I scientisti italiani anu studiatu i benefizii di l'alcachofa di Ghjerusalemme senza pretensione. Risulta chì questu hè, in u so modu, una cultura indispensabile per a produzzione di energia rinnuvevuli.
In u so travagliu scentificu, una squadra di scentifichi italiani da a Facultà di Scienze Agricole è Forestali (DAFNE), Università di Tuscia, spiega perchè l'alcachofa di Ghjerusalemme hè cusì bona è impurtante.
Ricertamenti, i biocarburanti sò diventati un focus strategicu per riduce l'emissioni di i veiculi. Ma à u stessu tempu, a produzzione di biocarburanti hè sempre più citata in u cuntestu di e so cunsequenze negative, postu chì i culturi principali per questi scopi, cum'è, per esempiu, colza, granu o soia, necessitanu pratichi agriculi assai intensivi è terreni fertili, u nota l'autori. (I biocarburanti sò fonti d'energia basati in carbonu derivati da materiale biologicu).
Mentre chì a Cummissione di l'UE hà classificatu assai recentemente i biocarburanti cum'è un pruduttu cù bassi livelli di cambiamentu indirettu di l'usu di a terra, derivati da culturi cultivati in terreni marginali cù pocu inputs di risorse.
Per questa mutivu, solu uni pochi di culturi in Europa ponu ottene un rendimentu altu cù queste esigenze.
L'alcachofa di Ghjerusalemme hè aduprata com'è alimentazione per l'animali di a splutazioni, u biocarburante è ancu a birra di fruttu.
Da stu puntu di vista, tocachofa di Ghjerusalemme (Helianthus tuberosus L.) hè certamente una spezia degna d'attenzione postu chì hà tutte l'attributi necessarii per ghjunghje l'ugettivi di a Direttiva UE per l'Energia Rinnovabile (RED II) aghjurnata.
L'alcachofa di Ghjerusalemme hè largamente adattatu à un ambiente diversu è spessu bassu rendimentu per altri culturi, è hà una alta adattabilità.
Hè una cultura polivalente aduprata per u cunsumu umanu (direttamente in tuberi o per edulcoranti), per scopi farmaceutichi, per a produzzione di biomassa è di bioenergia (bioetanol è biogas).
Inoltre, simili à l'altri pianti asteraceaeculturi cum'è a cicoria è u carthamu, l'alcachofa di Ghjerusalemme hà u putenziale cum'è una cultura fura.
Curiosamente, grazia à l'innuvazioni in a industria di a birra, i tuberi sò usati per pruduce biere dolci è fruttate.
I tronchi è i tuberi di l'alcachofa di Ghjerusalemme sò ricchi in inulina cù u putenziale di pruduce etanolu per l'usu di biocarburante.
In particulare, i cumposti urgànichi (cum'è l'inulina è a cellulosa) è i zuccheri sò processati per pruduce etanolu per fermentazione è distillazione.
In l'ultimi 20 anni, un travagliu significativu hè statu fattu per migliurà a cunversione di a biomassa in carburante. Tuttavia, i biocarburanti di prima generazione (bioetanol è biodiesel derivati da i culturi alimentari) sò pruduciuti da solu uni pochi di culturi cù efficienza variate in cunvertisce a radiazione solare in energia chimica (biomassa).
In particulare, i biocarburanti sò principalmente colza, palme d'oliu è soia per u biodiesel; è a canna di zuccaru, u granu, u zuccheru è u sorgu dolce per u bioetanol.
Inoltre, micca tutta a biomassa hè cugliera (vale à dì, a biomassa di u canopy sottu à a terra ferma tipicamente in a terra), cusì a sequestrazione netta di carbone hè ridutta è l'inefficienze di trasfurmazioni sò aumentate.
Per questi mutivi, e spezie vegetali per i sistemi di produzzione di biocarburanti di a prossima generazione sò previsti per superà alcune di queste limitazioni, soprattuttu s'ellu anu produttu biomassa sotterranea (vale à dì radiche o tuberi).
