Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudi (TÜMRI) geneetika õppetooli teadlased arendavad SA Keskkonnainvesteeringute Keskuse toetusel uut bioloogilist taimekasvupreparaati. Kaheaastane projekt „Bioloogiline taimekaitsepreparaat“ on poole peal ning esimesed tulemused käes.
Käesolevas artiklis tutvustame projekti esimesi tulemusi.
17. märtsil käesoleval aastal möödub 24 aastat TÜMRI biokeemia professori ja vanemteaduri, bioloog Jaan Simiskeri (1937-2002; kõrvalasuval fotol) lahkumisest.
Simiskeri töö 1990. aastatel oli omas ajas eesrindlik. Tema arendatud bioloogiline preparaat kasutas kasulikke mikroorganisme, et kaitsta taimi juurehaiguste eest ilma keskkonda kahjustamata. Tänapäeval on sarnased lahendused taas fookuses, sest maailm liigub järjest enam keemiliste pestitsiidide vähendamise suunas.
Projekti „Bioloogiline taimekaitsepreparaat“ keskmes on kolm komponenti:
Vinass – pärmitootmise käigus keskkonda koormav kõrvalprodukt, mis sisaldab taimedele kasulikke toitaineid (nt lämmastik, fosfor, kaalium) ja betaiini
Mikroseened perekonnast Trichoderma – tuntud oma võime poolest soodustada taimede kasvu ja pärssida seenhaigustekitajaid
Mullabakter Pseudomonas putida – varem ja ka tänasel päeval TÜ teadlaste poolt põhjalikult uuritud kasulik bakter
Projekti eesmärk on töötada välja vähemalt üks toimiv bioloogilise taimekaitsepreparaadi prototüüp, mida saaks edasi arendada tooteks.
Projekt on küll alles poole peal, kuid on juba andnud olulisi tulemusi.
Laboris töötati välja viis esimest katsepreparaati.
Projekti käigus läbi viidud riigihanke alusel leitud partneri, Maaelu Teadmuskeskuse, juures testiti nende mõju seemnete idanemisele ja juurte arengule.
Potikatsetes esimeses etapis selgus, milline komponentide kombinatsioon toimib taimedele kõige paremini.
Oluline avastus oli see, et mikroorganismide ja vinassi lisamine parandas taimede fosfori omastamist. Samuti suurenes mullas bakterite mitmekesisus ning fosfor muutus taimedele paremini kättesaadavaks.
Fosfor on taimedele hädavajalik toitaine. Seda vajatakse rakkude ülesehituseks, fotosünteesiks ja energia tootmiseks. Probleem on selles, et mullas seostub fosfor sageli teiste elementidega ning muutub taimedele raskesti kättesaadavaks.
Kuigi fosforipuudust taimedes saab leevendada lahustuvat fosforit sisaldava mineraalväetise lisamisega mulda, väheneb väetise kasutusmäär oluliselt fosfori keemilise sidumise ja põllumajandusliku äravoolu tõttu. Fosfaatväetiste liigne kasutamine võib aga viia veekogude eutrofeerumise (liigne rikastumine toitainetega, mis põhjustab vetikate ja taimede vohamist) ja keskkonna halvenemiseni.
Lisaks on fosfaate sisaldavad kivimid piiratud ressurss, mis võib ammenduda lähima saja aastaga.
Seetõttu on keskkonnasõbralikum lahendus kasutada looduslikke mikroorganisme, mis aitavad mullas seotud fosfori taimedele kättesaadavaks muuta.
Üks liik mikroseeni, kes on võimelised mulla toitaineid lahustuvaks muutma, kuulub perekonda Trichoderma. Liigi Trichoderma viride esindajad on võimelised lisaks anorgaanilistele fosforiühenditele muutma lahustuvaks ka orgaanilisi fosforiühendeid.
Trichoderma seened ei aita aga ainult toitaineid lahustada. Nad suudavad ka pidurdada haigustekitajaid. Seda protsessi nimetatakse mükoparasitismiks – kasulik seen ründab ja pärsib kahjulikke seeni. Just see omadus muudab Trichoderma eriti huvitavaks bioloogilise taimekaitse vahendiks.
Alljärgneval joonisel ongi näidatud, kuidas Trichoderma hüüfid keerduvad ümber seenpatogeeni hüüfide ja kägistavad need ära. Joonise autor: Anne Menert, Int J Mol Sci. 2022 Feb 19;23(4):2329 põhjal.
Projekti raames kerkis praktiline küsimus: millises vormis preparaat peaks olema?
Kuigi vedel lahus oleks lihtsamini doseeritav, sobivad mikroseene spoorid paremini tahkel kujul kasvatamiseks. Seetõttu rajati instituuti 2025. aasta esimeses pooles spetsiaalne „seenelabor“, kus spooride kasvatamine on kontrollitud ja ohutu.
Projekt viiakse ellu tihedas koostöös AS Salutaguse Pärmitehase ja Maaelu Teadmuskeskusega. Käesoleval aastal keskendutakse preparaatide pikemaajalise säilivuse parandamisele ja edasistele katsetele.
Kui tulemused kinnituvad ka põllukatsetes, võib tulevikus sündida uus keskkonnasõbralik toode, mis aitab vähendada mineraalväetiste kasutamist ning toetada ringmajandust.
Projekt näitab, kuidas tööstuslik jääkprodukt – vinass – võib muutuda väärtuslikuks ressursiks. Nii sünnib teaduse ja ettevõtluse koostöös lahendus, mis aitab:
vähendada jäätmeid
parandada mulla tervist
suurendada taimede toitainete omastamist
vähendada keskkonnakoormust