Mae gwyddonwyr o’r Eidal wedi astudio buddion artisiog Jerwsalem diymhongar. Mae'n ymddangos bod hwn yn fath o gnwd na ellir ei newid yn syml ar gyfer cynhyrchu ynni adnewyddadwy.
Yn eu gwaith gwyddonol, mae tîm o wyddonwyr Eidalaidd o Gyfadran y Gwyddorau Amaethyddol a Choedwigaeth (DAFNE), Prifysgol Tuscia, yn esbonio pam mae artisiog Jerwsalem mor dda a phwysig.
Yn ddiweddar, mae biodanwydd wedi dod yn ganolbwynt strategol ar gyfer lleihau allyriadau cerbydau. Ond ar yr un pryd, mae cynhyrchu biodanwydd yn cael ei grybwyll fwyfwy yng nghyd-destun ei ganlyniadau negyddol, gan fod y prif gnydau at y dibenion hyn, fel, dyweder, had rêp, gwenith neu ffa soia, yn gofyn am arferion amaethyddol dwys iawn a phriddoedd ffrwythlon, noda'r awduron . (Mae biodanwydd yn ffynonellau ynni sy'n seiliedig ar garbon sy'n deillio o ddeunydd biolegol.)
Er bod Comisiwn yr UE yn fwyaf diweddar yn dosbarthu biodanwydd fel cynnyrch gyda lefelau isel o newid defnydd tir anuniongyrchol, yn deillio o gnydau a dyfir ar dir ymylol heb fawr o gyfranogiad gan adnoddau.
Am y rheswm hwn, dim ond ychydig o gnydau yn Ewrop sy'n gallu sicrhau cynnyrch uchel gyda'r gofynion hyn.
Mae artisiog Jerwsalem yn borthiant da byw, biodanwydd a hyd yn oed cwrw ffrwythau.
O'r safbwynt hwn, artisiog Jerwsalem (Helianthus tuberosus L.) yn bendant yn rhywogaeth nodedig gan fod ganddo'r holl briodoleddau sy'n angenrheidiol i gyflawni amcanion Cyfarwyddeb Ynni Adnewyddadwy'r UE (RED II) wedi'i diweddaru.
Mae artisiog Jerwsalem wedi'i addasu'n helaeth i amgylchedd amrywiol sy'n cynhyrchu cynnyrch isel ar gyfer cnydau eraill, ac mae'n addasadwy iawn.
Mae'n gnwd amlbwrpas a ddefnyddir i'w fwyta gan bobl (yn uniongyrchol mewn cloron neu i gael melysyddion), at ddibenion fferyllol, ar gyfer cynhyrchu biomas a bio-ynni (bioethanol a bio-nwy).
Hefyd, yn debyg i blanhigion eraill asteraceaefel sicori a safflower, mae gan artisiog Jerwsalem botensial fel cnwd porthiant.
Yn ddiddorol, diolch i ddatblygiadau arloesol yn y diwydiant bragu, defnyddir cloron i wneud cwrw melys a ffrwythlon.
Mae coesau a chloron artisiog Jerwsalem yn cynnwys llawer o inulin gyda'r potensial i gynhyrchu ethanol i'w ddefnyddio fel biodanwydd.
Yn benodol, mae cyfansoddion organig (fel inulin a seliwlos) a siwgrau yn cael eu prosesu i gynhyrchu ethanol trwy eplesu a distyllu.
Dros yr 20 mlynedd diwethaf, gwnaed gwaith sylweddol i wella trosi biomas yn danwydd. Fodd bynnag, ceir biodanwydd cenhedlaeth gyntaf (bioethanol a biodisel sy'n deillio o gnydau bwyd) o ddim ond ychydig o gnydau sydd ag effeithlonrwydd amrywiol wrth drosi ymbelydredd solar yn ynni cemegol (biomas).
Yn benodol, mae stociau porthiant biodanwydd yn bennaf yn had rêp, cledrau olew a ffa soia ar gyfer biodisel; a siwgwr siwgr, corn, beets siwgr a sorghum melys ar gyfer bioethanol.
Yn ogystal, nid yw'r holl fiomas ar gael i'w gynaeafu (h.y., mae biomas y gorchudd llystyfiant o dan y ddaear fel arfer yn aros yn y pridd), felly mae atafaelu carbon net yn cael ei leihau ac mae aneffeithlonrwydd prosesu yn cynyddu.
Am y rhesymau hyn, disgwylir i rywogaethau planhigion ar gyfer systemau cynhyrchu biodanwydd y genhedlaeth nesaf oresgyn rhai o'r cyfyngiadau hyn, yn enwedig os oes ganddynt fiomas tanddaearol cynhyrchiol (h.y. gwreiddiau neu gloron).
