Kernza:想要养活世界的环境友好的小麦农作物

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成熟中间小麦草的黄金田(Thinopyrum中间)或Kernza,位于堪萨斯州萨利纳的土地研究所的研究农场。Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)

的发展农业兴发登录m xf839 com对文明的兴起至关重要。但是在21世纪,地球人口不断增长的食物的需求不断增加,这是使我们星球环境危险的因素之一。农业占人类排放量的近四分之一,使气氛变暖,并且多达一半其中来自耕作土壤来种植农作物,例如小麦,玉米和大豆,它们释放二氧化碳和更有效的温室气体甲烷和氧化二氮,后者是一种副产品肥料使用。

这就是为什么研究人员一直在研究减少农业有害环境影响的方法。兴发登录m xf839 com一个有希望的创新是带有商标名称的谷物克恩扎,具有甜味,坚果味的味道,可以制成面粉,以用于面包,早餐谷物和其他食物,也可以作为从啤酒到冰淇淋等产品的成分。与一些更熟悉的谷物不同,Kernza是一种多年生谷物,是由不必每年重新种植的植物生产的,因此不需要每年的耕作。

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此外,Kernza的根系具有深层根系,该系统达到了10英尺以上(超过3米)的土壤,可能有助于隔离或捕获大气碳。根系也可能使其对某些地区的气候变化相关的干旱影响更具抵抗力。收获谷物后,还可以使用Kernza种植的田地。觅食由牲畜。

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比较小麦根与Thinopyrum中间,或多年生小麦草,四个季节。
Wikimedia Commons(CC By 3.0)

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土地研究所的角色

Kernza是由堪萨斯州萨利纳州的Land Institute开发的,该组织成立于1976年。韦斯·杰克逊“有这个顿悟。”雷切尔·斯特罗尔(Rachel Stroer)该研究所的首席战略官。杰克逊意识到,现代农业的最大问题是,它通过专注于兴发登录m xf839 com单一文化兴发登录m xf839 com- 在某个地区种植单一的作物 - 并依靠年度作物。

斯特罗尔说:“自从农业开始以来,我们就一直在使用年度农作物,这并不是什么新鲜事物。”兴发登录m xf839 com但是,随着这种实践在现代农场的加剧,其破坏性的弊端变得越来越明显,以侵蚀,破旧的土壤形式,需要增加肥料量和污染的地下水。

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根据斯特罗尔的说法,杰克逊认为多年生谷物的发展是将年度谷物取代,这是解决这些问题的重要组成部分。

“鉴于谷物占我们全球热量消耗的70%以上,超过70%的全球作物土地,从提取年度模型过渡到多年生模型是我们创造真正再生食品未来的最佳机会。”土地研究所的网站解释

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开发新粮食作物的挑战

开发新的粮食作物是一个困难,耗时的挑战。早在1983年,科学家罗代尔研究所,另一个研究组织确定了一个名为的工厂中间小麦草(科学名称Thinopyrum中间),一种与小麦有关的物种,作为一种有前途的候选人,可以发展成多年生谷物。他们与美国农业部的研究人员合作,以繁殖植物并改善其生育能力和种子大小。兴发登录m xf839 com

2003年,土地研究所也开始开发中间小麦草。在首席科学家指导的努力下李·德哈恩(Lee Dehaan),该研究所花了多年的时间繁殖了植物,以发展Kernza,注册商品名因为他们的多样性。(这是有关克恩扎的起源故事的更多信息来自研究所的网站。)

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在某些方面,自史前时代以来,开发新作物的过程并没有太大变化。基本上,它涉及一代植物的生成生成,以促进您想要的理想特征。斯特罗尔说:“你要交叉两个父母,然后种下婴儿,看看他们的外观。”“你保留的那些种子最大的种子。你那个年复一年。”

但是,植物育种者有一些古人缺乏的工具。他们采用了一个称为的过程分子育种,在其中,他们使用遗传分析来确定植物甚至在全尺寸之前具有最大繁殖潜力的植物的特征。

斯特罗尔说:“我们花了10,000年的时间,并加强了200年的现代繁殖,才能获得我们今天的农作物。”相比之下,“将克恩扎(Kernza)到达的位置花了20个。可能需要另外20个才能使其与年度比赛进行大规模竞争。”

但是,为了将Kernza变成商业上可行的农作物,还有很多工作要做。斯特罗尔说,研究人员现在正在努力增加每种克恩扎植物生产的种子的大小和数量,并增加植物的高度。

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收获挑战

克恩扎(Kernza)的一个缺点是,与传统的小麦不同,它尚不适合罚款斯特罗尔说,在其中很容易从植物中松动食用谷物,而需要另一个称为脱毛的步骤才能清除种子的皮肤,然后才能变成面粉。

“从克恩扎收获谷物也比小麦等年度谷物更具挑战性,因为谷物成熟后,克恩扎茎保持绿色,而小麦茎完全卷积(或变老,枯萎),并更容易地通过联合因子,”马特·瑞安(Matt Ryan)说。康奈尔大学土壤与作物科学副教授,以及本2018年生物科学文章的合着者克恩扎培养方法, 通过电子邮件。

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除了繁殖克恩萨(Kernza)以使其未来适合罚款之外,科学家们还努力使克恩扎农场(Kernza Farms)产生的收益率与他们在研究地块上的能力相匹配。为此,他们正在收集农民的数据,以帮助弄清楚如何计时Kernza Harvest,哪些设置对联合收割机是最佳的,以及其他可能使领域提高生产力的因素。Kernza已经长大了15个州的2,025英亩(819公顷)来自各个机构的100多个农民和53个不同的研究伙伴正在努力。

研究人员还与面包师,厨师,酿酒厂和酿酒师合作开发利用Kernza的产品,以帮助创造未来的市场。市场上已经有一种产品是长根淡啤酒,其制造商巴塔哥尼亚的规定引用了克恩扎(Kernza)在其营销中的环境积极性。

“我已经与克恩扎合作了10年,这是一次有趣的冒险,”史蒂夫·库尔曼(Steve Culman),俄亥俄州立大学环境与自然资源学院的助理教授,以及瑞安(Ryan)的合着者之一,他通过电子邮件说。“我认为我真正意识到的一件事是,成功地驯化和开发新作物需要比任何人真正欣赏的更多工作。这是一项主要的合作努力,确实确实需要许多人一起工作 - 许多人的科学家纪律,食物链演员和一个准备好并想要它的消费市场。这是一项非常艰巨的任务,但也使成为其中的一部分变得如此有趣。”

该研究所的Kernza计划只是开发多年生作物的更大努力的一部分,有一天可能取代传统的年度农作物。在作品中也是多年生小麦,高粱,豆类和油料种子。该研究所帮助在中国云南省启动并资助了一项计划,以开发多年生版的大米。

斯特罗尔说:“最终目标肯定是大胆的,但这是在全球多年生植物中取代年度学生。”

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