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PERSPECTIVAS DA PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DO ÓLEO DE PINHÃO-MANSO
Bruno Laviola Pesquisador, Embrapa Agroenergia
In: Biodiesel Congress São Paulo, 28 de Julho de 2011
Pinhão-Manso: matéria-prima potencial para
produção de biocombustíveis
POTENCIALIDADES:
- Rendimento de grãos/óleo
- Qualidade do óleo
- Diversificação da agricultura
- Adaptabilidade ambiental
- Torta tóxica (adubo)
- Torta não-tóxica (ração)
42.000 ha
26.500 ha
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
Área plantada(2005-2010)
Área Atual (2011)
Área Plantada de Pinhão-Manso no Brasil
Fonte: CONAB, 2011
- Falta de conhecimento
- Genética indefinida
- Falta de manejo mínimo
- Baixa produtividade
Áre
a (
ha
)
INTERNET (2007)
PROJETOS DE PD&I EM PINHÃO MANSO
PROJETO FOCO PERÍODO RECURSOS
PD&I em pinhão manso
para produção de
biodiesel
(BRJATROPHA/FINEP)
- Recursos Genéticos
- Melhoramento Genético
- Sistema de Produção
- Processos agroindustriais
- Estudos transversais
2010-2013 R$ 6.860.238,00
Jatropha curcas: Applied
and technological
researcher on plant traits
(JATROPT/UE)
- Melhoramento Genético
- Genômica
- Sistema de produção
2010-2014 € 260.693,67
(Embrapa)
Instituições participantes 1- Embrapa Agroenergia – CNPAE 2- Embrapa Meio Norte – CPAMN 3- Embrapa Gado de Leite – CNPGL 4- Embrapa Agroindustria de Alimentos – CTAA 5- Embrapa Informática Agropecuária – CNPTIA 6- Embrapa Cerrados – CPAC 7- Embrapa Clima Temperado – CPACT 8- Embrapa Rondônia – CPAFRO 9- Embrapa Agropecuária Oeste – CPAO 10- Embrapa Milho e Sorgo –CNPMS 11- Embrapa Florestas – CNPF 12- Embrapa Solos – CNPS 13- Embrapa Algodão – CNPA 14- Embrapa Semi-árido – CPATSA 15- Embrapa CENARGEN 16- Universidade Estadual do Norte Fluminense – UENF 17- Universidade Federal do Tocantins – UFT 18- Universidade de Brasília –UNB 19- Universidade Federal do Paraná - UFPR 20- Embrapa Meio Ambiente 21- Universidade Federal de Lavras –UFLA 22- Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais - EPAMIG
CNPAE CENARGEN CPAC UNB
CTAA CNPS
CPAMN
UFLA
CNPMS
CNPGL
UFPR
CNPSO CNPTIA UNICAMP
CPACT
CPAF-RO
CPAO
CNPF
UENF
CNPA
CPATSA
UFT
EPAMIG
Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em Pinhão-Manso para a
Produção de Biodiesel (BRJATROPHA/FINEP)
126 Atividades de Pesquisa
ESTRATÉGIAS DE PD&I EM PINHÃO-MANSO
BANCO DE GERMOPLASMA
RECURSOS
GENÉTICOS
- Coleta
- Enriquecimento da coleção
CARACTERIZAÇÃO Caracterização morfo-agronômica
Caracterização molecular
SELEÇÃO
- Produção de grãos
- Produção de óleo
- Arquitetura de plantas
- Ausência de toxidez nos grãos
- Tolerância a pragas e doenças
- Resistência a seca
Coleta Banco de
Germoplasma Caracterização
Morfoagronômica
Acessos Selecionados
TESTE DE PROGÊNIES Delineamentos em blocos ao acaso
SELEÇÃO Avaliação fenotípica de características
de interesse agronômico
POPULAÇÃO SELECIONADA Famílias e/ou Indivíduos superiores
RECOMBINAÇÃO Dialelos ou Fatoriais
Clones Melhorados
TESTE CLONAL Indivíduos selecionados
Área de Produção de
Sementes
Genótipos Melhorados
PINHÃO-MANSO:
SELEÇÃO
RECORRENTE
INTRAPOPULACIONAL
(SRI)
Novembro/2010 (24 meses)
Banco de Germoplasma = 220 acessos
Novembro/2010
BAG – 24 meses
ROSADO et al., Crop Science, (2010)
Conclusões
“O pinhão-manso no Brasil apresenta
ancestralidade comum e recente.”
