CONSERVAREA BIODIVERSITATII PRIN IMPLICAREA ACIDULUI SALICILIC IN PROCEDURI AGROTEHNICE DE VIITOR IN CONTEXTUL BIOECONOMIEI SI ECOSANOGENEZEI IN ECOAGROSISTEME

1
CONSERVAREA BIODIVERSITATII PRIN IMPLICAREA
ACIDULUI SALICILIC IN PROCEDURI AGROTEHNICE DE
VIITOR IN CONTEXTUL BIOECONOMIEI SI
ECOSANOGENEZEI IN ECOAGROSISTEME

• Cercetator postdoctorand
• dr. PURCAREA CORNELIA

2
Our global civilization today is on an economic
path that is environmentally unsustainable, a
path that is leading us toward economic decline
and eventual collapse
Lester R. Brown, Plan B
2.0 Rescuing a Planet under Stress

and a Civilization in Trouble, 2006
tr Civilizatia noastra globala se afla astazi
pe o directie economica imposibil de sprijinit de
catre mediul inconjurator, o directie ce ne
îndruma pe noi spre declin sau un eventual colaps
economic
3
Orice influenta asupra mediului
va avea repercursiuni asupra
biodiversitatii
Un mediu sanatos ne asigura o lume sanatoasa !
4
Conceptul de eco-economie o economie pentru
mediu

• a fost abordat de Lester Brown

în lucrarea sa Eco-economia, în anul 2001
Este imperios necesar sa obtinem o dezvoltare
economica pe termen lung fara a afecta însa
mediul înconjurator.
!
Lumea pe marginea prapastiei
cum sa prevenim colapsul ecologic si economic

• constituie un avertisment în legatura cu
  dezechilibrele provocate de dezvoltarea economiei
  globale, de evolutia civilizatiei actuale, asupra
  resurselor de baza hrana, apa si energie
  (Brown, 2011 )

5
problema supravietuirii umanitatii
bioeconomica
total diferita de oricare alta specie
Nicholas Georgescu-Roegen
parintele  teoriei bioeconomice
Teoria lui Roegen obliga stiinta economica sa fie
regândita prin prisma factorului natural
The Entropy Law and the Economic Process (Legea
entropiei si procesul economic) aduce pe prim
plan poluarea si cresterea populatiei
6
În dorinta ei de a trai mai bine,
omenirea îsi sapa groapa cu dintii proprii
! (Nicolas GeorgescuRoegen, 1971)
O economie durabila a viitorului trebuie sa
devina o bio-economie, adaptata la mediul rural,
bazata pe o biodiversitate agroalimentara.
(Bogdan si colab, 2010).
7
Eco-Bio-Economia este o noua paradigma, o
economie a viitorului, pusa in slujba vietii
oamenilor prin utilizarea rationala a resurselor
de mediu care însumeaza principiile
"bio-economiei", "eco-economiei".
Prof.univ.Dr.Dr. H.C. Alexandru T. Bogdan, m.c.
Academia Romana drd.ing. Dana Comsa (2011)
8
Specialistii din agricultura au o misiune
deosebita
de a asigura hrana suficienta si sigura pentru
consum
ANIMALELOR
OAMENILOR
Securitatea alimentara a planetei noastre
depinde, acum de eforturile combinate ale
ministerelor agriculturii, energiei,
transporturilor, sanatatii si resurselor de
apa de pe întreg mapamondul
(Brown L.R., 2005 Depasind Resursele Planetei -
probleme globale
ale omenirii)
9
Este nevoie de masuri urgente pentru a putea
salva populatia
mereu crescânda
de la foamete.
Orice masura care determina cresterea
productivitatii plantelor de interes economic dar
si a calitatii acestora
duce la asigurarea unei alimentatii
corespunzatoare pentru om si animale
contribuind astfel la conservarea
biodiversitatii zootehnice dar si a sigurantei
alimentare.
10
Factorii de stres sunt sursa colapsului economic.
11
Cresterea concentratiei de saruri în sol
SALINITATE
12
SALINITATE
Sa gasim solutii
CRESTEREA TOLERANTEI LA SALINITATE
13
Obiectivul general
Implicarea acidului salicilic (AS) în proceduri
agrotehnice de viitor
regulator de crestere
atenuarea efectelor nocive ale factorilor de
stres
Obtinerea unei recolte sporite chiar si în
conditii de stres induse de salinitate.
Acidul salicilic (AS) este considerat ca
fiind o importanta molecula
semnal implicata în derularea proceselor de
dezvoltare la plante.
14

• Planta luata in studiu a fost grâul, Triticum
  aestivum, cv Crisana
• Soiul a fost creat la SCDA Oradea,înregistrat în
  anul 2005, primul din România si printre putinele
  din lume cu tolerata ridicata la aluminiu
• Factorul de stres abiotic studiat salinitatea
  care afecteaza aproximativ 20 din suprafetele
  cultivate si circa 50 din cele irigate.

