ΑΡΧΑΙΑ ΙΘΩΜΗ ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΙΕΡΗ ΕΛΛΑΔΑ

Θα μπορούσε το κάκτος αχλάδι να γίνει μια σημαντική καλλιέργεια όπως η σόγια και το καλαμπόκι στο εγγύς μέλλον και να βοηθήσει στην παροχή μιας πηγής βιοκαυσίμων, καθώς και μιας βιώσιμης καλλιέργειας τροφίμων και ζωοτροφών; Σύμφωνα με μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νεβάδας, Reno πιστεύουν ότι το εργοστάσιο, με την υψηλή ανοχή στη θερμότητα και τη χαμηλή χρήση νερού, μπορεί να είναι σε θέση να παρέχει καύσιμα και τρόφιμα σε μέρη που στο παρελθόν δεν ήταν σε θέση να αναπτυχθούν πολύ ο τρόπος βιώσιμων καλλιεργειών.

Τα παγκόσμια μοντέλα κλιματικής αλλαγής προβλέπουν ότι τα μακροπρόθεσμα γεγονότα ξηρασίας θα αυξηθούν σε διάρκεια και ένταση, με αποτέλεσμα τόσο υψηλότερες θερμοκρασίες όσο και χαμηλότερα επίπεδα διαθέσιμου νερού. Πολλές καλλιέργειες, όπως το ρύζι, το καλαμπόκι και η σόγια, έχουν ανώτερο όριο θερμοκρασίας και άλλες παραδοσιακές καλλιέργειες, όπως η αλφάλφα, χρειάζονται περισσότερο νερό από αυτό που θα μπορούσε να είναι διαθέσιμο στο μέλλον.

«Οι ξηρές περιοχές θα στεγνώσουν λόγω της κλιματικής αλλαγής», δήλωσε ο καθηγητής Βιοχημείας & Μοριακής Βιολογίας John Cushman, με το Πανεπιστήμιο Γεωργίας, Βιοτεχνολογίας και Φυσικών Πόρων του Πανεπιστημίου. “Τελικά, θα δούμε όλο και περισσότερα από αυτά τα θέματα ξηρασίας που επηρεάζουν τις καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι και η σόγια στο μέλλον.”

Τροφοδοσία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Ως μέρος της μονάδας του πειραματικού σταθμού του Κολλεγίου, ο Κουσμάν και η ομάδα του δημοσίευσαν πρόσφατα τα αποτελέσματα μιας πενταετούς μελέτης σχετικά με τη χρήση του αχλαδιού χωρίς κάψουλα ως εμπορική καλλιέργεια υψηλής θερμοκρασίας και χαμηλού νερού. Η μελέτη, που χρηματοδοτήθηκε από τον Πειραματικό Σταθμό και το Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων και Γεωργίας του Υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ, ήταν η πρώτη μακροχρόνια δοκιμή πεδίου ειδών Opuntia στις ΗΠΑ ως κλιμακούμενης πρώτης ύλης βιοενέργειας που αντικατέστησε τα ορυκτά καύσιμα.

Τα αποτελέσματα της μελέτης, η οποία πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο νότιας Νεβάδας του πειραματικού σταθμού στο Logandale, Νεβάδα, έδειξαν ότι η Opuntia ficus-indica είχε την υψηλότερη παραγωγή φρούτων ενώ χρησιμοποίησε έως και 80% λιγότερο νερό από μερικές παραδοσιακές καλλιέργειες. Οι συν-συγγραφείς περιελάμβαναν την Carol Bishop, με τη μονάδα επέκτασης του Κολλεγίου, τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Dhurba Neupane και τους μεταπτυχιακούς φοιτητές Nicholas Alexander Niechayev και Jesse Mayer.

“Ο αραβόσιτος και το ζαχαροκάλαμο είναι οι κύριες καλλιέργειες βιοενέργειας αυτή τη στιγμή, αλλά χρησιμοποιήστε τρεις έως έξι φορές περισσότερο νερό από το αχλάδι κάκτου”, δήλωσε ο Cushman. “Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η παραγωγικότητα του αχλαδιού κάκτου είναι ισοδύναμη με αυτές τις σημαντικές καλλιέργειες βιοενέργειας, αλλά χρησιμοποιήστε ένα κλάσμα του νερού και έχετε υψηλότερη ανοχή στη θερμότητα, γεγονός που τις καθιστά πολύ πιο ανθεκτικές στο κλίμα.”

Το αχλάδι του κάκτου λειτουργεί καλά ως καλλιέργεια βιοενέργειας επειδή είναι μια ευέλικτη πολυετής καλλιέργεια. Όταν δεν συλλέγεται για βιοκαύσιμα, τότε λειτουργεί ως χερσαίος νεροχύτης άνθρακα, αφαιρώντας το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και αποθηκεύοντάς το με βιώσιμο τρόπο.

“Περίπου το 42% της έκτασης σε όλο τον κόσμο ταξινομείται ως ημι-άνυδρη ή άνυδρη”, δήλωσε ο Cushman. “Υπάρχει τεράστιο δυναμικό για φύτευση κάκτων για δέσμευση άνθρακα. Μπορούμε να αρχίσουμε να καλλιεργούμε καλλιέργειες κάκτων σε εγκαταλελειμμένες περιοχές που είναι οριακές και μπορεί να μην είναι κατάλληλες για άλλες καλλιέργειες, επεκτείνοντας έτσι την περιοχή που χρησιμοποιείται για παραγωγή βιοενέργειας.”

