O desenvolvimento da agricultura foi essencial para o surgimento da civilização. Mas no século 21, a necessidade cada vez maior da população crescente da Terra por alimentos é um dos fatores que colocam o meio ambiente de nosso planeta em perigo. A agricultura é responsável por quase um quarto das emissões humanas que estão aquecendo a atmosfera, e até metade disso vem de arar o solo para cultivar safras como o trigo, milho e soja, que libera dióxido de carbono e os gases de efeito estufa mais potentes, metano e óxido nitroso, o último, um subproduto do uso de fertilizantes.

É por isso que os pesquisadores têm trabalhado em maneiras de reduzir os efeitos ambientais prejudiciais da agricultura. Uma inovação promissora é um grão com a marca registrada Kernza, que tem um doce, sabor a noz e pode ser feito em farinha para uso em pão, cereais matinais e outros alimentos, e também como ingrediente em produtos que vão da cerveja ao sorvete. Ao contrário de alguns grãos mais familiares, Kernza é um grão perene, produzido a partir de plantas que não precisam ser replantadas a cada ano, portanto, não requer lavra anual.

Além disso, Kernza tem um sistema radicular profundo que atinge mais de 10 pés (mais de 3 metros) no solo e pode ajudar a sequestrar, ou captura, carbono atmosférico. E esse sistema de raízes também pode torná-lo mais resistente ao impacto da seca relacionada às mudanças climáticas em algumas áreas. Depois que o grão é colhido, os campos plantados com Kernza também podem ser usados ​​para forragear o gado.

O Papel do Land Institute

Kernza foi desenvolvido pelo The Land Institute, uma Salina, Organização sediada em Kansas fundada em 1976. O cofundador Wes Jackson "teve essa epifania, "explica Rachel Stroer, diretor de estratégia do instituto. O grande problema da agricultura moderna, Jackson percebeu, era que estava desgastando o solo, concentrando-se na monocultura - cultivando uma única safra em uma determinada área - e contando com safras anuais.

“Usamos safras anuais desde o início da agricultura, 10, 000 anos atrás, então isso não é novo, "Stroer diz. Mas à medida que essa prática se intensificou nas fazendas modernas, suas desvantagens destrutivas tornaram-se cada vez mais evidentes, na forma de erosão, solo desgastado que exigia quantidades crescentes de fertilizantes e águas subterrâneas poluídas.

De acordo com Stroer, Jackson viu o desenvolvimento de grãos perenes para substituir os anuais como uma parte vital da solução para esses problemas.

"Dado que os grãos representam mais de 70 por cento do nosso consumo calórico global e mais de 70 por cento das nossas terras agrícolas globais, a transição de um modelo extrativo anual para um modelo perene é a melhor chance que temos de criar um futuro alimentar verdadeiramente regenerativo, "O site do Land Institute explica.

O desafio de desenvolver uma nova safra de alimentos

O desenvolvimento de novas safras de alimentos é difícil, desafio intensivo de tempo. Em 1983, cientistas do Instituto Rodale, outra organização de pesquisa, identificou uma planta chamada grama de trigo intermediária (nome científico Thinopyrum intermedium ), uma espécie relacionada ao trigo, como um candidato promissor que poderia se desenvolver em um grão perene. Eles trabalharam com pesquisadores do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos para criar a planta e melhorar sua fertilidade e tamanho da semente.

Em 2003, O Land Institute começou a trabalhar no desenvolvimento de wheatgrass intermediário também. Com o esforço orientado pelo cientista líder Lee DeHaan, o instituto passou anos criando a planta para desenvolver Kernza, o nome comercial registrado para sua variedade. (Veja mais sobre a história da origem de Kernza no site do instituto.)

Em algumas formas, o processo de desenvolvimento de uma nova safra não mudou muito desde os tempos pré-históricos. Basicamente, envolve reprodução geração após geração de uma planta, em um esforço para promover quaisquer que sejam as características desejáveis ​​que você está procurando. "Você faz um cruzamento de dois pais, e plante os bebês, e ver como eles se parecem, "Stroer diz." Aqueles com as sementes maiores, você mantêm. E você faz isso ano após ano. "

Contudo, os melhoristas de plantas têm algumas ferramentas que faltavam aos antigos. Eles empregaram um processo chamado melhoramento molecular, em que eles usam a análise genética para determinar as características que a planta tem, mesmo antes de crescer para o tamanho normal, para detectar plantas com maior potencial para reprodução.

