Italaj sciencistoj studis la avantaĝojn de senpretenda Jerusalema artiŝoko. Rezultas, ke ĉi tio estas speco de nemalhavebla kulturo por produktado de renoviĝanta energio.
En sia scienca laboro, teamo de italaj sciencistoj de la Fakultato de Agrikulturaj kaj Arbaraj Sciencoj (DAFNE), Universitato de Tushia, klarigas kial Jerusalemo artiŝoko estas tiel bona kaj grava.
Lastatempe, biofueloj fariĝis strategia direkto por redukti emisiojn de veturiloj. Sed samtempe, la produktado de biofueloj estas ĉiam pli menciita en la kunteksto de ĝiaj negativaj konsekvencoj, ĉar la ĉefaj kultivaĵoj por ĉi tiuj celoj, kiel ekzemple rabaĵo, tritiko aŭ sojfabo, postulas altajn intensajn agrikulturajn praktikojn kaj fekundajn grundojn, notas la aŭtoroj. (Biofueloj estas karb-bazitaj energifontoj derivitaj de biologia materialo).
Dum la EU-Komisiono lastatempe klasifikis biofuelojn kiel produkto kun malalta nivelo de nerektaj ŝanĝoj en landa uzo, akiritaj el kultivaĵoj kreskigitaj sur marĝenaj teroj kun malmulta rimedo.
Por tio, nur kelkaj kultivaĵoj en Eŭropo povas atingi altajn rendimentojn per ĉi tiuj postuloj.
Jerusalema artiŝo estas nutraĵo por agrikulturaj bestoj, biofueloj kaj eĉ fruktaj biero.
El ĉi tiu vidpunkto, Jerusalemo artiŝoko (Helianthus tuberosus L.) kompreneble estas specio inda je atento, ĉar ĝi posedas ĉiujn atributojn necesajn por atingi la celojn de la ĝisdatigita EU-Energio Renovigebla Direktivo (RED II).
Jerusalema artiŝoko estas vaste adaptita al diversa kaj ofte malalte produktata medio por aliaj kultivaĵoj, kaj havas altan adaptecon.
Ĝi estas ĝeneralvalida kultivaĵo uzata por homa konsumo (rekte en tuberoj aŭ dolĉigiloj), por farmaciaj celoj, por produktado de biomaso kaj bioenergio (bioetanolo kaj biogaso).
Krome, simile al aliaj plantoj Asteraceoj, kiel ĉikorio kaj safrano, Jerusalema artiŝoko havas potencialon kiel nutraĵkultivaĵo.
Interese, dank 'al novigoj en la bierfareja industrio, tuberoj estas uzataj por produkti dolĉan kaj fruktan bieron.
La tigoj kaj tuberoj de Jerusalemo artiŝoko estas karakterizitaj per alta inulina enhavo kun la potencialo produkti etanolon por uzi kiel biofuelon.
Precipe organikaj komponaĵoj (kiel inulino kaj celulozo) kaj sukeroj estas prilaboritaj por produkti etanolon per fermentado kaj distilado.
Dum la pasintaj 20 jaroj, grava laboro estis farita por plibonigi la konvertiĝon de biomaso al brulaĵo. Tamen, unua-generaciaj biofueloj (bioetanolo kaj biodiesel derivitaj de manĝokultivaĵoj) estas ĉerpitaj el nur kelkaj kultivaĵoj kun malsamaj efikecoj por konverti sunan radiadon al kemia energio (biomaso).
Precipe, manĝaĵoj de biofueloj estas ĉefe de raba, oleo-palmo kaj sojfabo por biodizelilo; kaj sukerkano, maizo, sukerkoletoj, kaj dolĉa sorgo por bioetanolo.
Krome, ne ĉiu biomaso taŭgas por malplenigo (t.e., la biomaso de vegetaĵaro sub la tero kutime restas en la grundo), do neta karbonsekvo estas reduktita, kaj prilaboriĝan efikecon pliigas.
Por ĉi tiuj kialoj, plantospecioj por sistemoj de sekva generacio de biofueloj superos iujn el ĉi tiuj limigoj, precipe se ili havas produktivan subteran biomason (t.e. radikojn aŭ tuberojn).
