EVALUACIÓN DE GENOTIPOS DE

SORGO DULCE DURANTE DOS CICLOS

DE CULTIVO COMO MATERIA PRIMA

PARA LA OBTENCION DE ETANOL

Sergio Uribe Gómez, Rosa Laura

Rebolledo García, Noé Montes García y M. Guadalupe Aguilar Uscanga

Sede Regional: ISTMO-GOLFO

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

Fecha: Octubre 2014

Consumo y producción de combustibles fósiles (1965-2009), posible demanda y producción en el futuro.

BP. 2010. BP statistical review of world energy. Hayward, T. ed. London

Evolución de la Concentración de GEI en la Atmósfera Terrestre (IPCC, 2007).

Participación en Efecto de Invernadero

CO2 = 77 %

CH4 + N2O + O3 + CFC = 23 %

Producción de biomasa para biocombustibles como fuente alternativa de energía (Liu and Sun, 2011).

Potencial del sorgo dulce para la producción de Etanol

• Rápido crecimiento y maduración temprana : 4-5

meses. • Alta eficiencia en el uso del agua: 8 000 vs 36,000

m3 ha-1 comparado con caña de azúcar. • Requerimiento limitado de fertilizante: 36% menos

que el requerido para maíz • Alta asimilación de carbono: 50 g m-2 día-1. • Especial habilidad para acumular alta cantidad de

azúcar en los tallos • Tolerante a estreses abióticos: sequía, excesos de

humedad, salinidad y alcalinidad (Prasad et al., 2007)

Limitaciones del Sorgo dulce como un cultivo

competitivo para bioenergía:

Estacionalidad de la cosecha Transporte de grandes cantidades de biomasa Fermentación de los azúcares si no se procesan

inmediatamente después de la cosecha Desarrollo de tecnología específica para la

producción de materia prima y su transformación en etanol

Sorgo dulce cultivo: complementario para la producción de Etanol

Objetivo

• Evaluar materiales genéticos de sorgo dulce

durante dos ciclos de cultivo, en el estado de Veracruz, como materia prima para la elaboración de etanol.

Materiales y Métodos •Experimentos realizados en el Campo Experimental Cotaxtla del INIFAP: Octubre 2013-Mayo 2014 •35 materiales genéticos de sorgo dulce •Bloques al azar con cuatro repeticiones •Variables respuesta por planta: altura, diámetro, peso fresco de tallo, hoja y panícula, y sólidos solubles totales •Variables respuesta por superficie ( m2): Peso de hoja, tallo y panícula. •Análisis de varianza simple y combinado

Materiales genéticos evaluados

SBA25 X US1 SBA22 X US1 SBA25 X SUREÑO TOPPER 76-6

SBA25 X US2 SBA22 X US2 SBA22 X SUREÑO G-STAR 501

SBA25 X US3 SBA22 X US3 SBA25 X DALE RB CAÑERO

SBA25 X US4 SBA22 X US5 SBA22 X DALE TANOL 1

SBA25 X US5 SBA22 X US6 SBA25 X TOPPER TANOL 2

SBA25 X US6 SBA22 X US7 SBA25 X THEIS CANDY

SBA25 X US7 SBA22 X US8 SBA25 X RB CAÑERO

SBA25 X US8 SBA22 X US9 SBA22 X RB CAÑERO

SBA25 X US9 SBA22 X US10

SBA25 X US10 SBA22 X US11

SBA25 X US11

Evaluación de 35 genotipos de sorgo dulce ciclo de plantilla en el C.E. Cotaxtla (octubre 2013-enero 2014)

Evaluación de 35 genotipos de sorgo dulce ciclo de soca en el C.E. Cotaxtla (febrero-mayo 2014)

Cuadro 1. Altura y diámetro de plantas de genotipos de sorgo en los ciclos de

plantilla y soca

GENOTIPO ALTURA (cm) DIAMETRO (mm)

