"Serendipity" – Bioetanoliteollisuudelle kehitetyllä teknologialla on taloudellisia ja ympäristöhyötyjä naudanlihan ja maidontuotannon kannalta

Suurin osa Yhdysvalloissa kasvatetusta maissista on parannettu bioteknologian avulla suojaamaan hyönteisvaurioilta ja/tai rikkakasvien sietokyvyltä. Hyönteisten vastustuskykyominaisuuden lisäetuna on se, että se vähentää viljan mykotoksiinien saastumista, ja rikkakasvien torjunta-ainetoleranssi on auttanut laajentamaan suorakylvöviljelymenetelmien käyttöä, jotka ovat keskeisiä viljelyjärjestelmissä, jotka johtavat nettohiilen sitomiseen maatalousmailla. Syngentan Enogen-tuotemerkillä myymässä maississa on toinen biotekninen ominaisuusSYT
Siemenet ja se kehitettiin alun perin tehostamaan bioetanolin tuotantoa. Louis Pasteur sanoi kerran: "sattumattomuus suosii valmistautunutta mieltä", ja tämä ilmiö näkyi havainnossa, että kun samantyyppistä maissia käytetään osana maito- ja lihakarjan rehua, se voi vähentää kustannuksia ja parantaa näiden tuotantojärjestelmien ympäristöprofiilia.

Ensin vähän taustaa noista toimialoista. Naudanliha ja maitotuotteet ovat suosittu ja erittäin ravitseva osa elintarviketarjontaamme, ja niiden valmistusprosessi on tehostunut viime vuosikymmeninä. Tuotetun lihan määrä eläintä kohden on kasvanut noin 1 % vuodessa vuodesta 1960 lähtien ja on nyt lähes 1.7 kertaa 1950-luvun taso. Lehmää kohti tuotetun maidon määrä on kolminkertaistunut 1980-luvulta lähtien. Tämä lisääntynyt tehokkuus tarkoittaa, että näiden elintarvikkeiden tuotanto vaatii nyt vähemmän resursseja ruokayksikköä kohden ja tekee sen pienemmällä ympäristöjalanjäljellä.

Merkittävä osa tästä edistymisestä johtuu kehittyneemmistä jalostusohjelmista. Suuri osa jäljellä olevasta edistymisestä on saatu optimoimalla ruokavaliot, joilla nämä erittäin joustavat eläimet voivat menestyä. Tätä kutsutaan rehun käytön tehokkuudella – kuinka monta kiloa lihaa tai maitoa voidaan tuottaa rehukiloa kohden. Yksi nautakarjan tärkeimmistä rehuvaihtoehdoista on maissi, joka toimitetaan joko viljana tai säilörehuna koko kasvin kanssa. Molemmat ovat tärkeitä vaihtoehtoja useimpien lypsylehmien ruokavaliossa. Kun lihanautakarja on kasvatettu suuren osan elämästään laitumella, ne siirretään "viimeistelyvaihetta" varten rehualueille, joissa niitä ruokitaan usein myös viljamaissilla tai säilörehulla. Vaikka nämä naudanliha- ja meijeritrendit ovat erittäin myönteisiä, parantamisen varaa on aina, ja siihen Enogen-maissi sopii järjestelmään.

Enogen maissi kehitettiin geenitekniikan avulla geenin lisäämiseksi alfa-amylaasientsyymille, joka hajottaa tärkkelyksen sokerikomponentteihinsa. Geeni ilmentyy vain ytimien endospermissa, eikä sitä voida havaita lehdissä tai siitepölyssä. Tämä on yleinen entsyymityyppi – esimerkiksi me ihmiset eritämme syljessämme amylaasientsyymiä, joka menee sitten ruoansulatusjärjestelmäämme vapauttamaan energiaa tärkkelystä sisältävistä elintarvikkeista, kuten perunoista, pastasta tai maissijauhosta. Enogen maissin amylaasi on erityisen vankka versio, joka pysyy vakaana ja aktiivisena useissa olosuhteissa. Se pilkkoo maissitärkkelyksen sokereiksi, joita hiiva voi sitten käyttää biopolttoainekäymisessä etanolin tuottamiseksi. Se palvelee tehokkaammin ja tehokkaammin jostain muusta lähteestä peräisin olevien lisättyjen entsyymien toimintaa. Tämä tekniikka hyväksyttiin ensimmäisen kerran kaupalliseen myyntiin vuonna 2011.

Enogen maissi on "säilytetty" viljateollisuudessa, koska maissilla on tiettyjä käyttötarkoituksia, joissa tärkkelyksen hajottaminen olisi ongelma. Tämä tarkoittaa, että kaikkia istutettuja peltoja seurataan, joten ne voidaan kanavoida vain asianmukaisiin myöhempään käyttöön. Tätä maissia ei alun perin ollut tarkoitettu käytettäväksi suorana rehuna, mutta sen turvallisuus varmistettiin, kun tämä ominaisuus käytiin läpi laajan säätelyprosessin, jota siirtogeenisille bioteknisille ominaisuuksille vaaditaan.

