Požadujeme více než jen jídlo z našich farem. Nová možnost oříznutí může pomoci uspokojit poptávku

Lidstvo závisí na zemědělském sektoru při výrobě našich potravin, krmiva a vlákniny a tato poptávka stále roste. Stále více se díváme na plodiny jako na klimaticky šetrnější zdroje paliv, plastů a dalších „biomateriálů“. Výzvou je splnit tuto různorodou a rozšiřující se poptávku bez řízení land-use-change (LUC)- přeměna dříve neobdělávané půdy na farmy. LUC vede ke ztrátě biologické rozmanitosti a masivnímu uvolňování oxidu uhličitého z těchto půd. Díky zdokonalování zemědělských postupů a používání nových technologií se produktivita mnoha hlavních plodin neustále zvyšuje (viz grafy níže), ale změna klimatu může tento trend ohrozit.

Existuje další způsob, jak rozšířit produkci plodin bez přidávání nové půdy – zemědělská metoda známá jako „dvojité pěstování“. V mírném podnebí se obvykle z každého akru ročně sklidí jedna plodina. Dvojité pěstování zahrnuje spárování dvou plodin, které lze pěstovat v obdobích zády k sobě na stejném pozemku ve stejném vegetačním období. Například ozimá pšenice je často dvakrát oříznuté se sójovými boby ve státech jako Kentucky a Ohio.

Existuje nově vyvinutá verze plodiny jménem Camelina, která umožní dvojité oříznutí v severních zeměpisných šířkách, kde to dříve nebylo možné. Má potenciál být vysazen na milionech akrů po plodinách, jako je kukuřice a sója nebo řepka v prérijních provinciích Kanady a v severní vrstvě států USA.

Dvojité pěstování je také v souladu s koncepcí „regenerativního zemědělství“ v tom, že udržuje různé druhy rostoucí na půdě po co největší část roku, což vytváří zdraví půdy. „Krycí plodiny“ jsou podobnou možností, ale v tom případě není výsadba pro druhou sklizeň. Postupem času obě tyto praktiky zvyšují odolnost půdy vůči suchu a zásobovací kapacitu živin při spárování s bezorebnou správou tyto systémy vedou k dlouhodobé sekvestraci většího množství uhlíku v půdě, což by mohlo přinést přidanou hodnotu prostřednictvím trhu s kompenzací uhlíku. Existuje návratnost výnosu a stability výnosu ze zlepšeného stavu půdy, ale to může trvat několik let, než se nashromáždí, a proto je obtížné ospravedlnit náklady na osivo a palivo pro nesklizenou krycí plodinu. Hotovostní dvojitá plodina generuje příjem a zároveň poskytuje stejné výhody. Dvojité plodiny a krycí plodiny také poskytují další „ekosystémové služby“ v tom, že aktivní kořenové systémy zabraňují erozi a odtoku živin během části roku po sklizni primární tržní plodiny. I když Camelina včely k opylení nepotřebuje, její květy jsou vynikající zdroj píce neboť včely a jeho zlatožlutě rozkvetlá pole jsou krásně vidět. Jako uznání mnoha výhod dvojitého oříznutí má USDA přidané pokrytí pro praxi ve svém programu pojištění plodin.

Obnovuje se zájem o biopaliva a pobídky pro toto odvětví jsou zahrnuty mezi iniciativy v oblasti změny klimatu v nedávno přijatých Zákon o snižování inflace. To vyvolalo zájem hlavních hráčů, kteří hledají alternativní paliva pro dopravu. V tomto prostředí se Camelina stává logickou možností dalšího rozvoje.

Camelina ve skutečnosti je prastará plodina, která byl běžným zdrojem lampového oleje a krmiva pro zvířata v Evropě do počátku 20^th století. Nedávno byl vybrán jako kandidát na vylepšení společností s názvem Výtěžek-10 Bioscience. S pokročilými šlechtitelskými nástroji, které jsou dnes k dispozici, je možné vzít relativně nevylepšenou plodinu, jako je Camelina, a rychle vyvinout vylepšené verze, aby vyhovovaly moderním potřebám. Počátečním cílem společnosti Yield10 bylo vyvinout verze s velmi vysokou výnosností a vysokým obsahem oleje, které by bylo možné použít k výrobě bionafty a leteckého paliva. Přední zimní kultivary Yield10 pro tento účel byly letos na podzim rozšířeny pro výsadbu větších ploch a společnost má v plánu silné zastoupení proprietárních genetických vlastností, aby dále zvýšila výnos semen a obsah oleje v semenech. Existuje také vedlejší produkt krmiva, takže i tento příběh obsahuje prvek dodávky potravy. Yield10 v současné době cílí své linie na farmáře v Montaně, Idahu a jižní Albertě a Saskatchewanu.

Je zajímavé porovnat trajektorii zlepšení Camelina s trajektorií zlepšení řepka, příbuzný druh, který byl po 10. světové válce převeden z řepkového semene (zdroje mazacího oleje pro parní lodě) na zdravé krmné plodiny pro lidskou výživu a živočišné bílkoviny prostřednictvím konvenčního šlechtitelského procesu v Kanadě trvajícího několik desetiletí. Mnohem rychlejší pokrok byl s Camelinou možný díky vyspělým genetickým technologiím, jako je „marker-assisted-breeding“ a genové úpravy. Zlepšení, kterých byl Yield3 schopen dosáhnout, jsou dramatická, i když tento druh má komplexní allohexaploidní genom (6 subgenomy, převážně XNUMX kopií každého genu), což znamená, že k dosažení požadovaného znaku je třeba upravit mnoho kopií každého cílového genu. Uvědomění si, že tolerance herbicidů je klíčovou vlastností pro farmáře, kteří chtějí pěstovat Camelina nepřetržitě bezorebný systém, Yield10 má transgenní verzi s touto vlastností, která si prochází regulačním procesem.

V nepříliš vzdálené budoucnostiDvojité plodiny Camelina by také mohly zahrnovat kultivary, které využívají vysoký obsah omega-3 tuku tohoto druhu, a společnost Yield10 má práva na britské patentované metody ke zvýšení dodatečného obsahu EPA a DHA v oleji podporujících zdraví. To by mohlo být dobrým zdrojem rostlinného oleje pro lidskou potravu a bylo by to vynikající vodní krmivo.

Celkově je tedy důvod k optimismu, pokud jde o schopnost zemědělství uspokojit poptávku po biopalivech a dalších biologických materiálech kromě jeho tradiční role v poskytování potravin, krmiv a vlákniny. Tato nová možnost dvojitého oříznutí může být součástí tohoto řešení.