Estratégias para o melhoramento de sorgo sacarino e desafios futuros

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1 Estratégias para o melhoramento de sorgo sacarino e desafios futuros Robert E. Schaffert e Equipe Multidisciplinar Seminário Temático Sorgo Sacarino Embrapa Milho e Sorgo 20-21/09/2011 Sete Lagoas,-MG schaffer@cnpms.embrapa.br reschaffert@hotmail.com

2 Estratégias para o melhoramento de sorgo sacarino e desafios futuros potencial para produção de etanol e sua utilização na extensão da safra de cana safrinha Revisão histórica de Sorgo Sacarino no Brasil 1975 a O que é sorgo sacarino? Por Que o Sorgo Como Fonte de Matéria-Prima para Produção de Energia? Geração de Energia a Partir de Sorgo Sacarino. Metas de Produtividade e Qualidade de Sorgo Sacarino. Ideotipo de Cultivar de Sorgo Sacarino Um gargalo para implantar sorgo sacarino na produção de etanol na safrinha : Disponibilidade de sementes de cultivares de sorgo sacarino de alta qualidade;

3 Histórico do Sorgo Sacarino no Brasil 1975 a 2011 No fim da década de 1970 houve um forte incentivo para desenvolver tecnologias para micro-destilarias; Embrapa Milho e Sorgo desenvolveu um programa de melhoramento de Sorgo Sacarino para fornecer matéria-prima para estas destilarias ( ); Duas novas variedades de Sorgo Sacarino foram liberadas em 1987 (BRS506 e BR507); 25 variedades novas foram geradas e mantidas no banco de melhoramento de sorgo; Projetos pilotos foram desenvolvidos na década de 1980 em Sete Lagoas, Brasília, Jundiaí e Pelotas para processar sorgo sacarino em micro-destilarias;

4 Produção de biomassa total de duas novas variedades de sorgo sacarino desenvolvido pela Embrapa para micro-destilarias /87 Produção média de matéria verde por mês: 15,0 t ha - ¹ Cultivar Linhares ES Goiânia GO LOCAL / DATA DE PLANTIO Ituiutaba MG Capinópolis MG Taquari RS Cruz Alta RS São José dos Campos - SP Média Brix ( B) Produção de Massa Verde (t/ha) BR ,3 55,6 43,3 55,5 41,9 59,3 50,8 52,8 19,7 BR ,1 53,2 43,7 47,3 39,8 55,7 68,1 49,5 20,4 BR ,3 44,1 41,1 54,3 47,6 55, ,6 13,7 Produção de Massa Seca (t/ha) BR ,4 11,6 10,2 ND 13,4 17,7 18,7 14,6 BR ,6 12,4 11,7 ND 14,1 18,9 18,2 15,6 BR ,6 12,7 ND 14,8 18,3 14,3 13,5 Produção média de matéria seca por mês: t ha - ¹

5 Histórico do Sorgo Sacarino no Brasil 1975 a 2011 A tecnologia para produção de etanol a partir de sorgo foi validada nestes projetos pilotos; A politica do governo foi alterada na decada 80 para incentivar produção de etanol somente em grandes distilarias; A pesquisa de sorgo sacarino foi suspensa devido a falta de interesse das grandes distilarias na decada 80; O programa de PD&I de Sorgo sacarino da Embrapa foi reiniciado em 2008.

6 O que é sorgo sacarino? O sorgo sacarino e uma planta da espécie Sorgo bicolor similar ao sorgo granifeiro e ao sorgo forrageio com pequenas variações para porte, presença de caldo no colmo e presença de açúcar no caldo; Conseqüentemente, os avanços no melhoramento do sorgo granifeiro e sorgo forrageio são validos também para sorgo sacarino. Sorgo Forrageiro 2,5-3,0 m Sorgo Granifeiro 1,0 1,5 m Sorgo Sacarino 3,0 3,5 m

7 Por Que o Sorgo Como Fonte de Matéria-Prima para Produção de Energia? Sorgo é uma espécie C-4, altamente produtiva; Sorgo é uma das espécies mais eficientes em fotossíntese, comparável com capim elefante e cana-de-açúcar; Sorgo sacarino usa a mesma infraestrutura de colheita e industrialização de cana-deaçucar para produção de etanol; O zoneamento de sorgo sacarino e similiar de cana-de-açucar (mais abrangente). Sorgo Data de Plantio: 23/12/2010 Comparando Sorgo x Cana 01/03/2011 Fazenda Varjão Grupo São Martinho Cana Data de Plantio: 05/01/2011 Fonte: René Sordi, Grupo São Martinho

