კაქტუს ოპუნციისგან დამზადებულმა ორგანულმა ბიოსტიმულატორმა შვრიის  მოსავლიანობა გაზარდა და ნიადაგის ნაყოფიერებაც გააუმჯობესა

მექსიკელმა მეცნიერებმა კაქტუს ოპუნციის გადამუშავების ნარჩენებისგან თხევადი ორგანული ბიოსტიმულატორი შექმნეს. საველე ცდების დროს პრეპარატმა შვრიის ბიომასა 20%-ით გაზარდა, მოსავლის აღების ვადა კი, დაახლოებით, ერთი თვით დააჩქარა. ამასთან, მისი გამოყენება დადებითად აისახა ნიადაგის სტრუქტურასა და სასარგებლო მიკროორგანიზმების გააქტიურებაზე.

აზოტოვანი მინერალური სასუქების ჭარბი და ხანგრძლივი გამოყენება ნიადაგის დეგრადაციის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან მიზეზად მიიჩნევა. აგროქიმიკატების არასწორი გამოყენების შედეგად შეიძლება შემცირდეს ნიადაგში ორგანული ნივთიერებების შემცველობა, დაირღვეს მისი სტრუქტურა და შეიზღუდოს სასარგებლო მიკროორგანიზმების აქტივობა.

სწორედ ამიტომ, თანამედროვე სოფლის მეურნეობაში სულ უფრო მეტი ყურადღება ექცევა ცირკულარული ბიოეკონომიკის პრინციპს, მიდგომას, რომლის მიხედვითაც სასოფლო-სამეურნეო და გადამმუშავებელი მრეწველობის ორგანული ნარჩენები ხელახლა გამოიყენება და ღირებულ პროდუქტად გარდაიქმნება.

ამ მიმართულებით საინტერესო შედეგი მიიღეს მექსიკის ეროვნული ავტონომიური უნივერსიტეტის (UNAM) მკვლევრებმა. მათ ოპუნციის, კაქტუსის ერთ-ერთი ფართოდ გავრცელებული სახეობის, გადამუშავების შედეგად დარჩენილი დიდი რაოდენობით ორგანული ნარჩენებისგან თხევადი ორგანული ბიოსტიმულატორი შექმნეს.

რატომ შეარჩიეს ოპუნცია?

ოპუნცია მექსიკის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი სასოფლო-სამეურნეო კულტურაა. მას ფართოდ იყენებენ როგორც სასურსათეთ, ისე ცხოველთა საკვებად,  კოსმეტიკური და ფარმაცევტული პროდუქტების დასამზადებლად.

კაქტუსის სამრეწველო გადამუშავებისას დიდი რაოდენობით ნარჩენი წარმოიქმნება, უხეში ბოჭკოვანი ნაწილები, უსტანდარტო ნაყოფი. ადრე ასეთი ნარჩენების მნიშვნელოვანი ნაწილი იყრებოდა და გარემოს აბინძურებდა.

არადა ოპუნცია საინტერესო ბიოქიმიური თვისებებით გამოირჩევა. მცენარე, რომელიც ბუნებრივად მშრალ კლიმატში იზრდება, დიდი რაოდენობით წყლის შემაკავებელ პოლისაქარიდებს, მცენარეულ ლორწოს, თავისუფალ ამინომჟავებს, ანტიოქსიდანტებსა და ორგანულ მჟავებს შეიცავს.

ოპუნციის ლორწოვანი ნივთიერებები განსაკუთრებით მდიდარია გალაქტურონის მჟავით, არაბინოზითა და გალაქტოზით. სწორედ ეს პოლისაქარიდული კომპლექსი გამოიყენეს მეცნიერებმა ნიადაგის სტრუქტურის გასაუმჯობესებელი საშუალებისა და მცენარის ზრდის ბიოსტიმულატორის შესაქმნელად.

როგორ მიიღება ბიოსტიმულატორი?

კაქტუსის უხეში ნარჩენების მცენარისთვის უფრო ხელმისაწვდომ ფორმაში გადასაყვანად მკვლევრებმა მრავალეტაპიანი ბიოტექნოლოგიური პროცესი შეიმუშავეს.

თავდაპირველად ოპუნციის ბიომასას მექანიკურად აქუცმაცებენ და ერთგვაროვან თხევად მასად გარდაქმნიან. შემდეგ ნედლეული ბიორეაქტორებში გადადის, სადაც კონტროლირებადი ტემპერატურის პირობებში მიმდინარეობს თერმოფერმენტული ჰიდროლიზი.

