Мы просим больше, чем просто еду с наших ферм. Новый вариант обрезки может помочь удовлетворить спрос

Человечество зависит от сельскохозяйственного сектора в производстве продуктов питания, кормов и клетчатки, и этот спрос продолжает расти. Мы все чаще рассматриваем сельскохозяйственные культуры как более благоприятные для климата источники топлива, пластика и других «биоматериалов». Задача состоит в том, чтобы удовлетворить этот разнообразный и растущий спрос, не стимулируя изменение землепользования (LUC) - преобразование ранее необрабатываемых земель в фермерские хозяйства. LUC приводит к потере биоразнообразия и массовому выбросу углекислого газа из этих почв. Благодаря совершенствованию методов ведения сельского хозяйства и использованию новых технологий продуктивность многих основных сельскохозяйственных культур неуклонно растет (см. диаграммы ниже), но изменение климата может поставить под угрозу эту тенденцию.

Есть еще один способ увеличить производство сельскохозяйственных культур без добавления новых земель — метод ведения сельского хозяйства, известный как «двойной урожай». В умеренном климате обычно ежегодно собирают один урожай с каждого акра. Двойной посев предполагает спаривание двух культур, которые можно выращивать последовательно на одном и том же участке земли в один и тот же вегетационный период. Например, озимая пшеница часто двойной урожай с соей в таких штатах, как Кентукки и Огайо.

Существует недавно разработанная версия культуры под названием Camelina, которая позволит выращивать двойной урожай в северных широтах, где это раньше было невозможно. У него есть потенциал для посадки на миллионах акров после таких культур, как кукуруза и соя или рапс в прерийных провинциях Канады и в северных штатах США.

Двойное выращивание также согласуется с концепцией «регенеративного земледелия» в том смысле, что оно позволяет различным видам растений расти на земле как можно большую часть года, что укрепляет здоровье почвы. «Покровные культуры» — аналогичный вариант, но в этом случае посадка не предназначена для второго урожая. Со временем обе эти практики повышают устойчивость к засухе и буферную способность почвы по питательным веществам. в сочетании с нулевой обработкой почвы эти системы приводят к долгосрочному поглощению большего количества углерода в почве, что может повысить ценность за счет рынка компенсации выбросов углерода. Урожайность и стабильность урожая окупаются за счет улучшения здоровья почвы, но для ее накопления может потребоваться несколько лет, поэтому трудно оправдать стоимость семян и топлива для неубранной покровной культуры. Денежный двойной урожай приносит доход, обеспечивая те же преимущества. Двойной посев и покровные культуры также оказывают другие «экосистемные услуги», поскольку активные корневые системы предотвращают эрозию и сток питательных веществ в течение части года после сбора урожая основной товарной культуры. Хотя Camelina не нуждается в пчелах для опыления, ее цветы отличный кормовой ресурс на пчел и его золотисто-желтые цветущие поля приятно смотреть. Признавая многочисленные преимущества двойной обрезки, Министерство сельского хозяйства США добавлено покрытие для практики в своей программе страхования урожая.

Возобновился интерес к биотопливу, и стимулы для этого сектора включены в число инициатив по изменению климата в недавно принятом и Закон о снижении инфляции. Это привлекло внимание крупных игроков, ищущих альтернативные виды топлива для транспорта. В этой среде Camelina становится логичным вариантом для дальнейшего развития.

Камелина на самом деле древняя культура, которая был обычным источником лампового масла и корма для животных в Европе в начале 20-х гг.^th век. Недавно он был выбран в качестве кандидата на улучшение компанией под названием Урожайность-10 Биологические науки. Благодаря передовым инструментам селекции, доступным сегодня, можно взять относительно неулучшенную культуру, такую ​​как Camelina, и быстро разработать улучшенные версии, соответствующие современным потребностям. Первоначальная цель Yield10 заключалась в разработке версий с очень высокой производительностью и высоким содержанием масла, которые можно было бы использовать для производства биодизельного топлива и топлива для реактивных двигателей. Ведущие зимние сорта Yield10 для этой цели были увеличены для посевов на больших площадях этой осенью, и у компании есть обширная линейка запатентованных генетических признаков для дальнейшего повышения урожайности семян и содержания масла в семенах. Существует также побочный продукт кормовой муки, так что в этой истории также есть элемент снабжения продовольствием. В настоящее время Yield10 ориентирует свои линии на фермеров в Монтане, Айдахо, а также на юге Альберты и Саскачевана.

Интересно сравнить траекторию улучшения Camelina с траекторией Семян Канолы, родственный вид, который после Второй мировой войны перешел от рапса (источника смазочного масла для пароходов) к полезному для здоровья человеку пищевому маслу и кормовой культуре с животным белком в результате многолетнего традиционного процесса селекции в Канаде. С Camelina прогресс был возможен гораздо быстрее благодаря передовым генетическим технологиям, таким как «выведение с помощью маркеров» и редактирование генов. Улучшения, которых удалось достичь Yield10, поразительны, несмотря на то, что этот вид имеет сложный аллогексаплоидный геном (3 субгенома, преимущественно по 6 копий каждого гена), что означает, что для достижения желаемого признака необходимо отредактировать множество копий каждого целевого гена. Понимая, что устойчивость к гербицидам является ключевой чертой для фермеров, желающих выращивать рыжик непрерывно. беспахотная система, Yield10 имеет трансгенную версию, в которой эта черта проходит через процесс регулирования.

В не столь отдаленном будущем, двойные урожаи Camelina могут также включать сорта, которые используют преимущества высокого содержания жира омега-3 этого вида, и Yield10 имеет права на запатентованные в Великобритании методы увеличения дополнительного содержания полезных для здоровья EPA и DHA в масле. Это может быть хорошим источником растительного масла для пищи человека и отличным кормом для аквакультуры.

Таким образом, в целом есть основания для оптимизма в отношении способности сельского хозяйства удовлетворить спрос на биотопливо и другие материалы на биологической основе в дополнение к его традиционной роли в обеспечении продовольствием, кормами и клетчаткой. Эта новая опция двойной обрезки может быть частью этого решения.