Wir verlangen mehr als Lebensmittel von unseren Farmen. Eine neue Zuschneideoption kann helfen, die Nachfrage zu befriedigen

Die Menschheit hängt von der Landwirtschaft ab, um unsere Lebensmittel, Futtermittel und Fasern zu produzieren, und diese Nachfrage wächst weiter. Wir betrachten Pflanzen zunehmend als klimafreundlichere Quellen für Kraftstoffe, Kunststoffe und andere „Biomaterialien“. Die Herausforderung besteht darin, diese vielfältige und wachsende Nachfrage ohne Autofahren zu erfüllen Landnutzungsänderung (LUC) – die Umwandlung von zuvor unbewirtschaftetem Land in landwirtschaftliche Betriebe. LUC führt zum Verlust der Biodiversität und zu einer massiven Freisetzung von Kohlendioxid aus diesen Böden. Durch die Verfeinerung landwirtschaftlicher Praktiken und den Einsatz neuer Technologien ist die Produktivität vieler wichtiger Nutzpflanzen stetig gestiegen (siehe Diagramme unten), aber der Klimawandel kann diesen Trend beeinträchtigen.

Es gibt eine andere Möglichkeit, die Pflanzenproduktion zu erweitern, ohne neues Land hinzuzufügen – eine Anbaumethode, die als „Double Cropping“ bekannt ist. In gemäßigten Klimazonen wird normalerweise jedes Jahr eine Ernte von jedem Morgen geerntet. Beim Doppelanbau werden zwei Kulturen gepaart, die in aufeinanderfolgenden Perioden auf derselben Parzelle in derselben Vegetationsperiode angebaut werden können. Zum Beispiel Winterweizen ist oft doppelt beschnitten mit Sojabohnen in Staaten wie Kentucky und Ohio.

Es gibt eine neu entwickelte Version einer Kultur namens Camelina, die den doppelten Anbau in nördlichen Breiten ermöglicht, wo dies zuvor nicht möglich war. Es hat das Potenzial, auf Millionen Hektar nach Feldfrüchten wie Mais und Sojabohnen oder Raps in den Prärieprovinzen Kanadas und im Norden der US-Bundesstaaten angebaut zu werden.

Double Cropping steht auch im Einklang mit dem Konzept der „regenerativen Landwirtschaft“, indem es verschiedene Arten so lange wie möglich auf dem Land wachsen lässt, was die Bodengesundheit fördert. „Deckfrüchte“ sind eine ähnliche Option, aber in diesem Fall ist die Pflanzung nicht für eine zweite Ernte vorgesehen. Im Laufe der Zeit erhöhen beide Praktiken die Dürreresistenz und die Nährstoffpufferkapazität des Landes in Kombination mit Direktsaat-Management Diese Systeme führen zu einer langfristigen Sequestrierung von mehr Kohlenstoff im Boden, was durch einen COXNUMX-Ausgleichsmarkt einen Mehrwert schaffen könnte. Es gibt eine Amortisation von Ertrag und Ertragsstabilität aus der verbesserten Bodengesundheit, aber es kann mehrere Jahre dauern, bis sie anfällt, und daher ist es schwierig, die Kosten für Saatgut und Kraftstoff für eine nicht geerntete Zwischenfrucht zu rechtfertigen. Eine Cash-Doppelernte generiert Einkommen bei gleichen Vorteilen. Doppelkulturen und Deckfrüchte erbringen auch andere „Ökosystemleistungen“, indem die aktiven Wurzelsysteme Erosion und Nährstoffabfluss während des Teils des Jahres nach der Ernte der primären Marktfrucht verhindern. Obwohl Camelina keine Bienen zur Bestäubung benötigt, sind seine Blüten eine ausgezeichnete Futterressource denn Bienen und seine goldgelb blühenden Felder sind schön anzusehen. In Anerkennung der vielen Vorteile des doppelten Anbaus hat das USDA zusätzliche Abdeckung für die Praxis in seinem Ernteversicherungsprogramm.