მკვლევრებმა შეარჩიეს ადგილობრივი ენდოფიტური ბაქტერიებისა და საფუარების სპეციალური მიკრობული კონსორციუმიც. ეს მიკროორგანიზმები ეფექტიანად შლიან კაქტუსის უჯრედის კედლებში არსებულ ცელულოზურ სტრუქტურებს ისე, რომ მცენარეში არსებული სასარგებლო პოლისაქარიდები მაქსიმალურად შენარჩუნდეს.

ფერმენტაციის პროცესში რთული ორგანული ნაერთები გარდაიქმნება მცენარისთვის უფრო ადვილად შესათვისებელ ოლიგოსაქარიდებად და თავისუფალ ამინომჟავებად. ოპუნციაში არსებული კალიუმი, კალციუმი და მაგნიუმი კი ორგანულ კომპლექსებთან არის დაკავშირებული, რაც, მკვლევართა შეფასებით, მცენარის ფესვებისთვის მათ ხელმისაწვდომობას ზრდის.

შვრიაში ბიომასა 20%-ით გაიზარდა

ოპუნციისგან მიღებული ბიოპროდუქტის ეფექტიანობის შესაფასებლად მეცნიერებმა კონტროლირებადი საველე და ვეგეტაციური ცდები შვრიაზე ჩაატარეს.

შედეგები საკმაოდ დამაიმედებელი აღმოჩნდა.

იმ ნაკვეთებზე, სადაც თხევადი ოპუნციის ექსტრაქტი გამოიყენეს, მცენარეებმა განვითარების ადრეულ ეტაპზევე ძლიერი ზრდა აჩვენეს. უკეთესმა ფესვთა კვებამ და უჯრედების აქტივაციის პროცესებმა საბოლოოდ შვრიის მიწისზედა ბიომასის დაახლოებით 20%-ით ზრდა გამოიწვია იმ საკონტროლო ვარიანტთან შედარებით, სადაც მცენარეები სტანდარტული მინერალური კვების სქემით მოჰყავდათ.

განსაკუთრებით საინტერესო აღმოჩნდა კიდევ ერთი შედეგი: ოპუნციის ბიოსტიმულატორით დამუშავებულმა შვრიამ სრული სიმწიფის ფაზას დაახლოებით ერთი თვით ადრე მიაღწია და მოსავლის ასაღებად მზად იყო.

ასეთი შედეგი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მშრალი კლიმატის მქონე რეგიონებისთვის და იმ ზონებისთვის, სადაც სავეგეტაციო პერიოდი მოკლეა. მოსავლის აღების დაჩქარებამ შეიძლება კულტურა დაიცვას სეზონის ბოლოს მოსალოდნელი გვალვისა და ადრეული ყინვებისგან.

ბიოსტიმულატორი ნიადაგის სტრუქტურასაც აუმჯობესებს

კვლევის ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო მიმართულება ოპუნციის პრეპარატის ნიადაგზე გავლენა აღმოჩნდა.

ხანგრძლივი და არასწორი აგროქიმიური დატვირთვის პირობებში ნიადაგმა შეიძლება დაკარგოს სტრუქტურული მდგრადობა, შემცირდეს მისი ფორიანობა და წარმოიქმნას მკვრივი ზედაპირული ფენა, რომელიც აფერხებს წყლისა და ჰაერის მოძრაობას.

მკვლევართა დაკვირვებით, ოპუნციის ექსტრაქტში შემავალი გრძელჯაჭვიანი პოლისაქარიდები და მცენარეული ლორწო ნიადაგში ერთგვარი ბუნებრივი „შემაკავშირებლის“ როლს ასრულებს. ისინი ნიადაგის წვრილ ნაწილაკებს ერთმანეთთან აკავშირებს და ხელს უწყობს უფრო მდგრადი აგრეგატების წარმოქმნას.

შედეგად უმჯობესდება ნიადაგის ფორიანობა და სტრუქტურა, იზრდება მისი წყლის შეკავების უნარი. კვლევის მიხედვით, ასეთ ნიადაგს შეუძლია ნალექის სახით მიღებული წყლის დაახლოებით 30%-ით მეტი რაოდენობის შენარჩუნება.

სასარგებლო მიკროფლორის აღდგენა

ნიადაგის გაუმჯობესება მხოლოდ მის ფიზიკურ სტრუქტურას არ უკავშირდება. ნაყოფიერი ნიადაგის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტი ცოცხალი მიკრობული სამყაროა.

ოპუნციის ჰიდროლიზატის ორგანული ნახშირბადი ნიადაგის მიკროორგანიზმებისთვის საკვები სუბსტრატის როლს ასრულებს. მეცნიერებმა დააფიქსირეს სასარგებლო ბაქტერიებისა და მიკორიზული სოკოების პოპულაციის აღდგენის ნიშნები.

