Италијанските научници ги проучувале придобивките од непретенциозниот артишок од Ерусалим. Излегува дека ова е, на свој начин, незаменлива култура за производство на обновлива енергија.
Во својата научна работа, тим од италијански научници од Факултетот за земјоделски и шумарски науки (DAFNE), Универзитетот во Тусија, објаснува зошто артишокот во Ерусалим е толку добар и важен.
Неодамна, биогоривата станаа стратешки фокус за намалување на емисиите на возилата. Но, во исто време, производството на биогорива се повеќе се споменува во контекст на неговите негативни последици, бидејќи главните култури за овие цели, како што се, да речеме, семе од репка, пченица или соја, бараат високо интензивни земјоделски практики и плодни почви, забележуваат авторите. (Биогоривата се извори на енергија базирани на јаглерод, добиени од биолошки материјал).
Додека Комисијата на ЕУ неодамна ги класифицира биогоривата како производ со ниски нивоа на индиректна промена на користењето на земјиштето, добиени од култури кои се одгледуваат на маргинални земјишта со ниски инпути на ресурси.
Поради оваа причина, само неколку култури во Европа можат да постигнат високи приноси со овие барања.
Ерусалимскиот артишок се користи како добиточна храна за животните на фармата, биогориво, па дури и овошно пиво.
Од оваа гледна точка, ерусалимскиот артишок (Helianthus tuberosus L.) секако е вид достоен за внимание бидејќи ги има сите атрибути неопходни за постигнување на целите на ажурираната Директива на ЕУ за обновлива енергија (RED II).
Ерусалимскиот артишок е широко прилагоден на разновидна и често ниско-приносна средина за други култури и има висока приспособливост.
Тоа е повеќенаменска култура која се користи за човечка исхрана (директно во клубени или за засладувачи), за фармацевтски цели, за производство на биомаса и биоенергија (биоетанол и биогас).
Покрај тоа, слично на другите растенија Terвездичкикултури како што се цикоријата и шафранката, артишокот во Ерусалим има потенцијал како фуражна култура.
Интересно е тоа што благодарение на иновациите во индустријата за пиво, клубените се користат за производство на слатки и овошни пива.
Стеблата и клубените од артишок во Ерусалим се богати со инулин со потенцијал за производство на етанол за употреба како биогориво.
Особено, органските соединенија (како што се инулин и целулоза) и шеќерите се обработуваат за да се произведе етанол преку ферментација и дестилација.
Во текот на изминатите 20 години, значајна работа беше направена за да се подобри конверзијата на биомасата во гориво. Сепак, биогоривата од првата генерација (биоетанол и биодизел добиени од прехранбени култури) се произведуваат од само неколку култури со различна ефикасност во претворањето на сончевото зрачење во хемиска енергија (биомаса).
Особено, суровини за биогориво се главно семе од репка, палми од масло и соја за биодизел; и шеќерна трска, пченка, шеќерна репка и сладок сорго за биоетанол.
Дополнително, не се собира целата биомаса (т.е., крошната биомаса под земја обично останува во почвата), така што нето секвестрацијата на јаглеродот е намалена и неефикасноста на обработката се зголемува.
Поради овие причини, се очекува растителните видови за системи за производство на биогориво од следната генерација да надминат некои од овие ограничувања, особено ако имаат продуктивна подземна биомаса (т.е. корени или клубени).
Дополнително, бидејќи интензивното користење на земјоделското земјиште е веќе воспоставено во повеќето региони во светот, биоенергетските култури мора да бидат еколошки одржливи за да се избегне дополнителен стрес врз биодиверзитетот на земјоделството, почвите и водните ресурси.
Научниците бараат биоенергетски култури на иднината
Во тек е истражување за системи за производство на енергија од биогориво од следната генерација со помало влијание врз животната средина, поголема продуктивност и поголем поврат на инвестицијата и помала конкуренција за користење на земјиштето со култури за храна и добиточна храна.
Лигноцелулозната биомаса од изолирани биоенергетски култури и земјоделски отпад се смета за одржлив ресурс за производство на биоенергија, но хидролизата со употреба на целулолитички ензими е трудоинтензивен и поскап метод отколку употребата на биомаса базирана на скроб или меласа.
Во овој поглед, меѓу најатрактивните системи за биогориво од следната генерација се алгите и ерусалимскиот артишок, кој произведува клубенот кој исто така може да се одгледува и бере со користење на постојната инфраструктура и машини што се користат за слични култури (клубени).
