Dieser bescheidene Kaktus könnte dazu beitragen, Kraftstoff unsere Dürre heimgesuchten Welt

Als Dürre weite Regionen der Welt schlägt, Bauern konzentrieren sich auf die Kulturen, die Menschen zu ernähren – nicht die Kulturen, die ihre Autos antreiben können. Aber was, wenn gab es eine Energie-Ernte, die wo nicht traditionelle Kulturen wachsen könnte? Auch in einer Dürre? Geben Sie den Kaktus.

Klimawandel und Trockenheit sind nicht nur Auswirkungen auf Landwirtschaft. Sie sind auch beeinflussen, so dass es schwieriger, einige Formen der erneuerbaren Energien als eine Gruppe von Oxford zu kultivieren, die Wissenschaftler in einem Energie & Environmental Science Papier unter der Leitung von Michael Mason am Department of Engineering Science erklären. "Kohle und Öl sind Energie Dichte Brennstoffe, das Ergebnis von Millionen von Jahren der Akkumulation und Konzentration der Sonnenenergie," die Autoren schreiben, "erneuerbare Energien auf der anderen Seite verlassen sich auf die Umwandlung von Sonnenstrahlung in Nutzenergie auf Basis von Jahr zu Jahr, macht sie außergewöhnlich Raum im Vergleich zu einem Ölfeld hungrig oder coal mine." "

Zum Beispiel Biogas – oder Gas, das aus dem Abbau von organischem Material hergestellt wird – hat das Potenzial, ein großes Stück von unseren Gasverbrauch zu ersetzen, aber erfordert riesige Mengen an Ackerland und Wasser zu wachsen, dass organischen Substanz. Diese Ressourcen sind mehr und mehr schwer zu bekommen wie die Dürre Ackerland frisst. Aber Mason und seine Kollegen vorschlagen, eine andere Weise in ihrem Papier, das Potenzial der CAM Pflanzen als eine weltweit bedeutende Bioenergie-Ressource.

Was macht der Feigenkaktus So mächtig?

Der Feigenkaktus ist einer der häufigeren Kakteen in unserer Welt (es ist sogar auf Wappen Mexikos!). Es ist auch ein Mitglied einer einzigartigen Gruppe von Pflanzen, die eine ungewöhnliche Photosynthese Weg verwenden, die durch extreme Anbaubedingungen in ariden Klimazonen mit langen, heißen, trockenen Tagen und kühlen Nächten entwickelt. Dies nennt man Crassulacean saurer Metabolismus, und alle Arten von gemeinsamen Pflanzen verwenden – weniger als 6 % der gesamten Anlage Bevölkerung, nach Ansicht einiger Wissenschaftler.

Aus der Sukkulenten wachsen auf Ihrem Deck um die Ananas im Supermarkt, CAM-Pflanzen haben eine besondere Art des Gehens über das Geschäft der Photosynthese: sie absorbieren nur Kohlendioxid, wenn es cool ist, was bedeutet, dass sie nicht so viel Feuchtigkeit verlieren wie sie die sonnigen, heißen tagsüber würden. Dann, wenn die Sonne aufgeht, schließen sie ihre Spaltöffnungen — ihre Poren. Die Geschichte besagt, dass CAM zunächst von den Römern festgestellt wurde, die ", die darauf hingewiesen, dass bestimmte Sukkulenten Geschmack bitterer morgens als abends," als John Cushman erklärt in Pflanzenphysiologie.

Bild: Fischers

Es ist eine erweiterte Überlebensstrategie, und es macht CAM Pflanzen extrem effizient gedeiht auf sehr wenig. Diese Pflanzen, darunter Feigenkakteen, wachsen, wo andere Pflanzen nicht. Sie verbrauchen weniger Wasser und Sonnenlicht besser zu nutzen. Sie sind leicht zu Bauernhof und vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit erfordern. Wie die Autoren der Studie Energie & Environmental Science erklären, all das macht sie – und einem anderen CAM Werk, ein Strauch Euphorbia Tirucalligenannt – eine mögliche Entsprechung für Bioenergie, besonders in Zeiten der Dürre zu machen.

Es könnte sein, billige und effiziente Nahrungsmittel für Gas

Zwar gibt es viel Forschung getan werden, wie diese Pflanzen als Bioenergie Brennstoff tun würde, Mason und seine Co-Autoren deuten darauf hin, dass Feigenkaktus könnten dazu beitragen, Biogas – oder Gas, das gemacht wird, wenn organischer Substanz ohne Sauerstoff abgebaut wird – zusammen mit anderen Formen der Bioenergie wie Bioethanol. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, um Biogas zu machen; Einige verwenden tierischen Abfällen, wie Schwein und Kuh dung, Reduzierung der Methan und die Schaffung von Energie für Betriebe – wie diese in den Niederlanden, die machte in diesen Fermentern aus Gülle Biogas verwendet, um tatsächlich die Leistung von Operationen abdeckt:

AP Photo/Ermindo Armino.

