VRI pēta pavasara augu potenciālu audzēšanai bioloģiskajā lauksaimniecībā

Latvijā sastopamajiem pavasara ārstniecības un aromātiskajiem augiem piemīt augsts potenciāls to audzēšanai bioloģiskajā lauksaimniecībā. No tiem iespējams iegūt vērtīgas izejvielas medicīnai, kosmētikai un pārtikai. Vides risinājumu institūta (VRI) pētnieki, sadarbībā ar bioloģisko saimniecību SIA “Field and Forest” un Latvijas Organiskās sintēzes institūtu  pēta 9 pavasara augu sugu potenciālu un izstrādā inovatīvas tehnoloģijas to kultivēšanai bioloģiskos apstākļos.

Par šī pētījuma galvenajiem varoņiem izvēlēti sekojoši augi – gaiļbiksīte (Primula veris), smaržīgā madara (Galium odoratum), parastā zalktene (Daphne mezereum), parastā māllēpe (Tussilago farfara), pļavas silpurene (Pulsatilla pratensis), parastā kreimene (Convallaria majalis), efeju sētložņa (Glechoma hederacea), lielā strutene (Chaledonium majus) un raspodiņš (Alchemilla spp.).

Ar pētījuma gaitu un jaunākajiem secinājumiem iepazīstināja pētījuma zinātniskā vadītāja Dr. Arta Kronberga.

VRI: Kam pievērsāties 2020. gada vasaras un rudens pētniecības sezonās?

Dr. Arta Kronberga (A.K.): 2020. gada vasaras un rudens periodā turpinām meklēt piemērotākās tehnoloģijas Latvijā sastopamu savvaļas pavasara ārstniecības un aromātisko augu kultivēšanai bioloģiskos audzēšanas apstākļos.

“Pētāmās sugas ir ļoti atšķirīgas, nav tādas vienas pareizās audzēšanas tehnoloģijas, kura pielietojama visiem augiem. Katrai sugai mēs pieejam individuāli, meklējot piemērotākās.”

Veicam sēklu diedzēšanas izmēģinājumus, dažas no sugām mēs stādam, dažas sējam, atšķirīgs ir arī sēšanas un stādīšanas laiks, izmēģinām arī ēnojuma sistēmas, audzēšanu plēvē, kā arī vērtējām ievākto populāciju atšķirības un bioloģiskā mēslojuma ietekmi.

VRI: Augu audzēšana plēvē – kāpēc izmēģinājāt šādu metodi?

A.K.: Tas ir audzēšanas veids. Stādot augu, augsnes virsmu pārklāj ar speciālu lauksaimniecības plēvi, kas nodrošina mitruma caurlaidību un palīdz cīņā ar nezālēm. Plēves izmēģinājumus mēs izmantojam atsevišķām ilggadīgajām augu sugām, jo šī tehnoloģija palīdz aizturēt nezāļu dīgšanu un palielina augu konkurētspēju.  Viens no augiem, kuru vēlējāmies audzēt plēvē bija efeju sētložņa, jo tas palīdzētu šo augu novākt. Šis augs stiepjas pa zemi un novācot augi ir aplipuši ar augsni.

VRI: Kāpēc veicāt dažādu bioloģisko mēslojumu izmēģinājumus?

A.K.: Bioloģiskā mēslojuma izmēģinājumus veicām, jo tie lauksaimniecībā ir parādījušies salīdzinoši nesen. Nav pietiekamas informācijas par mēslojumiem un to iedarbību, īpaši uz ārstniecības augiem – cik tie ir efektīvi un cik bieži tie būtu jālieto? Šī pētījuma ietvaros mēs pētām to iedarbību un mēģinām atbildēt uz šiem jautājumiem.

VRI: Minējāt, ka esat veikuši arī sēklu diedzēšanas izmēģinājumus. Kā veicies tajos un kādus secinājumus varat izdarīt no tiem?