Inoltre, postu chì l'usu intensivu di a terra agricula hè digià stabilitu in a maiò parte di e regioni di u mondu, i culturi bioenergetici devenu esse sustinibili per l'ambiente per evità un stress supplementu nantu à a biodiversità agricula, a terra è e risorse d'acqua.
I scientisti cercanu i culturi bioenergetici di u futuru
A ricerca hè in corso versu i sistemi di produzzione d'energia di biocarburanti di a prossima generazione cù un impattu ambientale più bassu, una produttività più grande è un ritornu più grande di l'investimentu, è menu cumpetizione per l'usu di a terra cù i culturi alimentari è di l'alimentazione.
A biomassa lignocellulosica da i culturi bioenergetici isolati è i rifiuti agriculi hè cunsiderata una risorsa sustinibili per a produzzione di bioenergia, ma l'idrolisi cù l'enzimi cellulolitichi hè un metudu più laboriosu è caru cà l'usu di biomassa basata in amidu o melassa.
In questu sensu, trà i sistemi di biocarburanti di a prossima generazione più attrattivi sò l'alga è l'alcachofa di Ghjerusalemme, chì pruduce un tuberu chì pò ancu esse cultivatu è coltu cù l'infrastruttura esistenti è a machina utilizata per culturi simili (tuberi).
Perchè l'Europa hà veramente bisognu di carciofa di Ghjerusalemme
E caratteristiche chì facenu di l'alcachofa di Ghjerusalemme una cultura energetica degna includenu: crescita rapida, altu cuntenutu di carbuidrati, materia secca tutale adatta per unità di area, capacità d'utilizà l'acqua residuale ricca di nutrienti, resistenza / tolleranza à i patogeni, capacità di cultivà facilmente cù costi minimi di produzzione esterni, è in terre marginali.
Questu ultimu aspettu prumetti di esse chjave per u futuru di i biocarburanti in Auropa.
Cum'è previstu in a Direttiva di l'Energia Rinnovabile (RED) rivista da u Parlamentu Europeu è u Cunsigliu (Directive 2018/2001), a Cummissione di l'UE hà recentemente aduttatu un attu delegatu chì stabilisce criterii per a definizione di l'impurtanti cambiamenti indiretti di l'usu di a terra.
ILUC hè una materia prima periculosa chì hà vistu una espansione indiretta significativa di e zone di produzzione in terreni à altu carbonu è a certificazione di i biocarburanti, i bioliquidi è i carburanti di biomassa ILUC à pocu risicu.
A certificazione pò esse accordata se u carburante risponde à i seguenti criteri cumulativi:
(i) risponde à i criteri di sustenibilità, chì significa chì a materia prima pò esse cultivata solu in terreni inutilizati chì ùn sò micca ricchi di riserve di carbone ;
(ii) l'usu di inputs supplementari cum'è u risultatu di e misure per aumentà a produtividade nantu à terreni digià in usu o a coltivazione di culturi in spazii chì ùn sò micca stati utilizati prima per a cultura di i culturi (terra inutilizatu), sempre chì a terra hè stata abbandunata o severamente degradata , o a cultura era cultivata da un picculu agricultore;
(iii) evidenza convincente chì i dui criteri precedenti sò cumpleti.
Hè chjaru chì a Direttiva esige chì tali materie prime supplementari sò qualificate per a produzzione di carburante à pocu risicu solu s'ellu sò di provenienza sustenibile.
Per questu causa, l'alcachofa di Ghjerusalemme hè un candidatu prometenti chì pò facilmente rimpiazzà i culturi cum'è u granu è u zuccheru.
Biomassa in rapida crescita per biocarburanti
A cinetica di crescita di e parte di a pianta indica a so capacità di pruduce rendimenti ottimali in Europa.
Dui terzu à trè quarti di a materia secca in l'aria hè rapprisintata da steli è rami, mentri foglie è fiori cuntenenu un percentinu più bassu. A proporzione di distribuzione di pesu seccu hè assai dipendente di parechji fatturi: varietà, tempu di piantazione, cundizioni climatichi è cundizioni di crescita.
