Ceļā uz efektīvāku un ilgtspējīgāku lauksaimniecību: inovatīvs risinājums dārzkopībā un augkopībā pielietojamu mikrobioloģisko preparātu ieguvē

Lauksaimnieki un dārzkopji ikdienā saskaras ar trim lieliem izaicinājumiem:

• augsnes auglības saglabāšana,
• slimību izplatības ierobežošana,
• izmaksu samazināšana.

Videi draudzīgāku, ekonomiski pamatotu un uz vietas realizējamu preparātu ieguve un pielietošana lauksaimniecības ražu uzlabošanai ir īpaši aktuāla, ņemot vērā augstās ievesto izejvielu izmaksas un to šobrīd nestabilās piegādes ķēdes. Tāpēc jaunām tehnoloģijām, kas piedāvā efektīvus un ilgtspējīgus risinājumus, ir būtiska loma lauksaimniecības nākotnē.

Latvijā šobrīd tiek īstenots EIP inovāciju projekts “Mikrobioloģiska preparāta ieguve un pielietojums ražības paaugstināšanai dārzkopības un augkopības profila saimniecībās” (Projekta Nr.:  24-00-C0LA1601-000032), kura mērķis ir izstrādāt  Bacillus subtilis MSCL 1441 baktēriju un tās izdalīto pret-sēnīšu (fungicīdo) savienojumu saturošu mikrobioloģisko preparātu, kuru varētu saražot uz vietas saimniecībās. Preparāta veiksmīga realizācija sekmētu alternatīvu ražas paaugstināšanas un patogēno sēņu slimību ierobežojošu līdzekļu ieguvi, kuram būtu zemākas izmaksas, veidojot ietaupījumu šādu preparātu izmantošanas gadījumā.

Kā tas darbojas?

Bacillus subtilis MSCL 1441 ir no Latvijas augsnes izdalīts augsnes labvēlīgās baktērijas (skat. 1. att.) paveids, kam ir potenciāls veicināt:

• barības vielu pieejamību augiem (padara pieejamāku slāpekļa un fosfora savienojumus, palīdz noārdīt organiskās vielas),
• aizsardzību pret slimībām (veido bioplēvi, kas ierobežo patogēnus),
• noturību pret stresa apstākļiem (palīdz augiem pārvarēt sausumu un citas nelabvēlīgus
  vides faktorus)..

1.att. Bacillus subtilis veido aizsargājošas bioplēves, kas kontrolē fitopatogēno infekciju attīstību un veido mijiedarbību ar augu sakņu struktūrām, veicinot augu augšanu. Vizuālais materiāls: VAAD buklets “Kartupeļu slimības un kaitēkļi”; Wikipedia un zinātniskās publikācijas.

Tirgū jau ir pieejami Bacillus subtilis preparāti (SERENADE ASO, Subtimikss, Фітодоктор, Bactoforce – Bacillus ģinti saturošs preparāts u.c.). Ražotāji šos preparātus rekomendē dažādām kultūrām – dārzeņiem, ogulājiem, augļkokiem, kokaugiem, krūmiem un krāšņumaugiem. Inovāciju partnerības darba grupas projekta ietvaros realizēs Bacillus subtilis preparāta efektivitātes novērtējumu kartupeļu ražas paaugstināšanai un to lapu slimību ierobežošanā.

Inovāciju partnerības darba grupas sākotnējās aplēses liecina, ka iepriekšminēto preparātu izmaksas uz 1 ha, sezonas ietvaros veicot 5 apstrādes, atkarībā no preparāta ir sākot no 100 līdz 550 EUR.  Pēc projekta ieviesēju domām izstrādājamā preparāta izmaksas varētu būt samazināmas vismaz uz pusi salīdzinot ar lētāko alternatīvu. Jāmin arī, ka, līdz ar paredzamo augstāku preparāta aktīvo komponentu (mikroorganisma un to izdalīto savienojumu) koncentrāciju, varētu tikt samazināts arī nepieciešamo apstrāžu skaits sezonā līdz 2-3 reizēm.

2.att. Pētījumi un izmēģinājumi laboratorijas apstākļos.

Kas ir izdarīts un kas sekos tālāk?

Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūtā (skat. 2. att.) ir izstrādāta Bacillus subtilis ekonomiski pamatota barotnes (izejvielu) receptūra ar kuru laboratorijas bioreaktora mērogā iespējams iegūt vēlamo baktēriju daudzumu (KVV/mL – koloniju veidojošo vienību koncentrācija) un to izdalīto pret-sēnīšu savienojumu aktivitāti (antagonisma testi). Sadarbībā ar SIA ALOJA-STARKELSEN norit papildu darbs pie alternatīvas barotnes receptūras, kas potenciāli ir ar vēl labākiem ekonomiskiem rādītājiem, un risina ar kartupeļu cietes ieguves notekūdeņu pārstrādi saistīto problemātiku.

Maijā (2025. gads) uzsāks preparāta ieguvi un ieguves izpēti 100 L pilota-mēroga bioreaktorā. Pēc zināmās receptūras iegūto preparātu izmantos kartupeļu stādījumu lauka izmēģinājumos bioloģiskajā audzēšana sistēmā 2025. gada sezonā – Priekuļu selekcijas un izmēģinājuma laukos (Agroresursu un ekonomikas institūts), Viļānu izmēģinājumu laukos (Agroresursu un ekonomikas institūts) un SIA Aloja Agro demonstrējumu laukos Alojā.

