Italienesch Wëssenschaftler hunn d'Virdeeler vun unpretentious Jerusalem Artichoke studéiert. Et stellt sech eraus datt dëst op seng Manéier eng onverzichtbar Ernte fir d'Produktioun vun erneierbaren Energie ass.
An hirer wëssenschaftlecher Aarbecht erkläert en Team vun italienesche Wëssenschaftler vun der Fakultéit fir Landwirtschaft a Bëschwëssenschaften (DAFNE), Universitéit Tuscia, firwat Jerusalem Artichoke sou gutt a wichteg ass.
Viru kuerzem sinn Biokraftstoffer e strategesche Fokus ginn fir d'Emissioune vun Gefierer ze reduzéieren. Awer gläichzäiteg gëtt d'Produktioun vu Biokraftstoff ëmmer méi am Kontext vun hiren negativen Konsequenzen ernimmt, well d'Haaptkulturen fir dës Zwecker, wéi zum Beispill Raps, Weess oder Sojabounen, héich intensiv landwirtschaftlech Praktiken a fruchtbare Buedem erfuerderen, Auteuren Note. (Biofuel sinn Kuelestoff-baséiert Energiequellen aus biologeschem Material ofgeleet).
Wärend d'EU Kommissioun ganz kierzlech Biokraftstoffe klasséiert huet als e Produkt mat nidderegen Niveauen vun indirekter Landverbrauchsännerung, ofgeleet vu Kulturen, déi op marginale Lännere mat nidderegen Input vu Ressourcen ugebaut ginn.
Aus dësem Grond kënnen nëmmen e puer Kulturen an Europa héich Ausbezuelen mat dësen Ufuerderunge erreechen.
Jerusalem Artichoke gëtt als Fudder fir Bauerenhaff benotzt, Biokraftstoff a souguer Uebstbéier.
Aus dëser Siicht, Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) ass sécher eng Spezies, déi opmierksam ass, well se all Attributer huet, déi néideg ass fir d'Ziler vun der aktualiséierter EU Erneierbarer Energiedirektiv (RED II) z'erreechen.
Jerusalem Artichoke ass wäit ugepasst un eng divers an dacks niddereg-Ausbezuelt Ëmfeld fir aner Kulturen, an huet héich Adaptabilitéit.
Et ass eng Multi-Zweck Erntegung fir de mënschleche Konsum (direkt an de Knollen oder fir Séissstoffer), fir pharmazeutesch Zwecker, fir Biomass a Bioenergieproduktioun (Bioethanol a Biogas) benotzt.
Zousätzlech ähnlech wéi aner Planzen AsteraceaeKulturen wéi Zikorie a Saflor, Jerusalem Artichoke huet Potenzial als Fudderkultur.
Interessanterweis, dank Innovatiounen an der Brauindustrie, ginn d'Knollen benotzt fir séiss a fruuchteg Béier ze produzéieren.
Jerusalem Artichoke Stämm a Knollen sinn héich an Inulin mat Potenzial fir Ethanol ze produzéieren fir als Biokraftstoff ze benotzen.
Besonnesch organesch Verbindungen (wéi Inulin a Cellulose) an Zucker gi veraarbecht fir Ethanol duerch Fermentatioun an Destillatioun ze produzéieren.
An de leschten 20 Joer gouf bedeitend Aarbecht gemaach fir d'Konversioun vu Biomass a Brennstoff ze verbesseren. Wéi och ëmmer, éischt Generatioun Biokraftstoffer (Bioethanol a Biodiesel ofgeleet vu Liewensmëttelkulturen) ginn aus nëmmen e puer Kulturen produzéiert mat ënnerschiddlech Effizienz bei der Ëmwandlung vun der Sonnestrahlung a chemescher Energie (Biomass).
Besonnesch Biobrennstoff-Foodstocks sinn haaptsächlech Raps, Uelegpalmen a Sojabohnen fir Biodiesel; an Zockerrouer, Mais, Zockerrüben a séiss Sorghum fir Bioethanol.
Zousätzlech ass net all Biomass recoltabel (dh Canopy Biomass ënner dem Buedem bleift typesch am Buedem), sou datt d'Netto Kuelestoffsequestratioun reduzéiert gëtt an d'Veraarbechtungsineffizienz erhéicht ginn.
Aus dëse Grënn ginn Planzenaarten fir d'nächst Generatioun Biokraftstoffproduktiounssystemer erwaart e puer vun dëse Aschränkungen ze iwwerwannen, besonnesch wa se produktiv ënnerierdesch Biomass hunn (dh Wuerzelen oder Knollen).
