גידולי אנרגיה הם צמחים מעובדים במיוחד עבור יכולתם לייצר ביומסה שניתן להמיר למקורות אנרגיה מתחדשים כגון דלק ביולוגי, ביוגז וביואלקטריות. כמו הביקוש לאנרגיה גלובלית עולה לצד לחץ על מנת להפחיד את מגזרי התחבורה והכוח, התפקיד של אנרגיה ביולוגית צפוי להרחיב באופן משמעותי את המשאבים החיוניים של אנרגיה ביולוגית או גידולי אנרגיה, ולכן, מטרת הגידולים הביולוגיים תלויה במידה רבה בגידולים האלה, לעתים קרובות דורשות, ירידה משמעותית של מים, ולהגדיל את צריכת דלקות נוזליות, אנרגיה נמוכה, ולהגדיל את צריכת אנרגיה ירוקה, ולהגדיל את רמת הסוכרת, ולהגדיל את צריכת אנרגיה חיצונית.

Rationale עבור Low-Input Bio Energy Crops

למערכות חקלאיות הדורשות קלטות גבוהות יותר מוכרות יותר ויותר כבלתי-אפשרות, במיוחד בהקשר של שינויי אקלים ומחסור במשאבים.גידולים ביולוגיים מסורתיים כגון תירס (עבור אלנול) וכף שמן (עבור ביו-מדיזל) לעתים קרובות להסתמך על נוקשות אינטנסיבית, דשנים חנקן, ובקרת מזיקים כימיים.

חשיבות הגישה הזו מבוססת על קריטריונים לאומיים ובינלאומיים של קיימות לאנרגיה ביולוגית, כגון ה- EU של האיחוד האירופי לאנרגיה מתחדשת (RED II) וסטנדרט דלק מתחדשת בארה"ב, מסגרות אלה דורשות יותר ויותר חיסכון גזי חממה והגנתם של שיטות אלקטרוניקה ומקורות אנרגיה נמוכים מדי שנה, על פי דו"ח אנרגיה אטומיים ונפטי של ארה"ב, 000 דולר, על פי דו"ח ייצור נמוך של 2 מיליארד דולר, 000 דולר, על ידי יבולים, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, על ידי יבולים של אנרגיה נמוך של צריכת חשמל מ-עשר נמוך של ארה"ב, 000 דולר, 000 $ לשנה.

אסטרטגיות מפתח לפיתוח biopower Crops אנרגיה נמוכה

פיתוח גידולי אנרגיה נמוכים בקטנות כרוך בגישה רב-מעורבת המשלבת גידול צמחים מסורתיים עם כלים גנטיים מודרניים וניהול אגואולוגי.המטרה היא ליצור או לזהות זנים הדורשים פחות קלטות חיצוניות תוך שמירה על תשואה מעשית מבחינה כלכלית. להלן האסטרטגיות העיקריות המועסקות על ידי חוקרים וגזענים.

חתירה לחוסנות למתחים ביוטיים וביוטיים

(ה) ,[[1924]]]] הוא אבן הפינה של פיתוח יבול נמוך של יבולים (ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]

הנדסה גנטית וביולוגיה סינתטית

בעוד שתפיסת הציבור ומכשולים רגולטוריים יכולים להאט את הפריסה, הנדסה גנטית מציעה כלים מדויקים כדי לשפר את תכונות בעלות נמוכה של ג'ינים השולטים ב-FLT:0nitrogen FixationFLT:1 או FLT:2 מי-שימוש יעיל יעילות FLT 3 יכול להיות מוצג או מעלה את הפיתוח של ביולוגיה תעשייתית אחרת.

Agrונומיה: Intercropping and Rotation

(המערכות בעלות נמוכה אינן רק על גנטיקה; שיטות ניהול ממלאות תפקיד מכריע:0 בין-תחומיות FLT:1 יבולים ביו-אנרגיה עם קטניות יכול לתקן חנקן אטמוספירי, צמצום או חיסול צרכי דשן סינתטיים. לדוגמה, נטיעת חומרים מתוקים עם פרפ או אגן חזיר הוכח לשיפור תכולת החנקן תוך שמירה על התשואה ביולוגית:

שימוש באדמות מרג'ינאל ושפלות נמוכה

אסטרטגיה מרכזית לצמצום התחרות הקרקעית היא לטפח גידולי אנרגיה על ענפים של FLT:0 â € TM¢ â € ¢ â € ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

גידול מיני Crop בעלי אנרגיה נמוכה

מחקרים וניסויים מסחריים זיהו כמה מינים המשלבים פוטנציאל ביומסה גבוה עם דרישות בעלות נמוכה. צמחים אלה משתרעים על צורות צמיחה שונות ואקלים, המציעים אפשרויות לאזורים שונים.

