scholarly journals Photosynthetic parameters of switchgrass (Panicum virgatum) under low radiation: Influence of stable overexpression of Miscanthus×giganteus PPDK on responses to light and CO2 under warm and cool growing conditions

2015 ◽  
Vol 1-2 ◽  
pp. 23-32 ◽  
Author(s):  
Mathew Halter ◽  
Jackson Mitchell ◽  
David G.J. Mann ◽  
Balasubramaniam Muthukumar ◽  
C. Neal Stewart ◽  
...  
Keyword(s):  
Panicum Virgatum ◽  
Photosynthetic Parameters ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Growing Conditions

scholarly journals Potential uses of biomass from fast-growing crop miscanthus×giganteus

2012 ◽  
Vol 66 (2) ◽  
pp. 223-233 ◽  
Author(s):  
Nada Babovic ◽  
Gordana Drazic ◽  
Ana Djordjevic
Keyword(s):  
Panicum Virgatum ◽  
Large Scale ◽  
Low Cost ◽  
Water Concentration ◽  
High Water ◽  
Perennial Grasses ◽  
Great Promise ◽  
Cellulose Content ◽  
Production Chain ◽  
Miscanthus Giganteus

There is an increasing interest in perennial grasses as a renewable source of bioenergy and feedstock for second-generation cellulosic biofuels. Switchgrass (Panicum virgatum) and miscanthus (Miscanthus?giganteus), belonging to the parennial grasses group, are the major lignocellulosic materials being studied today as sources for direct energy production, biofuels, bioremediation and other. They have the ability to grow at low cost on marginal land where they will not compete with the traditional food crops. Miscanthus?giganteus possesses a number of advantages in comparison with the other potential energy crops such as are: high yields, low moisture content at harvest, high water and nitrogen use efficiencies, low need for annual agronomic inputs such as fertilizers and pesticides, high cellulose content, non-invasive character, low susceptibility to pests and diseases and broad adaptation to temperate growing environments. The main problems are low rate of survival during the first winter after the creation of plantation and the relatively high establishment costs. Miscanthus?giganteus is grown primarily for heat and electricity generation but can also be used to produce transport fuels. Miscanthus biomass has a very good combustion quality due to its low water concentration as well as its low Cl, K, N, S and ash concentrations compared to other lignocellulose plants. It is expected that miscanthus will provide cheaper and more sustainable source of cellulose for production of bioethanol than annual crops such as corn. Miscanthus has great promise as a renewable energy source, but it can only be realised when the grass production has been optimised for large-scale commercial cultivation. However, further research is still needed to optimise agronomy of miscanthus, to develop the production chain and pre-treatment as well as to optimise energy conversation route to produce heat, electricity, and/or fuels from biomass, if miscanthus is to compete with fossil fuel use and be widely produced.

scholarly journals The effect of LED lighting on photosynthetic parameters and weight of lamb’s lettuce (Valerianella locusta)

2013 ◽  
Vol 25 (1) ◽  
pp. 41-47 ◽  
Author(s):  
Renata Wojciechowska ◽  
Anna Kołton ◽  
Olga Długosz-Grochowska ◽  
Marek Żupnik ◽  
Wojciech Grzesiak
Keyword(s):  
High Efficiency ◽  
Photosynthetic Apparatus ◽  
Test Plant ◽  
Photosynthetic Parameters ◽  
Natural Light ◽  
Light Emitting ◽  
Growing Period ◽  
Significant Stimulation ◽  
Supplemental Lighting ◽  
Growing Conditions

ABSTRACT The experiment was carried out in the winter and autumn of 2011 using lamb’s lettuce (Valerianella locusta Laterr. Em Betce) as a test plant under greenhouse growing conditions. The aim of the study was to evaluate the effect of a prolonged day with modern SSL LED (Solid State Lighting Light Emitting Diodes) technology on photosynthetic parameters and plant yield. Two kinds of LED lamps with different spectral properties were used. The first emitted a white light and the second a mixture of red and blue light. Measurements of chlorophyll fluorescence and gas exchange were taken in natural and artificial light. Control plants were not treated with additional lighting. During the day with natural light in March (winter growing), photosynthesis intensity, stomatal conductance and transpiration of lamb’s lettuce leaves were higher than in November (autumn growing). In the evening hours of March and November, during artificial plant lighting, similar photosynthesis intensity was observed. This intensity was significantly higher than in the afternoon hours (by natural light) in the autumn. The highest content of chlorophyll a, b and carotenoids was found in the treatment with red+blue LEDs in winter growing. Supplemental lighting with red+blue LED light stimulated the high efficiency of the photosynthetic apparatus, which was manifested by the highest Performance Index (PI). The highest weight of the rosettes was noted in the autumn growing period in plants that were under the influence of the red+blue supplemental lighting followed by the white LED. This could be the result of a significant stimulation of photosynthesis during supplemental lighting with the LED lamps during this period.

