Drahé bílkovinné krmivo, závislost na dovozu sóji a tlak na omezení úniků dusíku z kejdy – to je realita mnoha českých mléčných farem. Brněnští studenti proto zkoušejí jinou cestu: vodní rostlina duckweed – okřehek menší (Lemna minor), lidově žabinec, pěstovaná na močůvce, respektive zředěné kejdě, přímo na farmě by mohla část sóji nahradit a zároveň zlepšit dusíkovou bilanci.

Technologie z Králova Pole triumfovala v Paříži a ukazuje, kam se může zemědělství v příštích letech posunout. Tým iGEM Brno zvítězil na světovém finále soutěže iGEM 2025 a získal ocenění za nejlepší zemědělský projekt. Koncept NitroDuck spojuje syntetickou biologii, automatizaci a modelování výnosu s cílem nabídnout farmářům lokální bílkovinné krmivo a lepší využití dusíku z kejdy.

Protein z vlastního žabince

Základem projektu je drobný žabinec, který patří k nejrychleji rostoucím rostlinám a dokáže zdvojnásobit biomasu během desítek hodin. Snáší vysoké koncentrace dusíku a fosforu v kejdě, takže prospívá tam, kde jiné plodiny trpí. Biomasa žabince obsahuje srovnatelné množství bílkovin jako sója a kompletní spektrum esenciálních aminokyselin. Tým cílí hlavně na mléčné farmy závislé na dovozu sóji a zároveň řešící, co s přebytkem kejdy.

Tři pilíře projektu NitroDuck

NitroDuck stojí na třech pilířích. Prvním je metoda TAIFR pro rychlé genetické šlechtění žabince, která zkracuje vznik stabilní transgenní linie zhruba z pěti měsíců na jeden a míří k rostlinám s vyšší rychlostí růstu i tolerancí k dusíku. Druhým pilířem je autonomní kultivační jednotka vyvíjená ve strojLABu Fakulty strojního inženýrství VUT. Do systému vstupuje upravená kejda nebo fugát, v mělkých nádržích roste okřehek, řízení hlídá podmínky a zajišťuje automatickou sklizeň. Biomasa může být podávána čerstvá, sušená či zakonzervovaná a míchat se do TMR.

Třetím prvkem je predikční model využívající data z pěstebních pokusů. Pomáhá nastavit podmínky v kultivátoru a odhadnout roční produkci biomasy i množství proteinu. Farmář tak může dopředu vidět, kolik sóje by mohl nahradit a jaký dopad to bude mít na dusíkovou bilanci jeho provozu. „Jednoduše řečeno: stovky metrů čtverečních orné půdy nahrazujeme systémem o velikosti lodního kontejneru. Nejmenší rostlina světa v něm mění močůvku na proteiny – šetří tak peníze farmářům, původní přírodu a snižuje emise, které zatěžují planetu," uvedli studenti VUT.

Šance i limity pro zemědělskou praxi

NitroDuck je zatím studentský a výzkumný projekt, nikoli hotové komerční řešení. GMO žabinec by v evropských podmínkách narazil na složitý a dlouhý schvalovací proces a autonomní kultivace na kejdě musí projít zatěžkávací zkouškou v reálném provozu. Přesto úspěch v Paříži naznačuje, že spojení syntetické biologie, cirkulárního hospodaření s živinami a strojního inženýrství může nabídnout cestu k udržitelnějšímu zemědělství a menší závislosti na dovážené sóji.*

ÚVODNÍ FOTO: Autonomní kultivační jednotka Foto archiv VUT