Käimasolevad teadusprojektid

Rahastaja: Haridus- ja Teadusministeerium

Rahastusprogramm: Tippkeskused (TK)

Kestus: 01.01.2024–31.12.2030

Vastutav täitja: Ülo Niinemets

Partnerid: Eesti Maaülikool (koordinaator), Tartu Ülikool, Maaelu Teadmuskeskus

Tippkeskuse (TK) eesmärgiks on agroökoloogiliste jätkusuutlike viljelusviiside väljatöötamine vähendamaks toidutootmise globaalset jalajälge muutuvas kliimas. TK töö keskmes on: 1) põllukultuuride sordiaretus ja uute põllukultuuride testimine praegustes ja tuleviku kliimatingimustes; 2) seosed mikroobikoosluste, põllukultuuride saagikuse ja ökosüsteemi teenuste vahel, ökoloogiliselt jätkusuutliku saagi maksimeerimine; 3) taimekasvu soodustavate mikroobide mitmekesisuse ärakasutamine põllukultuuride saagi ja ökosüsteemi teenuste korraga maksimeerimiseks; 4) tehisintellekti (AI)-põhise eDNA metoodika ja globaalse mikroorganismide molekulaarsete andmebaaside loomine jätkusuutlike viljelusviiside väljatöötamiseks praegustes ja tuleviku kliimatingimustes. TK-s saadud teadustulemused ja intellektuaalne omand (uued aretatud kultuurid, taimede kasvu parandavad mikroobiliinid, bioväetised, AI-l põhinevad kõlvikute hindamismeetodid) leiavad kohest rakendamist toidutootmises.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Personaalse uurimistoetuse rühmagrant (PRG)

Kestus: 01.01.2024–31.12.2028

Vastutav täitja: Ülo Niinemets

Herbivooride levik ja mõju looduslikele ja kultuurtaimede koolsustele kasvab globaalselt muutuvas kliimas. Mitmed invasiivsed äärmiselt laia peremeestaime-eelistusega herbivoorsed putukad on levikut kiiresti laiendamas ja ähvardavad üha suuremat hulka maakera ökosüsteemidest. Paraku on hinnangud sellele, kuidas taimestiku herbivooridele vastuvõttlikus muutub globaalselt kõrgeneval CO2-el, suure määramatusega. Herbivooridekindluse usaldusväärne hindamine muutuvas kliimas on piiratud, sest olemasolevad seosed taimede füsioloogilise aktiivsuse ja eluea ja struktuursete ja keemiliste kaitsemehhanismide ja kaitsemehhanismide indutseerimise vahel on nõrga üldistusvõimega. Antud projekti tulemusel luuakse globaalne herbivooridevastaste kaitsestrateegiate spekter. See võimaldab identifitseerida lõivsuhted eri kaitsestrateegia tüüpide sees ja tüüpide vahel ja objektiivsete kriteeriumite alusel ennustada, kuidas eri liigid eri spektri piirkondades vastavad globaalselt kõrgeneva CO2-e muutustele.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Personaalse uurimistoetuse rühmagrant (PRG)

Kestus: 01.01.2023–31.12.2027

Vastutav täitja: Evelin Loit-Harro

Toiduga kindlustatus on aina olulisem, samas tuleb see saavutada vähemate sisenditega suure ebastabiilsuse tingimustes ning tähtis on tagada keskkonna säilimine ja võimalusel parandamine. Seejuures on Euroopa Liidu eesmärk suurendada mahedalt viljeletud maad 25%ni. Projekti eesmärk on võrrelda mahe- ja tavaviljelussüsteeme komplekselt, võrreldes erinevate lämmastiku normide ja vormide (mineraal- ja orgaaniline väetis, liblikõielised haljasväetis, vahekultuurid) mõju nii saagile ja kvaliteedile makroskaalal kui ka mõju erinevate geenide aktiivsusele. Töö käigus selguvad optimaalsed toitainete normid ning potentsiaalsed molekulaarsed mehhanismid, mis vastutavad efektiivsema toitainete kasutamise ja haiguste tõrje eest. Saagi formeerumise mehhanismi teadmised annavad alust uuteks hüpoteesideks, kuidas mõjutada taime füsioloogilisi protsesse inimese ja ökosüsteemi kasuks. Tulemused on abiks taimekasvatajale, et tagada toiduga kindlustatus ja stabiilne kvaliteet taimekasvatuses ka edaspidi.