Зошто на Европа навистина и е потребен артишок од Ерусалим?
Карактеристиките што го прават ерусалимскиот артишок достојна енергетска култура вклучуваат: брз раст, висока содржина на јаглени хидрати, соодветна вкупна сува материја по единица површина, способност да се користи отпадна вода богата со хранливи материи, отпорност/толеранција на патогени, способност лесно да расте со минимални надворешни трошоци за производство и на маргинални земјишта.
Овој последен аспект ветува дека ќе биде клучен за иднината на биогоривата во Европа.
Како што е предвидено во ревидираната Директива за обновлива енергија (РЕД) усвоена од Европскиот парламент и Советот (Директива 2018/2001), Комисијата на ЕУ неодамна усвои делегиран акт со кој се утврдуваат критериуми и за дефиницијата на важни индиректни промени на користењето на земјиштето.
ILUC е опасна суровина која доживеа значително индиректно проширување на производствените области на земјиште со високо јаглерод и сертифицирање на нискоризични ILUC биогорива, биотечности и горива од биомаса.
Сертификација може да се додели доколку горивото ги исполнува следните кумулативни критериуми:
(з) ги исполнува критериумите за одржливост, што значи дека суровината може да се одгледува само на неискористено земјиште кое не е богато со резерви на јаглерод;
(ii) користење на дополнителни инпути како резултат на мерки за зголемување на продуктивноста на земјиштето што веќе се користи или одгледување на култури на површини кои претходно не биле користени за одгледување на култури (неискористено земјиште), под услов земјиштето да е напуштено или сериозно деградирано , или културата ја одгледувал мал земјоделец;
(iii) убедлив доказ дека претходните два критериуми се исполнети.
Јасно е дека Директивата бара таквите дополнителни суровини да се квалификуваат за производство на гориво со низок ризик само доколку се одржливи извори.
Поради оваа причина, артишокот во Ерусалим е ветувачки кандидат кој лесно може да ги замени културите како пченката и шеќерната репка.
Брзо растечка биомаса за биогорива
Кинетиката на раст на растителните делови укажува на нејзината способност да произведува оптимални приноси во Европа.
Две третини до три четвртини од сувата материја во воздухот е претставена со стебла и гранки, додека лисјата и цветовите содржат помал процент. Процентот на дистрибуција на сувата тежина е многу зависен од многу фактори: сорта, време на садење, климатски услови и услови на растење.
Повеќе од 50% од вкупната растителна маса е во стеблото.
Постојат две фази на раст на стеблото. Во првите пет месеци има линеарно зголемување на висината и тежината на стеблото. По овој период, висината на стеблото го достигнува својот максимум и останува непроменета, а неговата тежина се намалува.
Максималната висина и тежина на растението варираат во зависност од условите на животната средина и генотипот. Раните сорти имаат крајна висина од 140 см, додека доцните со крајна висина од околу 280 см.
Следствено, на крајот на сезоната на растење, количината на сува материја во стеблата на доцните сорти беше приближно двојно поголема отколку кај раните сорти. Така, вкупната биомаса на доцните сорти е поголема од онаа на ранозрелите сорти. Моделирањето покажа дека кај доцните сорти, подолгото зачувување на оптималната лисна површина овозможува подобра апсорпција на сувата материја.
Ерусалимски артишок без проблеми
Поради неговата отпорност на суша и соленост, артишокот во Ерусалим може да се одгледува на почви несоодветни за други коренови и клубени култури. Добро расте во почви со pH помеѓу 4,4 и 8,6.
Ако тешките глинени и хидроморфни почви можат да го отежнат бербата на клубени, артишокот во Ерусалим може да се одгледува во такви услови за да се добијат стебла.
Општо земено, приносот, големината и обликот на клубени зависат од типот на почвата. Додека лесните глинести почви произведуваат големи клубени, тешките почви обезбедуваат добри приноси при суша поради подобрите својства на глинената почва за задржување на водата.
Што се однесува до температурата на растење, повеќето сорти на артишок во Ерусалим бараат сезона на растење од најмалку 125 денови без мраз.
Општо земено, за оптимален принос се потребни температури на растење во опсег од 6-26 °C.
Фабриката има умерена отпорност на мраз. За време на раниот раст, културата толерира температури до -6 °C, иако ниските температури предизвикуваат хлороза на листовите. Што се однесува до есенската жетва, мразовите од -2,8 ° C до -8,4 ° C го активираат механизмот на аклиматизација на клубени на студ. Ова го подобрува нивниот вкус поради претворањето на инулин во фруктоза.
