Zaimplementowanie i dostosowanie do warunków klimatyczno-glebowych Polski innowacyjnej technologii produkcji owoców z zamkniętym system nawadniania i biofortyfikacji jodem i selenem na przykładzie żurawiny.
Operacja jest współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach działania „Współpraca” Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014-2020.
Cel operacji:
Opracowanie i wdrożenie nowoczesnej i innowacyjnej technologii do produkcji owoców o wysokich walorach odżywczych i funkcjonalnych w rezultacie fortyfikacji selenem i jodem.
Okres: 13.06.2018 r. – 13.06.2020 r.
Środki finansowe przyznane na realizację operacji:
Beneficjentowi została przyznana pomoc w ramach umowy o przyznaniu pomocy nr 00011.DDD.6509.00036.2017.09 zawartej w dniu 13.06.2018 r. w Warszawie pomiędzy Agencją Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa, z siedzibą w Warszawie, al. Jana Pawła II 70 a partnerami działającymi w ramach Grupy Operacyjnej EPI z siedzibą w Nowinach, zwanej Beneficjentem i reprezentowanej przez lidera grupy operacyjnej – Original Food Sp. z o.o.
Pomoc przyznano w wysokości: 4.350.897 zł (słownie złotych: cztery miliony trzysta pięćdziesiąt tysięcy osiemset dziewięćdziesiąt siedem, 00/100), w tym:
- ze środków EFRROW w wysokości 2.768.475,76 zł (słownie złotych: dwa miliony siedemset sześćdziesiąt osiem tysięcy czterysta siedemdziesiąt pięć, 76/100) co stanowi 63,63% przyznanej pomocy na realizację operacji,
- z krajowych środków publicznych, w wysokości 1.582.421,24 zł (słownie złotych: jeden milion pięćset osiemdziesiąt dwa tysiące czterysta dwadzieścia jeden, 24/100) co stanowi 36,37% przyznanej pomocy na realizację operacji.
Operacja ma na celu opracowanie innowacyjnej technologii uprawy żurawiny wielkoowocowej na skalę towarową przy wykorzystaniu gleb bardzo słabych, V i VI klasy. Połączenie innowacyjnych rozwiązań budowlanych i agrotechnicznych pozwolą zoptymalizować koszty i pozwolą wykorzystać bardzo słabe grunty. Plantacjach ma na celu przystosowanie uprawy do polskich warunków, a przede wszystkim niedoborów wody i dużych zmian poziomu wód gruntowych. W tym celu planowane jest wybudowanie założenie doświadczenie w skali polowej 1:1 (16 kwater doświadczalnych), na których zastosowany będzie szereg innowacyjnych dodatków poprawiających retencję wodną w podłożu, w tym polimerów hydrofilowych (superabsorbentów, SAP) aktywnych przy bardzo niskim pH oraz innowacyjnych polimerów dendrymerowych które mają większą zdolność do zamykania w swojej strukturze dodatkowych elementów poprawiających wzrost roślin: nawozów, regulatorów wzrostu, środków ochrony roślin, a nawet pożytecznych mikroorganizmów.
Dodatkowo planowana jest biofortyfikacja roślin selenem i jodem w celu zwiększenia zawartości tych pierwiastków w owocach, co przyczyni się do powstania produktu o znacznie wyższych walorach prozdrowotnych. Są to mikroelementy występujące naturalnie w owocach żurawiny, ale zwiększenie ich koncentracji może sprzyjać lepszej przyswajalności przez organizm człowieka. Owoce żurawiny wzbogacone w jod i selen mogą stanowić alternatywę dla syntetycznych suplementów diety.
Kolejna innowacja planowana jest w zakresie poprawy ukorzeniania i rozrastania się sadzonek. W tym zakresie planuje się wykorzystanie hormonów hamujących ukorzenianie i krzewienie sadzonek. Związki te nie są wykorzystywane w tym celu nawet w badaniach – do tej pory istnieje jedna publikacja potwierdzająca możliwość ich wykorzystania w celu stymulowania ukorzeniania sadzonek oraz badania wykonane przez jednego z uczestników grantu. Ich planowana aplikacja również w połączeniu z polimerami dendrymerowymi ma na celu poprawę ich wnikania do roślin i dodatkowo podnosi innowacyjność projektu w tym zakresie.
