İtalyan bilim adamları, iddiasız Kudüs enginarının faydalarını inceledi. Bunun yenilenebilir enerji üretimi için basitçe yeri doldurulamaz bir ürün olduğu ortaya çıktı.
Tuscia Üniversitesi, Tarım ve Orman Bilimleri Fakültesi'nden (DAFNE) İtalyan bilim adamlarından oluşan bir ekip, bilimsel çalışmalarında, Kudüs enginarının neden bu kadar iyi ve önemli olduğunu açıklıyor.
Son zamanlarda, biyoyakıtlar araç emisyonlarını azaltmak için stratejik bir odak haline geldi. Ancak aynı zamanda, biyoyakıt üretimine olumsuz sonuçları bağlamında giderek daha fazla atıfta bulunulmaktadır, çünkü bu amaçlara yönelik başlıca ürünler, örneğin kolza tohumu, buğday veya soya fasulyesi, yüksek yoğunluklu tarım uygulamaları ve verimli topraklar gerektirmektedir. (Biyoyakıtlar, biyolojik materyalden türetilen karbon bazlı enerji kaynaklarıdır.)
AB Komisyonu en son biyoyakıtları, az kaynak katılımıyla marjinal arazide yetiştirilen mahsullerden türetilen, düşük seviyelerde dolaylı arazi kullanımı değişikliği olan bir ürün olarak sınıflandırdı.
Bu nedenle, Avrupa'da sadece birkaç ürün bu gereksinimlerle yüksek verim elde edebilir.
Kudüs enginarı bir canlı hayvan yemi, biyoyakıt ve hatta meyve birasıdır.
Bu açıdan Kudüs enginarı (Helianthus tuberosus L.), güncellenmiş AB Yenilenebilir Enerji Direktifi'nin (RED II) hedeflerine ulaşmak için gerekli tüm özelliklere sahip olduğu için kesinlikle dikkate değer bir türdür.
Kudüs enginarı, diğer mahsuller için çeşitli ve genellikle düşük verimli bir ortama geniş çapta uyarlanmıştır ve son derece uyarlanabilirdir.
Biyokütle ve biyoenerji (biyoetanol ve biyogaz) üretimi için, farmasötik amaçlarla, insan tüketimi için (doğrudan yumrularda veya tatlandırıcı elde etmek için) kullanılan çok amaçlı bir mahsuldür.
Ayrıca diğer bitkilere benzer AsteraceaeHindiba ve aspir gibi, Kudüs enginarının bir yem bitkisi olma potansiyeli vardır.
İlginç bir şekilde, bira endüstrisindeki yenilikler sayesinde, yumru kökler tatlı ve meyveli biralar yapmak için kullanılıyor.
Kudüs enginar sapları ve yumruları, biyoyakıt olarak kullanılmak üzere etanol üretme potansiyeline sahip inülin bakımından yüksektir.
Özellikle organik bileşikler (inulin ve selüloz gibi) ve şekerler, fermantasyon ve damıtma yoluyla etanol üretmek için işlenir.
Geçtiğimiz 20 yılda, biyokütlenin yakıta dönüşümünü iyileştirmek için önemli çalışmalar yapıldı. Bununla birlikte, birinci nesil biyoyakıtlar (gıda ürünlerinden elde edilen biyoetanol ve biyodizel), güneş ışınımını kimyasal enerjiye (biyokütle) dönüştürmede değişen verimlilikteki yalnızca birkaç mahsulden elde edilmektedir.
Özellikle, biyoyakıt hammaddeleri çoğunlukla kolza tohumu, palmiye yağı ve biyodizel için soya fasulyesidir; ve biyoetanol için şeker kamışı, mısır, şeker pancarı ve tatlı sorgum.
Ek olarak, biyokütlenin tamamı hasat için mevcut değildir (yani yer altındaki bitki örtüsünün biyokütlesi genellikle toprakta kalır), bu nedenle net karbon tutulması azalır ve işleme verimsizlikleri artar.
Bu nedenlerden dolayı, yeni nesil biyoyakıt üretim sistemleri için bitki türlerinin, özellikle verimli yer altı biyokütlelerine (yani kökler veya yumrular) sahip olmaları durumunda, bu kısıtlamaların bazılarının üstesinden gelmeleri beklenmektedir.