(ב) ⁇ (ב"ג:0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

דשא חם-שנתי יליד צפון אמריקה גבוהה פרברי, מתגגרנות כבר זמן רב מודל יבול ביו-אנרגיה נמוך-אין-פח.זה סובל בצורת, שיטפון, וקרקעות עניות, ואת מערכת השורש העמוקה שלה משקעים פחמן תוך צמצום שחיקה.אפילו ללא דשן חנקן, כמה אקרים יכולים להניב 5–8 טון יבשים לכל אקר.

מיסקנתאוס (FLT:0) × ג'יגהנטינוס 1LT

עשב היברידי סטרילי זה מקורו במזרח אסיה והפך למועמד מוביל למזג את אירופה וצפון אמריקה. Miscanthus הוא יעיל במיוחד להמיר אור השמש והמים לתוך הביומסה, עם תשואה של מעל 15 טון יבשים לכל אקר תחת גשם מתון.זה דורש חנקן מינימלי כי הוא מחזור חומרים מזינים בחזרה לריזומס שלה מדי שנה.

ג'נדרופא (Jack) ג'נדרופא (Jttropha curcasásal)

Jatropha הוא צמח דמוי-סובלנטי למרכז אמריקה אבל עכשיו גדל נרחב באזורים טרופיים וסובטרופיים.זרעיה מכילים 30–40% שמן שאינו ניתן לעיבוד לתוך ביומדיות באיכות גבוהה. Jatropha יכול לשגשג באזורים degrad, חולי, או סלעי עם פחות מ -250 מ"מ גשם שנתי, הדורשים לא נוקשות מינימלית ומיניסטרוינציה מסוימת יכולה גם לשפר את היבולים גדולים יותר, אך ורק במעט, אך ורק במעט, אך ורק על הקרקעות אורגניות, אך ורק על פני הקרקעות גדולות יותר, אך ורק על פני הקרקעות, אך ורק כ-זמנית, אך ורק כ-אך גבוהות יותר, אך ורק כ-250 ממין, אך ורק כ-זמנית, אך ורק על פני הקרקעות, אך ורק על פני השטח, למעט כ-250 מטבוליות גדולות, אך ורק כ-אך, אך ורק כ-ממות, למעט כ-ממות, למעט כ-מ"מ"מ"מ"מ"מ"ממות גבוהות יותר, לא יכולות לשפר את הקרקעות, למעט כ-250 מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"ממות גדולות, ללא צורך בהן אין צורך, אך ורק 250 מ"מ

(ב) ⁇ (ב"ג): "ה'ואם דו-סגול" (ב"ד)

סומרגום מתוק הוא דשא מגוון C4 המצטבר רמות גבוהות של סוכרים תוססים בדלפק שלה.זה מותאם למגוון רחב של סביבות, כולל אזורים יבשים וחצניים, ודורש פחות מים מאשר סוכרקני או תירס. זה יכול להיות גדל עם דשנים מינימליים, במיוחד אם נטועים בסבב עם חתכים מתוקים.

עוד תוצאות חיפוש

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] ב[[1924]], [[

טכנולוגיות נהיגה ב- Low-Input Development

ההתקדמות האחרונה בביוטכנולוגיה, רגישה מרחוק, וחקלאות מדויקת מאיצה את הפיתוח וניהול של גידולי ביו-אנרגיה נמוכה.

בחירה ומהירות גלישה

בחירה Genomic משתמשת בנתונים סימון גנום-רחב כדי לחזות את הביצועים של קווי הרבייה עבור תכונות מורכבות כמו ביומסה מניבה וסובלנות הלחץ. גישה זו מפחיתה את הצורך בבדיקות שדה נרחבות ויכולה לקצר מחזורי הרבייה מ -10 שנים עד 5 או פחות. לדוגמה, מודלים בחירה גנטית עבור miscanthus חזו ביצועים היברידיים עם יותר מ -80% דיוק, ומאפשרים לבחור מועמדים העליון עבור סביבות נמוכה.

