“Tā kā Eiropa nākamo 10 gadu un turpmākajos gados samazina savu atkarību no agroķīmiskajām vielām lauksaimniecībā, rodas kritisks jautājums: kas tās aizstās? Lauksaimniecības biotehnoloģija var sniegt atbildi,” Labiotech Insider publicētajā rakstā raksta Farhans Mitha.
Vietā Kartupeļu ziņas šodien sniedz šīs publikācijas fragmentus. Pilnu raksta tekstu var izlasīt mājaslapā Labiotehniķis.
Agroķīmisko vielu — pesticīdu, mēslošanas līdzekļu un augu augšanas veicinātāju — izmantošana cilvēcei pēdējā gadsimta laikā ir bijusi kritiska. Tie ļāva palielināt lauksaimniecisko ražošanu atbilstoši iedzīvotāju vajadzībām (kuru skaits strauji pieauga) un izglāba no bada miljardiem cilvēku. Tomēr agroķimikāliju ietekme uz vidi ir kļuvusi pārāk pamanāma, lai to ignorētu, un ķimikālijas arvien biežāk tiek uzskatītas par pagājušā gadsimta instrumentiem, kas nav piemēroti 21. gadsimta izaicinājumiem.
To atzīstot, ES nesen izklāstīja mērķu kopumu, lai līdz 2030. gadam krasi samazinātu Eiropas saimniecībās izmantoto ķīmisko vielu daudzumu. Mēs runājam par ķīmisko un bīstamo pesticīdu lietošanas samazināšanu par 50%, kā arī par 20% mēslošanas līdzekļu lietošanas samazināšanu.
Tajā pašā laikā ir acīmredzams, ka virzību uz šiem mērķiem nevajadzētu pavadīt ar strauju ienesīguma kritumu. Izeja no situācijas varētu būt pievēršanās inovatīvām lauksaimniecības biotehnoloģijām.
Vēsturiski lauksaimniecības biotehnoloģiju veicināšana ES ne vienmēr ir noritējusi gludi. Eiropas Komisija ir atturējusi no ģenētiski modificētu kultūraugu ieviešanas, sagādājot vilšanos daudzām pētniecības kompānijām visā kontinentā, kuras uzskata, ka gēnu inženierijas metodes ir būtiski instrumenti produktīvākas, uzticamākas un ilgtspējīgākas lauksaimniecības sistēmas izstrādē.
Tomēr lauksaimniecības biotehnoloģija nav tikai ģenētiski modificētu kultūru radīšana: zinātnieki to izmanto, lai radītu virkni bioloģisku risinājumu, kas uzlabo kultūraugu audzēšanas veidu (nepārveidojot pašus augus ģenētiski).
Feromoni kaitēkļu apkarošanai
Ķīmiskie insekticīdi ir brutāli rīki, kas paredzēti kaitēkļu apkarošanai; tie ir masu iznīcināšanas "smagā artilērija". Bet šī "izdegušās zemes" metode, kas izmantota gadu desmitiem, rada nopietnas vides problēmas.
BioPhero, ko izstrādājusi Dānijas Tehniskā universitāte, ir pionieris kukaiņu feromonu izmantošanā kā ilgtspējīgas alternatīvas ķīmiskajiem insekticīdiem. Uzņēmuma produkti ir īpaši paredzēti augu kožu apkarošanai, kuru daudzas sugas ir bīstami kaitēkļi lauksaimniecības kultūrām.
Feromonu iejaukšanās mulsina kožu tēviņus, maskējot mātītes patieso atrašanās vietu mānekļu signālu pēdās. Rezultātā tiek izdēts mazāk olu, un ražu bojājošo kāpuru skaits tiek saglabāts zemākā, daudz vieglāk pārvaldāmā līmenī.
BioPhero ir izstrādājis fermentācijas procesu, kas ir salīdzināms ar alus gatavošanas procesu, kurā mākslīgais raugs rada kožu feromonus. Tas ļauj ražot feromonus rūpnieciskā mērogā, padarot šo ilgtspējīgas augu aizsardzības metodi ekonomiski pamatotu.
