Molekularna przyszłość rolnictwa

W jaki sposób zaawansowana wiedza naukowa może być szybko przełożona na warunki produkcji rolnej? Jaka jest rola badań molekularnych w zwalczaniu patogenów? Co i jak należy badać na rynku rolno-spożywczym? Opowiada o tym Karolina Felczak-Konarska, Dyrektor Placówki Badawczej Fertico.

Proszę powiedzieć czym zajmuje się Fertico?
Zaczynaliśmy w 2008 roku jako placówka prowadząca badania skuteczności działania środków ochrony roślin – badań fitotoksyczności, które służyły w procesie rejestracji środków ochrony roślin, nawozów i regulatorów wzrostu. Badanie takie prowadzimy do dzisiaj w kilku placówkach na terenie całej Polski. Poza główną siedzibą w Błędowie niedaleko Grójca, nasze stacje znajdują się także w województwie wielkopolskim – w okolicach Wrześni, Grodziska Wielkopolskiego, Piły i Gniezna, a w województwie lubelskim posiadamy placówki w okolicach Lublina, Opola Lubelskiego i Hrubieszowa.

W kolejnych latach poszerzyliśmy zakres naszej działalności, m.in. o aspekt działań polowych opartych na GLP (Dobra Praktyka Laboratoryjna, ang. Good Laboratory Practice), rozpoczynając badania pozostałości środków ochrony roślin. Jednocześnie, w naturalny sposób, z racji tego, że nasza placówka dzierżawiła pola niezbędne do prowadzenia badań, byliśmy w stanie na bieżąco obserwować, co się na tych polach dzieje. Na podstawie tej wiedzy zaczęliśmy tworzyć własne konspekty szczegółowych badań, które odpowiadały na aktualne wyzwania z jakimi mierzą się rolnicy i sadownicy. Po kilku latach, mając już duże doświadczenie, potwierdzone certyfikatem GLP, w wykonywaniu badań pozostałości środków ochrony roślin, postanowiliśmy poszerzyć naszą ofertę o badania laboratoryjne. Stąd w 2017 roku narodziła się idea założenia własnego laboratorium. Już rok później ruszyliśmy z pracami. Laboratorium Instytutu Agronomicznego Fertico otrzymało akredytację Polskiego Centrum Akredytacji (PCA) i zostało oficjalnie otwarte w 2019 roku.

Nasze laboratorium specjalizuje się w badaniach analitycznych, czyli drugiej składowej badań polowych. Obecnie na naszej liście znajduje się ponad 710 standardowo analizowanych substancji aktywnych. Ważnym aspektem naszej działalności naukowo-badawczej jest dział badań fizyko-chemicznych, który zajmuje się przede wszystkim realizacją badań fizyko-chemicznych gleby, wody i tkanek roślinnych oraz parametrów produktów spożywczych. Prowadzimy również badania molekularne patogenów, a w szczególności badania wczesnego etapu rozwoju patogenów w roślinach – na etapie, na którym objawy nie są jeszcze widoczne, ale już istnieje możliwość ich detekcji za pomocą technik molekularnych. Laboratorium posiada także pracownię mikrobiologiczną która skupia się przede wszystkim na badaniach mikrobiologicznych żywności i wody. Są to główne kierunki naszych badań i technologii.

Naszymi klientami są przede wszystkim przedsiębiorstwa z branży rolnej i przemysłu spożywczego – firmy przetwórcze, zajmujące się tym na przemysłową skalę – producenci soków, przetworów, koncentratów, przetwórcy owoców i warzyw oraz firmy dystrybucyjne. Znaczącą grupę odbiorców naszych badań stanowią klienci indywidualni posiadający własne gospodarstwa rolne.

Skąd wynika potrzeba badań żywności?
Na konieczność wykonywania badań w akredytowanym laboratorium wpływa kilka czynników. Po pierwsze, wynika to z obowiązku określonego w stosowanych aktach prawych dotyczących produkcji i sprzedaży żywności. W Polsce są to przede wszystkim wymagania legislacyjne wynikające z rozporządzeń, m.in. jest to wymóg stwierdzania zgodności wyników, np. w przypadku metali ciężkich, pozostałości pestycydów czy obecności mikrobów – bakterii znajdujących się w produktach spożywczych czy w wodzie. Druga kwestia to konieczność posiadania akredytacji PCA. Pomimo tego, że duża część firm przetwórczych posiada własne laboratoria przyprodukcyjne, to nie posiadają one niezbędnych akredytacji. Badania akredytowane wymagają wykonywania szeregu dodatkowych czynności w laboratorium, są to m.in. badania biegłości, weryfikacja metod, sprawdzenie przez audytorów, itp. Akredytacja PCA daje zatem gwarancję wiarygodności i uznawalności otrzymywanych wyników – zarówno w Polsce jak i w innych krajach europejskich. Jest to szczególnie ważne dla firm eksportujących produkty lub przetwory rolne. Coraz częściej motywacją do wykonywania badań są też wymogi wewnętrzne firm, wynikające z własnych procedur zachowania jakości czy potrzeb audytowych. Wynikają one w głównej mierze z wymagań rynku i chęci utrzymania konkurencyjności – przyjmują często formę programów potwierdzania wiarygodności czy dopuszczalności, tak jak w przypadku MRL (pozostałości środków ochrony roślin, ang. Maximum Residue Level). Podobnie w sieciach handlowych również funkcjonują wewnętrzne programy jakości, które posiadają własne standardy żywności.

