Çok yıllık tahıl - Perennial grain

Ara buğday çimi kökleri, yıllık buğdayınkilere kıyasla çok yıllık bir tahıl adayı (her panelde solda)

Bir çok yıllık tahıl bir tahıl mahsulü Çoğu tahıl ve yıllık mahsul gibi hasattan önce yalnızca bir sezon büyümek yerine, iki veya daha fazla yıl yaşar ve üretken kalır. Birçok iken meyve, fındık ve yem mahsuller uzun ömürlüdür çok yıllık bitkiler, şu anda büyük ölçekte kullanılan tüm büyük tahıl mahsulleri tarım vardır yıllıklar veya yıllık olarak yetiştirilen kısa ömürlü uzun ömürlü. Birkaç ülkeden bilim adamları, günümüz tahıl mahsullerinin çok yıllık versiyonlarının geliştirilebileceğini ve bu çok yıllık tahılların tahıl tarımını daha sürdürülebilir hale getirebileceğini savundu.[1][2][3][4]

Gerekçe

Yetiştirme genellikle [ekosistem] hizmetlerinin sağlanması üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Örneğin, ekili sistemler daha fazla su kullanma, su kirliliğini ve toprak erozyonunu artırma, daha az karbon depolama, daha fazla sera gazı yayma ve yerini aldıkları ekosistemlere göre önemli ölçüde daha az habitat ve biyolojik çeşitliliği destekleme eğilimindedir.

Milenyum Ekosistem Değerlendirmesi[4]

Birleşmiş Milletler'in Milenyum Ekosistem Değerlendirmesi programının 2005 Sentez Raporu, tarımı "herhangi bir insan faaliyetinin biyolojik çeşitliliğe ve ekosistem işlevine en büyük tehdit" olarak nitelendirdi.[4] Çok yıllık tahıllar, aşağıdaki mantığa göre bu tehdidi azaltabilir:

  • Tarım arazilerinin çoğu tahıl mahsullerinin üretimine ayrılmıştır: tahıl, yağlı tohum ve baklagil mahsulleri ABD'nin% 75'ini ve küresel tarım arazilerinin% 69'unu kaplar. Bu tahıllar şunları içerir tahıl buğday, pirinç ve mısır gibi mahsuller; birlikte insan gıda kalorisinin% 70'inden fazlasını sağlarlar.[5]
  • Bütün bu tahıl ürünleri şu anda genellikle ekili toprağa ekilen yıllık bitkilerdir.
  • Sık yapılan ekim, toprağı kayıp ve bozulma riskine sokar.[4]
  • Bu "merkezi ikilem"[6] Mevcut gıda üretiminin gelecekteki gıda üretimi potansiyelini zayıflattığı tarımın, her yıl toprağın sürülmesini gerektirmeyen çok yıllık tahıl mahsulleri geliştirilerek kaçılabilir. Sürmesiz teknolojisi, kısa ömürlü (yıllık) mahsullerin daha az yoğun toprak işleme ile yetiştirilmesini sağlar, ancak çok yıllık bitkiler toprak için en fazla korumayı sağlar.[7]

Çok yıllık tahıllar geliştirme yöntemleri

Çok yıllık tahıl mahsulleri geliştirmenin üç yolu önerilmiştir:[3][6][8]

