Pinag-aralan ng mga siyentipiko ng Italya ang mga benepisyo ng hindi mapagpanggap na Jerusalem artichoke. Ito ay lumiliko na ito ay isang uri ng kinakailangang kultura para sa paggawa ng nababagong enerhiya.
Sa kanyang pang-agham na gawa, isang koponan ng mga siyentipiko ng Italya mula sa Faculty of Agricultural and Forest Sciences (DAFNE), University of Tushia, ay nagpapaliwanag kung bakit ang Jerusalem artichoke ay napakahusay at mahalaga.
Kamakailan lamang, ang mga biofuel ay naging isang madiskarteng direksyon para sa pagbabawas ng mga paglabas mula sa mga sasakyan. Ngunit sa parehong oras, ang produksyon ng biofuel ay lalong binanggit sa konteksto ng mga negatibong kahihinatnan nito, dahil ang pangunahing mga pananim para sa mga layuning ito, tulad ng, halimbawa, rapeseed, trigo o soybeans, ay nangangailangan ng mataas na lakas na kasanayan sa agrikultura at mayabong na lupa, ang tala ng mga may-akda. (Ang mga biofuel ay mga mapagkukunan ng enerhiya na nakabatay sa carbon na nagmula sa biological material).
Habang ang Komisyon ng EU kamakailan ay inuri ang mga biofuel bilang isang produkto na may mababang antas ng hindi direktang mga pagbabago sa paggamit ng lupa, na nakuha mula sa mga pananim na lumago sa mga lupang marginal na may kaunting paggamit ng mapagkukunan.
Para sa kadahilanang ito, kakaunti lamang ang mga pananim sa Europa ang makakamit ng mataas na ani na may mga kinakailangang ito.
Ang Jerusalem artichoke ay isang feed para sa mga hayop sa agrikultura, biofuel at kahit na fruit beer.
Mula sa puntong ito, ang artichoke sa Jerusalem (Helianthus tuberosus L.), siyempre, ay isang species na karapat-dapat pansin, dahil nagtataglay ito ng lahat ng mga katangian na kinakailangan upang makamit ang mga layunin ng na-update na Renewable Energy Directive (RED II).
Ang Jerusalem artichoke ay malawak na inangkop sa isang magkakaibang at madalas na mababang-ani na kapaligiran para sa iba pang mga pananim, at may mataas na kakayahang umangkop.
Ito ay isang multi-purpose crop na ginagamit para sa pagkonsumo ng tao (nang direkta sa mga tubers o para sa mga sweeteners), para sa mga layunin ng parmasyutiko, para sa paggawa ng biomass at bioenergy (bioethanol at biogas).
Bilang karagdagan, katulad sa iba pang mga halaman asteraceae, tulad ng chicory at safflower, ang Jerusalem artichoke ay may potensyal bilang isang feed crop.
Kapansin-pansin, salamat sa mga pagbabago sa industriya ng paggawa ng serbesa, ang mga tubers ay ginagamit upang makabuo ng matamis at prutas na beer.
Ang mga tangkay at tubers ng artichoke sa Jerusalem ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na nilalaman ng inulin na may potensyal na makagawa ng ethanol para magamit bilang biofuel.
Sa partikular, ang mga organikong compound (tulad ng inulin at cellulose) at mga sugars ay naproseso upang makabuo ng ethanol sa pamamagitan ng pagbuburo at pag-distillation.
Sa nakalipas na 20 taon, ang makabuluhang gawain ay ginawa upang mapagbuti ang conversion ng biomass sa gasolina. Gayunpaman, ang mga unang henerasyon na biofuels (bioethanol at biodiesel na nagmula sa mga pananim na pagkain) ay nakuha mula sa ilang mga pananim na may iba't ibang mga kahusayan sa pag-convert ng solar radiation sa enerhiya ng kemikal (biomass).
Sa partikular, ang mga biofuel feedstocks ay higit sa lahat ay rapeseed, oil palm at soybeans para sa biodiesel; at tubo, mais, asukal, at matamis na sorghum para sa bioethanol.
Bilang karagdagan, hindi lahat ng biomass ay angkop para sa koleksyon (i.e., ang biomass ng mga halaman sa ilalim ng lupa ay karaniwang nananatili sa lupa), kaya ang net na pagsunud-sunod ng carbon ay nabawasan, at ang pagproseso ng kahusayan ay nadagdagan.
Para sa mga kadahilanang ito, ang mga species ng halaman para sa mga susunod na henerasyon na mga sistema ng produksiyon ng biofuel ay inaasahan na pagtagumpayan ang ilan sa mga limitasyong ito, lalo na kung mayroon silang produktibong underground biomass (i.e. Roots o tubers).
