Mikroaļģu izmantošana aveņu aizsardzībai un ražības palielināšanai

Augļu un ogu audzētāji bieži novēro ražas zudumus, ko izraisa dažādu slimību izplatība gan augu augšanas, gan uzglabāšanas laikā. Apkopojot vairāku gadu novērojumus par slimību izplatību aveņu stādījumos, Latvijas Augu aizsardzības pētniecības centra (LAAPC) speciālisti ir secinājuši, ka ekonomiski nozīmīgus kultūraugu ražas zudumus izraisa dažāda veida mikroskopiskās sēnes¹, piemēram, sēnes Botrytis cinerea izraisītā pelēkā puve (1. attēls). Papildus tam augu ražību ietekmē arī barības vielu pieejamība augsnē un laikapstākļi augšanas sezonas laikā. Bioloģiskās lauksaimniecības ražība mēdz būt vidēji 10-18% mazāka nekā saimniecībās, kas izmanto konvencionālos sintētiskos pesticīdus un minerālmēslus^2,3. Bioloģiskajā audzēšanas regulācijas nepieļauj sintētisko preparātu pielietošanu⁴, tāpēc ir svarīgi audzētājiem piedāvāt alternatīvus risinājumus slimību kontrolei, augļu un ogulāju produktivitātes nodrošināšanai. Diemžēl komerciāli pieejamie organiskie augsnes uzlabotāji un augu augšanas stimulatori bieži nav tik efektīvi un lēti kā sintētiskie. Lai arī kūtsmēslu izmantošana var palielināt minerālvielu pieejamību, tie nepalielina rezistenci pret slimību izraisītājiem vai noturību pret mainīgiem vides apstākļiem, kā arī bieži nenodrošina nepārtrauktu barības vielu pievadi un, pārmērīgi lietoti, var kaitēt videi.

Piedāvātais risinājums: dabiskie savienojumi no mikroalģu biomasas

Aļģu biomasa vai no tās iegūtie produkti (2. attēls) tiek piedāvāti kā viens no izvēles risinājumiem, lai samazinātu sintētisko minerālmēslu un pesticīdu izmantošanu. Aļģu izcelsmes preparātus piedāvā kā bioloģisko mēslojumu^5,6 (slāpekļa, fosfora un kālija avotu), lai uzlabotu augsnes auglību, augu augšanu, augļu kvalitāti un uzturvērtību. Zināms, ka aļģes spēj sintezēt arī aktīvus organiskus savienojumus, kas varētu būt iesaistīti gan auga augšanā, gan imunitātē^5,6. Tāpēc mikroaļģu biomasa vai no tās iegūtie bioloģiski aktīvie produkti, iespējams, darbojas kā biostimulatori vai palīglīdzekļi aizsardzībā pret fitopatogēniem. Tomēr precīzs šo produktu darbības mehānisms vēl nav izpētīts. Trūkst arī zināšanu par produktu efektivitāti dažādiem Latvijā audzētiem kultūraugiem un šķirnēm, to skaitā rudens avenēm un citiem ogulājiem. Lielākā daļa komerciāli pieejamo aļģu preparātu ir ražoti no okeānos augošām un iegūtām brūnaļģēm (makroaļģēm)^5,6. Toties maz pētītas ir vienšūnas alģu (mikroaļģu) īpašības šādu augus stimulējošu un aizsargājošu preparātu izmantošanā. Mikroaļģes atšķirībā no makroaļģēm ir vieglāk audzējamas slēgtās sistēmās dažādos mērogos tuvu pie aļģu produktu izmantošanas vietām, piemēram, netālu no zemnieku saimniecībām.