Buna ek olarak, yoğun tarımsal arazi kullanımı halihazırda dünyanın çoğu bölgesinde kurulmuş olduğundan, biyoenerji mahsullerinin, tarımsal biyoçeşitlilik, toprak ve su kaynakları üzerindeki ek baskılardan kaçınmak için çevresel olarak sürdürülebilir olması gerekmektedir.
Bilim adamları gelecek için biyoenerji mahsulleri arıyor
Araştırma, daha düşük çevresel etkiye, daha yüksek üretkenliğe ve daha yüksek yatırım getirisine sahip ve gıda ve yem bitkileri için arazi kullanımı için daha az rekabete sahip yeni nesil biyoyakıt enerji sistemlerine doğru ilerliyor.
İzole edilmiş biyoenerji mahsullerinden ve tarımsal atıklardan elde edilen lignoselülozik biyokütle, biyoenerji üretimi için sürdürülebilir bir kaynak olarak kabul edilir, ancak selülolitik enzimler kullanılarak yapılan hidroliz, nişasta veya melas bazlı biyokütleden daha fazla emek gerektirir ve maliyetlidir.
Bu bağlamda, gelecek neslin en çekici biyoyakıt sistemleri arasında algler ve benzer mahsuller (yumrulu bitkiler) için kullanılan mevcut altyapı ve mekanizmalar kullanılarak yetiştirilebilen ve hasat edilebilen bir yumru üreten Kudüs enginarı bulunmaktadır.
Kudüs enginarının gerçekten Avrupa'ya neden ihtiyacı var?
Kudüs enginarını değerli bir enerji mahsulü yapan özellikler şunlardır: hızlı büyüme, yüksek karbonhidrat içeriği, birim alan başına yeterli toplam kuru madde, besin açısından zengin atık sudan yararlanma yeteneği, patojen direnci / toleransı, minimum dış üretim maliyetiyle kolayca büyüyebilme yeteneği ve marjinal topraklarda.
Bu son husus, Avrupa'daki biyoyakıtların geleceği için anahtar olmayı vaat ediyor.
Avrupa Parlamentosu ve Konseyi tarafından kabul edilen yenilenebilir Yenilenebilir Enerji Direktifi (RED) tarafından öngörüldüğü üzere (Direktif 2018/2001), AB Komisyonu kısa süre önce, önemli dolaylı arazi kullanımı değişikliğini belirlemek için kriterler belirleyen bir yetki devri kanunu kabul etti.
ILUC, yüksek karbon rezervlerine sahip arazide üretim alanının önemli ölçüde dolaylı genişlemesine ve düşük riskli ILUC biyoyakıtlarının, biyoyakıtlarının ve biyokütle yakıtlarının sertifikasyonuna sahip tehlikeli bir hammaddedir.
Yakıt aşağıdaki kümülatif kriterleri karşılıyorsa sertifika verilebilir:
(i) sürdürülebilirlik kriterlerini karşılamak, yani hammaddelerin yalnızca karbon bakımından zengin olmayan, kullanılmamış arazide yetiştirilebileceği anlamına gelir;
(ii) Arazinin terk edilmiş veya ciddi şekilde bozulmuş olması şartıyla, halihazırda kullanılmış arazide veya daha önce mahsul ekimi için kullanılmamış alanlarda (kullanılmayan arazi) mahsul yetiştiriciliğinde üretkenliği artırmaya yönelik tedbirlerin bir sonucu olarak ek hammaddelerin kullanılması veya mahsul küçük bir sahibi tarafından yetiştirilen;
(iii) önceki iki kriterin karşılandığına dair ikna edici kanıt.
Açıktır ki, Direktifin gerekliliklerine uygun olarak, bu tür ek hammadde, ancak sürdürülebilir bir şekilde elde edilirse düşük riskli yakıt üretimi için gereksinimleri karşılamalıdır.
Bu nedenle Kudüs enginarı, mısır ve şeker pancarı gibi mahsullerin yerini kolaylıkla alabilecek umut vaat eden bir adaydır.