  1. Birincil gen havuzları Birkaç evcil tahıl mahsulünün arasında çok yıllık türler bulunsa da, bu mahsuller genellikle yıllık olarak yetiştirilmektedir. Güvercin bezelye iri çekirdekli bir tane baklagildir (nabız ) hem kısa sezon (yıllık) hem de uzun mevsim (çok yıllık) çeşitleri ile.[9] En yüksek verimli yıllık çeşitler, en uzun ömürlü çeşitler ile melezlenirse, sağlam, çok yıllık, yüksek verimli çeşitler geliştirilebilir.
  2. Çoğu evcilleştirilmiş tahıl mahsulünün ikincil veya üçüncül gen havuzları, çok yıllık türleri içerir.[8] Bu tür türler arasında gen değişimi, bazen zor olsa da mümkündür. Yabani uzun ömürlü bitkilerin agronomik özelliklerini artıran genler, örneğin artan tohum boyutu, evcil tahıl akrabalarından getirilebilir. Alternatif olarak, evcilleştirilmiş tahılların ömrünü uzatan genler, çok yıllık yabani akrabalarla melezlenerek elde edilebilir. Örneğin, evcil Asya pirinci, birçok özellik için gen alışverişi yapmak için çok yıllık yabani pirinç türleriyle çaprazlanabilir.
  3. Yağ, karbonhidrat veya protein açısından zengin tohumlara sahip çok yıllık yabani bitkiler, evcil herhangi bir geniş hibridizasyon olmadan. Tahıl ürünlerimizin tamamı binlerce yıl önce evcilleştirilmiş olsa da, modern genetik teori ve moleküler genetik teknikler, orijinal evcilleştirme sürecine kıyasla süreci büyük ölçüde hızlandırabilir.[2] Rodale Enstitüsü ve Kara Enstitüsü her birinin yabani, çok yıllık otların olduğu bitki yetiştirme projeleri var mı? Thinopyrum intermedium iyileştirilmiş tahıl özellikleri için tekrarlayan seçim döngülerine maruz bırakıldı.[1][6]. Arazi Enstitüsü, çalışmalarını ticari adı altında pazarlamaya başladı. Kernza ®.


Çok yıllık mahsullerin avantajları

Birkaç iddia yayınlandı:[6]