Rahastaja: Euroopa Komisjon

Rahastusprogramm: Horisont 2020 programm

Kestus: 01.05.2020–30.04.2025

Vastutav täitja: Ülo Niinemets

GAIN4CROPS arendab uudseid tehnoloogiaid, et ületada üks peamisi fotosünteesi tõhususe piiranguid: fotorespiratsioon ehk valgushingamine, protsess, mis vähendab CO₂ assimilatsiooni tõhusust ja seega biomassi saagikust ja põllumajanduse tootlikkust. 5 aasta jooksul on meie projekti eesmärk parandada taimedes levinuima fotosünteesi metabolismi, C₃ metabolismi, tõhusust, järgides järkjärgulist lähenemist. Enne lõpliku sihtmärgi – päevalille – juurde liikumist kinnitame oma uurimistulemused järjest suurema rakulise ja anatoomilise keerukusega mudelorganismide kogumi kohta.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Põhjamaade teaduskoostöö toetused (NordForsk)

Kestus: 02.01.2023–31.12.2026

Vastutav täitja: Evelin Loit-Harro

Partinerid: Swedish University of Agricultural Sciences (koordinaator), The Norwegian Institute of Bioeconomy Research (NIBIO), Natural Resources Institute Finland (Luke), Vytautas Magnus University (Leedu), University of Wisconsin–Madison (Ameerika Ühendriigid), Aarhus University (Taani), Danish Technological Institute

Toidutootmine põhineb üleilmselt üheaastaste põllukultuuride liikide monokultuuridel, mis nõuavad igal aastal ümberistutamist ja väliseid sisendeid, põhjustades mulla erosiooni, kliimamuutusi, veereostust ja bioloogilise mitmekesisuse vähenemist ning on haavatavad äärmuslike kliimatingimuste, nagu põud, suhtes. Mitmeaastased taimed pakuvad pidevat mullakatet ja juured, mis seovad süsinikku, kaitsevad mulla tervist, säilitavad toitaineid, vähendavad sisendit ja on põua suhtes vastupidavamad. Mitmeaastaste teravilja- ja söödasüsteemide arendamine võib muuta inimeste ja keskkonna vahelisi suhteid, pakkudes toitu ja ökosüsteemi teenuseid. Kernza (intermediate wheatgrass ehk kõrge nisuhein) on nisu mitmeaastane kõrreline sugulane ning hiljuti kodustati Põhja-Ameerikas mitmeaastase teravilja- ja söödakultuurina. Kernzat on testitud Rootsi farmides, mis on selle uurimistöö pioneeriks Euroopas. Nõudlus mitmeaastaste teraviljatoodete, nagu Kernza õlle ja pagaritoodete järele, kasvab. Loomakasvatajad on huvitatud Kernza suurest söödatootmise potentsiaalist. Mitmeaastase sügavalt juurdunud põllukultuurina on Kernza väga põua- ja külmakindel, mistõttu on see atraktiivne taim, mis kohandub tulevaste Põhja- ja Baltimaade kliimamuutuste tingimustega.

