BIOSTRATEG – pieniądze dla innowacyjnej gospodarki

BIOSTRATEG to strategiczny program badań naukowych i prac rozwojowych z zakresu środowiska naturalnego, rolnictwa i leśnictwa. Finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju ma na celu wzrost międzynarodowej pozycji Polski w nauce oraz transfer innowacyjnych rozwiązań wypracowanych w ramach programu do otoczenia społeczno-gospodarczego. Ma stymulować wzrost innowacyjności i konkurencyjności polskiej gospodarki przez opracowanie i przygotowanie do wdrożenia nowych produktów, technik i technologii – dlatego w każdym projekcie poza naukowcami muszą brać udział również przedsiębiorcy.

W ostatnim rozdaniu programu Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu i jego partnerzy uzyskali pozytywną ocenę merytoryczną i rekomendację finansowania pięciu wspólnych wniosków (z 16 przeznaczonych do finansowania w ogóle) – trzech z Wydziału Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji i dwóch z Wydziału Przyrodniczo-Technologicznego. Łącznie na nasze badania przewidziano ponad 50 mln zł.

Poprawa funkcjonowania zbiorników retencyjnych

Prof. Mirosław Wiatkowski i prof. Krzysztof Pulikowski z Instytutu Inżynierii Środowiska są pomysłodawcami projektu „Innowacyjna metoda poprawy jakości wody w wielofunkcyjnych zbiornikach retencyjnych”, który został trzecim najlepiej ocenionym wnioskiem (z oceną końcową tylko o 0,6 punktu mniejszą od najlepszego). Prof. Wiatkowski jest kierownikiem naukowym projektu, a w skład zespołu badawczego z UPWr wejdzie jeszcze prof. Ryszard Polechoński z Wydziału Biologii i Hodowli Zwierząt.

Liderem projektu jest firma Pyrocat Catalyse World, liderem naukowym – UPWr. – Przedsiębiorca sam poszukiwał kontaktu z nauką i chciał nawiązać współpracę w zakresie realizacji projektów naukowo-badawczych. Ponad dwa lata temu spotkaliśmy się z prezesem firmy i tak rozpoczęła się nasza współpraca. Spotkania merytoryczne, rozmowy i ustalanie celów przyczyniły się do przygotowania i złożenia tego projektu. Firma posiada technologię oczyszczania wody i wkład własny niezbędny w projekcie. My mamy wiedzę i umiejętności, żeby tę technologię pożytecznie wykorzystać, ulepszyć, dostosować – mówi prof. Wiatkowski.

Modelowym zbiornikiem będzie w projekcie Zbiornik Turawa o pojemności ok. 100 mln m3, zlokalizowany w województwie opolskim i – jak przyznają naukowcy – znany z tego, że jest wyjątkowo zanieczyszczony, więc idealnie nadający się do badań. Jako że zbiorniki retencyjne w Polsce są w przeważającej większości w fatalnym stanie, poprawa ich jakości przyniesie korzyści turystyce i rekreacji (tu szczególnie upatruje się korzyści z komercjalizacji wynalazku) oraz gospodarce wodnej. Aby tego dokonać naukowcy planują połączenie działań w zlewni, czyli badania i poprawę jakości wody cieków zasilających zbiornik oraz w samym zbiorniku.

Prof. Wiatkowski przeprowadzi badania wody w zbiorniku, co pozwoli porównać obecny stan jakości wody, stan jakości wody w czasie stosowania instalacji i po zastosowaniu instalacji. Prof. Polechoński będzie badał zmiany stanu ekologicznego zbiornika w trakcie zastosowania instalacji. Prof. Pulikowski pokieruje natomiast zadaniem nad wypracowaniem metody ochrony i rewitalizacji zbiornika wodnego. W badaniach weźmie także udział Uniwersytet Opolski i wrocławski oddział Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego.

Precyzyjne nawożenie i nawadnianie

Prof. Grzegorz Janik z Instytutu Kształtowania i Ochrony Środowiska poprowadzi projekt „Mobilny system iniekcyjnego, precyzyjnego nawadniania i nawożenia, zaspokajający indywidualne potrzeby roślin”, w którym liderem jest Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu.