8 Por Que o Sorgo Como Fonte de Matéria-Prima para Produção de Energia? O sorgo é mais eficiente no uso de água do que o milho e a cana-de-açúcar; O bagaço do sorgo sacarino tem maior valor biológico que o bagaço da cana-de-açúcar quando usados como forragem para animais; O teor de lignina pode ser aumentado ou reduzido por genes específicos (2% - 12%) (Sorgo Media 4% vs. Cana 8%); A cultura do sorgo sacarino complementa a da cana-de-açúcar estendendo o período de colheita por até mais quatro meses.

9 Geração de Energia a Partir de Sorgo Sacarino Evolução dos cultivares de sorgo sacarino da Embrapa ( ) Cultivar Florescimento (Dias) Altura (m) Produção de Massa Verde (t/ha) Produção de Grão (t/ha) Brix ( B) BR ,2 48,0 4,1 16,7 BR ,6 53,0 4,7 16,6 BR ,1 56,3 2,3 17,3 BR ,2 48,2 1,9 19,7 BRS ,1 49,0 2,4 20,4 CMSXS ,1 65,1 2,2 18,7 CMSXS ,8 63,9 1,8 16,8 CMSXS ,5 60,2 1,5 19,9 BRS ,8 49,7 5,5 13,7

10 Geração de Energia a Partir de Sorgo Sacarino Resultados de Sorgo Sacarino em Salinas-MG 2009/10 Cultivares PMV (t.ha -1 ) PCV (t.ha -1 ) SST ( o Brix) BR505 84,69 b 71,06 b 20,66 b BR ,38 a 88,13 a 22,04 a Média 94,53 79,60 21,35 CV 9,38 9,94 4,47

11 Período de Utilização Industrial (PUI) Interação de Brix, açúcar total, fibra, extração de caldo e extração de açúcar do colmo de sorgo sacarino durante a fase de maturação BR505 PUI 58 dias

12 Metas de Produtividade e Qualidade de Sorgo Sacarino Característica Alvo Mínimo 1975 Alvo Mínimo 2011 Produção mínima de biomassa 40 tha -1 Brix Mínimo (245kg cm-1 para 60 segundas) (10 tha -1 /mo) tha -1 (12-15 tha -1 /mo) o o Brix Máximo 21 o 23 o Extração Mínima de ART (kg t -1 biomassa) POL _ % Pureza _ % Eficiência de Extração % % Mínima de ART no caldo 12.5 % 14 % Mínima Produção de Etanol 40 l t -1 biomass l t -1 biomass Eficiência de Fermentação Eficiência de Destilação Eficiência Industrial Período Útil de Industrial (PUI) 30 dias 30 dias Tipo de Cultivar Variedade Híbrido

13 Período Útil de Industrialização (PUI) Alvo Mínimo 2011 Wray 9% Açúcares Wray 8% Açúares Wray PUI 32 dias Wray PUI 51 dias Açucares totais extraídos baseados na Prensa Hidráulica (PUI Minimo 30 dias)

14 Ideotipo de Cultivar de Sorgo Sacarino Tipo de Panicula Panicula menor preferida Menos Acamamento Menos competição por fotoassimilados Perfilhamento Sem perfilhamento preferido Melhor controle do número de plantas por hectare Maior diâmetro de colmo Melhor qualidade

15 Ideotipo de Cultivar de Sorgo Sacarino Característica Alvo Mínimo 2011 Produção mínima de biomassa tha -1 Brix Mínimo (245kg cm-1 para 60 segundas) o Brix Máximo 23 o Extração Mínima de ART (kg t -1 biomassa) POL % Pureza % Eficiência de Extração % Mínima de ART no caldo 14 % Mínima Produção de Etanol l t -1 biomass Eficiência de Fermentação 95 Eficiência de Destilação 95 Eficiência Industrial 90 Período Útil de Industrial (PUI) Tipo de Cultivar 30 dias Hibrido

16 Ideotipo de Cultivar de Sorgo Sacarino Tolerante aos estresses bioticas Doenças Pragas Nematódes Resistência de Plantas Controle Biológico Inseticidas químicos Manejo Manejo Integrado de Pragas Integrado de Pragas Tolerante aos estresses abioticas Al Toxico Seca Maior eficiência na aquisição de P

