Obszar tematyczny 2
Zwiększanie wartości użytkowej roślin poprzez poszerzanie ich puli genetycznej i wdrażanie postępu biologicznego z przeznaczeniem na różne cele.
Cel główny obszaru tematycznego:
Wytworzenie i przekazanie praktyce rolniczej i hodowlanej puli genetycznej materiałów hodowlanych i odmian o nowych cechach dla potrzeb dywersyfikacji surowców roślinnych użytkowanych przez współczesne rolnictwo i gospodarkę
Charakterystyka obszaru tematycznego:
Powszechnie stosowaną formą poszerzania różnorodności genetycznej zgromadzonej w bankach genów jest introdukcja tej różnorodności do istniejących gatunków roślin uprawnych w formie całych genomów, chromosomów lub ich fragmentów pochodzących z gatunków pokrewnych. Może się to odbywać w sposób tradycyjny, jak i z wykorzystaniem biotechnologii. Warto pamiętać, że dla wykonywania tego typu prac często brakuje warunków technicznych, ekonomicznych i kwalifikowanej kadry w przedsiębiorstwach hodowlanych.
Przeniesienie do gatunków uprawnych oddalonych (żyto, pszenica, pszenżyto, owies) wartościowych gospodarczo genów z gatunków pokrewnych w warunkach kontroli cytogenetycznej i ewentualne wytworzenie nowych gatunków syntetycznych sprzyja zróżnicowaniu biologicznych podstaw produkcji roślinnej lepiej zaspokajającej potrzeby człowieka i środowiska.
Postęp hodowlany prowadzony metodami konwencjonalnymi w zakresie niektórych cech jest powolny, a czasem niemożliwy z powodu braku odpowiednich źródeł genów warunkujących pożądane cechy, stąd też konieczność wprowadzania cech genetycznych ze znacznie oddalonych taksonomicznie gatunków.
Nowe zadania z obszaru 2 a też i innych obszarów Programu, w pierwszej kolejności koncentrują się na wykorzystaniu i wdrożeniu do produkcji elementów poprzedniego programu wieloletniego opisanych w analizie ex post. Niemniej jednak, celem wytypowania genotypów do nowych krzyżowań i identyfikacji nowych form roślinnych o pożądanych cechach prowadzona będzie ocena zróżnicowania genetycznego wyjściowego materiału roślinnego poprzez zastosowanie nowoczesnych systemów markerowych bądź narzędzi genetyki populacji czy taksonomii numerycznej. Z pomocą tych technik zostaną zidentyfikowane najbardziej typowe oraz skrajne obiekty populacji, co zdecydowanie wpłynie na racjonalne prowadzenie krzyżowań międzygatunkowych umożliwiając wykorzystanie szerokiego tła genetycznego.
Nowym wyzwaniem dla obecnie tworzonego postępu biologicznego jest podnoszenie jakości produktów roślinnych już na początkowym etapie tworzenia nowych odmian. Selekcjonowanie w kierunku wysokiej jakości cech użytkowych powinno stać się kierunkiem priorytetowym w procesie hodowlanym roślin uprawnych. Jednocześnie należy zaznaczyć, iż jest to najtańszy sposób podnoszenia wartości użytkowej produkcji roślinnej. Wykazane związki przyczynowe między jakością żywności, sposobem żywienia a zdrowiem człowieka spowodowały znaczny wzrostwymagań jakościowych w tym także w odniesieniu do roślinnych surowców spożywczych ze strony producentów żywności i pasz w krajach unijnych. Ulepszanie gatunków uprawnych poza dążeniem do wysokiej produktywności jest również skierowane na poprawę ich walorów dietetycznych.
Nowe zadania stawiane przed roślinami związane są także z funkcjami ekologicznymi, np. z wykorzystaniem do rekultywacji terenów zdegradowanych przez przemysł i gospodarkę komunalną. W wyniku przeprowadzonej w 2003 r. przez Komisję Europejską reformy Wspólnej Polityki Rolnej, na terenie Unii Europejskiej dopłaty bezpośrednie dla rolników nie są już powiązane z produkcją rolną. Dzięki temu rolnicy mogą swobodnie odpowiadać na wzrastające zapotrzebowanie na uprawy alternatywne.
Jednym z efektów dynamicznego rozwoju przemysłu, motoryzacji i chemizacji rolnictwa jest przedostawanie się do gleb, a następnie do roślin, coraz to większych ilości metali ciężkich, takich jak np. ołów, kadm, cynk, nikiel, miedź. Metale ciężkie wchłonięte ze spożywanym pokarmem kumulują się w różnych organach (najczęściej w nerkach, wątrobie czy w płucach) powodując wiele negatywnych następstw. Średnie zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi w kraju waha się w granicach 3 – 4% powierzchni upraw rolnych i jest zróżnicowane w zależności od regionu kraju. Skażenie gleb metalami ciężkimi obserwuje się głównie w okolicach dużych aglomeracji, w bezpośredniej bliskości zakładów przemysłowych, hut, kopalń, cementowni, itp. oraz tam gdzie istnieje gęsta sieć ruchliwych dróg.
