Wanasayansi wa Italia wamesoma faida za artichoke ya Yerusalemu isiyo na adabu. Inabadilika kuwa hii ni aina ya tamaduni isiyoweza kugharamiwa kwa uzalishaji wa nishati mbadala.
Katika kazi yake ya kisayansi, timu ya wanasayansi wa Italia kutoka Kitivo cha Sayansi ya Kilimo na Misitu (DAFNE), Chuo Kikuu cha Tushia, inaelezea kwa nini Yerusalemu artichoke ni nzuri na muhimu.
Hivi karibuni, nishati ya mimea imekuwa mwelekeo wa kimkakati wa kupunguza uzalishaji kutoka kwa magari. Lakini wakati huo huo, uzalishaji wa biofuel unazidi kutajwa katika muktadha wa athari zake mbaya, kwa kuwa mazao kuu kwa madhumuni haya, kama vile, kwa mfano, rapa, ngano au soya, zinahitaji mazoea ya kilimo ya hali ya juu na mchanga wenye rutuba, waandishi wanabaini. (Biofueli ni vyanzo vya nishati ya kaboni inayotokana na nyenzo za kibaolojia).
Wakati Tume ya EU hivi karibuni iliainisha mafuta ya taa kama bidhaa iliyo na kiwango kidogo cha mabadiliko ya moja kwa moja katika matumizi ya ardhi, inayopatikana kutoka kwa mazao yaliyopandwa kwenye ardhi ya nyuma na matumizi kidogo ya rasilimali.
Kwa sababu hii, ni mazao machache tu huko Uropa yanayoweza kupata mavuno ya juu na mahitaji haya.
Yerusalemu artichoke ni kulisha kwa wanyama wa kilimo, biofueli na hata bia ya matunda.
Kwa mtazamo huu, Yerusalemu artichoke (Helianthus tuberosus L.), kwa kweli, ni spishi inayostahili kutunzwa, kwa kuwa ina sifa zote muhimu kufikia malengo ya Direkta ya Nishati Mbadala ya EU (RED II).
Je! Artichoke ya Yerusalemu imebadilishwa sana kwa mazingira tofauti na ya kawaida yenye mavuno kidogo kwa mazao mengine, na ina uwezo mkubwa wa kubadilika.
Ni mmea wenye malengo anuwai uliotumiwa kwa matumizi ya binadamu (moja kwa moja kwenye mizizi au kwa tamu), kwa madhumuni ya dawa, kwa ajili ya utengenezaji wa majani na bioenergy (bioethanol na biogas).
Kwa kuongeza, sawa na mimea mingine asteraceae, kama vile chicory na laini, artichoke ya Yerusalemu inaweza kama mazao ya kulisha.
Kwa kupendeza, shukrani kwa uvumbuzi katika tasnia ya kutengeneza pombe, mizizi hutumiwa kutengeneza bia tamu na matunda.
Shina na mizizi ya artichoke ya Yerusalemu ni sifa ya kiwango cha juu cha inulin na uwezo wa kuzalisha ethanol kwa matumizi kama biofuel.
Hasa, misombo ya kikaboni (kama vile inulin na selulosi) na sukari hutolewa ili kutoa ethanol na Fermentation na kunereka.
Katika miaka 20 iliyopita, kazi muhimu imefanywa kuboresha ubadilishaji wa majani kuwa mafuta. Walakini, biofueli za kizazi cha kwanza (bioethanol na biodiesel inayotokana na mazao ya chakula) hutolewa kutoka kwa mazao machache tu na ufanisi tofauti katika kubadilisha mionzi ya jua kuwa nishati ya kemikali (biomass).
Hasa, malisho ya biofuel hubakwa sana, mitende ya mafuta na soya kwa biodiesel; na miwa, mahindi, beets za sukari, na mtama mtamu wa bioethanol.
Kwa kuongezea, sio mimea yote inayofaa kwa mkusanyiko (i.e., majani ya mimea chini ya ardhi kawaida hukaa kwenye udongo), kwa hivyo, mpangilio wa kaboni umepunguzwa, na ufanisi wa usindikaji huongezeka.
Kwa sababu hizi, spishi za mmea kwa mifumo ya uzalishaji wa kizazi kijacho inatarajiwa kushinda baadhi ya mapungufu haya, haswa ikiwa yana uzalishaji wa chini ya ardhi (mizizi na mizizi).
