowadzać jak najwięcej rozwiązań, które ograniczą negatywne skutki oddziaływania ludzi na środowisko i zdecydowanie jest to trend, który będzie się rozwijał. Trzeba jednak pamiętać o tym, że oprócz badań naukowych niezbędna jest współpraca z sektorem gospodarczym. Nie mniej istotna jest kwestia opłacalności wszelkich rozwiązań. Nie sztuką bowiem jest opracować metodę tak drogą, że nikt nie będzie w stanie jej wdrożyć.

A.Sz.: Zgadzam się z panem doktorem i chciałabym podkreślić, że moje dotychczasowe badania również koncentrują się na ochronie środowiska – ciekawi mnie społeczny aspekt takich badań, zakładający podnoszenie powszechnej świadomości, a przede wszystkim potencjał zastosowania otrzymywanych wyników w praktyce. W pracy inżynierskiej, napisanej pod kierunkiem dr. hab. inż. Macieja Woźnego, prof. UWM, badałam fitotoksyczność odpadów ze sprzątania ulic i placów Olsztyna i okolic. Obecnie zastanawiam się, czy rozpocząć naukę w szkole doktorskiej, a jeśli tak się stanie, to prawdopodobnie temat mojego doktoratu będzie dotyczył zagadnień związanych z biotechnologią rolno-środowiskową.

Rozmawiała Marta Wiśniewska 

Dr inż. Sebastian Przemieniecki pracuje w Katedrze Entomologii i Fitopatologii na Wydziale Rolnictwa i Leśnictwa UWM. Jest opiekunem Rolno- -Środowiskowego Laboratorium Biologii Molekularnej. Do jego naukowych zainteresowań należy fitopatologia, biologiczna i nanotechnologiczna ochrona roślin, mikrobiologia rolno-środowiskowa, biotechnologia owadów. 

Anna Szeligowska studiuje na studiach magisterskich na kierunku biotechnologia molekularna na Wydziale Biologii i Biotechnologii. Interesuje się molekularnym aspektem badań w różnych dziedzinach nauki. Szczególnie fascynuje ją analiza kwasów nukleinowych. Bardzo lubi pracę laboratoryjną, a jej życie – jak żartobliwie mówi – kręci się wokół pipetowania.

Program #NestleDlaNauki skierowany jest do studentów i naukowców. Jego celem jest wsparcie środowisk naukowych w tworzeniu innowacyjnych koncepcji odpowiadających na wyzwania współczesnego łańcucha żywnościowego. Decyzją Rady Programowej z 31 marca 2025 r. zespół z UWM otrzymał grant na projekt pt. „Wartość odżywcza pszenicy zwyczajnej i kukurydzy zwyczajnej w systemie rolnictwa regeneratywnego z uwzględnieniem użyźniania gleby frassem owadzim i mikroorganizmami pożytecznymi”. Jego wysokość to 40 tys. złotych, a zakończenie projektu przewidziane jest w 2027 roku.

Tekst ukazał się we wrześniowym numerze „Wiadomości Uniwersyteckich", którego temat przewodnim jest ekologia, czyli jedno z największych wyzwań i zobowiązań współczesności. Badań w tym zakresie prowadzi się na UWM wiele i w wydaniu prezentujemy tylko niektóre z nich. Jest to temat ważny dla przedstawicieli wszystkich wydziałów i dyscyplin naukowych. 

Poza tym informujemy o najważniejszych wydarzeniach z życia społeczności UWM.

Wszystkie wydania naszego uniwersyteckiego pisma dostępne są na >>> stronie internetowej.