Dronovi koji lete iznad hrvatskih polja da bi skenirali stanje biljke. Ili satelitske snimke koje otkrivaju razvija li se u njoj virus nevidljiv golom oku. I još k tome je kultivar toliko otporan da mu mraz ili suša ne mogu praktički ništa. Ono što pomalo zvuči kao znanstvena fantastika ili neka daleka budućnost poljoprivrede, u ovim trenucima u začecima je na Agronomskom fakultetu u Zagrebu. Tamo dio tima od 47 ljudi trenutačno istražuje različite kultivare na, kako ih kolokvijalno nazivaju, “svemirskim aparatima”, koji imaju mogućnost pomoću sofisticiranih softvera analizirati više od 50 različitih svojstava biljaka ne bi li uočili njihove slabosti te u konačnici stvorili nove kultivare koji će biti otporni na klimatske promjene.
Usto, cilj je aparatima testirati učinkovitost sredstava za zaštitu bilja, gnojiva i biostimulatora. Radi se zapravo o nizu međusobno povezanih aparata čiji je zajednički naziv fenotipizacijska platforma, koja djeluje u sklopu Znanstvenog centra izvrsnosti za bioraznolikost i molekularno oplemenjivanje bilja (ZCI CroP-BioDiv), u sklopu istoimenog projekta za koji su dobili 37,5 milijuna kuna, a koji se financira iz Europskog fonda za regionalni razvoj, pri čemu 15 posto dolazi iz nacionalnih izvora.
Cilj im je da oplemenjivanje bilja i sjemenarstvo postane strateški sektor hrvatske poljoprivrede, a njihov Znanstveni centar vrhunska istraživačka mreža, koja će biti bitan faktor u europskom istraživačkom prostoru. Vodi ga prof. dr. sc. Zlatko Šatović, a istraživanja provode na biljnim vrstama koje su glavne hrvatske poljoprivredne kulture ili ih ovi znanstvenici vide kao potencijal za poljoprivrednu proizvodnju u budućnosti naše zemlje. Tako postoje timovi koji istražuju kukuruz, pšenicu, soju, vinovu lozu, maslinu, kupusnjače i lukove, grah, dalmatinski buhač i kadulju.
Istraživačka skupina uključuje znanstvenike triju fakulteta. Uz Agronomski iz Zagreba, u timu su i zaposlenici Fakulteta agrobiotehničkih znanosti Osijek te Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Zagreb (PMF), ali i triju instituta – Instituta za poljoprivredu i turizam iz Poreča, Poljoprivrednog instituta iz Osijeka i Instituta za jadranske kulture i melioraciju krša iz Splita. No ekipa s Agronomije, objašnjava dekan tog fakulteta, prof. dr. sc. Ivica Kisić, koordinira cijeli proces u kojem sudjeluju, njegovim riječima, “elitne” znanstvene poljoprivredne institucije, točnije znanstvenici s vodećih visokoškolskih ustanova i znanstvenih instituta iz područja hrvatske poljoprivrede.
– Radimo s kultivarima koji se već stoljećima uzgajaju na ovim prostorima, no uz pomoć fenotipizacijske platforme znat ćemo koji je kultivar otporniji, a koji ima najbolji prinos pa ćemo, primjerice, ta dva križati, na polju ili u laboratoriju, u kontroliranim uvjetima. Koristimo i mnoge moderne tehnike genotipizacije kako bismo analizirali genetsku osnovu određenih svojstava, ali nam nije namjera stvoriti genetski preinačene organizme, nikakav GMO – kaže profesor Šatović.
Njihove će zaključke i znanje moći potom koristiti oplemenjivačke tvrtke, veliki instituti koji se bave proizvodnjom sjemena budući da sve što se financira iz EU mora biti javno dostupno.
A, u nekoj daljnjoj budućnosti, dodaje izv. prof. dr. sc. Boris Lazarević, ujedno i glavni “operativac” koji najbolje poznaje rad aparata, trebalo bi se u daljnjem razvoju ovih istraživanja te primjeni stečenih znanja u razvoju digitalne i pametne poljoprivrede povezati s kolegama s drugih sastavnica poput FER-a i Fakulteta strojarstva kako bi se stvorila cjelovita rješenja koja će obuhvaćati snimanja, analizu snimaka te interpretaciju podataka.
