CAMPUS DE CURITIBANOS IV Semana Acadêmica de Ciências Rurais MINI CURSO CULTURAS OLEAGINOSAS Prof. Dra. Ana Carolina da Costa Lara Fioreze Setembro de 2013
O QUE É UMA PLANTA OLEAGINOSA? Toda planta que fornece óleo através de seus frutos ou sementes. Importância: teor e qualidade do óleo.
USOS E APLICAÇÕES DOS ÓLEOS VEGETAIS ALIMENTAÇÃO ENERGIA (BIOCOMBUSTÍVEIS) INDÚSTRIA
PRODUÇÃO ALIMENTOS OLEAGINOSAS ALIMENTARES X OLEAGINOSAS NÃO ALIMENTARES PRODUÇÃO BIODIESEL
ENERGIA = COMBUSTÍVEL
DESCOBERTA DO PRÉ SAL» 2005 Pré sal deve contribuir para o crescimento do País, sem colocar em segundo plano o desenvolvimento dos biocombustíveis contribuição para a produção de grãos e a fonte do verdadeiro desenvolvimento sustentável do Brasil.
BIODIESEL o Óleos vegetais e gordura animal o Combustível renovável; o Menos poluente; o Substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclodiesel de caminhões, tratores, camionetas, automóveis e também para geração de energia e calor; o Usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções;
BIODISEL NO MUNDO
BIODIESEL NO MUNDO Pesquisas desde a década de 20, principalmente na Europa; Atualmente, vêm sendo testados e comercializados na Argentina, Estados Unidos, Malásia, Alemanha, França, Itália, Espanha; Alemanha, Estados Unidos e o Brasil são os maiores mercado mundiais de biodiesel; União Européia: 1,35 milhões de toneladas de biodiesel por ano 90% da produção mundial de biodiesel; Governo garante incentivo fiscal aos produtores, além de promover leis específicas para o produto, visando melhoria das condições ambientais através da utilização de fontes de energia mais limpas. A tributação dos combustíveis de petróleo na Europa, é extremamente alta, garantindo a competitividade do biodiesel no mercado;
Mercado para Biocombustíveis Canadá - Etanol 2010: E10 UE - Biocombustíveis 2010: 5,75% 2020: 10% China - Etanol 2020: E10 USA - Biocombustíveis 2012: 15,2 bi galões 2015: 20,5 bi galões 2022: 36 bi galões Colômbia 2012- E10 e B20 Argentina 2010: B5 2012:E5 Brasil - Biodiesel Jun 2009: 4% 2013: 5% Uruguai- 2012: B5 2015: E5 Malásia - Biodiesel 2010: 5% Indonésia - Biodiesel 2010: 2,5% - 2025: 5% Japão Biocombustíveis 2030: 5% A manutenção das metas dos governos para biocombustíveis, nos próximos anos, levará a um aumento significativo da demanda Fonte: Pira Biofuels
MAIOR PAÍS PRODUTOR E CONSUMIDOR MUNDIAL ALEMANHA 42% DA PRODUÇÃO MUNDIAL
BIODIESEL NO BRASIL
BIODIESEL NO BRASIL Pesquisas começaram efetivamente na década de 70; Uso energético de óleos vegetais: proposto em 1975 Pró-óleo Plano de Produção de Óleos Vegetais para Fins Energéticos gerar um excedente de óleo vegetal capaz de tornar seus custos de produção competitivos com os do petróleo; 2004: Programa Nacional de Produção e Usos do Biodiesel (PNPB), pelo governo federal biodiesel avançou significativamente no País;
BIODIESEL Mistura de biodiesel ao diesel (petróleo) 2004 (2008 obrigatória de 2% em todo o País); 2010 5%;
BRASIL vantagens produção de biocombustíveis: geografia favorável, região tropical, com altas taxas de luminosidade e temperaturas médias anuais, disponibilidade hídrica, regularidade de chuvas potencial para produção de energia renovável.
OLEAGINOSAS POTENCIAIS PARA O BIODIESEL
MATÉRIA PRIMA - ANIMAL Gorduras animais: sebo bovino, óleos de peixes, banha de porco, etc. Os óleos e gorduras residuais de frituras revelam um potencial de oferta no país superior a 30 mil toneladas por ano.
