Un campo dorato di maturazione intermedia wheatgrass ( Thinopyrum intermedio ), o Kernza, presso la fattoria di ricerca del Land Institute a Salina, Kansas. Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) Lo sviluppo dell'agricoltura è stato essenziale per l'ascesa della civiltà. Ma nel 21° secolo, il crescente bisogno di cibo della crescente popolazione della Terra è uno dei fattori che ha messo in pericolo l'ambiente del nostro pianeta. L'agricoltura rappresenta quasi un quarto delle emissioni umane che stanno riscaldando l'atmosfera, e metà di questo proviene dall'aratura del terreno per coltivare colture come il grano, mais e soia, che rilascia anidride carbonica e i più potenti gas serra metano e protossido di azoto, quest'ultimo un sottoprodotto dell'uso di fertilizzanti.
Ecco perché i ricercatori hanno lavorato sui modi per ridurre gli effetti ambientali dannosi dell'agricoltura. Un'innovazione promettente è un grano con il nome registrato Kernza, che ha un dolce, sapore di nocciola e può essere trasformato in farina per l'uso nel pane, cereali per la colazione e altri alimenti, e anche come ingrediente in prodotti che vanno dalla birra al gelato. A differenza di alcuni cereali più familiari, Kernza è un grano perenne, prodotto da piante che non devono essere ripiantate ogni anno, quindi non richiedono la lavorazione annuale.
Inoltre, Kernza ha un apparato radicale profondo che raggiunge oltre 10 piedi (oltre 3 metri) nel terreno e può aiutare a sequestrare, o cattura, carbonio atmosferico. E quel sistema di radici potrebbe anche renderlo più resistente all'impatto della siccità legata al cambiamento climatico in alcune aree. Dopo che il grano è stato raccolto, i campi coltivati a Kernza possono essere utilizzati anche per il foraggiamento del bestiame.
Confronto delle radici di grano con quelle di Thinopyrum intermedio , o erba di grano perenne, in quattro stagioni. Wikimedia Commons (CC BY 3.0)
Kernza è stato sviluppato da The Land Institute, a Salina, Organizzazione con sede in Kansas fondata nel 1976. Il co-fondatore Wes Jackson "ha avuto questa epifania, " spiega Rachel Stroer, capo strategia dell'istituto. Il grande problema dell'agricoltura moderna, Jackson si rese conto, era che stava logorando il suolo, concentrandosi sulla monocoltura - coltivando un singolo raccolto in una certa area - e facendo affidamento su raccolti annuali.
"Utilizziamo colture annuali dall'inizio dell'agricoltura, 10, 000 anni fa, quindi non è nuovo, "Dice Stroer. Ma poiché quella pratica si intensificava nelle fattorie moderne, i suoi svantaggi distruttivi divennero sempre più evidenti, sotto forma di erosione, suolo logoro che richiedeva quantità crescenti di fertilizzanti e acque sotterranee inquinate.
Secondo Stroer, Jackson ha visto lo sviluppo dei cereali perenni per sostituire quelli annuali come una parte vitale della soluzione a questi problemi.
"Dato che i cereali costituiscono oltre il 70% del nostro consumo calorico globale e oltre il 70% delle nostre terre coltivate a livello mondiale, passare da un modello annuale estrattivo a un modello perenne è la migliore possibilità che abbiamo per creare un futuro alimentare veramente rigenerativo, Lo spiega il sito del Land Institute.
Lo sviluppo di nuove colture alimentari è un compito difficile, sfida che richiede tempo. Già nel 1983, scienziati dell'Istituto Rodale, un altro ente di ricerca, identificato una pianta chiamata erba di grano intermedia (nome scientifico Thinopyrum intermedio ), una specie imparentata con il frumento, come un candidato promettente che potrebbe essere sviluppato in un grano perenne. Hanno lavorato con i ricercatori del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti per allevare la pianta e migliorarne la fertilità e le dimensioni dei semi.
Nel 2003, Il Land Institute ha iniziato a lavorare anche sullo sviluppo dell'erba di grano intermedia. Con lo sforzo guidato dallo scienziato capo Lee DeHaan, l'istituto ha trascorso anni ad allevare la pianta per sviluppare Kernza, il nome commerciale registrato per la loro varietà. (Ecco di più sulla storia delle origini di Kernza dal sito web dell'istituto.)
In alcuni modi, il processo di sviluppo di un nuovo raccolto non è cambiato molto dalla preistoria. Fondamentalmente, comporta l'allevamento generazione dopo generazione di una pianta, nel tentativo di promuovere qualunque siano le caratteristiche desiderabili che stai cercando. "Fai un incrocio tra due genitori, e pianta i bambini, e guarda come sono, " Dice Stroer. "Quelli con i semi più grandi, tu tieni. E lo fai anno dopo anno".
