(L.) Moench] para la - Inifap Cirne · 2011. 7. 29. · RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción...
Transcript of (L.) Moench] para la - Inifap Cirne · 2011. 7. 29. · RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción...
Instituto Nacional de InvestigacionesForestales, Agrícolas y Pecuarias
RB CAÑERO: sorgo dulce [Sorghumbicolor (L.) Moench] para la
producción de etanolNoé MONTES GARCÍA, Víctor PECINA QUINTERO, María Eugenia CISNEROS LÓPEZ yMiguel Ángel GARCÍA GRACIA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y PecuariasCentro de Investigación Regional del NoresteCampo Experimental Río BravoRío Bravo, Tamaulipas, Septiembre de 2010Folleto Técnico Núm. 43, ISBN: 978-607-425-355-9
Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural Pesca y Alimentación
Lic. Francisco Javier Mayorga CastañedaSecretario
M. C. Mariano Ruiz-Funes MacedoSubsecretario de Agricultura
Ing. Ignacio Rivera RodríguezSubsecretario de Desarrollo Rural
Dr. Pedro Adalberto González HernándezSubsecretario de Fomento a los Agronegocios
Instituto Nacional de InvestigacionesForestales, Agrícolas y Pecuarias
Dr. Pedro Brajcich GallegosDirector General
M. C. Arturo Cruz VázquezEncargado del Despacho de la Coordinación de Planeación
y Desarrollo
Dr. Salvador Fernández RiveraCoordinador de Investigación, Innovación y Vinculación
Lic. Marcial A. García MorteoCoordinador de Administración y Sistemas
Centro de Investigación Regional del Noreste
Dr. Sebastián Acosta NúñezDirector Regional
Dr. Jorge Elizondo BarrónDirector de Investigación, Innovación y Vinculación
M. A. José Luis Cornejo EncisoDirector de Administración
M. C. Nicolás Maldonado MorenoDirector de Planeación y Desarrollo
RB CAÑERO: sorgo dulce
[Sorghum bicolor (L.)
Moench] para la
producción de etanol
Dr. Noé MONTES GARCÍA
Dr. Víctor PECINA QUINTERO
Dra. María Eugenia CISNEROS LÓPEZ
M. A. Miguel Ángel GARCÍA GRACIA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y PecuariasCentro de Investigación Regional del Noreste
Campo Experimental Río BravoSeptiembre de 2010
Folleto Técnico Núm. 43, ISBN: 978-607-425-355-9
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,Agrícolas y Pecuarias
Progreso 5, Barrio de Santa CatarinaDelegación Coyoacán, C.P. 04010 México, D. F.
Teléfono (55) 3871-8700
ISBN 978-607-425-355-9Primera Edición 2010
Clave CIRNE: INIFAP/CIRNE/A-460
RB Cañero: sorgo dulce [Sorghum bicolor (L.) Moench] parala producción de etanol
No está permitida la reproducción total o parcial de esta publicación,ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea
electrónico, mecánico, fotocopia, por registro u otros métodos, sin elpermiso previo y por escrito de la Institución.
CONTENIDO
ANTECEDENTES
1
EL SORGO DULCE 6
VENTAJAS COMPARATIVAS DEL SORGO DULCE
6
ORIGEN DEL RB CAÑERO
8
DESCRIPCIÓN DE LA VARIEDAD RB CAÑERO
10
PRODUCCIÓN DE BIOMASA
13
PRODUCCIÓN DE AZUCARES
17
ÁREA DE ADAPTACIÓN
24
REGISTRO DEL RB CAÑERO 24
PRODUCCIÓN DE SEMILLA
25
COMERCIALIZACIÓN 25
RECOMENDACIONES PARA SU USO
26
LITERATURA CITADA
26
Página
ÍNDICE DE CUADROS Página
Cuadro. 1. Características de la planta del RB
Cañero. Río Bravo, Tamaulipas. 2009.
12
Cuadro. 2. Porcentaje de distribución de biomasa en partes de la planta del RB Cañero
en diversas fechas de siembra en Río Bravo, Tamaul ipas. Ciclo Primavera-Verano. 2007.
16
Cuadro. 3. Peso de la biomasa (g) de partes de la
planta del RB Cañero en diversas fechas de siembra en Río Bravo, Tamaulipas. Ciclo Primavera-Verano. 2007.
16
Cuadro. 4. Características de variedades de sorgos dulces evaluados en Río Bravo, Tamaulipas, bajo condiciones de riego
durante el ciclo Otoño-Invierno. 2009.
20
Cuadro. 5. Distribución de azúcares (ºBrix)observados en el tallo de variedades de sorgo dulce evaluados en Río
Bravo, Tamaulipas, bajo condiciones de riego durante el ciclo Otoño-Invierno. Etapa de grano masoso. 2009.
22
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura. 1. Lote comercial de producción de sorgo dulce cultivado bajocondiciones de riego en Río Bravo,
Tamaulipas. Ciclo Primavera-Verano 2009.