Zousätzlech, well intensiv landwirtschaftlech Landverbrauch schonn an de meeschte Regioune vun der Welt etabléiert ass, mussen d'Bioenergiekulturen ëmweltfrëndlech sinn fir zousätzlech Stress op der landwirtschaftlecher Biodiversitéit, dem Buedem a Waasserressourcen ze vermeiden.
Wëssenschaftler sichen no Bioenergiekulturen vun der Zukunft
Fuerschung ass amgaang fir d'nächst Generatioun Biobrennstoff Energieproduktiounssystemer mat manner Ëmweltimpakt, méi Produktivitéit a méi Rendement op Investitiounen, a manner Konkurrenz fir Landverbrauch mat Liewensmëttel a Fudderkulturen.
Lignocellulosesch Biomass aus isoléierte Bioenergiekulturen a landwirtschaftlechen Offäll gëtt als nohalteg Ressource fir Bioenergieproduktioun ugesinn, awer d'Hydrolyse mat cellulolyteschen Enzymen ass eng méi Aarbechtsintensiv an deier Method wéi d'Benotzung vun Stärke- oder Melasse-baséiert Biomass.
An dëser Hisiicht, ënnert den attraktivsten nächste Generatioun Biokraftstoffsystemer sinn Algen a Jerusalem Artichoke, déi e Knollen produzéiert deen och mat existente Infrastrukturen a Maschinnen benotzt ka ginn, déi fir ähnlech Kulturen (Knollen) benotzt ginn.
Firwat Europa wierklech Jerusalem Artichoke brauch
Charakteristiken, déi Jerusalem Artichoke zu enger wäertvoll Energiekultur maachen, enthalen: schnelle Wuesstum, héije Kohlenhydratgehalt, adäquat total dréchen Matière pro Eenheet Beräich, Fäegkeet fir nährstoffräich Ofwaasser ze benotzen, Pathogenresistenz / Toleranz, Fäegkeet fir einfach mat minimalen externen Produktiounskäschten ze wuessen, an op marginalen Terrainen.
Dëse leschten Aspekt versprécht de Schlëssel fir d'Zukunft vu Biokraftstoffer an Europa ze sinn.
Wéi virgesinn an der revidéierter Erneierbarer Energiedirektiv (RED) ugeholl vum Europäesche Parlament a vum Conseil (Direktiv 2018/2001), huet d'EU Kommissioun viru kuerzem en delegéierten Akt ugeholl, deen Critèrë feststellt fir souwuel d'Definitioun vu wichtegen indirekten Landverbrauchsännerungen.
ILUC ass e geféierleche Fudder, dee bedeitend indirekt Expansioun vu Produktiounsberäicher op héije Kuelestoffland an Zertifizéierung vu nidderegen Risiko ILUC Biokraftstoffer, Bioliquids a Biomass Brennstoffer gesinn huet.
Zertifizéierung kann ausgezeechent ginn wann de Brennstoff de folgende kumulative Critèren entsprécht:
(i) entsprécht Nohaltegkeetscritèren, dat heescht datt d'Rohmaterial nëmmen op onbenotzt Land ugebaut ka ginn, dat net räich u Kuelestoffreserven ass;
(ii) d'Benotzung vun zousätzlechen Inputen als Resultat vu Moossname fir d'Produktivitéit op Land ze erhéijen, déi schonn am Gebrauch sinn oder d'Kultivatioun vu Kulturen op Flächen, déi net virdru fir d'Erntekultivatioun benotzt goufen (onbenotzt Land), virausgesat datt d'Land opginn oder schwéier degradéiert gouf , oder d'Ernte gouf vun engem klenge Bauer ugebaut;
(iii) iwwerzeegend Beweis datt déi zwee virdrun Critèren erfëllt sinn.
Et ass kloer datt d'Direktiv erfuerdert datt sou zousätzlech Fudderstoffer nëmme fir niddereg-Risiko Brennstoffproduktioun qualifizéieren wa se nohalteg Quelle sinn.
Aus dësem Grond ass Jerusalem Artichoke e verspriechende Kandidat deen einfach Ernte wéi Mais an Zockerrüben ersetzen kann.
Schnell wuessend Biomass fir Biokraftstoff
D'Wuesstumskinetik vu Planzendeeler weist seng Fäegkeet fir optimal Ausbezuelen an Europa ze produzéieren.