Jak w praktyce wygląda proces wykonywania badań akredytowanych?
Choć wykonywanie samych badań nie trwa długo, to proces do uzyskania znaku PCA wcale nie jest taki prosty. Pierwszy krok to przygotowanie laboratorium, aby było laboratorium akredytowanym. Proces akredytacyjny zajmuje średnio od pół roku do roku. Następnie laboratorium przechodzi audyt i otrzymuje akredytację Polskiego Centrum Akredytacji – aby wydawać wyniki akredytowane laboratorium musi spełniać szereg kryteriów, m.in. takim kryterium są badania biegłości, weryfikacja sprzętu jakim posługuje się laboratorium, wzorcowanie i certyfikacja – tak, aby mieć pewność, że sprzęt działa dobrze i pomiary, które są wykonywane na tym sprzęcie są prawidłowe. Kolejny krokiem jest weryfikacja analityków, którzy przygotowują próbkę i wykonują analizy. Muszą oni przejść szereg szkoleń, uzyskać odpowiednie uprawnienia i upoważnienia do wykonywania określonych rodzajów badań. Ponadto proces ten jest powtarzany cyklicznie – laboratorium, które już posiada akredytację, przechodzi audyty weryfikujące co roku.

Poza częścią techniczną i formalną na uzyskanie akredytowanych wyników składa się odpowiednia metodologia i proces badawczy – od momentu przyjęcia próbki, do chwili wydania wyniku. Pobór próbek jest jednym z najważniejszych aspektów całego procesu badawczego. Na tym etapie najczęściej zdarzają się błędy, które wpływają na końcowy wynik badania. Dlatego przy pobieraniu próbek wymagane jest korzystanie z specjalnej instrukcji. Zawsze rekomendujemy naszym klientom zapoznanie się naszymi instrukcjami przed pobraniem próbek – dotyczy to zarówno badań gleby, wody czy produktów spożywczych. W przypadku warzyw czy owoców badamy średnio od 1,5 do 2 kg produktu. Z każdego dostarczonego owocu odcinane są części, które następnie są mielone, aby uzyskać uśrednioną próbkę reprezentacyjną. Zanim próbka trafi do laboratorium wypełniany jest formularz zlecenia, który określa rodzaj badań jakie mają zostać wykonane. Każda próbka otrzymuje specjalny kod kreskowy, który staje się jej identyfikatorem na wszystkich dalszych etapach badań. Następnie trafia na etap przygotowania próbki do analizy – wstępne procesy mielenia, rozdrabniania, dodawania odpowiednich odczynników. Dalej, w zależności od wykonywanego badania, trafia na odpowiedni aparat, np. pod kątem występowania metali ciężkich, po wstępnej mineralizacji, jest to ICPMS lub jeśli jest to badanie pozostałości środków ochrony roślin – trafia na odpowiedni chromatograf. Samo badanie trwa do 24 godzin, w zależności od ilości związków wymagających analizy. Otrzymany wynik jest analizowany, przeliczany i sprawdzany z odpowiednimi rozporządzeniami i finalnie przygotowujemy sprawozdanie końcowe.

W jaki sposób zmienia się podejście do badań żywności? Jakie są najnowsze trendy w tym zakresie?
Przede wszystkim – realizowane przez nas badania są coraz bardziej szczegółowe i kompleksowe. Nowe wymagania rynku narzucają na nas konieczność stałego zwiększania liczby substancji aktywnych, które analizujemy. Na początku zaczynaliśmy od 200, teraz standardem jest 710 aktywnych substancji, które są poddawane analizie, a obecne możliwości badawcze dochodzą już do 800. Dlatego laboratoria muszą się stale rozwijać, poszukiwać nowych metod badawczych i udoskonalać istniejące procesy.

Wzrasta zapotrzebowanie na badanie obecności glifosatu – zarówno w płodach rolnych jak i w wodzie, badań zanieczyszczenia środowiska, obecności metali ciężkich w wodzie, glebie czy tkankach roślinnych. Kierunek jest taki, aby możliwie jak najwcześniej wychwycić wszelkie zanieczyszczenia tak, aby nie trafiły do kolejnego kroku w całym łańcuchu powstawiania i przetwórstwa żywności.

Warto także podkreślić, że stopniowo zmienia się podejście do badań płodów rolnych samych rolników. Coraz częściej trafiają do nas bezpośrednio sami producenci, którzy przed sprzedażą chcą mieć pewność, co do jakości swojej produkcji. Regularnie kontrolują efekty upraw tak, aby spełniała jak najwyższe standardy.