Tabela 4.10 Produção de biodiesel 1 (B100), segundo grandes regiões e unidades da Federação 2005-2012 Grandes regiõ es e unidades da F ederação P ro dução de bio diesel (B 100) - (m 3 ) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 B rasil 736 69.002 404.329 1.167.128 1.608.448 2.386.399 2.672.760 2.717.483 1,67 R egião N o rte 510 2.421 26.589 15.987 41.821 95.106 103.446 78.654-23,97 Rondônia - - 99 228 4.779 6.190 2.264 8.406 271,25 Pará 510 2.421 3.717 2.625 3.494 2.345 - -.. Tocantins - - 22.773 13.135 33.547 86.570 101.182 70.247-30,57 R egião N o rdeste 156 34.798 172.200 125.910 163.905 176.994 176.417 293.573 66,41 M aranhão - - 23.509 36.172 31.195 18.705 - -.. Piauí 156 28.604 30.474 4.548 3.616 - - -.. Ceará - 1.956 47.276 19.208 49.154 66.337 44.524 62.369 40,08 Bahia - 4.238 70.942 65.982 79.941 91.952 131.893 231.204 75,30 R egião Sudeste 44 21.562 37.023 185.594 284.774 420.328 379.410 255.733-32,60 M inas Gerais 44 311 138-40.271 72.693 76.619 80.100 4,54 Rio de Janeiro - - - - 8.201 20.177 7.716 17.046 120,92 São Paulo - 21.251 36.885 185.594 236.302 327.458 295.076 158.587-46,26 R egião Sul 26 100 42.708 313.350 477.871 675.668 976.928 926.611-5,15 Paraná 26 100 12 7.294 23.681 69.670 114.819 120.111 4,61 Rio Grande do Sul - - 42.696 306.056 454.189 605.998 862.110 806.500-6,45 R egião C entro -Oeste - 10.121 125.808 526.287 640.077 1.018.303 1.036.559 1.162.913 12,19 M ato Grosso do Sul - - - - 4.367 7.828 31.023 84.054 170,94 M ato Grosso - 13 15.170 284.923 367.009 568.181 499.950 477.713-4,45 Goiás - 10.108 110.638 241.364 268.702 442.293 505.586 601.146 18,90 12/ 11 %
MATÉRIAS PRIMAS UTILIZADA PARA PRODUÇÃO DO BIODIESEL
HEGEMONIA DA SOJA CADEIA PRODUTIVA BEM ESTRUTURADA COMMODITIE: FORTE INFLUÊNCIA DOS MERCADOS INTERNACIONAIS DESAFIO NACIONAL: DESENVOLVER UM CONJUNTO DE CULTURAS PRODUTORAS DE ÓLEO CULTURAS OLEAGINOSAS: NECESSIDADES E POTENCIAIS DA PEQUENA PRODUÇÃO, COM ADAPTAÇÃO ÀS DIFERENTES CONDIÇÕES AMBIENTAIS DO BRASIL DESENVOLVIMENTO DE UM CONJUNTO DE CONHECIMENTOS FITOTÉCNICOS
ASPECTOS ECONÔMICOS DO BIODIESEL AUMENTO DA COMPETITIVIDADE: redução dos custos de produção venda dos co-produtos (glicerina, adubo e ração protéica vegetal).
LADO SOCIAL DO BIODIESEL O grande mercado energético brasileiro e mundial poderá dar sustentação a um imenso programa de geração de emprego e renda a partir da produção do biodiesel; A produção de oleaginosas em lavouras familiares faz com que o biodiesel seja uma alternativa importante.
"O motor Diesel pode ser alimentado com óleos vegetais e poderá ajudar consideravelmente o desenvolvimento da agricultura nos países onde ele funcionar. Isto parece um sonho do futuro, mas eu posso predizer com inteira convicção que esse modo de emprego do motor Diesel pode, num dado tempo, adquirir uma grande importância" Dr. Rudolph Diesel (1911)
Camelina CAMELINA SATIVA (L.) CRANTZ
Camelina sativa (L.) Crantz Família das Brássicas (Crambe, canola, colza, nabo) Nome popular: Falseflax (falso linho) ou gold-of-pleasure (ouro do prazer); Originária do Norte da Europa e Ásia central;
Camelina sativa (L.) Crantz Altura de 30 a 90 cm; Ramificações lisas ou pilosas;
Camelina sativa (L.) Crantz Folhas em forma de seta, pontiagudas;
Camelina sativa (L.) Crantz Racemos com pequenas flores amarelas ou amarelo esverdeadas com 4 petálas no conjunto terminal;
Camelina sativa (L.) Crantz Primariamente autofecundada, mas taxas de alogamia ocorrem (insetos, principalmente abelhas).