Kwa kuongezea, kwa kuwa matumizi makubwa ya ardhi ya kilimo yamekwisha kuletwa katika maeneo mengi ya ulimwengu, mazao ya bioeneria lazima yawe endelevu kwa mazingira ili kuepusha mzigo zaidi juu ya bianuwai ya kilimo, mchanga na rasilimali za maji.
Wanasayansi wanatafuta mazao ya bioenergy ya siku zijazo
Utafiti unafanywa kwa mwelekeo wa mifumo ya nishati kutoka kizazi kipya cha nishati ya jua na athari ndogo ya mazingira, uzalishaji mkubwa na kurudi zaidi kwenye uwekezaji, na kwa kuzingatia ushindani uliopunguzwa wa matumizi ya ardhi na mazao ya chakula na malisho.
Lignocellulosic biomass kutoka kwa mazao ya bioenergy yaliyotengwa na taka za kilimo hufikiriwa kama rasilimali endelevu kwa uzalishaji wa bioenergy, lakini kutengenezea hydrolization kwa kutumia enzymes za selulosi ni njia ngumu zaidi na ya gharama kubwa kuliko kutumia wanga au majani.
Katika suala hili, kati ya mifumo ya kuvutia zaidi ya biofuel ya kizazi kijacho ni mwani wa kupendeza na artichoke ya Yerusalemu, ambayo hutoa mizizi, ambayo inaweza pia kupandwa na kuvunwa kwa kutumia miundombinu na mifumo iliyotumika kwa mazao sawa (mimea yenye mizizi).
Kwa nini Yerusalemu artichoke inahitaji Ulaya kabisa
Tabia zinazofanya Jerusalem artichoke kuwa mimea inayofaa ya nishati ni pamoja na: ukuaji wa haraka, kiwango cha juu cha wanga, eneo lote lenye kavu kwa eneo la kitengo, uwezo wa kutumia maji taka yenye virutubishi, upinzani wa pathogen / uvumilivu, uwezo wa kukua kwa urahisi na gharama ndogo za uzalishaji wa nje na kwenye ardhi ya pembezoni.
Kipengele hiki cha mwisho kinaahidi kuwa muhimu kwa mustakabali wa biofueli barani Ulaya.
Kama inavyosimamiwa na Direkta ya Nishati Mbadala ya Kurekebishwa (RED) iliyopitishwa na Bunge la Ulaya na Halmashauri (Miongozo ya 2018/2001), Tume ya EU hivi karibuni ilipitisha kitendo cha kukabidhiwa cha viashiria vya kuamua mabadiliko muhimu ya matumizi ya ardhi.
ILUC ni chakula cha chakula chenye hatari na upanuzi mkubwa wa moja kwa moja wa nafasi ya uzalishaji kwenye ardhi iliyo na akiba kubwa ya kaboni, na udhibitisho wa nishati duni ya ILUC, biofluids na mafuta ya majani.
Uthibitisho unaweza kutolewa ikiwa mafuta yanatimiza vigezo vifuatavyo:
(i) kukidhi vigezo vya uendelevu, ambayo inamaanisha kuwa malighafi inaweza kupandwa tu kwenye ardhi isiyotumika ambayo haina utajiri wa kaboni;
(ii) matumizi ya malighafi ya ziada kama matokeo ya hatua za kuongeza tija kwenye ardhi iliyotumiwa tayari au mazao yanayopandwa katika maeneo ambayo hapo awali hayakutumika kwa kilimo cha ardhi (ardhi isiyotumika), mradi ardhi imeachwa au imeshuka sana, au mzima na mmiliki mdogo;
(iii) ushahidi wa kulazimisha kwamba vigezo viwili vya awali vimetimizwa
Ni dhahiri, kwa mujibu wa mahitaji ya Direkta, malighafi za nyongeza kama hizo lazima zikidhi mahitaji ya utengenezaji wa mafuta yenye hatari ndogo tu ikiwa hupatikana kwa njia endelevu.
Kwa sababu hii, Yerusalemu artichoke ni mgombea anayeahidi ambaye anaweza kuchukua nafasi ya mazao kama vile beets za mahindi na sukari.
Haraka kuongezeka kwa biomeli kwa mimea
Jamaa ya ukuaji wa sehemu za mmea inaonyesha uwezo wake wa kuzaa mazao bora huko Uropa.
