นักวิทยาศาสตร์อิตาลีได้ศึกษาประโยชน์ของเยรูซาเล็มอาติโช๊คที่ไม่โอ้อวด ปรากฎว่านี่เป็นวัฒนธรรมที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตพลังงานทดแทน
ในงานวิทยาศาสตร์ของเขาทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีจากคณะเกษตรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ป่าไม้ (DAFNE) มหาวิทยาลัย Tushia อธิบายว่าทำไมอาติโช๊คเยรูซาเล็มจึงดีและสำคัญ
เมื่อเร็ว ๆ นี้เชื้อเพลิงชีวภาพได้กลายเป็นทิศทางเชิงกลยุทธ์ในการลดการปล่อยมลพิษจากยานพาหนะ แต่ในเวลาเดียวกันการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้รับการกล่าวถึงมากขึ้นในบริบทของผลกระทบด้านลบเนื่องจากพืชหลักสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้เช่นเรพซีดข้าวสาลีหรือถั่วเหลืองต้องการการทำการเกษตรที่มีความเข้มสูงและดินที่อุดมสมบูรณ์ (เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานที่ได้จากคาร์บอนซึ่งได้มาจากวัสดุชีวภาพ)
ในขณะที่คณะกรรมาธิการสหภาพยุโรปได้จัดประเภทเชื้อเพลิงชีวภาพเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงทางอ้อมในระดับต่ำในการใช้ประโยชน์ที่ดินที่ได้จากพืชที่ปลูกบนพื้นที่ชายขอบด้วยการใช้ทรัพยากรเพียงเล็กน้อย
ด้วยเหตุนี้พืชผลเพียงไม่กี่แห่งในยุโรปจึงสามารถให้ผลตอบแทนสูงตามข้อกำหนดเหล่านี้
เยรูซาเล็มอาติโช๊คเป็นอาหารสำหรับสัตว์เกษตรเชื้อเพลิงชีวภาพและเบียร์ผลไม้
จากมุมมองนี้อาร์ติโช้คเยรูซาเล็ม (Helianthus tuberosusL) แน่นอนว่าเป็นสายพันธุ์ที่ควรค่าแก่การเอาใจใส่เนื่องจากมันมีคุณสมบัติทั้งหมดที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของ EU Directive Renewable Energy Directive (RED II)
กรุงเยรูซาเล็มอาติโช๊คถูกปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่หลากหลายและมักจะให้ผลผลิตต่ำสำหรับพืชชนิดอื่นและมีการปรับตัวสูง
มันเป็นพืชอเนกประสงค์ที่ใช้สำหรับการบริโภคของมนุษย์ (โดยตรงในหัวหรือสำหรับสารให้ความหวาน) สำหรับวัตถุประสงค์ทางเภสัชกรรมเพื่อการผลิตของชีวมวลและพลังงานชีวภาพ (bioethanol และก๊าซชีวภาพ)
นอกจากนี้คล้ายกับพืชชนิดอื่น แอสเทออาร์ติโช้คเยรูซาเล็มมีศักยภาพในการเป็นพืชอาหารสัตว์เช่นสีน้ำเงินและดอกคำฝอย
สิ่งที่น่าสนใจต้องขอบคุณนวัตกรรมในอุตสาหกรรมการผลิตเบียร์ทำให้หัวใช้ในการผลิตเบียร์หวานและผลไม้
ลำต้นและหัวของเยรูซาเล็มอาติโช๊คมีลักษณะเนื้อหาอินนูลินสูงที่มีศักยภาพในการผลิตเอทานอลเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารประกอบอินทรีย์ (เช่นอินนูลินและเซลลูโลส) และน้ำตาลจะถูกประมวลผลเพื่อผลิตเอทานอลโดยการหมักและการกลั่น
ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมามีการดำเนินงานที่สำคัญเพื่อปรับปรุงการแปรสภาพเป็นเชื้อเพลิงชีวมวล อย่างไรก็ตามเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรก (ไบโอเอทานอลและไบโอดีเซลที่ได้จากพืชอาหาร) ถูกสกัดจากพืชเพียงไม่กี่ชนิดที่มีประสิทธิภาพแตกต่างกันในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี (ชีวมวล)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื้อเพลิงชีวภาพส่วนใหญ่เป็นเรพซีดปาล์มน้ำมันและถั่วเหลืองสำหรับไบโอดีเซล อ้อยอ้อยข้าวโพดหัวบีตและข้าวฟ่างหวานสำหรับเอธานอล
นอกจากนี้ชีวมวลทั้งหมดไม่เหมาะสำหรับการสะสม (เช่นชีวมวลของพืชใต้พื้นดินมักจะยังคงอยู่ในดิน) ดังนั้นการกักเก็บคาร์บอนสุทธิจึงลดลงและประสิทธิภาพในการประมวลผลเพิ่มขึ้น
ด้วยเหตุผลเหล่านี้สายพันธุ์พืชสำหรับระบบการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นต่อไปคาดว่าจะสามารถเอาชนะข้อ จำกัด เหล่านี้ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพวกเขามีมวลชีวภาพที่มีประสิทธิภาพในระดับใต้ดิน (เช่นรากหรือหัวใต้ดิน)
นอกจากนี้เนื่องจากการใช้ที่ดินเพื่อเกษตรกรรมแบบเข้มข้นได้ถูกนำมาใช้ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลกพืชพลังงานชีวภาพจะต้องมีความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อมเพื่อหลีกเลี่ยงภาระเพิ่มเติมเกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพทางการเกษตรดินและแหล่งน้ำ
นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาพืชพลังงานชีวภาพในอนาคต
การวิจัยกำลังดำเนินไปในทิศทางของระบบสำหรับการสร้างพลังงานจากเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นใหม่ที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าผลผลิตที่เพิ่มขึ้นและผลตอบแทนจากการลงทุนที่มากขึ้นและคำนึงถึงการแข่งขันที่ลดลงสำหรับการใช้ที่ดินกับพืชอาหารสัตว์
ชีวมวล Lignocellulosic จากพืชพลังงานชีวภาพที่แยกได้และขยะทางการเกษตรถือเป็นทรัพยากรที่ยั่งยืนสำหรับการผลิตพลังงานชีวภาพ แต่การย่อยสลายโดยใช้เอนไซม์เซลลูโลสเป็นวิธีที่ยุ่งยากและมีราคาแพงกว่าการใช้แป้งชีวมวลหรือกากน้ำตาล
ในเรื่องนี้ระบบเชื้อเพลิงชีวภาพที่น่าสนใจที่สุดของรุ่นต่อไปคือสาหร่ายที่น่าสนใจและเยรูซาเล็มอาติโช๊คซึ่งผลิตหัวพืชซึ่งสามารถปลูกและเก็บเกี่ยวได้โดยใช้โครงสร้างพื้นฐานและกลไกที่มีอยู่ที่ใช้สำหรับพืชที่คล้ายกัน (พืชหัว)
ทำไมกรุงเยรูซาเล็มอาติโช๊คจึงต้องการยุโรป
ลักษณะที่ทำให้กรุงเยรูซาเล็มอาติโช๊คเป็นพืชพลังงานที่มีค่า ได้แก่ การเติบโตอย่างรวดเร็วปริมาณคาร์โบไฮเดรตสูงปริมาณแห้งรวมที่สอดคล้องกันต่อหน่วยพื้นที่ความสามารถในการใช้น้ำเสียที่อุดมด้วยสารอาหารความต้านทาน / ความอดทนต่อเชื้อโรคความสามารถในการเติบโตได้อย่างง่ายดาย บนดินแดนชายขอบ