Plantilla Soca Plantilla Soca

SBA25 X US6 238.3 a1 211.3 a 12.5 a 11.6 a

SBA25 X US9 236.2 a 211.8 a 13.2 a 12.1 a

SBA25 X SUREÑO 224.7 a 205.8 a 12.6 a 11.7 a

SBA25 X US2 217.7 a 206.0 a 12.0 a 11.1 a

SBA25 X DALE 217.0 a 203.3 a 12.7 a 11.6 a

SBA25 X US3 209.6 b 200.0 a 12.6 a 11.9 a

SBA25 X US10 204.3 b 187.3 b 12.0 a 11.2 a

TANOL 2 197.8 b 191.3 a 9.7 c 9.6 b

SBA25 X RB CAÑERO 196.1 b 193.0 a 11.0 b 10.5 a

SBA22 X DALE 194.6 b 203.3 a 10.2 b 10.3 a

CANDY 194.5 b 193.0 a 9.6 c 9.6 b

SBA22 X US7 187.2 b 194.0 a 11.2 a 11.4 a

SBA22 X SUREÑO 186.8 b 191.5 a 11.0 b 10.6 a

SBA25 X THEIS 181.6 c 167.3 c 10.9 b 9.5 b

SBA22 X US5 180.1 c 170.0 b 10.3 b 10.6 a

SBA22 X US1 172.4 c 172.8 b 10.0 b 9.6 b

RB CAÑERO 166.7 c 160.8 c 8.8 c 7.9 c

SBA22 X US11 163.3 c 154.5 c 10.7 b 10.5 b

TOPPER 76-6 159.7 c 169.5 c 9.2 c 8.5 b 1 Diferente letra (a,b,c) en una columna denota diferencias significativas (P<0.05)

Cuadro 2. Peso de tallo y sólidos solubles totales de plantas de genotipos de sorgo en los ciclos de plantilla y soca

GENOTIPO PESO DE TALLO (g) SOLIDOS SOLUBLES

TOTALES (°Brix)

Plantilla Soca Plantilla Soca

SBA25 X US6 240.8 a1 213.6 a 8.2 b 19.0 a

SBA25 X US7 213.8 a 221.7 a 9.5 b 18.8 a

SBA25 X DALE 206.9 a 195.4 a 10.6 b 18.0 a

SBA25 X US4 181.5 a 186.5 a 10.3 b 19.9 a

SBA25 X TOPPER 174.1 b 178.1 a 7.4 b 18.9 a

SBA25 X US5 161.7 b 185.7 a 4.7 c 19.3 a

SBA25 X US10 160.6 b 179.3 a 5.4 b 17.3 b

SBA25 X US11 151.4 b 162.3 a 4.8 c 17.3 b

TANOL 1 150.3 b 149.5 b 12.2 a 19.3 a

SBA25 X RB CAÑERO 142.1 b 157.5 b 7.6 b 17.4 b

SBA22 X US11 140.4 b 153.0 b 7.0 b 17.6 b

SBA22 X US2 138.4 b 175.1 a 8.5 b 17.3 b

G-STAR 501 124.1 c 124.9 b 8.2 b 17.2 b

TANOL 2 121.9 c 141.2 b 10.9 b 21.2 a

CANDY 121.6 c 140.7 b 17.0 a 19.7 a

SBA22 X US5 121.1 c 165.9 a 7.9 b 15.8 b

RB CAÑERO 89.1 c 91.4 c 7.6 b 18.3 a

1 Diferente letra (a,b,c) en una columna denota diferencias significativas (P<0.05)

Cuadro 3. Peso de tallo y peso total por unidad de superficie (1m2) de genotipos de sorgo dulce en los ciclos de plantilla y soca

GENOTIPO PESO DE TALLO (g) PESO TOTAL (g)