  1. Daha uzun bir sezon boyunca kaynaklara daha fazla erişim.Çok yıllık bitkiler tipik olarak ilkbaharda yıllıklardan daha erken ortaya çıkar ve sonbaharda yıllık bitkiler öldükten çok sonra uykuda kalır. Daha uzun büyüme mevsimi, güneş ışığının ve yağışın daha fazla engellenmesine izin verir. Örneğin, Minnesota'da, Haziran ayı başlarında topraktan yıllık soya fasulyesi fideleri çıkar. Bu zamana kadar çok yıllık yonca o kadar büyüdü ki, ilk hasada hazır. Bu nedenle, soya fasulyesi mahsulü fotosentez yapmaya başladığında, bir yonca tarlası zaten sezon üretiminin yaklaşık% 40'ını üretmiştir.[10]
  2. Daha derin bir köklenme bölgesi aracılığıyla kaynaklara daha fazla erişim. Uzun ömürlü bitkilerin çoğu, aynı bölgeye adapte olmuş kısa ömürlü bitkilerden daha büyük, daha derin kök sistemleri oluşturur. Daha derin kökler, uzun ömürlü bitkilerin her yıl daha büyük hacimde toprak "çıkarmasını" sağlar.[3] Birim ekim arazisi başına sömürü için de mevcut olan daha büyük toprak hacmi, aynı zamanda daha büyük miktarda toprak suyunun yağışsız dönemler için rezervuar görevi görmesi anlamına gelir.
  3. Toprak besin maddelerinin daha verimli kullanılması. Yonca (yonca) gibi çok yıllık mahsullerde gübreden azot sızıntısının mısır gibi yıllık mahsullere göre çok daha düşük olduğu bulunmuştur.[11][12] Yabani ot için hasat edilen döllenmemiş tarlalarda da benzer bir fenomen görülmektedir.[13] Bitişik buğday tarlaları yıllık gübre girdisine ihtiyaç duyarken, yabani çok yıllık otlar, üretkenlikte veya toprak verimliliğinde kayda değer bir düşüş olmaksızın 75 ila 100 yıl boyunca azot bakımından zengin saman üretmeye devam etti. Muhtemelen, çok yıllık bitkilerin daha büyük kök sistemleri ve destekledikleri mikrobiyal topluluk, ekin bitkilerinin geçici kök sistemlerinden çok daha verimli bir şekilde sistemden geçen besinleri durdurur ve döndürür.
  4. Marjinal topraklarda sürdürülebilir üretim. Cassman vd. (2003), dünyanın yoksul bölgelerindeki geniş alanlar için, “yıllık tahıl mahsulünün… şiddetli erozyon riski nedeniyle uzun vadede sürdürülebilir olma ihtimalinin düşük olduğunu yazdı. Çok yıllık ürünler ve tarımsal ormancılık sistemleri bu ortamlar için daha uygundur. "[14] Mevcut çok yıllık ürünler ve tarımsal ormancılık sistemleri tahıl üretmiyor. Tane daha fazla gıda güvenliği sağlar yem veya meyve çünkü doğrudan insanlar tarafından yenilebilir (yemden farklı olarak) ve kış veya kurak mevsimde tüketilmek üzere (meyvenin aksine) depolanabilir.
  5. Azaltılmış toprak erozyonu U.S. Forest Service ve diğerleri. toprak erozyonu için bir önleyici olarak çok yıllık otlardan bahsedin.[15] Her türden uzun ömürlü, toprağı bağlayan ve rüzgar ve su ile yüzey erozyonunu önleyen kalın kök sistemleri kurar. Su akışı yavaşladığından, yeraltı suyu sistemine girmesi ve girmesi daha uzun sürer. Akarsulara net su girişi yeraltı suyu infüzyonu nedeniyle marjinal olarak azalır, ancak bu aynı zamanda nehir yataklarının hızlı akan su bazlı erozyonuyla ilişkili akarsulardaki yüksek akış oranlarını da azaltır. .
  6. Artan yaban hayatı nüfusu ABD Orman Hizmetleri ve diğerleri, suyun akarsulara daha yavaş salındığını belirtiyor, bu da çöllerde yaygın olan kuru ve ani sel durumları arasında geçiş yapmak yerine su seviyelerini daha tutarlı hale getiriyor. Tutarlı su seviyeleri, tutarlı bir su kaynağına bağlı olarak balıkların, amfibilerin, su kuşlarının ve memelilerin vahşi yaşam popülasyonlarının artmasına katkıda bulunur.[15]
  7. Azaltılmış ot rekabeti "- Toprak işleme ve herbisit uygulamalarının en aza indirilmesi.
  8. İyileştirilmiş toprak mikrobiyomları - Çok yıllık tahıl mahsulleri, faydalı toprak mikrobiyomlarını besleyebilir, çünkü yıllık mahsul üretiminde gerekli olan sık toprak bozulması bu mikrobiyomlar için yıkıcıdır.
  9. Daha fazla karbon ayırın - Perenial tahıllar, daha iyi peyzaj yönetimi ve üretimde daha fazla ekim alanı sağlaması nedeniyle daha fazla karbon tutabilir. [16][12].