Yn ogystal, gan fod defnydd tir amaethyddol dwys eisoes wedi'i sefydlu yn y rhan fwyaf o ranbarthau'r byd, rhaid i gnydau bio-ynni fod yn amgylcheddol gynaliadwy er mwyn osgoi pwysau ychwanegol ar fioamrywiaeth amaethyddol, adnoddau pridd a dŵr.
Mae gwyddonwyr yn chwilio am gnydau bio-ynni'r dyfodol
Mae ymchwil yn symud tuag at systemau ynni biodanwydd y genhedlaeth nesaf sydd ag effaith amgylcheddol is, mwy o gynhyrchiant ac enillion uwch ar fuddsoddiad, a gyda llai o gystadleuaeth am ddefnydd tir ar gyfer cnydau bwyd a phorthiant.
Mae biomas lignocellwlosig o gnydau bio-ynni ynysig a gwastraff amaethyddol yn cael ei ystyried yn adnodd cynaliadwy ar gyfer cynhyrchu bio-ynni, ond mae hydrolysis gan ddefnyddio ensymau cellulolytig yn fwy llafurddwys ac yn ddrutach na defnyddio biomas wedi'i seilio ar startsh neu triagl.
Yn hyn o beth, ymhlith systemau biodanwydd mwyaf deniadol y genhedlaeth nesaf mae algâu ac artisiog Jerwsalem, sy'n cynhyrchu cloron y gellir ei dyfu a'i gynaeafu hefyd gan ddefnyddio'r seilwaith a'r mecanweithiau presennol a ddefnyddir ar gyfer cnydau tebyg (planhigion cloron).
Pam mae artisiog Jerwsalem wir angen Ewrop
Mae'r nodweddion sy'n gwneud artisiog Jerwsalem yn gnwd ynni teilwng yn cynnwys: tyfiant cyflym, cynnwys carbohydrad uchel, cyfanswm deunydd sych digonol i bob uned uned, y gallu i ddefnyddio dŵr gwastraff sy'n llawn maetholion, ymwrthedd / goddefgarwch pathogen, y gallu i dyfu'n hawdd heb lawer o gostau cynhyrchu allanol, ac ar diroedd ymylol.
Mae'r agwedd olaf hon yn addo bod yn allweddol ar gyfer dyfodol biodanwydd yn Ewrop.
Fel y rhagwelwyd gan y Gyfarwyddeb Ynni Adnewyddadwy (COCH) ddiwygiedig a fabwysiadwyd gan Senedd Ewrop a'r Cyngor (Cyfarwyddeb 2018/2001), yn ddiweddar, mabwysiadodd Comisiwn yr UE ddeddf ddirprwyedig yn sefydlu meini prawf ar gyfer penderfynu ar newid defnydd tir anuniongyrchol pwysig.
Mae ILUC yn borthiant peryglus gydag ehangu anuniongyrchol sylweddol ar y gofod cynhyrchu ar dir â chronfeydd wrth gefn carbon uchel, ac ardystio biodanwydd, biofluidau a biomas ILUC risg isel.
Gellir rhoi ardystiad os yw'r tanwydd yn cwrdd â'r meini prawf cronnus canlynol:
(i) cwrdd â meini prawf cynaliadwyedd, sy'n golygu mai dim ond ar dir nas defnyddiwyd nad yw'n llawn carbon y gellir tyfu deunyddiau crai;
(ii) defnyddio deunyddiau crai ychwanegol o ganlyniad i fesurau i gynyddu cynhyrchiant ar dir a ddefnyddiwyd eisoes neu dyfu cnydau ar ardaloedd na chawsant eu defnyddio o'r blaen i dyfu cnydau (tir nas defnyddiwyd), ar yr amod bod y tir wedi'i adael neu ei ddiraddio'n ddifrifol, neu tyfwyd y cnwd gan dyddynwr;
(iii) tystiolaeth gymhellol bod y ddau faen prawf blaenorol yn cael eu bodloni.
Yn amlwg, yn unol â gofynion y Gyfarwyddeb, rhaid i borthiant ychwanegol o'r fath fodloni'r gofynion ar gyfer cynhyrchu tanwydd risg isel dim ond os yw'n cael ei sicrhau mewn modd cynaliadwy.
Am y rheswm hwn, mae artisiog Jerwsalem yn ymgeisydd addawol sy'n gallu disodli cnydau fel corn a beets siwgr yn hawdd.
Biomas sy'n tyfu'n gyflym ar gyfer biodanwydd
Mae cineteg twf rhannau o blanhigyn yn nodi ei allu i gynhyrchu cnwd gorau posibl yn Ewrop.
