Liczba ludności na świecie rośnie, a wraz z nią rośnie zapotrzebowanie na żywność. Zwłaszcza w dobie zmieniającego się klimatu, to problem, który dotyczy każdego z nas, bez względu na to jaki wykonujemy zawód i jaką rolę pełnimy w społeczeństwie.
Woda na wagę złota
Rosnąca populacja ludzi na świecie, która dziś wynosi 7,5 mld, a w roku 2050 ma wynieść 10 mld, wymaga i wymagać będzie więcej żywności. W jej wyprodukowaniu woda będzie czynnikiem limitującym. Zachodzących zmian klimatycznych nie odwrócimy, ale możemy spróbować je zatrzymać i przeciwdziałać ich dalszej intensywności. Liczba ludności wzrasta, więc potrzebujemy szybkich i bezpiecznych rozwiązań. Nie możemy w magiczny sposób pomnożyć zasobów wody (kliknij). Musimy zatem przystosować rośliny uprawne do aktualnie panujących warunków.
Susza - Sprawa Wagi Państwowej
W ostatnich latach w Polsce możemy zaobserwować wzrost nasilenia występowania suszy. Jest to skutek zmian klimatycznych, od których rolnictwo jest w dużej mierze zależne. Obserwujemy wzrost temperatury powietrza oraz zmniejszenie ilości opadów atmosferycznych w ciągu roku. Spośród wszystkich gałęzi gospodarki rolnictwo najbardziej odczuwa skutki niedoborów wody. W najnowszej publikacji pt.: „Susza rolnicza w uprawie zbóż jarych w Polsce w latach 2006-2017” (Wójcik i inni, 2019) opisano przeprowadzone badania na podstawie danych z Systemu Monitoringu Suszy Rolniczej w Polsce i wartości klimatycznego bilansu wodnego odniesionego do wartości krytycznych. W analizowanych latach susza rolnicza nie została odnotowana tylko w roku 2013 i 2014! Największą powierzchnię kraju objęła w 2006 roku, aż 53% powierzchni gruntów ornych Polski. Najczęściej pojawiała się w woj. dolnośląskim, wielkopolskim, mazowieckim, łódzkim, kujawsko-pomorskim oraz opolskim (w 9/10 lat). Deficyt wody nieco rzadziej występował w woj. podlaskim i podkarpackim (w 5/10 lat). Natomiast najrzadziej suszę notowano w woj. małopolskim (w 2/10 lat). Niedobór wody widoczny był przede wszystkim na glebach bardzo lekkich i lekkich, a na glebach średnich i ciężkich występował miejscowo. Badania zostały wykonane na zbożach jarych, gdyż ich zapotrzebowanie wodne zaspokajane jest w znacznym stopniu z bieżących opadów. Rośliny te są szczególnie wrażliwe na niedobór wody od 10 - 30 dni przed początkiem kłoszenia do fazy dojrzałości mlecznej. Najważniejszym czynnikiem ograniczającym wielkość plonu są wiosenne okresy bezopadowe natomiast rozkład opadów rzadko pokrywa się z potrzebami wodnymi tych zbóż.
Pomoc
Susza to dla rolnika spadek plonów roślin i dochodów. Brak natomiast dochodu to niezdolność do inwestowania pod kolejne zbiory i potencjalnie ich spadek w kolejnym roku. Wspieranie produkcji żywności dlatego jest takie ważne i konieczne. Przyznanie pomocy finansowej przez Ministerstwo Rolnictwa dla poszkodowanych przez suszę oraz udzielanie kredytów przez banki współpracujące z Agencją Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa, pomogły tylko załagodzić jej skutki. Jak podają niektóre źródła straty zostały oszacowane na ponad 8 mld zł, a obejmowały około 5 mln ha powierzchni upraw. W 2018 r. na wznowienie produkcji w przypadku szkód spowodowanych przez suszę banki udzieliły 4222 kredytów na kwotę 514,15 mln zł. Musimy pamiętać, że pomoc otrzymały te osoby, które udokumentowały 70% straty danej uprawy. Jeżeli rolnik ubezpieczył przynajmniej 50% swoich upraw stawka pomocy wynosiła 1000 zł za ha, natomiast jeżeli nie miał ubezpieczenia wynosiła ona jedynie 500 zł za ha. Pomoc w wysokości 500 zł za ha otrzymali producenci, którzy wykazali ponad 30 % strat w uprawach. Wówczas wysokość pomocy wynosiła 500 zł do ha, a przy uprawach nieubezpieczonych o połowę mniej.
Nauka w walce z suszą
Wiele badań, które prowadzone są na uniwersytetach na całym świecie poświęcone są znalezieniu sposobu na przezwyciężenie suszy, i możliwość produkcji rolniczej w niesprzyjających warunkach. Przykładem są badania nad nasionami i ich zdolnościami do możliwości kilkuletniego przetrwania w suchych warunkach bez utraty zdolności do kiełkowania. Na świecie istnieje niewielka ilość roślin, które tak samo jak nasiona są odporne na susze i mogą wytrzymywać niekorzystne warunki środowiskowe. Takie właściwości posiadają np. rośliny zmartwychwstania. Mogą one stracić nawet do 95% wody i przetrwać jako suche nieprzypominające organizmów struktury. W takim stanie mogą żyć przez miesiące i lata, a po dostarczeniu wody zaczynają rozwijać się i kwitnąć. Nie posiadają one struktur magazynujących wodę, lecz zmieniają metabolizm produkując cukry oraz niektóre białka związane ze stresem. Przekształcają swój wygląd, aby zminimalizować powierzchnię transpiracji, dzięki czemu chronią wysuszone tkanki. Istnieje podobieństwo w mechanizmie tolerancji wysychania nasion i roślin zmartwychwstania. Odpowiadają za to te same geny.
