Италијански научници проучавали су предности непретенциозне јерусалимске артичоке. Испоставило се да је ово, на свој начин, незаобилазна култура за производњу обновљиве енергије.
Тим италијанских научника са Факултета пољопривредних и шумарских наука (ДАФНЕ) Универзитета у Тушији у свом научном раду објашњава зашто је јерусалимска артичока толико добра и важна.
Недавно су биогорива постала стратешки фокус за смањење емисија из возила. Али у исто време, производња биогорива се све чешће помиње у контексту њених негативних последица, будући да главни усеви за ове намене, као што су, рецимо, уљана репица, пшеница или соја, захтевају високо интензивну пољопривредну праксу и плодно земљиште. напомињу аутори. (Биогорива су извори енергије на бази угљеника добијени из биолошког материјала).
Док је Комисија ЕУ врло недавно класификовала биогорива као производе са ниским нивоом индиректне промене коришћења земљишта, који потичу од усева узгајаних на маргиналним земљиштима са ниским инпутима ресурса.
Из тог разлога, само неколико усева у Европи може постићи високе приносе са овим захтевима.
Јерусалимска артичока се користи као храна за фармске животиње, биогориво, па чак и воћно пиво.
Са ове тачке гледишта, јерусалимска артичока (Хелиантхус туберосус Л.) је свакако врста вредна пажње јер има све атрибуте неопходне за постизање циљева ажуриране Директиве ЕУ о обновљивој енергији (РЕД ИИ).
Јерусалимска артичока је широко прилагођена разноликом и често нископриносном окружењу за друге усеве и има високу прилагодљивост.
То је вишенаменска култура која се користи за људску исхрану (директно у кртолама или за заслађиваче), у фармацеутске сврхе, за производњу биомасе и биоенергије (биоетанол и биогас).
Поред тога, слично другим биљкама Астерацеаеусева као што су цикорија и шафраник, јерусалимска артичока има потенцијал као крмна култура.
Занимљиво, захваљујући иновацијама у пиварској индустрији, кртоле се користе за производњу слатких и воћних пива.
Стабљике и кртоле јерусалимске артичоке имају висок садржај инулина са потенцијалом за производњу етанола за употребу као биогориво.
Конкретно, органска једињења (као што су инулин и целулоза) и шећери се прерађују да би се произвео етанол ферментацијом и дестилацијом.
Током протеклих 20 година урађен је значајан посао на побољшању конверзије биомасе у гориво. Међутим, биогорива прве генерације (биоетанол и биодизел добијени из прехрамбених усева) се производе од само неколико усева са различитом ефикасношћу у претварању сунчевог зрачења у хемијску енергију (биомасу).
Конкретно, сировине за биогориво су углавном семе уљане репице, уљане палме и соја за биодизел; и шећерну трску, кукуруз, шећерну репу и слатки сирак за биоетанол.
Поред тога, не може се сакупљати сва биомаса (тј., биомаса крошње испод земље обично остаје у земљишту), тако да је нето секвестрација угљеника смањена и неефикасност обраде се повећава.
Из ових разлога, очекује се да ће биљне врсте за системе за производњу биогорива следеће генерације превазићи нека од ових ограничења, посебно ако имају продуктивну подземну биомасу (тј. корење или кртоле).
Поред тога, пошто је интензивно коришћење пољопривредног земљишта већ успостављено у већини региона света, биоенергетски усеви морају бити еколошки одрживи како би се избегао додатни стрес на биодиверзитет пољопривреде, земљиште и водене ресурсе.
Научници су у потрази за биоенергетским усевима будућности
Истраживања су у току ка системима за производњу енергије из биогорива следеће генерације са мањим утицајем на животну средину, већом продуктивношћу и већим повратом улагања, и мањом конкуренцијом за коришћење земљишта са усевима за храну и сточну храну.
Лигноцелулозна биомаса из изолованих биоенергетских усева и пољопривредног отпада сматра се одрживим ресурсом за производњу биоенергије, али хидролиза коришћењем целулолитичких ензима је радно интензивнија и скупља метода од употребе биомасе на бази скроба или меласе.
С тим у вези, међу најатрактивнијим системима за биогориво следеће генерације су алге и топинамбур, који производи кртоле које се такође могу узгајати и убирати коришћењем постојеће инфраструктуре и машина које се користе за сличне усеве (кртоле).
