Ítalskir vísindamenn hafa kannað ávinninginn af tilgerðarlausum jarðskjálfta í Jerúsalem. Það kemur í ljós að þetta er eins konar einfaldlega óbætanlegur uppskera til framleiðslu á endurnýjanlegri orku.
Í vísindastarfi sínu skýrir hópur ítölskra vísindamanna frá landbúnaðar- og skógræktarvísindadeild (DAFNE), háskólanum í Tuscia, hvers vegna þistilkoli í Jerúsalem er svo góður og mikilvægur.
Undanfarið hafa lífeldsneyti orðið stefnumarkandi áhersla á að draga úr losun ökutækja. En á sama tíma er framleiðslu lífeldsneytis sífellt getið í samhengi við neikvæðar afleiðingar þess, þar sem aðal ræktunin í þessum tilgangi, svo sem, til dæmis repja, hveiti eða sojabaunir, krefst mikilla landbúnaðaraðferða og frjósöms jarðvegs, taka höfundar fram. (Lífrænt eldsneyti er orkugjafi sem byggist á kolefni úr líffræðilegu efni.)
Þó að framkvæmdastjórn ESB flokkaði lífrænt eldsneyti síðast sem afurð með litlum óbeinum breytingum á landnýtingu, fengin úr ræktun sem ræktuð er á jaðarlöndum með litla aðkomu að auðlindum.
Af þessum sökum geta aðeins nokkrar ræktanir í Evrópu náð mikilli afrakstri með þessum kröfum.
Jarðskjálfti í Jerúsalem er fóður fyrir búfé, lífeldsneyti og jafnvel ávaxtabjór.
Út frá þessu sjónarhorni er þistilhjörtu í Jerúsalem (Helianthus tuberosus L.) er örugglega tegund sem vert er að vekja athygli þar sem hún hefur alla eiginleika sem nauðsynlegir eru til að ná markmiðum uppfærðrar tilskipunar ESB um endurnýjanlega orku (RED II).
Jarðskógur í Jerúsalem er víða aðlagaður að fjölbreyttu og oft lítið ávöxtuðu umhverfi fyrir aðra ræktun og er mjög aðlagandi.
Það er fjölnota ræktun sem notuð er til manneldis (beint í hnýði eða til að fá sætuefni), í lyfjafyrirtæki, til framleiðslu á lífmassa og líforku (lífetanól og lífgas).
Einnig svipað og aðrar plöntur asteraceaeeins og sígó og safír, Jerúsalem þistilhjörtu á möguleika sem fóðurjurt.
Athyglisvert er að þökk sé nýjungum í bruggunariðnaðinum eru hnýði notuð til að framleiða sætar og ávaxtaríka bjóra.
Stórskokkstönglar og hnýði í Jerúsalem innihalda mikið af inúlíni með möguleika á að framleiða etanól til notkunar sem lífeldsneyti.
Sérstaklega eru lífræn efnasambönd (svo sem inúlín og sellulósi) og sykur unnin til að framleiða etanól með gerjun og eimingu.
Undanfarin 20 ár hefur veruleg vinna verið lögð í að bæta umbreytingu lífmassa í eldsneyti. Fyrstu kynslóðar lífrænt eldsneyti (lífetanól og lífrænt dísel sem unnið er úr mataræktun) fæst þó frá örfáum uppskerum með mismunandi skilvirkni við að breyta sólgeislun í efnaorku (lífmassa).
Sérstaklega eru lífefnaeldsneyti aðallega repju, olíulófar og sojabaunir fyrir lífdísil; og sykurreyr, korn, sykurrófur og sætur sorghum fyrir lífetanól.
Að auki er ekki allur lífmassi uppskeranlegur (þ.e. lífmassi gróðurþekjunnar neðanjarðar helst venjulega í moldinni), þannig að nettó kolefnisbinding minnkar og óhagkvæmni í vinnslu eykst.
Af þessum ástæðum er búist við að plöntutegundir fyrir næstu kynslóð framleiðslukerfa lífræns eldsneytis muni yfirstíga sumar þessar skorður, sérstaklega ef þær hafa afkastamikla neðanjarðarlífmassa (þ.e. rætur eða hnýði).
