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venerdì 17 luglio 2015

SORGO (Sorghum bicolor)

Sorgo zuccherino e da fibra (Sorghum bicolor)



rinnovabili, bioenergie, bioenergetica, emissioni, riciclo, antropica, biomassa, fuel crops, neglected, low input, high input, nania, ebcprofessional, milazzo, sorgo

Famiglia  Poaceae

Classificazione (Usda, 2007).

Regno
Plantae – Piante
Sottoregno
Tracheobionta – PianteVascolari
Superdivisione
Spermatophyta – Pianta a seme
Divisione
Magnoliophyta – Pianta a fiore
Classe 
Liliopsida – Monocotiledoni
Sottoclasse
Ordine
Famiglia 
Poaceae – Graminacee
Genere
Sorghum Moench – Sorgo
Specie

Sinonimi: Sorghum caudatum (H.)stapf; Sorghum guineense Stapf; Sorghum nervosum Besser ex Sculte.

Descrizione

Il Sorgo è una specie erbacea annuale d’origine tropicale della famiglia delle Poaceae a ciclo fotosintetico “C4”. Tradizionalmente consumato in Africa per le sue caratteristiche di resistenza a periodi di siccità anche prolungati che lo fanno preferire al mais nelle zone aride, aveva scarsa importanza fino al decennio passato in Europa perchè reagisce meno agli imput agro-colturali rispetto al mais, e inoltre è più suscettibile agli attacchi degli uccelli ed è leggermente tossico sia per gli animali che per gli uomini.
I tannini molto presenti nel cereale rendono scarsamente assimilabile la sua parte proteica. Il settore delle bioenergie guarda al sorgo in veste duplice sia come pianta da biomassa low input ad elevata produzione che come pianta da bio-etanolo.
In Europa sono state sviluppate e coltivate con successo le varietà da foraggio affienabile e con culmo sottile e  varietà con alto contenuto in zuccheri detto “sorgo dolce” usato per ottenere sciroppi, acido citrico, melassa, e nella mangimistica.  Oggetto  di particolare attenzione a livello europeo in ambiente mediterraneo per l’elevata produttività unita alla possibilità di produrre etanolo dagli zuccheri del culmo e di produrre fibra. Il sorgo vuole alta insolazione, e temperatura.
 In condizioni d’alta disponibilità idrica da 40 tonnellate su Ha e un efficienza d'uso dell'acqua tra i 5,3 e i 4,8 g su litro (WUE). In condizioni di bassa disponibilità idrica aumenta la sua wue. Reagisce quindi bene agli stress idrici grazie a modifiche morfologiche.
La concimazione richiesta è sui 120 con scarsa irrigazione e 150 kg azoto per ha a pieno soddisfacimento idrico. La produzione d'etanolo ottenuto dalla fermentazione del suo zucchero che produce in media sulle 8 t/ha è di 5.770 litri su ha.
La cultivar più diffusa nel settore bioenergico per la produzione di zucchero è l'Abetone e come sorgo da fibra (foraggio) la cultivar H132.  L'abetone da 25 t/ha di biomassa contro le 30 t/ha dell' H132.

 Il contenuto in acqua alla raccolta è intorno al 58% (Cosentino, 2005). I bilanci energetici sono di 99-148 Gj/ha in termini di resa energetica lorda, mentre la resa energetica netta ammonta a 79-128 Gj/ha con un valore di guadagno energetico complessivo compreso tra 4,9 e 7,4 considerando un input d’energia pari a 20 Gj /ha. per fare un confronto a parità di condizioni il mais genera rispettivamente da 49 a 88 Gj, da 9 a 68 Gj, da 2,4 a 4,4 (Specogna, 2006).

G.N.

lunedì 6 luglio 2015

LE COLTURE DA ETANOLO


Le colture da Etanolo sono molteplici e in grande sviluppo. L’etanolo può essere prodotto da biomasse ligno-cellulosiche, cellulosiche, amilacee, amido-zuccherine e zuccherine. Oggi giorno le più diffuse sono le zuccherine ma le nuove tecnologie sia in termini di efficienza e resa della fermentazione con l’ utilizzo di nuovi ceppi batterici migliorati e la maggiore efficienza della trasformazione della lignina e cellulosa a etanolo fanno supporre un maggior sviluppo di queste  ultime in un prossimo futuro ( Tab.2.).

Tab. 1. Piante da etanolo in Europa e loro resa (Billy 1984).

Colture
Cultivar
N
(kg/ha)
Resa
coltura
(t/ha)
Resa in alcol
(l/ha)
Batata.(Ipomea batatas Lam.)
'Jewel'
120
42,6
5.821
Topinambur.(Helianthus tuberosus L.).
'Mammouth
French White'
56
30,7
4.169
Sorgo dolce.
[Sorghum bicolor (L.) Moench.]
'Meridian 71-1'
112
72,8
2.196
Patata (Solanum tuberosum L.).
'Pontiac'
112
22,6
1.830
Barbabietola da zucchero.
(Beta vulgaris L.)
'USH 20'
168
31,4
1.640
Barbabietola da foraggio
(Beta vulgaris L.).

'Mono Rosa'
168
32,3
1.309

                                             Nell'immagine: la batata (Ipomea batatas)


Tab.2.Valutazione energetica d'alcune colture da biomassa cellulosiche.
( Billy, 1999).
Coltura
Resa di biomassa secca
(metric t/ha)
Energia catturata (joule/hg-s.s)
Energia totale
joule/ha
Cynodon dactylon L.
17,9
426 x 103
7625 x 106
Kenaf(Hibiscus cannabinius L.)
11,2
620 x 103
6944 x 106
Zea mays L.
6,72
701 x 103
4711 x 106
Festuca arundinacea Schreb.
7,8
557 x 103
4345 x 106
Pioppo
Variabile
586 x 103
Variabile

La coltura d’etanolo oggi maggiormente diffusa è il Mais (Zea mais) che negli Usa è la coltura principale del settore bioenergico, cionostante è una coltura high input con bilancio energetico decrescente da decenni. Il mais produce 2.000 l/ha d’etanolo. La resa non è molto alta rispetto ad altre piante, ma l’utilizzo degli scarti come gli stocchi e tutoli per farne foraggi ealtro ne rende il prezzo competitivo. In futuro saranno realizzati ibridi azoto dipendenti con simbiosi con i microrganismi Azospirillum spp. Secondo i dati di Pimental l’input energetico nella coltura di mais tra il 1950 ed il 1970 è passato negli Usa da 11.000 a 26.700 Mj /ha nonostante il notevole aumento d’energia il prodotta l’efficienza è calata del 11 %.  Allo stato attuale una maggiore produttività del mais ad esempio comporta più alti costi energetici per unità di prodotto, ciononostante il bilancio energetico del mais risulta più favorevole d’altre colture.
 Secondo Phispps e Pain il rendimento energetico per ettaro, vale a dire la quantità d’energia metabolizzabile prodotta in rapporto a quella consumata (esclusa l’energia solare) è per il mais 3,2. Nei paesi industrializzati la meccanizzazione incide per il 57% e la fertilizzazione per il 39%, mentre l’irrigazione e la difesa per il 4 %.

G.N.