Zwee-Drëttel bis dräi Véierel vun der trockener Matière an der Loft gëtt duerch Stämm a Branchen duergestallt, während Blieder a Blummen e méi nidderegen Prozentsaz enthalen. Den Undeel vun der dréchener Gewiichtsverdeelung hänkt vu ville Faktoren of: Varietéit, Zäit vun der Planzung, klimatesch Konditiounen a Wuesstumsbedingungen.
Méi wéi 50% vun der Gesamtplanzmass ass am Stamm.
Et ginn zwou Phasen vum Stammwachstum. Während den éischte fënnef Méint gëtt et eng linear Erhéijung vun der Héicht a Gewiicht vum Stamm. No dëser Period erreecht d'Héicht vum Stamm säi Maximum a bleift onverännert, a säi Gewiicht reduzéiert.
Maximal Planz Héicht a Gewiicht variéieren jee no Ëmweltbedéngungen a Genotyp. Fréier Varietéiten hunn eng final Héicht vun 140 cm, während spéider Varietéiten eng final Héicht vun ongeféier 280 cm hunn.
Dofir, um Enn vun der wuessender Saison, war d'Quantitéit vun der trockener Matière an de Stämme vu spéide Sorten ongeféier duebel sou vill wéi an de fréie Sorten. Also ass d'total Biomass vu spéider Reife Varietéit méi héich wéi déi vun fréi reifende Sorten. D'Modellering huet gewisen datt a spéider Varietéiten, méi laang Konservatioun vum optimale Blatgebitt erlaabt eng besser Absorptioun vun der trockener Matière.
Problem-gratis Jerusalem Artichoke
Wéinst senger Resistenz géint Dréchent a Salinitéit kann Jerusalem Artichoke a Buedem kultivéiert ginn, déi net gëeegent ass fir aner Root- a Knollenkulturen. Et wächst gutt a Buedem mat engem pH tëscht 4,4 an 8,6.
Wann schwéier Lehm an hydromorphesche Buedem et schwiereg kënne Knollen ze sammelen, kann Jerusalem Artichoke an esou Bedéngungen kultivéiert ginn fir Stämme ze produzéieren.
Allgemeng hänkt d'Ausbezuelung, d'Gréisst an d'Form vun de Knollen vun der Buedemart of. Wärend liicht loamy Buedem grouss Knollen produzéieren, suerge schwéier Buedem gutt Ausbezuelen an der Dréchent wéinst de bessere Waasserhaltege Eegeschafte vu Lehmbuedem.
Wat d'wuessend Temperatur ugeet, erfuerderen déi meescht Varietéiten vun Jerusalem Artichoke eng wuessend Saison vun op d'mannst 125 frostfräi Deeg.
Am Allgemengen, wuessen Temperaturen am Beräich vun 6-26 ° C fir optimal Ausbezuelen néideg.
D'Planz huet mëttelméisseg Resistenz géint Frost. Beim fréie Wuesstum toleréiert d'Erntegung Temperaturen esou niddereg wéi -6 °C, obwuel niddreg Temperaturen Blatchlorose verursaachen. Wéi fir d'Hierscht Ernte, Frost vun -2,8 ° C bis -8,4 ° C ausléisen de Mechanismus vun der Acclimatiséierung vu Knollen an d'Käl. Dëst verbessert hire Goût wéinst der Konversioun vun Inulin zu Fruktose.
Am natierlechen Ëmfeld interagéiere verschidden Organismen (Mikroorganismen, Insekten a Mamendéieren) mat Jerusalem Artichoke Planzen, dorënner sechs verschidde Familljen vu Bienen a Bommeleeër.
Vill Phytophagen a Mikroorganismen goufen op Jerusalem Artichoke opgeholl, awer vill vun hinnen kënnen d'Ernte eescht beschiedegen.
Am Allgemengen ass den Uewergrond Deel vun der Planz manner ufälleg fir Krankheeten, während Knollen am spéide Wuesstum a Lagerung méi ufälleg sinn. Déi schiedlechst pathogene Mikroorganismen sinn Sclerotinia sclerotiorum a Sclerotinia rolfsii, déi Verrotten verursaachen.
Déi fréier ass favoriséiert duerch exzessiv Stickstoffdüngung, niddereg Buedem pH oder hydromorphesche Buedem, während déi lescht duerch Feuchtigkeit kombinéiert mat héijen Temperaturen gefördert gëtt.
Och Rust verursaacht Puccinia helianthi, a pulverem Mehltau verursaacht Erisyphe chicoracearum, beaflossen Jerusalem Artichoke, awer si sinn net fäeg d'Ausbezuelung ze limitéieren, wéi och Blatfleck wéinst Alternaria helianthi.
