Innowacje w produkcji owoców żurawiny wielkoowocowej efektem zrealizowanego w KNP projektu w ramach programu WSPÓŁPRACA M16

W Instytucie Nauk Rolniczych, Ochrony i Kształtowania Środowiska, Kolegium Nauk Przyrodniczych UR w okresie od 13 czerwca 2018 roku do 31 grudnia 2020 roku zrealizowano operację 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”. Operacja realizowana była w ramach programu WSPÓŁPRACA M16 z ARiMR, a jej całkowity koszt wynosił 8.026.565,62 PLN.

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 i 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.
• Poprawy 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.