Mae dwy ran o dair i dri chwarter deunydd sych yr aer yn cael ei gynrychioli gan goesynnau a changhennau, tra bod dail a blodau yn cynnwys canran is. Mae cyfran y dosbarthiad pwysau sych yn ddibynnol iawn ar lawer o ffactorau: amrywiaeth, amser plannu, hinsoddol ac amodau tyfu.
Mae mwy na 50% o gyfanswm màs y planhigion yn y coesyn.
Mae dau gam o dyfiant coesau. Yn ystod y pum mis cyntaf, mae cynnydd llinellol yn uchder a phwysau'r coesyn. Ar ôl y cyfnod hwn, mae uchder y coesyn yn cyrraedd ei uchafswm ac yn aros yn ddigyfnewid, tra bod ei bwysau yn gostwng.
Mae uchafswm twf a phwysau planhigion yn amrywio yn ôl amodau amgylcheddol a genoteip. Yn yr amrywiaethau cynnar, mae'r uchder terfynol yn cyrraedd 140 cm, tra yn yr amrywiaethau diweddarach, mae'r uchder terfynol tua 280 cm.
O ganlyniad, ar ddiwedd y tymor tyfu, roedd maint y deunydd sych yng nghoesau'r mathau hwyr tua dwywaith yn y mathau cynnar. Felly, mae cyfanswm biomas y mathau aeddfedu hwyr yn uwch na mathau aeddfedu cynnar. Mae modelu wedi dangos, mewn amrywiaethau hwyr, bod cadw'r ardal dail orau yn caniatáu cymhathu deunydd sych yn well.
Artisiog Jerwsalem heb drafferth
Oherwydd ei wrthwynebiad i sychder a halltedd, gellir tyfu artisiog Jerwsalem mewn priddoedd sy'n anaddas ar gyfer cnydau gwreiddiau a chloron eraill. Mae'n tyfu'n dda mewn priddoedd gyda pH o 4,4 i 8,6.
Os gall clai trwm a phriddoedd hydromorffig ei gwneud hi'n anodd cynaeafu cloron, gellir tyfu artisiog Jerwsalem i gael coesau o dan amodau o'r fath.
Yn gyffredinol, mae cynnyrch, maint a siâp cloron yn dibynnu ar y math o bridd. Tra bod priddoedd ysgafn ysgafn yn cynhyrchu cloron mawr, mae priddoedd trwm yn darparu cynnyrch da mewn amodau sychder oherwydd priodweddau gwell pridd sy'n dal dŵr mewn priddoedd clai.
Fel ar gyfer tymereddau tyfu, mae angen tymor tyfu o leiaf 125 diwrnod heb rew ar y mwyafrif o amrywiaethau o artisiog Jerwsalem.
Yn gyffredinol, mae angen tymereddau tyfu yn yr ystod o 6-26 ° C i gael y cynnyrch gorau posibl.
Mae gan y planhigyn wrthwynebiad rhew cymedrol. Yn ystod tyfiant cynnar, mae'r cnwd yn goddef tymereddau mor isel â -6 ° C, er bod tymereddau isel yn achosi clorosis dail. O ran cynhaeaf yr hydref, mae rhew o -2,8 ° C i -8,4 ° C yn sbarduno mecanwaith cloron yn ymgyfarwyddo â'r oerfel. Mae hyn yn gwella eu blas trwy drosi inulin yn ffrwctos.
Yn yr amgylchedd naturiol, mae sawl organeb (micro-organebau, pryfed a mamaliaid) yn rhyngweithio â phlanhigion artisiog Jerwsalem, gan gynnwys chwe theulu gwahanol o wenyn a chacwn.
Adroddwyd am lawer o ffytophages a micro-organebau ar artisiog Jerwsalem, ond ychydig iawn ohonynt sy'n gallu niweidio'r diwylliant yn ddifrifol.
Yn gyffredinol, mae rhan o'r awyr o'r planhigyn yn llai agored i afiechyd, tra bod cloron yn fwy tueddol o gael tyfiant a storfa hwyr. Y pathogenau mwyaf niweidiol yw Sclerotinia sclerotiorum a Sclerotinia rolfsii, sy'n achosi pydredd.
Mae'r cyntaf yn cael ei hwyluso gan ffrwythloni gormodol nitrogen, pH pridd isel neu briddoedd hydromorffig, a'r olaf gan leithder wedi'i gyfuno â thymheredd uchel.
Hefyd rhwd a achosir gan Puccinia helianthi, a llwydni powdrog a achosir gan Erisyphe chicoracearum, ymosod ar artisiog Jerwsalem, ond nid ydyn nhw'n gallu cyfyngu ar y cynnyrch, yn ogystal â man dail oherwydd Alternaria helianthi.