Più di 50% di a massa totale di a pianta hè in u troncu.
Ci hè dui fasi di crescita di u troncu. Duranti i primi cinque mesi, ci hè un aumentu lineale in l'altezza è u pesu di u troncu. Dopu stu periodu, l'altezza di u troncu righjunghji u so massimu è ferma invariable, è u so pesu diminuite.
L'altezza massima è u pesu di a pianta varieghja secondu e cundizioni ambientali è u genotipu. I variità iniziali anu una altezza finale di 140 cm, mentre chì e variità tardi anu una altezza finale di circa 280 cm.
In cunseguenza, à a fine di a stagione di crescita, a quantità di materia secca in i steli di variità tardive era apprussimatamente duie volte quant'è in variità iniziali. Cusì, a biomassa tutale di variità di maturazione tardiva hè più altu ch'è quella di variità di maturazione iniziale. U mudellu hà dimustratu chì in variità tardi, a preservazione più longa di l'area di u fogliu ottimali permette una megliu absorption di materia secca.
Carciofa di Gerusalemme senza prublemi
A causa di a so resistenza à a seca è a salinità, l'alcachofa di Ghjerusalemme pò esse cultivata in terreni chì ùn sò micca adattati per altri culturi di razzi è tuberi. Crece bè in terreni cù un pH trà 4,4 è 8,6.
Se l'argilla pisanti è i terreni idromorfi ponu fà difficultà a cugliera di tuberi, l'alcachofa di Ghjerusalemme pò esse cultivata in tali cundizioni per pruduce steli.
In generale, u rendiment, a dimensione è a forma di i tuberi dependenu di u tipu di terra. Mentre i terreni argillosi ligeri pruducianu grandi tuberi, i terreni pisanti furnisce boni rendimenti in a siccità per via di e megliu proprietà di acqua di i terreni argillosi.
In quantu à a temperatura di crescita, a maiò parte di variità di l'alcachofa di Ghjerusalemme necessanu una stagione di crescita di almenu 125 ghjorni senza fretu.
In generale, i tempi di crescita in u range di 6-26 ° C sò necessarii per u rendiment ottimali.
A pianta hà una resistenza moderata à a fretura. Duranti a crescita iniziale, a cultura tollerà a temperatura di u minimu à -6 ° C, ancu s'è e basse temperature causanu chlorose foglia. In quantu à a cugliera di u vaghjimu, i ghjàllichi da -2,8 ° C à -8,4 ° C attivanu u mecanismu di acclimatizazione di tuberi à u friddu. Questu migliurà u so gustu per via di a cunversione di l'inulina in fructose.
In l'ambienti naturali, parechji urganismi (microorganismi, insetti è mammiferi) interagiscenu cù e piante di alcachofa di Ghjerusalemme, cumprese sei famiglie diverse di api è bumblebees.
Molti fitofagi è microorganisimi sò stati registrati nantu à l'alcachofa di Ghjerusalemme, ma assai di elli ponu dannà seriamente a cultura.
In generale, a parte suprana di a pianta hè menu suscettibile à e malatie, mentri i tuberi durante a crescita tardiva è u almacenamiento sò più suscettibili. I microorganismi patogeni più dannosi sò Sclerotinia sclerotiorum è Sclerotinia rolfsii, chì causanu rot.
U primu hè favuritu da una fertilizazione eccessiva di nitrogenu, un pH di terra bassu o un terrenu idromorficu, mentri l'ultime hè prumuvutu da l'umidità cumminata cù e alte temperature.
Ancu a ruggine causata Puccinia helianthi, è u mildiu pulveru causatu Erisyphe chicoracearum, affettanu l'alcachofa di Ghjerusalemme, ma ùn sò micca capaci di limità u pruduzzione, è ancu di foglia per via di Alternaria helianthi.