Siiski on vähe teada selle uudse põllukultuuri kohanemise ja produktiivsuse kohta Põhjamaades ja Balti riikides, samuti sellest, millised agrotehnoloogiad võivad teravilja- ja söödatootmist optimeerida. Selle projekti põhieesmärk on tugevdada teaduskoostööd Rootsi, Norra, Soome, Eesti, Leedu ja Taani vahel, et uurida teravilja- ja söödatootmise kohanemist ja potentsiaali ning Kernza kvaliteeti Põhjamaades ja Baltikumis. Meie uuringud testivad mitmesuguseid agronoomilisi küsimusi, sealhulgas optimaalset lämmastikuga väetamist, liblikõieliste vahekultuuride kasvatamise eeliseid, optimaalset söödakoristuse ajakava, mullatervisele kasulikke omadusi ja süsinikdioksiidi eelarvet. Kaasame erinevate sidusrühmade, sealhulgas põllumajandustootjate, toiduainetööstuse, nõustajate ja poliitikakujundajate rahvusvahelise võrgustiku, et uurida selle uue põllukultuuri teostatavust meie piirkonnas. Tootlikkus- ja majandamisnõudeid kasutatakse selleks, et hinnata Kernza viljelusviiside kliimamõju võrreldes iga-aastase teraviljakasvatusega ning hinnata Kernza tootmise potentsiaalset panust kliimamuutuste leevendamisse Euroopa Põhjamaade põllumajanduses.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Mobilitas 3.0 ERC granditaotlemise toetus (MOB3ERC)

Kestus: 01.03.2024–31.08.2025

Vastutav täitja: Ülo Niinemets

ERC kogenud teadlase 2022. a. grandikonkursile esitatud totlus CRYPTO-FUTURE “Enhanced cryptogam contribution to regional and global primary productivity and air reactivity in a CO2-richer future: processes and impacts” sai lõpphinde A ja võeti finantseerimiseks välja valitud taotluste reservnimekirja. Paraku jäi projekt ikkagi lõpuks finantseerimata, kuna lisavahendeid reservimekirjas olevate projektide jaoks ei saadud (ERC kiri 12.01.2024). Antud projekti eesmärgiks on uue, põhjalikult ümbertöötatud ERC kogenud teadlase granditaotluse ettevalmistamine. Taotluse konkurentsivõime tõstmiseks on plaanitud järgmised tegevused: 1) AI-l baseeruva metoodika väljatöötamine krüptogaamide koosluste funktsionaalsete tunnuste hindamiseks; 2) AI-treeningandmestiku kogumine ja väljatöötatud AI tehnoloogia rakendatavuse hindamine (proof-of-concept).

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Personaalse uurimistoetuse stardigrant (PSG)

Kestus: 01.01.2023–31.12.2027

Vastutav täitja: Kristiina Mark

Mikroorganismid toodavad mitmesuguseid sekundaarseid metaboliite ehk bioaktiivseid orgaanilisi ühendeid, millest osad, nt antibiootikumid, on oluliselt parandanud inimühiskonna heaolu. Kuigi samblikest on leitud üle tuhande erineva sekundaarse metaboliidi, teatakse nende ühendite funktsioonidest ja koevultsioonist sümbiontidega vähe. Struktuurilt ja ökoloogialt sarnaste maismaa mikrovetikate biokilede biokeemiline potentsiaal on isegi tundmatum kui seentel ning vaatamata nende olulisele globaalsele rollile süsiniku sidujatena, on ka nende ökoloogia võrdlemisi vähe uuritud. Uurimisprojektis seotakse mikroobide ökoloogia ja keskkonna metaboloomika teadusharud, et selgitada maismaa mikrovetikate ja samblike sekundaarsete metaboliitide levikut, mitmekesisust ja potentsiaali  kliimamuutustega kohanemisel. Analüüsides sümbiontide interaktsioone lokaalsel ja globaalsel skaalal uuritakse keemilise kommunikatsiooni rolli mikroobikoosluste dünaamikas.

Rahastaja: Eesti Maaülikool

Kestus: 01.01.2024–31.12.2027

Vastutav täitja: Kristiina Mark

Eesti Maaülikool, Põllumajandus- ja keskkonnainstituut, Taimekasvatuse ja taimebioloogia õppetool (koordinaator), Eesti Maaülikool, Metsanduse ja inseneeria instituut, Biomajandustehnoloogiate õppetool (partner).