Bilang karagdagan, dahil ang masinsinang paggamit ng lupang pang-agrikultura ay ipinakilala sa karamihan ng mga rehiyon ng mundo, ang mga pananim ng bioenergy ay dapat na mapanatili sa kapaligiran upang maiwasan ang karagdagang pasanin sa biodiversity ng agrikultura, lupa at mga mapagkukunan ng tubig.
Ang mga siyentipiko ay naghahanap ng mga bioenergy na pananim sa hinaharap
Ang pagsasaliksik ay isinasagawa sa direksyon ng mga sistema ng enerhiya mula sa isang bagong henerasyon ng mga biofuel na may hindi gaanong epekto sa kapaligiran, mas higit na produktibo at higit na pagbabalik sa pamumuhunan, pati na rin na isinasaalang-alang ang nabawasan na kumpetisyon para sa paggamit ng lupa gamit ang mga pagkain at mga feed ng feed.
Ang lignocellulosic biomass mula sa nakahiwalay na mga pananim ng bioenergy at basura ng agrikultura ay itinuturing na isang mapagkukunan para sa produksyon ng bioenergy, ngunit ang hydrolysis na gumagamit ng cellulolytic enzymes ay isang mas matrabaho at mamahaling pamamaraan kaysa sa paggamit ng biomass ng starch o molasses.
Kaugnay nito, kabilang sa mga pinaka-kaakit-akit na sistema ng biofuel ng susunod na henerasyon ay mga kagiliw-giliw na algae at Jerusalem artichoke, na gumagawa ng tuber, na maaari ring lumaki at mag-ani gamit ang mga umiiral na imprastraktura at mekanismo na ginagamit para sa mga katulad na pananim (mga tuberous na halaman).
Bakit kailangan ng Articok sa Jerusalem ang Europa
Ang mga katangian na gumagawa ng Jerusalem artichoke ng isang karapat-dapat na pag-crop ng enerhiya ay kinabibilangan ng: mabilis na paglaki, mataas na nilalaman ng karbohidrat, ang kaukulang kabuuang dry matter sa bawat yunit ng lugar, ang kakayahang gumamit ng wastewater na mayaman sa nutrisyon, paglaban / pag-tolerate ng pathogen, ang kakayahang lumago nang madali sa kaunting mga panlabas na gastos sa produksyon at sa mga lupang marginal.
Ang huling aspeto na ito ay nangangako na magiging susi sa hinaharap ng mga biofuel sa Europa.
Tulad ng ibinigay ng binagong Renewable Energy Directive (RED) na pinagtibay ng European Parliament at ng Konseho (Directive 2018/2001), kamakailan lamang ay pinagtibay ng EU Commission ang isang kinatawan na kilos na nagtatakda ng mga pamantayan para sa pagtukoy ng mahalagang hindi tuwirang mga pagbabago sa paggamit ng lupa.
Ang ILUC ay isang mapanganib na feedstock na may makabuluhang hindi direktang pagpapalawak ng puwang ng produksyon sa lupa na may mataas na carbon reserves, at sertipikasyon ng mababang panganib na ILUC biofuels, biofluids at biomass fuel.
Maaaring bigyan ng sertipikasyon kung ang gasolina ay nakakatugon sa mga sumusunod na pamantayan ng pinagsama-samang:
(i) natutugunan ang pamantayan sa pagpapanatili, na nangangahulugang ang mga hilaw na materyales ay maaari lamang lumaki sa hindi nagamit na lupa na hindi mayaman sa carbon;
(ii) ang paggamit ng karagdagang mga hilaw na materyales bilang resulta ng mga hakbang upang madagdagan ang pagiging produktibo sa nagamit nang lupa o lumalaking pananim sa mga lugar na hindi dating ginamit para sa pagtatanim ng mga pananim (hindi ginagamit na lupa), sa kondisyon na ang lupa ay inabandunang o malubhang napinsala, o ang ani ay lumaki ng isang maliit na maliit;
(iii) nakakahimok na katibayan na ang nakaraang dalawang pamantayan ay natutugunan.
Malinaw, alinsunod sa mga iniaatas ng Directive, ang naturang karagdagang mga hilaw na materyales ay dapat matugunan ang mga kinakailangan para sa paggawa ng mga low-risk fuels lamang kung makuha ito sa isang napapanatiling paraan.
Para sa kadahilanang ito, ang Jerusalem artichoke ay isang promising kandidato na madaling mapalitan ang mga pananim tulad ng mga mais at asukal.
Mabilis na lumalagong biomass para sa mga biofuel
Ang mga kinetikong paglago ng mga bahagi ng halaman ay nagpapahiwatig ng kakayahang gumawa ng pinakamainam na pananim sa Europa.
