INTRODUCCIÓN

El cambio climático es consecuencia de una externalidad negativa global originada por las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera, sin un costo económico explícito en la gran mayoría de los países. De acuerdo con información del World Resources Institute (WRI, 2015) los países de la región de América Latina y el Caribe contribuyeron en 2010 con 3.257 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono equivalente (MtCO₂e), representando el 8% de las emisiones totales de GEI globales (CEPAL, 2015).

Además es una realidad que todos aquellos productos derivados de fuentes fósiles tienen un período acotado en el tiempo de la humanidad. El petróleo, principal materia prima utilizada para la elaboración de combustibles, no escapa a esta situación. Hechos como las diferentes crisis que se han producido en los últimos 50 años (provocando fluctuaciones en el precio del barril de crudo); y la disponibilidad del recurso radicada en pocos países, han incentivado en el hombre la búsqueda de nuevas fuentes de combustibles (IEA, 2008).

Con los precios del petróleo cercanos a los niveles más altos en la historia y pocos combustibles alternativos para el transporte, Brasil, la Unión Europea, Estados Unidos y otros países, han apoyado activamente la producción de biocombustibles líquidos (etanol y biodiesel). Los impactos económicos, ambientales y sociales de los biocombustibles son ampliamente debatidos. Como fuente de energía renovable, los biocombustibles pueden ayudar a mitigar el cambio climático y reducir la dependencia del petróleo en el sector del transporte. También pueden ofrecer importantes mercados nuevos para los productores agrícolas, que podrían estimular el crecimiento rural y los ingresos agrícolas. En el lado negativo, se encuentran los riesgos ambientales y el alza en los precios de los alimentos. Estos impactos, que dependen del tipo de material cultivado (materia prima), el proceso de producción y los cambios en el uso de la tierra, tienen que ser cuidadosamente evaluados antes de extender el apoyo público a los programas de biocombustibles de gran escala.

En lo que respecta a siembra de especies vegetales para extracción de Biodiesel, la Jatropha curcas L., aparece como una opción muy viable para el Departamento de Córdoba ya que este cultivo se adapta a las condiciones agroclimatológicas del departamento y no competiría con terrenos aptos para otros cultivos, puesto que sobrevive y crece en zonas relativamente marginales para la agricultura tradicional y además serviría para recuperar zonas degradadas como las de minería.

Jatropha curcas L., conocida en México como piñoncillo, es una especie productora de aceite, la cual ha recibido gran atención en recientes años al ser utilizada como fuente para la elaboración de biodiesel debido que sus semillas llegan a producir de 46 a 64% de aceite. Sin embargo, la producción de Jatropha ha demostrado limitado éxito debido al heterogéneo rendimiento de semillas y contenido de aceite (Pequeño-Granado, 2015).

Las lagunas de conocimiento actuales sobre los impactos y el potencial de las plantaciones de Jatropha curcas hacen que su cultivo sea potencialmente insostenible (Achten et al., 2008). Sin embargo, de acuerdo con el pensamiento científico actual, un uso correcto y adecuado de Jatropha curcas L. a nivel local, respaldado por estudios adicionales, podría ser una buena solución en términos de mejora de los servicios energéticos, mitigación de los problemas ambientales y generación de ingresos, generando actividades en los países en desarrollo. Sus peculiares características permiten una fácil integración de las plantaciones de Jatropha curcas L. en la economía rural de las comunidades campesinas. Las iniciativas comunitarias sobre la plantación de Jatropha curcas L. podrían contribuir positivamente a los medios de vida rurales, si se basan en pequeñas plantaciones en tierras marginales o en sistemas agroforestales intercalados con el objetivo de producir biocombustibles y otros subproductos (FAO, 2009).

Debido a que la Jatropha curcas L. es una planta sin domesticación y por el desconocimiento del comportamiento en condiciones locales, se crea la necesidad de realizar una investigación coherente que permita generar información para reducir los riesgos de la inversión a escala empresarial.

El objetivo principal de esta investigación fue evaluar el comportamiento agronómico, la capacidad de producción y calidad de aceite de cuatro ecotipos de piñón (Jatropha curcas L.), bajo cuatro dosis de fertilización para la producción de biodiesel en el departamento de Córdoba.