Realizacja projektu pozwoli nie tylko na wykorzystanie terenów nieatrakcyjnych jeśli chodzi o tradycyjne uprawy rolnicze o słabych warunkach glebowych i wodnych ale także pozwoli pozyskiwać z nich owoce o bardzo dużej wartości prozdrowotnej. Dopracowanie wykorzystania superabsorbentów w uprawach polowych może mieć pozytywne oddziaływanie na zagospodarowanie gruntów o niekorzystnych warunkach glebowo-wodnych (gleb piaszczystych) pod inne uprawy przez plantatorów w Europie i na Świecie, którzy docelowo staną się odbiorcami opracowanej technologii. Polska natomiast może mieć szansę zaistnienia na rynku Europejskim jako silny producent wielu gatunków i odmian niszowych. Owoce o wysokich walorach prozdrowotnych trafia do konsumentów w całej Europie jako odpowiedź na zapotrzebowanie rynku na tzw. żywność funkcjonalna.
SPRAWOZDANIE z realizacji operacji „Zaimplementowanie i dostosowanie do warunków klimatyczno-glebowych Polski innowacyjnej technologii produkcji owoców z zamkniętym system nawadniania i biofortyfikacji jodem i selenem na przykładzie żurawiny
Operacja pt. „Zaimplementowanie i dostosowanie do warunków klimatyczno-glebowych Polski innowacyjnej technologii produkcji owoców z zamkniętym system nawadniania i biofortyfikacji jodem i selenem na przykładzie żurawiny” została zrealizowana w ramach programu WSPÓŁPRACA M16 w terminie od 13 czerwca 2018 roku do 31 grudnia 2020 roku.
Głównymi celami operacji było:
Opracowanie innowacyjnej technologii uprawy żurawiny wielkoowocowej na skalę towarową przy wykorzystaniu gleb bardzo słabych, V i VI klasy. Cel ten miał zostać zrealizowany w wyniku opracowania wdrożenia innowacyjnych rozwiązań budowlanych i agrotechnicznych pozwalających zoptymalizować koszty oraz wykorzystać bardzo słabe grunty.
Opracowanie produktu o podwyższonych walorach prozdrowotnych w wyniku zastosowania biofortyfikacja roślin selenem i jodem w celu zwiększenia zawartości tych pierwiastków w owocach.
Poprawa ukorzeniania i rozrastania się sadzonek żurawiny wielkoowocowej poprzez aplikację regulatorów wzrostu z grupy z naturalnych (strigol, deoksystrigol) i syntetycznych (GR24, Nijmegen-1) strigolaktonów oraz inhibitora syntezy strigolaktonów.
Rezultaty operacji:
W ramach zrealizowanej operacji przeprowadzono szereg prac badawczych w wyniku, których opracowano innowacyjną technologię uprawy żurawiny wielkoowocowej na skale towarową przy wykorzystaniu gleb bardzo słabych (V i VI klasy) w warunkach klimatycznych Polski. Realizowane badania dotyczyły wykorzystania, gleb marginalnych, gdzie konieczne było wprowadzenie innowacyjnych dodatków zwiększających retencję wodną. W tym celu w kwaterach doświadczalnych wprowadzono do podłoża następujące dodatki: perlit, węgiel brunatny, hydrożel z dendrymerem, haloizyt, hydrożel ogrodniczy, torf, biowęgiel. Przeprowadzone badania wykazały, że najlepsze wyniki uzyskano w przypadku zastosowania innowacyjnego hydrożelu z dendrymerem, a w drugiej kolejności hydrożelu. Wykazano, że sorbenty te w najbardziej efektywny sposób zatrzymują wodę i składniki pokarmowe w podłożu, co jednocześnie pozwala na ograniczenie rozprzestrzeniania się składników pokarmowych w środowisku przyrodniczym. Sorbenty te kumulują wodę i składniki pokarmowe w formach łatwo dostępnych dla roślin i charakteryzują się dużą stabilnością w warunkach bardzo przepuszczalnego podłoża jakim jest piasek. Dodatkowo w celu poprawienia składu owoców żurawiny zastosowano biofotyfikację jodem i selenem, która doprowadziła do uzyskania owoców o podwyższonej zawartości tych pierwiastków. W tym celu wykonywano trzykrotnie oprysk dolistny: pierwszy w drugiej dekadzie lipca dugi w pierwszej sierpnia a ostatni na przełomie sierpnia i września. Zastosowano następujące związki zawierające selen i jod: Josek (15,5% I i 0,8% Se) jod jodek potasu (76,4% I) i selenian sodu (41,8% Se). Josek stosowano w dawce 2 kg/ha, natomiast pozostałe związki w dawce 1 kg/ha w 1000 l wody/ha. Przeprowadzono również badania wpływu regulatorów wzrostu z grupy strigolaktonów oraz inhibitora syntezy strigolaktonów, które znacząco wpłynęły na wzrost i rozwój sadzonek żurawiny. Zarówno naturalne, jak i sztuczne regulatory wzrostu z tej grupy z reguły poprawiały rozwój pędów bocznych na sadzonkach, chociaż ich wpływ zależał od stężenia. Najsłabszy rozwój pędów i korzeni na sadzonkach nastąpił po aplikacji inhibitora syntezy strigolaktonów fluridonu, niezależnie od jego stężenia. Związek ten całkowicie hamował rozgałęzienie się pędów, a w mniejszym stężeniu hamował także rizogenezę. Ponadto w ramach realizowanej operacji określono kosztochłonność i efektywności produkcji wybranych odmian żurawiny w warunkach przemysłowych w zależności od zastosowanych podłoży i technologii uprawy.
