Datas de sementeira do sorgo sacarino para bioetanol
Introdução
Portugal, e em particular na região do Alentejo, está sujeito a um clima com
duas épocas marcadamente distintas, uma húmida e outra seca. A água doce é um
dos recursos naturais, sobre o qual, nas últimas décadas mais se tem discutido
acerca da sua disponibilidade num futuro próximo. Em zonas do país onde os
recursos hídricos são pouco abundantes, torna-se necessário racionalizar a
utilização da água na rega, tendo em conta que em primeiro lugar estará sempre
a utilização doméstica deste recurso. No entanto, a nível mundial, em 1990, a
água utilizada na agricultura representava 65% da água utilizada pelo Homem
(Chiaramonti et al., 1998).
Na actividade agrícola, nas épocas de maior escassez, a água tem sido
racionalizada e o seu uso tem tido custos crescentes. Em certas culturas,
contudo, a água torna-se indispensável, como é o caso de grande parte das
culturas de primavera-verão. No estio, nos últimos anos tem-se verificado a
existência de secas, o que provocou uma redução da água armazenada nas
albufeiras das barragens. É, por isso, importante encontrar espécies que se
adaptem e que tenham menores necessidades hídricas do que as culturas
tradicionalmente praticadas.
A cultura do sorgo sacarino, como bioenergética, para ser uma alternativa
viável às existentes, terá que requerer menores dotações para a produção de
bioetanol do que, por exemplo, os 6000 m3 ha-1 ou mais que o milho necessita.
Também é menos exigente em azoto (Anderson et al., 1995) o que além de
contribuir para a redução dos custos também é favorável para o ambiente
evitando assim a poluição das águas com nitratos. Além disso, é uma cultura que
pode ser utilizada com dupla aptidão (Rajvanshi e Nimbkar, 2008) já que existem
variedades em que o teor em açúcares dos caules não diminui drasticamente com o
enchimento do grão.
A data de sementeira pode ser preponderante no sucesso de uma cultura. No caso
do sorgo sacarino, é aconselhado que ocorra na primavera, quando a temperatura
do solo seja superior a 18,5 ºC (FAO, 2005).
Experiências realizadas, revelaram que a época ideal, para proceder à
sementeira desta planta, se situa no mês de maio (Bitzer, 1997). Segundo o
mesmo autor, é desejável que a época de sementeira se situe entre 1 e 20 de
maio para as variedades de ciclo mais longo e até 1 de junho para as de ciclo
mais curto. Fernandez (1998) sugere que em Espanha a sementeira deverá ser
feita entre abril e maio. Quando esta é realizada após maio, geralmente o
resultado traduz-se em baixas produções e baixo conteúdo em açúcares.
Procurou fazer-se, através desta experimentação, a análise produtiva e
qualitativa da variedade de sorgo sacarino Madhura, proveniente da Índia,
quando submetida a diferentes datas de sementeiras quinzenais.
Material e métodos
Metodologia de campo
O estudo decorreu no Centro de Estudos e Experimentação da Mitra, da
Universidade de Évora, em 2005 e 2006. Utilizou-se um solo mediterrâneo (Pmg)
cujos valores da análise sumária no primeiro ano foram 762 mg kg-1 de P2 O5 ,
348 mg kg-1 de K2O K2O, 2,18% de matéria orgânica e 7,01 de pH (H2O) e, em
2006, de 468 mg kg-1 de P O , 320 mg kg-1 de e 7,48 de pH (H2O). Em função
destes resultados, apenas se aplicaram 100 kg ha-1 de azoto, por ano,
repartidos em duas aplicações de 50 kg ha-1 à sementeira e quando as plantas
apresentaram cerca de 30 cm de altura.
A variedade Madhura foi semeada nas datas de 17 de maio, 31 de maio, 14 de
junho e 28 de junho, em talhões de 7,5 m2 (3 m × 2,5 m) com quatro linhas
distanciadas de 75 cm, num delineamento experimental de blocos casualizados
completos com quatro repetições.
As sementes foram colocadas em covachos distanciados de 13,3 cm, de modo a
assegurar um povoamento de 10 plantas por m2, após desbaste, para o que se
utilizaram 12 kg ha-1 de semente.