Camelina sativa (L.) Crantz Síliquas - Cápsulas com pequenas sementes (amarelas escura a marrom).
Camelina sativa (L.) Crantz Cultura de verão, mas adaptada a climas frios; -2ºC prejudicou nabo e colza; -11ºC; Mais tolerante a seca do que outras brássicas;
Camelina sativa (L.) Crantz Ciclo curto (85 a 100 dias) Safrinha do Brasil? Semeadura e colheita mecanizada (maquinários para semeadura da canola ou colza); 3 a 7 kg/ha de sementes (250-600 sementes/m 2 ); Rápido crescimento da cultura: bom para competição com daninhas;
Camelina sativa (L.) Crantz Produtividade de 600 a 1200 kg ha -1 (sem melhoramento genético); Solo bem nivelado: sementes pequenas, semeadura em linhas (12,5 cm entre linhas); Maturação uniforme.
Comparação de Camelina com outras oleaginosas Espécies Produtividade (kg/ha) Teor de óleo (%) Tamanho de semente (g/1,000 sementes) Camelina sativa 1277 31 0.6-1.2 Crambe abysinica 1317 32 6-8 Brassica napus 1273 39 2.9-4.0 Brassica hirta 1319 24 4.8-5.1
Camelina sativa (L.) Crantz Avaliações no Canadá, Estados Unidos e Europa mas ainda bem pouco explorada.
Camelina sativa (L.) Crantz Problemas com míldio e mofo branco e cinzento; Tolerante a Alternaria brassicae;
Composição das sementes Teor de óleo: 29-43% Farel0: 45-47% de proteína bruta e 10-11% de fibras; Fatty acid content (% of oil) Fatty acid Canola Soybean Sunflower Crambe Flax Camelina Palmitic (16:0) 6.19 10.44 6.05 2.41 5.12 7.80 Stearic (18:0) 0 3.95 3.83 0.40 4.56 2.96 Oleic (18:1) 61.33 27.17 17.36 18.36 24.27 16.77 Linoleic (18:2) 21.55 45.49 69.26 10.67 16.25 23.08 Linolenic (18:3) 6.55 7.16 0 5.09 45.12 31.20 Arachidic (20:0) 0 0 0 0.50 0 0 Eicosenoic (20:1) 0 0 0 2.56 0 11.99 Erucic (22:1) 0 0 0 54.00 0.88 2.80 Other FA 4.38 5.79 3.5 6.01 3.80 3.40
Usos Alimentação humana (Até 45% de ômega 3 e Alto teor de vitamina E antioxidante natural); Ração animal (farelo e sementes) Estudos: * 10% da ração: Torta para frango, bovinos e peixes (aumento do ômega 3 na carne). Biocombustíveis (aéreo); Cosméticos; Sabão; Verniz, lubrificante e aditivos plásticos; Medicina popular no tratamento de feridas, queimaduras, inflamações no olho e dores de estômago;
Usos Em janeiro de 2009, um Boeing 747-300 com motores Pratt & Whitney da Japan Airlines voou por uma hora com um biocombustivel produzido com óleo de camelina (84%), de pinhão manso (15%) e de algas (1%);
Usos Na mesma época, um Boeing 747 com motores da GE da KLM - Royal Dutch Airlines efetuou um voo demonstrativo de uma hora com passageiros convidados, com óleo de camelina (50%): o biocombustível manteve as especificações (ponto de congelamento de -47 C e o ponto de ignição de 38 C).