Krome, ĉar intensa terkultura uzado jam estis enkondukita en la plej multaj regionoj de la mondo, bioenergiaj kultivaĵoj devas esti medie daŭrigeblaj por eviti aldonan ŝarĝon sur agrikultura biodiverseco, grundo kaj akvoresursoj.
Sciencistoj serĉas bioenergian kultivaĵon de la estonteco
Esploro estas farata direkte al energiosistemoj el nova generacio de biofueloj kun malpli ekologia efiko, pli granda produktiveco kaj pli granda redono de investo, krom en konsidero al malpliigita konkurenco pri landa uzado kun manĝaĵoj kaj manĝkultivaĵoj.
Lignocelulosika biomaso el izolitaj bioenergiaj kultivaĵoj kaj agrikultura malŝparo estas konsiderata kiel daŭripova rimedo por bioenergia produktado, sed hidrolizo uzanta celulolitajn enzimojn estas pli laborema kaj multekosta metodo ol uzado de amelo aŭ molaso-biomaso.
Tiurilate, inter la plej allogaj biofuelaj sistemoj de la sekva generacio estas interesaj algoj kaj Jerusalema artiŝoko, kiu produktas tuberon, kiu ankaŭ povas esti kultivita kaj rikoltata uzante la ekzistantajn infrastrukturojn kaj mekanismojn uzatajn por similaj kultivaĵoj (tuberaj plantoj).
Kial Jerusalemo artiŝoko vere bezonas Eŭropon
Karakterizaĵoj, kiuj faras Jerusaleman artiŝokon indan energian kultivaĵon inkluzivas: rapidan kreskon, altan karbonhidratan enhavon, la respondan totalan sekan materion laŭ unuo-areo, la kapablon uzi nutraĵ-riĉan akvon, la patogenan reziston / toleron, la kapablon kreski facile kun minimumaj eksteraj produktokostoj kaj sur marĝenaj teroj.
Ĉi tiu lasta aspekto promesas esti ŝlosila por la estonteco de biofueloj en Eŭropo.
Kiel priparolita de la reviziita Direktivo pri Energiaj Renovigeblaj (RED) adoptita de la Eŭropa Parlamento kaj la Konsilio (Direktivo 2018/2001), la EU-Komisiono ĵus adoptis delegitan akton elmontrantan kriteriojn por determini gravajn nerektajn uzajn ŝanĝojn.
ILUC estas danĝera krudmaterialo kun signifa nerekta vastiĝo de produktadspaco sur tero kun altaj karbonaj rezervoj, kaj atestado de malaltaj riskaj ILUC-biofueloj, biofluidoj kaj biomasfueloj.
Atestado povas esti donita se la fuelo plenumas la sekvajn akumulajn kriteriojn:
(i) plenumi daŭripovajn kriteriojn, kio signifas, ke krudmaterialoj povas esti kultivataj nur sur neuzata tero ne riĉa je karbono;
(ii) la uzo de aldonaj krudaj materialoj kiel rezulto de rimedoj por pliigi produktivecon sur jam uzataj terenoj aŭ kreskantaj kultivaĵoj sur areoj, kiuj antaŭe ne estis uzataj por kultivado de kultivaĵoj (neuzata tero), kondiĉe ke la tero estis forlasita aŭ severe degradita, aŭ la kultivaĵo estis kreskigita de etbienulo;
(iii) konvinka pruvo, ke la antaŭaj du kriterioj estas plenumitaj.
Evidente, konforme al la postuloj de la Direktivo, tiaj aldonaj krudmaterialoj devas plenumi la postulojn por produktado de malalt-riskaj brulaĵoj nur se ili estas akcepteblaj.
Por tio, Jerusalema artiŝoko estas promesplena kandidato, kiu povas facile anstataŭigi kultivaĵojn kiel maizo kaj sukerkoletoj.
Rapide kreskanta biomaso por biofueloj
La kreska kinetiko de plantopartoj indikas ĝian kapablon produkti optimumajn kultivaĵojn en Eŭropo.