10
Figura. 2. Producción de biomasa del RB Cañero observada durante el ciclo de Otoño-
Invierno, Río Bravo, Tamaulipas. 2009.
15
Figura. 3. Altura de planta del RB Cañero bajo condiciones de temporal durante el
ciclo Primavera-Verano en Río Bravo, Tamaulipas. 2009.
21
Figura. 4. Distribución de azúcares (ºBrix) en el tallo del sorgo dulce RB Cañero.
23
RB CAÑERO: sorgo dulce [Sorghum bicolor (L.)
Moench] para la producción de etanol
Dr. Noé MONTES GARCÍA
Dr. Víctor PECINA QUINTERO
Dra. María Eugenia CISNEROS LÓPEZ
M. A. Miguel Ángel GARCÍA GRACIA
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
1
La reducción en la cantidad de recursos energéticos
no renovables ha provocado en los últimos años que
los precios de los combustibles se hayan elevado,
originando incertidumbre entre la población por las
consecuencias de una crisis energética. Aunado a esto,
el calentamiento global debido al uso de recursos
contaminantes, es uno de los principales problemas
que enfrenta la sociedad, donde hoy en día se
registran sucesos climáticos adversos más frecuentes y
con mayor intensidad como inundaciones, nevadas,
sequías prolongadas y terremotos, entre otros. Es por
ANTECEDENTES
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
2
Según Goldemberg y Macedo (1994), el 50 % de la
gasolina que requiere Brasil para 10 millones de
automóviles ha sido desplazada por el etanol
producido de la caña de azúcar, lo que representa 250
mil barriles de alcohol por día. Otros países como los
Estados Unidos de América están produciendo
biocombustibles a partir de granos de maíz y sorgo. Sin
embargo, la utilización de granos de cereales para
producir etanol-carburante tiene serias oposiciones ya
que existe un déficit mundial de alimentos (Weizz y
Marshall, 1979; Hall, 1983). Cuando la biomasa proviene
de otras fuentes de celulosa que no son granos, tanto el
balance energético como el rendimiento energético
final son mayores, así como la reducción de emisiones
ello que resulta importante iniciar programas
alternativos de producción de energía que no causen
tanta contaminación y reduzcan los gases con efecto
invernadero que desestabilizan el clima. Entre estas
acciones está el uso de biocombustibles, los cuales
producen energía limpia y eficiente.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
3
de gases de efecto invernadero (Argonne National
Laboratory, 2005).
Uno de los cultivos que no compite con los granos y que
presenta ventajas sobre otros, es el sorgo dulce
Sorghum bicolor (L.) Moench, cultivo que provee
grano y tallos. El sorgo dulce se puede utilizar en la
producción de azúcar refinada (Rajvanshi et al., 1993),
alcohol (House et al., 2000), gasolina, techos, bardas,
papel y goma de mascar; ha sido utilizado por
alrededor de 150 años para producir miel concentrada
con un sabor d i s t in t ivo (Schaf fer t , 1992) .
Adicionalmente, los sorgos dulces han sido utilizados
ampliamente en la producción de ensilados y
alimentos balanceados para animales (Undersander
et al., 1990).
La crisis del petróleo que se presentó entre 1973 y 1976
renovó el interés en la producción comercial de sorgo
dulce para ser transformado biológicamente en
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
4
alcohol etílico y usado como combustible o aditivo
(Schaffert y Gourley, 1982). El sorgo puede ser utilizado
para producir etanol de primera generación, etanol
celulósico o para producir energía propia (Lemus y
Parrish, 2009).
En el parénquima del tallo del sorgo dulce se alojan
altos niveles de azúcar (Harlan y de Wet, 1972; Vietor
y Miller, 1990); estos niveles pueden ser similares o más
altos que los de la caña de azúcar (Saccharum spp.),
aunque el mecanismo de acumulación del azúcar es
diferente (Lingle, 1987; Tarpley y Vietor, 2007); la caña
de azúcar requiere de 12 a 24 meses de clima tropical
para madurar, mientras que el sorgo requiere de 92 a
150 días (Hills et al., 1990). Estos azúcares pueden ser
convertidos a etanol, el cual es una excelente fuente
de energía. El agregar un 10 % de etanol a la gasolina
reduce hasta en un 30 % las emisiones de monóxido de
carbono y entre 6-10 % las de dióxido de carbono
(Smith y Buxton, 1993; Gnansounou et al., 2005).
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
5
Para México, donde las reservas de petróleo están
escaseando, es prioridad producir biocombustible y
obtener una energía más económica y sustentable. El
sorgo dulce, debido a su rápida tasa de crecimiento
(120-180 días), a su alto valor de producción de energía
y su gran adaptabilidad, resulta una excelente fuente
de producción de etanol (Smith et al., 1987; Smith y
Buxton, 1993); además, es un cultivo que presenta
una importante producción de grano, despunte de
hojas y bagazo (residuo post extracción de los
azúcares) cuyo destino puede ser energía para el
proceso de fabricación de etanol (Woods, 2000).
