Augu stresa agrīna noteikšana un iespējas to samazināt
Klimata pārmaiņu ietekme uz lauksaimniecību kļūst arvien jūtamāka – līdz pat 40% no pasaules ražas katru gadu tiek zaudēti abiotisko stresu dēļ, piemēram, sausuma, karstuma un strauju temperatūras svārstību ietekmē. Šie zaudējumi ar katru gadu pieaug, radot nopietnus izaicinājumus gan globālajai pārtikas drošībai, gan lauksaimnieku ilgtspējīgai darbībai.
Viena no būtiskākajām problēmām ir tā, ka lielākā daļa pašlaik pieejamo augu stresa diagnostikas metožu ļauj konstatēt stresu tikai tad, kad jau parādījušās redzamas bojājumu pazīmes, vai arī to izmantošanai nepieciešami laboratorijas apstākļi. Tas padara šīs metodes grūti pieejamas ikdienas lauksaimniecības praksē, īpaši mazajās saimniecībās.
Tomēr augi uz stresu reaģē daudz agrāk, nekā tas ir pamanāms ar aci. Kad augs nonāk stresa stāvoklī, vispirms reaģē tā fotosintēzes aparāts, mainoties hlorofila fluorescences signāliem. Šīs ļoti smalkās izmaiņas iespējams reģistrēt, izmantojot hlorofila fluorescences spektroskopiju – metodi, kas ir ātra, neinvazīva un piemērota lietošanai tieši laukā vai siltumnīcā. Līdzīgi kā cilvēka elektrokardiogramma ļauj konstatēt veselības izmaiņas vēl pirms klīnisko simptomu parādīšanās, arī fluorescences signāli sniedz agrīnu informāciju par auga fizioloģisko stāvokli.
Stresa apstākļos augos vienlaikus palielinās antioksidatīvā jeb antiradikāļu aktivitāte, kas raksturo auga spēju neitralizēt brīvos radikāļus un saglabāt dzīvotspēju. Apvienojot hlorofila fluorescences datus ar antioksidatīvās aktivitātes indikatoriem, iespējams izveidot visaptverošu augu stresa "portretu", kas nodrošina ātru, jutīgu un praktiski izmantojamu diagnostiku.
Tomēr savlaicīga diagnostika ir tikai pirmais solis. Ne mazāk svarīga ir augu stresa izturības palielināšana. Šajā kontekstā nozīmīga loma ir dabiskajiem biostimulantiem – humātiem, kas spēj mazināt stresa reakcijas un palielināt augu adaptīvo potenciālu. Tas paver iespēju pāriet no reaģēšanas uz stresu uz preventīvu stresa pārvaldību lauksaimniecībā.
Pētījumi tiks veikti ar gurķiem (Cucumis sativus L.) – kultūraugu, kas ir gan ekonomiski nozīmīgs, gan īpaši jutīgs pret klimata svārstībām, tādējādi īpaši piemērots stresa pētījumiem.
Pētījuma galvenais mērķis ir izstrādāt integrētu augu stresa diagnostikas ekspresmodeli, kas nodrošina savlaicīgu augu stresa noteikšanu, ļauj zinātniski pamatoti novērtēt un optimizēt biostimulantu lietošanu, vienlaikus nodrošinot iegūto datu integrāciju digitālajās uzraudzības sistēmās un veicinot ilgtspējīgas lauksaimniecības principu ieviešanu praksē.
Šis pētījums ir mēģinājums “iemācīties sadzirdēt” augus vēl pirms tie sāk zaudēt savu vitalitāti un līdz ar to arī ražu, veidojot zinātniski pamatotu pamatu ilgtspējīgākai un precīzākai lauksaimniecības praksei.
Pētījums tiek īstenots projekta "Ekspresmetodes izstrāde augu stresa agrīnai noteikšanai un stresa izturības paaugstināšanai" EXPLORERS (1.1.9/LZP/2/25/196) ietvaros.