W badaniach polowych właściwie nieustanie zachodzą zmiany i dokonywane są udoskonalania istniejących metodyk. Jest to szczególnie ważne w aspekcie środków ochrony roślin – przy badaniach screeningowych już w standardzie wykonujemy badania pozostałości środków ochrony roślin. Coraz częściej badamy także wpływ na środowisko – pozostałości w glebie i w roślinach. W ostatnich latach zwiększyło się także zapotrzebowanie na nowe badania płodów rolnych, np. pod kątem zmiany zawartości cukru czy skrobi.

Wszystko to narzuca na nas konieczność wprowadzania do oferty nowych rodzajów badań i procedur z nimi związanych, inwestycji w nowy sprzęt i ogólne zwiększanie jego możliwości. Ponadto posiadanie akredytacji wiąże się z przechodzeniem audytów wykonywanych przez dwa główne urzędy sprawujące główną formalną pieczę nad pracą laboratoriów w Polsce – Polskie Centrum Akredytacji oraz Biuro ds. Substancji Chemicznych. Instytucje te stale także zwiększają wymagania względem laboratoriów.

A jaka jest rola badań w zrównoważeniu produkcji rolnej i wdrażaniu Europejskiego Zielonego Ładu?
Badania laboratoryjne są ważnym elementem w zrównoważeniu i zbilansowaniu wszystkich praktyk rolniczych, sadowniczych czy hodowlanych. Zaczynając od momentu przygotowania pola – badań gleby i wody, poprzez identyfikację patogenów i badanie płodów rolnych, w tym analizy pozostałości metali ciężkich i środków ochrony roślin, aż po przetwórstwo gdzie badany jest surowiec. Dzięki wprowadzonym standardom badań rolnicy są w stanie produkować zdrową żywność, lepszej jakości i o większej wartości.

Wszystko zaczyna się od gleby i badań fizyko-chemicznych. Są one już standardem w Polsce, a ich głównym przeznaczaniem jest wsparcie dla rolników w doprecyzowaniu niezbędnej ilości nawożenia. Już dawno odeszliśmy od dawania nawozu „na oko”. Coraz częściej świadomie korzystamy z dostępnych możliwości technologicznych, które pokazują nam jakie są rzeczywiste parametry uprawianej gleby – zawartość mikro i makro elementów, pH, zawartość substancji organicznych, azotu, fosforu, magnezu czy wapnia. Dzięki regularnym badaniom gleby rolnicy nie tylko optymalizują ilość stosowanych nawozów, ale wpływają także na podnoszenie jakości samej gleby. Wzrost kosztów i spadek dostępności nawozów tylko przyspieszył te zmiany w ostatnich latach. Nasza usługa Agro FertiLab, która łączy precyzyjne mapowanie pola lub sadu z analizą laboratoryjną gleby wychodzi naprzeciw tym oczekiwaniom i pozwala na precyzyjnie określenie zasobności gleb i dokładne zdefiniowanie zaleceń nawozowych. Oznacza to, nie tylko mniejsze użycie nawozów, ale także mniej intensywne wykorzystanie sprzętu rolniczego, co oznacza niższe emisje CO2.

Kolejnym obszarem badawczym, który wspiera rolników we wdrażaniu EZŁ są badania identyfikujące patogeny. Wykonywane są zanim pojawią się objawy, w momencie, w którym możemy jeszcze odpowiednio zareagować. Pozwala to na odpowiedni dobór środków ochrony roślin i ograniczenie ich prewencyjnego stosowania. Rolnicy mają dzisiaj dostęp do badań molekularnych, co pozwala im podejmować lepsze decyzje o zastosowaniu środków ochrony roślin i potencjalnie użyć ich mniej, ponieważ wcześniej wykryty patogen, oznacza, że mniejsza ilość środków ochrony roślin będzie skuteczna. Wykonywanie takich badań przekłada się także na trafniejszy dobór środka zwalczającego patogen, co zwiększa efektywność jego stosowania oraz wpływa na poprawę bioróżnorodności na polu, w uprawach czy w sadzie. Jest to równocześnie bardzo dobry przykład na to, jak zaawansowana wiedza naukowa może być szybko przełożona na warunki produkcji rolnej i zastosowana w praktyce.

Czyli można powiedzieć, że żywność w polskich sklepach jest zdrowa?
Tak. Celem badań jest kontrola i zachowanie jakości. Konsumenci nie maja pełnej świadomości jak wygląda droga produktów spożywczych na półkę sklepową i jaką rolę pełnią badania żywności. Produkcja rolna jest złożonym procesem, a na skład i zawartość finalnego produktu spożywczego wpływ ma wiele czynników. Przemysł spożywczy jest jednym z najbardziej regulowanych sektorów gospodarki. Wszystkie produkty spożywcze, przed trafieniem na półkę sklepową są badane, zwykle na kilku różnych etapach – od badania gleby i wody, na etapie upraw, badania produktu będącego surowcem – zarówno pod względem zwartości substancji czynnych jak i mikrobiologicznym, a następnie na etapie badania przetworów i finalnych produktów spożywczych. Nawet restauracje badają kupowane warzywa i owoce, które następnie służą do celów gastronomicznych.

Dziękujemy za rozmowę!