scholarly journals Soil nutrient removal by four potential bioenergy crops: Zea mays, Panicum virgatum, Miscanthus×giganteus, and prairie

2016 ◽  
Vol 216 ◽  
pp. 51-60 ◽  
Author(s):  
Michael D. Masters ◽  
Christopher K. Black ◽  
Ilsa B. Kantola ◽  
Krishna P. Woli ◽  
Thomas Voigt ◽  
...  
Keyword(s):  
Zea Mays ◽  
Nutrient Removal ◽  
Panicum Virgatum ◽  
Soil Nutrient ◽  
Bioenergy Crops ◽  
Miscanthus Giganteus

scholarly journals Ενεργειακές καλλιέργειες

2017 ◽  
Author(s):  
Αννούλα Πασχαλίδου
Keyword(s):  
Zea Mays ◽  
Panicum Virgatum ◽  
Zea Mays L ◽  
Hibiscus Cannabinus ◽  
Cynara Cardunculus ◽  
Brassica Napus L ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Panicum Virgatum L ◽  
Sorghum Bicolor L ◽  
Arundo Donax L

Η ανθρωπότητα σήμερα αντιμετωπίζει τη σημαντικότερη πρόκληση που είναι η λύση του ενεργειακού προβλήματος, σε συνδυασμό με την αύξηση του πληθυσμού της. Η στροφή προς τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας είναι επιβεβλημένη ανάγκη για την κάλυψη των ολοένα αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών των ανθρώπων. Με την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών όπως η βιοτεχνολογία και η γενετική μηχανική, την αυξημένη ευαισθητοποίηση για το περιβάλλον και την απαίτηση για αειφόρο ανάπτυξη, η οποία εμφανίζεται έκδηλη σε όλο και μεγαλύτερα κοινωνικά στρώματα του πλανήτη, δημιουργούνται οι κατάλληλες συνθήκες για την ευρείας κλίμακας αξιοποίηση της βιομάζας, προερχόμενης από την καλλιέργεια ενεργειακών φυτών, για την παραγωγή τόσο ενεργειακών όσο και νέων βιομηχανικών προϊόντων, ή άλλων υλικών. Στη διδακτορική διατριβή και στο πρώτο θεωρητικό τμήμα της, γίνεται διερεύνηση της έννοιας της αειφορικής γεωργίας και των αλληλεπιδράσεων της με το περιβάλλον, ιστορική ανασκόπηση της σχετικής νομοθεσίας (Κ.Α.Π.) που παρέχει σημαντικά στοιχεία για τη διαμόρφωση στρατηγικών αποφάσεων, για την επίλυση και αντιμετώπιση της παγκόσμιας διατροφικής ανάγκης, του ενεργειακού προβλήματος και της χρήσης της βιοενέργειας σύμφωνα με τις αρχές της βιωσιμότητας. Επίσης γίνεται διερεύνηση α) των περιβαλλοντικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με βασικά στοιχεία του περιβάλλοντος και της παραγωγής βιοκαυσίμων, β) των οικονομικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με το βιοτικό επίπεδο και της απόδοσης - κόστους παραγωγής τους, γ) των κοινωνικών προεκτάσεων των ενεργειακών καλλιεργειών, σε σχέση με την επάρκεια τροφίμων και ενέργειας, την αισθητική του τοπίου, την αποδοχή τους από τον αγροτικό κόσμο. Στο δεύτερο τμήμα που αποτελεί το ερευνητικό μέρος της διδακτορικής διατριβής, κατά πρώτον γίνεται διερεύνηση των πιο κοινωνικοοικονομικά και περιβαλλοντικά κατάλληλων καλλιεργειών, για την παραγωγή βιοκαυσίμων στην Ελλάδα και την περιοχή της Μεσογείου, συγκρίνοντας μερικές ετήσιες και πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες, μέσω του εργαλείου στρατηγικού σχεδιασμού S.W.O.T. Analysis. Η έρευνα αυτή επικεντρώθηκε α) σε τέσσερις πολυετείς ενεργειακές καλλιέργειες: μίσχανθο (Miscanthus giganteus), αγριαγκινάρα (Cynara cardunculus