Efecto de tratamiento fertilizantes sobre la producción de semilla oleaginosa y el rendimiento graso en la obtención de biocombustibles en el nordeste de Brasil

Abstract

[EN] Nowadays, the crude oil and its byproducts are the main resources for energy fulfillment for both industry and transportation. Despite the non-renewable and exhaustible nature of such elements is well known and leads to the end of its availability, in a few years some technical problems will be faced, such as the difficult to exportation and the environmental impact at the supply chain leads the claim for new kinds of energy production. Among them, the bio diesel produced by trans esterification of vegetable oils and animal fats highlights. The bio diesel production faces criticism regarding, mainly, the use of lands destined for food production, the access to the land and others production sources, the use of agro chemicals and irrigation water. Studies for high oil content and low inputs crops are necessary. The main goal of this research is to show alternatives for plants and fertilizer techniques witch are able to reach high oil and bio diesel production. It includes comparison between different agronomic aspects the influences at the copping, the oil quality (fatty acids profile) and its rebound on bio diesel yield, among others. The castor bean, sunflower and cotton plantation was performed during 2009 and 2010. The seeds were directly planted at the installments of "Terras Secas" experimental land of EMPARN, at Mato Grande and Pedro Avelino district (Brazilian Northeast). The experimental design was made by blocks. Each block contains 10 plants, and each cultivation has 10 blocks, composed of three treatments of fertilizer: Conventional treatment (AQ), where the plants are treated with chemical fertilizers, the organic treatment (AE), using one annual bio fertilization with 10 tons per hectare of sheep manure and one treatment without fertilization. The statistical analysis was made by a one variant study, a discriminant analysis as multi variant method and one study among variants. The castor bean crop shows a high rusticity, being resistant to dried season condition. Even on extreme conditions, this plant might be fertilized, preferable with organic fertilizer in order to reach suitable vegetative parameters, such as high vegetation, number of flowers, oil yield, and bio diesel conversion. The sunflower has obtained suitable vegetative parameters, including at no fertilizer condition. Therefore, the organic fertilizer application could replace the chemical fertilizer on sunflower crops for bio diesel production. The cotton crop for seed production is also a good alternative for the organic fertilizer application once it responds well to low quantities of fertilization. Among all the fatty acids, those more observed were the oleic, linoleic, linolenic, palmitic and estearic acids, the last ones changes depending on the oil type. The less observed fatty acids were miristic, palmitoleic, eicosanoic and heptadecanoic. Other types of fatty acids were observed in concentrations below 0.01%. The crops were significant for most of the vegetative parameters to the castor bean, sunflower and cotton, being the second one the less productive. The organic fertilization is effective for the oil yield on both sunflower and cotton, producing high level of oil content. For the three experienced treatments, the more oleic fatty acid concentration, the less is the biodiesel yield. The best yields on biodiesel and therefore the best properties were achieved with oils with mixed fatty acids profiles.

[ES] El petróleo y sus derivados son las principales fuentes para abastecimiento energético a la industria y el transporte. Se conoce la naturaleza no renovable, agotable y por tanto finita del petróleo, su difícil explotación y su alto impacto medioambiental en la cadena productiva, ello hace que se reclamen nuevas formas de energía, como los biocombustibles., como el biodiesel obtenido de la transesterificación de aceites. La producción de biocombustibles arrastra críticas, principalmente por la deriva de tierras de cultivo, competencia en la producción de alimentos, el acceso a la tierra y otros recursos productivos, como empleo de agroquímicos y agua de riego, por ello, hay que realizar estudios de adaptación de cultivos de alto rendimiento en aceite, bajo condiciones de bajos insumos. El objetivo de esta investigación es mostrar alternativas de cultivos y prácticas de fertilización, que puedan dar origen a biocombustibles en las mejores condiciones de rentabilidad del aceite y de biodiesel. Se estudian aspectos agronómicos del cultivo, rendimiento del aceite y del biodiesel, así como el perfil de ácidos grasos y sus repercusiones sobre el rendimiento de biodiesel. Los cultivos de ricino, girasol y algodón se ensayaron durante dos campañas agronómicas consecutivas (2009 y 2010). Los cultivos fueron implantados mediante siembra directa en las parcelas de la estación experimental de "Terras Secas" de EMPARN en la región de Mato Grande en el distrito de Pedro Avelino (Brasil). El diseño experimental se realizó por bloques experimentales. Cada bloque elemental consta de 10 plantas, y cada cultivo cuenta con 10 bloques, compuesto de tres tratamientos fertilizantes: tratamiento convencional (AQ), donde las plantas son abonadas con fertilizantes químicos, tratamiento orgánico (AE), empleando una aportación anual de estiércol de oveja y un tratamiento sin fertilizar. El cultivo de ricino muestra una gran rusticidad, siendo resistente a las condiciones de déficit hídrico. Aún en las condiciones más extremas, esta planta debería ser fertilizada, preferentemente con abonos orgánicos, para alcanzar adecuados parámetros vegetativos, como altura de la planta, y tamaño y número de racimos florales, que influyen en el rendimiento de aceite y en la síntesis de biodiesel. Las plantas de girasol han obtenido adecuados parámetros vegetativos, incluso en las condiciones de no aplicar fertilizantes. La aplicación de los fertilizantes orgánicos podría reemplazar los fertilizantes químicos para el cultivo de girasol, en la producción de aceite para la obtención de biodiesel. En el cultivo de algodón, para la obtención de semilla, es una buena alternativa productiva la aplicación de fertilizante orgánico, por tener buena respuesta frente a las dosis conservadoras de fertilización. De todos los ácidos grasos, los que se presentan de forma mayoritaria son el ácido oleico, el linoleico, linolénico, palmítico y esteárico, estos dos últimos varían en función del tipo de aceite. Los que se encuentran en concentración minoritaria son mirístico, palmitoleico, eicosanoico, aráquico y heptadecanoico. Del resto las concentraciones son tremendamente bajas ±0.01% o no se detectan. Las campañas de cultivo han sido significativas en la mayoría de los parámetros vegetativos para los cultivos de ricino, girasol y algodón, siendo la segunda campaña menos productiva. La fertilización orgánica es efectiva en la obtención de aceite en los casos del cultivo de algodón y girasol, proporcionando sus semillas niveles elevados de aceites. Para los tres tratamientos fertilizantes ensayados, a medida que aumenta la concentración en ácido graso oleico, disminuye la del rendimiento en biodiesel. Los mejores rendimientos en biodiesel y por tanto las mejores propiedades de los mismos, se alcanzan con aceites que presenten mezclas de diferentes perfiles de ácidos grasos.