Ang dalawang-katlo sa tatlong-kapat ng tuyong bagay ng hangin ay kinakatawan ng mga tangkay at sanga, habang ang mga dahon at bulaklak ay naglalaman ng isang mas mababang porsyento. Ang proporsyon ng pamamahagi ng dry weight ay lubos na nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: iba't-ibang, oras ng pagtatanim, klimatiko na kondisyon at mga kondisyon ng paglago.
Mahigit sa 50% ng kabuuang masa ng mga halaman ay nasa tangkay.
Mayroong dalawang mga yugto upang tumubo ang paglaki. Sa unang limang buwan, ang isang linear na pagtaas sa taas at bigat ng stem ay sinusunod. Matapos ang panahong ito, ang taas ng stem ay umaabot sa maximum at nananatiling hindi nagbabago, at bumababa ang timbang nito.
Ang maximum na taas at bigat ng halaman ay nag-iiba depende sa mga kondisyon ng kapaligiran at genotype. Sa maagang mga varieties, ang pangwakas na taas ay umabot sa 140 cm, habang sa ibang mga varieties, ang pangwakas na taas ay tungkol sa 280 cm.
Dahil dito, sa pagtatapos ng lumalagong panahon, ang dami ng tuyong bagay sa mga tangkay ng mga huli na varieties ay humigit-kumulang na dalawang beses na mas mataas kaysa sa mga unang bahagi. Kaya, ang kabuuang biomass ng huli na ripening varieties ay mas mataas kaysa sa maagang mga nagkakaibang mga varieties. Ipinakita ng pagmomodelo na sa mga ibang pagkakataon ay mas matagal na mapangalagaan ang pinakamainam na lugar ng dahon na nagbibigay-daan sa mas mahusay na pagsipsip ng dry matter.
Walang hiya-free Jerusalem artichoke
Dahil sa paglaban nito sa pagkauhaw at salinization, ang artichoke sa Jerusalem ay maaaring linangin sa mga lupa na hindi angkop para sa iba pang mga pananim ng ugat at tubers. Ito ay lumalaki nang maayos sa mga lupa na may pH na 4,4 hanggang 8,6.
Kung ang mabibigat na luad at hydromorphic na mga lupa ay maaaring kumplikado ang pag-aani ng mga tubers, sa naturang mga kondisyon ang Jerusalem artichoke ay maaaring linangin upang makagawa ng mga tangkay.
Sa pangkalahatan, ang ani, laki at hugis ng mga tubers ay nakasalalay sa uri ng lupa. Habang ang magaan na loamy soils ay gumagawa ng malalaking mga tubers, ang mga mabibigat na lupa ay nagbibigay ng mahusay na ani ng tagtuyot dahil sa mas mahusay na mga katangian ng retina na nagpapanatili ng kahalumigmigan ng mga luad na lupa.
Tulad ng para sa temperatura ng paglilinang, para sa karamihan ng mga varieties ng artichoke ng Jerusalem, isang panahon ng pananim ng hindi bababa sa 125 araw na walang bayad na hamog na nagyelo.
Sa pangkalahatan, ang mga temperatura ng paglilinang sa saklaw ng 6 ° C ay kinakailangan upang makakuha ng pinakamabuting kalagayan na ani.
Ang halaman ay may katamtamang pagtutol sa hamog na nagyelo. Sa panahon ng maagang paglago, tinatanggap ng pananim ang mga temperatura hanggang sa -6 ° C, bagaman ang mababang temperatura ay nagdudulot ng dahon ng chlorosis. Tulad ng para sa pag-aani ng taglagas, ang mga frosts mula sa -2,8 ° C hanggang -8,4 ° C ay nag-trigger ng mekanismo ng mga acclimatization ng mga tubers sa sipon. Pinapabuti nito ang kanilang panlasa dahil sa pag-convert ng inulin sa fructose.
Sa likas na kapaligiran, ang ilang mga organismo (microorganism, insekto at mammal) ay nakikipag-ugnay sa mga halaman ng artichoke ng Jerusalem, kabilang ang anim na magkakaibang pamilya ng mga bubuyog at bumblebees.
Maraming mga phytophage at microorganism ang naitala sa artichoke sa Jerusalem, ngunit napakarami sa kanila ang maaaring malubhang makapinsala sa kultura.
Sa pangkalahatan, ang aerial bahagi ng halaman ay hindi madaling kapitan ng sakit, habang ang mga tubers sa panahon ng huli na paglago at pag-iimbak ay mas madaling kapitan. Ang pinaka-nakakapinsalang mga pathogens ay Sclerotinia sclerotiorum at Sclerotinia rolfsii, na nagiging sanhi ng bulok.
Ang dating ay itinaguyod ng labis na pataba ng nitrogen, mababang lupa pH o hydromorphic na mga lupa, at ang huli sa pamamagitan ng kahalumigmigan na sinamahan ng mataas na temperatura.