Rośliny uprawne posiadają geny odporności na suszę w swoich tkankach, ale włączają je tylko w trakcie tworzenia organów przetrwalnikowych. Sygnały środowiskowe i komórkowe, które są odpowiedzialne za ten proces zaczynają być poznawane. Badacze z Uniwersytetu w Kapsztadzie zamierzają powtórzyć to, co natura stworzyła 10 do 40 milinów lat temu. Biolog Jill Farrant z Uniwersytetu w Kapsztadzie w Południowej Afryce zamierza wyizolować geny, które odpowiadają za odporność przed suszą i przenieść je do tkanek roślinnych. Przed nią długa droga, bo wiele genów jest zaangażowanych w tą reakcję.
Czy GMO uratuje świat?
Badania prowadzone przez naukowców w Kapsztadzie i innych miejscach na świecie, jeśli się powiodą, oznaczać będą możliwość uprawy roślin modyfikowanych genetycznie o dużym potencjale odporności na suszę. To czy takie rośliny GMO zdominują nasze krajobrazy zależy także od opinii publicznej i panującej opinii na temat takich roślin.
Przez lata hodowcy stosowali wiele różnych technik genetycznych takich jak: losowa mutageneza, która indukuje nietypowe mutacje w organizmach, czy mieszanie dwóch różnych gatunków roślin za pomocą szczepienia, w celu wytworzenia odmiany o przydatnych cechach. Jednym z wielu przykładów zastosowania inżynierii genetycznej było przeniesienie fragmentu DNA wirusa pierścieniowej plamistości do genomu papai. Dokonał tego hawajski fitopatolog Dennis Gonsalves. Od tego przełomowego momentu minęło ponad 20 lat i nadal nie istnieje inna metoda kontrolowania tej choroby. Osiemdziesiąt procent hawajskiej papai jest genetycznie zmodyfikowana. Zawiera ona tylko niewielką ilość kodu genetycznego wirusa. Jednakże papaja pochodząca z produkcji organicznej bądź konwencjonalnej zakażona wirusem, zawiera dziesięciokrotnie więcej białka wirusowego. Dodatkowo żywność poddana modyfikacji genetycznej znacznie ograniczyła stosowanie insektycydów, z których większość jest szkodliwa dla ludzi, zwłaszcza w miejscach, gdzie rolnicy nie mogą sobie pozwolić na odpowiednią ochronę. W krajach słabo rozwiniętych około 300 tys. ludzi umiera co roku ze względu na niewłaściwe użytkowanie środków owadobójczych.
Przyszłość niepewna
Zmiany klimatu, nowe technologie, wzrastające zapotrzebowanie na żywność to elementy przyszłości, które już teraz widzimy. GMO może stanowić dla nas potencjalne ulepszenie systemu rolniczego, być częścią ogólnej strategii osiągnięcia zrównoważonego rolnictwa. Zapewnić pomoc i rozwój dla najbiedniejszych, a także pożywienia dla przyszłych kilku miliardów ludzi. Obok podaży żywności ważny także jest popyt na nią. Unikanie marnowania żywności, wyrzucania jej na śmieci i ograniczenie jej spożycia do poziomu zalecanego są działaniami, które każdy może wykonać, a dzięki temu przyczynia się także do oszczędzania wody.
*** Komentarz działu OneHealth - Mgr inż. Stanisław Świtek
Artykuł p. Kamili Lewandowskiej powstał w ramach przedmiotu: Ochrona Upraw Ekologicznych realizowanego na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu.
Zmiany klimatu są coraz silniej widoczne i oddziałują już na prowadzoną produkcję rolniczą w wymiarze globalnym. Wiele wskazuje na to, że także rok 2020 okaże się dla polskich rolników deficytowy pod względem zaopatrzenia w wodę. Modele predykcyjne wskazują, że susza będzie występowała coraz częściej, z większą intensywnością i przez dłuższy okres. Jest zmienna w czasie, ale także i w przestrzeni. Każdego roku dotykać może innej części Polski, choć pas środkowy kraju jest nią najsilniej zagrożony. W dostosowaniu się do suszy wiele nadziei upatruje się obecnie w starych odmianach roślin uprawnych. Nowe odmiany rejestrowane w Polsce, także te uzyskiwane na drodze naturalnego krzyżowania, charakteryzują się coraz częściej zwiększoną tolerancją na suszę.
Literatura:
Wójcik, I., Doroszewski, A., Wróblewska, E., & Koza, P. (2019). Susza rolnicza w uprawie zbóż jarych w Polsce w latach 2006-2017. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 19, 77-95.