Þar að auki, þar sem mikil landbúnaðarnotkun er þegar til staðar á flestum svæðum heimsins, verður líforkuuppskera að vera umhverfislega sjálfbær til að koma í veg fyrir aukinn þrýsting á líffræðilegan fjölbreytileika, jarðveg og vatnsauðlindir.
Vísindamenn leita að líforkuuppskeru til framtíðar
Rannsóknir ganga í átt að næstu kynslóð lífeldsneytisorkukerfa með minni umhverfisáhrif, meiri framleiðni og meiri arðsemi fjárfestingar og með minni samkeppni um landnotkun fyrir matvæli og fóðurrækt.
Lignocellulosic lífmassa úr einangruðum líforkuafurðum og landbúnaðarúrgangi er talin sjálfbær auðlind til framleiðslu á líforku, en vatnsrof með frumuensímum er vinnuaflsfrekara og kostnaðarsamara en lífmassa sem byggist á sterkju eða melassa.
Í þessu sambandi eru meðal mest aðlaðandi lífrænu eldsneytiskerfa næstu kynslóðar þörungar og jarðskjálfti í Jerúsalem, sem framleiðir hnýði sem einnig er hægt að rækta og uppskera með núverandi innviðum og aðferðum sem notaðar eru fyrir svipaða ræktun (hnýði plöntur).
Hvers vegna ætiþistill Jerúsalem þarf raunverulega Evrópu
Einkennin sem gera jarðskjálfta í Jerúsalem verðuga orkuuppskeru eru meðal annars: hröð vöxtur, mikið kolvetnainnihald, fullnægjandi heildarþurrefni á hverja flatareiningu, getu til að nýta næringarríkt afrennslisvatn, sýklaþol / þol, getu til að vaxa auðveldlega með lágmarks ytri framleiðslukostnaði og á jaðarlöndum.
Þessi síðasti þáttur lofar að verða lykillinn að framtíð lífræns eldsneytis í Evrópu.
Eins og gert er ráð fyrir í endurskoðaðri tilskipun um endurnýjanlega orku (RED) sem samþykkt var af Evrópuþinginu og ráðinu (tilskipun 2018/2001) samþykkti framkvæmdastjórn ESB nýlega framsetta lög þar sem settar voru viðmiðanir bæði til að ákvarða mikilvægar óbeinar breytingar á landnotkun.
ILUC er hættulegt hráefni með verulega óbeina stækkun framleiðslurýmis á landi með mikla kolefnisforða og vottun á lífrænu eldsneyti, lífrænum vökva og lífmassaeldsneyti með litla áhættu.
Hægt er að veita vottun ef eldsneytið uppfyllir eftirfarandi uppsöfnuð skilyrði:
(i) að uppfylla viðmið um sjálfbærni, sem þýðir að hráefni má aðeins rækta á ónotuðu landi sem er ekki kolefnisríkt;
(ii) notkun viðbótarhráefna sem afleiðing af ráðstöfunum til að auka framleiðni á þegar notuðu landi eða ræktun ræktunar á svæðum sem ekki voru áður notuð til ræktunar ræktunar (ónýtt land), að því tilskildu að landið væri yfirgefið eða stórbrotið, eða uppskeran vaxið af smábýli;
(iii) sannfærandi sönnunargögn fyrir því að tveimur fyrri forsendum sé fullnægt.
Augljóslega, í samræmi við kröfur tilskipunarinnar, verður slík viðbótarhráefni aðeins að uppfylla kröfur um framleiðslu á áhættulítil eldsneyti ef það er fengið á sjálfbæran hátt.
Af þessum sökum er ætiþistill í Jerúsalem efnilegur frambjóðandi sem getur auðveldlega komið í staðinn fyrir ræktun eins og korn og sykurrófur.
Hratt vaxandi lífmassi fyrir lífeldsneyti
Vaxtarhreyfingar hluta plantna benda til getu þess til að framleiða ákjósanlegustu uppskeru í Evrópu.
