Rośliny poddawane są wyjątkowo morderczym próbom.
Te same prace w polu musiałyby potrwać kilka lat i byłyby zapewne droższe.

Artur Wolski

Antonio Vivaldi w Czterech porach roku potraktował jesień i zimę na równi z pozostałymi okresami roku. Nie tylko wiosna i lato tchną muzycznym życiem, także jesień i zima przemawiają ekspresją. Ta muzyczna wizja znajduje swoje odbicie i w innych dziedzinach życia, np. w rolnictwie.

Ziemia zimą nie śpi. Zachodzi w niej wiele procesów, bez których niemożliwa byłaby wiosenna wegetacja i późniejsze plony. Badania naukowe, prowadzone w Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie niedaleko Warszawy, potwierdzają te obserwacje. Na mapie nauki polskiej Instytut zajmuje znaczące miejsce. Jest jednym z największych tego rodzaju ośrodków badawczych w kraju. W kilkunastu zakładach doświadczalnych, działających w różnych rejonych, pracuje przeszło 1700 osób, w tym prawie 700 w pionie badawczym i naukowym.

TORTURY W KAMERZE

Jedną z wizytówek Instytutu są wyniki testów przeprowadzonych w specjalnych kamerach fitotronowych. Są to wydzielone laboratoria, szczelnie zamykane, sterowane elektronicznie. Zapewniają utrzymanie żądanej przez program temperatury i wilgotności. Nawet w środku zimy można obserwować wzrost roślin np. ze strefy tropikalnej. Ale nie tylko na tym polega rola tych kamer. Wiadomo, że podstawowym zadaniem życiowym rośliny jest utrzymanie się przy życiu i wydanie następnego pokolenia, mówi Jan Ciepły, nadzorujący program fitotronowy. Niestety, ta prosta zasada w ostatnim czasie została poważnie zakłócona. Wpłynęły na to czynniki ekonomiczne. Rolnicy chcą, aby ziarno, bulwy, kłęby były przez rośliny produkowane w jak największych ilościach, a to powoduje podwyższenie celów biologicznych. Rośliny nie są przygotowane do takiego tempa, jakie wyznaczył człowiek. Problem ten może rozwiązać tylko nauka. Jak zmusić rośliny do wydawania większych plonów i to w warunkach klimatycznych nie odpowiadających wymaganiom życiowym organizmów roślinnych? Na terenie Polski wzrasta zapotrzebowanie na nowe gatunki, których dotąd nie było lub słabo się udawały. Do takich należy np. kukurydza czy soja.

Elementem, który obniża plony nowych odmian, jest również nawożenie, często traktowane dowolnie przez indywidualnych rolników. Chodzi więc o wypracowanie modeli hodowli dla poszczególnych gatunków, przy uwzględnieniu trudnego, surowego polskiego klimatu i zmieniających się warunków. Dlatego konieczne jest stosowanie badań w kamerach fitotronowych, gdzie można uwzględnić wszystkie te parametry. W Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie fitotrony znajdują się w ogromnej sali. Nie przypomina ona laboratorium rolniczego. Można ją łatwo pomylić z fabryczną halą. Panuje tu ogromny hałas, pochodzący od urządzeń zapewniających zachowanie stałych warunków niezbędnych do badań. Musi być utrzymana odpowiednia wilgotność, temperatura i odpowiednia dawka światła. Kamery, jak niewielkie pawilony, rozstawione są po całej hali. Najmniejsze mają powierzchnię około 10 metrów. Po pokonaniu szczelnie zamykanych drzwi znajdujemy się w oazie zieleni. W środku setki prób żywych, dorodnie wyglądających roślin. Niektóre są tak piękne, że mogłyby służyć jako eksponaty wystawowe. Ale naukowcy nie zachwycają się nimi. Nie to jest przecież ważne. Istotniejsze, jak reagują na zmienne warunki i na ile są silne, by mogły nadawać się do hodowli w polskich warunkach. Rośliny poddawane są wyjątkowo morderczym próbom. Jest to możliwe dzięki możliwościom kamer. Można w nich osiągać natężenia światła zbliżone do trzeciej części natężenia istniejącego w bardzo słonecznym dniu. Można też znęcać się temperaturowo – wywołując szoki termiczne. Żadna roślina nie pozostaje obojętna, gdy badanie rozpoczyna się od minus 10 a kończy na plus 40 stopniach Celsjusza. Na wartość końcowych wyników wpływa także zmienna wilgotność.