15

• Tematica abordata este de mare actualitate pe
  plan mondial inscriindu-se pe linia metodelor de
  cercetare completa, fiind un studiu
  interdisciplinar, care are la baza tehnici
  moderne de
• fiziologie vegetala
• enzimologie
• biochimie
• biologie celulara

16

• Noutatea si originalitatea proiectului consta in
• - dezvoltarea unui model experimental de analiza
  care urmareste stabilirea concentratiei optime a
  solutiei de AS dar si a modului optim de aplicare
  al tratamentului cu aceasta substanta
• Toate experimentele au fost realizate in paralel
  pe plante crescute in conditii normale si in
  conditii de stres la loturile tratate comparativ
  cu cele netratate cu AS.

17

• Cercetarile au presupus activitati experimentale

• 1.In conditii de laborator,
• Germinatia s-a realizat în camera de crestere
  Sanyo MLR 351H iluminare zi/noapte, umiditate
  relativa 65-85.
• Dupa 7 zile plantulele obtinute au fost plantate
  în ghivece cu nisip timp de 14 zile si supuse la
  diferite tratamente.
• Udare cu apa de robinet, respectiv cu o solutie
  salina în concentratie de 200mM de NaCl timp de
  14 zile
• frunzele au fost pulverizate cu apa /solutii de
  AS. Pulverizarea frunzelor s-a facut dimineata cu
  5 ml din solutia de tratament.

18

• 2.In conditii de camp - in vase de vegetatie
  umplute cu sol recoltat din câmp.
• In fiecare vas de vegetatie au fost semanate câte
  30 de cariopse de grâu imbibate 12 ore in apa
  respectiv in solutie de AS.
• Vasele de vegetatie au fost introduse în pamânt
  pentru a crea conditii similare cu cele în
  conditii de câmp.
• La 3 saptamani dupa semanare, primul tratament
  cu solutie de AS, al doilea tratament dupa inca 2
  saptamani
• Ultimul tratament in faza vegetativa sfarsitul
  lunii aprilie.

19
(No Transcript)
20
Organizarea variantelor experimentale
Serie experimentala Solutii tratament Seria I tratament AS 0,05 mM Seria II tratament AS 0,1 mM Seria II tratament AS 0,1 mM
Serie experimentala Solutii tratament Îmbibarea materialului semincer timp de 12 ore în solutie de AS de concentratie 0,05 mM, respectiv in apa pentru lotul martor, si germinare efectuata pe hârtie de filtru umidificata cu apa de robinet Îmbibarea materialului semincer timp de 12 ore în solutie de AS de concentratie 0,1 mM, respectiv in apa pentru lotul martor, si germinare efectuata pe hârtie de filtru umidificata cu apa de robinet Îmbibarea materialului semincer timp de 12 ore în solutie de AS de concentratie 0,1 mM, respectiv in apa pentru lotul martor, si germinare efectuata pe hârtie de filtru umidificata cu apa de robinet
Apa de robinet lot martor V0 V0 V0
udare cu apa pulverizare cu AS V1 V1 V4
udare cu NaCl 200 mM pulverizare cu apa V2 V2 V2
solutie NaCl 200 ml pulverizare cu solutie AS V3 V5 V5
21

• Parametrii fiziologici
• Facultatea germinativa a materialului semincer
• Indicii de biometrizare lungimea diferitelor
  organe vegetative.
• Studiul procesului de fotosinteza (rata
  fotosintezei, conductanta stomatelor).
• Evaluarea bioproductivitatii loturilor
  experimentale greutate proaspata si greutate
  uscata a radacinii, tulpinii si frunzelor,
  suprafata foliara,numarul de boabe pe spic,
  greutate boabe/spic.

