מדענים איטלקים בחנו את היתרונות של ארטישוק ירושלמי יומרני. מתברר שזהו סוג של יבול פשוט שאין לו תחליף לייצור אנרגיה מתחדשת.
בעבודתם המדעית, צוות מדענים איטלקים מהפקולטה למדעי החקלאות והייעור (DAFNE), אוניברסיטת טוסקיה, מסביר מדוע ארטישוק ירושלמי כל כך טוב וחשוב.
לאחרונה, דלקים ביולוגיים הפכו למוקד אסטרטגי להפחתת פליטת הרכב. אך יחד עם זאת, יותר ויותר מתייחסים לייצור דלק ביולוגי בהקשר לתוצאות השליליות שלו, שכן הגידולים העיקריים למטרות אלה, כגון, למשל, לפתית, חיטה או פולי סויה, דורשים פרקטיקות חקלאיות בעצימות גבוהה וקרקעות פוריות, מציינים המחברים. (דלקים ביולוגיים הם מקורות אנרגיה מבוססי פחמן שמקורם בחומר ביולוגי).
בעוד שנציבות האיחוד האירופי סיווגה לאחרונה דלקים ביולוגיים כמוצר עם רמות נמוכות של שינוי עקבי בשימוש בקרקע, שמקורו בגידולים שגדלו על אדמה שולית עם מעט מעורבות משאבים.
מסיבה זו, רק כמה יבולים באירופה יכולים להשיג תשואות גבוהות בדרישות אלה.
ארטישוק ירושלמי הוא מזון לבעלי חיים, דלק ביולוגי ואפילו בירת פירות.
מנקודת מבט זו ארטישוק ירושלמי (Helianthus tuberosus L.) הוא בהחלט זן ראוי לציון, שכן יש לו את כל התכונות הדרושות להשגת יעדי ההוראה המעודכנת של אנרגיה מתחדשת של האיחוד האירופי (RED II).
ארטישוק ירושלמי מותאם באופן נרחב לסביבה מגוונת ולעתים קרובות עם מניב נמוך לגידולים אחרים, והוא יכול להתאמה גבוהה.
זהו יבול רב-תכליתי המשמש לצריכה אנושית (ישירות בפקעות או להשגת ממתיקים), למטרות תרופות, לייצור ביומסה וביו-אנרגיה (ביו אתנול וביו-גז).
כמו כן, בדומה לצמחים אחרים asteraceaeכמו עולש וחריע, לארטישוק ירושלמי יש פוטנציאל לגידול מספוא.
מעניין שבזכות חידושים בתעשיית הבישול, פקעות משמשות לייצור בירות מתוקות ופירותיות.
גבעולי ארטישוק ירושלמי ופקעות עשירים באינסולין עם פוטנציאל לייצר אתנול לשימוש כדלק ביולוגי.
בפרט, תרכובות אורגניות (כגון אינולין ותאית) וסוכרים מעובדות לייצור אתנול באמצעות תסיסה וזיקוק.
במהלך 20 השנים האחרונות נעשתה עבודה משמעותית לשיפור ההמרה של ביומסה לדלק. עם זאת, דלקים ביולוגיים מהדור הראשון (ביו אתנול וביו דיזל שמקורם בגידולי מזון) מתקבלים מכמה גידולים מעטים עם יעילות משתנה בהמרת קרינת השמש לאנרגיה כימית (ביומסה).
בפרט, חומרי הזנה לדלק ביולוגי הם בעיקר לפתית, כפות שמן ופולי סויה לביו דיזל; וקני סוכר, תירס, סלק סורג ו sorghum מתוק עבור ביו אתנול.
בנוסף, לא כל הביומסה ניתנת לקציר (כלומר, הביומסה של כיסוי הצמחייה מתחת לאדמה נותרת בדרך כלל בקרקע), ולכן צמצום פליטת הפחמן נטו וחוסר יעילות העיבוד גדל.
מסיבות אלה, מינים של צמחים למערכות ייצור דלק ביולוגי מהדור הבא צפויים להתגבר על חלק מהאילוצים הללו, במיוחד אם יש להם ביומסה תת קרקעית יצרנית (כלומר שורשים או פקעות).