Olbaltumvielu biokontrole
Kā zināms, kultūraugu kaitēkļiem un patogēniem mikroorganismiem ir dažādas formas un izmēri, un tie ir dažādu valstību pārstāvji: dzīvnieki (kukaiņi), sēnītes, baktērijas. Tas rada milzīgu izaicinājumu, lai izstrādātu biokontroles pieejas, kas ir gan ļoti mērķtiecīgas, gan pielāgojamas dažādiem organismiem.
Biotalys (agrāk Agrosavfe), Flandrijas Biotehnoloģijas institūta nodaļa, liecina, ka šīs problēmas risinājums ir vienā no dabas daudzpusīgākajām biomolekulām: olbaltumvielām.
Beļģijas biotehnoloģiju uzņēmums, kas dibināts 2013. gadā, izstrādā “agrobelus”, mazus proteīnus, kas paredzēti specifisku kaitēkļu un patogēnu apkarošanai. “Agrohītu” radīšanas iedvesmas avots bija lamu proteīni, kas izceļas ar ievērojamām dabiskajām īpašībām.
Uzņēmums var ātri atlasīt visefektīvākās bioaktīvās olbaltumvielas pret katru konkrēto kaitēkli vai patogēnu, ražot tās pietiekamā daudzumā ar mikrobu fermentāciju un pārveidot par lietotājam draudzīgiem augu aizsardzības līdzekļiem.
Augsnes baktēriju izmantošana
Mikrobiomu izpētes joma pēdējos gados ir dramatiski paplašinājusies, ko veicinājuši ievērojami sasniegumi, izpratnē dzīvojošo mikrobu kopienu ietekmi uz saimniekorganismu. Šī tēma ir nonākusi arī lauksaimniecības pētījumu centrā, jo augiem ir arī mikrobiomi.
Iespējams, ka vispazīstamākais agribiotehnoloģiju uzņēmums, kas strādā, lai izveidotu simbiotisku attiecību tīklu starp augiem un baktērijām, ir Kalifornijā bāzētais Pivot Bio. Uzņēmuma vadošais produkts ievada augsnē ģenētiski modificētas baktērijas, kas spēj fiksēt slāpekli no gaisa un piegādāt to tieši augiem. Produkts samazina vai pat aizvieto vajadzību pēc sintētiskajiem slāpekļa mēslošanas līdzekļiem, kuru izmantošanu ES mērķis ir samazināt par 20%.
Vairāki Eiropas biotehnoloģiju uzņēmumi (tostarp Xtrem Biotech Spānijā un ApheaBio Beļģijā) arī pēta mikrobu izmantošanu kā agroķīmisko vielu aizstājēju. Tomēr veiksmīga labvēlīgo mikrobu ievadīšana augsnē reālos lauka apstākļos ir izrādījusies sarežģīta, jo vides faktori bieži traucē to efektivitāti un stabilitāti.
Lai pārvarētu šo ierobežojumu, franču uzņēmums Kapsera ir izstrādājis nelielas bioloģiski noārdāmas mikrokapsulas, kas izgatavotas no algināta (no aļģēm iegūta materiāla), kas var uzlabot biomēslojuma un biopesticīdu piegādi un veiktspēju.
Noslēgumā
Izaicinājums, ar ko saskaras Eiropas lauksaimnieki, ņemot vērā jaunos ES mērķus, ir ārkārtīgi grūts: turpināt palielināt produktivitāti, vienlaikus samazinot ķīmisko vielu izmantošanu. Tas var šķist nesasniedzams, taču arvien vairāk bioloģisko risinājumu pierāda, ka tas tā nav. Un, tā kā ES lauksaimniecības biotehnoloģiju nozare 2019. gadā saņems 245 miljonus eiro attīstības finansējuma (par 21% vairāk nekā 2018. gadā), jauna lauksaimniecības revolūcija var būt tuvāk, nekā mēs domājam.