მიკორიზული სოკოები მცენარის ფესვებთან სიმბიოზურად ცხოვრობენ და ხელს უწყობენ წყლისა და საკვები ელემენტების ათვისებას. მათი აქტივობის გაუმჯობესება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ღარიბ და დეგრადირებულ ნიადაგებში.

ამ პროცესების ერთობლიობა ხელს უწყობს ნიადაგის ბუნებრივი ბიოლოგიური აქტივობისა და ნაყოფიერების აღდგენას.

ნარჩენი გამოყენბა სასარგებლო რესურსად

მექსიკელი მეცნიერების კვლევა კიდევ ერთხელ აჩვენებს, რომ აგრარული წარმოების ნარჩენი ყოველთვის ნარჩენს არ წარმოადგენს. შესაბამისი ტექნოლოგიის გამოყენებით მას შეიძლება ახალი ღირებულება მიეცეს.

ოპუნციის შემთხვევაში ერთი ტექნოლოგიური პროცესი ერთდროულად რამდენიმე პრობლემას აგვარებს: მცირდება კაქტუსის გადამუშავების შედეგად წარმოქმნილი ორგანული ნარჩენების რაოდენობა, იქმნება ადგილობრივი ნედლეულისგან დამზადებული ბიოპროდუქტი და მცირდება სოფლის მეურნეობაში მხოლოდ მინერალურ სასუქებზე დამოკიდებულება.

მოსავლიანობის ზრდასთან ერთად ეს ფერმერისთვის შეიძლება ეკონომიკურადაც საინტერესო იყოს, განსაკუთრებით იმ შემთხვევაში, თუ ბიოსტიმულატორის წარმოება ადგილობრივი ნედლეულის ბაზაზე მოხდება.

რა მნიშვნელობა აქვს ამ ტექნოლოგიას საქართველოსთვის?

საქართველოსთვის ამ კვლევის მთავარი მნიშვნელობა შესაძლოა თავად ოპუნციის გამოყენებაში კი არა, ადგილობრივი ორგანული ნარჩენების სასარგებლო აგრობიოლოგიურ პროდუქტად გარდაქმნის იდეაში იყოს.

საქართველოში მრავლად გვაქვს სოფლის მეურნეობისა და გადამმუშავებელი მრეწველობის ორგანული ნარჩენები, მცენარეული ნარჩენები, ნაყოფისა და ბოსტნეულის გადამუშავების პროდუქტები, ვაზის ნარჩენები და სხვა ბიომასა. მათი სათანადო ტექნოლოგიით გადამუშავება მომავალში შეიძლება გახდეს ნიადაგის ნაყოფიერების გაუმჯობესებისა და ბიოსტიმულატორების წარმოების ერთ-ერთი მიმართულება.

თუმცა მნიშვნელოვანია, რომ ასეთი პროდუქტების გამოყენება მხოლოდ სამეცნიერო კვლევებით დადასტურებული ტექნოლოგიისა და შესაბამისი ხარისხის კონტროლის საფუძველზე მოხდეს. ერთი კულტურისა და კლიმატური პირობების პირობებში მიღებული შედეგი ავტომატურად არ ნიშნავს, რომ იგივე ეფექტი ყველა კულტურასა და ნიადაგზე განმეორდება.

მექსიკელი მეცნიერები ამჟამად მუშაობენ ფერმენტაციის ტექნოლოგიის სტანდარტიზაციაზე, რათა მომავალში ოპუნციის ბიოსტიმულატორის კომერციული წარმოება შესაძლებელი გახდეს.

ოპუნციის ნარჩენებისგან მიღებული ორგანული ბიოსტიმულატორის კვლევა საინტერესო მაგალითია იმისა, თუ როგორ შეიძლება აგრარული ნარჩენი ახალი ღირებულების მქონე პროდუქტად გარდაიქმნას. კვლევაში დაფიქსირებული შედეგები, შვრიის ბიომასის 20%-იანი ზრდა, მოსავლის დაახლოებით ერთი თვით ადრე მიღება, ნიადაგის წყლის შეკავების უნარის გაუმჯობესება და სასარგებლო მიკროფლორის გააქტიურება, აჩვენებს, რომ ბიოეკონომიკისა და ნიადაგის აღდგენის მიდგომების გაერთიანებას სოფლის მეურნეობაში მნიშვნელოვანი პოტენციალი აქვს.

წყარო: მექსიკის ეროვნული ავტონომიური უნივერსიტეტი (UNAM)