Καύση ανθρώπων και ζώων

Η καλλιέργεια μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ανθρώπινη κατανάλωση και ζωοτροφές. Το αχλάδι κάκτου χρησιμοποιείται ήδη σε πολλές ημι-άνυδρες περιοχές σε όλο τον κόσμο για τρόφιμα και ζωοτροφές λόγω των αναγκών χαμηλού νερού σε σύγκριση με τις πιο παραδοσιακές καλλιέργειες. Ο καρπός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μαρμελάδες και ζελέ λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε ζάχαρη, και τα μαξιλάρια τρώγονται τόσο φρέσκα όσο και ως κονσερβοποιημένα λαχανικά. Επειδή τα μαξιλάρια του φυτού είναι κατασκευασμένα από 90% νερό, η καλλιέργεια λειτουργεί επίσης και για ζωοτροφές.

“Αυτό είναι το όφελος αυτής της πολυετούς καλλιέργειας”, εξήγησε ο Cushman. «Συλλέξατε τα φρούτα και τα μαξιλάρια για φαγητό, τότε έχετε αυτή τη μεγάλη ποσότητα βιομάζας στη γη που δέχεται άνθρακα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή βιοκαυσίμων».

Ο Cushman ελπίζει επίσης να χρησιμοποιήσει τα γονίδια του φραγκόσυκου της φραγκοσυκιάς για να βελτιώσει την αποδοτικότητα χρήσης νερού από άλλες καλλιέργειες . Ένας από τους τρόπους με τους οποίους το φραγκόσυκο της φραγκοσυκιάς διατηρεί το νερό είναι κλείνοντας τους πόρους του κατά τη διάρκεια της θερμότητας της ημέρας για να αποτρέψει την εξάτμιση και να τους ανοίξει τη νύχτα για να αναπνεύσει. Ο Cushman θέλει να πάρει τα γονίδια του φραγκόσυκου της φραγκοσυκιάς που το επιτρέπουν να το κάνει αυτό, και να τα προσθέσει στη γενετική σύνθεση άλλων φυτών για να αυξήσει την ανοχή τους στην ξηρασία.

Η Επίσκοπος, Εκπαιδευτής επέκτασης για την κομητεία Northeast Clark και η ομάδα της, η οποία περιλαμβάνει μαθητές του Λυκείου Moapa Valley, συνεχίζουν να βοηθούν στη διατήρηση και τη συγκομιδή περισσότερων από 250 φυτών αχλαδιών κάκτων που εξακολουθούν να καλλιεργούνται στο εργαστήριο πεδίου στο Logandale. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της μελέτης, οι μαθητές απέκτησαν πολύτιμη εμπειρία βοηθώντας στη διάδοση της ευαισθητοποίησης σχετικά με το έργο, τους στόχους του και τα πιθανά οφέλη και χρήσεις του φυτού. Έφτιαξαν βίντεο, χαρτιά, φυλλάδια και συνταγές. έδωσε περιηγήσεις στο εργαστήριο πεδίου. και πραγματοποίησε μαθήματα, συμπεριλαμβανομένων μαθήματα συγκομιδής και μαγειρικής.

Τροφοδοτώντας περαιτέρω έρευνα

Το 2019, ο Cushman ξεκίνησε ένα νέο ερευνητικό έργο με αχλάδι κάκτου στο Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ – Υπηρεσία Εθνικής Υπηρεσίας Γεωργικών Πόρων Αγροτικής Γης στο Parlier της Καλιφόρνια. Εκτός από τη συνέχιση των μετρήσεων για το πόσο θα παράγει η καλλιέργεια κάκτου, η ομάδα του Cushman, σε συνεργασία με την Claire Heinitz, επιμελήτρια της μονάδας, εξετάζει ποιες προσχωρήσεις, ή μοναδικά δείγματα φυτικού ιστού ή σπόρων με διαφορετικά γενετικά χαρακτηριστικά, παρέχουν τη μεγαλύτερη παραγωγή και βελτιστοποίηση των συνθηκών καλλιέργειας της καλλιέργειας.

«Θέλουμε ένα αχλάδι χωρίς κάκτους που να μεγαλώνει γρήγορα και να παράγει πολλή βιομάζα», είπε ο Cushman.

Ένας από τους άλλους στόχους του έργου είναι να μάθουν περισσότερα για την ασθένεια Stunt Opuntia, η οποία προκαλεί κάκτους να μεγαλώνουν μικρότερα μαξιλάρια και φρούτα. Η ομάδα λαμβάνει δείγματα από τα μολυσμένα φυτά για να εξετάσει το DNA και το RNA για να βρει τι προκαλεί την ασθένεια και πώς μεταφέρεται σε άλλους κάκτους στο χωράφι. Η ελπίδα είναι η χρήση των πληροφοριών για τη δημιουργία διαγνωστικού εργαλείου και θεραπείας για τον εντοπισμό και την πρόληψη της εξάπλωσης της νόσου και για τη διάσωση χρησιμοποιημένων τμημάτων από νοσούντα φυτά.