Зашто је Европи заиста потребна јерусалимска артичока
Карактеристике које чине јерусалимску артичоку вредном енергетском културом укључују: брз раст, висок садржај угљених хидрата, адекватну укупну суву материју по јединици површине, способност коришћења отпадне воде богате хранљивим материјама, отпорност/толеранцију на патогене, способност лаког раста уз минималне екстерне трошкове производње и на рубним земљама.
Овај последњи аспект обећава да ће бити кључан за будућност биогорива у Европи.
Као што је предвиђено ревидираном Директивом о обновљивој енергији (РЕД) коју су усвојили Европски парламент и Савет (Директива 2018/2001), Комисија ЕУ је недавно усвојила делегирани акт којим се успостављају критеријуми за обе дефиниције важних индиректних промена коришћења земљишта.
ИЛУЦ је опасна сировина која је доживела значајно индиректно проширење производних подручја на земљишту са високим садржајем угљеника и сертификацију ниског ризика ИЛУЦ биогорива, биотечности и горива од биомасе.
Сертификација се може издати ако гориво испуњава следеће кумулативне критеријуме:
(и) испуњава критеријуме одрживости, што значи да се сировина може узгајати само на неискоришћеном земљишту које није богато резервама угљеника;
(ии) коришћење додатних инпута као резултат мера за повећање продуктивности на земљишту које се већ користи или узгој усева на површинама које раније нису коришћене за узгој усева (неискоришћено земљиште), под условом да је земљиште било напуштено или озбиљно деградирано , или је усев узгајао мали фармер;
(иии) убедљиви докази да су претходна два критеријума испуњена.
Јасно је да Директива захтева да се такве додатне сировине квалификују за производњу горива ниског ризика само ако су одрживе.
Из тог разлога, јерусалимска артичока је перспективан кандидат који може лако да замени усеве као што су кукуруз и шећерна репа.
Брзо растућа биомаса за биогориво
Кинетика раста делова биљке указује на њену способност да даје оптималне приносе у Европи.
Две трећине до три четвртине суве материје у ваздуху представљају стабљике и гране, док лишће и цветови садрже мањи проценат. Пропорција дистрибуције суве масе у великој мери зависи од многих фактора: сорте, времена садње, климатских услова и услова узгоја.
Више од 50% укупне биљне масе налази се у стабљици.
Постоје две фазе раста стабљике. Током првих пет месеци долази до линеарног повећања висине и тежине стабљике. Након овог периода, висина стабљике достиже свој максимум и остаје непромењена, а тежина се смањује.
Максимална висина и тежина биљке варирају у зависности од услова средине и генотипа. Ране сорте имају коначну висину од 140 цм, док касне сорте имају коначну висину од око 280 цм.
Сходно томе, на крају вегетације количина суве материје у стабљикама касних сорти била је приближно дупло већа него код раних сорти. Дакле, укупна биомаса каснозрелих сорти је већа него код ранозрелих сорти. Моделирање је показало да код касних сорти дуже очување оптималне лисне површине омогућава бољу апсорпцију суве материје.
Јерусалимска артичока без проблема
Због отпорности на сушу и заслањеност, топинамбур се може гајити на земљиштима која нису погодна за друге коренасте и кртоласте усеве. Добро расте на земљиштима са пХ између 4,4 и 8,6.
Ако тешка глина и хидроморфна тла могу отежати бербу кртола, јерусалимска артичока се може узгајати у таквим условима да би се добила стабљика.
Генерално, принос, величина и облик кртола зависе од типа земљишта. Док лака иловаста тла дају велике кртоле, тешка тла дају добре приносе у суши због бољих својстава глиненог земљишта да задржава воду.
Што се тиче температуре раста, већини сорти топинамбура је потребна сезона раста од најмање 125 дана без мраза.
Генерално, за оптималан принос потребне су температуре раста у распону од 6–26 °Ц.
Биљка има умерену отпорност на мраз. Током раног раста, усев толерише температуре и до -6 °Ц, иако ниске температуре изазивају хлорозу листова. Што се тиче јесење жетве, мразеви од -2,8 ° Ц до -8,4 ° Ц покрећу механизам аклиматизације кртола на хладноћу. Ово побољшава њихов укус због претварања инулина у фруктозу.