בנוסף, מכיוון שכבר נוצר שימוש קרקע חקלאי אינטנסיבי ברוב אזורי העולם, גידולי ביו אנרגיה חייבים להיות בר קיימא מבחינה סביבתית על מנת למנוע לחץ נוסף על המגוון הביולוגי החקלאי, קרקע ומים.
מדענים מחפשים גידולי ביו אנרגיה לעתיד
המחקר מתקדם לעבר מערכות אנרגיה דלק ביולוגיות מהדור הבא עם השפעה סביבתית נמוכה יותר, תפוקה גבוהה יותר ותשואה גבוהה יותר להשקעה, ועם פחות תחרות על שימוש בקרקע עבור גידולי מזון ו מזון.
ביומסה ליגנו-תאית מגידולי ביו-אנרגיה מבודדים ופסולת חקלאית נחשבת למשאב בר-קיימא לייצור ביו-אנרגיה, אך הידרוליזה באמצעות אנזימים תאיים היא עתירת עבודה ויקרה יותר מאשר ביומסה מבוססת עמילן או מולסה.
בהקשר זה, בין מערכות הדלק הביולוגי האטרקטיביות ביותר של הדור הבא נמצאות אצות וארטישוק ירושלמי, המייצר פקעת הניתנת לגידול ולקציר גם באמצעות התשתית והמנגנונים הקיימים המשמשים לגידולים דומים (צמחי פקעת).
מדוע ארטישוק ירושלמי באמת זקוק לאירופה
המאפיינים ההופכים את הארטישוק הירושלמי לגידול אנרגיה ראוי כוללים: צמיחה מהירה, תכולת פחמימות גבוהה, חומר יבש כולל נאות ליחידת שטח, יכולת להשתמש בשפכים עשירים בחומרים מזינים, עמידות / סובלנות לפתוגן, יכולת לגדול בקלות עם עלויות ייצור חיצוניות מינימליות, וכן על אדמות שוליות.
היבט אחרון זה מבטיח להיות המפתח לעתיד הדלקים הביולוגיים באירופה.
כפי שנקבע בהוראת האנרגיה המתחדשת המתוקנת (RED) שאומצה על ידי הפרלמנט האירופי והמועצה (הנחיה 2018/2001), ועדת האיחוד האירופית אימצה לאחרונה חוק מוסמך הקובע קריטריונים לקביעת שינוי חשוב לשימוש עקיף בשימוש בקרקע.
ILUC הוא חומרי מזון מסוכנים עם הרחבה עקיפה משמעותית של שטח הייצור ביבשה עם עתודות פחמן גבוהות, ואישור דלקים ביולוגיים, נוזלים ביולוגיים ודלקים ביולוגיים.
ניתן להעניק הסמכה אם הדלק עומד בקריטריונים המצטברים הבאים:
(i) עמידה בקריטריונים לקיימות, כלומר חומרי גלם ניתנים לגידול רק על קרקע בלתי מנוצלת שאינה עשירה בפחמן;
(ii) שימוש בחומרי גלם נוספים כתוצאה מאמצעים להגברת הפרודוקטיביות בשטחים שכבר היו בשימוש או בגידול גידולים בשטחים שלא שימשו בעבר לעיבוד יבולים (אדמה לא מנוצלת), ובלבד שהאדמה ננטשה או הושפלה קשות, או שהיבול היה גדל על ידי בעל קטן;
(iii) ראיות משכנעות לכך ששני הקריטריונים הקודמים מתקיימים.
ברור, בהתאם לדרישות ההנחיה, חומרי גלם נוספים כאלה חייבים לעמוד בדרישות לייצור דלק בסיכון נמוך רק אם הוא מתקבל באופן בר קיימא.
מסיבה זו ארטישוק ירושלמי הוא מועמד מבטיח שיכול להחליף בקלות גידולים כמו תירס וסלק סוכר.
גידול מהיר של ביומסה לדלקים ביולוגיים
קינטיקת הגידול של חלקי צמח מעידה על יכולתו לייצר יבול אופטימלי באירופה.