El sorgo dulce produce altas cantidades de biomasa
total, la cual varía de acuerdo a la localidad, sin
embargo en evaluaciones realizadas en California, USA,
la producción de biomasa ha llegado a las 118 ton/ha,
con una producción de tallo de 98 ton/ha, suficiente
para producir de 3,750 a 4,800 litros de etanol (Hills, et al.,
1990). Si bien existe mucha información de prácticas de
manejo para el sorgo dulce, estas fueron realizadas
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
6
con variedades con un potencial de rendimiento
limitado (Cassou et al., 1983; Smith y Buxton, 1993;
Gnansounou et al., 2005).
El sorgo dulce fue introducido a los Estados Unidos de
América antes del siglo XVII y creció extensivamente
desde 1850, cuando la variedad forrajera (también
llamada "caña de azúcar china") fue introducida de
Francia. Muchas otras variedades se han introducido
de otros países o se han desarrollado desde entonces.
En los últimos años, el sorgo dulce ha recibido un
formidable impulso como fuente renovable de energía
como consecuencia del alza en los precios del
petróleo.
El sorgo dulce además de su rápido crecimiento, alta
eficiencia en el uso del agua, bajos requerimientos de
fertilizante y amplia adaptación (Prasad et al., 2007),
presenta ventajas en relación a otros cultivos que son
EL SORGO DULCE
VENTAJAS COMPARATIVAS DEL SORGO DULCE
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
7
usados comúnmente para la obtención de
biocombustibles. Estas ventajas son:
Ciclo vegetativo de alrededor de 4 meses y
3requerimiento de agua de 4000 m por ciclo de
cultivo, mientras que la caña de azúcar tiene un
ciclo vegetativo de 12 a 16 meses y
3requerimiento de agua de 36000 m por ciclo.
Costo de producción del sorgo dulce es tres
veces menor que el de la caña de azúcar.
Se propaga por semilla.
El sistema de producción del cultivo es
totalmente mecanizable.
La calidad de quemado del etanol es superior al
de la gasolina, ya que contiene menos azufre.
El octanaje es alto (superior a los 100 octanos).
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
8
ORIGEN DEL RB Cañero
Cuatro poblaciones de sorgo dulce (Dale, Topper 76-6,
Theis y M-81E) desarrolladas por la Estación
Experimental de Cultivos Azucareros de los Estados
Unidos en Meridian, Mississippi, USA, fueron introducidas
al Campo Experimental Río Bravo del INIFAP durante el
año 2006. Las mayores desventajas que presentaron
estos materiales en las primeras evaluaciones fueron:
(1) mayor susceptibilidad a plagas y enfermedades
que los sorgos sembrados comúnmente en la zona; (2)
sensibilidad al fotoperiodo; (3) pobre calidad de semilla
así como bajo rendimiento de grano; (4) madurez
tardía, y (5) amplia variabilidad dentro de cada
población.
Tomando en consideración estas situaciones, el
programa de mejoramiento genético del Campo
Experimental Río Bravo se enfocó a mejorar algunas
características de interés como la producción de
biomasa, contenido de azúcares y precocidad. Como
resultado se identificaron plantas que sobresalían de la
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
9
población original, las cuales además de su
capacidad de producción de biomasa y precocidad,
manifestaron características deseables en la panoja y
grano.
El sorgo RB Cañero es una variedad de sorgo dulce
derivada de una población de sorgo dulce, obtenida
del cruzamiento de los genotipos Wrangler y Wrangler x
Río, realizado en Estados Unidos en la época de los
ochentas. Posteriormente a su introducción a México,
la población base fue sometida durante cinco ciclos al
método de selección masal sin recombinación bajo
condiciones de riego y temporal en el Campo
Experimental Río Bravo. Durante estos ciclos de
selección se identif icaron segregantes con
características de precocidad, alta producción de
biomasa total, alta proporción de tallo (Figura 1),
panoja semi-abierta con gran producción de grano
redondo, con poca cobertura de gluma y de color
café-rojizo, y con un contenido de 14 a 16º Brix en el
jugo del tallo.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
10
DESCRIPCIÓN DE LA VARIEDAD RB Cañero
El sorgo RB Cañero durante los ciclos de Otoño-Invierno
y de Primavera-Verano presenta altura de planta
promedio de 2.9 m, el diámetro de los tallos es de 2.6
cm, y estos contienen gran cantidad de jugo rico en
Figura 1. Lote comercial de producción de sorgo dulce cultivado bajo condiciones de riego en Río Bravo, Tamaulipas. Ciclo Primavera-Verano 2009.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
11
azúcares a partir de la etapa de grano lechoso. En el
Cuadro 1 se presentan características distintivas de
esta variedad. A pesar de ser de porte alto esta
variedad presenta tolerancia al acame.