У природном окружењу неколико организама (микроорганизми, инсекти и сисари) ступају у интеракцију са биљкама јерусалимске артичоке, укључујући шест различитих породица пчела и бумбара.
На јерусалимској артичоки забележено је много фитофага и микроорганизама, али многи од њих могу озбиљно оштетити усев.
Генерално, надземни део биљке је мање подложан болестима, док су кртоле током касног раста и складиштења подложније. Најштетнији патогени микроорганизми су Сцлеротиниа сцлеротиорум и Сцлеротиниа ролфсии, који изазивају трулеж.
Првом фаворизује прекомерно ђубрење азотом, низак пХ земљишта или хидроморфна земљишта, док је другом погодна влага у комбинацији са високим температурама.
Такође узрок рђе Пуцциниа хелиантхи, и пепелница изазвана Ерисипхе цхицорацеарум, утичу на топинамбур, али нису у стању да ограниче принос, као ни пегавост листова због Алтернариа хелиантхи.
Приликом складиштења кртола, посебно када су оштећени током бербе, болести узроковане Ботритис цинереа, Рхизопус нигрицанс, Фусариум и Пеннициллум спп.. Међутим, третмани замрзавањем ефикасно контролишу ове болести
Што се тиче инсеката, то су углавном лисне уши, али њихов утицај је безначајан.
Биљка је издржљива и снажна, тако да јерусалимска артичока сама по себи може постати веома конкурентан коров. За друге брзорастуће корове, контрола је неопходна само у време садње пре затварања крошње. Можете користити и хемијско и механичко (храњење, отпуштање, итд.) Коров.
Када се артичока настани у пољу, прилично је тешко уклонити је, јер кртоле или њени делови остају у земљи и добро презимљују у земљишту.
Избор јерусалимске артичоке
Вредна биолошка и биохемијска својства јерусалимске артичоке су у основи њене универзалне употребе у прехрамбеној и индустријској индустрији, што захтева генетско побољшање усева.
Главни фокус оплемењивања је на приносу кртола и садржају инулина за храну и сточну храну, а у новије време фокус је био на повећању биомасе за производњу биогорива.
Међутим, због традиционално ограничене употребе јерусалимске артичоке, до сада је постигнут прилично слаб напредак у оплемењивању. Улагања у развој узгоја су такође променљива и зависе од потражње индустрије у свакој земљи.
Оживљавање интересовања за јерусалимску артичоку 1970-их и 1980-их, повезано са енергетском кризом и несташицом хране, изазвало је наду да би се могли уложити координирани и интензивнији напори на развоју нових сорти како би се задовољиле потребе које се појављују.
Од тада је дошло до значајног проширења површина под усевом, посебно у последњој деценији иу азијским земљама.
Имајући у виду тренутне климатске промене, потребу за проналажењем нових одрживих извора енергије и смањење површина посвећених производњи хране, улагање у узгој артичоке у Јерусалиму изгледа у великој мери оправдано.
За артичоку из Јерусалима могу бити заинтересоване и САД
Данас су најчешће усеви који се користе за производњу етанола кукуруз, шећерна трска, слатки сирак и шећерна репа. Међутим, ове врсте зависе од плодног пољопривредног земљишта и обично захтевају значајне спољне инпуте (тј. вода, пестициди, ђубрива) да би се постигли високи приноси.
Сједињене Државе и Бразил су највећи светски произвођачи биоетанолног горива. Они су чинили око 84% глобалне производње биоетанола у 2018.
Житарице и шећерна трска су доминантне сировине за производњу етанола у овим земљама.
Очекује се да ће производња етанола чинити 2027% и 15% глобалне производње кукуруза и шећерне трске 18.
Сједињене Државе, као и Европа, углавном користе скроб из кукуруза и пшенице за производњу биоетанола, док Бразил прерађује шећерну трску. Генерално, шећерна трска има већи принос етанола од кукуруза и других усева као што је артичока из Јерусалима.
Међутим, шећерна трска је идеална у тропској и суптропској клими, али не и у умереној клими. Дакле, томинабур може заузети место поред кукуруза у производњи америчког етанола.