Custos Custo do biodiesel à base de camelina US $ 2 por galão em comparação a 3 dólares por galão para a soja; Custos fixos e variáveis são 1/3-1/4 do custo de canola US $ 45 a $ 68 por acre;
Potencial para a região... Usina de esmagamento de óleo de soja: Única no estado de SC- ADM do Brasil-Joaçaba. Capacidade para fabricar até 183,6 milhões de litros de biodiesel por ano - 16ª maior do País.
Potencial para a região... Usina de esmagamento de óleo de soja e canola em Passo Fundo (RS) e soja em Marialva (PR): Petrobrás Biocombustíveis e BSBIOS Industria e Comércios de Biocombustíveis do Sul; Capacidade para fabricar até 160 milhões de litros de biodiesel por ano;
CULTURA DA CANOLA
CANOLA Brassica napus L. var. oleifera Melhoramento genético da colza Brassica napus Norte da Europa Oilseed rape, rapesed ou canola CANadian Oil Low Acid (registrada em 1970 no Canadá) "...um óleo que deve conter menos de 2% de ácido erúcico e cada grama de componente sólido da semente seco ao ar deve apresentar o máximo de 30 micromoles de glucosinolatos " (Canola Council of Canada, 1999).
CANOLA- ASPECTOS BOTÂNICOS oflor hermafrodita; oprimariamente autógama, mas com taxas de alogamia elevadas (até 30%) insetos abelhas.
CANOLA o Altura de 70 a 160 cm; o Ciclo curto: 100 a 160 dias; o Fruto: síliqua contendo sementes marrom
IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DA CANOLA GRÃOS ÓLEO ALIMENTAÇÃO E ENERGIA (BIOCOMBUSTÍVEIS) CO-PRODUTOS DA EXTRAÇÃO DE ÓLEO FARELO PARA RAÇÃO
ÓLEO DE CANOLA o Teor de óleo: 34 a 40% o Elevada quantidade de Ômega-3 (reduz triglicerídios e controla arteriosclerose); o Vitamina E (antioxidante que reduz radicais livres); o Gorduras mono-insaturadas (reduzem LDL); o Menor teor de gordura saturada (controle do colesterol)
FARELO DE CANOLA Possui 34 a 38% de proteína; * Soja: 40-44% Suplemento protéico na formulação de rações para bovinos, suínos, ovinos e aves.
CARACTERÍSTICAS DA CULTURA Espécie de clima frio: desenvolve melhor com temperaturas do ar amenas (20ºC) durante o ciclo e entre 13 e 22ºC no período vegetativo; Geada é prejudicial no estádio de plântula e durante o florescimento (abortamento de flores e síliquas); Disponibilidade de água entre 312 a 500 mm (excesso de água reduz potencial produtivo);
RESISTÊNCIA A GEADAS CANOLA TRIGO Passo Fundo (RS)
CANOLA NO MUNDO Óleo de canola: mais utilizado na Europa produção de biodiesel;
CANOLA NO MUNDO Produção mundial 2012/13 é prevista uma produção de 60,9 milhões de toneladas
CANOLA NO MUNDO * cultivada em altas latitudes
CANOLA NO MUNDO
CANOLA NO MUNDO
CANOLA NO BRASIL o1974 Introduzida no Rio Grande do Sul (pesquisas e cultivo); o1980 Introduzida no Paraná (pesquisas e cultivo); o2000 canela-preta (fungo) prejuízos em lavouras do Rio Grande do Sul; oregiões Sul e Centro-Oeste, a partir de genótipos menos sensíveis a fotoperíodo, uma tropicalização da semente. (adaptado a baixas latitudes).
CANOLA E ROTAÇÃO DE CULTURAS Reduz problemas fitossanitários de leguminosas (soja e feijão) e das gramíneas (milho, trigo e outros cereais); Canola só deve retornar à mesma área após dois anos; Rotação com culturas de outras famílias: controle de doenças (canela-preta e a esclerotínia); Esperar 20 dias para a semeadura de soja ou de milho degradação de compostos alelopáticos presentes na biomassa de canola. Soja - canola - milho trigo.
DIVERSIFICAÇÃO DE RENDA NAS REGIÕES DO SUL DO BRASIL Cultivo da canola valor sócio-econômico produção de óleos vegetais no inverno produção de soja no verão; Otimizar os meios de produção (terra, equipamentos e pessoas); Grande disponibilidade de áreas antes cultivada com o trigo expansão da produção de óleo.