Theluthi mbili hadi robo tatu ya kavu ya hewa inawakilishwa na shina na matawi, wakati majani na maua yana asilimia ya chini. Sehemu ya usambazaji wa uzani kavu inategemea sana sababu nyingi: anuwai, wakati wa upandaji, hali ya hewa na hali ya ukuaji.
Zaidi ya 50% ya jumla ya mimea iko kwenye shina.
Kuna awamu mbili za ukuaji wa shina. Wakati wa miezi mitano ya kwanza, kuongezeka kwa mstari katika urefu na uzito wa shina huzingatiwa. Baada ya kipindi hiki, urefu wa shina hufikia upeo wake na unabaki bila kubadilika, na uzito wake unapungua.
Urefu na uzito wa mmea hutofautiana kulingana na hali ya mazingira na genotype. Katika aina za mapema, urefu wa mwisho hufikia 140 cm, wakati katika aina za baadaye, urefu wa mwisho ni karibu 280 cm.
Kwa hivyo, mwisho wa msimu wa ukuaji, kiasi cha kavu katika shina za aina za marehemu kilikuwa takriban mara mbili kuliko vile vya aina za mapema. Kwa hivyo, jumla ya aina tofauti za kukomaa kwa aina ya marehemu ni kubwa kuliko ile ya aina za mapema za kukomaa. Modeling ilionyesha kuwa katika aina za baadaye, uhifadhi mrefu wa eneo lenye majani mengi huruhusu uwekaji bora wa kavu.
Hazina-bure Yerusalemu artichoke
Kwa sababu ya upinzani wake kwa ukame na salinization, artichoke ya Yerusalemu inaweza kupandwa katika mchanga usiofaa kwa mazao mengine ya mizizi na mizizi. Inakua vizuri katika mchanga na pH ya 4,4 hadi 8,6.
Ikiwa mchanga mzito na mchanga wa hydromorphic unaweza kufanya ugumu wa uvunaji wa mizizi, kwa hali kama hiyo artichoke ya Yerusalemu inaweza kupandwa ili kutoa shina.
Kwa ujumla, mavuno, ukubwa na umbo la mizizi hutegemea aina ya mchanga. Wakati mchanga wenye uzani mwepesi hutengeneza mizizi kubwa, mchanga mzito hutoa mavuno mazuri ya ukame kwa sababu ya unyevu bora wa mchanga wa mchanga.
Kama hali ya joto ya kilimo, kwa aina nyingi za artichoke ya Yerusalemu, kipindi cha mimea cha angalau siku 125 za bila baridi inahitajika.
Kwa jumla, joto la kilimo katika anuwai ya 6-26 ° C inahitajika ili kupata mavuno mazuri.
Mmea una upinzani wastani wa baridi. Wakati wa ukuaji wa mapema, mmea huvumilia joto hadi -6 ° C, ingawa joto la chini husababisha chlorosis ya majani. Kama kwa uvunaji wa vuli, theluji kutoka -2,8 ° С hadi -8,4 ° С husababisha utaratibu wa kukuza mizizi kwa baridi. Hii inaboresha ladha yao kwa sababu ya ubadilishaji wa inulin kuwa fructose.
Katika mazingira ya asili, viumbe vingine (vijidudu, wadudu na mamalia) huingiliana na mimea ya artichoke, pamoja na familia sita tofauti za nyuki na bumblebees.
Phytophages nyingi na vijidudu vimeorodheshwa kwenye artichoke ya Yerusalemu, lakini wengi wao wanaweza kuharibu utamaduni.
Kwa ujumla, sehemu ya angani ya mmea huwa haiambukizwi na magonjwa, wakati mizizi wakati wa ukuaji wa marehemu na uhifadhi hushambuliwa zaidi. Vidudu hatari zaidi ni Sclerotinia sclerotiorum na Sclerotinia rolfsii, ambayo husababisha kuoza.
Ya zamani inakuzwa na mbolea nyingi ya nitrojeni, pH ya mchanga wa chini au mchanga wa hydromorphic, na mwisho na unyevu pamoja na joto la juu.
Pia kutu husababishwa Puccinia helianthina poda iliyosababishwa na Erisyphe chicoracearum, kuathiri Yerusalemu artichoke, lakini hawana uwezo wa kupunguza mavuno, kama doa la majani kwa sababu ya Alternaria helianthi.