החקלאות לפריטים מגוונים

אפילו יבולים נמוכים יכולים ליהנות מיישומים ממוקדים.כלי חקלאות, כולל חיישנים קרקעיים, תמונות מל"טים ונתונים לווייניים, לאפשר לחקלאים ליישם מים, דשן, או חומרי הדברה רק במידת הצורך. עבור עשבים חד-שנתיים, יישום חנקן משתנה המבוסס על רפלקציה פחמתית הוכח להפחית את השימוש החנקן הכולל ב חנקן ב -30-50% ללא הקרבה.

הנדסה מיקרוביומה

(ב) מיקרוביומא הצמח - חיידקים ופטריות כי מיישבים שורשים - ממלא תפקיד מכריע בצריכת מזון וסובלנות מתח. חוקרים הם מסלקים ומחלחלים מיקרובים מועילים כגון פטריות mycorrhizal פטריות וחנקן-תיקון חיידקים זמינים ליבולים ביו-אנרגיה. Arbus mycorrzal fungigies יכול לשפר את רכישת זרחן נמוך, 000 צריכת bioFoperoperoperoperopertects: 20D) ביבולים חשמליים.

שיקולים כלכליים וחברתיים

מעבר לגורמים ארגונומיים וסביבתיים, אימוץ גידולי אנרגיה נמוכים תלוי בכדאיות כלכלית וקבלה חברתית.

עלויות הייצור וחזרות על השקעות

ליבולים נמוכים יש בדרך כלל עלויות הקמה נמוכות (למשל, הוצאות דשן ו חומרי הדברה מופחתות) אבל עשוי להניב פחות ביומסה עבור acre מאשר חלופות בעלות גבוהה יותר (למשל, כאשר גדל על אדמה שולית עם שכר דירה נמוך, הרווח הנקי ל hectare יכול להיות תחרותי. לדוגמה, מתגים שגדלו ללא חנקן בדרום מזרח ארה"ב מניב כ-4–5 טון עבור הכנסות ארוכות טווח לצריכת חשמל יבש או ל-160 דולר).

פיתוח כפרי ואימוץ חקלאי

יבולים ביו-אנרגיה נמוכה יכולים לגוון את ההכנסה החקלאית ולספק הזדמנויות כלכליות חדשות באזורים כפריים.הם דורשים פחות עבודה שנתית מאשר גידולי חתירה קונבנציונליים, אשר יכול להיות יתרון עבור אוכלוסיות חקלאיות מזדמנות, עם זאת, אימוץ חקלאי עומד בפני מחסומים כגון אי-מודע עם מערכות מקבילות, מנעול של סיבובי מונוגמות, ומחויבות רב-שנתית הנדרשת להקמת תוכניות אנליסטים וניסויים הם קריטיים עבור ביטחון לאומי (CFal Energy) כולל חיזוקים (או סיוע כלכלי) של CCAP) ב-CVDV.

אתגרים ומחקר גבולות

למרות התקדמות משמעותית, כמה מהמכשולים נותרו לפני גידולי אנרגיה נמוכים ניתן לפרוס בקנה מידה.

עקביות של Biomass Yield תחת תנאים משתנים

מערכות בעלות נמוכה נחשפים באופן טבעי יותר לריאציות סביבתיות, המוביל לתנודות תשואה שנתית לשנה. לפתח זנים המייצרים תשואה יציבה למרות בצורת, גלי חום, או התפרצויות מזיקים הוא בראש סדר העדיפויות מחקר. הברירה הגנומית ליציבות הניבה על פני סביבות מרובות היא גישה אחת. אחרים כוללים בניית אדמומיות לתוך מערכות ייצור (למשל, נטיעת תערובת של מינים או גנוטיפים) וזמני פיתוח גמישים.

ניהול מחלות ללא כימיקלים כבדים

מונוגמות Perennial יכול להיות מאגרים עבור פתוגנים וחרקים לאורך זמן. Breeding עבור עמידות עמידת - במקום להסתמך על חומרי הדברה - הוא חיוני. Intercropping ו יכול לעזור, אבל אסטרטגיות אלה חייב להיות תואם עם קציר מכני. סוכנים בקרה ביולוגית זנים עמידים נחקרים עבור מחלות כמו חלודה במדבקות ו fusarium wilt intropha.

