У теплицях та на полях Андалусії випробовується інший спосіб вирощування помідорів : використання сили ґрунтових грибів для отримання більш поживних плодів, одночасно зменшуючи залежність від хімічних добрив. Цей напрямок досліджень далеко не є ізольованим експериментом, а відповідає прагненню Європи до більш сталого сільського господарства.
Ключ полягає у своєрідній «природній вакцині» для рослин томатів , яка не змінює ДНК культури та не додає штучних речовин до плодів. Натомість вона активує власні захисні та живильні механізми рослини з дуже ранніх стадій шляхом взаємодії з арбускулярними мікоризними грибами , що безпосередньо впливає на якість помідорів, що потрапляють до споживача.
Андалузька техніка для отримання здоровіших помідорів з більшою кількістю антиоксидантів
Розробку цієї стратегії здійснюють андалузькі дослідницькі групи з експериментальної станції Заїдін (EEZ-CSIC) у Гранаді у співпраці з Севільським університетом та сільськогосподарським кооперативом SAT Hortoventas, розташованим у Вентас-де-Сафаррайя (Гранада). Проект фінансується Регіональним міністерством університетів, досліджень та інновацій уряду Андалусії за підтримки центрального уряду та європейських фондів.
Метод передбачає інокуляцію рослин томатів корисними ґрунтовими грибами на етапі розсади, перед тим, як їх пересадити в поле. Ці мікроорганізми, відомі як арбускулярні мікоризні гриби, встановлюють симбіотичні стосунки з корінням: рослина ділиться з ними частиною цукрів, які вона виробляє шляхом фотосинтезу, а натомість гриб покращує свій доступ до води та поживних речовин.
Випробування, проведені на експериментальних ділянках у SAT Hortoventas, показали, що помідори, вирощені за цією системою, містять від 30% до 40% більше каротиноїдів, ніж помідори, вирощені традиційним способом. Ці сполуки включають лікопін та бета-каротин – природні антиоксиданти, пов’язані із захистом клітин від старіння та підтримкою серцево-судинного здоров’я. Це збільшення вмісту каротиноїдів покращує харчову цінність помідорів , які потрапляють до споживачів.
За словами авторів дослідження, цей метод не передбачає генетичних змін у помідорах і не додає зовнішніх добавок до плодів; він просто стимулює метаболічні шляхи, які вже є в рослини . Таким чином, харчова цінність плодів підвищується без використання генетично модифікованих організмів або додаткових хімічних обробок, окрім стандартних методів ведення сільського господарства.
Цей напрямок досліджень був описаний у науковій статті «Біозбагачення каротиноїдами плодів помідорів, вирощених у польових умовах, шляхом ранньої інокуляції арбускулярними мікоризними грибами» , опублікованій у журналі «Journal of Agricultural and Food Chemistry» , яка включає польові дані та аналіз вмісту каротиноїдів у вирощених помідорах.
«Вакцинація рослин», яка активує захисні механізми з розплідника
Дослідники називають цю стратегію «вакцинацією рослин», оскільки взаємодія між рослиною та грибком встановлюється дуже рано, у розсаднику, ще до пересадки. Таким чином, коли рослини помідорів досягають свого остаточного місця, симбіоз вже існує, незалежно від умов навколишнього середовища, з якими вони зіткнуться пізніше.
Коли формується цей ранній альянс, активуються природні захисні шляхи та шляхи вироблення антиоксидантів , які рослина підтримує протягом усього свого розвитку. Йдеться не про введення зовнішніх продуктів, а про запуск фізіологічних реакцій, які помідор здатний генерувати самостійно, але які часто залишаються на тіні в інтенсивному сільському господарстві через масове використання добрив.
Цей процес можна просто пояснити як зміцнення імунної системи рослини: мікоризи допомагають культурі краще реагувати на водний стрес, наявність патогенів або шкідників , і водночас впливають на синтез сполук, що мають цінне харчування, таких як каротиноїди. Видимим результатом для фермера є більш стійка рослина та плоди з вищим антиоксидантним профілем. Така чутливість може зменшити кількість шкідників у реальних умовах.
Дослідники наголошують, що для того, щоб ця взаємодія гриба та рослини була ефективною, слід уникати надмірного удобрення мінеральними добривами . Надмірне удобрення може порушити зв'язок між двома організмами, оскільки рослина більше не «потрібен» гриб, коли ґрунт насичений легкодоступними поживними речовинами.
З цієї причини робочий протокол поєднує ранню грибкову інокуляцію в розсаднику зі зменшенням традиційного польового удобрення. Мета полягає в підтримці балансу , який дозволяє рослині отримувати вигоду від симбіозу, не жертвуючи стандартними сільськогосподарськими методами чи конкурентоспроможною врожайністю. Більш точне управління удобренням сприяє ефективності мікоризи.
Мікоризні гриби: природне продовження коренів
Арбускулярні мікоризні гриби діють як продовження кореневої системи рослини. Через мережу підземних ниток вони досліджують об'єми ґрунту, до яких коріння самостійно не може дістатися, що призводить до кращого доступу до води та необхідних поживних речовин, таких як фосфор, азот та деякі мікроелементи. На практиці ці механізми є одними з найпоширеніших грибних процесів, що беруть участь у динаміці ґрунту.