Wakati wa kuhifadhi mizizi, haswa ikiwa imeharibiwa wakati wa kuvuna, magonjwa yanayosababishwa na sinema ya Botrytis, Rhizopus nigricans, Fusarium и Pennicillum spp.. Walakini, taratibu za kufungia hudhibiti vyema magonjwa haya.
Kama ilivyo kwa wadudu, hii ni aphids, lakini athari zao hazieleweki.
Mmea ni mgumu na wenye nguvu, kwa hivyo artichoke ya Yerusalemu inaweza kuwa magugu ya ushindani peke yake. Kama ilivyo kwa magugu mengine yanayokua haraka, mapigano dhidi yao ni muhimu tu wakati wa kupanda hadi dari ifungwa. Wote kemikali na mitambo (mavazi ya juu, mfunguo, nk) kupalilia inaweza kutumika.
Mara tu artichoke ya Yerusalemu ikiwa imetulia ndani ya shamba, ni ngumu sana kuondoa, kwa kuwa mizizi au sehemu zao hubaki ardhini, wakati wa msimu wa baridi hukaa vizuri.
Uteuzi wa artichoke ya Yerusalemu
Mali muhimu ya kibaolojia na ya biochemical ya artichoke ya Yerusalemu ni msingi wa utumiaji wake katika tasnia ya chakula na viwandani, ambayo inahitajika uboreshaji wa maumbile ya mazao.
Lengo kuu katika uteuzi ni juu ya mavuno ya mizizi na yaliyomo kwenye inulin kwa chakula na malisho, na hivi karibuni, umakini umekuwa katika kujenga biomasi kwa uzalishaji wa mimea.
Walakini, kwa sababu ya utamaduni mdogo wa matumizi ya sanaa ya Yerusalemu, hadi leo, maendeleo kidogo sana yamepatikana katika kuzaliana. Uwekezaji katika maendeleo ya ufugaji pia ni hatari na inategemea mahitaji ya wazalishaji katika kila nchi.
Masilahi mapya ya artichoke ya Yerusalemu mnamo miaka ya 1970 na 1980, yanayohusiana na shida ya nishati na upungufu wa chakula, ilihimiza hatua iliyoratibiwa zaidi na kubwa ya kukuza aina mpya kukidhi mahitaji yanayoibuka.
Tangu wakati huo, upanuzi mkubwa wa maeneo yaliyolimwa umeandikwa, haswa katika muongo mmoja uliopita katika nchi za Asia.
Kwa kuzingatia mabadiliko ya hali ya hewa ya sasa, hitaji la kupata vyanzo vipya vya nishati endelevu na kupunguza eneo linalokusudiwa kwa uzalishaji wa chakula, uwekezaji katika uteuzi wa artichoke ya Yerusalemu unaonekana kuwa na sababu nyingi.
USA inaweza pia kuwa ya kuvutia Yerusalemu artichoke
Hadi leo, mazao ya kawaida yanayotumiwa kutokeza ethanol ni mahindi, miwa, mtama tamu, na miwa. Walakini, spishi hizi hutegemea ardhi yenye rutuba ya kilimo na, kama sheria, zinahitaji rasilimali muhimu za nje (i.e. maji, dawa za wadudu, mbolea) kufikia mavuno ya juu.
Merika na Brazil ndio wazalishaji wakubwa duniani wa mafuta ya bioethanol. Wakahojiwa kwa takriban asilimia 84 ya uzalishaji wa bioethanol ulimwenguni mnamo 2018.
Nafaka na miwa ndio malighafi kubwa kwa uzalishaji wa ethanol katika nchi hizi.
Uzalishaji wa Ethanoli mnamo 2027 unatarajiwa kutoa hesabu ya 15 na 18% ya uzalishaji wa nafaka na miwa duniani.
Merika, kama Uropa, hutumia wanga wa ngano na ngano kutoa bioethanol, wakati miwa inachakatwa huko Brazil. Kwa ujumla, miwa ina mavuno mengi ya ethanol kuliko mahindi na mazao mengine kama vile artichoke ya Jerusalem.
Walakini, miwa ni bora katika kitropiki na kitropiki, lakini sio katika hali ya hewa ya joto. Kwa hivyo, tominabur inaweza kuchukua mahali pake karibu na mahindi katika uzalishaji wa ethanol ya Amerika.