Vuodesta 2013 lähtien tehtiin joitain lisätutkimuksia sen selvittämiseksi, oliko tällä ominaisuudella mitään vaikutuksia, jos sitä käytettäisiin eläinten ruokinnassa. Rohkaisevien ennakkotietojen perusteella työtä tehtiin yhä enemmän eläintieteilijöiden ja useiden julkisten instituutioiden avulla. Se, mitä löydettiin, oli hieman yllätys, mutta jälkeenpäin ajateltuna on järkevää, että lehmät voisivat käyttää apua tärkkelyksen sulattamiseen, koska se ei ole tärkeä osa heidän esi-isiensä ruokavaliota. Sekä lypsy- että lihanautakarjassa rehukiloa kohden tuotetun maidon tai lihan kilot lisääntyvät noin 5 %, jos osa rehusta on joko Enogen-maissilla valmistettua viljaa tai säilörehua. Nebraskan yliopiston ja Kansasin osavaltion yliopiston akateemiset tutkijat ovat myös dokumentoineet parantunutta "yleiskanavan sulavuutta" ja "vähentynyttä ulostetta" (esim. vähemmän kakkaa). Pennsylvanian osavaltion yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa, jossa meijerirehussa oli 40 % Enogen-pohjaista säilörehua, dokumentoitiin metaanipäästöjen intensiteetin väheneminen 7.2 % ja rehun käytön tehokkuus 5.4 %, mutta maidon laatu pysyi ennallaan.

Enogen-rehuetujen taloudellisen ja ympäristöllisen merkityksen arvioivat Wisconsin-Madisonin yliopiston eläin- ja maitotieteiden sekä agronomian osastot yhdessä Rock River Laboratoryn kanssa. He tarkastelivat maitopitoisuutta ja odotettuja tuloja sekä maissin säilörehukustannuksia. He havaitsivat, että käyttämällä Enogen-maissia meijeri voisi säästää 132–208 dollaria lypsylehmää kohden vuodessa. Koska siirtyminen tähän rehulähteeseen ei häiritsisi mitään muuta heidän toimintaansa, tämä on houkutteleva vaihtoehto maidontuottajille. Tämä riippumaton analyysi sisälsi myös Sustainable Solutions Corporationin suorittaman elinkaariarvioinnin (LCA), jossa määritettiin useita ympäristöetuja. Nämä on kuvattu alla sen perusteella, mitä ne tarkoittaisivat vuodessa 1000 lypsylehmän karjalle:

· Kasvihuonekaasupäästöjen vähennys yli 1.4 miljoonalla kilogrammalla hiilidioksidiekvivalenttia – mikä vastaa 2 henkilöauton poistamista tieltä

· Maankäytön vähentäminen 249 eekkerillä – mikä vastaa 189:ää Yhdysvaltain jalkapallokenttää

· Vedenkulutuksen vähentäminen 13 miljoonalla gallonalla – riittää täyttämään 21 olympiauima-allasta

· Energiansäästö 220,000 19 kW tuntia – riittää XNUMX keskimääräiseen yhdysvaltalaiseen kotiin

Samanlainen LCA naudanlihan tuotantoa varten suoritti Arkansasin yliopiston resilienssikeskus Enogen-rehun vaikutuksista kuivaksi rullattua maissia ruokinnan viimeistelyssä. Tuossa analyysissä kasvihuonekaasupäästöt vähenivät 5.8 %, fossiilisten polttoaineiden kulutus 6 %, maankäyttö 6.1 % ja vedenkäyttö 5.6 %.

Tällä hetkellä Syngenta arvioi, että Enogen-pohjaisilla rehuilla on 1.1 miljoonaa nautaa, joista 45 prosenttia on naudanlihateollisuudessa ja 55 prosenttia meijerissä. Näiden lukujen odotetaan nousevan lisääntyneen käyttöönoton myötä Länsi-Yhdysvalloissa, missä Keskilännen maissi on merkittävä osa rehutarjonnasta. Koska Yhdysvalloissa on 9.5 miljoonaa lypsylehmää ja 15 miljoonaa lihanautaa, näiden etujen laajentamiseen on paljon mahdollisuuksia.

Enogen-maissin lisäetu liittyy säilörehun valmistusprosessiin. Maissi voidaan korjata kokonaisena kasvina, hienontaa, puristaa ja peittää usean kuukauden pituisen käymisprosessin helpottamiseksi. Silominen on tapa, jolla karja ja ruoansulatuskanavan mikrofloora tekevät maissitärkkelyksestä sulavamman, mikä auttaa tärkkelyksen muuntamista sokereiksi, mutta voi kestää jopa 4-6 kuukautta, ennen kuin tavanomainen maissisäilörehu saavuttaa riittävän tärkkelyksen sulavuustason. turvallista ruokkia karjalle. Enogen-maissista havaittiin, että säilörehua voitiin käyttää eläinten rehuna paljon lyhyemmän "ensilointi"-ajan jälkeen ja sillä on edelleen samat rehutehokkuuden edut. Tämä joustavuus voisi auttaa viljelijöitä ylläpitämään tasaista ruokintaohjelmaa ympäri vuoden. Viljamaissilla Enogenin edut näkyvät yksinkertaisissa krakattuissa ytimissä ja myös "höyryhiutalekäsittelyssä", joka on energiaintensiivisempi tapa lisätä tärkkelyksen sulavuutta ja joka on erityisen suosittu lounais- ja länsiosavaltioissa, joten Enogen sopii mikä tahansa olemassa oleva ohjelma.

Enogen maissia käytetään edelleen laajalti bioetanolin tuotannossa, mikä edistää merkittävästi kuljetusalan hiilidioksidipäästöjen vähentämistä sekoittamalla autojen polttoaineita ja mahdollisesti nyt käytettäväksi muunnetut dieselmoottorit. Maissisadon käytöstä saatua proteiinia käytetään eläinten ruokinnassa ja maissiöljyä voidaan käyttää monin tavoin. Onneksi maissia on edelleen runsaasti saatavilla elintarvike- ja rehukäyttöön, ja tällä satunnaisesti löydettyllä Enogen-teknologian käytöllä tämä tarjonta voi mennä vielä pidemmälle kuin ennen.