Tveir þriðju til þrír fjórðu af þurru efni loftsins eru táknaðir með stilkum og greinum, en lauf og blóm innihalda lægra hlutfall. Hlutfall dreifingar þurrþunga er mjög háð mörgum þáttum: fjölbreytni, gróðursetningu, loftslagi og vaxtarskilyrðum.
Meira en 50% af heildarmassa plantna er í stilknum.
Það eru tveir áfangar stofnvaxtar. Fyrstu fimm mánuðina er línuleg aukning á stilkurhæð og þyngd. Eftir þetta tímabil nær hæð stilksins hámarki og helst óbreytt á meðan þyngd hans minnkar.
Hámarksvöxtur og þyngd plantna er mismunandi eftir umhverfisaðstæðum og arfgerð. Í upphafi afbrigða nær lokahæðin 140 cm en í síðari afbrigðum er lokahæðin um 280 cm.
Þar af leiðandi, í lok vaxtartímabilsins, var magn þurrefnis í stilkum seint afbrigða um það bil tvöfalt hærra en í upphafi. Þannig er heildarlífmassi seint þroskaðra afbrigða hærri en snemma þroskaafbrigða. Líkanagerð hefur sýnt að seint afbrigði leyfir lengri varðveisla ákjósanlegasta blaðsvæðisins betri frásog þurrefnis.
Vandræðalaus jarðskjálfti í Jerúsalem
Vegna þola þess gegn þurrki og seltu er hægt að rækta jarðskjálfta í Jerúsalem í jarðvegi sem henta ekki öðrum rótargróða og hnýði. Það vex vel í jarðvegi með sýrustigið 4,4 til 8,6.
Ef þungur leirkenndur og vatnsfosinn jarðvegur getur gert uppskeru á hnýði, þá er hægt að rækta jarðskjálfta í Jerúsalem til framleiðslu á stilkur.
Almennt fer ávöxtun, stærð og lögun hnýða eftir tegund jarðvegs. Þó að létt moldarjarðvegur framleiði stóra hnýði, gefur þungur jarðvegur góða uppskeru við þurrkaðstæður vegna betri vatnsheldandi eiginleika leirjarðvegs.
Hvað varðar vaxtarhita, þá þurfa flestar tegundir af þistilhjörtu í Jerúsalem vaxtartímabil að minnsta kosti 125 frostlausa daga.
Almennt er krafist vaxtarhita á bilinu 6-26 ° C til að ná sem bestri ávöxtun.
Verksmiðjan er í meðallagi þola frost. Snemma á vexti þolir uppskeran allt að -6 ° C, þó að lágt hitastig valdi blaðklórósu. Hvað varðar uppskeru haustsins, þá hrindir frost frá -2,8 ° C til -8,4 ° C vélbúnaði hnýði aðlögunar að kulda. Þetta bætir smekk þeirra með því að breyta inúlíni í frúktósa.
Í náttúrulegu umhverfi hafa nokkrar lífverur (örverur, skordýr og spendýr) samskipti við þistiljurtir í Jerúsalem, þar á meðal sex mismunandi fjölskyldur býflugur og humla.
Tilkynnt hefur verið um mörg plöntusjúkdóma og örverur á þistilkyrfi í Jerúsalem en mjög fáir þeirra geta skaðað menningu verulega.
Almennt er ofangreindur hluti plöntunnar minna næmur fyrir sjúkdómum, en hnýði eru næmari þegar seint vextir og geymast. Skaðlegustu sjúkdómsvaldandi örverurnar eru Sclerotinia sclerotiorum og Sclerotinia rolfsii, sem valda rotnun.
Hið fyrrnefnda er ívilnað með óhóflegri köfnunarefnisfrjóvgun, lágt sýrustig jarðvegs eða vatnsfosna jarðveg og hið síðara með raka ásamt háum hita.
Einnig ryð af völdum Puccinia helianthi, og duftkennd mildew af völdum Erisyphe chicoracearum, ráðast á ætiþistil í Jerúsalem, en þeir eru ekki færir um að takmarka afraksturinn, sem og blaðblett vegna Alternaria helianthi.