Norit darbs pie 600-1000 L polimērmateriāla bioreaktora sistēmas izstrādes (skat. 3. att.) un Bacillus subtilis MSCL 1441 mikrobioloģiskā preparāta ieguves saimniecību apstākļos tehniski-ekonomiskā izvērtējuma.

3. att. Bacillus subtilis MSCL 1441 mikrobioloģiskā preparāta ieguves tehnoloģijas prototips. Preparāta ieguve paredzēta 600-1000 L polimērmateriāla bioreaktorā, kas būs piemērota arī saimniecību apstākļiem.

Mikrobioloģisko preparātu ieguves izmaksas lielā mērā nosaka sākotnējo investīciju apjoms mikroorganismu kultivācijas aprīkojuma – bioreaktoru iegādei. Tradicionāli, bioreaktoru sistēmas tiek izgatavotas no nerūsējošā tērauda, tās ir ar augstu automatizācijas pakāpi, un tās nodrošina pārtikas kvalitātes procesus.

Kultivācijas procesos bioreaktoros tiek pētīti dažādi barotņu sastāvi un kultivācijas apstākļi, lai nodrošinātu baktēriju endo-sporu un to izdalīto pret-sēnīšu savienojumu augstu koncentrāciju. Rezultāti rāda, ka pie pareiziem kultivācijas parametriem  - temperatūras, vides skābuma, barības vielu un skābekļa pieejamības, Bacillus subtilis endo-sporas veidojas efektīvi un šķidrums uzrāda pret-sēnīšu īpašības pret sēņu slimībām. Šādam šķidram preparātam ir pietiekoša bioloģiskā aktivitāte, kā rezultātā tas ilgstoši (vismaz gadu) nezaudē savas īpašības to glabājot pat istabas temperatūrā. Iegūtajam preparātam laboratorijas priekšpētījumos ir konstatējamas pret-sēnīšu īpašības pret Fusarium spp., Alternaria spp., Cladosporium sp. un Aspergillus sp. sugām. Uzsākts darbs pie preparāta novērtēšanas pret kartupeļu lakstu puves izraisītāju – Phytophthora infestans.

Projekta partneriem ir dažādas lomas un pienesums. Projekta vadošais partneris – Latvijas Valsts Koksnes Ķīmijas institūts – veic tehnoloģijas izstrādi, mērogošanu un tehniski ekonomisko izvērtējumu. Agroresursu un ekonomikas institūts nodrošina lauka izmēģinājumu iekārtošanu, augu augšanas un attīstības novērojumus, lapu slimību uzskaiti un ražas izvērtēšanu. SIA “Aloja Agro” novērtēs preparāta ietekmi bioloģiskajā sistēmā audzētajos kartupeļu demonstrējumu laukos. Savukārt SIA “ALOJA-STARKELSEN” sadarbībā ar vadošo partneri veic kartupeļu cietes ieguves blakusprodukta – kartupeļu šūnsulas, izmantošanu Bacillus subtilis preparātu ieguvē, izpēti.

Lauku atbalsta dienests (LAD) šajā projektā spēlē nozīmīgu lomu, sniedzot finansiālu atbalstu un nodrošinot, ka inovācijas lauksaimniecībā tiek īstenotas efektīvi un atbilstoši Eiropas Savienības zaļajam kursam. LAD veicina lauku attīstību un ilgtspējīgas lauksaimniecības metodes, atbalstot tos projektus, kas veicina pašmāju ražotāju, t. sk. lauksaimnieku, lielāku neatkarību no importa izejvielām.

Tuvākajos mēnešos paredzēts:

• Iegūt preparātu esošajā nerūsējošajā tērauda bioreaktorā lauka pētījumiem 2025. gada sezonai.
• Sagatavot kartupeļu sēklas materiālu un iekārtot lauka izmēģinājumus, lai noskaidrotu preparāta vēlamo devu un efektivitāti dažādos apstākļos.
• Turpināt darbu pie metodes un tehnoloģijas tehniski-ekonomiskā izvērtējuma.
• Lauka dienas Priekuļos (AREI), 3. jūlijs. Informēs par projekta gaitu un rezultātiem.
• Lauka dienas Viļānos (AREI), 10. jūlijs. Informēs par projekta gaitu un rezultātiem.
• Lauka dienas Alojā (SIA Aloja Agro), 7. augustā. Informēs par projekta gaitu un rezultātiem.
• Dalība tehnisko nozaru biznesa izstādē "BILTIM TEHNIKA", Rāmava, 25.-27. septembris. Jaunā produkta un tehnoloģijas popularizēšana, informēs par projekta gaitu un rezultātiem.

4.att. SIA Aloja Agro audzē bioloģisko produkciju, t. sk. bioloģiskos kartupeļus un veic kartupeļu šķirņu audzēšanas demonstrējumus. Sadarbībā ar uzņēmumiem izmēģina dažādus atļautus bioloģiskos preparātus.

Kāpēc tas ir svarīgi lauksaimniekiem?

Šis projekts var sekmēt mikrobioloģisko preparātu izmantošanu Latvijā, un:

• Nodrošināt mazāku atkarību no analogiem un dārgākiem, t. sk. importa  produktiem,
• Iegūt lielāku kontroli pār audzēšanas procesiem,
• Realizēt videi draudzīgāku lauksaimniecību.

Sekojiet līdzi jaunumiem projekta LVKĶI vietnē: Subt4Potato