Du trionoj al tri kvaronoj de la seka materio de la aero estas reprezentataj de tigoj kaj branĉoj, dum folioj kaj floroj enhavas malpli altan procenton. La proporcio de la distribuado de seka pezo tre dependas de multaj faktoroj: vario, planto tempo, klimataj kondiĉoj kaj kreskkondiĉoj.
Pli ol 50% de la tuta maso de plantoj estas en la tigo.
Ekzistas du fazoj por bremsi kreskon. Dum la unuaj kvin monatoj, lineara kresko de la alteco kaj pezo de la tigo estas observata. Post ĉi tiu periodo, la alteco de la tigo atingas sian maksimumon kaj restas senŝanĝa, kaj ĝia pezo malpliiĝas.
La maksimuma alteco kaj pezo de la planto varias depende de mediaj kondiĉoj kaj genotipo. En fruaj variaĵoj, la fina alteco atingas 140 cm, dum en pli postaj varioj, la fina alteco estas ĉirkaŭ 280 cm.
Sekve, fine de la kresksezono, la kvanto da seka materio en la tigoj de malfruaj varioj estis proksimume duoble pli alta ol en la fruaj varioj. Tiel la tuta biomaso de malfruaj maturiĝantaj varioj estas pli alta ol tiu de fruaj maturiĝaj varioj. Modeligado montris, ke en pli postaj varioj pli longa konservado de la optimuma folia areo permesas pli bonan absorbadon de seka materio.
Malhel-libera Jerusalema artiŝo
Pro sia rezisto al senpluveco kaj salinigo, Jerusalema artiŝoko povas esti kultivata en grundoj netaŭgaj por aliaj radikaj kultivaĵoj kaj tuberoj. Ĝi kreskas bone en grundoj kun pH de 4,4 ĝis 8,6.
Se pezaj argilaj kaj hidromorfaj grundoj povas kompliki la rikoltadon de tuberoj, en tiaj kondiĉoj Jerusalemo de artiŝoko povas esti kultivata por produkti tigojn.
Ĝenerale, la rendimento, grandeco kaj formo de tuberoj dependas de la tipo de grundo. Dum malpezaj ŝlimaj grundoj produktas grandajn tuberojn, pezaj grundoj donas bonajn rendimentojn al sekeco pro la pli bonaj konservantaj humidecoj de argilaj grundoj.
Koncerne la temperaturon de kultivado, por la plej multaj varioj de Jerusalema artiŝoko, necesas vegetaĵa periodo de almenaŭ 125 frostopostaj tagoj.
Ĝenerale, kultivaj temperaturoj inter 6–26 ° C estas bezonataj por akiri la optimuman rendimenton.
La planto havas moderan reziston al frosto. Dum frua kresko, la rikolto toleras temperaturojn ĝis -6 ° C, kvankam malaltaj temperaturoj kaŭzas folian klorozon. Koncerne la aŭtunan rikolton, frostoj de -2,8 ° C ĝis -8,4 ° C ekigas la mekanismon de aklimigado de tuberoj ĝis la malvarmo. Ĉi tio plibonigas ilian guston pro la konvertiĝo de inulino al fruktozo.
En la natura medio, iuj organismoj (mikroorganismoj, insektoj kaj mamuloj) interagas kun Jerusalemaj artiŝokaj plantoj, inkluzive de ses malsamaj familioj de abeloj kaj bulboj.
Multaj fitofagoj kaj mikroorganismoj estis registritaj sur Jerusalema artiŝoko, sed tre multaj povas grave damaĝi la kulturon.
Ĝenerale, la aera parto de la planto estas malpli susceptible al malsano, dum tuberoj dum malfrua kresko kaj konservado estas pli susceptibles. La plej damaĝaj patogenoj estas Sclerotinia sclerotiorum kaj Sclerotinia rolfsii, kiuj kaŭzas putradon.
La unua estas antaŭenigita per troa nitrogeno sterko, malalta grunda pH aŭ hidromorfaj grundoj, kaj la dua per humideco kombinita kun altaj temperaturoj.
Ankaŭ rusto kaŭzita Puccinia helianthikaj pulvora mildeco kaŭzita de Erisyphe chicoracearum, tuŝas Jerusalemon artiŝoko, sed ili ne kapablas limigi la rendimenton, kiel folia makulo pro Alternaria helianthi.
