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El estudio muestra al tuna como un cultivo resistente a la sequía para un combustible y un alimento sostenibles

De los tres tipos de aloe vera investigados por la Universidad de Nevada, Reno como cultivo de biocombustible tolerante a la sequía, Opuntia ficus-indica produjo la mayor cantidad de fruta con hasta un 80% menos de uso de agua que algunos cultivos convencionales. Crédito: John Cushman, Universidad de Nevada, Reno.

¿Podría el cactus de pera convertirse en un cultivo básico como la soja y el maíz en un futuro cercano y ayudar a proporcionar una fuente de biocombustible, así como un cultivo alimentario y forrajero sostenible? Según un estudio publicado recientemente, los investigadores de la Universidad de Nevada en Reno creen que la planta, con su alta tolerancia al calor y el bajo consumo de agua, puede proporcionar combustible y alimentos en lugares que antes no podían crecer mucho. en el camino de los cultivos sostenibles.


Los modelos de cambio climático global predicen que los eventos de sequía a largo plazo aumentarán en duración e intensidad, lo que resultará en temperaturas más altas y niveles más bajos de agua disponible. Muchos cultivos, como el arroz, el maíz y la soja, tienen un límite superior de temperatura, y otros cultivos tradicionales, como la alfalfa, requieren más agua de la que podría estar disponible en el futuro.

“Las regiones áridas se secarán debido al cambio climático”, dijo el profesor John Cushman, profesor de bioquímica y biología molecular, en la Facultad de Agricultura, Biotecnología y Recursos Naturales de la universidad. “En última instancia, veremos más y más problemas de sequía que afectarán cultivos como el maíz y la soja en el futuro”.

Alimentando la energía renovable

Como parte de la unidad de la estación experimental de la universidad, Cushman y su equipo publicaron recientemente los resultados de un estudio de cinco años sobre el uso de la columna. cactus pera Como cultivo comercial de alta temperatura y bajo nivel de agua. El estudio, financiado por la Estación Experimental y el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU., Fue el primer ensayo de campo a largo plazo de especies de Opuntia en los Estados Unidos como materia prima escalable para bioenergía para reemplazar los combustibles fósiles.

Los resultados del estudio, realizado en el Laboratorio de Campo del Sur de Nevada de la Estación Experimental en Lugandale, Nevada, mostraron que Opuntia ficus-indica tuvo la mayor producción de fruta y utilizó hasta un 80% menos de agua que algunos cultivos convencionales. Entre los coautores se encuentran Carol Bishop, de la unidad de asesoramiento docente, la investigadora postdoctoral Dorba Neuban y los estudiantes graduados Nicholas Alexander Nishayev y Jesse Mayer.

“El maíz y la caña de azúcar son dos de los cultivos de bioenergía más importantes en la actualidad, pero utilizan de tres a seis veces más agua en comparación con el cactus de pera”. Este estudio mostró que el rendimiento de las peras de aloe vera está a la par con estas cultivos bioenergéticos importantes, pero usan una pequeña fracción que el agua y tienen una mayor tolerancia al calor, lo que lo convierte en un cultivo más resistente al clima ”.

La pera de aloe vera funciona bien como cultivo bioenergético, ya que es un cultivo permanente versátil. Cuando no se recolecta para biocombustibles, actúa como un sumidero de carbono del suelo, eliminando el dióxido de carbono de la atmósfera y almacenándolo de manera sostenible.

“Aproximadamente el 42% de la superficie terrestre del mundo está clasificada como semiárida o árida”, dijo Cushman. “Existe un enorme potencial para el cultivo de cactus para secuestrar carbono. Podemos comenzar a cultivar nopal en áreas desiertas que pueden no ser aptas para otros cultivos, expandiendo así el área utilizada para producir bioenergía”.

Encendiendo personas y animales

El cultivo también se puede utilizar para el consumo humano y como forraje para el ganado. Las peras de aloe ya se utilizan en muchas regiones semiáridas de todo el mundo como alimento y forraje debido a su menor necesidad de agua en comparación con los cultivos tradicionales. La fruta se puede utilizar en mermeladas y jaleas debido a su alto contenido en azúcar, y las almohadillas se comen frescas y en conserva. Dado que las almohadillas para plantas están hechas de un 90% de agua, el cultivo también funciona muy bien para la alimentación del ganado.

“Este es el beneficio de este cultivo perenne”, dijo Cushman. “Cosechaste fruta, cosechaste alimentos y luego tienes esta gran cantidad de biomasa que hay en la Tierra que atrapa carbono y puede usarse para producir biocombustibles”.

Cushman también espera usar los genes de la pera del aloe vera para mejorar la eficiencia del uso del agua por parte de otras personas. Cultivos. Una de las formas en que las plantas de aloe vera retienen el agua es cerrar los poros durante el calor del día para evitar la evaporación y abrirlos por la noche para respirar. Cushman quiere tomar los genes de una pera de un aloe vera que le permitan hacerlo y agregarlos a la composición genética de otras plantas para aumentar su tolerancia a la sequía.

Bishop, maestra de extensión del noreste del condado de Clark, y su equipo, que incluye a estudiantes de la escuela secundaria Moapa Valley, continúan ayudando a mantener y cosechar las más de 250 plantas de aloe vera que aún se cultivan en el laboratorio de campo de Logandale. Además, durante el estudio, los estudiantes adquieren una valiosa experiencia que ayuda a difundir el conocimiento sobre el proyecto, sus objetivos, beneficios y usos potenciales de la planta. Produjeron videos, artículos, folletos y recetas; Visitas guiadas en el laboratorio de campo; Dictó clases, incluidas clases de cosecha y cocina.

Más búsqueda de combustible

En 2019, Cushman comenzó un nuevo proyecto de investigación con aloe vera en la Unidad Nacional de Recursos Genéticos de Plantas de Tierras Secas del USDA – Servicio de Investigación Agrícola en Parler, California. Además de continuar midiendo cuánto produjo el aloe vera, el equipo de Cushman, en colaboración con Claire Heintz, curadora de la unidad, está investigando qué insumos, muestras únicas de tejido vegetal o semillas con diferentes características genéticas, proporcionan el mayor rendimiento y mejoran las condiciones de crecimiento del cultivo.

“Queremos una pera sin espinas que crezca rápidamente y produzca mucha biomasa”, dijo Cushman.

Otro objetivo del proyecto es aprender más sobre la opuntia, que hace que las plantas de aloe vera produzcan frutos y almohadillas más pequeñas. El equipo toma muestras de las plantas afectadas para verificar su ADN y ARN para averiguar qué causa la enfermedad y cómo transferirla a otros tipos de aloe vera en el campo. La esperanza es que la información se utilice para crear una herramienta de diagnóstico y tratamiento para detectar y prevenir brotes de enfermedades y salvar partes utilizables de plantas enfermas.


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más información:
Dhurba Neupane et al, Prueba de campo de cinco años de rendimiento de biomasa y respuesta de entrada de agua al cactus pera (Opuntia spp.) Como materia prima bioenergética para tierras áridas, Bioenergía GCB (2021). DOI: 10.1111 / gcbb.12805

La frase: Estudio muestra que el cactus de pera es un cultivo tolerante a la sequía para obtener combustible y alimentos sostenibles (2021, 5 de marzo). Consultado el 5 de marzo de 2021 en https://phys.org/news/2021-03-cactus-pear-d fave-tolerant- sustentable para cultivos. html

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