RB Cañero presenta precocidad, durante el ciclo de
Otoño-Invierno la floración ocurre a los 70-75 días
después de la siembra (DDS) y durante el ciclo
Primavera-Verano la floración ocurre alrededor de los
60-65 DDS; es tolerante al acame, grano de tamaño
medio a grande y de forma redonda. La panoja es de
forma simétrica.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
12
Cuadro 1. Características de la planta del RB Cañero. Río Bravo, Tamaulipas. 2009.
CARACTERÍSTICA Descriptor
HOJA
Coloración de los antocianinos del coleoptilo AusenteaColoración de los antocianinos de la 5 hoja Ausente
Color verde de la hoja a emergencia de panícula Medio
Coloración de la nervadura en la hoja bandera Pálida
Número de hojas totales 172Área foliar de la hoja bandera 228 cm
TALLO
Número de entrenudos a madurez 14
Diámetro del tallo a madurez 2.6 cm
Altura de planta 2.88 m
Longitud por arriba de la vaina de hoja bandera Corta
PANOJA
Longitud de la panoja 27.7 cm
Tipo de panoja Simétrica
Densidad de la panoja Densa
Floración Intermedia
GRANO
Madurez fisiológica Intermedio-
Precoz
Número de granos/panoja 1591
Peso de 1000 granos 20.12 g
Longitud de la gluma 2.75 mm
Cobertura de la gluma 76 %
Proporción grano/germen 66 %
Proporción de grano harinoso 96 %
Color de grano Café-rojizo
Color de gluma Café-
obscuro
Contenido de taninos Ausente
Vista dorsal Circular
Vista perfil Elíptico
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
13
Bajo el término biomasa se incluye toda la materia
orgánica que tiene su origen inmediato en un proceso
biológico (Oliva, 2003). Actualmente, el 2 % de la
biomasa proveniente de cultivos es utilizada por los
humanos. No es sorpresa que el interés en la utilización
de este tipo de sorgos en la producción de
bioenergéticos se haya incrementado en los últimos
años (Schubert, 2006). En sorgo dulce, al igual que en
caña de azúcar, el diámetro del tallo y el área foliar de
las hojas superiores de las variedades mejoradas se han
incrementado drásticamente, todo con la finalidad de
tener una mayor superficie fotosintética y de almacén
de sacarosa (Bull, 1967). Todas las células de la pared
celular de las plantas contienen celulosa, un polímero
de β-1,4 unidades de glucosa, principalmente en la
forma de microfibrillas cristalinas así como en forma
amorfa (Carpita y McCann, 2000). Las paredes también
contienen hemicelulosas y polifenoles como la lignina y
en menor proporción proteínas estructurales. La
PRODUCCIÓN DE BIOMASA
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
14
prevalencia de los polisacáridos en la pared es
particularmente ventajosa para las plantas, ya que
estos provienen de los productos generados
directamente de la fotosíntesis.
Hoy en día, alrededor del 93 % del etanol es producido a
través de la fermentación de algún tipo de biomasa, y
un 7 % por métodos sintéticos (Rhodes y Fletcher, 1996,
mencionados por Lozanoff et al., 2007). Durante el ciclo
de Primavera-Verano, el tallo representa la mayor
proporción de biomasa en el RB Cañero (Figura 2),
teniendo en promedio el 79 % del peso total de la
planta, mientras que las hojas sólo representan el 11.5 %
y la panoja el 9.5 %. La proporción de las partes de la
planta del RB Cañero no se afectan significativamente
por la fecha de siembra (Cuadro 2). Sin embargo, si es
afectado por la fecha de siembra en cuanto a la
producción de biomasa de tallo, ya que las
reducciones son de 43.8 y de 47.8 % en las siembras
realizadas en agosto y septiembre, respectivamente, en
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
15
relación a la fecha de siembra realizada en julio
(Cuadro 3).
Figura 2. Producción de biomasa del RB Cañero observada durante el ciclo Otoño-Invierno. Río Bravo, Tamaulipas. 2009.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
16
Órganos de 15 15 15
la planta Julio Agosto Sept.Promedio
Tallo 81.0 a 76.4 a 79.8 a 79.1
Hoja 9.5 a 12.9 a 11.9 a 11.4
Panoja 9.5 a 10.7 a 8.3 a 9.5
Porcentaje de distribución de biomasa en partes de la planta del RB Cañero en diversas fechas de siembra en Río Bravo, Tamaulipas. Ciclo Primavera-Verano. 2007.
Cuadro 2.
Nota: Fechas de siembra con la misma letra dentro de cada órgano son estadísticamente iguales según Tukey (P<.05).
Nota: Fechas de siembra con la misma letra dentro de cada órgano son estadísticamente iguales según Tukey (P<.05).
Órganos de 15 15 15
la planta Julio Agosto SeptiembrePromedio
Tallo 423.4 a 238.0 b 220.9 b 294.1
Hoja 42.0 a 41.7 ab 33.7 b 39.1
Panoja 51.4 a 32.3 b 22.4 c 35.4
Peso de la biomasa (g) de partes de la planta del RB Cañero en diversas fechas de siembra en Río Bravo, Tamaulipas. Ciclo Primavera-Verano. 2007.