Prace prowadzone w kamerach fitotronowych pozwalają szybciej i skuteczniej poznać możliwości biologiczne testowanych roślin. Te same prace w polu musiałyby potrwać kilka lat i byłyby zapewne droższe. Wyniki takich badań otwierają drogę do odpowiedzi na pytania nurtujące polskie rolnictwo Jedno z nich brzmi: Jak wyhodować kukurydzę nie tylko na kiszonkę, lecz i na ziarno? Obserwacje dowodzą, że próg termiczny kukurydzy wynosi 10 st. C. Gdyby go obniżyć, zaistniałaby możliwość produkcji tej rośliny w warunkach polowych. Ale aby to zrobić, trzeba sprawdzić naturalne granice tych możliwości, a dokonać tego można tylko w specyficznych, fitotronowych warunkach. Wielkim sukcesem badań było osiągnięcie postępu w mrozoodporności pszenicy i jęczmienia ozimego.

POD ŚNIEGIEM WRE WALKA

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin ogromną uwagę przywiązuje do badań mykologicznych. Grzyby chorobotwórcze potrafią zaatakować i zniszczyć w krótkim czasie nawet całą plantację. Dlatego Zakład Fitopatologii, z naczelnym „lekarzem” roślin, prof. Edwardem Arseniukiem, zajmuje się diagnozowaniem i opracowywaniem metod zwalczania różnych chorób. Badania prowadzone są w specjalnie do tego przystosowanych szklarniach, gdzie obserwuje się rośliny zdrowe i zakażone. Najczęściej chorują liście i kłosy (w przypadku zbóż). Choroba postępuje od dołu, by w krótkim czasie objąć całą roślinę. Najpierw na liściach tworzą się plamy, potem zanika zielony kolor. Roślina żółknie i ginie. Zakażenie przenosi się błyskawicznie i często niszczy 60 proc. potencjału biologicznego całej uprawy. Główną przyczyną chorób są grzyby. Zakład Fitopatologii prof. Arseniuka szuka patogenów wywołujących choroby, jak również źródeł odporności, tkwiących w samej roślinie. Te informacje przekazywane są hodowcom, aby mogli włączyć je do produkcji towarowej. Uzyskuje się wtedy rośliny silne, odporne na choroby. I tu otwiera się kolejna dziedzina badań prowadzonych w Instytucie – genetyka. Ale zanim ten etap będzie możliwy do osiągnięcia, potrzeba żmudnych badań na małych, metrowych poletkach doświadczalnych. Tam zakaża się testowane rośliny grzybami i bakteriami, a następnie obserwuje rozwijającą się chorobę. Zatrzymywane są osobniki najodporniejsze. Z nich uzyskuje się nasiona, które służą genetykom za materiał do dalszych badań.

Grzyby i bakterie to nie jedyni wrogowie roślin. Podobnie jak ludzie rośliny zapadają także na nowotwory. Ta gałąź fitopatologii jest silnie reprezentowana w Instytucie.

Czas zimowy to także doskonały poligon doświadczalny do badań różnych roślinnych przypadłości. Nie wtajemniczonym w wiedzę rolniczą może się wydawać, że śnieg jest zbawieniem dla roślin i może być ochroną przed zimnem, a jednocześnie zamrażać wszystko, co niekorzystne dla posadzonych roślin. Tak jednak nie jest. Często pod śniegiem toczy się skrycie podstępny proces chorobowy, określany mianem pleśni śniegowej. Panują tam doskonałe warunki dla niektórych gatunków grzybów: jest ciepło (ok. 4 st. C) a także wilgotno. To wystarczy, aby namnażające się kolonie zaatakowały roślinę. Dodatkowo śnieg utrudnia dostęp tlenu. W takich warunkach pleśń rozwija się błyskawicznie, a wiosną okazuje się, że pokaźny procent plantacji wyginął. Tak jest często z koniczyną. Aby zapobiec tym zjawiskom naukowcy, szczególnie genetycy, starają się wyhodować nowe gatunki roślin, odporniejsze na choroby i stresy.

W jednej z pracowni Janusz Zimny prowadzi badania nad kulturami tkankowymi. W specjalnych szafach termostatowych hoduje się rośliny w ściśle określonych warunkach temperatury i wilgotności. Tworzy się je w inny sposób niż ma to miejsce w naturze, czyli z nasion. Tu z kawałka rośliny lub dosłownie z kilku komórek, na specjalnie przygotowanych, sztucznych pożywkach, odtwarza się całą roślinę. Są to już sprawdzone przez fitopatologów kolonie komórkowe, wolne od zakażeń i o silnym źródle odpornościowym. Z takiego biologicznego „fundamentu” powstaje nowa roślina. Potem zaczyna się kolejny proces – manipulacji genetycznej. Do wykonania tego zadania uczeni używają tzw. strzelby genowej. Pociskami są geny a ich nośnikami – złoto. Cały nabój złoto-genowy nie przekracza wielkości jednego mikrometra. W czasie zabiegu wstrzeliwania słychać odgłosy jak na strzelnicy, a efekt manipulacji widoczny jest w specjalnym mikroskopie.