22

• 2. Parametrii biochimici
• Determinarea activitatii enzimelor antioxidante
  peroxidaza si catalaza din radacinile si frunzele
  plantulelor si plantelor obtinute
• Determinarea continutului de pigmenti
  clorofilieni si carotenoidici din frunze
• Identificarea spectrului aminoacizilor liberi din
  radacini
• Determinarea continutului de prolina, aminoacid
  cu rol protector in radacini si frunze
• Determinarea continutului de proteina din
  radacini si frunze

3. Prelucrare statistica Rezultatele obtinute în
urma determinarilor au fost prelucrate statistic
prin aplicarea testului t
23
Rezultatele experimentelor in conditii de
laborator
Varianta Media
V0 90,831,44
V1 88,31,44
V2 75,81,44
V3 83,31,44
V4 87,52,5
V5 83,31,44
Facultatea germinativa
Valori medii estimative pentru parametrii
fiziologici de crestere analizati la plantulele
de grâu în conditii normale si de salinitate cu
si fara tratamente cu AS.
Variante Lungime radacinite (cm) Val. medie Lungimea plantulei (cm) Suprafata foliara (cm2)
V0 19,50,33 46.50,79 7,140,06
V1 190,18 ns 470,31 ns 7,060,08 Ns
V2 8,50,17 23,50,22 5,230,04
V3 110,21 330,31 6,250,04
V4 150,16 470,24 ns 7,220,03 Ns
V5 18,20,56 45.20.7 ns 6,980,06
Variante Greutatea proaspata frunza (g) Greutatea uscata frunza (g) Greutatea saturata a frunzei (g) Continut relativ de apa în frunza
V0 0,08150,002 0,00920,0007 0,09740,005 81,90,85
V1 0,0760,002 0,00470,001 0,10360,006 72,090,61
V2 0,05750,001 0,00530,0004 0,08210,002 67,90,92
V3 0,06460,002 0,00540,0003 ns 0,08440,003 ns 74,91,05
V4 0,1390,005 0,01250,001 0,17430,007 78,180,92
V5 0,08390,002 ns 0,01140,0006 0,09950,005 ns 82,90,89 ns
24
Sare
Sare AS
V1 V0 V2 V3
AS 0,05 mM
V4 V0 V2 V5
AS 0,1 mM
25
Studiul procesului de fotosinteza
Lci pro (stânga) Leaf area meter (dreapta)
Pigmenti asimilatori
26
AMINOACID V0 V2 V3 V5
ASP 0,150,007 0,100,016 0,230,01 0,220,003
THR 0,100,004 0,070,006 0,090,018 Ns 0,090,010 ns
SER 0,100,012 0,0710,002 ns 0,0860,006 Ns 0,100,006 ns
GLU 0,1950,009 0,1210,017 0,1640,019 0,1890,017 ns
ALA 0,0770,004 0,0570,006 0,070,015 0,0780,007 ns
VAL 0,110,01 0,0790,018 0,0950,016 0,1040,019 ns
MET 0,030,001 0,0170,009 0,0340,022 0,0340,01
ILE 0,070,007 0,0520,02 0,0620,008 Ns 0,0690,008 ns
TYR 0,050,003 0,0310,011 0,0410,002 0,0440,005 ns
PHE 0,080,003 0,0520,002 0,0610,011 0,0660,007
LYS 0,170,006 0,1130,009 0,130,006 0,1550,011
Total aa 1,5310,08 1,0290,005 1,3750,084 1,5270,08 ns
Continut de proteina si aminoacizi liberi
Variante Proteina g/100g subst.proaspata Proteina g/100g subst.proaspata
Variante radacinite Frunze
V0 1,2320,006 0,8950,002
V1 1,1450,005 0,8720,001
V2 0,8190,002 0,7970,004
V3 1,2150,004 0,8450,004
V4 1,2500,006 1,0270,001
V5 1,2150,004 0,9520,002
27
Activitatea enzimelor antioxidante
Prolina-aminoacid protector
Variante Prolina µg/g fw
V0 0,850,02
V1 1,210,03
V2 3,420,05
V3 2,110,03
V4 1,540,02
V5 8,770,04
28
Rezultatele experimentelor in vase de vegetatie,
in conditii de camp
Parametrii de crestere
faza vegetativa
faza generativa
29
Studiul procesului de fotosinteza Si al
continutului in pigmenti asimilatori
30
Proteina
Aminoacizi liberi
Aminoacizi V0 V2 V3 V5
ASP 1,160,02 1,060,01 1,080,1 1,080,09
SER 0,610,01 0,540,03 0,570,04 0,590,04
GLU 2,070,03 1,880,02 1,960,02 1,900,03
ALA 0,600,08 0,600,1 ns 0,580,09 ns 0,570,08 ns
MET 0,190,008 0,140,008 0,150,009 0,190,008 ns
TYR 0,380,009 0,360,004 0,390,008 ns 0,360,005 ns
LYS 1,100,01 1,030,1 1,050,08 1,090,1 ns
Aminoacizi totali 11,260,2 10,650,1 10,740,2 10,690,1
31
Activitatea enzimelor antioxidante
Prolina aminoacid cu rol protector
32
Variante Nr boabe/ spic Greutate boabe /spic Greutate a 1000 boabe (g)
V0 52,62,08 2,950,46 56,2
V1 53,32,32 ns 3,040,23 ns 57,1
V2 101,4 0,5210,1 52,1
V3 46,32,42 / 2,470,21 ns/ 53,5
V4 53,52,74 ns 3,080,28 57,6
V5 482,07 ns/ 2,610,37 ns/ 54,5
33
Concluzii

