Obrana doktorskog rada :: Anamarija Peter, mag. ing. agr.

Energetska i funkcionalna vrijednost stranih invazivnih biljnih vrsta na području Žumberačkog gorja

12. prosinca 2024.: 10:00 sati: Velika vijećnica, VI. paviljon Sveučilišta u Zagrebu Agronomskog fakulteta

Mentori doktorskog rada:

• prof. dr. sc. Neven Voća
• prof. dr. sc. Dubravka Dujmović Purgar

Povjerenstvo za obranu doktorskog rada:

• izv. prof. dr. sc. Jana Šic Žlabur, Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet
• izv. prof. dr. sc. Nikola Bilandžija, Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet
• prof. dr. sc. Božena Mitić, Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno - matematički fakultet

Sažetak:
Invazivne biljne vrste sve su vidljivija prijetnja kako sa zdravstvenog tako i s ekološkog i ekonomskog aspekta. Ove vrste karakterizira laka prilagodljivost širokom arealu ekoloških čimbenika životnih staništa, izraženo zaraštavanje čime postaju dominantne nad nativnim vrstama, kao i specifičan sastav fitokemikalija. Svime navedenim, invazivne biljne vrste izgledna su prijetnja bioraznolikosti. U svijetu, pa tako i u Hrvatskoj sve veće površine kopnenih staništa, od šumskih do kultiviranih i ne kultiviranih površina pod pritiskom su invazivnih biljnih vrsta što dovodi do značajne destabilizacije ekosustava, a čime se postavlja potreba za uvođenjem mjera njihova suzbijanja i uklanjanja. No, s druge strane, s obzirom na karakteristiku invazivnosti, ove biljne vrste značajan su izvor biomase koja pokazuje potencijal daljnjeg korištenja. Naime, istraživanja dokazuju potencijal njihova korištenja kao obnovljivog izvora energije u procesima termo-kemijske oporabe i proizvodnje energije. Istovremeno, s obzirom na bogat sadržaj specifičnih fitonutrijenata, invazivne biljne vrste imaju i značajan potencijal u proizvodnji proizvoda dodane vrijednosti u npr. farmaceutskoj, kozmetičkoj, tekstilnoj industriji i dr. Svime navedenim, invazivne biljne vrste ukoliko se adekvatno koriste mogu biti prilika, a ne prijetnja biogospodarstvu i to kao vrijedan izvor zelene energije i fitonutrijenata.

Cilj ovog istraživanja bio je identificirati invazivne biljne vrsta s područja Žumberačkog gorja, utvrditi energetski sastav i sadržaj fitonutrijenata vrsta te odrediti potencijalni način njihova korištenja. Istraživanje je uključivalo inventarizaciju flore prilikom čega su na 24 mikrolokacije ukupno determinirane 194 biljne vrste, a od kojih je prikupljeno i analizirano ukupno 12 iz kategorije invazivnih: tri drvenaste vrste (Ailanthus altissima, Rhus typhina i Robinia pseudoacacia) te devet zeljastih vrsta (Abutilon theophrasti, Amaranthus retroflexus, Ambrosia artemisiifolia, Datura stramonium, Erigeron annuus, Galinsoga ciliata, Reynoutria spp., Solidago gigantea i Sorghum halepense). Prosječno viši sadržaj svih fitonutrijenata (askorbinske kiseline, polifenolnih i fotosintetskih spojeva) te antioksidacijskog kapaciteta utvrđen je kod drvenastih invazivnih vrsta u odnosu na zeljaste. Vrsta Rhus typhina tako se izdvaja s najvišim sadržajem askorbinske kiseline (159,69 mg/100 g sv.t.) i ukupnih polifenola (2263,53 mg GAE/100 g sv.t.) od svih ostalih istraživanih vrsta. Nadalje, sve istraživane invazivne vrste ističu se i visokim antioksidacijskim kapacitetom i to drvenaste s prosječnom vrijednosti od 2150,48 µmol TE/L, dok zeljaste prosječno s 2002,90 µmol TE/L. Valja naglasiti kako kemijski profil istraživanih invazivnih vrsta značajno varira, a neovisno o podjeli na drvenaste i zeljaste vrste, visok funkcionalni potencijal pokazuju slijedeće: Ailanthus altissima, Amaranthus retroflexus, Erigeron annuus, Rhus typhina i Robinia pseudoacacia. Iz energetskog aspekta, drvenaste invazivne vrste ističu se višom energetskom vrijednošću s obzirom na viši udio: suhe tvari, vlakana, od kojih najviše lignina, fiksiranog ugljika i više ogrjevne vrijednosti te niže količine makro i mikroelemenata te teških metala u odnosu na zeljaste. Takve vrste poželjne su za proizvodnju energije izravnim izgaranjem, od kojih su se u ovom istraživanju posebno istaknule vrste Ailanthus altissima i Robinia pseudoacacia. Zeljaste invazivne vrste zbog prvenstveno visokog sadržaja vode i niskog udjela lignoceluloznih vlakana te niske ogrjevne vrijednosti imaju veći potencijal za proizvodnju bioplina postupkom anaerobne digestije, bioetanola fermentacijom ili u hidrotermalnim procesima, a posebice se izdvajaju vrste Amaranthus retroflexus i Ambrosia artemisiifolia.

Rezultati ovog istraživanja pružaju uvid u funkcionalnu i energetsku vrijednost istraživanih invazivnih biljnih vrsta te naglašavaju značajan potencijal ovih vrsta za proizvodnju zelene energije i fitonutrijenata široke primjene. Valorizacija biomase invazivnih vrsta ključan je segment u procjeni vrijednosti takve biomase, a s obzirom na krajnju upotrebu, u industriji proizvodnje energije ili proizvoda dodane vrijednosti. Takav pristup osigurava održiv odgovor na problem upravljanja i zbrinjavanja invazivnih biljnih vrsta kroz model kružnog biogospodarstva.

Ključne riječi: alohtone vrste, biomasa, zelena energija, ogrjevna vrijednost, specijalizirani metaboliti, antioksidacijski kapacitet