L.), switchgrass (Panicum virgatum L.) και γιγάντιο καλάμι (Arundo donax L.) β) σε έξι ετήσιες ενεργειακές καλλιέργειες: ελαιοκράμβη (Brassica napus L.), αραβόσιτο (Zea mays L.), γλυκό και ινώδες σόργο [Sorghum bicolor (L.) Moench], ηλίανθο (Helianthus annuus L.), κενάφ (Hibiscus cannabinus L.) και ζαχαρότευτλο (Beta vulgaris L.). Κατά δεύτερον, στο ερευνητικό μέρος εξετάστηκαν, μέσω της S.W.O.T. ανάλυσης, οι δύο επιλογές ενός σοβαρού διλήμματος: «ενεργειακές καλλιέργειες για παραγωγή βιοκαυσίμων ή για τρόφιμα;» και προτείνεται μια σειρά στρατηγικών και εναλλακτικών επιλογών για βιώσιμο ενεργειακό εφοδιασμό και επαρκή διατροφή για τον αυξανόμενο πληθυσμό της γης. Κατά τρίτον στο ερευνητικό μέρος διενεργείται ποσοτική έρευνα δια μέσου ερωτηματολογίου, για τη διερεύνηση απόψεων/γνώσεων αγροτών-καλλιεργητών σχετικά με τις περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις των ενεργειακών καλλιεργειών. Με βάση τα αποτελέσματα της ποσοτικής έρευνας οι ενεργειακές καλλιέργειες, σε σχέση με το οικονομικό τους αποτύπωμα, συμβάλλουν κατά σημαντικό ποσοστό, με την παραγωγή βιοκαυσίμων, στη μείωση της εξάρτησης από το πετρέλαιο, στην ενδυνάμωση της γεωργίας στην Ελλάδα, στη βελτίωση του αγροτικού εισοδήματος, αλλά υπάρχει αμφισβητούμενος κίνδυνος αύξησης των τιμών των τροφίμων λόγω της χρήσης των φυτών για ενέργεια και όχι για παραγωγή τροφής. Σε σχέση με το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος γενικότερα, στην καλύτερη αξιοποίηση του νερού, στην προστασία από την εδαφική διάβρωση και έχουν θετική επίδραση στη βιοποικιλότητα μιας περιοχής. Επίσης σε σχέση με το κοινωνικό αποτύπωμα συμβάλλουν στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας, με προτεραιότητα όμως την παραγωγή τροφής και όχι ενέργειας. Σε συνέχεια της διδακτορικής διατριβής ενδιαφέρουσα μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να είναι η διερεύνηση των τροποποιήσεων του νομοθετικού πλαισίου σχετικά με τις ενεργειακές καλλιέργειες και τα βιοκαύσιμα σε ελληνικό, ευρωπαϊκό αλλά και παγκόσμιο επίπεδο και των επιπτώσεων στην ανάπτυξη, μελλοντική εξέλιξη και αποδοχή τους από το κοινωνικό σύνολο. Επιπλέον, ενδιαφέρον παρουσιάζει η διερεύνηση με τη χρήση της ανάλυσης S.W.O.T. περισσότερων ειδών ενεργειακών φυτών και η διενέργεια μιας ποσοτικής ή και ποιοτικής έρευνας, για κάθε μία ξεχωριστά από τις περιβαλλοντικές, οικονομικές και κοινωνικές προεκτάσεις των ενεργειακών καλλιεργειών ή σε επιπρόσθετες περιοχές εκτός της Περιφερειακής Ενότητας Δράμας, με σκοπό την παροχή περισσότερων στοιχείων. Συμπερασματικά εκτός από τη διερεύνηση τρόπων αύξησης του ενεργειακού εφοδιασμού, είναι επιτακτική η ανάγκη για ενσωμάτωση στην ανθρώπινη συμπεριφορά η εξοικονόμηση και η διατήρηση της ενέργειας, καθώς και η ενσωμάτωση κριτηρίων αειφορίας στη χάραξη της ενεργειακής πολιτικής. Προκειμένου να επιτευχθούν τα παραπάνω, η έρευνα και η τεχνολογική ανάπτυξη θα απαιτήσουν τη συμμετοχή επιστημόνων σε ευρείς τομείς, στο πλαίσιο του κοινού στόχου για τη μη εξάντληση των φυσικών πόρων και τη διασφάλιση της ευημερίας του πλανήτη για τις μελλοντικές γενιές.