Þegar hnýði er geymt, sérstaklega þegar það er skemmt meðan á uppskerunni stendur, eru sjúkdómar af völdum Botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusarium и Pennicillum spp.... Frystingaraðferðir stjórna þó þessum sjúkdómum á áhrifaríkan hátt.
Varðandi skordýr þá eru þetta aðallega blaðlúsar en áhrif þeirra eru óveruleg.
Verksmiðjan er harðgerð og sterk og því getur þistilkyrna í Jerúsalem orðið mjög samkeppnishæft illgresi eitt og sér. Fyrir önnur ört vaxandi illgresi er stjórnun aðeins nauðsynleg meðan á sáningu stendur, áður en tjaldhiminn lokast. Þú getur notað bæði efnafræðilegt og vélrænt (toppdressing, losun osfrv.) Illgresi.
Eftir að ætiþistill Jerúsalem hefur sest að á akrinum er frekar erfitt að fjarlægja það, þar sem hnýði eða hlutar þeirra eru áfram í jörðu og vetrar vel í moldinni.
Val á þistilhjörtu í Jerúsalem
Dýrmætir líffræðilegir og lífefnafræðilegir eiginleikar jarðskjálfta í Jerúsalem liggja til grundvallar alhliða notkun þess í matvæla- og iðnaðariðnaði, sem krefst erfðabóta í uppskerunni.
Megináhersla ræktunarinnar er á afurðir hnýði og inúlíninnihald í mat og fóðri og nú nýlega á vöxt lífmassa til framleiðslu lífeldsneytis.
En vegna hefðbundinnar takmarkaðrar notkunar þistilhjörtu í Jerúsalem hefur lítill árangur náðst í ræktun hingað til. Fjárfesting í ræktunarþróun er einnig sveiflukennd og fer eftir eftirspurn greinarinnar í hverju landi.
Endurvakning áhugans á ætiþistli í Jerúsalem á áttunda og níunda áratugnum, tengd orkukreppunni og matarskorti, hefur vakið vonir um að hægt sé að grípa til samræmdari og ákafari aðgerða til að þróa ný yrki sem uppfylla nýjar þarfir.
Síðan þá hefur veruleg aukning orðið á svæðinu undir ræktun, sérstaklega á síðasta áratug og í Asíulöndum.
Með hliðsjón af loftslagsbreytingunum nú, þörfinni á að finna nýja sjálfbæra orkugjafa og fækkun lands til matvælaframleiðslu, virðist fjárfesting í þistilkyni í Jerúsalem að mestu réttlætanleg.
Bandaríkin gætu einnig haft áhuga á þistilhjörtu í Jerúsalem
Langalgengasta ræktunin sem notuð er til etanólframleiðslu eru maís, sykurreyr, sætur sorghum og sykurrófur. Þessar tegundir eru þó háðar frjósömu ræktuðu landi og þurfa almennt verulegar ytri auðlindir (þ.e. vatn, varnarefni, áburður) til að ná háum afrakstri.
Bandaríkin og Brasilía eru stærstu framleiðendur heims á bioethanol. Þeir voru um 84% af alþjóðlegri framleiðslu lífetanóls árið 2018.
Korn og sykurreyr eru ríkjandi hráefni til etanólframleiðslu í þessum löndum.
Gert er ráð fyrir að etanólframleiðsla árið 2027 nemi 15% og 18% af framleiðslu á korni og sykri á heimsvísu.
Bandaríkin, eins og Evrópa, nota aðallega korn og hveiti sterkju til að búa til lífetanól, en Brasilía vinnur sykurreyr. Almennt hefur sykurreyr hærri etanóluppskeru en korn og önnur uppskera eins og þistilhjörf í Jerúsalem.
Sykurreyr er þó tilvalinn í hitabeltis- og subtropical loftslagi, en ekki í tempruðu loftslagi. Þess vegna getur Tominabur tekið sæti við hliðina á korni í framleiðslu á amerísku etanóli.