• Tratamentele cu AS au determinat
• Cresterea semnificativa a facultatii germinative
  fata de valorile obtinute la loturile supuse
  stresului salin.
• Accelerarea cresterii plantulelor de grâu si
  stimularea tolerantei plantulelor de grâu la
  salinitate, atât în conditii de laborator cât si
  în cazul experimentelor în vase de vegetatie.
• Cresterea continutului de pigmenti clorofilieni
  si carotenoidici în frunzele plantulelor de grâu
  supuse stresului salin dar tratate cu AS, în
  comparatie cu probele expuse stresului salin, in
  concordanta cu restabilirea procesului
  fotosintetic.

34

• cresterea activitatii enzimelor antioxidante si
  ameliorarea tolerantei la stresul salin
• cresterea semnificativa a continutului de
  prolina, aminoacid liber implicat in ameliorarea
  efectelor negative ale stresului salin.
• cresterea continutului de proteine si a unor
  aminoacizi liberi, în comparatie cu cele obtinute
  la loturile supuse salinitatii.
• o crestere a numarului de boabe/spic, a greutatii
  boabelor/spic, respectiv a greutatii a 1000 de
  boabe, determinând o crestere a productivitatii
  comparativ cu cele ale plantelor apartinând
  loturilor supuse salinitatii.

35
Rezultatele studiilor noastre au aratat ca,
tratamentele cu solutiile de AS aplicate
cariopselor de grâu din soiul Crisana, prin
îmbibare, si plantelor prin pulverizare, au redus
semnificativ efectele negative provocate de
salinitate, efectele pozitive fiind mai
pronuntate pentru solutia de AS de concentratie
0,1 mM.
36

• Lucrari
• participari la manifestari ?tiin?ifice
  interna?ionale, cu 9 lucrari (5 ca prim autor)
  dintre care 2 în strainatate (1 Ungaria ?i 1
  Grecia)
• 10 articole publicate dintre care 4 în calitate
  de prim autor in reviste cotate CNCSIS B
• 3 citari ale articolelor proprii
• Proiect
• Proiect transfrontalier HURO 1001
• Studiu comparativ bio-analitic al diferitelor
  sortimente de miere din regiunea transfrontaliera
  HU-RO 

37
Un capitol într-o monografie pe tematica ?colii
postdoctorale,
38

• Perspective
• Cercetarile vor putea fi extinse la alte soiuri
  de grâu sau la alte specii de interes economic,
  în agroecosisteme, pentru solutii de AS de alte
  concentratii, dar si pentru alti factori de stres
  abiotici si biotici.
• Impact
•  Pe baza rezultatelor obtinute au fost elaborate
  2 planuri de cultura pentru grâu în unitati
  agricole traditionale, pilot, care vor verifica
  rezultatele cercetarilor efectuate.

39
(No Transcript)
40

• Studiu de caz I
• Eroziunea solului criza globala tacuta, este un
  proces gradual, inobservabil care daca este
  ignorat multa vreme poate avea consecinte
  catastrofale. (Brown, 2011).
• Pe masura ce tarile îsi pierd solul fertil, în
  cele din urma îsi pierd si capacitatea de a se
  hrani singure.
• Proiect transfrontalier HURO Elaborarea
  strategiilor pentru solurile din regiunea Nyirseg
  si muntii Bihorului bazata pe directivele de sol
  ale UE. 191.000 Euro
• Scop elaborarea strategiei de protectia solului
  pe baza directivelor UE, in 2 zone defavorizate
  cu conditii naturale nefavorabile diferite
• Strategia elaborata cuprinde
• - eroziunea eoliana, eroziunea solului,
  compactarea solurilor, fertilizarea, schimbarea
  regimului de apa, sistemul de exploatare,
  posibilitatile de ameliorare.

41

• Se va calcula indexul de sustenabilitate, util
  pentru luarea deciziilor de acordare a
  subventiilor si stabilirea structurii culturilor.
  