Inną drogą wprowadzania metali ciężkich do gleb jest niekontrolowane i nieprzemyślane rolnicze zastosowanie osadów ściekowych z oczyszczalni komunalnych, np. bez uprzedniego określenia zawartości wprowadzanego z nimi ładunku substancji niepożądanych (np. kadm i inne metale ciężkie). Fakt ten uważany jest za podstawowy czynnik ograniczający przyrodnicze wykorzystanie osadów. Użytki rolne, na których stwierdzono podwyższone zawartości wymienionych wyżej pierwiastków powinny być wyłączone z upraw na cele konsumpcyjne. Należy zaproponować alternatywny charakter uprawy, który nie prowadziłby do degradacji gleby (np. na skutek erozji) oraz umożliwiał systematyczne wiązanie szkodliwych pierwiastków.
W gatunkach uprawnych i dziko rosnących istnieje znaczna zmienność w zdolności do pobierania i akumulowania jonów różnych metali, którymi często są zanieczyszczone gleby w wyniku gospodarczej działalności człowieka.
Terminem „rekultywacja”określa się zespół czynności inżynieryjno-agrotechnicznych, prowadzących do wytworzenia, na terenie zniszczonym intensywną działalnością przemysłową, gleby uprawnej pozwalającej na przywrócenie jej funkcji użytkowych (rolniczych, leśnych lub rekreacyjnych). Biologiczna rewitalizacja terenów poprzemysłowych powinna być wykonywana bez opóźnień, gdyż gromadzone na składowiskach produkty uboczne podczas suszy ulegają erozji wietrznej, wprowadzając pyły i powodując skażenie powietrza. Z kolei w stanie wilgotnym składowiska te podlegają erozji wodnej, powodującej rozmywanie hałd oraz migrację składników do wód powierzchniowych i gruntowych. Utworzona wokół składowiska strefa zrekultywowana pełni funkcje sanitarne (tzw. fitofiltru), redukując szkodliwość emisji. Różne fazy zagospodarowania biologicznego nieużytków a także jego skład i rodzaj, wymagają doboru odpowiednich zestawów roślin.
W Strategii „Bezpieczeństwo Energetyczne i Środowisko. Perspektywa 2020” zakłada się, że udział energii odnawialnej w zapotrzebowaniu na energię finalną w Polsce wzrośnie do poziomu 15% w 2020 r. Wypełnienie przez Polskę zobowiązań unijnych wymagać będzie przeznaczenia ponad 1,5 mln ha gruntów na cele substytucji paliwowej. Szacuje się, że pokrycie zapotrzebowania na biomasę przeznaczoną na paliwa stałe wymaga założenia wysokowydajnych plantacji roślin energetycznych na powierzchni ok. 660 tys. ha. Jednocześnie zwraca się uwagę, że gleby dobre i bardzo dobre, stanowiące ok. 50% użytków rolnych w Polsce, nie powinny być przeznaczane pod plantacje energetyczne, z uwagi na konieczność zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego kraju.
Przewidywany efekt końcowy:
Przewiduje się, że efektem końcowym prowadzonych prac będzie wdrożenie do uprawy odmian roślin o nowej jakości (zboża, ziemniaki, strączkowe, burak cukrowy, kukurydza), strategicznych dla produkcji żywności i paszy, do sanitacji środowiska i do produkcji energii. Prace przedhodowlane i hodowlane wnoszą bezpośredni wkład w wyprodukowanie dobrej jakości surowca roślinnego dla przetwórstwa rolno-spożywczego. Dodatkowozakłada się, poszerzenie i podniesienie wiedzy społeczeństwa o dobroczynnym i pozytywnym oddziaływaniu żywności na zdrowie i życie człowieka gdyż genetyczne doskonalenie roślin umiejscawiane jest na początku łańcuchów żywnościowego i paszowego.
Lista zadań w obszarze tematycznym
- Zadanie 2.1 Poszerzenie puli genetycznej pszenicy ozimej do hodowli i uprawy odmian o podwyższonych parametrach produktywności, jakości i podwyższonej odporności na ważne gospodarczo stresy abiotyczne i biotyczne.
- Zadanie 2.2 Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia.
- Zadanie 2.3 Aklimatyzacja owsa ozimego do klimatu Polski.
- Zadanie 2.4 Poszerzanie puli genetycznej buraka cukrowego przez doskonalenie procesu gynogenezy oraz podnoszenie odporności na wirus nekrotycznego żółknięcia nerwów i tolerancji na suszę.
- Zadanie 2.5 Wykorzystanie bioróżnorodności gatunków rodziny Solanaceae w ulepszaniu właściwości ziemniaka uprawnego S. tuberosum L. dla różnych systemów uprawy i kierunków użytkowania.
- Zadanie 2.6 Wytworzenie źródeł genetycznych do hodowli odmian soi przydatnych do uprawy w różnych warunkach agro-klimatycznych Polski
- Zadanie 2.7 Poszerzanie puli genetycznej roślin oleistych dla przetwórstwa rolno-spożywczego i innych gałęzi przemysłu.
- Zadanie 2.8 Poszerzanie puli genetycznej roślin z przeznaczeniem na cele nieżywnościowe.
- Zadanie 2.9 Analiza, weryfikacja i optymalizacja metodyk oceny jakościowej materiałów roślinnych.
- Zadanie 2.10 Weryfikacja i optymalizacja metod i systemów upraw polowych roślin na cele żywnościowe.
- Zadanie 2.11 Weryfikacja i optymalizacja metod i systemów upraw polowych roślin na cele nieżywnościowe.