Çok yıllık mahsullerin potansiyel dezavantajları

  1. Bugün gıda güvenliğini ele almıyor. Çok yıllık tahıl mahsulleri, gelişimin erken aşamalarındadır ve yıllık tahıllara eşdeğer verime ulaşması uzun yıllar alabilir.
  2. Ürün rotasyonunu zorlaştırır. Kırpma rotasyonları çok yıllık sistemler ile mümkündür, ancak tam dönüş mutlaka daha uzun sürecektir. Örneğin, çok yıllık bir saman mahsulü[17] sevmek yonca genellikle 3-5 yıl sonra yıllık mahsuller veya diğer çok yıllık saman mahsulleri ile dönüşümlüdür. Yıllık ürünlere kıyasla daha yavaş rotasyon hızı, rotasyonun çok yıllık aşamasında daha fazla patojen, zararlı veya yabani ot oluşumuna izin verebilir.
  3. Yapılar organik maddelerden toprak bitki verimliliği pahasına. Toprak işlemenin yokluğunda ve organik madde tükenmiş topraklarda, büyük kök sistemlerine sahip mahsuller, topraktaki nitrojen ve fosforun neredeyse tamamı hareketsiz hale gelene kadar organik madde biriktirebilir. Bu gerçekleştiğinde, organik madde besin mineralizasyonu ile besin hareketsizliği arasında dengeye ulaşılana kadar veya sisteme gübre eklenene kadar verimlilik düşebilir.
  4. Hidrolojik etkiler. Çok yıllık bitkiler, gelen yağmuru yakalayabilir ve daha fazla kullanabilir.[3] yıllık bitkilerden daha fazla. Bu, su tablasının düşmesine ve / veya nehirlere yüzey akışının azalmasına neden olabilir.
  5. Aşağı yöndeki çiftliklere daha az besin iletimi. Tarım arazilerinde çok yıllık bitkilerin yıllık olarak geniş çapta değiştirilmesi, toprakları stabilize edebilir ve nitrat sızmasını, tortu ve çözünmüş nitrojenin aşağı havzaya taşınmasının azaltılabileceği noktaya kadar azaltabilir. Bu bölgelerdeki çiftçiler şu anda bu besin girdilerine güvenebilirler. Öte yandan, diğer sektörler iyileştirilmiş su kalitesinden faydalanabilir.
  6. Haşereler için iyileştirilmiş yaşam alanı. Tarlalar yılın bir bölümünde çıplak bırakılmazsa, kemirgenler ve böcek popülasyonları artabilir. Anız yakma çok yıllık tahılların oranı bu popülasyonları azaltabilir, ancak bazı bölgelerde yakılmasına izin verilmeyebilir. Dahası, yeraltında yaşayan kemirgenler ve böcekler yanarak hayatta kalır, toprak işleme ise yaşam alanlarını bozar.

Pazardaki çok yıllık tahıllar

Kernza ®, bir ara buğday çimi, 1980'lerden beri tahıl ürünü olarak kullanılmak üzere geliştirme aşamasındadır. 2001'den beri kar amacı gütmeyen kuruluş Kara Enstitüsü ’Den Dr. Lee DeHaan, 2009’da ticari markalı Kernza adını alarak mahsulün geliştirilmesine öncülük etti.[7]

Son zamanlarda, Kernza üzerindeki çalışmalar, üç kıtada çeşitli alanlarda çalışan 25'ten fazla önde gelen bilim insanını içerecek şekilde hızla genişledi. Bu uluslararası ekip, yetiştirme teknikleri geliştirdi ve kırılma direnci, tohum boyutu ve verim gibi özellikleri önemli ölçüde iyileştirerek mahsulün artık küçük ölçekte üretilip pazarlanmasını sağladı. ABD Kurumsal Kernza araştırma ortakları arasında şu anda Minnesota Üniversitesi, Wisconsin Üniversitesi, Madison, Cornell Üniversitesi, Ohio Eyaleti, Kansas Eyaleti ve Minnesota Üniversitesi, Lund Üniversitesi ve ISARA dahil olmak üzere Kanada ve Avrupa'daki çok sayıda uluslararası üniversite bulunmaktadır.[18]

Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeyinde yetiştirilen ilk çok yıllık tahıl mahsulü olarak, araştırmacılar Kernza'nın tarım uygulamalarını önemli ölçüde değiştirmeye yardımcı olacağını ve ekin alanlarını hem gıda hem de ekosistem hizmetlerinin üretimi yoluyla çok işlevli hale getireceğini umuyor [1].

Land Institute, en gelişmiş türler kullanılarak çok yıllık sertifikalı ara buğday çimi tahıllarının belirlenmesine yardımcı olmak için Kernza® tahıl için tescilli ticari markayı geliştirdi. T. intermedium tohum.

Patagonya Hükümleri ana pazar için Kernza® çok yıllık tahıldan yapılan ticari bir perakende ürün geliştiren ilk şirketti. Patagonia, yeni ürün geliştirme ve pazara giriş önündeki ilk engeli aşarak önemli bir risk aldı. Uzun Kök Ale.

