De acuerdo con un fallo reciente de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, en 2018 se deben mezclar 288 millones de galones de biocombustible celulósico con el suministro de gasolina de los EE. UU.Sin embargo, hasta ahora, los productores han tenido que depender de información incompleta y estudios a pequeña escala poco realistas para orientar sus decisiones sobre qué materias primas cultivar y dónde. Un nuevo informe de varias instituciones proporciona datos agronómicos prácticos para cinco materias primas celulósicas,lo que podría mejorar la adopción y aumentar la producción en todo el país.
"Las estimaciones de rendimiento iniciales se basaron en datos de pequeñas parcelas de investigación, pero no eran realistas. Nuestro objetivo principal con este proyecto era determinar si estas especies podrían ser cultivos viables cuando se cultivan en la escala de la granja", dice DK Lee,profesor asociado en el Departamento de Ciencias de los Cultivos de la Universidad de Illinois y líder de la parte de mezcla de praderas del estudio.
El proyecto, respaldado por el Departamento de Energía de EE. UU. Y la Sun Grant Initiative, comenzó en 2008 e incluye investigadores de 26 instituciones. Juntos evaluaron el potencial bioenergético de las mezclas de pasto varilla, Miscanthus, sorgo, caña de energía y praderas enensayos a plazo que abarcan una amplia zona geográfica. Debido a la escasez de materiales vegetales, el Miscanthus y la caña de energía se cultivaron en parcelas más pequeñas que los otros cultivos, pero los investigadores dicen que los nuevos resultados siguen siendo valiosos para los productores.
"Aunque tomar decisiones y recomendaciones del mundo real basadas en datos de rendimiento de parcelas pequeñas es menos deseable que de parcelas a escala de campo, nos sentimos cómodos con los resultados de Miscanthus, ya que se basaron en 33 conjuntos de datos recopilados de cinco sitios durante siete años", dice Tom Voigt, profesor del departamento de ciencias de los cultivos en la U de I y líder de la sección Miscanthus del estudio.
Los cultivos se cultivaron durante cinco a siete años en múltiples ubicaciones y con diferentes niveles de fertilizante nitrogenado. Aunque se sabe que la mayoría de los cultivos toleran la mala calidad del suelo, los investigadores encontraron que todos se beneficiaron de al menos algo de nitrógeno. Por ejemplo,Miscanthus funcionó mejor con una aplicación de 53.5 libras por acre.
"Cuando no fertilizamos con nitrógeno, los rendimientos disminuyeron con el tiempo. Pero si usamos demasiado, 107 libras por acre, estábamos aumentando las emisiones de óxido nitroso y la lixiviación de nitratos", dice Voigt. "Hay cierta necesidad defertilización, pero debe adaptarse a lugares específicos ".
Las mezclas de praderas, que se cultivaron en tierras inscritas en el Programa de Reserva de Conservación CRP, también se beneficiaron de la adición de nitrógeno. El rendimiento siguió aumentando con la adición de hasta 100 libras por acre, pero Lee dice que los productores tendrían que sopesar el rendimientobeneficio contra el costo del fertilizante.
"Aunque aumentó el rendimiento, económicamente no es rentable utilizar más de 50 libras de nitrógeno por acre".
Y aunque la mayoría de los cultivos son algo tolerantes a la sequía, las precipitaciones marcaron la diferencia.
"La producción de miscanthus estaba directamente relacionada con la precipitación", dice Voigt. "En las áreas donde las precipitaciones fueron bajas, los rendimientos generalmente disminuyeron. Sin embargo, dependió del tiempo. Si hubiera una buena cantidad de agua en el invierno, las plantas podrían obtenerva bastante bien en la primavera. Pero si llovió poco después de eso, eso perjudicó los rendimientos ".
Lee dice que las mezclas de praderas, que normalmente se componen de pastos resistentes, sufrieron las severas sequías de 2012 y 2013 en algunos lugares. "En un año en nuestra ubicación de Oklahoma, ni siquiera intentaron cosechar. El rendimiento fue demasiadobajo."
Ninguna materia prima "ganó" en todos los ámbitos. "Depende tanto de la ubicación, la tasa de aplicación de nitrógeno y la variabilidad del año", dice Voigt. En lugar de destacar los rendimientos específicos obtenidos en los buenos años o ubicaciones, un grupo de estadísticos dentro delEl equipo de investigación utilizó datos ambientales y de rendimiento basados en el campo para crear mapas del potencial de rendimiento para los cinco cultivos en los EE. UU. Las franjas de color verde oscuro en los mapas representan áreas de mayor potencial de rendimiento, entre 8 y 10 toneladas por acre por año.
De acuerdo con los nuevos resultados, los mayores potenciales de rendimiento para las variedades de pasto varilla de tierras bajas se encuentran en el valle inferior del Mississippi y los estados de la costa del Golfo, mientras que los rendimientos de mezcla de Miscanthus y praderas probablemente sean mayores en la parte superior del Medio Oeste.
Lee dice que las mezclas de pradera, que normalmente se cultivan en tierras de CRP para conservar el suelo, no estuvieron a la altura de su potencial en el estudio. "Sabemos que hoy en día existen variedades de pasto varilla de mayor rendimiento que las que se incluyeron en las mezclas de CRPen el estudio. Si realmente queremos usar CRP para la producción de biomasa, necesitamos plantar especies altamente productivas. Eso aumentará el rendimiento mucho más alto.
"Una de las mayores preocupaciones ahora es que la inscripción de CRP se está reduciendo. Cuando comenzamos, teníamos 36 millones de acres en todo el país. Ahora hemos bajado a 26 millones. Los agricultores sienten que podrían ganar más dinero usando esa tierra para cultivos en hileras. Necesitamos encontrar alguna solución si queremos salvar el suelo. La biomasa podría proporcionar ingresos a los agricultores, si se les permitiera cosecharla ", dice Lee.
La caña energética podría alcanzar rendimientos muy altos, pero en una porción relativamente limitada del país. Sin embargo, el cultivo que muestra los rendimientos potenciales más altos en la mayor cantidad de lugares es el sorgo. El cultivo anual es altamente adaptable a diversas condiciones y podría sermás fácil de trabajar para los agricultores.
"Encaja bien en el sistema tradicional de cultivos en hileras anuales; mejor que los cultivos perennes. Puede que no sea tan deseable desde el punto de vista ambiental como los cultivos perennes, pero la gente podría pedir prestado dinero en invierno para comprar semillas y suministros, luego plantar y vender enel otoño para pagar sus préstamos. Es el ciclo anual en el que se encuentran el maíz y los frijoles ", dice Voigt.
Lee agrega: "En términos de manejo, el sorgo es casi lo mismo que el maíz. Germina y crece tan rápido que el control de malezas no es un gran problema. Si siembra a principios de junio, tendrá entre 15 y 20 pies de alto porSeptiembre. También tiene buena tolerancia a la sequía. "
¿Desventajas para el campeón de biomasa? Está húmedo en la cosecha y no se puede almacenar. También requiere nitrógeno y puede acumularse o colapsar antes de la cosecha en condiciones de humedad o viento. "Aún así, es una planta realmente espectacular", Voigtdice.
Los investigadores hicieron que todos los datos sin procesar del estudio estuvieran disponibles en línea para que cualquiera pudiera acceder a ellos. Lee dice que puede ser útil para todos: científicos, legisladores y productores. "Debería ser útil para varias partes interesadas diferentes", dice.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, Ambientales y del Consumidor de la Universidad de Illinois . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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