scholarly journals Pre-treatment of biomasses using magnetised sulfonic acid catalysts

2017 ◽  
Vol 48 (2) ◽  
pp. 117 ◽  
Author(s):  
Yane Ansanay ◽  
Praveen Kolar ◽  
Ratna Sharma-Shivappa ◽  
Jay Cheng ◽  
Sunkyu Park ◽  
...  
Keyword(s):  
Sulfonic Acid ◽  
Panicum Virgatum ◽  
Solid Acid ◽  
Solid Acid Catalyst ◽  
Acid Catalyst ◽  
Solid Acid Catalysts ◽  
Acid Catalysts ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Panicum Virgatum L ◽  
Pre Treatment

There is a significant interest in employing solid acid catalysts for pre-treatment of biomasses for subsequent hydrolysis into sugars, because solid acid catalysts facilitate reusability, high activity, and easier separation. Hence the present research investigated pretreatment of four lignocellulosic biomasses, namely Switchgrass (Panicum virgatum L ‘Alamo’), Gamagrass (Tripsacum dactyloides), Miscanthus (Miscanthus × giganteus) and Triticale hay (Triticale hexaploide Lart.) at 90°C for 2 h using three carbon-supported sulfonic acid catalysts. The catalysts were synthesized via impregnating p-Toluenesulfonic acid on carbon (regular) and further impregnated with iron nitrate via two methods to obtain magnetic A and magnetic B catalysts. When tested as pre-treatment agents, a maximum total lignin reduction of 17.73±0.63% was observed for Triticale hay treated with magnetic A catalyst. Furthermore, maximum glucose yield after enzymatic hydrolysis was observed to be 203.47±5.09 mg g–1 (conversion of 65.07±1.63%) from Switchgrass treated with magnetic A catalyst. When reusability of magnetised catalysts were tested, it was observed that magnetic A catalyst was consistent for Gamagrass, Miscanthus × Giganteus and Triticale hay, while magnetic B catalyst was found to maintain consistent yield for switchgrass feedstock. Our results suggested that magnetised solid acid catalyst could pre-treat various biomass stocks and also can potentially reduce the use of harsh chemicals and make bioenergy processes environment friendly.

scholarly journals Plant-Parasitic Nematodes Are Potential Pathogens of Miscanthus × giganteus and Panicum virgatum Used for Biofuels

Plant Disease ◽  
2011 ◽  
Vol 95 (4) ◽  
pp. 413-418 ◽  
Author(s):  
Tesfamariam Mekete ◽  
Kimberly Reynolds ◽  
Horacio D. Lopez-Nicora ◽  
Michael E. Gray ◽  
Terry L. Niblack
Keyword(s):  
Panicum Virgatum ◽  
Damage Threshold ◽  
Threshold Value ◽  
Nematode Species ◽  
Soil Samples ◽  
Parasitic Nematodes ◽  
Plant Parasitic Nematodes ◽  
Population Densities ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Plant Parasitic