"Demorou 10, 000 anos e 200 anos intensificados de criação moderna para obter as safras que temos hoje, "Stroer diz. Em comparação, "Demorou 20 para levar Kernza onde está. Pode demorar mais 20 para fazê-lo competir em escala com os anuais."

Mas no esforço de transformar o Kernza em uma cultura comercialmente viável, há muito trabalho pela frente. Stroer diz que os pesquisadores agora estão trabalhando para aumentar o tamanho e o número das sementes produzidas por cada planta Kernza, e aumentar a altura das plantas.

O Desafio da Colheita

Uma desvantagem do Kernza é que, ao contrário do trigo convencional, ainda não se presta à debulha gratuita, em que o grão comestível é facilmente solto da planta, e, em vez disso, requer outra etapa chamada descascamento para remover a casca da semente antes que ela possa ser transformada em farinha, de acordo com Stroer.

"Colher grãos de Kernza também pode ser mais desafiador do que grãos anuais como o trigo, porque os caules de Kernza permanecem verdes depois que o grão amadurece, ao passo que o caule do trigo senescem completamente [ou envelhecem e murcham] e passam por combinações mais facilmente, "diz Matt Ryan, professor associado de ciências do solo e culturas na Cornell University e co-autor deste artigo de biociência de 2018 sobre métodos de cultivo de Kernza, via email.

Além de criar Kernza para torná-lo adequado para debulha gratuita no futuro, os cientistas estão trabalhando para fazer com que o rendimento produzido pelas fazendas Kernza corresponda ao que eles conseguiram em suas parcelas de pesquisa. Para esse fim, eles estão coletando dados de agricultores para ajudar a descobrir como cronometrar a colheita de Kernza, quais configurações seriam ideais para colheitadeiras, e outros fatores que podem tornar os campos mais produtivos. Já, Kernza está sendo cultivado em 2, 025 acres (819 hectares) em 15 estados e mais de 100 agricultores e 53 parceiros de pesquisa diferentes de várias instituições estão trabalhando no esforço.

Os pesquisadores também estão trabalhando com padeiros, chefs, cervejeiros e destiladores para desenvolver produtos que utilizem Kernza, para ajudar a criar um mercado futuro para ele. Um produto que já existe no mercado é a Long Root Pale Ale, cujo criador, Provisões da Patagônia, cita os pontos positivos ambientais da Kernza em seu marketing.

"Trabalho com o Kernza há 10 anos e tem sido uma aventura divertida, "Steve Culman, professor assistente na escola de meio ambiente e recursos naturais da Ohio State University, e um dos co-autores de Ryan, diz via e-mail. "Acho que uma das coisas que realmente passei a apreciar é que domesticar e desenvolver com sucesso uma nova safra requer mais trabalho do que qualquer um pode realmente apreciar. É um grande esforço colaborativo que realmente requer muitas pessoas trabalhando juntas - muitos cientistas disciplinas, atores da cadeia alimentar e um mercado consumidor que está pronto e deseja. É uma tarefa muito difícil, mas também o que torna tão divertido fazer parte dela. "

O programa Kernza do instituto é apenas parte de um esforço maior para desenvolver culturas perenes que poderiam um dia substituir as convencionais anuais. Também em andamento estão o trigo perene, sorgo, leguminosas e sementes oleaginosas. O instituto ajudou a lançar e financiar um programa na província chinesa de Yunnan para desenvolver uma versão perene do arroz.

"O objetivo final é certamente audacioso, mas é substituir as anuais por perenes globalmente, "Stroer diz.

Ano passado, A marca Cascadian Farms da General Mills produziu uma edição limitada do cereal Honey Toasted Kernza, que vendeu para arrecadar fundos para pesquisadores. “Temos esperança de que a safra deste ano renderá um volume maior para que possamos criar um cereal que pode ser mais amplamente disponível, ", disse um porta-voz da General Mills por e-mail.