Tutkijat kehittävät uutta menetelmää kestävään maatalouteen lähes 3 miljoonan euron EU-rahoitteisessa hankkeessa

Turun yliopisto on mukana Suomen biokuvantamisen tutkimusinfrastruktuuri Euro-BioImagingin johtamassa projektissa, jolle Euroopan komissio on myöntänyt 2 999 500 euron Horisontti Eurooppa -rahoituksen. Turun yliopiston osuus rahoituksesta on 336 000 euroa.

– Globaalin ruoankysynnän jatkaessa kasvuaan tarvitaan kipeästi kestäviä viljelymenetelmiä, jotka optimoivat resurssien käytön ja minimoivat ympäristövaikutukset. Typpeä sisältävien lannoitteiden perinteiset käyttömenetelmät johtavat usein lannoitteiden liialliseen annosteluun. Tämän seurauksena ympäristöön leviää typpeä, mikä aiheuttaa ympäristöhaittoja ja taloudellisia tappioita, kertoo projektia koordinoiva Rafael Diaz Euro-BioImagingista.

Tutkijoiden mukaan nykyiset teknologiat eivät ole tarpeeksi tarkkoja, jotta niiden avulla voitaisiin säädellä lannoitteen käyttöä tehokkaasti. Tutkimuskonsortio vastaa tähän haasteeseen kehittämällä kannettavan, multimodaalisen kuvantamisjärjestelmän, joka yhdistää positroniemissiotomografian (PET) ja multifotoniendoskopian (ME).

– Tämä innovatiivinen teknologia mahdollistaa reaaliaikaisen, kentällä tehtävän analyysin kasvien aineenvaihdunnallisista prosesseista solutasolla. Menetelmämme avulla on mahdollista tarkkailla, miten viljelykasvit reagoivat typpeä sisältäviin lannoitteisiin, ja myös muihin lannoitteisiin. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi kehitämme ja validoimme Turun yliopistossa professori Anu Airaksisen laboratoriossa uusia PET-merkkiaineita, sanoo Turun yliopiston osuutta hankkeessa johtava dosentti, akatemiatutkija Alex Dickens.

Tutkijat kehittävät menetelmää, jolla voidaan mitata viljelykasvien aineenvaihduntaprosesseja sadan mikrometrin tarkkuudella. Sen avulla on mahdollista tarkastella myös kasvien toiminnallisia mekanismeja solutasolla.

Lannoitteiden optimoinnin menetelmä mahdollistaa seuraamalla kasvien signaalireittejä, jotka aktivoituvat pian lannoitteen käytön jälkeen. Menetelmän avulla on mahdollista mukauttaa typpilannoitteiden annostusta kasvien tarpeiden mukaiseksi.

– Odotamme tämän lähestymistavan vähentävän epäasianmukaisesta lannoitteiden käytöstä aiheutuvia ekologisia ja taloudellisia tappioita ja edistävän kestäviä viljelykäytäntöjä, Dickens sanoo.

Tutkimuskonsortioon kuuluvat Euro-BioImagingin ja Turun yliopiston lisäksi Maastrichtin yliopisto, Teramon yliopisto, Ranskan kansallinen tieteellinen tutkimuskeskus Centre National de la Recherche Scientifique, Itävallan visuaalisen laskennan tutkimuskeskus VRVis sekä yritykset BF Educational ja Lightcore Technologies.