“Necessidade de introdução de genótipos
do centro de origem (México)
Gráfico gerado pelo método de projeção de distância a partir das similaridades dos 192
genótipos de pinhão manso baseados em marcadores RAPD.
BANCO DE GERMOPLASMA
Concentração de ésteres do forbol em grãos de
10 acessos de pinhão-manso pertencentes ao
banco de germoplasma.
Nº do Acesso Ésteres de Forbol (mg/g)
CNPAE-1001 3,09
CNPAE-1002 ND*
CNPAE-1003 4,01
CNPAE-1004 3,69
CNPAE-1005 3,53
CNPAE-1006 ND*
CNPAE-1007 5,41
CNPAE-1008 ND*
CNPAE-1009 3,18
CNPAE-1010 4,21
CNPAE-1011 ND*
* Não detectado. (Laviola et al, 2011)
Acesso tóxico (Maior Vigor)
Acessos não tóxicos (Baixo Vigor)
Identificação de Acessos “não tóxicos”
BANCO DE GERMOPLASMA
GENÓTIPO NÃO-TÓXICO
Tratamentos GPD (g) PM (kg)
CONTROLE 166 25,1
Torta (20 %) 196 25,3
Torta (40 %) 166 25,1
Torta (60%) 169 24,9
Dados preliminares do ganho de peso diário (GPD) e peso médio (PM) de ovinos
tratos com torta de pinhão-manso oriunda de genótipo não-tóxico
Louvandini & Mendonça, 2010 (dados não publicados)
Genótipo Suscetível Genótipo Resistente Cruzamento:
- Genitor paterno (produtivo)
- Genitor materno (resistente)
Resistência a Oídio (Oidium spp.)
BANCO DE GERMOPLASMA
Variação Fenotípica para produção de grãos no Banco de
Germoplasma no 1º e 2º ano de avaliação
107,2
7,6 21,6
105,1 110,4 108,2
0 10,7 51,8 68,2
13,76
782,00
707,50
599,37 562,80 554,40 545,00 537,00 525,87 524,40 515,30
176,50
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Média
1º ANO
2º ANO
BANCO DE GERMOPLASMA
Ganho genético predito para rendimento de grãos (g.planta-1) com a seleção de
plantas no banco de germoplasma de pinhão-manso no 2º ano (REML/BLUP).
Ordem Valor
fenotípico Valor Genético Nova média Ganho (%)
1 782.00 415.24 415.24 134.95
2 707.50 340.88 378.06 113.91
3 505.90 340.33 365.48 106.80
4 468.70 335.01 357.87 102.49
5 481.00 334.70 353.23 99.87
6 475.30 333.42 349.93 98.00
7 537.00 330.18 347.11 96.40
8 344.80 329.27 344.88 95.14
9 562.80 328.04 343.01 94.08
10 554.40 326.14 341.32 93.13
30 599.37 305.87 322.88 82.69
50 173.40 290.54 313.23 77.23
100 281.20 264.76 293.96 66.33
Média da população no 2º ano = 176,73 g/planta e h2a = 40 %
BANCO DE GERMOPLASMA
2713,3
2192,3
1910,7 1891,1 1757,6 1704
1607 1567,3 1561,19 1531
813
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Media
g/p
lanta
4.519 kg/ha de grãos = 1.581 kg/ha de óleo
Fonte: Rodrigo Rocha, Embrapa Rondônia
1.350 kg/ha de grãos = 474 kg/ha de óleo
Seleção Massal das 10 melhores plantas com 5 anos de idade no
Estado de Rondônia
Genótipos Altura (m) Número
de Ramos Rend.