ประเด็นสุดท้ายนี้สัญญาว่าจะเป็นกุญแจสู่อนาคตของเชื้อเพลิงชีวภาพในยุโรป
ตามที่กำหนดไว้โดย Directive Energy Directive (RED) ซึ่งได้รับการปรับปรุงแก้ไขซึ่งได้รับการรับรองโดยรัฐสภายุโรปและสภา (Directive 2018/2001) คณะกรรมาธิการสหภาพยุโรปเพิ่งนำพระราชบัญญัติที่ได้รับมอบหมายมาใช้เพื่อกำหนดเกณฑ์การพิจารณาการเปลี่ยนแปลงทางอ้อมที่สำคัญในการใช้ที่ดิน
ILUC เป็นวัตถุดิบอันตรายที่มีการขยายพื้นที่การผลิตทางอ้อมอย่างมีนัยสำคัญบนบกที่มีปริมาณสำรองคาร์บอนสูงและการรับรองเชื้อเพลิงชีวภาพ ILUC ของเหลวชีวภาพและเชื้อเพลิงชีวมวลที่มีความเสี่ยงต่ำ
อาจได้รับการรับรองหากน้ำมันเชื้อเพลิงมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์สะสมต่อไปนี้:
(i) เป็นไปตามเกณฑ์ความยั่งยืนซึ่งหมายความว่าวัตถุดิบสามารถปลูกได้เฉพาะในพื้นที่ที่ไม่ได้ใช้ซึ่งไม่มีคาร์บอน
(ii) การใช้วัตถุดิบเพิ่มเติมอันเป็นผลมาจากมาตรการในการเพิ่มผลผลิตบนที่ดินที่ใช้แล้วหรือการปลูกพืชในพื้นที่ที่ไม่เคยใช้ในการเพาะปลูกพืชมาก่อน (ที่ดินที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์) หากที่ดินถูกทิ้งร้างหรือเสื่อมโทรมอย่างรุนแรง หรือพืชที่ปลูกโดยผู้ปลูกรายย่อย
(iii) หลักฐานที่น่าเชื่อถือว่าตรงตามเกณฑ์สองข้อก่อนหน้านี้
เห็นได้ชัดว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของ Directive วัตถุดิบเพิ่มเติมดังกล่าวจะต้องตอบสนองความต้องการสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงที่มีความเสี่ยงต่ำเฉพาะในกรณีที่ได้รับอย่างยั่งยืน
ด้วยเหตุนี้เยรูซาเล็มอาติโช๊คจึงเป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มที่สามารถทดแทนพืชเช่นข้าวโพดและหัวบีตน้ำตาลได้อย่างง่ายดาย
ชีวมวลที่เติบโตอย่างรวดเร็วสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพ
จลนพลศาสตร์การเจริญเติบโตของส่วนต่าง ๆ ของพืชบ่งบอกถึงความสามารถในการผลิตพืชที่ดีที่สุดในยุโรป
สองในสามถึงสามในสี่ของสสารแห้งของอากาศจะถูกแสดงด้วยลำต้นและกิ่งในขณะที่ใบไม้และดอกไม้มีเปอร์เซ็นต์ที่ต่ำกว่า สัดส่วนของการกระจายน้ำหนักแห้งขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง: ความหลากหลายเวลาการปลูกสภาพภูมิอากาศและสภาพการเจริญเติบโต
มากกว่า 50% ของมวลพืชทั้งหมดอยู่ในลำต้น
การเจริญเติบโตนั้นมีสองขั้นตอน ในช่วงห้าเดือนแรกความสูงและน้ำหนักของลำต้นเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง หลังจากช่วงเวลานี้ความสูงของก้านถึงสูงสุดและยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและน้ำหนักลดลง
ความสูงและน้ำหนักสูงสุดของพืชแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและจีโนไทป์ ในพันธุ์ต้นความสูงสุดท้ายถึง 140 ซม. ในขณะที่พันธุ์ภายหลังความสูงสุดท้ายคือประมาณ 280 ซม.
ดังนั้นเมื่อสิ้นสุดฤดูปลูกปริมาณของวัตถุแห้งในลำต้นของพันธุ์ปลายสูงกว่าพันธุ์ต้นประมาณสองเท่า ดังนั้นชีวมวลรวมของพันธุ์สุกปลายจึงสูงกว่าพันธุ์สุกต้น แบบจำลองแสดงให้เห็นว่าในพันธุ์ภายหลังการเก็บรักษาพื้นที่ใบไม้ที่เหมาะสมจะช่วยให้การดูดซับของวัตถุแห้งดีขึ้น
อาติโช๊คเยรูซาเล็มที่ไม่ยุ่งยาก
เนื่องจากความต้านทานต่อความแห้งแล้งและความเค็มทำให้อาติโช๊คเยรูซาเล็มสามารถปลูกในดินที่ไม่เหมาะสมสำหรับพืชหัวและพืชอื่น ๆ เจริญเติบโตได้ดีในดินที่มีค่า pH 4,4 ถึง 8,6
หากดินหนักและดินไฮโดรมอร์ฟิคสามารถทำให้การเก็บเกี่ยวหัวใต้ดินซับซ้อนยิ่งขึ้นในสภาวะเช่นนั้นอาติโช๊คเยรูซาเล็มสามารถปลูกฝังให้เกิดลำต้นได้
โดยทั่วไปผลผลิตขนาดและรูปร่างของหัวขึ้นอยู่กับชนิดของดิน ในขณะที่ดินร่วนปนน้ำหนักเบาผลิตพืชขนาดใหญ่ แต่ดินหนักให้ผลผลิตแล้งได้ดีเนื่องจากมีคุณสมบัติในการกักเก็บความชื้นของดินได้ดีขึ้น
สำหรับอุณหภูมิของการเพาะปลูกสำหรับอาร์ติโช้คเยรูซาเล็มพันธุ์ต่าง ๆ ส่วนใหญ่จะต้องใช้เวลาพืชอย่างน้อย 125 วันน้ำค้างแข็ง
โดยทั่วไปอุณหภูมิการเพาะปลูกในช่วง 6-26 ° C จะต้องได้รับผลผลิตที่เหมาะสม
พืชมีความต้านทานปานกลางถึงน้ำค้างแข็ง ในช่วงแรกของการเจริญเติบโตพืชทนอุณหภูมิได้ถึง -6 ° C แม้ว่าอุณหภูมิที่ต่ำจะทำให้เกิดคลอริสของใบ สำหรับการเก็บเกี่ยวในฤดูใบไม้ร่วงน้ำค้างจาก -2,8 ° C ถึง -8,4 ° C ทำให้กลไกของการทำให้ชินกับสภาพพืชเปลี่ยนแปลงไปเป็นความหนาวเย็น สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มรสชาติของพวกเขาเนื่องจากการแปลงอินนูลินเป็นฟรุกโตส
ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติสิ่งมีชีวิตบางอย่าง (จุลินทรีย์แมลงและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) มีปฏิสัมพันธ์กับพืชในกรุงเยรูซาเล็มอาติโช๊ครวมถึงหกครอบครัวที่แตกต่างกันของผึ้งและผึ้ง
phytophages และจุลินทรีย์จำนวนมากได้ถูกบันทึกไว้ในเยรูซาเล็มอาติโช๊ค แต่ส่วนมากของพวกเขาสามารถทำลายวัฒนธรรมอย่างจริงจัง
โดยทั่วไปแล้วส่วนทางอากาศของพืชมีความอ่อนไหวต่อโรคน้อยกว่าในขณะที่หัวในช่วงการเจริญเติบโตช้าและการเก็บรักษาจะอ่อนแอมากขึ้น เชื้อโรคที่อันตรายที่สุดคือ Sclerotinia sclerotiorum และ Sclerotinia rolfsii ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคเน่า
อดีตได้รับการส่งเสริมโดยใช้ปุ๋ยไนโตรเจนที่มากเกินไปค่า pH ของดินต่ำหรือดินไฮโดรฟอร์มิกและดินหลังมีความชื้นรวมกับอุณหภูมิสูง
ยังทำให้เกิดสนิม ปุชชิเนีย เฮเลียนธีและโรคราแป้งที่เกิดจาก Erisyphe ชิโคราเซียรัมส่งผลกระทบต่ออาติโช๊คของเยรูซาเล็ม แต่พวกเขาไม่สามารถ จำกัด ปริมาณผลผลิตได้เช่นเดียวกับจุดใบเนื่องจาก Alternaria helianthi
เมื่อเก็บหัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพวกเขาได้รับความเสียหายในระหว่างการเก็บเกี่ยวโรคที่เกิดจาก Botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, เชื้อรา Fusarium и spp. Pennicillum. อย่างไรก็ตามกระบวนการแช่แข็งสามารถควบคุมโรคเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สำหรับแมลงนี่เป็นเพลี้ยส่วนใหญ่ แต่ผลกระทบของแมลงเหล่านี้มีน้อยมาก