Во природната средина, неколку организми (микроорганизми, инсекти и цицачи) комуницираат со растенијата артишок во Ерусалим, вклучувајќи шест различни семејства на пчели и бумбари.
Многу фитофаги и микроорганизми се забележани на артишок во Ерусалим, но многу од нив може сериозно да ја оштетат културата.
Генерално, надземниот дел од растението е помалку подложен на болести, додека клубените за време на доцниот раст и складирањето се поподложни. Најштетни патогени микроорганизми се Sclerotinia sclerotiorum и Sclerotinia rolfsii кои предизвикуваат гниење.
Првата е фаворизирана од прекумерното ѓубрење со азот, ниската pH вредност на почвата или хидроморфните почви, додека втората е промовирана од влагата во комбинација со високите температури.
Исто така предизвикана и 'рѓа Puccinia helianthi, и прашкаста мувла предизвикана Erisyphe chicoracearum, ги погодуваат артишоките во Ерусалим, но не се во можност да го ограничат приносот, како и дамката на листот поради Alternaria helianthi.
При складирање на клубени, особено кога се оштетени за време на бербата, болестите предизвикани од Botrytis Cinerea., Ризопус нигрик, Фузариум и Pennicillum spp.. Сепак, третманите со замрзнување ефикасно ги контролираат овие болести
Што се однесува до инсектите, тоа се главно лисни вошки, но нивното влијание е незначително.
Растението е издржливо и енергично, така што артишокот во Ерусалим може да стане многу конкурентен плевел сам по себе. За други брзорастечки плевели, контролата е неопходна само во времето на садење пред затворањето на настрешницата. Можете да користите и хемиско и механичко (хранење, олабавување, итн.) плевене.
Откако ерусалимскиот артишок ќе се насели на полето, тешко е да се отстрани, бидејќи клубените или неговите делови остануваат во земјата, презимувајќи добро во почвата.
Избор на артишок од Ерусалим
Вредните биолошки и биохемиски својства на артишокот во Ерусалим се во основата на неговата универзална употреба во прехранбената и индустриската индустрија, што бара генетско подобрување на културата.
Главниот фокус на одгледувањето е на приносот на клубенот и содржината на инулин за храна и добиточна храна, а од неодамна фокусот е на зголемување на биомасата за производство на биогориво.
Сепак, поради традиционално ограничената употреба на артишок во Ерусалим, досега е постигнат прилично слаб напредок во размножувањето. Инвестициите во развојот на одгледувањето се исто така променливи и зависат од побарувачката на индустријата во секоја земја.
Заживувањето на интересот за артишокот во Ерусалим во 1970-тите и 1980-тите, поврзано со енергетската криза и недостигот на храна, поттикна надеж дека може да се направат покоординирани и интензивни напори за развој на нови сорти за да се задоволат потребите што се појавуваат.
Оттогаш, има значително проширување на површините под посевот, особено во последната деценија и во азиските земји.
Со оглед на тековните климатски промени, потребата да се најдат нови одржливи извори на енергија и намалувањето на областите посветени на производството на храна, инвестициите во одгледувањето артишок во Ерусалим се чини дека се во голема мера оправдани.
За артишок во Ерусалим може да бидат заинтересирани и САД
Денес, најчестите култури што се користат за производство на етанол се пченката, шеќерната трска, слаткиот сорго и шеќерната репка. Сепак, овие видови зависат од плодното земјоделско земјиште и обично бараат значителни надворешни влезови (т.е. вода, пестициди, ѓубрива) за да постигнат високи приноси.
Соединетите Американски Држави и Бразил се најголемите светски производители на гориво со биоетанол. Тие сочинуваа околу 84% од глобалното производство на биоетанол во 2018 година.
Житариците и шеќерната трска се доминантни суровини за производство на етанол во овие земји.
Производството на етанол се очекува да учествува со 2027% и 15% од глобалното производство на пченка и шеќерна трска во 18 година.
Соединетите држави, како и Европа, користат главно скроб од пченка и пченица за производство на биоетанол, додека Бразил преработува шеќерна трска. Генерално, шеќерната трска има поголем принос на етанол од пченката и другите култури како што е артишокот во Ерусалим.
Сепак, шеќерната трска е идеална во тропска и суптропска клима, но не и во умерена клима. Затоа, томинабур може да заземе место до пченката во производството на американски етанол.