Cuadro 3.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
17
La reducción observada en las fechas posteriores a la
siembra de julio puede ser debida a la disminución
paulatina en el área foliar y en la altura de la planta,
esto a consecuencia de sensibilidad al fotoperíodo
(días más cortos).
La biomasa residual de origen agrícola puede contener
tres tipos de hidratos de carbono: a) monosacáridos y
oligosacáridos solubles en agua y, en su mayor parte
fermentables por levaduras; b) pentosas fácilmente
hidrolizables y c) lignocelulosa difícil de hidrolizar
(García-Breijo y Primo-Yúfera, 1986). La cantidad de
azúcares totales extraídos oscila en alrededor del 30 %,
mientras que los azúcares reductores no superan el 8.5
%. El 97 % de los azucares reductores totales extraídos
son azúcares fermentables. La caña de azúcar y las
remolachas son los ejemplos clásicos de la biomasa que
contiene cantidades sustanciales del disacárido
sacarosa, la cual se acumula en el tallo de la caña de
PRODUCCIÓN DE AZÚCARES
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
18
azúcar, a diferencia de la glucosa, la cual usualmente
es el sustrato preferido para el uso en el crecimiento
corto de los entrenudos (Bieleski, 1962). Según Gifford y
Evans (1981), si un órgano de la planta almacena
sacarosa en su simplasto y en las vacuolas, y estos
tienen la capacidad de acumular azúcares en contra
del gradiente de flujo de los mismos, entonces el
apoplasto de este órgano tendrá una concentración
menor de azúcar, a pesar de que la concentración de
azúcar es alta en el órgano en su totalidad. Esto es lo
que presumiblemente sucede en la remolacha, la caña
de azúcar y en los frutales. Los niveles de sacarosa en el
citoplasma dependen directamente de cuatro
enzimas que están envueltas en la síntesis y
degradación de la misma. Estas son la sacarosa-fosfato-
sintetasa (SFS), la cual esta asociada a la sacarosa-
fosfato-fosfatasa (SFF), la sacarosa sintetasa (SS) y la
invertasa (I). La SFS y SFF se encuentran en las hojas,
mientras que SS e I se encuentran en cualquier tipo de
órgano o tejido (Daie, 1985).
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
19
Hasta los años 30, el etanol de grado industrial fue
producido a nivel mundial vía la fermentación de la
melaza. Hoy en día, el alto costo del azúcar de caña de
azúcar ha hecho que estas fuentes de producción
pierdan terreno contra otras fuentes y tecnologías
(Goldemberg et al., 1993). En relación a esto, los tallos
del sorgo dulce contienen azúcares fermentables en el
jugo, equivalentes a 3,500-5,500 litros de etanol por
hectárea, el cual es el doble comparado con el
obtenido del grano de maíz. De esta manera, el sorgo
dulce tiene la oportunidad a través de la ingeniería
genética como en el caso del arroz, el trigo, y el maíz,
de convertirse en el "grano global del futuro" (Maunder,
2006),
El RB Cañero rinde alrededor de 51 ton/ha de tallo
durante el ciclo de Otoño-Invierno, el cual representa el
78.1 % de la biomasa total, significativamente superior
al 74.0 y 69.0 % obtenidos en las variedades Fortuna y
Sureño (testigos), respectivamente (Cuadro 4). Otra
ventaja del RB Cañero es la producción de azúcares
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
20
(ºBrix), ya que presenta a lo largo de los diversos
entrenudos un promedio de 16.26 ºBrix, el cual es 43 y 6
% superior a los observados en las variedades Fortuna y
Sureño, respectivamente. Además, debido a su porte
alto (> 40 % en relación a Fortuna y Sureño) puede
almacenar una mayor cantidad de jugo en el tallo
(Figura 3).
Características de variedades de sorgos dulces evaluados en Río Bravo, Tamaulipas, bajo condiciones de riego durante el ciclo Otoño-Invierno. 2009.
Cuadro 4.
Característica RB Cañero Fortuna Sureño
65.24 b 99.12 a 47.04 c
50.96 b 73.50 a 32.34 c
16.26 a 11.36 b 15.40 ab
258 a 180 b 184 ab
Biomasa
(ton/ha)
Tallo
(ton/ha)
Promedio deoBrix en tallo
Altura de
planta (cm)
Nota: Variedades con la misma letra dentro de cada característica son estadísticamente iguales según Tukey (P<.05).
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
21
Figura 3. Altura de planta del RB Cañero bajo condiciones de temporal durante el ciclo Primavera-Verano en Río Bravo, Tamaulipas. 2009.
RB Cañero es un material ideal para producción de
biocombustibles debido a la alta producción de
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
22
biomasa y alto contenido de azúcares en el jugo del
tallo, los cuales están distribuidos de una manera
uniforme a través de los entrenudos, alcanzando
valores de 17.8 ºBrix en el entrenudo número 8, siendo
superior al observado en las variedades Fortuna y
Sureño en 50 y 12 %, respectivamente (Cuadro 5).
