Evaluación de residuos de cosecha en maíz y caña de azúcar con fines bioenergéticos

Maíz: El progresivo agotamiento de los combustibles fósiles convencionales, sumado al aumento del consumo de energía y de las emisiones de gases de efecto invernadero ha demandado la búsqueda de fuentes de energía alternativas, renovables, sustentables, eficientes, rentables y con menores emisiones. Durante la transición, dos términos han adquirido significativa notoriedad: biomasa y biocombustibles.

Se investiga la potencialidad del marlo (peso, dimensiones, composición química, etc.) de híbridos nacionales de maíz (Zea mays L.) como fuente de materia prima para la elaboración de bioetanol lignocelulósico. La actividad se lleva a cabo a través de una fuerte iinteracción con profesionales de la Red de ensayos de maíz en la EEA Paraná, CRER, y en el Instituto de Genética, CICVyA. De esta manera, los ensayos de la red, más allá de evaluar el desempeño agronómico de los híbridos de maíz, se constituyen en un agregado de valor para estudiar las propiedades de marlos de maíz como fuente primaria para producir biocombustibles.

Caña de azúcar: En Argentina, la caña de azúcar (Saccharum spp.) es uno de los cultivos económicos más relevantes tanto sea por su alta producción de azúcar cuanto por su empleo para producir bioetanol de primera generación. Los híbridos de caña actuales portan genomas extremadamente complejos por lo que su mejoramiento genético en el ámbito tradicional de la hibridación y endocría se torna problemático. A esto se suma que las condiciones climáticas en Argentina no permiten la realización de cruzamientos artificiales en condiciones naturales. Dada esta singular situación, la evaluación de la variabilidad genética – oculta en las progenies de los cruzamientos de caña introducidos al país – a través de estrategias de intervención químicas, fenotípicas, estructurales, citogenéticas y genómicas representa un escenario altamente promisorio para seleccionar individuos de caña de alto contenido en azúcar y/o con buenas propiedades biomásicas para producir bioetanol. En este contexto, el objetivo general de esta iniciativa consiste en establecer un protocolo superador, de alcance fenotípico y genotípico, para evaluar con mayor eficiencia la variabilidad genética vigente en la caña de azúcar, postulando como hipótesis de trabajo que en cruzamientos artificiales de caña, el comportamiento genético de la poliploidía produce variabilidad genética adicional por sí misma que puede dar lugar a la aparición de individuos con mejor perfil de parámetros industriales y características biomásicas apropiadas para la producción de azúcar y/o bioetanol lignocelulósico.

Residuos de cosecha con fines bioenergéticos: el rastrojo de maíz

La remoción del rastrojo de maíz, ya sea para fines bioenergéticos o para alimentación del ganado, lleva consigo la extracción de nutrientes. La cuantificación de la remoción del rastrojo para la producción de etanol lignocelulósico ha puesto sobre el tapete sus implicancias en materia de sostenibilidad ambiental, algo que antes pasaba desapercibido cuando el rastrojo era consumido por el animal ya que se hacía foco en la ganancia en peso del animal en lugar del impacto ambiental provocado por la cantidad de rastrojo removido con la ingesta del animal. La fracción de rastrojo cosechable es sitio dependiente y varía ampliamente con la práctica de manejo del cultivo, el rendimiento del híbrido de maíz, el tipo de suelo y las condiciones climáticas que inciden sobre la velocidad de descomposición del rastrojo, entre otros factores. La instalación de una planta comercial que quiera producir etanol lignocelulósico debería considerar una serie de factores, a saber: producción y distribución del cultivo cuyo rastrojo es usado como materia prima para producir el biocombustible, composición química del rastrojo y potencial para uso como biocarburante, rendimiento potencial del rastrojo, sostenibilidad del suelo y el ambiente y maquinaria para recolección del rastrojo.

Proceso de intensificación en maíz en tres departamentos de la provincia de Buenos Aires y cuatro de la provincia de Entre Ríos. Nótese que en ambas provincias hubo un significativo aumento de rendimiento por unidad de superficie entre las campañas 1969/70 y 2012/13.

Producción de maíz (Campaña 2014/15) por departamento y localización de las plantas que producen bioetanol a partir de maíz. Nótese que las plantas están ubicadas en los departamentos de mayor producción.

La comparación de pedigríes destaca las similitudes genéticas y los parámetros industriales potenciales de los cultivares de caña de azúcar

Se reconstruyeron los pedigríes de 16 cultivares elite de caña de azúcar: 7 de origen americano (AM) y 9 de origen argentino (AR). Sus similitudes genéticas (basadas en el coeficiente de parentesco) muestran un promedio de 0.206 ± 0.054. Los clones CP que integran los pedigríes de los cultivares AM son progenitores o abuelos de cultivares AR, demostrando que estos genotipos tienen un fuerte linaje genético en común. En promedio, los pedigríes AR son más pequeños y contienen menos especies fundadoras que pedigríes AM. La presencia de especies fundadoras en los pedigríes AR y AM aumenta con el año de selección del cultivar, lo que indica que en los pedigríes de los cultivares recientemente seleccionados participaron más especies fundadoras que en los más antiguos. El linaje de los 16 cultivares se remonta a 3 especies fundadoras: Saccharum officinarum, S. barberi y S. spontaneum, con S. officinarum mostrando el mayor porcentaje de participación. Como S. sinensis participa en 13 pedigríes y S. robustum en 3, las 5 especies fundadoras están presentes sólo en 2 de 16 pedigríes. Curiosamente, el género Sorghum forma parte del pedigrí de LCP 85-384. Los parámetros industriales analizados indican que los cultivares AR y AM fueron seleccionados preferentemente por su contenido de sacarosa y rendimiento de azúcar relativamente alto, de acuerdo con dos hechos: (i) el fondo genético y los genes de sacarosa en los híbridos de caña de azúcar, proporcionados por el 68% de participación de clones de S. officinarum, y (ii) ningún clon de S. spontaneum con alto contenido de fibra participa en las primeras generaciones de los pedigríes.

 

Fuente: INTA por Alberto Acevedo