A survey of Miscanthus × giganteus and switchgrass plots throughout the midwestern and southeastern United States was conducted to determine the occurrence and distribution of plant-parasitic nematodes associated with these biofuel crops. During 2008, rhizosphere soil samples were collected from 24 Miscanthus × giganteus and 38 switchgrass plots in South Dakota, Iowa, and Illinois. Additional samples were collected from 11 Miscanthus × giganteus and 10 switchgrass plots in Illinois, Kentucky, Georgia, and Tennessee the following year. The 11 dominant genera recovered from the samples were Pratylenchus, Helicotylenchus, Xiphinema, Longidorus, Heterodera, Hoplolaimus, Tylenchorhynchus, Criconemella, Paratrichodorus, Hemicriconemoides, and Paratylenchus. Populations of Helicotylenchus, Xiphinema, and Pratylenchus were common and recorded in 90.5, 83.8, and 91.9% of the soil samples from Miscanthus × giganteus, respectively, and in 91.6, 75, and 83.3% of the soil samples from switchgrass, respectively. Prominence value (PV) (PV = population density × √frequency of occurrence/10) was calculated for the nematodes identified. Helicotylenchus had the highest PV (PV = 384) and was followed by Xiphinema (PV = 152) and Pratylenchus (PV = 72). Several of the nematode species associated with the two biofuels crops were plant parasites. Of these, Pratylenchus penetrans, P. scribneri, P. crenatus, Helicotylenchus pseudorobustus, Hoplolaimus galeatus, X. americanum, and X. rivesi are potentially the most damaging pests to Miscanthus × giganteus and switchgrass. Due to a lack of information, the damaging population thresholds of plant-parasitic nematodes to Miscanthus × giganteus and switchgrass are currently unknown. However, damage threshold value ranges have been reported for other monocotyledon hosts. If these damage threshold value ranges are any indication of the population densities required to impact Miscanthus × giganteus and switchgrass, then every state surveyed has potential for yield losses due to plant-parasitic nematodes. Specifically, Helicotylenchus, Xiphinema, Pratylenchus, Hoplolaimus, Tylenchorhynchus, Criconemella, and Longidorus spp. were all found to have population densities within or above the threshold value ranges reported for other monocotyledon hosts.

scholarly journals The Effect ofTrichodermaon Heavy Metal Mobility and Uptake byMiscanthus giganteus,Salixsp.,Phalaris arundinacea, andPanicum virgatum

2014 ◽  
Vol 2014 ◽  
pp. 1-10 ◽  
Author(s):  
Malgorzata J. Kacprzak ◽  
Karolina Rosikon ◽  
Krzysztof Fijalkowski ◽  
Anna Grobelak
Keyword(s):  
Panicum Virgatum ◽  
Phalaris Arundinacea ◽  
Land Application ◽  
Metal Mobility ◽  
Soil Parameters ◽  
Soil Leachate ◽  
Positive Effects ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Heavy Metal Mobility ◽  
Translocation Index

The effect of land application of biomaterials based on two strains ofTrichodermafungus on phytoremediation processes was studied. Six metals (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, and Ni) were analysed in soil and soil leachate as well as in plant tissues. The translocation index (Ti) and metal bioconcentration factors (BCF) calculated for the inoculated plants were increased compared to the noninoculated control, except for Pb andSalixsp. Simultaneously, the mobilisation of metals in soil solution as an effect of biomaterials was noted. The highest values ofTi—339% (for Cr), 190% (for Ni), and 110% (for Cu)—were achieved for the combinationMiscanteus giganteusandTrichodermaMSO1. The results indicated that the application of fungus has positive effects on increasing the biomass, soil parameters (C, N, and P), and solubility of heavy metals in soil and therefore in enhancing phytoextraction forMiscanthus giganteusL.,Panicum virgatumL.,Phalaris arundinaceaL., andSalixsp.

Can Lignin Wastes Originating From Cellulosic Ethanol Biorefineries Act as Radical Scavenging Agents?

2014 ◽  
Vol 67 (11) ◽  
pp. 1693 ◽  
Author(s):  
Caroline Vanderghem ◽  
Nicolas Jacquet ◽  
Aurore Richel
Keyword(s):  
Panicum Virgatum ◽  
Average Molecular Weight ◽  
Radical Scavenging ◽  
Test System ◽  
Molecular Features ◽  
System A ◽  
Miscanthus Giganteus ◽  
Panicum Virgatum L ◽  
Radical Scavenging Ability ◽  
Radical Scavenging Properties

Lignin is a co-product from the biorefinery and paper industries. Its non-energetic valorisation remains a field of extensive research and development. In this perspective, this study was undertaken to evaluate the radical scavenging ability of selected herbaceous lignins. These lignins, extracted from either Miscanthus (Miscanthus × giganteus) or switchgrass (Panicum virgatum L.), were selected as benchmarks for this study based on their chemical structure and average molecular weight. These technical lignins, which are side-products in the bioethanol production process, displayed a moderate antioxidant activity as evaluated by the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil free radical scavenging test system. A correlation between the radical scavenging properties and the molecular features is proposed and discussed. Infrared spectroscopy was employed as a straightforward qualitative prediction tool for assessing the radical scavenging capacity.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document