Wszystkie te czynności wykonywane są w warunkach stuprocentowej sterylności, bowiem nawet drobne zaniedbanie sanitarne może skończyć się katastrofą całego procesu badawczego. Inżynieria genetyczna poszła już tak daleko, że do roślinnych manipulacji genetycznych można używać nie tylko genów z tego samego gatunku. Są prowadzone doświadczenia na roślinach z użyciem genów zwierzęcych. Dzięki tym zabiegom udało się nie tylko zmienić odporność badanych roślin, ale także spowodować zmianę ostatecznego produktu otrzymywanego z tych roślin. Daje to już ogromne możliwości spełnienia oczekiwań konsumentów i przemysłu rolno-spożywczego.

ZIELONE DYWANY

W swoich pracach IHAR w Radzikowie nie zapomniał też o wymaganiach naszego rynku. Wraz ze zmianami politycznymi w Polsce zmieniły się nasze potrzeby. Pojawiła się moda na estetykę ogrodów, parków i prywatnych posiadłości. Chcemy, by trawnik był zawsze zielony, nie wymagał wiele pracy i nie żółknął nawet zimą. To zainspirowało Instytut do podjęcia badań w tym kierunku. Pracami kieruje doc. Sławomir Prończuk, który bada przeszło 700 gatunków i odmian traw. Udało się już opracować model zakładania „dorodnych, bezpiecznych” zielonych dywanów. Najlepiej robić to od kwietnia do września, unikając okresów suszy i temperatur powyżej 25 st. C. Przed siewem należy koniecznie usunąć starą darń i kamienie, a powierzchnię idealnie wyrównać. W przypadku likwidowania dużych nierówności, miejsca te należy ubić i odczekać co najmniej dwa tygodnie, aby ziemia osiadła. Po tym okresie powierzchnię należy wyrównać i rozsypać od 4 do 20 osiemdziesięciolitrowych worków torfu na 100 m2. Następnie trzeba wymieszać torf z glebą na głębokość 3-5 cm. Bardzo ważną rzeczą jest siew nasion. Jeśli chcemy mieć gęsty trawnik, należy użyć 3 kg na 100 m2. Siać można ręcznie lub przy użyciu specjalnego siewnika. Odważone nasiona należy podzielić na dwie części i wysiewać dwukrotnie na krzyż. Potem zasianą powierzchnię ucisnąć wałem z kolczatką lub grabiami na głębokość 0,5-1 cm. Nie wolno zapomnieć o uciśnięciu wałem lub zwykłą gładką deską zasianej powierzchni. Ważne jest też, by do tzw. pierwszego wschodu trawy utrzymywać powierzchnię w należytej wilgotności. Warto pamiętać, że pierwsze koszenie trzeba przeprowadzić, kiedy trawa osiągnie wysokość 10 cm. Należy wówczas skrócić ją do 6 cm. Kolejne koszenia mają zawsze skracać trawę o połowę, nigdy jednak nie krócej niż 7-8 cm. Na trawnikach sportowych lub ozdobnych wysokość koszenia można obniżyć do 2,5-3 cm. I jeszcze jedna ważna rzecz. Trawnik musi oddychać, dlatego co jakiś czas wymaga, szczególnie w miejscach wydeptywanych, przekłucia go widłami lub areatorem na głębokość 10-15 cm w odstępach co 15 cm. Nakłutą powierzchnię można delikatnie podważyć, co zapewni prawidłową wentylację naszego trawnika. Jeśli zastosujemy metody opracowane w Instytucie, mamy gwarancję, że nasz zielony dywan będzie zawsze podziwiany za jego piękno.

MIEJSCE NA MAPIE

Działalność Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin realizowana jest w czterech ośrodkach naukowych: Radzikowie, Bydgoszczy, Krakowie i Poznaniu. Niedawno dołączył Instytut Ziemniaka w Jadwisinie. Jak twierdzi prof. Andrzej Anioł, dyrektor ds. naukowych, najsilniejsza współpraca wiąże placówkę z akademickimi uczelniami o profilu rolniczym oraz z Instytutem Genetyki Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu. Instytut należy do Eukarpii, czyli Europejskim Stowarzyszenia Hodowców Roślin z sekretariatem w Holandii. Liczne są też kontakty dzięki programom badawczym, prowadzonym wspólnie z innymi krajami w ramach programów COPERNICUS czy EUREKA. Nie brakuje kontaktów z amerykańskim Departamentem Rolnictwa.

Instytut podlega ministrowi rolnictwa i gospodarki żywnościowej, natomiast szereg kierunków badawczych finansowanych jest przez Komitet Badań Naukowych, co wymownie świadczy o randze placówki na mapie polskiej nauki.

Artur Wolski, dziennikarz programu I Polskiego Radia, autor audycji z cyklu „Mapa Nauki Polskiej”, sponsorowanej przez KBN.

Uwagi.