Distribución de azúcares (ºBrix) observados en el tallo de variedades de sorgo dulce evaluados en Río Bravo, Tamaulipas, bajo condiciones de riego durante el ciclo Otoño-Invierno. Etapa de grano masoso. 2009.
Cuadro 5.
Entrenudo* RB Cañero Fortuna Sureño
2 13.8 ab 10.7 b 14.2 a
4 15.2 a 10.9 b 15.2 a
6 17.1 a 11.3 b 15.8 ab
8 17.8 a 11.8 b 15.9 ab
10 17.4 a 12.1 b 15.9 ab
* Iniciando de la panoja hacia la base de la planta.Nota: Variedades con la misma letra dentro de cada entrenudo son estadísticamente iguales según Tukey (P<.05).
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
23
La planta del RB Cañero presenta una distribución de
azucares muy uniforme a partir del entrenudo 5 y 6,
presentando valores de 17 ºBrix (Figura 4).
Figura 4. Distribución de azúcares (ºBrix) en el tallo del sorgo dulce RB Cañero.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
24
ÁREA DE ADAPTACIÓN
REGISTRO DEL RB Cañero
El RB Cañero ha mostrado buena adaptación en el
ciclo Otoño-Invierno en las áreas de riego de mediana y
alta productividad de Tamaulipas. Durante el ciclo de
Primavera-Verano ha mostrado adaptación al
temporal del norte y sur de Tamaulipas, así como en el
área de la Huasteca Potosina. A su vez, ha mostrado
adaptación en zonas sorgueras de Nuevo León, donde
ha producido un rendimiento de tallo de 95.5 ton/ha.
Por su parte en Coahuila la producción de tallo ha sido
de 118.2 ton/ha, en Baja California de 64.93 ton/ha, en
Sonora de 62.9 ton/ha, en Jalisco de 83.43 ton/ha y en
San Luis Potosí de 87.12 ton/ha.
El RB Cañero se registró en el año 2010 en el Catálogo
Nacional de Variedades Vegetales, otorgándole el
Servicio Nacional de Inspección y Certificación de
Semillas (SNICS) el registro SOG-187-260210, con base
en la guía de descriptores varietales de la Unión para la
Protección de las Obtenciones Vegetales.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
25
PRODUCCIÓN DE SEMILLA
COMERCIALIZACIÓN
Para la producción de semilla deberá: a) incrementar
la semilla en lotes donde no se haya sembrado sorgo
en el ciclo inmediato anterior; b) tener al menos 800 m
de distancia entre otros campos de sorgo; c) aplicar
desmezcles antes, durante y después de la floración
para eliminar plantas más altas y más bajas que la
variedad, plantas con diferente floración y tipo de
panoja; d) panojas con grano de diferente color y
forma; y e) estar libre o controlar la presencia de
zacate Johnson [Sorghum halepense (L.) Pers.]. De esta
forma se pueden producir 2.5 ton/ha de semilla
beneficiada.
Debido a la reciente demanda a nivel nacional de
genotipos que sean aptos para la producción de
biomasa para la producción de biocombustibles, el
INIFAP pone este genotipo a disposición de los
productores, sociedades de producción rural y
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
26
compañías de semillas, los cuales pueden acudir a las
oficinas del Campo Experimental Río Bravo y presentar
su solicitud de necesidades de semilla.
Se debe realizar labranza profunda (barbecho) al suelo
y aplicar una dosis de fertilización de 120-40-00,
aplicando todo el fósforo y la mitad del nitrógeno un
mes antes de la siembra, y el resto del nitrógeno antes
del cierre del cultivo. La siembra debe realizarse del 1º
de febrero al 8 de marzo y del 15 de julio al 15 de agosto.
Se deberán controlar malezas mediante la aplicación
de Prosulfuron en dosis de 30 g.i.a./ha cuando el sorgo
tenga entre 5 y 8 hojas verdaderas. La cosecha se
puede realizar manualmente o con la ayuda de una
cosechadora de caña de azúcar.
1.
RECOMENDACIONES PARA SU USO
LITERATURA CITADA
Argonne National Laboratory. 2005. Ethanol study: key points. Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. US Department of Energy.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
27
2. Bieleski, R.L. 1962. The physiology of sugarcane. V. Kinetics of sugar accumulation. Aust. J. Biol. Sci. 15:429-444.
3. Bull, T.A. 1967. The taxonomic significance of quantitative morphological characters and physiological studies of Saccharum. Proc. Int. Soc.
thSugar-cane Technol. 12 . Congr. pp 985-994.
4. Carpita, N. and McCann, M. 2000. The cell wall. pp. 52–108, In: Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Buchanan, B.B., Gruissem, W. and Jones, R.L. (eds). Rockville, MD, USA.
5. Cassou, S., Valdenegro, J.G. y Verde, R. 1983. Efecto de tres factores de producción en sorgo sacarígeno. Tesis Ing. Agr. Montevideo, Uruguay, Facultad de Agronomía. 158 p.