Foi praticada uma rega diária de 3,9 L m-2, a partir da sementeira, pelo
sistema gota-a-gota, o que representou uma dotação total de cerca de 4500 m3
ha-1.
Os valores de temperatura e precipitação que se registaram durante os meses em
que decorreu o ensaio e os ocorridos no período 1951-1980 são apresentados na
Figura_1.
Conforme se pode verificar, durante o período experimental as temperaturas
foram mais elevadas do que as médias do trinténio considerado, principalmente
em 2006. No que se refere à precipitação, em 2005 choveu menos, excepto nos
meses de maio, julho e outubro, enquanto 2006 foi mais chuvoso em junho e de
agosto a outubro.
Quando foi atingido o estádio de grão leitoso-pastoso, para cada data de
sementeira em estudo, colheram-se quatro plantas, provenientes de 0,398 m2
(0,53 × 0,75 m) numa das linhas centrais dos talhões, para avaliação da
produção de matéria verde e matéria seca em caules. As datas de colheita são
apresentadas na Quadro_1.
Nestas datas procedeu-se também à colheita das plantas destinadas à análise da
composição dos caules, enquanto matéria-prima para obtenção de bioetanol.
Metodologia laboratorial
Para cada data de sementeira e em cada ano, procedeu-se à análise da composição
da fracção líquida dos caules, particularmente do seu conteúdo em açúcares.
Esta análise foi realizada no Laboratório de Agronomia Tropical do Instituto
Superior de Agronomia (UTL), onde se efectuou a determinação do rendimento em
sumo dos caules e do seu teor em sólidos solúveis e em açúcares. No primeiro
ano, o teor em açúcares da variedade em estudo, por data de sementeira, foi
estimado de acordo com a metodologia descrita em Lourenço et al.(2007). No
segundo ano, além da determinação dos sólidos solúveis (Brix), foi efectuada a
análise da composição em açúcares para a variedade Madhura, nas diferentes
datas.
Nas determinações do Brix e dos açúcares, para cada data em cada ano, foram
usadas quatro amostras preparadas a partir dos caules desfolhados de quatro
plantas. Cada amostra incluiu porções de três zonas longitudinais dos caules
(base, média e apical), de forma a ter em conta a variação do teor em açúcares
ao longo do caule (Janssen et al.1930). A extracção do sumo foi realizada num
liquidificador laboratorial (Waring), misturando a amostra de sorgo (cerca de
100g) com cinco vezes a sua massa de água destilada, à temperatura ambiente e
com agitação durante 10 minutos. Procedeu-se de seguida à separação da fracção
sólida (fibra) por filtração, através de um saco de pano adequado ao efeito, e
no qual ficou retida aquela fracção, de forma a obter o sumo diluído de sorgo
sem partículas sólidas. A fracção sólida, várias vezes lavada em água corrente
e de seguida espremida de modo a eliminar os sólidos solúveis retidos, foi
submetida a secagem em estufa a 90º C até massa constante, o que permitiu
conhecer o teor de fibra (resíduo sólido insolúvel) da amostra. A partir deste
teor, e por diferença em relação à massa de amostra usada na extracção,
calculou-se o teor de sumo dos caules.
O sumo diluído, extraído de cada amostra de sorgo, foi submetido à determinação
do Brix e à análise dos açúcares por HPLC [High Performance Liquid
Chromatography] após filtração da amostra com membrana filtrante (com 45mm de
poro).
Os teores determinados foram reportados para o sumo original na amostra (sumo
não diluído) e para os caules, por correcção com o factor de diluição da
amostra.
Determinação do Brix
O teor de sólidos solúveis (Brix) foi determinado, em duplicado para cada
amostra, por refractometria a 20 ºC, com utilização do refractómetro de Abbe
(Bellingham e Stanley).
Doseamento dos açúcares
Os açúcares foram doseados, em duplicado para cada amostra, por HPLC-RI, com
utilização da coluna de troca catiónica (Ca2+) Sugar-Pak I (300 x 6,5 mm, 5 mm,
Waters), a 90 ºC, usando como solvente uma solução aquosa de EDTA-Ca (0,05 g L-
1) com um fluxo de 0,5 mL min-1 (Ivie, 1982). A quantificação destes compostos
foi efectuada pelo método do padrão externo.
