Sorgo azucarado para Biocombustibles en la Costa Norte

Transcripción

1 Sorgo azucarado para Biocombustibles en la Costa Norte Jaime Humberto Bernal Riobo Candidato Doctorado 1er Congreso Internacional de Biocombustibles. Guayaquil, 30 septiembre y 1ro octubre

2 Contenido 1. Generalidades del cultivo de sorgo dulce y potencial producción de etanol. 2. Experiencias de producción de sorgo dulce en el mundo 3. Estado del arte de la investigación en Colombia

3 Tipos Diferentes de Sorgo Perfiles diferenciales de Carbohidratos & Rendimiento de Biomasa Sorgo de Grano grano: almidón tamo: lignina, celulosa Sorgo Dulce Grano: almidón tallo: azúcares solubles bagazo: lignina, celulosa. Sorgo de Alto Tonelaje Toda la panta: lignina, celulosa

4 Sorgo dulce (Sorghum bicolor (L.) Moench) El sorgo dulce es una planta C 4 caracterizada por una alta eficiencia fotosintética, y amplia adaptación. Temperatura óptima entre o C en el día, o C, tolerante a la sequia y altamente eficiente en el uso del agua. Es una planta de ciclo anual, que logra la madurez fisiológica entre días después de emergencia y alcanza una altura de 4 m. Presenta un alto potencial de rendimiento de forraje. Puede ser implementado en sistemas de rotación de cultivos.

5 Sorgo dulce (Sorghum bicolor (L.) Moench) La mayor parte de los hidratos de carbono formados durante la fotosíntesis son transformados a azucares y almacenados en el tallo. No es un cultivo utilizado en la alimentación humana, y no compite con seguridad alimentaria. Infraestructura para siembra y cosecha es fácil de desarrollar. Es una planta no invasora. Presenta un buen ciclaje de nutrientes Existe amplia diversidad genética.

6 Composición del tallo en dos variedades de sorgo dulce Componente Keller 1 Rio 2 % Materia Verde Total azúcar Mamma et al., Billa et al., 1997 Sacarosa Glucosa Fructosa Total Fibra Celulosa Hemicelulosa Lignina Agua

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8 Producción etanol a partir de genotipos de sorgo dulce Rendimiento potencial de forraje verde: t ha -1 en primer corte. Producción de etanol (un corte): Brasil: 2639 l ha -1 China: 4200 l ha -1 India 4000 l ha -1 Sur África: 3000 l ha -1 Estados Unidos: 4790 l ha -1

9 Planta de producción de etanol con biomasa de sorgo dulce en India, fabricada por PRAJ.

10 Características Materiales Sorgo Dulce en India Días a Floración: días Días a Madurez: días Altura de Planta: m Rendimiento de Caña: t ha -1 Rendimiento de Grano: t ha -1 Jugo extraíble: 40-50% Brix: ATR: % Sacarosa: % Azucares reductores: % Rendimiento de etanol: l ha -1

11 Producción tallos molibles y contenido de azúcares en los entrenudos de variedades de sorgo dulce. ICRISAT, 2006 Variedad Rendimiento Tallos molibles (t ha -1 ) Azúcar Porcentaje Semilla 1 er rebrote Semilla NTJ SPV ICSV ICSV ICSR

12 Estado Actual de la Investigación en Sorgos Dulces en Colombia

13 Objetivo Entregar al sector agroindustrial del País variedades e híbridos de sorgo dulce como alternativa para la producción de alcohol carburante y cogeneración de energía

14 Sorgo Dulce Cordoba Sorgo Dulce Sucre Sorgo Dulce Tolima Sorgo Dulce Palmira Sorgo Dulce Huila Sorgo Dulce Meta

15 Tolima Villavicencio Tmax Tmin Ampl. Term Tmax Tmin Ampl. Term Temperatura (ºC) T e m p e ra tu ra (º C ) Día Juliano Día Juliano

16 Tolima Villavicencio 35 Precipitación Evaporación 1339 mm 1988 mm 35 Precipitación Evaporación 2823 mm 1670 mm P p v s E v p ( m m ) P p v s E v a p o ( m m ) Día Juliano Día Juliano

17 Análisis químico de suelos Localidad ph M.O. % P mg kg - 1 Ca Mg K Na Cmol c kg -1 Tolima Turipana Palmira V/cio

18 Áreas de Investigación en Sorgo Dulce Mejoramiento Genético: Selección de variedades: Forraje: t ha -1 Brix: 14 a 16 Fibra: 13% Días a cosecha: días.