– Podczas nawadniania roślin deszczownie ciśnieniowe i powierzchniowe linie kroplujące powodują znaczące straty wody. Większą oszczędność uzyskuje się przy zastosowaniu linii kroplujących ułożonych pod powierzchnią gleby, ale w polskich warunkach ich stosowanie nie jest w większości przypadków ekonomicznie uzasadnione. Nasz projekt zakłada powstanie mobilnej maszyny, która w sposób iniekcyjny będzie jednocześnie nawadniać i nawozić roślinę. Podając tyle wody, ile trzeba i wtedy, kiedy trzeba ograniczymy straty wynikające z parowania z powierzchni gleby i przenikania wody do głębiej położonych warstw gleby, poza system korzeniowy. A odpowiednie nawożenie zminimalizuje zagrożenie zanieczyszczenia wód powierzchniowych, gruntowych i samej gleby – wyjaśnia prof. Janik, którego w realizacji projektu wesprą m.in. doktoranci – Małgorzata Dawid i Amadeusz Walczak.

W skład konsorcjum realizującego badania wchodzą również: Politechnika Wrocławska, Instytut Agrofizyki PAN, Uniwersytet Rolniczy z Nitry (Słowacja) oraz przedsiębiorstwa: Tomasz Kaniewski AGRO-TOM, Gospodarstwo Rolne Klaudiusz Matejka, E-Test, Grupa Azoty. I jak podkreśla prof. Janik wniosek nie zostałby złożony bez zaangażowania wszystkich partnerów.

W badaniach wezmą również udział pracownicy Wydziału Przyrodniczo-Technologicznego, profesorowie: Katarzyna Adamczewska-Sowińska, Józef Sowiński i Karol Wolski. To, co wiadomo na pewno, to że muszą to być rośliny, których plon daje duże przychody, np. warzywa. Żeby wykorzystanie takiej maszyny się po prostu opłacało.

Innowacyjne suszenie zboża

Kolejny projekt, w którym UPWr będzie liderem należy do prof. Leszka Romańskiego z Instytutu Inżynierii Rolniczej. Będzie to „Opracowanie innowacyjnej metody oczyszczania powietrza w suszarniach ziarna zbóż i nasion wraz z ograniczeniem emisji zanieczyszczeń”.

– Zajmiemy się rzepakiem i przede wszystkim kukurydzą, bo pszenicę suszy się coraz rzadziej. Kukurydzę zbiera się, w zależności od regionu, przebiegu pogody i jej aktualnej wilgotności, w okresie od przełomu września i października aż do końca listopada, a nawet początków grudnia. Ponieważ wilgotność ziarna znacznie przekracza 15%, trzeba je po zbiorze jak najszybciej wysuszyć, żeby nie dopuścić do rozwoju pleśni i zepsucia. Z uwagi na dużą masę ziarna suszenie przeprowadza się w wielkich suszarniach przy pomocy strumienia powietrza bezpośrednio podgrzewanego gazem ziemnym (medium suszące). My chcemy zbudować suszarnię, w której to medium będzie jak najmniej zanieczyszczone – tłumaczy prof. Romański. – Drugą kwestią jest sprawienie, aby w naszej innowacyjnej suszarni, w odróżnieniu od dostępnych na rynku, proces suszenia była mniej energochłonny. Jeśli to nam się uda, być może doprowadzimy do zmiany europejskiego prawodawstwa dotyczącego dopuszczalnych zanieczyszczeń w medium suszącym.

W suszarni zaprojektowanej wspólnie z partnerami (w projekcie biorą także udział Politechnika Wrocławska, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Instytut Technologiczno-Przyrodniczy i firma Expert Soultions) i wybudowanej prawdopodobnie na Swojcu, gaz będzie wykorzystywany tylko do zainicjowania procesu grzania. A wraz ze zmniejszeniem ilości klasycznego paliwa wykorzystywanego do podgrzania powietrza suszącego, nastąpi zmniejszenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery.

Zwalczanie chwastów odpornych na herbicydy

Prof. Danuta Parylak z Katedry Kształtowania Agroekosystemów i Terenów Zieleni będzie kierowała  głównym zadaniem w projekcie „Strategia przeciwdziałania uodparnianiu się chwastów na herbicydy jako istotny czynnik zapewnienia zrównoważonego rozwoju agroekosystemu”.

