Mientras gran parte del mundo se prepara para temporadas de crecimiento más cálidas y secas como resultado del cambio climático, un equipo de investigación dirigido por investigadores de la Universidad de Nevada, Reno, ha identificado varias variedades de nopal que son particularmente adecuadas para producir biomasa para la producción de combustibles.
por John Seelmeyer, Universidad de Nevada, Reno
Los nuevos hallazgos se basan en investigaciones anteriores dirigidas por John Cushman, profesor del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Agricultura, Biotecnología y Recursos Naturales de la Universidad. El trabajo anterior identificó el nopal como una fuente de biomasa para la producción de combustibles resistente al clima, eficiente en el uso del agua y altamente productiva.
Ahora, una investigación publicada en el Journal of Agronomy and Crop Science rastrea el resultado de una prueba de campo de tres años de 14 variedades de nopal cultivado en condiciones semiáridas en la Unidad Nacional de Recursos Genéticos de Plantas de Tierras Áridas cerca de Fresno, California. comparó la cantidad de biomasa producida por cada una de las 14 variedades.
Diferencias dramáticas entre variedades.
Cushman, el investigador principal de la investigación más reciente que también realiza investigaciones como parte de la unidad de la Estación Experimental de la Universidad, dijo que las pruebas descubrieron una variación sorprendente en la producción de biomasa entre las variedades. De hecho, la variedad con mejor producción tuvo un desempeño ocho veces mejor que la variedad con peor producción. Los investigadores también encontraron diferencias significativas en la facilidad de propagación vegetativa.
La variedad que constantemente produjo la mayor cantidad de biomasa en la nueva prueba es un híbrido que es un cruce entre una especie de tuna silvestre nativa de Texas y una variedad sin espinas desarrollada por Peter Felker en la Universidad Texas A&M para uso de productores comerciales.
Ese mismo híbrido produjo la mayor cantidad de cladodios, los tallos alargados a los que a menudo se hace referencia erróneamente como hojas de cactus, y registró una de las mejores tasas de supervivencia durante la prueba de tres años. También parece ser relativamente fácil de propagar, lo que ayuda a reducir los costos laborales de reemplazar las plantas que mueren.
Cushman dijo que el excelente rendimiento de esa variedad híbrida podría mejorarse aún más a medida que los fitomejoradores trabajen para crear variedades de élite.
Las 14 variedades de cactus pera en el estudio reciente, incluidas cepas silvestres e híbridas de Estados Unidos, México y Brasil, fueron seleccionadas entre las casi 292 posibilidades que se cultivan en invernaderos en el Laboratorio de Campo Valley Road de la Estación Experimental en Reno o en el campo. condiciones en el sitio de prueba cerca de Fresno.
Fuente de biocombustible que ahorra agua
La investigación confirmó hallazgos anteriores de que el nopal es muy eficiente en el consumo de agua y requiere mucha menos agua para producir la misma cantidad de biomasa producida por cultivos más sedientos.
«Este es un factor crítico, ya que sabemos que el oeste de Estados Unidos tiene suministros de agua limitados que se están volviendo más limitados con la actual crisis climática global», dijo Cushman. «Por lo tanto, deberíamos explorar cultivos más eficientes en el uso del agua para nuestras necesidades de alimentos, piensos y bioenergía».
El nopal ya se utiliza como forraje para animales, combustible y alimento humano; en particular, los nopalitos, o almohadillas verdes del cactus, que son un pilar de la cocina mexicana. La fruta, o «atún», también se utiliza para elaborar almíbares, caramelos y jaleas. Ahora, Cushman dijo que el cambio climático está estimulando aún más el interés en el uso del nopal como cultivo en regiones áridas y semiáridas.
Conocida científicamente como Opuntia ficus-indica u Opuntia cochenillifera, el nopal se basa en un tipo inusual de fotosíntesis llamado metabolismo del ácido crasuláceo para mantenerse con vida en climas cálidos y áridos. Los poros que permiten a la planta absorber dióxido de carbono para la fotosíntesis se cierran durante el calor del día para preservar la humedad en el interior y luego se abren durante las horas más frescas de la tarde y la noche.
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Dhurba Neupane, anteriormente investigador postdoctoral en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad y autor principal del artículo reciente, ha estado estudiando los biocombustibles durante más de 14 años. Neupane, que ahora trabaja como agrónomo investigador en el Laboratorio de Investigación Agrícola del Centro Norte en Brookings, SD, dijo que estudios anteriores encontraron que el nopal se puede combinar con desechos como estiércol de vaca o desechos de mataderos para producir biocombustibles amigables con el clima.
Pero aunque las pruebas más recientes confirmaron el potencial de una forma híbrida de nopal para la producción eficiente de biomasa, Neupane dijo que los investigadores todavía quieren aprender más sobre una enfermedad que puede impedir el crecimiento del nopal, así como la amenaza que representa la cochinilla. insecto escamoso que se alimenta de nopales.
Cushman dijo que los próximos pasos de los investigadores incluirán pruebas de los mejores niveles de fertilización para mejorar la producción y evitar la sobrefertilización y pruebas de densidad de siembra. Los científicos también quieren aprender más sobre la adaptabilidad del nopal en diferentes regiones de cultivo del sur y suroeste de Estados Unidos.
Cushman dijo que los investigadores han descrito el nopal como un «alimento del futuro».
«Necesitamos explorar cultivos más resilientes al clima si queremos poder satisfacer las necesidades futuras de alimentos, forrajes y biocombustibles de una población humana en crecimiento», afirmó. «El nopal es un cultivo extremadamente importante y versátil que merece mayor atención».
Más información: Dhurba Neupane et al, Producción de biomasa de 14 accesiones de nopal (Opuntia spp.) en condiciones de tierras semiáridas, Journal of Agronomy and Crop Science (2024). DOI: 10.1111/jac.12705