Plantilla Soca Plantilla Soca

SBA25 X SUREÑO 1853.3 a1 2339.9 a 2448.2 a 3048.4 a

SBA25 X US9 1843.9 a 2186.3 a 2958.7 a 2734.0 a

SBA25 X US7 1509.8 a 1841.0 a 1981.3 b 2417.4 a

TANOL 2 1337.8 a 1497.0 a 2274.8 a 1853.8 a

CANDY 1282.5 a 2191.2 a 1636.4 b 2679.4 a

SBA25 X RB CAÑERO 1256.7 a 1429.5 a 2027.7 a 1841.2 a

SBA22 X US2 1204.3 a 1779.9 a 1819.0 b 2306.7 a

SBA22 X US5 1122.9 b 1396.2 a 1679.8 b 1949.1 a

G-STAR 501 1113.8 b 1282.6 b 1868.4 b 1696.7 b

SBA22 X RB CAÑERO 1103.1 b 1433.7 a 1854.8 b 1872.5 a

RB CAÑERO 1004.1 b 1235.2 b 1516.4 b 1583.4 b

TOPPER 76-6 971.7 b 1501.1 a 1325.2 b 1865.2 a

SBA25 X US11 821.4 b 960.9 b 1442.0 b 1437.0 b

1 Diferente letra (a,b,c) en una columna denota diferencias significativas (P<0.05)

Cuadro 4. Peso de tallo y peso total acumulado de los ciclos de plantilla y soca por unidad de superficie (1m2) de genotipos de sorgo dulce

GENOTIPO PESO DE TALLO (g) PESO TOTAL (g)

SBA25 X SUREÑO 4193.1 a1 5496.5 a

SBA25 X US9 4030.2 a 5692.7 a

CANDY 3473.7 a 4315.8 a

SBA22 X US8 3126.3 a 4051.6 a

SBA22 X US2 2984.2 a 4125.6 a

TANOL 2 2834.8 b 4128.6 a

SBA25 X THEIS 2741.9 b 3972.5 b

SBA25 X RB CAÑERO 2686.2 b 3868.9 b

SBA22 X RB CAÑERO 2536.8 b 3727.2 b

RB CAÑERO 2239.2 b 3099.8 b

SBA25 X TOPPER 1839.4 b 2299.0 b

SBA25 X US11 1782.3 c 2879.0 b

1 Diferente letra (a,b,c) en una columna denota diferencias significativas (P<0.05)

Cuadro 5. Parámetros medios de crecimiento en plantas de genotipos de sorgo dulce evaluados en los ciclos plantilla y soca

PLANTILLA SOCA CV2 (%)

ALTURA (cm) 194.8 a1 187.6 b 4.3

DIAMETRO (mm) 11.2 a 10.4 b 6.5

PESO DE HOJA (g) 37.7 a 30.5 b 7.8

PESO DE TALLO (g) 158.0 b 170.0 a 27.2

PESO TOTAL (g) 257.0 a 231.2 b 13.4

GRADOS BRIX 8.9 b 18.2 a 12.5

RELACIÓN PTA:PTO3 0.61 b 0.73 a 4.5

1 Diferente letra (a,b,c) en una columna denota diferencias significativas (P<0.05) 2 Relación PTA: PTO = Peso de tallo / peso total

Cuadro 6. Parámetros medios por unidad de superficie (1 m2) de genotipos de sorgo dulce evaluados en los ciclos plantilla y soca.

PLANTILLA SOCA CV2 (%)

No. DE PLANTAS 11.8 b1 16.1 a 19.6

PESO DE HOJA (kg) 0.27 a 0.24 b 28.2

PESO DE TALLO (kg) 1.30 b 1.67 a 19.6

PESO TOTAL (kg) 1.92 b 2.18 a 19.2

RELACIÓN PTA:PTO3 0.68 b 0.76 a 4.5

1 Diferente letra (a,b,c) en una columna denota diferencias significativas (P<0.05) 2Relación PTA:PTO = Peso de tallo/peso total

Indicadores mínimos para la producción rentable de Sorgo dulce

• Producción de 40 t ha-1 de biomasa (tallos y hojas)

• 40 L de alcohol t-1 de biomasa

• 76 kg de azúcar extractable t-1 de biomasa, con una eficiencia industrial de 81%

(Schaffert, 1992)

Respuesta de las plantas al fotoperiodo

(Pascale, A.J. y Damario, E.A. 2004)

Conclusiones

1. Los rendimientos máximos de biomasa de tallo se obtuvieron con los genotipos SBA25 X SUREÑO y SBA25 X US9 establecidos en otoño-invierno en el estado de Veracruz, pero no superaron los indicadores para hacer la actividad económicamente rentable, por lo que es recomendable evaluar los genotipos en una época del año con fotoperiodo más largo.

2. La mayor cantidad de sólidos solubles totales se registró con el genotipo CANDY y TANOL 2 en los ciclos de plantilla y soca, respectivamente.

3. La producción máxima acumulada de biomasa de tallos de sorgo dulce en los ciclos de plantilla y soca fue de 40 t ha-1