Gall storio cloron, yn enwedig pan gânt eu difrodi yn ystod y cynhaeaf, achosi afiechydon a achosir gan Botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusarium и Pennicillum spp.... Fodd bynnag, mae gweithdrefnau rhewi yn rheoli'r afiechydon hyn yn effeithiol.
Fel ar gyfer pryfed, llyslau yn bennaf yw'r rhain, ond mae eu dylanwad yn ddibwys.
Mae'r planhigyn yn wydn ac yn gryf, felly gall artisiog Jerwsalem ddod yn chwyn cystadleuol iawn ar ei ben ei hun. Ar gyfer chwyn eraill sy'n tyfu'n gyflym, dim ond wrth hau y mae angen rheoli, cyn i'r canopi gau. Gallwch ddefnyddio chwynnu cemegol a mecanyddol (gwisgo uchaf, llacio, ac ati).
Ar ôl i artisiog Jerwsalem setlo yn y cae, mae'n eithaf anodd ei dynnu, gan fod y cloron neu eu rhannau yn aros yn y ddaear, gan aeafu'n dda yn y pridd.
Detholiad artisiog Jerwsalem
Mae priodweddau biolegol a biocemegol gwerthfawr artisiog Jerwsalem yn sail i'w ddefnydd cyffredinol yn y diwydiannau bwyd a diwydiannol, sy'n gofyn am welliant genetig yn y cynnyrch.
Mae prif ffocws bridio ar gynnyrch cloron a chynnwys inulin ar gyfer bwyd a bwyd anifeiliaid, ac yn fwy diweddar ar dwf biomas ar gyfer cynhyrchu biodanwydd.
Fodd bynnag, oherwydd y defnydd traddodiadol gyfyngedig o artisiog Jerwsalem, ychydig o gynnydd a wnaed o ran bridio hyd yma. Mae'r buddsoddiad mewn datblygiad bridio hefyd yn gyfnewidiol ac yn dibynnu ar alw'r diwydiant ym mhob gwlad.
Mae'r adfywiad mewn diddordeb artisiog Jerwsalem yn y 1970au a'r 1980au, sy'n gysylltiedig â'r argyfwng ynni a phrinder bwyd, wedi codi gobeithion y gellir cymryd camau mwy cydgysylltiedig a dwys i ddatblygu mathau newydd sy'n diwallu anghenion sy'n dod i'r amlwg.
Ers hynny, bu cynnydd sylweddol yn yr ardal o dan gnydau, yn enwedig yn y degawd diwethaf ac yng ngwledydd Asia.
O ystyried y newid hinsawdd presennol, yr angen i ddod o hyd i ffynonellau ynni cynaliadwy newydd a'r gostyngiad mewn erwau ar gyfer cynhyrchu bwyd, mae'n ymddangos bod cyfiawnhad i raddau helaeth am fuddsoddi mewn bridio artisiog Jerwsalem.
Efallai y bydd gan UDA ddiddordeb hefyd mewn artisiog Jerwsalem
Y cnydau mwyaf cyffredin o bell ffordd a ddefnyddir i gynhyrchu ethanol yw corn, sugarcane, sorghum melys, a betys siwgr. Fodd bynnag, mae'r rhywogaethau hyn yn dibynnu ar dir amaethyddol ffrwythlon ac yn gyffredinol mae angen adnoddau allanol sylweddol arnynt (h.y. dŵr, plaladdwyr, gwrteithwyr) i sicrhau cynnyrch uchel.
Yr Unol Daleithiau a Brasil yw cynhyrchwyr tanwydd bioethanol mwyaf y byd. Roeddent yn cyfrif am tua 84% o gynhyrchu bioethanol byd-eang yn 2018.
Grawnfwydydd a siwgwr siwgr yw'r prif ddeunyddiau crai ar gyfer cynhyrchu ethanol yn y gwledydd hyn.
Disgwylir i gynhyrchu ethanol yn 2027 gyfrif am 15% a 18% o gynhyrchu corn a siwgrcan byd-eang.
Mae'r Unol Daleithiau, fel Ewrop, yn defnyddio startsh corn a gwenith yn bennaf i wneud bioethanol, tra bod Brasil yn prosesu cansen siwgr. Yn gyffredinol, mae gan siwgrcan gynnyrch ethanol uwch nag ŷd a chnydau eraill fel artisiog Jerwsalem.
Fodd bynnag, mae sugarcane yn ddelfrydol mewn hinsoddau trofannol ac isdrofannol, ond nid mewn hinsoddau tymherus. Felly, gallai Tominabur gymryd lle wrth ymyl corn wrth gynhyrchu ethanol Americanaidd.