שני שליש עד שלושת רבעי מהחומר היבש של האוויר מיוצג על ידי גבעולים וענפים, בעוד שעלים ופרחים מכילים אחוז נמוך יותר. שיעור חלוקת המשקל היבש תלוי מאוד בגורמים רבים: מגוון, זמן שתילה, אקלים ותנאי גידול.
יותר מ -50% מכלל מסת הצמחים נמצאים בגזע.
ישנם שני שלבים של צמיחת גזע. במהלך חמשת החודשים הראשונים, יש עלייה לינארית בגובה ובמשקל הגזע. לאחר תקופה זו גובה הגזע מגיע למקסימום ונשאר ללא שינוי, בעוד שמשקלו יורד.
הצמיחה והמשקל המרבי של הצמחים משתנים בהתאם לתנאי הסביבה וגנוטיפ. בזנים המוקדמים הגובה הסופי מגיע ל -140 ס"מ ואילו בזנים המאוחרים הגובה הסופי הוא כ -280 ס"מ.
כתוצאה מכך, בסוף עונת הגידול, כמות החומר היבש בגבעולים של הזנים המאוחרים הייתה בערך פי שניים מזו שבזנים המוקדמים. לפיכך, סך הביומסה של זני הבשלה מאוחרת גבוהה מזה של זני הבשלה מוקדמים. דוגמנות הראו כי בזנים מאוחרים, שמירה ארוכה יותר על שטח העלים האופטימלי מאפשרת ספיגה טובה יותר של חומר יבש.
ארטישוק ירושלמי נטול בעיות
בשל עמידותו בפני בצורת ומליחות, ניתן לטפח ארטישוק ירושלמי בקרקעות שאינן מתאימות לגידולי שורש ופקעות אחרות. הוא גדל היטב בקרקעות עם pH של 4,4 עד 8,6.
אם קרקעות חרסתיות כבדות והידרומורפיות יכולות להקשות על קציר פקעות, ניתן לטפח ארטישוק ירושלמי לייצור גזעים.
באופן כללי, התשואה, הגודל והצורה של פקעות תלויים בסוג האדמה. בעוד שקרקעות קלמיות קלות מייצרות פקעות גדולות, קרקעות כבדות מספקות תשואות טובות בתנאי בצורת בשל תכונות החזקת מים טובות יותר של קרקעות חימר.
באשר לטמפרטורות הגידול, רוב הזנים של ארטישוק ירושלמי דורשים עונת גידול של לפחות 125 ימים ללא כפור.
באופן כללי, טמפרטורות גידול בטווח של 6-26 מעלות צלזיוס נדרשות לתשואה אופטימלית.
הצמח עמיד למדי כפור. במהלך הצמיחה המוקדמת, היבול סובל טמפרטורות עד -6 מעלות צלזיוס, אם כי טמפרטורות נמוכות גורמות לכלורוזיס עלים. באשר למסיק הסתיו, הכפור מ -2,8 ° C ל -8,4 ° C מפעיל את מנגנון התאקלמות הפקעות לקור. זה משפר את טעמם על ידי המרת אינולין לפרוקטוז.
בסביבה הטבעית, כמה אורגניזמים (מיקרואורגניזמים, חרקים ויונקים) מתקשרים עם צמחי הארטישוק הירושלמי, כולל שש משפחות שונות של דבורים ודבורי דבורים.
דווח על פיטופאגים ומיקרואורגניזמים רבים על ארטישוק ירושלמי, אך מעטים מהם יכולים לפגוע בתרבות באופן חמור.
באופן כללי, החלק העליון של הצמח פחות רגיש למחלות, ואילו פקעות רגישות יותר במהלך צמיחה ומאוחרת מאוחרת. המיקרואורגניזמים הפתוגניים המזיקים ביותר הם Sclerotinia sclerotiorum ו- Sclerotinia rolfsii, הגורמים לריקבון.
הראשון מועדף על ידי הפריית חנקן מוגזמת, pH נמוך בקרקע או קרקעות הידרומורפיות, והאחרון על ידי לחות בשילוב עם טמפרטורות גבוהות.