• Prin elaborarea strategiei zonei Nyirseg si
  muntii Bihorului, proiectul va contribui la
  prevenirea sau diminuarea poluarii solului, la
  respectarea prevederilor stricte ale UE privind
  siguranta alimentara si furajera.
• Se va asigura cresterea competitivitatii zonelor,
  limitarea migrarii populatiei, cresterea
  coeziunii sociale

42

• Studiu de caz II
• Vegetatia oraselor joaca un rol esential în
  asigurarea confortului, calitatii vietii
  locuitorilor, în formarea aspectului estetic si
  de confort al oraselor noastre.
• Proiect transfrontalier HURO Centru fitosanitar
  comun pentru spatiile verzi urbane cu un buget
  total de 580.000 Euro
• Scopul proiectului dezvoltarea întretinerii
  ecologice a spatiilor publice, realizarea unui
  Centru Fitosanitar Comun care sa asigure
  instruirea specialistilor, analiza riscurilor în
  domeniul sanatatii plantelor, întretinerea
  plantelor, diagnoza, si analize toxicologice.
• Populatia oraselor direct vizate (Debrecen si
  Oradea) este de peste 500.000 locuitori.

43

• În cadrul proiectului sunt planificate
• Realizarea în comun a unei baze de date complexe
  pentru determinarea gradului de periclitare a
  sanatatii numeroaselor specii de plante
  ornamentale,
• Elaborarea de baze de date conexe, educationale
  si de consultanta de specialitate, tematici si
  materiale ajutatoare ale instruirilor, pagini WEB
  interactive,
• Achizitiona rea mijloacele necesare coordonarii
  activitatilor comune de cercetare dezvoltare.
• Introducerea tehnologiilor moderne bazate pe
  prognoza ecologica va juca rol important în
  ecosanogeneza celor 2 zone, proiectul contribuind
  astfel si la mentinerea starii de sanatate a
  populatiei si implicit la imbunatatirea
  randamentului ecoec-onomic si bioeconomic al
  regiunii.

44

• Studiu de caz III
• In întreaga Europa, exista înca anumite regiuni
  rurale in care sectorul agricol a fost afectat
  atât de factorii de mediu.
• In aceste zone se inregistreaza
• o scadere importanta a antreprenoriatului în
  rândul tinerilor în domeniul agricol
• lipsa de know-how în ceea ce priveste noile
  metode eficiente de cultivare si promovare a
  produselor agricole
• un nivel scazut de educatie
• lipsa unei constiinte de mediu.
• Project GRUNDTVIG-GMP - Lifelong learning
  programe
• Green Cultivation Actions decembrie 2010-2012
• Consortiul este format din 8 organizatii, din 6
  tari Grecia, România, Bulgaria, Turcia, Ungaria,
  Italia.

45

• Obiectivele proiectului sunt de a oferi o
  pregatire adecvata agricultorilor si somerilor
  din zonele defavorizate, care vor beneficia de
  cresterea socio-economica a zonelor în care ei
  îsi desfasoara activitatea.
• Atingerea obiectivelor prin
• Conceperea de materiale de instruire
• Modul de seminarii cu urmatoarele teme
• - utilizarea de sere prototip care folosesc
  surse alternative de energie
• - metode de gestionare a apelor de irigatii
• - utilizarea de tehnologii moderne pentru
  comercializarea si vânzarea produselor agricole
  de pe piata europeana prin intermediul
  licitatiilor pe internet
• - Certificarea produselor agroalimentare
• investigarea posibilitatilor si a conditiilor de
  procesare a produselor agricole

46

• Produsele proiectului vor fi prezentate in 7
  limbi si vor cuprinde
• metodele traditionale de instruire (cursuri de
  formare pentru 20-30 de cursanti timp de 240 de
  ore)
• Metode de învatare la distanta de tipul
  e-learning si
• sistemele bazate pe TIC (Platforma Web de
  Licitare a produselor agricole).
• Proiectul este în conformitate, cu reglementarile
  UE în ceea ce priveste
• sprijinirea dezvoltarii agriculturii
• politicile agricole comune
• emisiile cu efect de sera
• managementul resurselor de apa.

47

• In toate cele 3 studii prezentate se tine cont de
  pilonii inclusi in
• 1. o economie bazata pe educatie, instruire,
  inovare si cercetare
• 2. - economie eficienta din punct de vedere al
  utilizarii resurselor naturale
• 3. dezvoltarea unei economii care asigura
  coeziunea sociala si teritoriala
• ECONOMICUL TREBUIE SA SATISFACA NEVOILE SOCIALE
  IN ARMONIE CU MEDIUL !

strategia de dezvoltare EUROPE 2020
2.Crestere durabila
3.Crestere favorabila incluziunii
1.Crestere inteligenta
48
Va multumesc pentru atentia acordata !