DIFICULDADES NA EXPANSÃO DA CULTURA PESQUISA E CREDIBILIDADE: Épocas de semeadura para regiões com maior altitude; Manejo da adubação; Redução de perdas na colheita: maturação desuniforme; Redução de perdas na colheita: deiscência natural perdas de mais de 30% no rendimento da cultura; Tamanho da semente: logistíca e transporte.
ESCOLHA DA ÁREA Solos bem drenados, sem compactação, sem resíduos de determinados herbicidas; Livre de doenças como a canela-preta (Leptosphaeria maculans/phoma lingam) e a esclerotínia (Sclerotinia sclerotiorum); Não deve apresentar infestação de nabiça (Raphanus raphanistrum); O ph: preferencialmente superior a 5,5 e o nível de fertilidade deve ser médio, alto ou muito alto;
CANELA PRETA Blackleg Leptosphaeria maculans, o qual tem Phoma lingam (Tode) ex. Shaw. Desm. como sua forma conidial; Doença mais importante (mundo); Genótipos resistentes híbridos Austrália; Lavoura de canola a mais de 1000 m de distância de lavouras que apresentavam infecção de canela-preta (infecção trazidos pelo vento).
SEMENTES Usar sementes livres de doenças; Evitar o uso de sementes salvas; Híbridos (Hyola) apresentam maturação mais uniforme e resistência a Canela-preta;
SEMEADURA Densidade: 40 plantas/m 2 ; Distancia entre linhas a menor disponível no maquinário (17 cm) Profundidade 1 a 2 cm; Consumo de sementes 3 a 4 kg/ha; Distribuição uniforme de plantas: desafio reduzido tamanho das sementes.
COLHEITA Cor predominante dos grãos é o melhor indicador 40-60% dos grãos mudaram da cor verde para marrom; Maturação fisiológica, determinar diariamente o teor de umidade dos grão: no máximo em 18 %;
MELHORAMENTO GENÉTICO 1974 cultivares de polinização aberta; Substituição por híbridos de canola: maturação mais uniforme e ciclo menor; Canela-preta: uso das cultivares antigas se tornou ainda menos viável; Rendimentos de grãos mais elevados: até 32% superior ao de cultivares de polinização aberta.
CENÁRIO PARA O PRODUTOR
A CULTURA DO CRAMBE
ASPECTOS GERAIS Nome científico: Crambe abyssinica Hochst Família Brassicaceae Origem: região Turco iraniana, com posterior migração para o Mediterrâneo É uma planta herbácea anual, ereta, naturalmente muito ramificada.
Características Valores Ciclo 90 dias Teor de Óleo 35 % (25%) * Proteína no farelo 22% (30%) ** Produtividade (grãos) Produtividade (óleo) 1.200 1.500 kg/ha 420-525 kg/ha Fonte: FUNDAÇÃO MS (2009) * Extração por solvente e por prensagem entre parêntesis. ** Prensada e extraída por solvente, com e sem casca entre parêntesis.
Histórico do crambe a nível mundial Início do cultivo de crambe: ex-urss, relatos de campos experimentais, na Rússia, Polônia e Suécia antes da Segunda Guerra Mundial. 1940: Introduzido nos EUA oriundo da Europa; 1950: Programa federal iniciou-se, pelo Departamento de Agricultura dos EUA, na cidade de Peoria (Illinois), onde o crambe foi identificado como fonte promissora de ácido erúcico; 1990: início da produção comercial, no estado americano de Dakota do Norte. O cultivo de colza (canola) é a fonte de ácido erúcico no mercado mundial, contudo, nos EUA, o crambe vem adentrando esse mercado.
Histórico da cultura do Crambe no Brasil 1995 Fundação MS Maracajú (MS) Crambe como cobertura do solo no sistema plantio direto Inferior ao nabo forrageiro Produção de grãos satisfatória, porém, não havia mercado Retomada do cultivo: óleo para o BIODIESEL
Importância econômica da cultura do crambe
Principal matéria prima: óleo Cerca de 25-35% de óleo no grão; Varia com o material genético e o ambiente. Laghetti et al., 1995 (Itália)
Principal matéria prima: óleo de crambe Possui de 50 a 60% de ácido erúcico O ácido erúcico é usado como lubrificante industrial, como ingrediente na manufatura da borracha sintética, isolamento elétrico, para confecção de películas plásticas, sulfactantes, agentes da flutuação e inibidores da corrosão. Outros derivados do óleo podem ser usados em novos tipos de nylon, base para pinturas e revestimentos, líquidos hidráulicos de alta temperatura, produtos farmacêuticos, cosméticos, ceras e principalmente para o BIODIESEL.