Ця мережа гіф на практиці функціонує як продовження тонкого коріння, збільшуючи ефективну поверхню поглинання. Завдяки цьому рослина може краще використовувати ресурси ґрунту , особливо в умовах низької доступності поживних речовин або в ґрунтах з фізичними чи хімічними обмеженнями.
Окрім покращення поглинання ресурсів, цей симбіоз допомагає активувати механізми захисту та стійкості . Мікоризні рослини часто демонструють більшу стійкість до періодів посухи, наявності певних ґрунтових патогенів та деяких шкідників, що в довгостроковій перспективі може зменшити потребу в інших засобах, таких як пестициди. Це актуально для боротьби з такими хворобами, як ботритис у помідорів.
В рамках дослідження, проведеного в Гранаді, інокуляцію проводили в реальних виробничих умовах на експериментальному полі, що належить SAT Hortoventas, а не в ізольованих лабораторних умовах. Це дозволяє оцінити поведінку рослин і грибків у сценаріях, подібних до тих, з якими фермери стикаються у своїй повсякденній роботі.
Аналізи дослідників показують, що коли симбіоз правильно встановлений і супроводжується помірним удобренням, переваги спостерігаються як в агрономічній продуктивності , так і в поживній якості помідорів, без шкоди для економічних показників культури.
Менше хімічних добрив та сільське господарство більше узгоджене з Європою
Один з аспектів, який викликав найбільший інтерес у цьому секторі, – це можливість скорочення використання традиційних добрив без загрози для виробництва. Попередні дослідження та результати самого цього проєкту свідчать про те, що поєднання мікоризи та більш точного управління внесенням поживних речовин може зменшити кількість використовуваних мінеральних добрив на 25–50%.
Це зниження має подвійне значення: з одного боку, воно являє собою пряму економію коштів для фермерів в умовах значного зростання цін на добрива; з іншого боку, воно допомагає пом'якшити екологічні проблеми, пов'язані з надмірним удобренням, такі як забруднення ґрунтових вод та деградація ґрунту.
Цей підхід повністю відповідає цілям Європейської зеленої угоди та Цілям сталого розвитку ООН, які сприяють скороченню використання хімічних речовин у сільському господарстві та заохочують більш екологічно чисті моделі виробництва. Для садівничих регіонів, таких як південна Іспанія, де поширене інтенсивне використання добрив, ці альтернативи можуть мати вирішальне значення.
Андалузький регіональний уряд наголошує, що ініціатива не лише покращує якість кінцевого продукту, але й пропонує практичні інструменти для переходу до більш сталого садівництва без втрати конкурентоспроможності порівняно з іншими походженнями помідорів у Європі.
Проєкт фінансується Регіональним міністерством університетів, досліджень та інновацій , Міністерством науки, інновацій та університетів та Європейським фондом регіонального розвитку під девізом «Шлях до створення Європи», що підкреслює стратегічний характер цих напрямків досліджень для всього Європейського Союзу.
Результати, наступні кроки та потенційні застосування
Робота, розроблена групою MycoStress з кафедри ґрунтової та рослинної мікробіології EEZ-CSIC, дозволила продемонструвати в польових умовах, що «природна вакцина» на основі мікоризних грибів призводить до збільшення вмісту каротиноїдів у помідорах та кращої підготовки рослин до стресових ситуацій.
Отримані дані вказують на послідовне збільшення вмісту лікопену та бета-каротину у фруктах – сполук, які пов’язують зі здоровим харчуванням та широко вивчають на предмет їхньої ролі як антиоксидантів. Хоча дослідження зосереджувалося на вимірюванні складу помідорів, команда вже працює над тим, щоб оцінити, чи має це збагачення прямий вплив на здоров’я людини, коли воно є частиною звичайного раціону.
Ще однією сферою уваги є аналіз того, наскільки цей симбіоз може допомогти зменшити вплив шкідників та хвороб на врожай, що особливо актуально в контексті зміни клімату, з більш частими сценаріями спеки та водного стресу в більшій частині Іспанії та південної Європи. Вивчення шкідників та хвороб залишається пріоритетом для впровадження цієї методики у широкомасштабне виробництво.
Якщо ці додаткові переваги будуть підтверджені, метод можна буде поступово поширити на інші виробничі системи та інші овочі , які також вирощуються інтенсивно, використовуючи той самий принцип: зміцнення рослини від кореня за допомогою ґрунтових мікроорганізмів, замість того, щоб покладатися виключно на зовнішні фактори.
У сукупності результати позиціонують цей підхід «вакцинації рослин» як перспективний спосіб вирощування здоровіших помідорів та більш стійких культур , поєднуючи наукові знання, співпрацю з андалузьким сільськогосподарським сектором та узгодження з європейськими стратегіями щодо скорочення використання добрив та покращення якості харчових продуктів.