A.K.: Mēs veicām izmēģinājumu ciklus, lai atrastu risinājumus, kā ātrāk sadiedzēt lēni dīgstošu augu sēklas. Piemēram, parastās kreimenes sēklas nedīgst pat divus gadus, jo tām ir jāiziet pēcbriedes periods. To dēvē arī par stratifikāciju – vides iedarbību kopums, kas rada sēklas dīgtspēju. Tik ilgs sēklu sagatavošanas periods nav piemērots komerciālai lauksaimniecībai. Esam izstrādājuši metodi, kas kontrolētos apstākļos veic dabisko apstākļu simulēšanu, piemēram, aukstuma perioda simulēšanu laboratorijā, ko sēkla dabīgos apstākļos piedzīvo ziemā, tādējādi paātrinot stratifikāciju. Izmēģinājumi daļai lēni dīgstošo augu sugām bijuši veiksmīgi, un gatavojamies rezultātus publicēt zinātniskajos žurnālos.

VRI: 2019. gada sezonā veiktajos savvaļas sēklu diedzēšanas izmēģinājumos secinājāt, ka parastās zalktenes (Daphne mezereum) sēklas dīgst pat divus gadus. Kā attīstījušies šī auga izmēģinājumi, vai izdevies atrast piemērotāko šī auga pavairošanas metodi?

A.K.: Pētījuma laikā noskaidrojām, ka savvaļas zalktene ražo ļoti maz sēklu, un šīs sēklas dīgst ļoti lēni. Secinājām, ka šī auga pavairošana ar sēklām komerciālai audzēšanai nav piemērota. Zalktenes audzēšanas metodei meklējam pavisam atšķirīgu pieeju. Rudens periodā esam uzsākuši jaunu izmēģinājumu sēriju, lai saprastu, kā šo augu pavairot ar spraudeņiem. Izmantojam zinātniskajā literatūrā pieejamo informāciju un izmēģinām dažādas spraudeņu pavairošanas metodes, Testējam dažādas vides, augu hormonu ietekmi un šo abu faktoru kombinācijas. Pavairošana ar spraudeņiem ir plaši pielietota metode komerciālajā audzēšanā, kur kontrolētos apstākļos apsakņo auga fragmentu, kuram sākotnēji nav saknes.

“Jau sākumā zinājām, ka nevarēsim uzzināt pilnīgi visu par  šīm sugām. Svarīgi katrai sugai noteikt vājos punktus un atrast risinājumu, kas ļautu šos augus audzēt komerciālajā lauksaimniecībā. Piemēram, ja mēs atklājam, ka zalktene ar sēklām nedīgst, tad mēs izmēģinām šo augu pavairot ar spraudeņu apsekošanas metodi.”

VRI: Jūs veicat arī augu attīstības novērtēšanu izmēģinājumu laukos.  Kādus secinājumus esat izdarījuši?

A.K.: Lauka izmēģinājumos vērtējam, kā katra no pētāmajām sugām ieaugas. Esam novērojuši krasas atšķirības gan starp sugām, gan dažādām populācijām vienas sugas ietvaros. Ir populācijas, kas lauka apstākļos adaptējas labāk un ir tādas, kuras ne tik labi. Šīs atšķirības spējam novērtēt, vizuāli apskatot augu, bet precīzākai datu ievākšanai mēs izmantojam dronu tehnoloģijas. Ar tām veicam regulārus pārlidojumus, kuru laikā ievācam datus. Iegūtos datus apstrādā speciāli izstrādāts algoritms, kas no attēlu datiem spēj aprēķināt augu daudzumu, veģetācijas attīstību un augu attīstības kapacitāti, salīdzinot ar nezālēm. Lai novērotu attīstību, Dronu pārlidojumus veic noteiktā augstumā aptuveni vienu reizi divās nedēļās.

VRI: Lai sēklas spētu dīgt,  tām ir nepieciešams noteikts vides iedarbību kopums, piemēram aukstuma periods. Kā šos procesus ietekmē siltās ziemas, kas radušās klimata pārmaiņu ietekmē?