Biyoyakıtlar için hızla büyüyen biyokütle
Bir bitkinin parçalarının büyüme kinetiği, bitkinin Avrupa'da en uygun mahsulü üretme yeteneğini gösterir.
Havadaki kuru maddenin üçte ikisi ile dörtte üçü saplar ve dallarla temsil edilirken, yapraklar ve çiçekler daha düşük bir yüzde içerir. Kuru ağırlık dağılımının oranı büyük ölçüde birçok faktöre bağlıdır: çeşitlilik, ekim zamanı, iklim ve büyüme koşulları.
Toplam bitki kütlesinin% 50'den fazlası gövdede bulunur.
Kök büyümesinin iki aşaması vardır. İlk beş ay boyunca gövde yüksekliği ve ağırlığında doğrusal bir artış olur. Bu süreden sonra gövde yüksekliği maksimuma ulaşır ve ağırlığı azalırken değişmeden kalır.
Maksimum bitki büyümesi ve ağırlığı çevresel koşullar ve genotipe göre değişir. Erkenci çeşitlerde son yükseklik 140 cm'ye ulaşırken, sonraki çeşitlerde son yükseklik yaklaşık 280 cm'dir.
Sonuç olarak, büyüme mevsiminin sonunda, geç çeşitlerin saplarındaki kuru madde miktarı, erken çeşitlerin yaklaşık iki katı kadardı. Bu nedenle, geç olgunlaşan çeşitlerin toplam biyokütlesi, erken olgunlaşan çeşitlerden daha yüksektir. Modelleme, geç çeşitlerde optimal yaprak alanının daha uzun süre korunmasının kuru maddenin daha iyi emilmesine izin verdiğini göstermiştir.
Sorunsuz Kudüs enginarı
Kuraklığa ve tuzluluğa karşı dayanıklılığı nedeniyle, Kudüs enginarı diğer kök bitkileri ve yumrular için uygun olmayan topraklarda yetiştirilebilir. PH'ı 4,4 ile 8,6 arasında olan topraklarda iyi gelişir.
Ağır killi ve hidromorfik topraklar yumruların toplanmasını zorlaştırıyorsa, kök üretimi için Kudüs enginarı yetiştirilebilir.
Genel olarak yumru köklerin verimi, boyutu ve şekli toprak türüne bağlıdır. Hafif tınlı topraklar büyük yumrular üretirken, ağır topraklar, killi toprakların daha iyi su tutma özellikleri nedeniyle kuraklık koşullarında iyi verim sağlar.
Büyüme sıcaklığına gelince, çoğu Kudüs enginarı çeşidi, en az 125 dondan arınmış bir büyüme mevsimi gerektirir.
Genel olarak, optimum verim için 6-26 ° C aralığında yetiştirme sıcaklıkları gereklidir.
Bitki dona orta derecede dayanıklıdır. Erken büyüme sırasında, mahsul -6 ° C'ye kadar düşük sıcaklıklara tolerans gösterir, ancak düşük sıcaklıklar yaprak klorozuna neden olur. Sonbahar hasadına gelince, -2,8 ° C'den -8,4 ° C'ye kadar olan donlar, yumruların soğuğa alışma mekanizmasını tetikler. Bu, inülini fruktoza dönüştürerek tadı geliştirir.
Doğal ortamda, çeşitli organizmalar (mikroorganizmalar, böcekler ve memeliler), altı farklı arı ve yaban arısı ailesi de dahil olmak üzere Kudüs enginar bitkileriyle etkileşime girer.
Kudüs enginarında birçok fitofaj ve mikroorganizma bildirilmiştir, ancak bunların çok azı kültüre ciddi şekilde zarar verebilir.
Genel olarak, bitkinin toprak üstü kısmı hastalığa karşı daha az duyarlıdır, oysa yumru kökler geç büyüme ve depolama sırasında daha hassastır. En zararlı patojenik mikroorganizmalar, çürümeye neden olan Sclerotinia sclerotiorum ve Sclerotinia rolfsii'dir.
İlki aşırı azot gübrelemesi, düşük toprak pH'ı veya hidromorfik topraklar ve ikincisi yüksek sıcaklıklarla birleştirilmiş nem ile tercih edilir.
