Оскільки велика частина світу готується до спекотніших і посушливих сезонів вегетації внаслідок зміни клімату, дослідницька група на чолі з Університетом Невади в Ріно виявила кілька сортів кактусової груші, які особливо добре підходять для біомаси для виробництва палива.
Нові результати ґрунтуються на більш ранніх дослідженнях, проведених Джоном Кушманом, професором кафедри біохімії та молекулярної біології Коледжу сільського господарства, біотехнології та природних ресурсів. Більш рання робота визначила кактусову грушу як кліматично стійке, водозберігаюче та високопродуктивне джерело біомаси для виробництва палива.
Наразі дослідження, опубліковане в Журналі агрономії та рослинництва, відслідковує результати трирічних польових випробувань 14 сортів кактусової груші, вирощених у напівзасушливих умовах у Національному відділі генетичних ресурсів рослин посушливих земель неподалік Фресно, Каліфорнія. порівняли кількість біомаси, що виробляється кожним із 14 сортів.
Різкі різницю між сортами
Кушман, головний дослідник останніх досліджень, який також проводить дослідження у рамках експериментальної станції коледжу, сказав, що випробування виявили дивовижні відмінності у виробництві біомаси серед сортів. Фактично, найкращий урожайний сорт показав себе у вісім разів краще, ніж найгірший урожайний сорт. Дослідники також виявили суттєві відмінності у легкості вегетативного розмноження.
Сорт, який стабільно давав найбільшу біомасу в новому тесті, є гібридом, що є чимось середнім між видом дикої опунції, що росте в Техасі, і безхребетним сортом, виведеним Пітером Фелкером з Техаського університету A&M для використання комерційними виробниками.
Той же гібрид дав найбільше кладодій, подовжених стебел, які часто помилково називають листям кактуса, і показав один із кращих показників виживання за трирічне випробування. Крім того, його відносно легко розмножувати, що допомагає знизити трудовитрати на заміну рослин, що відмирають.
Кушман сказав, що визначні характеристики цього гібридного сорту можуть бути покращені ще більше, оскільки селекціонери працюють над створенням елітних сортів.
14 різновидів грушевих кактусів, включених у недавнє дослідження, включаючи дикі та гібридні сорти зі США, Мексики та Бразилії, були вибрані з майже 292 варіантів, які вирощуються у теплицях у польовій лабораторії Valley Road при Експериментальній станції у Ріно або у польових умовах. умови на випробувальному полігоні неподалік Фресно.
Водозберігаюче джерело біопалива
Дослідження підтвердило більш ранні висновки про те, що кактусова груша дуже ефективно витрачає воду: для виробництва тієї ж кількості біомаси, яку виробляють спраглиші культури, потрібно набагато менше води.
“Це критичний фактор, оскільки ми знаємо, що запаси води на заході Сполучених Штатів обмежені, і ці обмеження стають лише ще більш обмеженими у зв’язку з нинішньою глобальною кліматичною кризою”, – сказав Кушман. «Тому нам слід вивчити можливість вирощування культур, які більш ефективно використовують воду, для задоволення наших потреб у продовольстві, кормах та біоенергетиці».
Кактусова груша вже використовується як корм для тварин, палива та їжі для людини — зокрема нопаліто, або зелені подушечки кактуса, які є основою мексиканської кухні. Плід, або «тунець», також використовується для приготування сиропів, цукерок та желе. Тепер, за словами Кушмана, зміна клімату стимулює ще більший інтерес до використання кактусової груші як сільськогосподарської культури у напівзасушливих та посушливих регіонах.
Відома з наукової точки зору як Opuntia ficus-indica або Opuntia cochenillifera, кактусова груша спирається на незвичайний тип фотосинтезу, званий метаболізмом товстянкової кислоти, щоб залишатися живим у спекотному та посушливому кліматі. Пори, які дозволяють рослині поглинати вуглекислий газ для фотосинтезу, закриваються в денну спеку, щоб зберегти вологу всередині, а потім відкриваються в прохолодніші вечірні та нічні години.
Дхурба Ньюпане, який раніше працював науковим співробітником на кафедрі біохімії та молекулярної біології університету та провідний автор нещодавньої статті, займається вивченням біопалива понад 14 років. Неупан, який зараз працює агрономом-дослідником у Північно-центральній лабораторії сільськогосподарських досліджень у Брукінгсі, Південна Дакота, сказав, що попередні дослідження показали, що кактусову грушу можна поєднувати з такими відходами, як коров’ячий гній чи відходи скотобійні, для виробництва екологічно чистого біопалива.
Але хоча новітні випробування підтвердили потенціал гібридної форми грушевого кактусу для ефективного виробництва біомаси, Нойпан заявив, що дослідники все ще хочуть дізнатися більше про хворобу, яка може затримувати зростання кактусу, а також про загрозу кошенілу. Щитівка, що харчується грушевим кактусом.
Кушман сказав, що наступні кроки дослідників включатимуть тестування найкращих рівнів внесення добрив для поліпшення виробництва, уникаючи при цьому надмірного внесення добрив, а також тестування щільності посадки. Вчені також хочуть дізнатися більше про адаптивність грушевого кактусу у різних регіонах вирощування на півдні та південному заході Америки.
Кушман сказав, що дослідники описали кактусову грушу як «їжу майбутнього».
«Нам необхідно вивчити більше культур, стійких до зміни клімату, якщо ми хочемо забезпечити майбутні потреби населення, що росте, у продовольстві, кормах та біопаливі», – сказав він. «Кактусова груша — надзвичайно важлива й універсальна культура, яка заслуговує на більшу увагу».