Sanhi din ng kalawang Puccinia helianthiat pulbos na amag na dulot ng Erisyphe chicoraceae, nakakaapekto sa Jerusalem artichoke, ngunit hindi nila magagawang limitahan ang ani, tulad ng lugar ng dahon dahil sa Alternaria helianthi.
Kapag nag-iimbak ng mga tubers, lalo na kapag nasira sila sa pag-aani, mga sakit na dulot ng Botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusarium и Pennicillum spp.. Gayunpaman, ang mga pamamaraan ng pagyeyelo ay epektibong nakontrol ang mga sakit na ito.
Tulad ng para sa mga insekto, higit sa lahat ito ay aphids, ngunit ang epekto nito ay bale-wala.
Ang halaman ay matigas at malakas, kaya ang Jerusalem artichoke ay maaaring maging isang napaka-mapagkumpitensya na damo sa sarili nitong. Tulad ng para sa iba pang mga lumalagong mga damo, ang paglaban sa kanila ay kinakailangan lamang sa panahon ng paghahasik hanggang sa magsara ang canopy. Ang parehong kemikal at mekanikal (tuktok na sarsa, pag-loosening, atbp.) Ang pag-aalaga ay maaaring magamit.
Kapag ang artichoke ng Jerusalem ay nanirahan sa bukid, medyo mahirap tanggalin, dahil ang mga tubers o mga bahagi nito ay nananatili sa lupa, ang taglamig na rin sa lupa.
Pagpili ng artichoke sa Jerusalem
Ang mahahalagang biological at biochemical properties ng Jerusalem artichoke ay ang batayan ng unibersal na paggamit nito sa industriya ng pagkain at pang-industriya, na kinakailangan ang genetic na pagpapabuti ng ani.
Ang pangunahing pokus sa pagpili ay sa ani ng mga tubers at ang inulin na nilalaman para sa pagkain at feed, at kamakailan lamang, ang pokus ay sa pagbuo ng biomass para sa paggawa ng biofuel.
Gayunpaman, dahil sa tradisyonal na limitadong paggamit ng artichoke ng Jerusalem, hanggang ngayon, medyo maliit na pag-unlad ang ginawa sa pag-aanak. Ang mga pamumuhunan sa pag-unlad ng pag-aanak ay pabagu-bago din at nakasalalay sa hinihingi ng mga industriyalisista sa bawat bansa.
Ang muling pagbuhay ng interes sa Jerusalem artichoke noong 1970s at 1980s, na nauugnay sa krisis sa enerhiya at kakulangan sa pagkain, hinikayat ang higit pang coordinated at masinsinang pagkilos upang makabuo ng mga bagong varieties upang matugunan ang mga umuusbong na pangangailangan.
Simula noon, ang isang makabuluhang pagpapalawak ng mga nakatanim na lugar ay naitala, lalo na sa huling dekada sa mga bansang Asyano.
Dahil sa kasalukuyang pagbabago ng klima, ang pangangailangan na makahanap ng mga bagong mapagkukunan ng enerhiya at mabawasan ang lugar na inilaan para sa paggawa ng pagkain, ang mga pamumuhunan sa pagpili ng Jerusalem artichoke ay tila higit na nabibigyang-katwiran.
Ang USA ay maaari ring maging kawili-wiling Jerusalem artichoke
Sa ngayon, ang pinakakaraniwang pananim na ginamit upang makabuo ng ethanol ay mais, tubo, matamis na sorghum at asukal. Gayunpaman, ang mga species na ito ay nakasalalay sa mayabong lupang agrikultura at, bilang isang panuntunan, ay nangangailangan ng makabuluhang panlabas na mapagkukunan (i.e. tubig, pestisidyo, pataba) upang makamit ang mataas na ani.
Ang Estados Unidos at Brazil ang pinakamalaking prodyuser ng bioethanol sa buong mundo. Nag-account sila ng halos 84% ng pandaigdigang produksiyon ng bioethanol sa 2018.
Ang mga cereal at tubo ay ang nangingibabaw na hilaw na materyales para sa paggawa ng ethanol sa mga bansang ito.
Ang produksiyon ng Ethanol noong 2027 ay inaasahang magkakaroon ng 15 at 18% ng produksiyon ng mais at tubo.
Ang Estados Unidos, bilang Europa, pangunahing ginagamit ang starch ng mais at trigo upang makabuo ng bioethanol, habang ang tubo ay pinroseso sa Brazil. Sa pangkalahatan, ang tubo ay may mas mataas na ani ng ethanol kaysa sa mais at iba pang mga pananim tulad ng Jerusalem artichoke.
Gayunpaman, ang tubo ay mainam sa tropical at subtropical, ngunit hindi sa mapagtimpi na klima. Samakatuwid, ang tominabur ay maaaring maganap sa tabi ng mais sa paggawa ng American ethanol.