17 Potencialidades do sorgo sacarino Potencial de rendimento de etanol do cultivar de sorgo sacarino BRS506 considerando 3 níveis tecnológicos de manejo da cultura. Níveis Massa verde (t.ha -1 ) Litros de etanol por ton de massa Verde (l.t -1 ) Litros de etanol por ha (l.ha -1 ) Ciclo (meses) Produtividade etanol/ha/mês Baixo Médio Alto Cana Fonte: Embrapa Milho e Sorgo

18 Potencialidades do sorgo sacarino Ciclo curto (Verão: dias, cuidado no planejamento ciclo alongado no inverno para até 150 dias); Propagação por sementes (sistematização de plantio mais simples que cana); Eficiência no uso de água (melhor que cana); Colheita Mecanizada (mesma colhedora da cana); Custo da lavoura relativamente baixo (R$ a R$ 2.200,00/ha sorgo vs mais ou menos R$ 5.000,00/ha cana) Boa produção de biomassa por área (50 t/ha ou mais);

19 Potencialidades do sorgo sacarino Boa produção de etanol por área (3.500 l/ha); Possibilidades de aumentar o período de processamento industrial para etanol e bioenergia em usina de grande porte; Otimização do capital investido na agroindústria de cana; Potencial de abastecimento do mercado em épocas de entressafra de cana; Co-produtos potenciais: uso para alimentação animal e cogeração de energia

20 Potencialidades do Sorgo Sacarino na reforma de canaviais Sorgo Sorgo Sorgo sacarino plantado em dezembro e janeiro Dedini (2011) Modificado Sorgo Sorgo sacarino plantado em outubro e novembro Abastecimento industrial: dias

21 Gargalo para implantar sorgo sacarino na produção de etanol na safrinha : disponabilidade de sementes de cultivares de sorgo sacarino de alta qualidade. As melhores cultivares hoje são variedades; Atualmente, não tem sistema de produção de sementes mecanizada devido a altura da planta de 3 3,5 m, impossibilitando a produção de milhares de toneladas de sementes; Não tem disponibilidade de linhagens fêmeas sacarinas para produção de híbridos de boa qualidade; Os híbridos sacarinos confeccionados com fêmeas com caldo sem açúcar são de inferior qualidade para produção de etanol (1200 l ha -1 vs l ha -1 );

22 Gargalo para implantar sorgo sacarino na produção de etanol na safrinha : disponabilidade de sementes de cultivares de sorgo sacarino de alta qualidade. As empresas de sementes estão procurando parcerias com Embrapa para desenvolver linhagens fêmeas sacarinas para usar na confecção do híbridos sacarino. Avaliação e caracterização agronômico (produção etc.) e caracterização industrial (PUI) das cultivares disponíveis no mercado.

23 Gargalo para implantar sorgo sacarino na produção de etanol na safrinha : disponabilidade de sementes de cultivares de sorgo sacarino de alta qualidade. O programa de P&D especial deve incluir os seguintes componentes: Pre-Melhoramento (Novas recursos Geneticas) Melhoramento de Produção e Qualidade (QTLs e SAM); Desenvolvimento de Híbridos e Variedades; Sistema de Produção de Sementes (Púbico/Privado); Avaliação e caracterização agronômico (produção etc.) e caracterização industrial (PUI) das cultivares disponíveis no mercado. Desenvolvimento de Sorgo Transgênico (Bt)

24 Impacto Projetado na Industria de Sementes de Sorgo Sacarino para Produção de Etanol em Destilarias no Brasil Mil hectares Quantidade de sementes (t) (8 kg ha -1 ) Valor (R$ kg -1 ) Valor por hectar R$ Valor Total R$ , , , , , ,

25 Impacto Projetado de Sorgo Sacarino na Produção de Etanol em Destilarias no Brasil Mil hectares Produtividade l etanol t -1 Produção etanol t ha l R$ Preco media de Etanol pago as Usinas em 2010 R$ 1,20 l -1 Fonte: Cepea/Esalq

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27 Sorgo - Uma Verdadeira Fábrica de Energia!!!! Variedade Híbrido Variedade Híbrido Variedade Híbrido 60 dias após plantio 80 dias após plantio 140 dias após plantio Obrigado! schaffer@cnpms.embrapa.br