Käesoleva projekti eesmärgiks on viia läbi teadusuuring, mille raames (1) isoleerida ning kultuuristada Eestis looduslikult levivaid ja kasvavaid mikrovetikaid ning (2) töötada välja neile optimeeritud tehiskasvutingimuste süsteeme ning protokolle vastavalt vajatud biomassi või teatud ühendite kontsentratsioonide saavutamiseks, et (3) tuvastada uusi rakendusliku potentsiaaliga biomolekule ning nende omadusi, mis projekti käigus või lõppedes võiks leida erasektori huvi edasiseks arenduseks.

Rahastaja: Euroopa Komisjon

Rahastusprogramm: Euroopa Horisont programm

Kestus: 01.06.2023–31.05.2027

Vastutav täitja: Liina Talgre

Partnerid: University of Vigo (koordinaator, Hispaania), Hispaania Spanish National Research Council, Fundacion Empresa Universidad Gallega (Hispaania), Polissia National University (Ukraina), University of Agriculture in Krakow (Poola), University of Madeira ( Portugal), University of Milan (Itaalia), SEIPASA SA (Hispaania), Malatya Turgut Özal University (Türgi), Polytechnic University of Cartagena (Hispaania), Valencia Polytechnic University (Hispaania), Agrarunternehmen Starbach-Sachsen eG (Saksamaa), Liga Asociațiilor Producătorilor Agricoli din România (Rumeenia), Radgjafarmidstod landbunadarins ehf. (Island), Eesti Maaülikool

Rahastaja: Euroopa Komisjon 

Rahastusprogramm: Euroopa Horisont programm

Kestus: 01.02.2024–31.01.2028

Vastutav täitja (projektijuht Eesti Maaülikoolis): kaasprofessor Liina Talgre, [email protected]

Partnerid: The Research Institute of Organic Agriculture FiBL (koordinaator) + 15 asutust + Eesti Maaülikool

OrganicYieldsUP on koostööpõhine algatus, kuhu kuulub 17 partnerit eri Euroopa riikidest. Eesmärk on suurendada mahepõllukultuuride saagikust, järgides samal ajal mahepõllumajanduse põhimõtteid. Ulatusliku teadustöö, katsete ja sidusrühmade kaasamise kaudu soovib projekt edendada põllumajandussektori jätkusuutlikku arengut ning toetada ELi eesmärki laiendada mahepõllumajandust aastaks 2030.

Tegevused: 

• Koguda ja esitada andmeid ja teadmisi mahepõllumajandussüsteemide saakide ning saagikuse suurendamise strateegiate ja lähenemisviiside mõju kohta.

• Hinnata strateegiate sobivust ja potentsiaali saagikuse suurendamiseks jätkusuutlikult.

• Koostada soovitused tulevasteks teadusuuringuteks ja ELi poliitikate kujundamiseks.

• Suurendada teabe kättesaadavust ja leitavust, kuidas saagikust mahepõllumajanduses parandada.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Mobilitas 3.0 Horisondi partnerlused 

Kestus: 01.04.2025–31.03.2028

Vastutav täitja: Liina Talgre

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Personaalse uurimistoetuse rühmagrant (PRG)

Kestus: 01.01.2025–31.12.2029

Vastutav täitja: Eve Runno-Paurson

Kliima soojenemine on põllumajanduses suur väljakutse, sest soodustab taimehaiguste levikut, mis alandavad oluliselt kartuli saagikust ja kvaliteeti. Samas on tulevikus taimekasvatuses olulisel kohal mikrobioloogilise mitmekesisuse suurendamine ja sünteetiliste kemikaalide vähendamine. Projektis uuritakse 1) kartuli haigustekitajate populatsioonistruktuure ja tuvastatakse patogeenide invasiivsed genotüübid, et muutustele neis õigeaegselt reageerida; 2) arbuskulaarsete mükoriisaseente liigirikkust, koostist ja kartulil koloniseerimise mustreid; 3) vahekultuuride sobivust kartuli patogeenide leviku tõkestamisel ning sümbioossete mikroorganismide kasvu soosimisel. Projekti tulemused on olulised keskkonnasõbralike agrotehnoloogiate, sealhulgas innovatiivsete biotõrjemeetodite väljatöötamiseks ning taimekaitsevahendite kasutuse vähendamiseks.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur

Rahastusprogramm: Personaalse uurimistoetuse rühmagrant (PRG)

Kestus: 01.01.2025–31.12.2029

Vastutav täitja: Bin Liu

Euroopa metsi ohustavad järjest sagedamini kuumalained. Põhja-Euroopa metsaliigid on kohastunud eluks jahedamas keskkonnas, mis muudab nad intensiivsete kuumalainete suhtes haavatavamaks. Pikaajalise kohastumise tulemusena on erinevatel puu-ökotüüpidel välja kujunenud erinevad kohanemisstrateegiad kuumastressi puhuks, mis võivad salvestuda muuhulgas epigeneetilise mäluna ja päranduda järgmistele põlvkondadele. Käesolevas uuringus keskendume füsioloogilisele, metaboolsele ja molekulaarsele tasandile ning püüame selgitada, 1) kuidas erinevatest ökotüüpidest puud saartel ja sisemaal reageerivad kuumalainetele ja järskudele kuumašokkidele välitingimustes, ning 2) epigeneetilisi reaktsioone seemnetest idandatud noortaimede puhul samasuguse kuumastressi korral kasvuhooneuuringus. Tulemused aitavad parandada meie arusaamist domineerivate puuliikide ökotüübi kohanemismehhanismidest ja prognoosida tulevasi suktsessiooniprotsesse Põhjamaade metsades muutuva kliima tingimustes.

Rahastaja: Eesti Maaülikool

Kestus: 01.01.2021–31.12.2026

Vastutav täitja: Tiina Tosens

Baasfinantseerimise toetus projektide „Füsioloogilised ja struktuursed lõivsuhted, mis on mesofülli juhtivuse globaalse varieeruvuse põhjused", „Lehtede mesofülli juhtivuse globaalse varieeruvuse aluseks olevad struktuursed ja füsioloogilised lõivsuhted", „Globaalse mesofüllijuhtivuse varieeruvuse aluseks olevad struktuursed ningfüsioloogilised lõivsuhted" ja „Üleilmsed mesofüllijuhtivuse mustrid ja mehhanismid: fotosünteesi alusteadmistest globaalsete kliimamudelite rakendusteni“ taotlustega seotud teadus- ja arendustegevuse toetamiseks.

Globaalne kliimamuutus põhjalaiuskraadidel, k.a. Eestis, tähendab tulevikus soojemaid lühema lumikatte kestusega talvi, pikemat kasvuperioodi ning tänu kasvavale sademete hulgale ka kõrgemat õhuniiskust ja suuremat mullavee kättesaadavust. Antud projekti käigus kontrollitakse peamist hüpoteesi, et need muutused suurendavad eriti oluliselt krüptogaamide, eelkõige sammalde ja samblike produktiivsust. Kuna krüptogaamide osakaal paljude ökosüsteemide produktiivsuses on väga suur, 10-90% põhjalaiuskraadidel, siis eeldatavalt näitavad antud projekti tulemused, et ulatuslike maismaa-alade primaarne produktsioon kasvab kliimamuutuste tõttu palju suuremal määral kui senini arvatud. Antud töö annab samuti uudset informatsiooni krüptogaamide stressitolerantsuse ja biogeensete lenduvate ühendite emissioonide kohta, täiendades sellega oluliselt arusaama taimestiku rollist suureskaalalistes biosfääri-atmosfääri vastasmõjudes (aerosoolide, pilvede teke).

Teaduse tippkeskus EcolChange – Globaalmuutuste ökoloogia looduslikes ja põllumajanduskooslustes on loodud Eesti Maaülikooli ja Tartu Ülikooli koostöös. Tippkeskuse teaduseesmärk ulatub globaalmuutuste ökoloogia uurimisvaldkonnas molekuli tasandist kuni bioomi tasandini. Tippkeskuses osaleb viis teadusrühma ja üks individuaalteadlane. Tippkeskust juhib professor Ülo Niinemets, juhtivaks asutuseks on Eesti Maaülikool.