שרשרת אספקה וצירצים לוגיסטיקה

גידולים נמוכים לעתים קרובות גדלים על אדמות שוליות מפורקות, מסבך את הקציר וההובלתו. דשא Perennial דורש ציוד קציר מיוחד (למשל, עבור ביומסה רטובה) ואחסון כדי למנוע הפסדים חומר יבש.הההההההתעלים לירכיים או מצעים יכולים לשפר את כלכלת התחבורה אך מוסיף מחקר ליחידות עיבוד ניידות וסידורים לשיתוף פעולה שיתופי פעולה יכול להתגבר על מכשולים אלה.

Land-Use ו- Biodiversity Trade-offs

בעוד גידולי קטנטנים נמוכים יכולים לגדול על אדמות שוליות, עדיין יש פוטנציאל להמרות גידול בלתי מנוסה.לדוגמה, הקמת מונוגמות של ערפל על אדמות הילידים עשויה להפחית את המגוון הביולוגי.ה פרקטיקות ניהוליות הטובות כוללות שמירה על פסים של buffer, שמירה על כתמים של צמחייה טבעית, ובחירת אתרים שכבר מסולקים.

מדיניות ושילוב במערכות אנרגיה בר קיימא

מימוש הפוטנציאל המלא של גידולי אנרגיה נמוכים דורש מדיניות תומכת אשר מזהה את היתרונות הסביבתיים שלהם ואת מחסומים בשוק כתובת פחמן מנגנוני ערך פליטת פחמן קרקע ולהימנע פליטות דשנים יכול להפוך את היבולים האלה אטרקטיביים יותר מבחינה כלכלית.תקני דלק חדשים הכוללים מטענים ביופולוסיים כבר ליצור ביקוש, אבל פרצות מאפשרות הזנת בלתי-מרוסית כמו גם קריטריונים מחמירים - החלים של דלקים - 70% בעד חסכון גזים - לעומת מאובנים - לפחות אורגניזמים נמוך של דלקים - לעומת אורגניזמים, למשל, לעומת מאובנים - 70%.

שילוב עם מגזרים אחרים יכול גם לשפר את יכולת הכדאיות.לדוגמה, שילוב של אנרגיה ביולוגית עם לכידת פחמן ואחסון (BECCS) יכול לייצר פליטות שליליות, מה שהופך יבולים חד-שנתיים נמוך חלק מרכזי של תיקי הפחתה של אקלים.בנוסף, באמצעות גידולי אנרגיה ביולוגית בשילוב חום וכוח בתעשיות כפריות או כמו הזנות לכימיקלים המבוססים על-ביו-פי-חומרים יכול להוסיף הכנסות.

מסקנה

פיתוח גידולי אנרגיה נמוכים בתפוקה מייצגת מסלול מבטיח ליישב ייצור אנרגיה מתחדשת עם קיימות חקלאית.באמצעות גידול עמידות, חדשנות גנטית, פרקטיקות ארגונומיה חכמות, וטיפוח ממוקד על אדמות שוליות, גידולים אלה יכולים להפחית באופן משמעותי את טביעת הרגל הסביבתית של אנרגיה ביולוגית תוך מתן הזדמנויות כלכליות באזורים כפריים. אתגרים נשארים ביציבות, ניהול, לוגיסטיקה, אך מחקר מתמשך בגנים, מיקרו-תזונה מתקדמת, וקידום מהיר של אנרגיה ביולוגית, יכול להיות בטוח, עם יעילות גבוהה של אנרגיה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה נמוכה, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה ביולוגית, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה ביולוגית, עם יעילות גבוהה, עם אנרגיה ביולוגית, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה מתחדשת, עם יעילות גבוהה של אנרגיה מתחדשת של אנרגיה נמוכה, עם אנרגיה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה ביולוגית, עם יעילות גבוהה של אנרגיה מתחדשת, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה, עם אנרגיה ביולוגית, עם אנרגיה נמוכה, עם אנרגיה מתחדשת, עם אנרגיה ביולוגית, עם אנרגיה מתחדשת, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה מתחדשת של אנרגיה נמוכה, עם אנרגיה, ללא יעילות גבוהה של אנרגיה מתחדשת, עם אנרגיה, עם יעילות גבוהה של אנרגיה, עם אנרגיה מתחדשת, יעילות גבוהה, יעילות גבוהה, יעילות גבוהה של אנרגיה מתחדשת,