Es besteht erneutes Interesse an Biokraftstoffen, und Anreize für diesen Sektor sind in den kürzlich verabschiedeten Klimaschutzinitiativen enthalten Inflationsbekämpfungsgesetz. Dies hat das Interesse großer Akteure geweckt, die nach alternativen Transportkraftstoffen suchen. In diesem Umfeld wird Camelina zu einer logischen Option für die Weiterentwicklung.

Camelina ist eigentlich eine alte Ernte, die war in Europa bis Anfang des 20. Jahrhunderts eine verbreitete Quelle für Lampenöl und Tierfutter^th Jahrhundert. Es wurde kürzlich von einem Unternehmen namens Ausbeute-10 Biowissenschaften. Mit den fortschrittlichen Züchtungswerkzeugen, die heute verfügbar sind, ist es möglich, eine relativ unverbesserte Kultur wie Camelina zu nehmen und schnell verbesserte Versionen zu entwickeln, die den modernen Anforderungen entsprechen. Der anfängliche Fokus von Yield10 lag auf der Entwicklung von Versionen mit sehr hoher Ausbeute und hohem Ölgehalt, die zur Herstellung von Biodiesel und Düsentreibstoff verwendet werden könnten. Die führenden Wintersorten von Yield10 für diesen Zweck wurden in diesem Herbst für die Aussaat auf größeren Anbauflächen erweitert, und das Unternehmen hat eine starke Pipeline von proprietären genetischen Merkmalen in der Pipeline, um den Samenertrag und den Samenölgehalt weiter zu steigern. Es gibt auch ein Futtermehl-Nebenprodukt, also gibt es in dieser Geschichte auch ein Nahrungsversorgungselement. Yield10 zielt derzeit mit seinen Linien auf Landwirte in Montana, Idaho und im Süden von Alberta und Saskatchewan ab.

Es ist interessant, den Verlauf der Camelina-Verbesserung mit dem von zu vergleichen Canola, eine verwandte Art, die nach dem Zweiten Weltkrieg durch einen jahrzehntelangen konventionellen Züchtungsprozess in Kanada von Rapssamen (eine Quelle von Schmieröl für Dampfschiffe) zu einer gesunden Speiseöl- und tierischen Proteinfutterpflanze umgewandelt wurde. Mit Camelina waren aufgrund fortschrittlicher Gentechnologien wie „markergestützte Züchtung“ und Gen-Editierung viel schnellere Fortschritte möglich. Die Verbesserungen, die Yield10 erreichen konnte, sind dramatisch, obwohl diese Art ein komplexes allohexaploides Genom hat (3 Subgenome, überwiegend 6 Kopien jedes Gens), was bedeutet, dass viele Kopien jedes Zielgens bearbeitet werden müssen, um das gewünschte Merkmal zu erreichen. Die Erkenntnis, dass Herbizidtoleranz ein Schlüsselmerkmal für Landwirte ist, die Camelina kontinuierlich anbauen möchten No-Till-System, Yield10 hat eine transgene Version mit dieser Eigenschaft, die ihren Weg durch den Regulierungsprozess findet.

In nicht allzu ferner Zukunft, Leindotter-Doppelkulturen könnten auch Sorten umfassen, die den hohen Omega-3-Fettgehalt dieser Art nutzen, und Yield10 hat die Rechte an im Vereinigten Königreich patentierten Verfahren zur Erhöhung des zusätzlichen gesundheitsfördernden EPA- und DHA-Gehalts des Öls. Dies könnte eine gute Quelle für Pflanzenöl für die menschliche Ernährung sein, und es wäre ein ausgezeichnetes Aquafutter.

Insgesamt besteht also Grund zu Optimismus hinsichtlich der Fähigkeit der Landwirtschaft, die Nachfrage nach Biokraftstoffen und anderen biobasierten Materialien zusätzlich zu ihrer traditionellen Rolle als Nahrungs-, Futter- und Faserlieferant zu decken. Diese neue Option zum doppelten Zuschneiden kann ein Teil dieser Lösung sein.