Kernza:Det miljøvenlige hvedeafgrøde, der ønsker at fodre verden

Landbrugets udvikling har været afgørende for civilisationens fremgang. Men i det 21. århundrede, det stadigt stigende behov for jordens voksende befolkning for mad er en af ​​de faktorer, der har sat vores planets miljø i fare. Landbrug står for næsten en fjerdedel af menneskelige emissioner, der varmer atmosfæren, og så meget som halvdelen af ​​det kommer fra at pløje jorden for at dyrke afgrøder som hvede, majs og sojabønner, som frigiver kuldioxid og de mere potente drivhuse gasser metan og lattergas, sidstnævnte et biprodukt ved brug af gødning.

Derfor har forskere arbejdet med måder at reducere landbrugets skadelige miljøeffekter. En lovende nyskabelse er et korn med det varemærkede navn Kernza, som har en sød, nøddeagtig smag og kan laves til mel til brug i brød, morgenmadsprodukter og andre fødevarer og også som ingrediens i produkter lige fra øl til is. I modsætning til nogle mere kendte korn, Kernza er et flerårigt korn, fremstillet af planter, der ikke skal genplantes hvert år så du skal ikke bruge årlig jordbearbejdning.

Ud over, Kernza har et dybt rodsystem, der når over 10 fod (over 3 meter) ned i jorden og kan hjælpe med at opsuge, eller fange, atmosfærisk kulstof. Og det rodsystem kan muligvis også gøre det mere modstandsdygtigt over for virkningen af ​​tørke i forbindelse med klimaændringer i nogle områder. Efter at korn er høstet, marker beplantet med Kernza kan også bruges til fodring med husdyr.

Landinstituttets rolle

Kernza blev udviklet af The Land Institute, en Salina, Kansas-baseret organisation grundlagt i 1976. Medstifter Wes Jackson "havde denne epifani, "forklarer Rachel Stroer, instituttets chef for strategi. Det moderne landbrugs store problem, Jackson indså, var, at det var ved at slides jorden, ved at fokusere på monokultur - at dyrke en enkelt afgrøde i et bestemt område - og stole på årlige afgrøder.

"Vi har brugt årlige afgrøder siden landbrugets begyndelse, 10, For 000 år siden, så det er ikke nyt, "Siger Stroer. Men da denne praksis blev intensiveret på moderne gårde, dens destruktive ulemper blev mere og mere tydelige, i form af erosion, nedslidt jord, der krævede stigende mængder gødning og forurenet grundvand.

Ifølge Stroer, Jackson så udviklingen af ​​flerårige korn til at erstatte årlige som en vigtig del af løsningen på disse problemer.

"I betragtning af at korn udgør over 70 procent af vores globale kalorieforbrug og over 70 procent af vores globale afgrødeområder, overgangen fra en ekstraherende årlig model til en flerårig model er den bedste chance, vi har for at skabe en virkelig regenerativ madfremtid, "Landinstituttets websted forklarer.

Udfordringen med at udvikle en ny madafgrøde

Det er svært at udvikle nye madafgrøder, tidskrævende udfordring. Tilbage i 1983, forskere ved Rodale Institute, en anden forskningsorganisation, identificerede en plante kaldet mellemhvedegræs (videnskabeligt navn Thinopyrum intermedium ), en art relateret til hvede, som en lovende kandidat, der kunne udvikles til et flerårigt korn. De arbejdede med forskere fra det amerikanske landbrugsministerium for at opdrætte planten og forbedre dens frugtbarhed og frøstørrelse.

I 2003, Landinstituttet begyndte også at arbejde med at udvikle mellemhvedegræs. Med indsatsen guidet af hovedforsker Lee DeHaan, instituttet har brugt år på at opdrætte planten til at udvikle Kernza, det registrerede handelsnavn for deres sort. (Her er mere om Kernzas oprindelseshistorie fra instituttets websted.)

På nogle måder, processen med at udvikle en ny afgrøde har ikke ændret sig meget siden forhistorisk tid. I bund og grund, det involverer avl generation efter generation af en plante, i et forsøg på at promovere de ønskede egenskaber, du søger. "Du krydser to forældre, og plant babyerne, og se hvordan de ser ud, "Stroer siger." Dem med de største frø, du beholder. Og det gør du år efter år. "

Imidlertid, planteavlere har nogle værktøjer, som de gamle manglede. De har brugt en proces kaldet molekylær avl, hvor de bruger genetisk analyse til at bestemme de egenskaber, som planten har, selv før den vokser til fuld størrelse, at få øje på planter med størst mulig avl.