Oprema koju trenutačno koriste u laboratoriju Agronomskog fakulteta sastoji se od multispektralne i termalne kamere, 3D multispektralnog skenera te kamere za snimanje klorofilne fluorescencije. Ona im omogućava mjerenja koja su donedavno radili ručno s više strojeva. I jedini su u Hrvatskoj te u regiji, dodaje prodekanica za znanost i infrastrukturu te voditeljica radne skupine zadužene za grah, izv. prof. dr. sc. Klaudija Carović-Stanko, koji rade na ovakvim strojevima.
– Analiziramo 200 primki tradicijskih kultivara graha pa smo tako i primijetili da se, primjerice, i po korijenu biljke može vidjeti otpornost na sušu. Što se on više grana prema površini, to je manje otporan na sušu, za razliku od onih koji idu dublje u tlo – kaže K. Carović-Stanko i dodaje da već godinama imaju problem s uzgojem graha na pokusnim parcelama, s obzirom na to da manje uberu nego što posiju. Jer – grah cvjeta ljeti, za sušnog i vrućeg perioda, a ranije se ne može posijati zbog opasnosti od mraza, koji može uništiti čitav usjev pa se nadaju da su ovi aparati rješenje za to.
U trenutku dok je Večernjakova ekipa bila na Agronomiji, primjerice, u komori rasta, koja omogućava da kontroliraju sve ekološke uvjete, proučavali su biljke graha. Njih također i “šokiraju” s, primjerice, nedostatkom hranjiva pa analiziraju što se događa kad jednoj biljci “oduzmu” malo željeza, dušika, fosfora, kalija... To čine pomoću aparata za mjerenje izmjene plinova. PlantEye multispektralni 3D skener pak snima biljku kombinacijom 3D vida i multispektralne kamere koje bilježe refleksiju valnih dužina s površine lista. Aparat “CropReporter” mjeri fotokemiju biljke i omogućuje da se skenira cijela, i to u kasnijim fazama razvoja, što donedavno nije bilo moguće.
– Aparat analizira biljku pet minuta, nakon čega se dobije velik broj fizioloških parametara s visokom preciznošću. Obično se analizira tek dio pojedine biljke, a ovako se prvi put može analizirati heterogenost koja se javlja na razini biljke – kaže Lazarević.
Žele li simulirati snijeg ili zimske uvjete, to čine u rashladnoj komori, a dio ekipe bavi se zarazom biljaka virusima te gleda kako to utječe na njezinu fiziologiju. Da bi mogli raditi na ovim strojevima, morali su ići i na edukacije pa su prilikom njihove dostave u Zagrebu tjedan dana boravili Nizozemci iz tvrtki koje ih proizvode. Svrha projekta, dodaje profesor Šatović, proizlazi iz trenutačnog stanja u oplemenjivanju bilja u Hrvatskoj. Ta metoda nije novost, no dosad se radila na temelju analiza agronomskih svojstava u poljskim pokusima, a klasične metode danas, kaže prof. Šatović, više nisu dostatne za učinkovit razvitak novih kultivara.
Najbolje karakteristike
– Počeci oplemenjivanja u Hrvatskoj sežu na početak 20. stoljeća, a u posljednjih šezdesetak godina registrirano je više od 1200 domaćih kultivara – kaže prof. Šatović. Suvremeni oplemenjivački programi uključuju tzv. metode fenotipizacije, koja se bavi proučavanjem fenotipa, odnosno vanjskim karakteristikama biljaka te genotipizacije, koja se bavi genotipom biljke i modificiranjem njenih određenih osobina. Na taj način dobivaju se kultivari s boljim karakteristikama od prvobitnog kultivara neke biljne vrste. No zbog rascjepkanosti istraživačkih skupina, nedostatne znanstvene opremljenosti te kratkotrajnosti ili financijske ograničenosti dosadašnjih istraživačkih projekata, kaže prof. Šatović, primjena tih metoda dosad je bila skromna pa se nadaju da će njihov Znanstveni centar to promijeniti.
– Centar je uspostavljen 2015., a s projektom bioraznolikosti i molekularnog oplemenjivanja bilja počeli smo tri godine kasnije. Novcem koji dobivamo za projekt plaćamo i doktorande te postdoktorande koje smo zaposlili, no to će trajati još godinu dana, kada projekt završava. Nadamo se da će Ministarstvo znanosti i obrazovanja uočiti važnost ne samo ovog projekta nego i projekata ostalih devet Znanstvenih centara izvrsnosti iz STEM područja koji su uspostavljeni u Republici Hrvatskoj te raspisati natječaj za još jedan petogodišnji projekt – kaže prof. Šatović.