Però, i coltivatori di piante hanno alcuni strumenti che mancavano agli antichi. Hanno impiegato un processo chiamato allevamento molecolare, in cui utilizzano l'analisi genetica per determinare i tratti che la pianta ha, anche prima che cresca a grandezza naturale, per individuare le piante con il maggior potenziale di riproduzione.
"Ci sono voluti 10, 000 anni e 200 anni intensificati di allevamento moderno per ottenere i raccolti che abbiamo oggi, " dice Stroer. In confronto, "Ci sono voluti 20 per portare Kernza dove si trova. Potrebbero volerci altri 20 per farlo competere su larga scala con gli annuali".
Ma nel tentativo di trasformare Kernza in un raccolto commercialmente redditizio, c'è molto lavoro da fare. Stroer afferma che i ricercatori stanno ora lavorando per aumentare le dimensioni e il numero dei semi prodotti da ciascuna pianta di Kernza, e per aumentare l'altezza delle piante.
Uno svantaggio di Kernza è che a differenza del grano convenzionale, non si presta ancora alla trebbiatura libera, in cui il chicco commestibile si stacca facilmente dalla pianta, e richiede invece un altro passaggio chiamato decorticazione per togliere la pelle del seme prima che possa essere trasformato in farina, secondo Stroer.
"La raccolta del grano da Kernza può anche essere più impegnativa dei cereali annuali come il grano perché gli steli di Kernza rimangono verdi dopo la maturazione del grano, considerando che gli steli del grano senesce completamente [o invecchia e appassisce] e attraversa più facilmente le mietitrebbie, "dice Matt Ryan, un professore associato di scienze del suolo e delle colture presso la Cornell University e coautore di questo articolo di Bioscience del 2018 sui metodi di coltivazione di Kernza, Via Posta Elettronica.
Oltre ad allevare Kernza per renderlo idoneo alla trebbiatura libera in futuro, gli scienziati stanno lavorando per far sì che la resa prodotta dalle fattorie Kernza corrisponda a ciò che sono stati in grado di ottenere nei loro appezzamenti di ricerca. A quello scopo, stanno raccogliendo dati dagli agricoltori per aiutare a capire come cronometrare il raccolto di Kernza, quali impostazioni sarebbero ottimali per le mietitrebbie, e altri fattori che potrebbero rendere i campi più produttivi. Già, Kernza viene coltivata il 2, 025 acri (819 ettari) in 15 stati e più di 100 agricoltori e 53 diversi partner di ricerca di varie istituzioni stanno lavorando allo sforzo.
I ricercatori stanno anche lavorando con i fornai, chef, birrai e distillatori per sviluppare prodotti che utilizzano Kernza, per contribuire a creare un mercato futuro per esso. Un prodotto già in commercio è la Long Root Pale Ale, il cui creatore, Patagonia disposizioni, cita gli aspetti positivi ambientali di Kernza nel suo marketing.
"Lavoro con Kernza da 10 anni ed è stata un'avventura divertente, "Steve Culman, un assistente professore nella scuola di ambiente e risorse naturali dell'Ohio State University, e uno dei coautori di Ryan, dice via e-mail. "Penso che una delle cose che ho davvero imparato ad apprezzare è che addomesticare e sviluppare con successo un nuovo raccolto richiede più lavoro di quanto chiunque possa realmente apprezzare. È un grande sforzo di collaborazione che richiede davvero che molte persone lavorino insieme - scienziati di molti discipline, attori della catena alimentare e un mercato di consumo che è pronto e lo vuole. È un compito piuttosto arduo, ma anche ciò che rende così divertente farne parte."
Il programma Kernza dell'istituto è solo una parte di un più ampio sforzo per sviluppare colture perenni che un giorno potrebbero sostituire quelle annuali convenzionali. Anche nelle opere sono grano perenne, sorgo, legumi e semi oleosi. L'istituto ha aiutato a lanciare e finanziare un programma nella provincia cinese dello Yunnan per sviluppare una versione perenne del riso.
"L'obiettivo finale è certamente audace, ma è sostituire le annuali con piante perenni a livello globale, "dice Stroer.
Ora è fantasticoL'anno scorso, Il marchio Cascadian Farms di General Mills produceva un cereale Kernza tostato al miele in edizione limitata, che ha venduto per raccogliere fondi per i ricercatori. "Speriamo che il raccolto di quest'anno produca un volume maggiore in modo da poter creare un cereale che possa essere più ampiamente disponibile, ", afferma via e-mail un portavoce di General Mills.
