El género de gramíneas Miscanthus, comúnmente utilizado para agregar movimiento y textura a los jardines, podría convertirse rápidamente en la primera opción para la producción de biocombustible.
por Earlham Institute
Un nuevo estudio muestra que estos pastos se pueden cultivar en condiciones de menor grado agrícola, como tierras marginales, debido a su notable resiliencia y capacidad fotosintética a bajas temperaturas.
El miscanthus es un biocombustible prometedor gracias a su alto rendimiento de biomasa y bajos requisitos de insumos, lo que significa que puede adaptarse a una amplia gama de zonas climáticas y tipos de tierra. Se considera una opción comercial viable para los agricultores, pero los rendimientos pueden verse amenazados por un suministro de agua insuficiente o excesivo, como el aumento de las inundaciones invernales o las olas de calor del verano.
Con muy poco conocimiento sobre su productividad en condiciones de suelo inundado y saturado de humedad , los investigadores del Instituto Earlham en Norwich querían comprender las diferencias en la tolerancia al estrés hídrico entre las especies de Miscanthus para guiar el mejoramiento de cultivos asistido por genómica.
El equipo de investigación, junto con colaboradores de TEAGASC, la Autoridad de Desarrollo Agrícola y Alimentario de la República de Irlanda y el Instituto de Ciencias Biológicas, Ambientales y Rurales de Gales, analizó varios genotipos de Miscanthus para identificar rasgos que proporcionaron información sobre la adaptación y regulación de genes. durante el estrés hídrico.
Encontraron genes específicos que desempeñan funciones clave en respuesta al estrés hídrico en diferentes especies de Miscanthus y observaron consistencias con procesos biológicos funcionales que son críticos durante la supervivencia del estrés por sequía en otros organismos.
El Dr. José De Vega, autor del estudio y líder de grupo del Earlham Institute, dijo: «El miscanto es un cultivo comercial debido a su alta productividad de biomasa, resiliencia y capacidad para continuar la fotosíntesis durante los meses de invierno. Estas cualidades lo convierten en un particularmente buen candidato para el crecimiento en tierras marginales en el Reino Unido, donde los rendimientos podrían verse limitados por veranos abrasadores e inviernos húmedos «.
Anteriormente, una prueba de una década en Europa mostró que Miscanthus producía hasta 40 toneladas de materia seca por hectárea cada año. Esto se logró después de solo dos años de establecimiento, lo que demostró que su capacidad de biocombustible era más eficiente en la producción de etanol por hectárea que el pasto varilla y el maíz.
Las especies de Miscanthus se han utilizado como especies forrajeras en Japón, Corea y China durante miles de años y, debido a su alto rendimiento de biomasa y alto contenido de lignocelulosa (materia seca vegetal), se utilizan comercialmente como materia prima para la producción de bioenergía.
La biomasa de lignocelulosa es la materia prima más abundante disponible en la Tierra para la producción de biocombustibles, principalmente para la producción de bioetanol. La alta capacidad de biomasa del Miscanthus hace que la hierba sea un producto valioso para los agricultores en tierras marginales, pero las respuestas del cultivo al estrés hídrico varían según el origen de la especie Miscanthus.
Los científicos compararon las respuestas fisiológicas y moleculares entre las especies de Miscanthus tanto en condiciones de inundación como de sequía. Las condiciones fisiológicas inducidas se utilizaron para un análisis en profundidad de la base molecular del estrés hídrico en especies de Miscanthus.
Se observó una pérdida significativa de biomasa en condiciones de sequía en las cuatro especies de Miscanthus. En condiciones de inundación, el rendimiento de biomasa fue tan bueno o mejor que en condiciones controladas en todas las especies. El bajo número de genes expresados diferencialmente y el mayor rendimiento de biomasa en condiciones de inundación apoyaron el uso de Miscanthus en tierras marginales propensas a inundaciones .
«El desafío global de alimentar a la población mundial en constante crecimiento se ve exacerbado cuando los cultivos alimentarios se utilizan como materia prima para la producción de energía verde», dijo el Dr. De Vega.
«El fitomejoramiento exitoso para la producción de etanol y productos químicos requiere la capacidad de crecer en tierras marginales junto con priorizar los atributos; no relacionados con los alimentos, perenne, con alto rendimiento de biomasa, bajo aporte químico y mecánico, mayor eficiencia en el uso del agua y alta capacidad de almacenamiento de carbono. Miscanthus cumple con estos para mejorar la reproducción, lo que ahorra dinero y espacio para los agricultores, y ayuda a nuestro medio ambiente contaminado mediante la emisión de CO 2 .
«El equipo de investigación se encuentra en el proceso de selección inicial de genotipos de alta biomasa de grandes poblaciones de Miscanthus que están mejor adaptadas a las condiciones del Reino Unido y requieren pocos insumos. El uso de enfoques genómicos nos permite comprender mejor los rasgos que hacen que algunas especies de Miscanthus sean un alternativa comercialmente sostenible para tierras marginales y aplicando esto a las prácticas agrícolas «.
