{"id":70624,"date":"2021-04-26T02:51:00","date_gmt":"2021-04-26T00:51:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=70624"},"modified":"2021-04-25T11:52:10","modified_gmt":"2021-04-25T09:52:10","slug":"miscanthus-nachhaltige-energiequelle-auf-grenzertragsflaechen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/miscanthus-nachhaltige-energiequelle-auf-grenzertragsflaechen\/","title":{"rendered":"Miscanthus: nachhaltige Energiequelle auf Grenzertragsfl\u00e4chen"},"content":{"rendered":"\n

Bemerkenswerte photosynthetische F\u00e4higkeit. Einige Gr\u00e4ser sind nachhaltige Energiequellen, die laut neuer Forschung auch unter rauen Wachstumsbedingungen helfen k\u00f6nnten, Netto-Null-CO2<\/sub>-Emissionen zu erreichen. <\/p>\n\n\n\n

Die Gattung der Miscanthus-Gr\u00e4ser, die \u00fcblicherweise verwendet wird, um Gestaltung und Struktur in G\u00e4rten zu bringen, k\u00f6nnte schnell zur ersten Wahl f\u00fcr die Biokraftstoffproduktion werden. Eine Untersuchung des Earlham-Instituts Norwich<\/a> (\u201c\u2018Physiological and transcriptional response to drought stress among bioenergy grass Miscanthus species<\/a>\u2019 in Biotechnology for Biofuels<\/em><\/a>\u201c) zeigt, dass diese Gr\u00e4ser auch aufgrund ihrer bemerkenswerten photosynthetischen F\u00e4higkeit bei niedrigen Temperaturen auch unter schlechteren landwirtschaftlichen Bedingungen \u2013 wie z.B. auf Grenzertragsfl\u00e4chen \u2013 angebaut werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Miscanthus ist ein vielversprechender Biokraftstoff dank seines hohen Biomasseertrags und seines geringen Bedarfs an Input, was bedeutet, dass es sich an eine Vielzahl von Klimazonen und Landtypen anpassen kann. Er gilt als rentable kommerzielle Option f\u00fcr Landwirte, aber die Ertr\u00e4ge k\u00f6nnen durch unzureichende oder \u00fcberm\u00e4\u00dfige Wasserversorgung, wie z. B. zunehmende \u00dcberschwemmungen im Winter oder Hitzewellen im Sommer, bedroht werden.<\/p>\n\n\n\n

Da nur sehr wenig \u00fcber die Produktivit\u00e4t von Miscanthus in \u00fcberfluteten und feuchtigkeitsges\u00e4ttigten B\u00f6den bekannt ist, wollten Forscher des Earlham Institute die Unterschiede in der Wasserstresstoleranz zwischen den Miscanthus-Arten verstehen, um die genomgest\u00fctzte Pflanzenz\u00fcchtung zu unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

Das Forscherteam \u2013 zusammen mit Mitarbeitern von TEAGASC, der Beh\u00f6rde f\u00fcr Landwirtschaft und Lebensmittelentwicklung in der Republik Irland, und dem Institut f\u00fcr Biologie, Umwelt und l\u00e4ndliche Wissenschaften in Wales \u2013 analysierte verschiedene Miscanthus-Genotypen, um Merkmale zu identifizieren, die Aufschluss \u00fcber die Genanpassung und -regulation bei Wasserstress geben.<\/p>\n\n\n\n

Sie fanden spezifische Gene, die eine Schl\u00fcsselrolle bei der Reaktion auf Wasserstress bei verschiedenen Miscanthus-Arten spielen, und sahen \u00dcbereinstimmungen mit funktionellen biologischen Prozessen, die bei anderen Organismen w\u00e4hrend des \u00dcberlebens bei Trockenstress kritisch sind.<\/p>\n\n\n\n

Jose De Vega, Autor der Studie und Leiter der Forschungsgruppe am Earlham Institute, sagte: \u201cMiscanthus ist aufgrund seiner hohen Biomasseproduktivit\u00e4t, seiner Widerstandsf\u00e4higkeit und seiner F\u00e4higkeit, die Photosynthese w\u00e4hrend der Wintermonate fortzusetzen, eine kommerzielle Nutzpflanze. Diese Eigenschaften machen ihn zu einem besonders guten Kandidaten f\u00fcr den Anbau auf Grenzertragsfl\u00e4chen in Gro\u00dfbritannien, wo die Ertr\u00e4ge ansonsten durch sengende Sommer und nasse Winter eingeschr\u00e4nkt werden k\u00f6nnten.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Zuvor hatte ein zehnj\u00e4hriger Versuch in Europa gezeigt, dass Miscanthus bis zu 40 Tonnen Trockenmasse pro Hektar und Jahr produziert. Dies wurde nach nur zwei Jahren der Etablierung erreicht, was beweist, dass seine Biokraftstoffkapazit\u00e4t bei der Ethanolproduktion pro Hektar effizienter ist als Switchgrass und Mais.<\/p>\n\n\n\n