พืชมีความแข็งแกร่งและแข็งแกร่งดังนั้นเยรูซาเล็มอาติโช๊คจึงสามารถกลายเป็นวัชพืชที่มีการแข่งขันสูงได้ด้วยตัวมันเอง สำหรับวัชพืชที่เติบโตเร็วอื่น ๆ การต่อสู้กับพวกมันเป็นสิ่งที่จำเป็นเฉพาะในช่วงการหว่านจนกระทั่งท้องฟ้าปิด สามารถกำจัดวัชพืชได้ทั้งสารเคมีและเชิงกล (การตกแต่งด้านบนการคลาย ฯลฯ )
เมื่ออาร์ติโช้คเยรูซาเล็มตั้งรกรากอยู่ในทุ่งมันค่อนข้างยากที่จะลบเพราะหัวหรือบางส่วนของพวกเขายังคงอยู่ในพื้นดินในช่วงฤดู
การเลือกอาติโช๊คของเยรูซาเล็ม
คุณสมบัติทางชีวภาพและชีวเคมีที่มีคุณค่าของเยรูซาเล็มอาติโช๊ครองรับการใช้งานทั่วไปในอุตสาหกรรมอาหารและอุตสาหกรรมซึ่งจำเป็นต่อการปรับปรุงพันธุกรรมของพืช
จุดสนใจหลักในการเลือกคือผลผลิตของหัวและเนื้อหาอินนูลินสำหรับอาหารและอาหารสัตว์และเมื่อเร็ว ๆ นี้มุ่งเน้นไปที่การสร้างชีวมวลสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ
อย่างไรก็ตามเนื่องจากการใช้เยรูซาเล็มอาติโช๊ค จำกัด มาจนถึงทุกวันนี้มีความคืบหน้าค่อนข้างน้อยในการปรับปรุงพันธุ์ การลงทุนในการพัฒนาพันธุ์ยังมีความผันผวนและขึ้นอยู่กับความต้องการของนักอุตสาหกรรมในแต่ละประเทศ
ความสนใจที่เกิดขึ้นใหม่ในกรุงเยรูซาเล็มอาติโช๊คในปี 1970 และ 1980 ที่เกี่ยวข้องกับวิกฤตพลังงานและการขาดแคลนอาหารได้รับการสนับสนุนมากขึ้นการดำเนินการประสานงานและเข้มข้นในการพัฒนาพันธุ์ใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการที่เกิดขึ้นใหม่
ตั้งแต่นั้นมามีการบันทึกการขยายตัวของพื้นที่เพาะปลูกที่สำคัญโดยเฉพาะในทศวรรษที่ผ่านมาในประเทศแถบเอเชีย
เมื่อพิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันความต้องการในการหาแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนใหม่และการลดลงของพื้นที่ที่มีไว้สำหรับการผลิตอาหาร
สหรัฐอเมริกาอาจอาร์ติโช้คเยรูซาเล็มที่น่าสนใจ
ในวันที่พืชที่ใช้กันมากที่สุดที่ใช้ในการผลิตเอทานอลคือข้าวโพดอ้อยข้าวฟ่างหวานและหัวบีทน้ำตาล อย่างไรก็ตามสายพันธุ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่เกษตรกรรมที่อุดมสมบูรณ์และตามกฎแล้วต้องการทรัพยากรภายนอกที่สำคัญ (เช่นน้ำยาฆ่าแมลงปุ๋ย) เพื่อให้ได้ผลผลิตสูง
สหรัฐอเมริกาและบราซิลเป็นผู้ผลิตเชื้อเพลิงเอทานอลรายใหญ่ที่สุดของโลก พวกเขาคิดเป็นประมาณ 84% ของการผลิตเอทานอลทั่วโลกในปี 2018
ธัญพืชและอ้อยเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเอทานอลในประเทศเหล่านี้
การผลิตเอทานอลในปี 2027 คาดว่าจะคิดเป็น 15 และ 18% ของการผลิตข้าวโพดโลกและอ้อย
สหรัฐอเมริกาเป็นยุโรปส่วนใหญ่ใช้แป้งข้าวโพดและข้าวสาลีเป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอลในขณะที่บราซิลมีการแปรรูปน้ำตาลในบราซิล โดยทั่วไปอ้อยมีผลผลิตเอทานอลสูงกว่าข้าวโพดและพืชอื่น ๆ เช่นเยรูซาเล็มอาติโช๊ค
อย่างไรก็ตามอ้อยเหมาะอย่างยิ่งในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน แต่ไม่ใช่ในสภาพอากาศที่เย็น ดังนั้น tominabur อาจใช้แทนข้าวโพดในการผลิตเอทานอลอเมริกัน