6. Daie, J. 1985. Carbohydrate partitioning and metabolism in crops. Horticultural Reviews 7: 69-108.
7. García-Breijo, F.J. y Primo-Yúfera, L. 1986. Alcohol de biomasa. I. Azúcares solubles fermentables en tallos de variedades de maíz y sorgo dulce. Rev. Agroquím. Tecnolo. Aliment. 26(4): 571-580.
8. Gifford, R.M. and Evans, L.T. 1981. Photosynthesis, carbon partitioning and yield. Ann. Rev. Plant Physiol. 32: 485-509.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
28
9. Refining sweet sorghum to ethanol and sugar: economic trade-offs in the context of North China. Bioresource Technology 96: 985-1002.
10.Goldemberg, J., Monaco, L.C. and Macedo, I.C. 1993. The Brazilian Fuel-Alcohol Program. pp 841-863, In: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity. T. Johansson, H. Kelly, A. Reddy and R Williams (Eds.). Island Press, Washington DC, USA.
11.Goldemberg, J. and Macedo, I. 1994. The Brazilian alcohol program: An overview. Energy for Sustainable Development. 1:17-22.
12.Hall, D.O. 1983. Biomass for energy fuels now and in the future. pp 1-22, In: Biomass utilization. W.A. Coté (ed.). Plenum press, New York, USA.
13.Harlan, J.R. and de Wet, J.W.J. 1972. A simplified classification of sorghum. Crop Sci. 12:172-176.
14.Hills, F.J., Lewellen, T. and Skoyen, I.O. 1990. Sweet sorghum cultivars for alcohol production. California Agric. 44: 14-16.
15.House, H.R., Gomez, M., Murty, O.S., Sun, Y. and Verma, B.N. 2000. Development of some agricultural industries in several African and Asian countries. pp 131-190. In: Sorghum: Origin, history, technology and production. Smith et al. (ed.). John Wiley & Sons, New York, USA.
Gnansounou, E., Dauriat, A. and Wyman, C.E. 2005.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
29
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
Lemus R., and Parrish D.J. 2009. Herbaceous cropswith potential for biofuel production in the USA.Perspectives in Agriculture, Veterinary Science,Nutrition and Natural Resources 4, No. 057.
Lingle, S.E. 1987. Sucrose metabolism in theprimary culm of sweet sorghum duringdevelopment. Crop Sci. 27: 1214-1219.
Lozanoff, J., Heinichen, S., Marchi, G. y Risso E.2007. Bioenergía: Revisión de energías emergentes.Observatorio de Politicas Públicas, Argentina. 84 p.
Maunder, B. 2006. Sorthe future, http://www.sorghumgrowers.com/Sorghum+101
ghum: The global grain of
Oliva, D.J.M. 2003. Efecto de los productos de degradación originados en la explosión por vapor de biomasa de chopo sobre kluyveromyces marxianus. Tesis doctoral, Universidad Complutense de Madrid, España. 160 p.
Prasad, S., Singh, A., Jain, N., and Joshi, H.C. 2007Ethanol Production from Sweet Sorghum Syrup for Utilization as Automotive Fuel in India. Energy Fuels 21 (4): 2415–2420.
.
Rajvanshi, A.K., De, T.K., Jorapur, R.M. and Nimbkar, N. 1993. Jaggery and syrup from sweet
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
30
sorghum. Publication No. NARI-GUR, published byNimbkar Agricultural Research Institute (NARI),Phaltan. India.
Schaffert, R.E. and Gourley, L.M. 1982. Sorghum as an energy source. pp 605-623. In: the eighties: Proceedings of the InternationalSymposium on Sorghum, 2-7 Nov. 1981, ICRISATCenter, Patancheru, India.
Sorghum in
Schaffert, R.E. 1992. Sweet sorghum substrate forindusttrial alcohol. pp. 131-137. In: Utilization ofsorghum and millets: proceedings of theInternational workshop on policy, practice, andpotential relating to uses of sorghum and millets,8-12 Feb. 1988, ICRISAT Center, Bulawayo,Zimbabwe.
Schubert, C. 2006. Can biofuels finally take centerstage? Nat. Biotechnol. 24: 777-784.
Smith, G.A., Bagby, B.O., Lewellen, R.T., Doney, D.L., Moore, P.H., Hills, F.J., Campell, L.G.,Hogaboam, G.J., Coe, G.E. and Freeman, K. 1987.Evaluation of sweet sorghum for fermentablesugar production potential. Crop Sci. 27: 788-793.
Smith, G.A. and Buxton, D.R. 1993. Temperatezone sweet sorghum ethanol productionpotential. Bioresource Technology, Volume 43(1):71-75.
23.
24.
25.
26.
27.
RB CAÑERO: sorgo dulce para la producción de etanol
31
T a r p l e y , L . a n d V i e t o r , D . M . 2 0 0 7 .Compartmentation of sucrose during radialtransfer in mature sorghum culm. BMC Plant Biol.7:33.