– Zjawisko uodparniania się chwastów na herbicydy jest coraz powszechniejsze. W ramach projektu zajmiemy się trzema masowo występującymi gatunkami chwastów: miotłą zbożową, makiem polnym i wyczyńcem polnym. W celu udowodnienia rzeczywistej odporności na określone substancje aktywne wykorzystamy znalezione na polach produkcyjnych biotypy podejrzewane o odporność i przeprowadzimy testy biologiczne z użyciem różnych herbicydów o zróżnicowanych stężeniach. Potem poddamy je diagnostyce molekularnej w poszukiwaniu genu odporności – wyjaśnia prof. Parylak.  – Zbadamy cechy, które sprawiają, że egzemplarze odporne są trudno usuwalne z pola, a także poznamy wzajemne relacje chwastów i rośliny uprawnej. Sterując kondycją rośliny uprawnej możemy w sposób niechemiczny ograniczyć, jeśli nie występowanie, to chociaż rozwój chwastów. Zajmiemy się także konsekwencjami występowania biotypów odpornych i ekonomiczną stroną ograniczania tego zjawiska.

Naukowcy przeprowadzą również innowacyjne testy z zastosowaniem herbicydowych cieczy jonowych, które są nielotne, więc nie stanowią zagrożenia dla środowiska i pozwalają jednocześnie na zwiększenie aktywności tradycyjnego herbicydu, co z kolei umożliwi zmniejszenie dawki preparatu. Projekt zakłada także szereg działań popularyzacyjnych i upowszechnieniowych, np. opracowanie materiałów informacyjnych i strony internetowej, które pomogą rolnikom identyfikować egzemplarze odporne. Rezultaty badań  będą prawdopodobnie wymuszały także przygotowanie nowych regulacji prawnych w zakresie ochrony środowiska rolniczego, w szczególności bioróżnorodności pól uprawnych.

Z prof. Parylak będą w projekcie współpracowali z Katedry Kształtowania Agroeksystemów i Terenów Zieleni: dr hab. Roman Wacławowicz, dr Ewa Tendziagolska, dr Agnieszka Lejman oraz doktorantka Elżbieta Pytlarz. W zespole jest też dr Magda Podlaska z Katedry Botaniki i Ekologii Roślin. Poza UPWr w projekcie bierze udział aż 13 partnerów: lider – Instytut Ochrony Roślin PIB, a także Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa PIB, Politechnika Poznańska, SGGW, Uniwersytety Przyrodnicze w Lublinie i w Poznaniu, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie oraz Centrum Doradztwa Rolniczego i trzy firmy fitofarmaceutyczne – BASF Polska, Bayer i Syngenta Polska.

Precyzyjne gospodarowanie wodą

Projekt „Innowacje technologiczne oraz system monitoringu, prognozowania i operacyjnego planowania działań melioracyjnych dla precyzyjnego gospodarowania wodą w skali obiektu melioracyjnego” jest tematem całościowym składającym się z 8 zadań, które będzie realizowało 6 podmiotów. Są nimi: Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, SGGW, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Geofabryka i Agrocom Polska. Liderem i koordynatorem projektu jest prof. Leszek Łabędzki z Instytutu Przyrodniczo-Technologicznego w Falentach. Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu bierze udział w dwóch zadaniach tego projektu.

Zadanie pod nazwą „Opracowanie metodyki naziemnego monitoringu oraz krótkoterminowego prognozowania agro-hydro-meteorologicznego” poprowadzi prof. Andrzej Żyromski z Instytutu Kształtowania i Ochrony Środowiska. – Chodzi o optymalizację wykorzystania wody do nawodnień i jednocześnie przechwycenie jak największej ilości wody, która bezproduktywnie odpływa, żeby wykorzystać ją na przykład w czasie suszy. I oczywiście ujęcie tego w prostym modelu, który będą mogli wykorzystać rolnicy czy gminy – tłumaczy koordynator, który badania będzie realizował wraz z dr Małgorzatą Biniak-Pieróg.  

Naukowcy UPWr opracują metodykę i  prototyp systemu monitoringu i prognoz agro-hydro-meteorologicznych. Zbadają m.in. uwilgotnienie gleby, zapasy wody w glebie i zużycie wody przez rośliny w kilku obiektach melioracyjnych na terenie trzech województw (mazowieckiego, kujawsko-pomorskiego i wielkopolskiego), a wypracowywana metodyka będzie na bieżąco weryfikowana w Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wydziału Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji UPWr. Na podstawie zebranych danych powstaną krótkoterminowe (do 10 dni) prognozy, pozwalające planować odwodnienia i nawodnienia na polach oraz zwiększyć efektywność wykorzystania wody. Prognozy będą miały również wpływ na redukcję zanieczyszczenia wód powierzchniowych związkami azotu i fosforu.

mj