Optimizing Miscanthus biomass production

Algemeen kader

In welke mate zijn verschillende miscanthusgenotypes gevoelig voor kilte en vorst? ILVO onderzoekt de fysiologische mechanismen achter kilte- en vorsttolerantie, factoren die de opbrengst van het biomassagewas miscanthus nog limiteren in Europa. Bedoeling is om bij te dragen aan de ontwikkeling van nieuwe kilte- en vorsttolerante rassen. Naast directe verbranding van de biomassa worden andere valorisatietrajecten geëvalueerd zoals biogasproductie, verwerking van de houtige biomassa in bouwmaterialen, stalstrooisel en de productie van groene chemicaliën (o.a. bio-ethanol, chlorofyl, eiwitten, …). Tegenwoordig wordt in Europa nog maar één kloon commercieel aangeplant. Nieuwe rassen zijn nodig om miscanthus als gewas te doen doorbreken. Deze ILVO-studie kadert in het bredere OPTIMISC project, een internationale samenwerking met als doel de belangrijkste productielimiterende factoren te doorgronden, nieuwe rassen uit te testen op verschillende locaties in Europa en nieuwe hoogwaardige toepassingen te ontwikkelen.

Onderzoeksaanpak

We testen 100 miscanthusgenotypes op hun kilte- en vorsttolerantie, en screenen deze ook voor diverse kwaliteitsparameters. Voor de test op kiltetolerantie kweken we de planten op in roeikamers bij lage en bij gunstige temperatuur. We determineren de kiltetolerantie aan de hand van proces- en groeimetingen. De procesmetingen gebeuren via chlorofylfluorescentie en chlorofylinhoud. De groei schatten we aan de hand van hoogte metingen, aantal stengels en de snelheid waarmee bladeren groeien. Voor het vorststressonderzoek onderzoeken we de planten, na een afhardingsperiode, op foto-inhibitie en celwandbeschadiging. Ook bewaren we rhizomen gedurende twee maanden bij verschillende temperaturen onder het vriespunt om de winteroverleving te analyseren. De kwaliteitsparameters worden bepaald op de biomassa geoogst in een meerjarige veldproef met 100 genotypes. Naast algemene plantkarakteristieken (bloeidatum, aantal stengels, hoogte, … ) worden ook biochemische analyses (verbrandingskwaliteit, celwandsamenstelling, eiwitsamenstelling, chlorofylgehalte) uitgevoerd in de internationale samenwerking binnen OPTIMISC.

Relevantie/Valorisatie

Miscanthus is een doorlevend C4-gras dat zeer veel biomassa produceert met weinig input. Het is het meest productieve biomassagewas in Europa en daarom cruciaal voor de ontwikkeling van een biogebaseerde economie. De teelt van miscanthus is voordelig voor de boer omdat het gewas veel opbrengt met beperkte input en omdat het marginale gronden laat valoriseren. Het is ook voordelig voor het milieu door de lage stikstofbemesting, het lage gebruik van pesticiden en de koolstofsequestratie door de rhizomen. De resultaten van het onderzoek modelleren we om beleidsmakers, landbouwers en industrie bij te staan. Nieuwe valorisatietrajecten maken de teelt multifunctioneel waardoor de zekerheid op rendabele afzet van de teelt verhoogt.