A determinação laboratorial dos açúcares só foi possível no segundo ano de
ensaio, tendo-se estimado a sua produção para o primeiro ano considerando o
valor mínimo de 30 %, referido na bibliografia, para a concentração de açúcares
na matéria seca dos caules.
Resultados e discussão
Produção de matéria verde e de matéria seca em caules
Avaliou-se a produção de matéria verde em caules por data de sementeira e ano
que se apresenta na Figura_2.
Foi evidente o decréscimo da produção de caules verdes com o atraso na data de
sementeira. A maior parte dos valores obtidos situou-se no intervalo de 40-64 t
ha-1 referido por Woods (2001).
Na Figura_3 apresentam-se os resultados obtidos no que se refere à produção de
matéria seca em caules nos dois anos de ensaio.
No primeiro ano verificou-se uma tendência para a produção diminuir com o
atraso na data de sementeira. Em 2006, observou-se uma diferença significativa
de produção das duas primeiras datas (meados e fim de maio) para as últimas
(meados e fim de junho). Neste último ano, foi ainda mais evidente a influência
positiva da sementeira realizada mais cedo.
Brix do sumo dos caules
Dado que no teor de sólidos solúveis a interacção entre o ano e a data de
sementeira não se revelou significativa, na Figura_4 representam-se apenas a
média e o desvio padrão dos valores de Brix registados em cada um dos anos em
estudo.
Conforme se pode observar, a diferença dos valores de Brix foi significativa
entre 2005 e 2006, sendo que no segundo ano os valores foram mais baixos,
passando de 16,5 para 15,7 ºBrix, o que poderá atribuir-se às temperaturas mais
elevadas do que as normais ocorridas no final do ciclo da cultura no último
ano.
Produção total de açúcares
Para o ano de 2005, e pelas razões já apontadas na metodologia, atendeu-se a
que os valores do teor de açúcares nos caules secos variam normalmente entre 30
e 40%, conforme referido por Alexopoulou e Chatziathanassiou (1999) e Fernandez
(1998). Embora possivelmente subestimando o valor de produção de açúcares, foi
considerado o valor de 30% (Figura_5).
Verificou-se a tendência para uma diminuição da produção de açúcares para as
datas de sementeira mais tardias, tendo-se registado o valor máximo de 4,6 ±
0,77 t ha-1 na sementeira de final de maio de 2006.
Produção potencial de bioetanol
Os valores da produção de bioetanol podem ser estimados atendendo a que,
segundo Fernandez (1998), 2 kg de açúcar dão origem a 1 L de etanol. Admitindo
esta relação, podemos inferir que os valores obtidos neste estudo foram os que
se apresentam na Figura_6. Os valores calculados foram inferiores aos 6000 L
ha-1 obtidos pelo referido autor o que poderá atribuir-se fundamentalmente ao
facto da variedade usada neste estudo não ter sido das mais produtivas, de se
ter utilizado semente produzida no ano anterior e também devido a menores
quantidades de água e fertilizantes aplicados.
Segundo Campos e Marcos (2002), a produção de bioetanol para a beterraba é
cerca de 90 L t-1 de raiz e para o milho é de 370 L t-1 de grão. Admitindo uma
produção de 60 t ha-1 de raízes e 11 t ha-1 de grão, a produção de bioetanol
destas duas culturas seria de 5400 e 4070 L ha-1, respectivamente. Estes
valores são superiores aos estimados para o sorgo. Porém, para os atingir, na
região, é necessário maior investimento em factores de produção, nomeadamente
água de rega e fertilizantes.
Conclusões
Pela apreciação global dos resultados, torna-se evidente que as duas primeiras
datas de sementeira foram as mais produtivas para a maioria dos parâmetros
analisados, não tendo havido porém diferenças significativas entre elas. No
entanto, a primeira data mostrou tendência para ser a mais produtiva em caules
verdes e secos. Em relação à concentração em sólidos solúveis, apenas se
verificaram diferenças entre os valores médios dos dois anos e não entre datas.
Face a estes resultados, apontam-se as duas primeiras datas, em maio, como as
melhores para a sementeira desta cultura e sugere-se que futuramente sejam
testadas datas mais antecipadas, digamos a partir de abril, numa tentativa de
aumentar a produtividade da cultura.
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