A.K.: Labs jautājums! Vairumam pētāmo augu ir nepieciešams aukstuma periods, lai tie pavasarī uzziedētu, bet šobrīd nav precīzi zināms, kādas temperatūras ir nepieciešamas katram no augiem. Katrai sugai ir noteikta zemo temperatūru summa, kas tai nepieciešama, lai izietu aukstuma periodu. Pētot augus, mēs krājam zināšanas. Konkrētus secinājumus mēs nevarēsim izdarīt, jo tam nepieciešami kontrolēti apstākļi, kuros ir iespējams precīzi novērtēt temperatūru un dienu skaitu, kas nepieciešams katrai augu sugai. Toties iegūsim vispārēju ieskatu par katru no augiem.

VRI: Vai klimata izmaiņas savvaļas augu audzēšanu ietekmē arī kā citādi?

A.K.: Esam novērojuši interesantu parādību. Temperatūras izmaiņu dēļ vairākām sugām sajūk sezonas. Redzam, ka pavasara augi atkārtoti uzzied rudens periodā, piemēram, šobrīd zied gaiļbiksīši un silpurenes. Mēs rudenī uzziedējušos ziedus uzskaitām, bet griežam nost, jo tas var ietekmēt nākamās sezonas augu ražu. Augi gluži vienkārši iztērē spēkus un pavasarī vairs neuzzied. Šādus secinājumus izdarījām, jo šajā pavasarī vairs neuzziedēja zalktenes, kuras izmēģinājumu dārzos Priekuļos uzziedēja 2019. gada rudenī.

VRI: Kāda ir Latvijas Organiskās sintēzes institūta (OSI) iesaiste šajā pētījumā?

A.K.: Latvijas Organiskās sintēzes institūta pētnieki šajā pētījumā veic nozīmīgu darbu, jo sniedz ieskatu tajā, cik vērtīgi ir izmēģinājumu laukos izaudzētie augi. OSI pētnieki šobrīd veic 3 nozīmīgus izmēģinājumus:

Augu ķīmiskās analīzes, lai noskaidrotu aktīvo vielu sastāvu deviņiem ārstniecības un aromātiskajiem augiem, kas šajā pētījumā kultivēti bioloģiskos audzēšanas apstākļos. OSI pētnieki jau ir identificējuši augus ar vērtīgāko ķīmisko sastāvu, kuriem būtu interesanti veikt tālākus pētījumus.

Augu ekstraktu ietekme uz šūnām. Šobrīd  OSI pēta augu ekstraktu ietekmi uz šūnām, piemēram, kā šie ekstrakti ietekmē šūnu augšanu. Pētnieki audzē dažādas dzīvo organismu šūnas un, liekot klāt pētāmo augu ekstraktus, vērtē šūnu attīstību. Tas šajā pētījumā ir ļoti nozīmīgi. Ja mēs varam secināt, ka pētāmajos augos ir dažādas aktīvās vielas, tad OSI mums var palīdzēt noskaidrot, vai tās ir atbilstošas medicīnas, kosmētikas un pārtikas sektoru vajadzībām.

Alkaloīdu līmenis augos. Ārstniecības augi satur vairākas alkaloīdu grupas, daļa no tiem var būt arī indīgi. OSI pēta alkaloīdu līmeni augos, lai noteiktu vai pētījumā apskatītie ārstniecības augi ir  atbilstošas medicīnas, kosmētikas un pārtikas sektoru vajadzībām.

VRI: Kādus sagatavošanās darbus plānojat veikt pirms ziemas perioda iestāšanās?

A.K.:  Veģetācijas sezonas beigās visos izmēģinājumu laukos  veiksim precīzu augu uzskaiti, lai pēc pārziemošanas varētu veikt salīdzinājumus. Šie dati apvienojumā ar metroloģisko apstākļu reģistrēšanu mums sniegs informāciju par to, kā savvaļas augi pārziemojuši komerciālās lauksaimniecības apstākļos.

Pavasara augu izpēte norisinās projekta “Inovatīvi risinājumi pavasara savvaļas ārstniecības un aromātisko augu audzēšanas tehnoloģijās un izmantošanā” (Nr. 1.1.1.1/18/A/043) ietvaros. Tas tiek īstenots ar Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF),  Darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.1. pasākuma “Praktiskās ievirzes pētījumi” atbalstu.

Vairāk par projektu iespējams uzzināt šeit.