19 Evaluación de 122 líneas avanzadas de sorgo dulce en diferentes ambientes 30 Días 40 Días Después de Siembra Después de Siembra

20 Producción forraje y Brix de líneas seleccionas de sorgo dulce en tres localidades Forraje total Tallos Brix 18,0 16,0 Peso verde (t ha-1) ,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 Brix 0 Cordoba Tolima Meta 0,0

21 Azúcar y Producción de Etanol r 2 =0.01 Rendimiento azúcar= Jugo (lbs/acre) * Concentración azúcar (g/100ml) r 2 =0.96 r 2 =0.66 Variedades Hibridos forrajeros comerciales

22 Producción de forraje y comportamiento agronómico de líneas avanzadas de sorgo dulce. Codazi, Valledupar. Genotipo Forraje t ha -1 Tallo t ha -1 Brix Rto jugo kl ha -1 Azúcar t ha -1 HT HT HT HT HT ICSR

23 Producción de forraje y comportamiento agronómico de líneas avanzadas de sorgo dulce. Palmira, Valle. Genotipo Forraje t ha -1 Tallo t ha -1 Brix Rto jugo kl ha -1 Azúcar t ha -1 HT HT HT HT HT ICSR

24 Contenido de azúcares fermentables y producción potencial de etanol de genotipos de sorgo dulce. Genotipo Brix Sacarosa Glucosa Fructo Solidos no ferm ART HT HT HT HT HT HT HT HT HT HT HT Análisis de azúcares realizados por HPLC, Lab. CENICAÑA

25 Producción de forraje y contenido de fibra y humedad del tallo de genotipos de sorgo dulce. CORPOICA, 2007 Genotipo Forraje Total t ha -1 Producción Tallos t ha -1 Fibra % Humedad % HT HT HT HT HT HT HT HT HT HT HT Poder calórico sorgo dulce: 6786 BTU lb -1 (Cruz, F. M., 2007)

26 Incremento sólidos solubles - Brix en líneas avanzadas de sorgo HT5 y HT7. Brix Y = X X 2 18 R 2 = Días después de siembra Brix Y = X R 2 = Días después de siembra

27 Áreas de Investigación en Sorgo Dulce Mejoramiento Genético: Selección de híbridos de sorgo dulce: Forraje: > 80 t ha -1 Brix: > 15 Fibra: 13% Días a cosecha: días.

28 Producción forraje y comportamiento agronómico híbridos experimentales de sorgo dulce. Villavicencio Genotipo Forraje t ha -1 Tallo t ha -1 Brix Floración Días Altura cm HE HE HE HE HE HE HE HE HE HE HE HCFOR HT

29 Áreas de Investigación en Sorgo Dulce Manejo Agronómico: Sistemas de preparación de suelos con énfasis en labranza reducida y cero labranza. Densidades de población optima Requerimientos hídricos Producción de biomasa durante todo el año. Manejo fertilización con énfasis en biofertilizantes y residuos orgánicos. Manejo Integrado de Plagas

30 Introducción de germoplasma

31 Análisis Bromatológico Componentes de la Planta de Sorgo Dulce. CORPOICA, Componente M. S P.C FDN FDA CEN. LIG. CEL. % % % % % % % Panícula Hoja Tallo M.S. = Materia seca P.C. = Proteína Cruda FDN = Fibra detergente neutra FDA = Fibra detergente acida LIG = Lignina CEL = Celulosa

32 Grupo de Investigación

33 ALIANZAS ESTRATEGICAS Universidad Nacional de Colombia

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