Project

Genetische verbetering miscanthus voor productie biomassa

Lignocelluloserijke gewassen zoals miscanthus staan in de belangstelling, omdat hun biomassa de uitstoot van broeikasgassen kan tegengaan. Zij zijn een alternatief voor fossiele brandstoffen zoals olie. Daarmee kunnen deze gewassen een belangrijke rol spelen bij de doelstelling van de Europese Unie om in 2020 tien procent van de energie uit duurzame bronnen te halen.

Miscanthus, een meerjarig reuzengras, is een uitstekende bron voor de productie van biomassa, de basis voor groene energie. De teelt en het gewas kennen echter twee grote knelpunten: het soort is moeilijk te vermeerderen en de suikers in biomassa zijn lastig vrij te maken. Wageningen UR Plant Breeding onderzoekt oplossingen hiervoor. Zij voert onderzoeksprojecten uit om de miscanthus genetisch te verbeteren.

Hoogwaardige biomassa

Dit onderzoek gebeurt in samenwerking met IBERS, een onderzoeksinstituut in Wales (Verenigd Koninkrijk).

De onderzoekers willen meer inzicht in de genetica van eigenschappen die van belang zijn voor de veredeling van miscanthus. Uiteindelijk moet zo een gewas ontstaan dat goed via zaad is te vermeerderen en een hoge opbrengst geeft van kwalitatief hoogwaardige biomassa.

Om biomassa te kunnen produceren, worden suikers uit het gewas omgezet (conversie) naar ethanol, de basis van biobrandstof. Een goede bioconversie van celwandsuikers s noodzakelijk voor een hoge verbrandingskwaliteit voor de productie van warmte en elektriciteit.

Daarnaast onderzoekt men de tolerantie voor abiotische stress  bij dit gewas. Abiotische stress treedt op wanneer een gewas moet groeien onder zware omstandigheden, zoals extreme droogte.

Biobrandstoffen

Miscanthus levert een stengelrijk gewas dat uitstekend kan worden ingezet voor de productie van warmte en elektriciteit. De biomassa wordt nu vooral aangewend als grondstof voor de productie van biobrandstoffen zoals bio-ethanol.

Het van oorsprong tropische gewas heeft veel pluspunten:

  • het gedijt goed in een Europees gematigd klimaat;
  • het is een C4-gras, wat betekent dat het op een zeer efficiënte manier koolstofdioxide weet om te zetten in suikers;
  • miscanthus heeft weinig meststoffen en grondbewerking nodig;
  • het is een meerjarig gewas dat wel 15 tot 25 jaar kan worden geteeld;
  • het telen van miscanthus biedt de landbouw een nieuwe inkomstenbron.

Knelpunten

Een knelpunt bij dit gewas is dat suikers moeilijk zijn vrij te maken. Die suikers zijn noodzakelijk voor een omzetting naar ethanol, die weer nodig is voor het maken van biobrandstof. Door het proces van fotosynthese wordt bij het gewas via zonlicht koolstofdioxide omgezet naar suikers. Het licht wordt bij miscanthus voornamelijk vastgelegd in lignocellulose: cellulose en hemicellulose en lignine. De suikers in eerstgenoemde celwandcomponenten zijn moeilijk toegankelijk voor enzymen of micro-organismen die nodig zijn voor productie van ethanol. Lignine speelt hierbij een belangrijke rol en bemoeilijkt de conversie van de suikers naar ethanol.

De teelt van dit gewas is een tweede knelpunt. Er is één type miscanthus dat heel geschikt is voor de productie van biomassa. Dit type is steriel en kan dus niet via zaad worden vermeerderd. Telers zijn daarom nu nog aangewezen op de aankoop van rhizomen (wortelstokken) of een kostbare in vitro-procedure in een laboratorium om nieuwe planten te verkrijgen.