[CA] El petroli i els seus derivats són les principals fonts per a proveïment energètic a la indústria i el transport. Es coneix la naturalesa no renovable, esgotable i per tant finita del petroli, la seva difícil explotació o el seu alt impacte mediambiental en la cadena productiva, això fa que es reclamin noves formes d'energia, entre les que destaquen els bio-combustibles, en concret el biodièsel obtingut de la transesterificació d'olis. La producció de bio-combustibles arrossega crítiques, principalment per la deriva de terres de conreu, competència en la producció d'aliments, l'accés a la terra i altres recursos productius, com ocupació d'agroquímics i aigua de reg, per això, cal realitzar estudis de adaptació de cultius d'alt rendiment en oli, sota condicions de baixos insums. El objectiu d'aquesta investigació és mostrar alternatives de cultius i pràctiques de fertilització, que puguin donar origen a bio-combustibles a les millors condicions de rendibilitat de l'oli i del biodièsel. S'inclouen aspectes agronòmics del cultiu, rendiment de l'oli i del biodièsel, així com del perfil d'àcids grassos i les seves repercussions sobre el rendiment de biodièse. Els cultius de ricí, gira-sol i cotó es van assajar durant dues campanyes agronòmiques consecutives (2009 i 2010). Els cultius van ser implantats mitjançant sembra directa en les parcel¿les de l'estació experimental de "Terres Seques" de EMPARN a la regió de Mato Gran en el districte de Pedro Avelino (Brasil). El disseny experimental es va realitzar per blocs experimentals. Cada bloc elemental consta de 10 plantes, i cada cultiu compta amb 10 blocs, compost de tres tractaments fertilitzants: tractament convencional (AQ), on les plantes són abonades amb fertilitzants químics, tractament orgànic (AE), emprant una aportació anual de fems de ovella, en dosis de 10 t / ha i un tractament sense fertilitzar. El cultiu de ricí mostra una gran rusticitat, sent resistent a les condicions de dèficit hídric. Encara en les condicions més extremes, aquesta planta hauria de ser fertilitzada, preferentment amb adobs orgànics, també per assolir els paràmetres vegetatius, com alçada de la planta, i grandària i nombre de raïms florals, que influeixen en el rendiment d'oli i el la síntesi de biodièsel. Les plantes de gira-sol han obtingut adequats paràmetres vegetatius, fins i tot en les condicions de no aplicar fertilitzants. Per tant, l'aplicació dels fertilitzants orgànics podria reemplaçar els fertilitzants químics per al cultiu de gira-sol, en la producció d'oli per a l'obtenció de biodièsel. En el cultiu de cotó, per a l'obtenció de llavor, és una bona alternativa productiva l'aplicació de fertilitzant orgànic, per tenir bona resposta davant de les dosis conservadores de fertilització. De tots els àcids grassos, els que es presenten de forma majoritària són l'àcid oleic, el linoleic, linolènic, palmític i esteàric, aquests dos últims varien en funció del tipus d'oli. I els que es troben en concentració minoritària són mirístic, palmitoleic, eicosanoic, araquic i heptadecanoic. De la resta les concentracions són tremendament baixes ± 0,01% o no es detecten. La campanya de cultiu ha estat significativa en la majoria dels paràmetres vegetatius per als cultius de ricí, gira-sol i cotó, sent la menys productiva, la segona campanya. La fertilització orgànica és efectiva en l'obtenció d'oli en els casos del cultiu de cotó i gira-sol, proporcionant les seves llavors nivells d'olis elevats. Per als tres tractaments fertilitzants assajats, a mesura que augmenta la concentració en àcid gras oleic, disminueix la del rendiment en biodièsel. Els millors rendiments en biodièsel i per tant les millors propietats dels mateixos, s'assoleixen amb olis que presentin barreges de diferents perfils d'àcids grassos.