Nepieciešamā izpēte: potenciālo produktu efektivitātes un darbības mehānisma noteikšana

Lai labāk saprastu mikroaļģu un to produktu iespējamo plašāku izmantošanu Latvijas apstākļos, Latvijas Universitātes Bioloģijas institūtā uzsākts zinātnisks projekts ar mērķi izpētīt mikroaļģu biomasas un ekstraktu ietekmi uz rudens aveņu augšanas rādītājiem, produktivitāti un izturību pret patogēniem un abiotiskiem stresa faktoriem. Projektā sākotnēji tiek salīdzinātas dažādu aļģu sugu biomasas vai no tām iegūto ekstraktu efektivitāte rudens aveņu audzēšanā (3. attēls), sadarbojoties zemnieku saimniecībai “Klīves” un Daiņa Rūtenberga saimniecībai ar Latvijas Lauksaimniecības universitātes un LU Bioloģijas institūta pētniekiem. Lai aļģu biomasu un preparātus iegūtu pētniecības nolūkiem arī turpmāk, Bioloģijas institūtā paredzēts uzstādīt Latvijā vēl nebijušu eksperimentālu mikroalģu audzēšanas bioreaktoru un izstrādāt izaudzētās aļģu biomasas apstrādes procesu.

Šādos pilotpētījumos iegūtie dati būs nozīmīgs sākuma punkts, lai piesaistītu papildus finansējumu un pēcāk padziļināti izpētītu molekulāros un ģenētiskos mehānismus potenciālajiem aļģu produktiem ar jau iepriekš zināmu efektivitāti. Tas ļautu identificēt specifiskas aktīvās vielas mikroaļģu sastāvā, kā arī iegūt tās jaunu produktu ražošanai. Tālākos pētījumos būs iespējams noteikt ne tikai potenciālo jauno produktu ietekmi uz aveņu vai citu ogulāju ražību un aizsardzību, bet arī uzturvērtību un cilvēka veselībai svarīgu savienojumu uzkrāšanu ogās. Nozīmīga būs arī mikroaļģu preparātu ražošanas izmaksu aplēse un ieguvumi attiecībā pret iespējamo ogulāju ražas pieaugumu un salīdzinājumā ar esošajiem augu stimulējošajiem un aizsardzības līdzekļiem.

Informāciju sagatavoja projekta darba grupa

Atsauces un papildus informācija:

¹ Volkova J. 2013. Aveņu slimības stādījumos zem seguma. AGRO TOPS http://fruittechcentre.eu/sites/default/files/files/pages/avenu_slim.pdf

² Crowder DW, Reganold JP. 2015. Financial competitiveness of organic agriculture on a global scale. Proceedings of the National Academy of Sciences 112: 7611–7616.

³ Reganold JP, Wachter JM. 2016. Organic agriculture in the twenty-first century. Nature Plants 2: 1–8.

⁴ Regulā (EEK) Nr. 834/2007 par biolo­ģisko ražošanu un bioloģisko produktu marķēšanu https://eur-lex.europa.eu/legal-content/LV/TXT/PDF/?uri=CELEX:32007R0834&from=LV

⁵  Craigie JS. 2011. Seaweed extract stimuli in plant science and agriculture. Journal of Applied Phycology 23: 371–393.

⁶ Dmytryk A, Chojnacka K. 2018. Algae As Fertilizers, Biostimulants, and Regulators of Plant Growth. In: Chojnacka K, Wieczorek PP, Schroeder G, Michalak I, eds. Developments in Applied Phycology. Algae Biomass: Characteristics and Applications: Towards Algae-based Products. Cham: Springer International Publishing, 115–122.

Atsauce uz projekta īstenošanu:

Projekta “Mikroaļģu izcelsmes augu augšanas stimulatora un antimikrobiālā līdzekļa prototipa izstrāde un testēšana rudens avenēm” (Nr. 19-00-A01620-000072)  īstenošanu līdzfinansē Eiropas Lauksaimniecības fonds lauku attīstībai (ELFLA).

Vairāk informācijas  par ELFLA pieejama Eiropas Komisijas tīmekļa vietnē: https://ec.europa.eu/info/food-farming-fisheries/key-policies/common-agricultural-policy/rural-development

Projekta īstenošanu atbalsta Zemkopības ministrija un Lauku atbalsta dienests.

Uzziņa: Latvijas Lauku konsultāciju un izglītības centrs ir EIP (Eiropas inovāciju partnerību) tīkla pārstāvis Latvijā, kura viens no uzdevumiem ir informēt par inovācijām un ar tām saistītiem projektiem Latvijā un Eiropā.