Quandu si guarda i tuberi, soprattuttu quandu sò danucati durante a cugliera, e malatie causate da botrytis cinerea, Rhizopus nigricans, Fusarium и Pennicillum spp.. Tuttavia, i trattamenti di congelazione cuntrullanu efficacemente queste malatie
In quantu à l'insetti, questi sò principalmente afidi, ma a so influenza hè insignificante.
A pianta hè robusta è vigorosa, cusì l'alcachofa di Ghjerusalemme pò diventà una erbaccia assai competitiva in u so propiu dirittu. Per l'altri erbaccia à crescita rapida, u cuntrollu hè necessariu solu à u tempu di piantazione prima di chjude a canopy. Puderete usà sia chimica sia meccanica (alimentazione, allentamentu, etc.) erbaccia.
Quandu l'alcachofa di Ghjerusalemme s'hè stallatu in u campu, hè abbastanza difficiuli di sguassà, postu chì i tuberi o parte di elli si fermanu in terra, invernendu bè in a terra.
Scelta di carciofi di Gerusalemme
E preziose proprietà biologiche è biochimiche di l'alcachofa di Ghjerusalemme sò sottumessi à u so usu universale in l'industrii alimentarii è industriali, chì necessitanu a migliurà genetica di a cultura.
L'enfasi principale di a ripruduzzione hè nantu à u rendiment di i tuberi è u cuntenutu di inulina per l'alimentariu è l'alimentazione, è più recentemente l'enfasi hè stata annantu à l'aumentu di a biomassa per a produzzione di biocarburanti.
In ogni casu, per via di l'usu tradiziunale limitatu di l'alcachofa di Ghjerusalemme, u prugressu piuttostu debbule in a ripruduzzione hè stata ottenuta finu à avà. L'investimenti in u sviluppu di l'allevu sò ancu variabili è dipendenu da a dumanda di l'industria in ogni paese.
Un rinascimentu di l'interessu in l'alcachofa di Ghjerusalemme in l'anni 1970 è 1980, assuciatu cù a crisa energetica è a penuria di l'alimentariu, hà suscitatu a speranza chì i sforzi più coordinati è intensivi puderanu esse fatti per sviluppà novi varietà per risponde à i bisogni emergenti.
Da tandu, ci hè stata una espansione significativa in l'area sottu à a cultura, in particulare in l'ultima dicada è in i paesi asiatichi.
Data u cambiamentu climaticu attuale, a necessità di truvà novi fonti d'energia sustinibili è a riduzzione di i zoni dedicati à a pruduzzione alimentaria, l'investimentu in l'allevamentu di l'alcachofa di Ghjerusalemme pare largamente ghjustificatu.
L'USA pò ancu esse interessatu à l'alcachofa di Ghjerusalemme
Oghje, i culturi più cumuni utilizati per pruduce l'etanol sò u granu, a canna di zuccaru, u sorgu dolce è a zuccaru. In ogni casu, sti spezie sò dipindenti di terreni agriculi fertili è tipicamente necessitanu inputs esterni significativi (per esempiu, acqua, pesticidi, fertilizzanti) per ottene un altu rendiment.
I Stati Uniti è u Brasile sò i più grandi pruduttori mundiali di carburante bioetanol. Cuntavanu circa 84% di a produzzione globale di bioetanol in 2018.
I cereali è a canna di zuccaru sò a materia prima dominante per a produzzione di etanolu in questi paesi.
A produzzione di etanolu hè prevista per cuntà u 2027% è u 15% di a produzzione glubale di granu è di canna di zuccheru in 18.
I Stati Uniti, cum'è l'Europa, utilizanu principarmenti amidu da u granu è u granu per pruduce bioetanol, mentri u Brasile processa a canna di zuccaru. In generale, a canna di zuccaru hà un rendimentu di etanolu più altu ch'è u granu è altri culturi, cum'è l'alcachofa di Ghjerusalemme.
In ogni casu, a canna di zuccaru hè ideale in i climi tropicali è subtropicali, ma micca in i climi temperati. Per quessa, tominabur pò piglià un postu vicinu à u granu in a produzzione di etanol americanu.