Se vi stokas tuberojn, precipe kiam ili estas damaĝitaj dum rikoltado, malsanoj kaŭzitaj de botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusario и Pennicillum spp.. Tamen, frostaj procedoj efike regas ĉi tiujn malsanojn.
Rilate al insektoj, ĉi tio estas ĉefe afidoj, sed ilia efiko estas neglektebla.
La planto estas malmola kaj forta, tial Jerusalema artiŝoko povas fariĝi tre konkurenciva herbo memstare. Kiel por aliaj rapide kreskantaj herboj, la batalo kontraŭ ili estas necesa nur dum semado ĝis la kanapo fermiĝas. Ambaŭ kemia kaj me mechanicalanika (pinta pansaĵo, malfiksi, ktp.) Povas esti uzataj.
Post kiam Jerusalema artiŝoko ekloĝis sur la kampo, estas sufiĉe malfacile forigi, ĉar tuberoj aŭ partoj restas en la tero, vintre bone en la grundo.
Elekto de Jerusalemo artiŝoko
Laŭvaloraj biologiaj kaj biokemiaj proprietoj de Jerusalemo-kaŝnomo fondas ĝian universalan uzon en la industriaj manĝaĵoj kaj industriaj, kio postulas genetikan plibonigon de la rikolto.
La ĉefa fokuso en la selektado estas sur la rendimento de tuberoj kaj la inulina enhavo por manĝaĵoj kaj nutraĵoj, kaj lastatempe la fokuso estis en konstruado de biomaso por produktado de biofueloj.
Tamen, pro la tradicie limigita uzo de Jerusalema artiŝoko, ĝis nun tre malmultaj progresoj estis faritaj en la reproduktado. Investoj en reproduktaj evoluoj ankaŭ estas senvaloraj kaj dependas de la postulo de industriistoj en ĉiu lando.
La revivigado de intereso pri Jerusalemo-artiŝoko en la 1970-aj kaj 1980-aj jaroj, asociita kun la energia krizo kaj manko-manko, instigis pli kunordigitan kaj intensan agadon por disvolvi novajn varojn por plenumi emerĝajn bezonojn.
Ekde tiam oni rimarkis signifan vastiĝon de kultivitaj areoj, precipe en la lasta jardeko en aziaj landoj.
Konsiderante la nunan klimatan ŝanĝon, la bezonon trovi novajn daŭripovajn energifontojn kaj la redukton de areoj destinitaj al manĝaĵproduktado, investoj en la selektado de Jerusalemo-artiŝoko ŝajnas esti plejparte pravigitaj.
Usono ankaŭ povus esti interesa Jerusalema artiŝoko
Ĝis nun la plej oftaj kultivaĵoj uzataj por produkti etanolon estas maizo, sukerkano, dolĉa sorgo, kaj sukerkoletoj. Tamen ĉi tiuj specioj dependas de fekunda agrikultura tero kaj, kutime, bezonas multajn signifajn eksterajn rimedojn (t.e. akvo, pesticidoj, sterkoj) por atingi altajn rendimentojn.
Usono kaj Brazilo estas la plej grandaj produktantoj de monda bietanetan brulaĵo. Ili respondecis pri ĉirkaŭ 84% de la tutmonda produktado de bioetanolo en la jaro 2018.
Cerealoj kaj sukerkano estas la dominaj krudmaterialoj por produktado de etanolo en ĉi tiuj landoj.
La produktado de etanolo en 2027 atendas 15 kaj 18% de la monda maizo kaj sukerkana produktado.
Usono, kiel Eŭropo, ĉefe uzas maizon kaj tritikan amelon por produkti bioetanol, dum sukerkano estas prilaborita en Brazilo. Ĝenerale, sukerkano havas pli altan rendimenton de etanolo ol maizo kaj aliaj kultivaĵoj kiel Jerusalemo-artiŝo.
Tamen, sukerkano estas ideala en tropikaj kaj subtropikaj, sed ne en temperitaj klimatoj. Tial tominaburo eble okupos sian lokon apud maizo en produktado de usona etanolo.