Pszenica zwyczajna i kukurydza zwyczajna są jednymi z głównych roślin uprawnych na świecie oraz Polsce. Oba wymienione gatunki roślin są też podstawą żywienia ludzi na całym świecie. Na terenie Polski, w strukturze zasiewów stanowią one ponad 20% w przypadku pszenicy i prawie 9% dla kukurydzy. Olbrzymi areał zasiewów świadczy o tym, że są to rośliny strategiczne i powinny być objęte szczególnymi regulacjami ochrony agroekosystemu. Duża część pszenicy i kukurydzy na świecie jest uprawiana w systemie intensywnym, w tym w monokulturze. Takie podejście prowadzi do coraz bardziej pogłębiających się poważnych problemów związanych z degradacją gleby, czy drastycznym nagromadzeniem patogenów roślin. Uprawa konwencjonalne wymusza też stosowanie syntetycznych środków ochrony roślin i nawozów. Z jednej strony środki syntetyczne są wysoce skuteczne jeśli używa się je zgodnie z dobrą praktyką rolniczą, to jednak ich regularne stosowanie przyczynia się m.in. do zaburzeń funkcjonowania środowiska glebowego, zubożenia występowania i bioróżnorodności fauny pożytecznej oraz uodparnianie się agrofagów na substancje aktywne.
Aby sprostać wyzwaniom rolnictwa regeneratywnego, ograniczenie zużycia syntetycznych środków ochrony roślin można uzyskać dzięki mikroorganizmom, których działanie polega na ograniczaniu rozwoju fitopatogenów. Pszenica i kukurydza wpływają na „zdrowie” gleby. Szczególnie uprawa kukurydzy wpływa na zagęszczenie gleby i może być przyczyną spadku zawartości materii organicznej. Aby przeciwdziałać temu zjawisku ważne jest dodanie do struktury zasiewu dodatkowych roślin o funkcjach poprawiających strukturę gleby oraz chroniących przed emisją dwutlenku węgla i związków azotu.
W porównaniu z konwencjonalną produkcją roślinną, rolnictwo regeneratywne wymaga odpowiedniego płodozmianu, użycia międzyplonów i odpowiedniego zagospodarowania resztek pożniwnych, łącząc ich efektywną mineralizację z minimalnej ingerencji w strukturę gleby. Można to osiągnąć poprzez użycie konsorcjum pożytecznych mikroorganizmów przyspieszających mineralizację materii organicznej i zdolności wiązania związków azotów i CO2 z jednoczesnym wymieszaniem tylko powierzchniowej warstwy gleby, co minimalizuje uszkodzenie jej struktury i transmisję związków azotu i ditlenku węgla do atmosfery.
Kolejnym ważnym elementem jest ograniczenie lub wykluczenie stosowania nawozów mineralnych. Ze wszystkich nawozów innych niż mineralne, frass owadzi cechuje się wysoką zawartością NPK i mikroelementów. Jego dostępność rynkowa jest coraz większa ze względu na dynamicznie rozwijającą się produkcję owadów na świecie, w tym w Polsce, z jednoczesną produkcją pozostałości w postaci frasu.
Według International Platform of Insects for Food and Feed w 2022 r. wyprodukowano w Europie ok. 9,5 tys. ton produktów pochodzenia owadziego, a w 2030 roku przewiduje się osiągnięcie nawet 650 tys. ton przetworzonego białka owadziego ( na podstawie IPIFF 2023). Biorąc pod uwagę, że ilość frasu odpowiada ilości wytworzonych owadów można spodziewać się takiej samej lub wyższej produkcji frasu, którego jakość nawozowa jest podobna do suchego obornika kurzego. W Polsce firma Hipromine, powinna w 2025 roku osiągnąć wolumen produkcji owadów na poziomie 30 tys. ton/rok. Z uwagi na rozwój sektora w Polsce, UE i na świecie granulowany nawóz owadzi, powinien niebawem osiągnąć wysokie wolumeny produkcji, a jego cena powinna być równoważna lub wyższa od typowych granulowanych nawozów naturalnych (na podstawie IPIFF 2023, Konferencja „Hodowla owadów na cele paszowe i żywieniowe” 2024, Olsztyn).
Najważniejszym elementem jest jakość wyprodukowanej żywności. W przypadku stosowania syntetycznych środków ochrony roślin konsument może być narażony na występowanie pozostałości substancji aktywnych danego środka syntetycznego. Z drugiej strony niektóre zastosowania ekologiczne mogą być niewystarczające i konsument może być narażony na występowanie mykotoksyn. Ważne jest też, aby wyprodukowany plon cechował się odpowiednią kalorycznością oraz zawartością białka, cukrów, tłuszczy i witamin, a także substancji prozdrowotnych, m.in. antyoksydantów.
Powstałe pozostałości po produkcji zbóż mogą zostać ponownie zastosowane do skarmiania owadów tworząc tym samym obieg zamknięty idący w parze z aktualnymi założeniami strategii Unii Europejskiej w aspekcie biogospodarki. W rezultacie otrzymujemy nie tylko produkty roślinne, ale także produkty owadzie do wykorzystania w przemyśle spożywczym i paszowym, które wpisują się w ideę odpowiedzialności ekologicznej i społecznej.
Na podstawie wyżej opisanej problematyki rolnictwa regeneratywnego, niniejszy projekt proponuje kompleksowe rozwiązania na różnych płaszczyznach produkcji roślinnej w myśl idei „Od pola do stołu”.
Ideą i zarazem celem projektu jest wielowątkowa analiza wpływu dodatków doglebowych frassu owadziego z mikroorganizmami pożytecznymi na rośliny uprawne na przykładzie pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.) i kukurydzy zwyczajnej (Zea mays L.).
W niniejszych badaniach planuje się założenie doświadczeń poletkowych w układzie dla uprawy regeneratywnej oraz integrowanej produkcji roślin w celu porównania uzyskanych wyników.
Mierzalnymi elementami uwzględnionymi w projekcie będą:
• ocena wskaźników wegetacji roślin, wielkości plonu i wartości odżywczej uzyskanych plonów (zawartość białka, cukrów, tłuszczy i witaminy A, B-kompleks i D, magnez, fosfor i potas, profil kwasów tłuszczowych) oraz ocena ilościowa i jakościowa obecnych grzybów toksynotwórczych
• określenie zawartości grzybów toksynotwórczych (DON, ZEA)
• oszacowanie bioróżnorodności stanowisk: zmiany ilościowe i jakościowe entomofauny pożytecznej i szkodliwej dla roślin.
• oszacowanie zmian fizycznych i chemicznych gleby (zmiany w strukturze gleby i dostępność makro i mikroelementów)
– poprzez równoległe prowadzenie doświadczenia z wariantem obejmującym konwencjonalną uprawę roślin będzie możliwe porównanie uzyskanych wyników, utworzeni modelu i określenie istotności każdego z badanych komponentów rolnictwa regeneratywnego uwzględnionych w projekcie.