Uzun Köklü Ale'yi piyasaya sürmek için Patagonya Hükümleri kısmına yapılan girişim ve yatırım, yolu açmaya yardımcı oldu diğer ortaklıklar için ve potansiyel Kernza® ürünlerinin tüketicilere daha yaygın bir şekilde sunulması.

Şu anda, Kernza® ile yapılan ürünler sunan bir dizi restoran bulunmaktadır. Birchwood Cafe Minneapolis'te, Çok yıllık San Francisco'da, Cafe Şükran Los Angeles metrosunda ve Çığ Pizza Atina, OH.

Hopworks Urban Brewery Portland, OR ve Vancouver'da WA, Long Root Ale'yi Patagonya Hükümleri ve satılan dört paketli teneke biraya ek olarak, muslukta var. Bütün gıdalar California'da. Bang! Bira yapımı St. Paul, MN'de bir Kernza® birası var ve yakınımızdaki Salina, KS'deki Blue Skye Bira Fabrikası gibi.

Yenilikçi Hamur tatlısı ve Strand Twin Cities bölgesindeki çiftçi pazarları aracılığıyla perakende satış yaptıkları Kernza® makarnasını üretir.

Bunlara ek olarak, Cascadian Çiftliği Kernza®'yı, 2019'un sonlarına doğru perakende pazarlarında bulunan Kernza® ile yapılan ürünlere yönelik beklentilerle birlikte bazı yiyeceklerine dahil etmeyi planlıyor. Cascadian Farm'ın satın alma taahhüdü, araştırmacıları ve çiftçileri, şu anda test büyüklüğündeki arazilere kıyasla ticari ölçekli tarlalarda üretim yapmaya teşvik etti yetiştiriliyor.[18]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b c Wagoner, P .; Schaeffer, J.R. (1990). "Çok yıllık tahıl gelişimi: Geçmiş çabalar ve gelecek için potansiyel". Bitki Bilimlerinde Eleştirel İncelemeler. 9 (5): 381. doi:10.1080/07352689009382298.
  2. ^ a b Ulusal Akademiler Ulusal Araştırma Konseyi. 2010. 21. Yüzyılda Sürdürülebilir Tarım Sistemlerine Doğru. National Academy Press, Washington D.C. s. 249-251.
  3. ^ a b c d Glover, J. D .; Reganold, J. P .; Bell, L. W .; Borevitz, J .; Brummer, E. C .; Buckler, E. S .; Cox, C. M .; Cox, T. S .; Crews, T. E .; Culman, S. W .; Dehaan, L.R .; Eriksson, D .; Gill, B. S .; Holland, J .; Hu, F .; Hulke, B. S .; İbrahim, A. M. H .; Jackson, W .; Jones, S. S .; Murray, S. C .; Paterson, A. H .; Ploschuk, E .; Sacks, E. J .; Snapp, S .; Tao, D .; Van Tassel, D. L .; Wade, L. J .; Wyse, D. L .; Xu, Y. (2010). "Çok Yıllık Tahıllar ile Artan Gıda ve Ekosistem Güvenliği". Bilim. 328 (5986): 1638–1639. doi:10.1126 / science.1188761. PMID  20576874.
  4. ^ a b c d Cassman KG, Wood S. 2005. "Ekili sistemler". Milenyum Ekosistem Değerlendirmesinde Bölüm 26, Ekosistemler ve İnsan Refahı: Mevcut Durum ve Eğilimler. Washington (DC): Island Press. Chiras DD, Reganold JP, Owen OS. 2004 Doğal Kaynakların Korunması. Upper Saddle Nehri, New Jersey: Prentice-Hall.
  5. ^ Glover, JD, Reganold, JP. 2010. Çok yıllık tahıllar: Gelecek için gıda güvenliği. Bilim ve Teknolojide Sorunlar. Kış 2010: 41-47.