MATERIALES Y METODOS

Esta investigación se realizó en la Ciudad de Montería en el Km 3 vía Cereté, en los predios de la Universidad de Córdoba, zona media del Valle del Sinú, situado a 8° 52’ Latitud Norte y 76° 58’ Longitud Oeste con respecto al meridiano de Greenwich, con una altura de 15 msnm, humedad relativa media del 83% y precipitación anual de 1200 mm. Según la clasificación de Martonne la zona presenta un clima semi-húmedo (Palencia et al, 2006). La fase experimental tuvo una duración de dieciocho meses. Esta investigación inició en el segundo periodo del 2014 y se extendió hasta el 2017

Variables estudiadas: Ecotipos de Jatropha curcas L. (Parcelas principales): Ecotipo Brasil CPB-1 (Origen: Material colectado y evaluado por Embrapa en la región de Quixeramobim, estado Ceará Brasil). Ecotipo México CPM-6 (Material de Jatropha colectado por el Instituto Politécnico Nacional (Ceprobi), México.), Ecotipo Astréa (Origen: Astréa, César. Material nativo), Ecotipo Barranca (Origen: Barrancas, Vichada. Material nativo).

Dosis de fertilización: N = Aplicación de 50 g de N por planta (P/C 109 g urea), N+P = Aplicación de 50 g de N más 50 g de P₂O₅ por planta (P/C 64 g urea + 109 g DAP), N+K = Aplicación de 50 g de N más 50 g de K2O por planta (P/C 109 g urea + 84 g KCl), T = Testigo absoluto: consiste en la cero aplicación de fuentes de nutrientes para la planta, en este caso la planta crece, se desarrolló y se reproduce con los nutrientes que le aporta el suelo. Las variables que se midieron fueron: Altura media (m), Rendimiento de semilla (Kg ha^-1 año), Días a floración, Rendimiento de aceite (%p/p), Índice de Acidez (IA), Índice de Yodo (IY) e Índice de Saponificación (IS).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis de varianza de la tabla 1 reporta que la altura de las plantas (AP) y los días a floración (DAF) de Jatropha curcas L. solo fueron influenciados por el ecotipo (p≤0,01) esto no coincide con lo reportado por Montenegro (2017) que encontró que el crecimiento de Jatropha curcas L. estuvo influenciado por la fertilización con N y la interacción nitrógeno potasio K(N), ni con Banegas (2009) que concluyó que en altura y diámetro de tallo y número de ramas, el nitrógeno es determinante y el fósforo favorece la absorción de nitrógeno. Los resultados coinciden con los reportados por Segura (2010).

La mayor altura o crecimiento fue registrada por el ecotipo Barrancas, que superó en 9,26% al ecotipo Astréa y 28,51% a los ecotipos México y Brasil, los cuales se comportaron similarmente (Tabla 2)

En cuanto a los días a floración, los ecotipos Brasil y México fueron los más precoces, con un inicio de floración en promedio de 77,66 días; mientras que, en Astréa y Barrancas esta etapa comenzó en promedio a los 92,91 días. Los resultados anteriores sugieren que existe un asocio entre la altura de planta y los días a floración, dado que los ecotipos de mayor altura (Astréa y Barrancas) tendieron a retrasar el inicio de esta etapa fenológica, lo que indica que su etapa vegetativa es más prolongada.

Rendimiento y calidad de aceite: El análisis de varianza indica que el rendimiento de Jatropha curcas L. fue influenciado ( p≤0,01) por los ecotipos, el tipo de fertilización y la interacción de estos factores (Tabla 3) Coincide con lo reportado por Montenegro (2017) y Abha Tikkoo (2013). En los ecotipos Brasil y México los máximos rendimientos se obtuvieron con la mezcla de N+P y N+K, mientras que el resto de los ecotipos no respondieron a la fertilización química (Tabla 4). En el ecotipo Brasil, el mayor rendimiento se obtuvo con la aplicación de N+P, superando en 6,50% los valores de N+K. Por otra parte, los ecotipos Brasil y México tendieron a ser los de mayor rendimiento cuando se aplicaron los distintos fertilizantes químicos, superando en promedio 37,45% a los valores registrados por los ecotipos Astréa y Barrancas (Tabla 4).

El Porcentaje peso a peso (% p/p) fue influenciado por el ecotipo, el tipo de fertilización y la interacción de estos factores (p≤0,01-0,05), tal como se muestra en la tabla 3. Coincide con lo reportado por Montenegro (2017), y Abha y Yadav (2013) que encontraron que el contenido de aceite de semilla de Jatropha aumentó significativamente debido a la aplicación de riego, nitrógeno y potasio, no coincide Araiza y Alcaraz-Meléndez (2015) quien es encontraron %p/p de aceite superiores al 52%.

En el ecotipo Brasil, los máximos valores se registraron con la fertilización con N y la mezcla de N+P, superando en 9,14% los valores del testigo. En México, la respuesta de la fertilización química fue similar, superando en promedio 7,47% al testigo. En el ecotipo Astréa, los máximos valores de % p/p se obtuvieron con la aplicación de N, que superó en 7,46% al testigo y 13,44% a la fertilización con las mezclas de N+P y N+K.