28.
29.
30.
31.
32.
Undersander, D.J., L.H. Smith., A.R. Kaminski., K.A.Kelling, and J.D. Doll. 1990. Sorghum-Forage. Inhttp://www.hort.purdue.edu/newcrop/AFCM/forage.html
Vietor, D. M., and Miller, F.R. 1990. Assimilation,partitioning, and non-structural carbohydrate insweet compared with grain sorghum. Crop Sci.30: 1109-1115.
Weizz, P.B., and Marshall, F.J. 1979. High-gradefuels from biomass farming and constraints.Science 206: 24-29.
Woods, J. 2000. Integrating Sweet Sorghum andSugarcane for Bioenergy: Modeling the Potentialfor Electricity and Ethanol Production in SEZimbabwe. PhD Thesis, King´s College London.
Centros Nacionales de Investigación
Disciplinaria, Centros de Investigación Regional
y
Campos Experimentales
Instituto Nacional de InvestigacionesForestales, Agrícolas y Pecuarias
Sede de Centro de Investigación Regional
Centro Nacional de Investigación Disciplinaria
Campo Experimental
Revisión Técnica
Comité Editorial de CIR-Noreste
Presidente
Secretario
Vocales
Código INIFAP
Dr. Jorge Elizondo BarrónDr. José Antonio Hernández Alatorre
Dr. Alfredo Zamarripa ColmeneroDr. Enrique Rosales Robles
Dr. Jorge Elizondo Barrón
Ing. Hipólito Castillo Tovar
M. C. Antonio Cano PinedaDr. Jesús Loera Gallardo
Dr. Raúl Rodríguez GuerraDr. Antonio Palemón Terán VargasM. C. Nicolás Maldonado Moreno
Dr. Jorge Urrutia Morales
MX-0-310302-45-03-13-09-43
Esta publicación se terminó de imprimir en el mes de septiembre de 2010en los talleres de CITY PIXEL, Sierra Tarahumara No. 911, Col. Las Puentes
o10 Sector, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.
Su tiraje consta de 1000 ejemplares
Dr. Rubén Darío Garza Cedillo
Campo Experimental Río Bravo
Jefe de Campo
Jefe de Operación
Jefe Administrativo
Miguel Ángel García Gracia
Rubén Darío Garza Cedillo
Noé Canales Tinajero
INVESTIGADOR RED DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓNALVARADO CARRILLO MANUEL AGUA Y SUELOÁLVAREZ OJEDA MARÍA GENOVEVA BIOTECNOLOGÍABUSTAMANTE DÁVILA ALEJANDRO JOSÉ HORTALIZASCANTÚ ALMAGUER MIGUE ÁNGEL MAÍZCASTILLO TOVAR HIPÓLITO TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍACISNEROS LÓPEZ MARÍA EUGENIA INDUSTRIALES PERENNESCORTINAS ESCOBAR HÉCTOR MANUEL FRIJOL Y OTRAS LEGUMINOSAS DE GRANOCRUZ CRUZ NANCY VIANEY SOCIOECONOMÍADE LA GARZA CABALLERO MANUEL MAÍZDÍAZ FRANCO ARTURO AGUA Y SUELOESPINOSA RAMÍREZ MARTÍN SERVICIOS AMBIENTALESFLORES TOMAS JAIME OVINOS Y CAPRINOSGARCÍA GRACIA MIGUEL ÁNGEL TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍAGARZA CEDILLO RUBÉN DARÍO PASTIZALES Y RECURSOS FORRAJEROSGONZÁLEZ QUINTERO JAVIER OLEAGINOSASLIMÓN GUTIÉRREZ JULIO CÉSAR INOCUIDAD Y VALOR AGREGADO DE ALIMENTOSLOERA GALLARDO JESÚS SANIDAD VEGETALMAGALLANES ESTALA AGUSTÍN MODELAJEMAYA HERNÁNDEZ VÍCTOR FRUTALES TROPICALESMONTES GARCÍA NOÉ BIOENERGÉTICOSORTIZ CHAÍREZ FLOR ELENA AGUA Y SUELORAMÍREZ PFEIFFER CARLOS SALUD ANIMALREYES MÉNDEZ CÉSAR AUGUSTO MAÍZREYES ROSAS MARCO ANTONIO SANIDAD VEGETALRODRÍGUEZ DEL BOSQUE LUIS ÁNGEL SANIDAD VEGETALROSALES ROBLES ENRIQUE SANIDAD VEGETALSALINAS GARCÍA JAIME ROEL AGUA Y SUELOSAMPAYO MALDONADO SALVADOR PLANTACIONES Y SIST. AGROFORESTALESSÁNCHEZ DE LA CRUZ RICARDO TRIGO Y CEREALES DE GRANO PEQUEÑOSILVA SERNA MARIO MARÍN MODELAJEVARGAS VALERO ELOY TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA
www.gobiernofederal.gob.mxwww.sagarpa.gob.mxwww.inifap.gob.mx