  6. ^ a b c d Cox, T. S .; Glover, J. D .; Van Tassel, D. L .; Cox, C. M .; Dehaan, L.E.R (2006). "Çok Yıllık Tahıl Bitkileri Geliştirme Beklentileri". BioScience. 56 (8): 649. doi:10.1641 / 0006-3568 (2006) 56 [649: PFDPGC] 2.0.CO; 2.
  7. ^ a b Ewel, J. J. (1986). "Nemli Tropikler için Tarımsal Ekosistemlerin Tasarlanması". Ekoloji ve Sistematiğin Yıllık Değerlendirmesi. 17: 245–271. doi:10.1146 / annurev.es.17.110186.001333.
  8. ^ a b Cox, T.S., vd. (2002) Çok Yıllık Tahıl Bitkilerinin Islahı. Bitki Biliminde Eleştirel İncelemeler. 21 (2): 59-91..
  9. ^ Kişisel Yazarlar: Snapp, S. S., Jones, R. B., Minja, E. M., Rusike, J., Silim, S. N. 2003. Afrika için Güvercin bezelyesi: çok yönlü bir sebze ve daha fazlası. HortScience 38 (6): 1073-1079
  10. ^ CC Sheaffer, Martin NP, Kuzu JAFS, Cuomo GR, Jewett JG, Quering SR. 2000. Yonca girdilerinin yaprak ve gövde özellikleri. Agronomy Journal 92: 733-739.
  11. ^ Huggins, D. R .; Randall, G. W .; Russelle, M.P. (2001). "Çok Yıllık Bitkilerin Sıra Bitkilerine Dönüştürülmesinin Ardından Yeraltı Drenajında ​​Su ve Nitrat Kayıpları". Agronomi Dergisi. 93 (3): 477. doi:10.2134 / agronj2001.933477x.
  12. ^ a b Culman, Steve W., Sieglinde S. Snapp, Mary Ollenburger, Bruno Basso ve Lee R. DeHaan. "Toprak ve su kalitesi, çok yıllık tahıl Kernza buğday çimine hızla yanıt veriyor." Agronomi Dergisi 105, no. 3 (2013): 735-744.
  13. ^ [1][kalıcı ölü bağlantı ] JD Glover, SW Culman, ST DuPont, W Broussard, L Young, ME Mangan, JG Mai, TE Crews, LR DeHaan, DH Buckley, H Ferris, RE Turner, HL Reynolds ve DL Wyse. 2010. Hasat edilmiş çok yıllık otlaklar, tarımsal sürdürülebilirlik için ekolojik kriterler sağlar Tarım, Ekosistemler ve Çevre. 137: 3-12.
  14. ^ KG Cassman, Bir Dobermann, DT Walters, H Yang. 2003. Doğal kaynakları korurken ve çevre kalitesini iyileştirirken tahıl talebini karşılamak. Çevre ve Kaynakların Yıllık Değerlendirmesi 28: 315-358.
  15. ^ a b Birleşik Devletler Orman Hizmetleri, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı bölümü, "FSH 2509.22 - TOPRAK VE SU KORUMA EL KİTABI, BÖLÜM 10 - ALASKA'DAKİ ULUSAL ORMAN SİSTEMİ ARAZİLERİ İÇİN SU KALİTESİ YÖNETİMİ
  16. ^ Paustian, Keith, Johannes Lehmann, Stephen Ogle, David Reay, G. Philip Robertson ve Pete Smith. "İklim açısından akıllı topraklar." Nature 532, hayır. 7597 (2016): 49-57.
  17. ^ Markle, G. M .; Baron, J. J .; Schneider, B.A. 1998. Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve Yem Bitkileri, İkinci Baskı; Meister Publishing Co.: Willoughby, OH.
  18. ^ a b "Kernza® Tahıl ve Çok Yıllık Tarım | Arazi Enstitüsü". Kara Enstitüsü. Alındı 2017-12-14.

Dış bağlantılar