Beim Lagerung vu Knollen, besonnesch wann se während der Ernte beschiedegt ginn, Krankheeten verursaacht duerch botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusarium и Pennicillum spp.. Wéi och ëmmer, Gefrierbehandlungen kontrolléieren dës Krankheeten effektiv
Wat Insekten ugeet, sinn dës haaptsächlech Blatlais, awer hiren Afloss ass onwichteg.
D'Planz ass haart a kräfteg, sou datt Jerusalem Artichoke e ganz kompetitiven Onkraut a sech selwer kann ginn. Fir aner séier wuessend Onkraut ass d'Kontroll nëmme noutwendeg bei der Planzungszäit virum Canopy Zoumaache. Dir kënnt souwuel chemesch a mechanesch (Füttern, Losen, asw.) Onkraut benotzen.
Wann d'Jerusalem Artichoke sech am Feld niddergelooss huet, ass et zimmlech schwéier et ze entfernen, well d'Knollen oder Deeler dovun bleiwen am Buedem, iwwerwinteren gutt am Buedem.
Selektioun vun Jerusalem Artichoke
Déi wäertvoll biologesch a biochemesch Eegeschafte vum Jerusalem Artichoke ënnersträichen seng universell Notzung an der Liewensmëttel- an Industrieindustrie, wat genetesch Verbesserung vun der Erntegung erfuerdert.
Den Haaptfokus vun der Zucht ass op Knollenausbezuelen an Inulin Inhalt fir Liewensmëttel a Fudder, a méi kierzlech war de Fokus op d'Erhéijung vun der Biomass fir d'Biobrennstoffproduktioun.
Wéi och ëmmer, wéinst der traditioneller limitéierter Notzung vu Jerusalemer Artichoke ass bis elo zimlech schwaach Fortschrëtter an der Zucht erreecht ginn. Investitiounen an der Zuchtentwécklung sinn och variabel an hänkt vun der Nofro vun der Industrie an all Land of.
Eng Erhuelung vum Interesse fir Jerusalem Artichoke an den 1970er an 1980er Joren, verbonne mat der Energiekris a Liewensmëttelmangel, huet d'Hoffnungen opgeworf datt méi koordinéiert an intensiv Efforte kéinte gemaach ginn fir nei Zorten z'entwéckelen fir opkommend Bedierfnesser z'erreechen.
Zënterhier ass et eng bedeitend Expansioun an der Regioun ënner der Erntegung, besonnesch an de leschte Jorzéngt an an asiatesche Länner.
Wéinst dem aktuellen Klimawandel, dem Besoin fir nei nohalteg Energiequellen ze fannen an d'Reduktioun vun de Beräicher, déi fir d'Liewensmëttelproduktioun gewidmet sinn, schéngen d'Investitiounen an der Zucht vun Jerusalem Artichoke gréisstendeels gerechtfäerdegt.
D'USA kënnen och un Jerusalem Artichoke interesséiert sinn
Haut sinn déi heefegst Kulturen déi benotzt gi fir Ethanol ze produzéieren Mais, Zockerrouer, séiss Sorghum an Zockerrüben. Wéi och ëmmer, dës Spezies sinn ofhängeg vu fruchtbarem landwirtschaftleche Land a erfuerderen typesch bedeitend extern Inputen (dh Waasser, Pestiziden, Dünger) fir héich Ausbezuelen z'erreechen.
D'USA a Brasilien sinn déi weltgréisste Produzente vu Bioethanol Brennstoff. Si hunn ongeféier 84% vun der globaler Bioethanolproduktioun am Joer 2018 ausgemaach.
Cerealien an Zockerrouer sinn déi dominant Fudder fir Ethanolproduktioun an dëse Länner.
Ethanol Produktioun gëtt erwaart fir 2027% an 15% vun der globaler Mais- an Zockerrouerproduktioun am Joer 18 auszemaachen.
D'USA, wéi Europa, benotzen haaptsächlech Stärke aus Mais a Weess fir Bioethanol ze produzéieren, während Brasilien Zockerrouer veraarbecht. Am Allgemengen huet Zockerrouer eng méi héich Ethanol Ausbezuele wéi Mais an aner Kulturen wéi Jerusalem Artichoke.
Wéi och ëmmer, Zockerrouer ass ideal an tropeschen an subtropesche Klima, awer net a temperéierte Klima. Dofir kann Tominabur eng Plaz niewent Mais an der Produktioun vun amerikaneschen Ethanol huelen.