(kg/ha)
1501 3.0 12 3954
1502 2.9 12 3778
1601 2.9 11 3282
1602 3.0 12 3426
1603 3.0 14 3613
1701 2.9 14 3947
1702 2.8 13 3315
1703 2.9 12 3156
2201 2.9 13 3375
2304 2.9 13 3850
Média 2,9 12 3570
Desv. 0.1 0.8 296
(DRUMOND et al., ICBPPM, 2009)
- Seleção Massal
- 24 Meses
- Região Semi-árida
- Irrigação
- Fertilização (NPK)
Responsável: Marco Antonio Drumond, CPATSA
Seleção e avaliação de genótipos promissores em
sistema irrigado no Semi-Árido
A) SELEÇÃO DE GENÓTIPOS PROMISSORES 1-CNPAE 107 – Porte baixo
2-CNPAE 170 – Ausência de toxidez
3-CNPAE 190 - Produção
4-CNPAE 259 – Tolerância a oídio
B) CRUZAMENTOS (DIALELO)
Cruzamentos 107
Altura 170
Não-tóxico 190
Rend. Grãos 259
Tol. Oídio 107
Altura (107⊗)Y11 ----- (107/190)Y13 (107/259)Y14
170 Não-tóxico
(170/107) Y21 (170⊗)Y22 (170/190)Y23 (170/259)Y24
190 Rend. Grãos
(190/107) Y31 (190/170)Y32 (190⊗)Y33 (190/259)Y34
259 Tol. oídio
(259/107) Y41 ----- (259/190) Y43 (259⊗)Y44
C) Avaliação das famílias (FMI e FIC)
Cruzamentos Dialélicos e Formação de População Base
Marcadores Moleculares e Seleção
Genome-wide selection (GWS)
Validating populationN=200Prediction equations
Y = Xb + Zh + e
SNPs genotyping at adequante density (according to LD)
Phenotyping
Predection model testing
Application on early selection
Training populationN= 800
Ne = 20~50
SNPs DArT SSRs
Produção = Melhoramento Genético + Melhoramento Ambiental
Poda
Adubação
Espaçamento
Reguladores de Crescimento
Ecofisiologia
Pragas e Doenças
João Pinheiro-MG – 24 meses
1.200 mm/ano
EXIGÊNCIAS EDAFOCLIMÁTICAS
Semi-árido: 23 meses
500 mm/ano Janaúba-MG – 4 anos
500 mm/ano (irrigação)
Tipos de Solos: férteis, textura média e não sujeitos a encharcamento
Temperaturas média: > 20ºC (literatura)
Temperatura mínima: (não tolera geada)
Índice pluviométrico: > 1.000 a 1.200 mm/ano (excesso = doenças)
Foto
: N
air A
rrie
l, C
NP
A
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
2008 2009 2010
ton
.ha
-1
0 0 0 25 30 20 50 60 40 75 90 60
Rodrigo Barros Rocha
Local: Embrapa Rondônia
Condições
- Avaliação de 600 plantas,
- 36, 48 e 60 meses,
- Estado: Rondônia,
- Sem irrigação,
- 4 doses de adubação (NPK).
-Adubações anuais realizadas
3 meses antes da principal
colheita da região (Dezembro)
Rocha & Laviola: Dados em interpretação
+ 300 % comparado a testemunha
Produção de Pinhão-Manso aos 36, 48 e 60 meses em diferentes
doses de adubação.
Uso de Reguladores de Crescimento
a) Testemunha
b) Benziladenina (160 mg/L)
Fonte: Bang-Zhen Pan & Zeng-Fu Xu, 2010
Colheita Mecanizada
Bioauto, Nova Mutum, MT
- Produção de frutos por 4 a 5 meses (2 a 4 colheitas/ano)
- Colheita Manual (baixo rendimento da M.O. => alto custo da colheita)
- Semi mecanizada (dimensionamento, rendimento)
- Mecanizada (condução das plantas, danos, colheita dos verdes)
Colheita Mecanizada Colheita Manual
Colheita Semi-Mecanizada
Florescimento desuniforme
Maturação desuniforme
1.000
3.000
4.000
5.000
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
Pinhão-manso Atual MelhoramentoGenético
Manejo Reguladores deCrescimento
Melhoramento Genético + Sistema de Produção
Aumento na produção do pinhão-manso
(Fundamentação científica)
Evolução do Conhecimento Científico
Kg
/ha
de
grã
os
+ + +
CONCLUSÕES
- O pinhão-manso é uma oleaginosa com potencial para produção de
biocombustíveis, porém a viabilidade do seu cultivo depende dos avanços da
pesquisa em:
-Exploração da variabilidade genética visando a seleção de materiais
genéticos superiores (desenvolvimento de Cultivares)
- Tratos culturais e manejo de plantas para potencializar e uniformizar o
estande de plantas.
- Estabelecimento de estratégias de controle fitossanitário que
apresentem eficiência e menor custo (ácaro, oídio, percevejo, podridão
do colo,...)
- Semi-mecanização, mecanização e/ou redução no número de colheitas
- Valoração da torta (Torta Destoxificada ou Cultivares Atóxicas)
AGRADECIMENTOS
Equipe BRJATROPHA
Financiamento e Apoio:
