 Przyrost ludności na świecie, której liczba wedle szacunków ma do 2050 r. osiągnąć dziewięć miliardów, może mieć poważne następstwa dla hodowli i upraw. Obecnie około 15% światowej populacji głoduje, żyje w biedzie lub jest w niebezpieczny sposób zależne od rolnictwa. Potencjalnym rozwiązaniem problemu wyżywienia świata, o którym mówi się już od 30 lat, jest nieustannie dzielące opinie ziarno modyfikowane genetycznie. Poddawanie materiału siewnego obróbce chemicznej, aby pozbyć się porażenia przez szkodniki również pozostaje kontrowersyjne. Teraz naukowcy opracowali innowacyjną metodę usuwania patogenów bez modyfikacji genetycznej ziarna czy działania ze szkodą dla środowiska.
Naukowcy z Instytutu Technologii Wiązkowo-Plazmowej im. Fraunhofera FEP w Dreźnie, Niemcy, opracowali przyjazną dla środowiska metodę usuwania drobnoustrojów chorobotwórczych z materiału siewnego. Poddają ziarno obróbce elektronowej, która w ciągu milisekund niszczy DNA szkodliwych organizmów. Dzięki specjalnemu układowi, cząstki elementarne oddziałują jedynie na powierzchni i łupinie. Zarodek wewnątrz ziarna pozostaje nietknięty, a zatem siła kiełkowania nie zostaje osłabiona.
W ziarnach zadomawia się pleśń, grzyby, bakterie i wirusy. Aby je wytępić, a przez to zapobiec rozprzestrzenianiu się chorób, materiał siewny jest z zasady zaprawiany chemicznie. Jednak w ostatnich latach ta metoda została zakwestionowana. Wycofano pozwolenia na niektóre środki chemiczne, a udzielanie nowych pozwoleń wyraźnie ograniczono. Ponadto poważny przypadek zakażenia E. coli wywołany przez kiełki fasoli, który latem 2011 r. trafił do czołówki najważniejszych wiadomości, również doprowadził do nawoływań o alternatywy.
"W przypadku ziaren zbóż patogenami są niemal wyłącznie grzyby" - stwierdza Frank-Holm Rögner, kierownik wydziału FEP. "Jednak ze względu na zmiany klimatu, ziarna zbóż coraz częściej są atakowane przez bakterie z południa, przeciwko którym nie ma jeszcze środków chemicznych. Nasza obróbka oparta na przyspieszonych elektronach o niskiej energii jest skuteczna przeciw patogenom bakteryjnym i grzybiczym. Patogeny nie są w stanie również wykształcić oporności na ten proces". Zważywszy, że zespół nie stosuje żadnych chemicznych domieszek, niszczenie patogenów przebiega w sposób przyjazny środowisku. Uzyskany w ten sposób materiał siewny może być wykorzystywany bez żadnych obaw.
Eksperci już dawno wykazali, że zdolność kiełkowania ziaren poddanych takiej obróbce jest taka sama jak ziaren zaprawianych chemicznie, a naukowcy od dwóch dekad pracują nad dalszym rozwojem tej metody. W 2002 r. skonstruowano mobilne urządzenie demonstracyjne, aby przeprowadzić testy w całych Niemczech. Mimo rekomendacji procesu przez EPPO (Europejską i Śródziemnomorską Organizację Ochrony Roślin) w zakresie upraw tradycyjnych i ekologicznych, technologia ta nie zdołała wejść na rynek i nie wykroczyła poza status demonstracji. Zdaniem Rögnera, jedną z przyczyn braku sukcesu ekonomicznego wśród rolników był ich opór przed zmianą dostawcy materiału siewnego i nawyków.
Aby pokonać ten opór, naukowcy podjęli współpracę z przedsiębiorstwem Nordkorn Saaten GmbH. W 2010 r. firma Nordkorn miała okazję po raz pierwszy przetestować proces za pomocą mobilnego demonstratora - ciężarówki, na której urządzenie jest zamontowane - bezpośrednio na miejscu, w swojej siedzibie w Güstrow, Niemcy. Producenci materiału siewnego byli pod wrażeniem prototypu, który pracował w trybie ciągłym z wydajnością do 30 ton na godzinę. Od tamtej pory firma Nordkorn kupiła zakład pilotażowy wraz z wieloletnim partnerem instytutu w zakresie materiału siewnego - przedsiębiorstwem BayWa AG - i zleciła instytutowi budowę drugiego urządzenia według indywidualnego projektu. Eksploatacja tego jedynego w swoim rodzaju systemu rozpocznie się w Güstrow w drugiej połowie czerwca 2013 r. Przedsiębiorstwa BayWa i Nordkorn wraz z budowniczym zakładu planują dalszy rozwój urządzenia. Z czasem, jak się przewiduje, technologia ma stać się bardziej dostępna i kompaktowa.
Naukowcy są przekonani, że ta nowa metoda zaprawiania okaże się sukcesem i pomoże rolnikom pokazać podejmowane przez nich starania w zakresie redukowania śladu CO2 i ograniczania stosowania pestycydów chemicznych. "Dzięki naszemu urządzeniu będziemy w stanie znacznie się do tego przyczynić" - zauważa Rögner. Jeżeli zaprawa elektronami zyska większa akceptację, FEP będzie mógł udzielać licencji na swój proces przedsiębiorstwom budującym zakłady.
Ponadto naukowcy z FEP promują swoją działalność za granicą. Instytut podejmuje starania, by wprowadzić proces obróbki elektronowej na rynek chiński i indyjski. "Zważywszy na duże ilości produkowanego materiału siewnego, widzimy tam spore możliwości" - mówi Rögner.
Źródło: CORDIS, UE. |