גם חלודה הנגרמת על ידי Puccinia helianthiוטחב אבקתי הנגרם על ידי אריסיפ צ'יקוריאריום, לתקוף ארטישוק ירושלמי, אך הם אינם מסוגלים להגביל את התשואה, כמו גם כתם עלים עקב Alternaria helianthi.
אחסון פקעות, במיוחד כאשר הם נפגעים במהלך הקציר, עלול לגרום למחלות הנגרמות על ידי Botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusarium и פניצילום spp.... עם זאת, הליכי הקפאה שולטים ביעילות במחלות אלו.
באשר לחרקים, מדובר בעיקר בכנימות, אך השפעתם אינה משמעותית.
הצמח הוא קשוח וחזק, כך שארטישוק ירושלמי יכול להפוך לעשב מאוד תחרותי בפני עצמו. עבור עשבים שוטים אחרים הצומחים במהירות, יש צורך בהדברה רק במהלך הזריעה, לפני סגירת החופה. אתה יכול להשתמש בכימיקלים כימיים וגם מכניים (חבישה עליונה, התרופפות וכו ').
לאחר שהארטישוק הירושלמי התיישב בשטח, קשה למדי להסירו, מכיוון שהפקעות או חלקיהם נותרים באדמה ומחוררים היטב באדמה.
מבחר ארטישוק ירושלמי
המאפיינים הביולוגיים והביוכימיים החשובים של ארטישוק ירושלמי עומדים בבסיס השימוש האוניברסלי בתעשיית המזון והתעשייה, דבר המחייב שיפור גנטי בתפוקה.
המוקד העיקרי של הרבייה הוא על תפוקת פקעות ותכולת האינולין למזון ולהאכלה, ולאחרונה על גידול ביומסה לייצור דלק ביולוגי.
עם זאת, בשל השימוש המוגבל באופן מסורתי בארטישוק ירושלמי, חלה התקדמות מועטה עד כה בגידול. ההשקעה בפיתוח רבייה גם היא תנודתית ותלויה בביקוש הענף בכל מדינה.
התחדשות העניין בארטישוק הירושלמי בשנות השבעים והשמונים, הקשורה למשבר האנרגיה ומחסור במזון, עוררה תקווה כי ניתן לנקוט בפעולה מתואמת ואינטנסיבית יותר לפיתוח זנים חדשים העונים על צרכים מתעוררים.
מאז חלה עלייה משמעותית בשטח הגידולים, במיוחד בעשור האחרון ובמדינות אסיה.
לאור שינויי האקלים הנוכחיים, הצורך למצוא מקורות אנרגיה בר קיימא חדשים והפחתת השטח לייצור מזון, נראה כי השקעה בגידול ארטישוק בירושלים מוצדקת במידה רבה.
ארה"ב עשויה להתעניין גם בארטישוק ירושלמי
ללא ספק הגידולים הנפוצים ביותר המשמשים לייצור אתנול הם תירס, קנה סוכר, דורה מתוקה וסלק סוכר. עם זאת, מינים אלה תלויים בקרקע חקלאית פורייה ובדרך כלל דורשים משאבים חיצוניים משמעותיים (כלומר מים, חומרי הדברה, דשנים) כדי להשיג תשואות גבוהות.
ארצות הברית וברזיל הן היצרניות הגדולות בעולם של דלקים ביו אתנול. הם היוו כ -84% מייצור הביו-אתנול העולמי בשנת 2018.
דגנים וקני סוכר הם חומרי הגלם הדומיננטיים לייצור אתנול במדינות אלה.
ייצור אתנול בשנת 2027 צפוי להוות 15% ו- 18% מייצור התירס וקני הסוכר העולמיים.
ארצות הברית, כמו אירופה, משתמשת בעיקר בעמילן תירס וחיטה כדי לייצר ביו אתנול, בעוד שברזיל מעבדת קני סוכר. באופן כללי, קנה הסוכר יבול אתנול גבוה יותר מתירס וגידולים אחרים כמו ארטישוק ירושלמי.
עם זאת, קנה סוכר הוא אידיאלי באקלים טרופי וסובטרופי, אך לא באקלים ממוזג. לכן, טומינבור יכול לתפוס מקום ליד התירס בייצור אתנול אמריקאי.