Eine andere Methode, die jetzt von Los Angeles und mehreren anderen Städten getestet sammelt organischen Stoffen aus rund um die Stadt – denke verfaulten Reste von Lebensmittelgeschäften und Restaurants – und mischt es in Abwasser, die dann verdaut wird, um Biogas zu erstellen. Biogas ist nicht besonders neu. Als Penn State in einer kurzen Geschichte erklärt, hat es schon seit Jahrhunderten in verschiedenen Formen:

Die erste Verdauung Anlage entstand 1859 an einer Lepra-Kolonie in Bombay, Indien. N. Chr. erreichte England 1895 als Biogas erholte sich von einer "durchdachten" Kläranlage und verwendet, um Kraftstoff Straßenlaternen in Exeter. Die Entwicklung der Mikrobiologie als Wissenschaft führte zu Forschung von Buswell und anderen in den 1930er Jahren zu identifizieren, anaerobe Bakterien und die Bedingungen, die Methan-Produktion zu fördern.

Aber verschieben die massiven Infrastruktur rund um fossile Brennstoffe zu einer neueren und teureren, Kraftstoff, ist keine leichte Aufgabe. Dennoch ist das Potenzial für Biogas überraschend. Das National Renewable Energy Laboratory addiert die Menge organischer Abfälle in den USA – einschließlich Gülle, landwirtschaftliche Abfälle, gewerbliche Abfälle und Abfälle aus der Landwirtschaft – und schätzt, dass es bis zu 56 % von Erdgas durch den Transportsektor und 5 % der elektrischen Energie verdrängen könnte.

Eine Biogasanlage in Deutschland. AP Photo/Ferdinand Ostrop

Was macht Feigenkaktus so interessant als Brennstoff für die Herstellung von Biogas oder andere Formen von Biokraftstoff ist, dass es stellenweise angebaut werden kann, wo traditionelle Energiepflanzen nicht. Stellen Sie sich weite Felder der Kakteen in abgelegenen, ariden Gebieten des Landes, wo normale Pflanzen wachsen können. Es würde nicht saugen, bis die Ressourcen oder Raum benötigt, um Menschen ernähren, wie aktuelle Bioenergie-Pflanzen da dies kritisiert werden.

Und es könnte helfen, andere Pflanzen wachsen zu

Aber hier ist die eigentliche Kicker, erklären die Autoren: wachsende Feigenkaktus in diesem Maßstab könnte tatsächlich helfen mehr Nahrungsmittel in Dürre heimgesuchten Ländern, zu produzieren, weil Umwandlung organischen Abfälle in Biogas seine eigenen Abfälle schafft.

Ein Landwirt Spaziergänge entlang eines seiner Felder in Kalifornien in diesem Jahr. AP Photo/Rich Pedroncelli.

CAM-Pflanzen wie Feigenkaktus absorbieren eine Tonne Wasser, und nach Verdauung geschieht und das Biogas erfolgt, flüssigen und festen Dünger werden übrig gebliebene. Könnte wiederum verwendet werden, um besser pflegen Ernten in Gebieten, die normalerweise begleiten konnte nicht, wie die Autoren erklären:

Der semi-ariden Gebieten wo CAM-Pflanzen angebaut werden könnten, wie Energiepflanzen von ganzjährig Sonne profitieren, und wird das Biogas zur Stromerzeugung, mit erhöhten CO2 Abgase werden ebenfalls verfügbar sein. Dies, gepaart mit nährstoffreiche Flüssigkeit zur Verfügung, bieten die idealen Zutaten für die Entwicklung der hochproduktive Landwirtschaft mit Hydrokultur oder Tropfenfänger Bewässerung.

Natürlich, wie sie auch hinweisen darauf, sind sie lediglich darauf hinweisen, dass erste Erforschung CAM Pflanzen zeigt, dass sie enorm hilfreich für die Erstellung von Biogas werden könnte. Forschung muss mehr getan werden. Und es gibt auch Schattenseiten, Feigenkaktus, – es gilt als eine invasiven Arten in einigen Bereichen, also massiv Einführung, um jede Region nehmen würde, sorgfältige Untersuchung und Kontrolle.

Dennoch wusste, dass diese hart, hart arbeitende kleine Pflanze könnte am Ende als eine Übereinstimmung für den Anbau von Energiepflanzen in Dürre heimgesuchten oder semi-ariden Regionen? Unabhängig davon, ob Kakteen einschalten unserer Welt eines Tages landet, ist es ein faszinierendes Beispiel für wie Landwirtschaft und Energie an die Trockenheit anpassen konnte.

[Full Paper; h/t Schrot; Blei-Bild: Lucky Business]

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