Ayrıca pasın neden olduğu Puccinia helianthive neden olduğu külleme Erisyphe kicoracearum, Kudüs enginarına saldırır, ancak Alternaria helianthi nedeniyle verimi ve yaprak lekesini sınırlayamazlar.
Yumrular depolandığında, özellikle hasat sırasında zarar gördüğünde, Botrytis cinerea, Rhizopus zencileri, Fusarium и Pennicillum türleri... Ancak dondurma işlemleri bu hastalıkları etkili bir şekilde kontrol altına almaktadır.
Böceklere gelince, bunlar çoğunlukla yaprak bitleridir, ancak etkileri önemsizdir.
Bitki dayanıklı ve güçlüdür, bu nedenle Kudüs enginarı kendi başına çok rekabetçi bir ot haline gelebilir. Diğer hızlı büyüyen yabani otlar için, kanopi kapanmadan önce sadece ekim sırasında kontrol gereklidir. Hem kimyasal hem de mekanik (üst pansuman, gevşetme, vb.) Ayıklamayı kullanabilirsiniz.
Yeruşalim enginarı tarlaya yerleştikten sonra, yumrular veya bunların bir kısmı toprağın içinde kışı iyi geçirdiği için onu çıkarmak oldukça zordur.
Kudüs enginar seçimi
Kudüs enginarının değerli biyolojik ve biyokimyasal özellikleri, verimde genetik bir iyileştirmeyi gerektiren gıda ve endüstriyel endüstrilerdeki evrensel kullanımının temelini oluşturur.
Yetiştirmenin ana odak noktası, yumru verimi ve gıda ve yem için inülin içeriği ve son zamanlarda biyoyakıt üretimi için biyokütle büyümesidir.
Ancak, Kudüs enginarının geleneksel olarak sınırlı kullanımı nedeniyle bugüne kadar ıslahta çok az ilerleme kaydedilmiştir. Damızlık gelişimine yapılan yatırım da uçucudur ve her ülkedeki endüstrinin talebine bağlıdır.
Enerji krizi ve gıda kıtlığı ile bağlantılı olarak 1970'lerde ve 1980'lerde Kudüs enginarına olan ilginin yeniden canlanması, ortaya çıkan ihtiyaçları karşılayan yeni çeşitler geliştirmek için daha koordineli ve yoğun eylemlerin gerçekleştirilebileceğine dair umutları artırdı.
O zamandan beri, özellikle son on yılda ve Asya ülkelerinde mahsul altındaki alanda önemli bir artış oldu.
Mevcut iklim değişikliği, yeni sürdürülebilir enerji kaynakları bulma ihtiyacı ve gıda üretimi için ekim alanlarının azaltılması göz önüne alındığında, Kudüs enginar yetiştiriciliğine yapılan yatırımın büyük ölçüde haklı olduğu görülmektedir.
ABD de Kudüs enginarıyla ilgilenebilir
Etanol üretimi için kullanılan en yaygın ürünler mısır, şeker kamışı, tatlı sorgum ve şeker pancarıdır. Bununla birlikte, bu türler verimli tarım arazilerine bağımlıdır ve yüksek verim elde etmek için genellikle önemli dış kaynaklara (yani su, böcek ilacı, gübre) ihtiyaç duyar.
Amerika Birleşik Devletleri ve Brezilya, dünyanın en büyük biyoetanol yakıt üreticileridir. 84'de küresel biyoetanol üretiminin yaklaşık% 2018'ünü oluşturdular.
Hububat ve şeker kamışı, bu ülkelerde etanol üretimi için baskın hammaddelerdir.
2027 yılında etanol üretiminin dünya mısır ve şeker kamışı üretiminin% 15 ve% 18'ini oluşturması bekleniyor.
ABD, Avrupa gibi, biyoetanol yapmak için esas olarak mısır ve buğday nişastası kullanırken, Brezilya şeker kamışı işliyor. Genel olarak, şeker kamışı mısırdan ve Kudüs enginar gibi diğer mahsullerden daha yüksek etanol verimine sahiptir.
Bununla birlikte, şeker kamışı tropikal ve subtropikal iklimlerde idealdir, ancak ılıman iklimlerde değildir. Bu nedenle Tominabur, Amerikan etanolü üretiminde mısırın yanında yer alabilir.