Varaste põllukultuuride järgselt jääb muld pinnakatteta ja sellega kaasneb toitainete leostumine pinna- ja põhjavette. Üheks leostumiskadude vähendamise võimaluseks on vahekultuuride kasvatamine, et need seoksid mullas olevaid ioone ja vett ning kokkuvõttes viiksid nende leostumise vähenemiseni. Talvise pinnakaetuse suurendamiseks on oluline kasvatada talvituvaid vahekultuure, mille liikide sobivus on meie kliimas piiratud. Seetõttu uurime Euroopas kasvavaid talvituvaid vahekultuure, mis võiksid sobida ka Eestis kasvatamiseks (näiteks talivikk, talihernes, harilik esparsett).

Projekti eesmärk oli välja töötada sobivad vahekultuuride liigid ja segud, mida saab kasutada põhikultuuride järel, ning määrata nende kasvatamiseks parimad agrotehnilised lahendused. Uuringud keskendusid vahekultuuride rollile mulla viljakuse parandamisel, süsiniku sidumisel ja keskkonnasäästliku põllumajanduse toetamisel.

Projekt hõlmas nii katsetöid kui ka analüüse, et hinnata erinevate vahekultuuride agroökoloogilist mõju ja majanduslikku kasulikkust. Tulemused aitavad kaasa kestlikule põllumajandusele, pakkudes lahendusi mulla ja keskkonna kaitseks ning põllukultuuride tootlikkuse suurendamiseks.

Globaalne kliimamuutus tähendab, et mitmete keskkonnatingimuste samaaegset muutumist, millele taimed reageerima on sunnitud. Liikide tolerants ja kohanemisvõime aga varieeruvad oluliselt, mistõttu vajame informatsiooni erinevate taimerühmade fotosünteesi mõjutavate faktorite kohta. Praegused tuleviku taimestikku ennustavad mudelid aga jätavad välja olulise faktori - mesofülli juhtivuse. Selle projekti raames uuritakse fotosünteesi limiteerivaid faktoreid rõhuga mesofülli juhtivusel ja anatoomial 120 paljaseemnetaimeliigil. Lisaks modelleeritakse haruldaselt säilinud lehefossiilidelt mesofülli juhtivust sama perekonna ja eellasliikidel. Peamine küsimus on, millisel määral on paljasseemnetaimedes fotosüntees limiteeritud mesofülli juhtivuse poolt, kui plastiline on nende leheanatoomia ja kuidas on see mõjutanud mesofülli juhtivust ning lehtede funktsioneerimist Maa geoloogilises ajaloos erinevate CO2 ja temperatuuri tasemete juures.

Linnade kasv vähendab rohealade hulka, kahjustades ökosüsteeme. Linnarohelised alad toetavad bioloogilist mitmekesisust, ökosüsteemifunktsioone ja inimeste heaolu. Linnased rohe- ja sinainfrastruktuurid (GBI) on fragmenteerunud, kuid suurendavad mitmekesisust ja kodanike liikumist linnamatriksites. Linnavalitsused vajavad juhiseid GBI rakendamiseks ja taastamiseks. BIOVEINSi eesmärk on kasutada funktsionaalset mitmekesisust GBI, taksonoomilise mitmekesisuse ja ökosüsteemiteenuste seoste uurimiseks ning pakkuda teadmisi GBI kriitiliste omaduste kindlakstegemiseks ja haldamiseks, aidates leevendada linnade globaalseid väljakutseid nagu elupaikade fragmentatsioon, õhusaaste ja linna soojalava

Projekti eesmärk oli uurida erinevate viljelusviiside mõju geenide ekspressioonile põllumajandustaimedes. Uuring keskendus sellele, kuidas agronoomilised praktikad mõjutasid taimede geneetilist aktiivsust ning millised olid nende muutuste tagajärjed taimede kasvule, vastupidavusele ja saagikusele. Tulemused aitasid optimeerida viljeluspraktikaid, et parandada taimede tootlikkust ja kohanemisvõimet keskkonnamuutustega.