Perfil de ácidos graxos das principais oleaginosas Fonte: Embrapa Clima Temperado, 2007.
Torta e farelo de crambe Torta: obtida por prensagem 15 a 20% de óleo residual; Farelo: obtido por prensagem + solvente 1 a 2 % de óleo residual; Presença de fatores anti-nutricionais- glucosinolatos; Limitações para suínos e aves; Ruminantes: até 4,2% da dieta total (FDA); Proteína no farelo :45%; Proteína na torta: 30% a 32%. Fonte: Minnesota and Wisconsin Extension Services http://www.hort.purdue.edu/newcrop/afcm/crambe.html
Aspectos botânicos da cultura do crambe
Emergência Aproximadamente 10 dias 14/04/10, Botucatu-SP FUNDAÇÃO MS
Dormência em Crambe?? TESTE DE GERMINAÇÃO EM 100 PROGÊNIES DE CRAMBE UNESP-FCA, 2010.
AUTÓGAMA FLOR HERMAFRODITA ALOGAMIA (???) FLORESCE AOS 35 DIAS
Maturação Aproximadamente aos 90 dias de ciclo Varia com o ambiente e com o material genético Apresenta desuniformidade de maturação= diferenças genéticas
Aspectos fitotécnicos da cultura do crambe
Época de semeadura Abril e maio (junho com possibilidades de chuva) Semeado a 3 cm de profundidade Soja Precoce Época Plantio Milho Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Soja ciclo médio ou plantada mais tarde Época Plantio Crambe Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set
Tolerância à seca Razoável Período crítico fase de germinação Não tolera períodos chuvosos ou solos úmidos.
Colheita Interesse dos produtores colheita mecanizada, utilizando os mesmos maquinários da soja. Baixo custo de produção
Tratos culturais para a cultura do crambe Doenças e pragas: Fusarium sp.: tombamento de plantas Alternaria brassicicola: mais séria doença do crambe nos Estados Unidos Verificada em experimentos no Paraná Xanthomonas campestris (podridão negra): manchas amarelas nas folhas
VARIABILIDADE PARA PADRÃO DE RAMIFICAÇÃO DA PLANTA
VARIABILIDADE PARA PUBESCÊNCIA NA PLANTA Sem pubescência
Sem pubescência
Com pubescência
Com pubescência
Melhoramento genético do crambe FCA-UNESP Seleção individual com teste de progênies em crambe
02/05/10,Botucatu-SP
18/05/10,Botucatu-SP
COLHEITA
Tabela 1. Produtividade de grãos das progênies de crambe. Botucatu-SP, 2010. Progênie Produtividade de grãos (kg ha -1 ) 60 4.597,07 119 4.485,53 4 3.334,34 115 2.810,25 70 2.780,70 20 2.763,01 48 2.759,39 17 2.748,25 108 2.728,79 12 2.728,53 104 2.716,47 79 2.656,00 59 2.638,66 61 2.633,96 18 2.628,23 55 2.627,56 15 2.605,98 98 2.589,03 43 2.573,41 32 2.568,01 Testemunha 1.485,92 Média das 100 progênies 1.998,00
Tabela 2. Produtividade de grãos das progênies de crambe São Manuel-SP, 2010. Progênie Produtividade de grãos (kg ha -1 ) 37 3.907,76 4 3.751,50 96 3.363,82 3 3.125,65 59 3.079,70 119 3.061,38 60 3.047,27 52 2.876,43 50 2.766,38 32 2.668,61 46 2.643,39 27 2.627,71 112 2.530,29 109 2.491,16 31 2.484,51 87 2.417,40 43 2.390,31 58 2.375,50 74 2.361,39 115 2.315,64 Testemunha 2.041,76 Média das 100 progênies 1.997,27