Główne korzyści, wynikające z zastosowania poszczególnych efektów operacji:
Dotychczas wielokrotnie podejmowane były próby produkcji żurawiny wielkoowocowej na skalę przemysłową w warunkach klimatyczno-glebowych Polski. Jednakże próby te spotkały się z wieloma problemami technologicznymi związanymi głównie z niedoborami wody i dużymi zmianami poziomu wód gruntowych. W ramach zrealizowanej operacji opracowano dwie innowacje technologiczne polegające na zastosowaniu inhibitorów ukorzenia i tworzenia pędów bocznych roślin, a także zastosowania dodatków do podłoża. Opracowane w ramach niniejszej operacji innowacje skutkowały zwiększenie pojemności wodnej gleb bardzo słabych (V i VI klasy), gdzie tradycyjna uprawa rolnicza nie jest możliwa. Innowacje te oparto o szereg dodatków do podłoża, które w znaczący sposób wpłynęły na zwiększenie efektywności zatrzymywania wody i składników pokarmowych w podłożu, co jednocześnie pozwoliło na kontrolę rozprzestrzeniania się składników pokarmowych w środowisku przyrodniczym. Najlepsze wyniki uzyskano w przypadku zastosowania innowacyjnego hydrożelu z dendrymerem, a w drugiej kolejności hydrożelu. Przeprowadzono również badania wpływu regulatorów wzrostu z grupy z naturalnych (strigol, deoksystrigol) i syntetycznych (GR24, Nijmegen-1) strigolaktonów oraz inhibitora syntezy strigolaktonów, które znacząco wpłynęły na wzrost i rozwój sadzonek żurawiny. Dodatkowo opracowano innowację produktową w postaci owoców żurawiny wielkoowocowej o zwiększonej zawartości jodu i selenu poprzez zastosowanie biofotyfikacji tymi pierwiastkami na etapie wzrostu roślin w wyniku dolistnej aplikacji produktów o wysokiej biodostępności tych składników. Opracowano także innowację organizacyjną polegającą na zastosowaniu układu z zamkniętym obiegiem wody. Pozwoliło to zmniejszyć zapotrzebowanie na wodę oraz zabezpieczyć jej dostępność, co jest niezwykle ważne w dobie rosnących w ostatnich latach niedoborów wody. Uzyskane wyniki przeprowadzonych prac badawczych wskazują, że opracowane innowacje przypuszczalnie mogą zostać wdrożone do produkcji innych gatunków roślin o podobnych wymaganiach wodno-glebowych do żurawiny wielkoowocowej z wykorzystaniem gleb marginalnych (V i VI klasa). Wykazana przydatność wybranych produktów dolistnych zawierających selen i jod potwierdza także możliwość zastosowania tych preparatów w produkcji innych owoców celem podwyższenia ich wartości prozdrowotnej.
Wyniki z przeprowadzonych prac badawczych oraz opracowane innowacje zostały zaprezentowane podczas konferencji naukowej pt. „Zaimplementowanie i dostosowanie do warunków klimatyczno-glebowych Polski innowacyjnej technologii produkcji owoców z zamkniętym system nawadniania i biofortyfikacji jodem i selenem na przykładzie żurawiny”, która odbywała się 9 września 2020 roku w Instytucie Nauk Rolniczych, Kształtowania i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Rzeszowskiego. Podczas konferencji, w której udział wzięli m.in. rolnicy przedstawiono opracowane innowacje technologiczne, produktowe i organizacyjne oraz możliwość ich aplikacji w produkcji rolniczej.