Finalmente, en el ecotipo Barrancas, los máximos valores se obtuvieron en el testigo y en la mezcla de N+K, los cuales superaron en 9,72% a los valores de N y N+P (Tabla 4). En cuanto a los fertilizantes químicos, el ecotipo México fue quien tendió a presentar la mejor respuesta, seguido del genotipo Astréa (Tabla 4).

El Índice de Acidez (IA) fue influenciado (p≤0,01) por el ecotipo y la interacción de este último factor con el tipo de fertilización (Tabla 3). En el ecotipo Brasil, el mayor IA se obtuvo con la aplicación de N y la mezcla de N+P, siendo superior en 6,15% a los valores del testigo y la mezcla de N+K (Tabla 4). En cuanto al resto de los ecotipos, estos no mostraron una respuesta clara, ya que no superaron estadísticamente al testigo (Tabla 4). Aunque se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, los valores se encuentran dentro del intervalo recomendado (< 3 % en masa) para la obtención de biodiesel. Coincide con Montenegro (2017), no coincide con lo reportado por Araiza y Alcaraz-Meléndez (2015).

El Índice de Yodo (IY) respondió (p≤0,01) a los efectos independientes del ecotipo y el tipo de fertilización. El ecotipo Brasil fue el de mayor IY, superando en 1,34, 2,00 y 3,20% a los valores registrados por los ecotipos Barrancas, México y Astréa, respectivamente. En cuanto a la fertilización química, no hubo diferencias entre los fertilizantes, a pesar de que el análisis de varianza reportó diferencias significativas, las diferencias entre las medias no superaron los valores críticos de la prueba de Duncan (Tabla 3). No coincide con lo reportado por Araiza Araiza y Alcaraz-Meléndez (2015), que no encontró diferencias significativas en las muestras analizadas.

El Índice de Saponificación (IS) del aceite de Jatropha curcas no fue influenciado (p>0,05) por el genotipo y el tipo de fertilización (Tabla 3).

CONCLUSIONES

En la variable rendimiento de semillas (Kg ha-¹ año), el ecotipo Brasil presentó el mayor rendimiento con 3932,6 Kg ha-¹ año, y el de menor rendimiento fue el ecotipo Barranca con 1915,0 Kg ha-1 año, igualmente en el porcentaje de aceite por kilogramo de semilla (%p/p), donde los ecotipos Brasil cuando se fertilizó con N+P, al igual que México que respondió a los tres tipos de fertilización y Astréa cuando se fertilizó solo con N. los valores de los %p/p oscilaron en el rango de 30 a 40% de aceite por gramo de semilla.

Los valores promedios para la calidad de los aceites obtenidos, los índices de acidez de los 4 ecotipos estuvieron en el rango de 0,9 y 0,11% (g ácido oléico/100 g de aceite), aunque se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, los valores se encuentran dentro del intervalo recomendado (<3% en masa) para la obtención de biodiesel. los valores promedios obtenidos para los índices de yodo de los 4 ecotipos estuvieron en el rango de 98,5 a 101,5 g/100 g y se presentaron diferencias significativas en las muestras analizadas. De acuerdo a estos valores, los aceites analizados se clasifican como “no secantes” (IY < 110 g I2/100 g aceite), es decir, que han reaccionado poco o nada con el oxígeno del aire para formar peróxidos.

Los valores promedios para los índices de saponificación de los 4 ecotipos están en el rango de 190,3 y 195,1 KOH/g de aceite. Este parámetro es directamente proporcional a la masa molecular media de los ácidos grasos presentes en el aceite, por lo tanto no tiene relevancia alguna en el proceso de producción del biodiesel.

REFERENCIAS

Achten, W., Verchot, L., Franken, Y., Mathijs, E., Singh, V., Aerts, R. y Muys B. 2008. Jatropha bio-diesel production and use. Biomass and Bioenergy, p 32.

FAO. 2009. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Educación para la Población Rural (EPR). p 2.

IEA. 2008. International Energy Agency. “Oil prices and market”.p 46.

Palencia, G.; Mercado, T., Combatt, E. 2006. Estudio agroclimático de Córdoba. Graficas del Caribe Ltda. Montería. p 126.

Pequeño-Granado., Vázquez-Alvarado, R., Santos-Haliscak, J., Luna-Maldonado, A., Moreno-Degollado, G., Iracheta-Donjuan, L. y Ojeda-Zacarías, M. 2015. Inducción organogénica de Jatropha curcas L. a partir de hojas jóvenes. Polibotánica, (39), 79-89.

Notas de autor

camilojiguaran@hotmail.com