Miscanthus-Arten werden in Japan, Korea und China seit Jahrtausenden als Futterpflanzen verwendet und werden aufgrund ihres hohen Biomasseertrags und ihres hohen Gehalts an Lignozellulose (Pflanzentrockenmasse) kommerziell als Rohstoff f\u00fcr die Bioenergieproduktion genutzt.<\/p>\n\n\n\n

Lignozellulose-Biomasse reichlichst verf\u00fcgbarer Rohstoff f\u00fcr Bioethanol-Produktion<\/h5>\n\n\n\n

Lignozellulose-Biomasse ist der am reichlichsten verf\u00fcgbare Rohstoff auf der Erde f\u00fcr die Produktion von Biokraftstoffen, haupts\u00e4chlich zur Herstellung von Bioethanol. Die hohe Biomassef\u00e4higkeit von Miscanthus macht das Gras zu einem wertvollen Rohstoff f\u00fcr Landwirte auf marginalem Land, aber die Reaktionen der Pflanze auf Wasserstress variieren je nach Herkunft der Miscanthus-Art.<\/p>\n\n\n\n

Die Wissenschaftler verglichen die physiologischen und molekularen Reaktionen zwischen den Miscanthus-Arten sowohl unter wasser\u00fcberfluteten als auch unter Trockenheitsbedingungen. Die induzierten physiologischen Bedingungen wurden f\u00fcr eine eingehende Analyse der molekularen Basis von Wasserstress bei Miscanthus-Arten genutzt.<\/p>\n\n\n\n

\"pixabay.com
\u00a9 pixabay.com | KaterJule <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Unter Trockenheitsbedingungen wurde bei allen vier Miscanthus-Arten ein signifikanter Biomasseverlust beobachtet. Unter \u00fcberfluteten Bedingungen war der Biomasseertrag bei allen Arten gleich gut oder besser als unter kontrollierten Bedingungen. Die geringe Anzahl differenziell exprimierter Gene und der h\u00f6here Biomasse-Ertrag unter \u00fcberfluteten Bedingungen unterst\u00fctzten den Einsatz von Miscanthus in \u00fcberschwemmungsgef\u00e4hrdeten Grenzertragsfl\u00e4chen.<\/p>\n\n\n\n

\u201cDie globale Herausforderung, die st\u00e4ndig wachsende Weltbev\u00f6lkerung zu ern\u00e4hren, wird noch versch\u00e4rft, wenn Nahrungspflanzen als Rohstoff f\u00fcr die Produktion von gr\u00fcner Energie verwendet werden\u201d, sagte De Vega. \u201cErfolgreiche Pflanzenz\u00fcchtung f\u00fcr die Ethanol- und Chemieproduktion erfordert die F\u00e4higkeit, auf marginalen B\u00f6den zu wachsen, neben der Priorisierung der Attribute: nicht nahrungsbezogen, mehrj\u00e4hrig, hoher Biomasseertrag, geringer chemischer und mechanischer Einsatz, verbesserte Wassernutzungseffizienz und hohe Kohlenstoffspeicherf\u00e4higkeit. Miscanthus erf\u00fcllt diese Eigenschaften f\u00fcr eine verbesserte Z\u00fcchtung \u2013 das spart Geld und Platz f\u00fcr die Landwirte und hilft unserer \u00fcberm\u00e4\u00dfig verschmutzten Umwelt durch die Emission von CO2<\/sub>.<\/p>\n\n\n\n

\u201cDas Forschungsteam befindet sich in einem fr\u00fchen Selektionsprozess von Genotypen mit hoher Biomasse aus gro\u00dfen Miscanthus-Populationen, die besser an die Bedingungen in Gro\u00dfbritannien angepasst sind und wenig Input ben\u00f6tigen. Der Einsatz genomischer Ans\u00e4tze erm\u00f6glicht es uns, die Eigenschaften besser zu verstehen, die einige Miscanthus-Arten zu einer kommerziell nachhaltigen Alternative f\u00fcr Grenzertragsfl\u00e4chen machen, und dies in der landwirtschaftlichen Praxis anzuwenden.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Felix Creutzig vom Berliner MCC gie\u00dft Wasser in den Wein: In seinem Artikel \u201cKlima-Plantagen machen die Welt nicht nachhaltiger\u201d zeigt er am 15.02.2021 in Global Change Biology Bioenergy<\/a><\/em> die Grenzen der Miscanthus-Begeisterung auf (siehe solarify.eu\/biosprit-von-unrentablen-aeckern<\/a>).<\/p>\n\n\n\n

Quellen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n