"Det har taget os 10, 000 år og intensiverede 200 års moderne avl for at få de afgrøder, vi har i dag, "Siger Stroer. Til sammenligning, "Det har taget 20 for at få Kernza derhen, hvor det er. Det kan tage yderligere 20 for at få det til at konkurrere i stor skala med enårige."

Men i bestræbelserne på at gøre Kernza til en kommercielt levedygtig afgrøde, der er meget arbejde foran. Stroer siger, at forskere nu arbejder på at øge størrelsen og antallet af frøene, der produceres af hver Kernza -plante, og for at øge planternes højde.

Høstudfordringen

En ulempe ved Kernza er, at i modsætning til konventionel hvede, det egner sig endnu ikke til fritærskning, hvor det spiselige korn let løsnes fra planten, og kræver i stedet et andet trin kaldet dehulling for at fjerne frøets hud, før det kan blive til mel, ifølge Stroer.

"Høst af korn fra Kernza kan også være mere udfordrende end årlige korn som hvede, fordi Kernza -stilke forbliver grønne efter kornet modnes, der henviser til, at hvede stammer fuldstændigt ældner [eller bliver gamle og visner] og passerer igennem kombineres lettere, "siger Matt Ryan, en lektor i jord- og afgrødevidenskab ved Cornell University og medforfatter af denne 2018 Bioscience-artikel om Kernza-dyrkningsmetoder, via e-mail.

Udover at opdrætte Kernza for at gøre den velegnet til fritærskning i fremtiden, forskere arbejder på at få udbyttet fra Kernza -gårde til at matche det, de har kunnet opnå på deres forskningsområder. Til det formål, de indsamler data fra landmænd for at hjælpe med at finde ud af, hvordan man timer Kernza -høsten, hvilke indstillinger der ville være optimale for mejetærskere, og andre faktorer, der kan gøre felterne mere produktive. Allerede, Kernza vokser den 2. 025 acres (819 hektar) i 15 stater og mere end 100 landmænd og 53 forskellige forskningspartnere fra forskellige institutioner arbejder på indsatsen.

Forskere arbejder også med bagere, kokke, bryggerier og destillerier til at udvikle produkter, der anvender Kernza, at være med til at skabe et fremtidigt marked for det. Et produkt, der allerede er på markedet, er Long Root Pale Ale, hvis skaber, Patagonia -bestemmelser, henviser til Kernzas miljømæssige positive sider i sin markedsføring.

"Jeg har arbejdet med Kernza i 10 år, og det har været et sjovt eventyr, "Steve Culman, en adjunkt på skolen for miljø og naturressourcer ved Ohio State University, og en af ​​Ryans medforfattere, siger via e -mail. "Jeg tror, ​​at en af ​​de ting, jeg virkelig har sat pris på, er, at succesfuld domesticering og udvikling af en ny afgrøde kræver mere arbejde, end nogen virkelig kan sætte pris på. Det er en stor samarbejdsindsats, der virkelig kræver, at mange mennesker arbejder sammen - forskere fra mange discipliner, fødekæde -aktører og et forbrugermarked, der er klar til og ønsker det. Det er en temmelig skræmmende opgave, men også hvad der gør det så sjovt at være en del af det. "

Instituttets Kernza -program er blot en del af en større indsats for at udvikle flerårige afgrøder, der en dag kan erstatte konventionelle årlige afgrøder. Også i værkerne er flerårig hvede, sorghum, bælgfrugter og oliefrø. Instituttet har været med til at lancere og finansiere et program i Kinas Yunnan -provins for at udvikle en flerårig version af ris.

"Det ultimative mål er bestemt fræk, men det skal erstatte etårige med stauder globalt, "Siger Stroer.

Sidste år, General Mills 'Cascadian Farms-mærke producerede et limited edition Honey Toasted Kernza-korn, som den solgte for at skaffe midler til forskere. "Vi håber, at høsten i år vil give et større volumen, så vi kan skabe et korn, der kan være mere bredt tilgængeligt, "siger en talsmand for General Mills via e -mail.