Ante la creciente demanda del mercado de bioproductos, incluidos los biocombustibles, los científicos están explorando la posibilidad de cultivar cultivos industriales en áreas aún no explotadas para ampliar el área total cultivada, reduciendo la competencia por la tierra con los cultivos alimentarios. El cártamo, un cultivo de semillas oleaginosas de hoja ancha y sin pretensiones, se considera uno de los candidatos prometedores, sobre todo porque es adecuado para la cosecha mecanizada de semillas oleaginosas.
En un artículo producido de un equipo de investigadores de Italia (Centro de Investigación CREA en el campo de la ingeniería y el procesamiento agroalimentario; empresa de bioeconomía Novamont SpA) y Grecia (Centro de Fuentes de Energía Renovables y Ahorro de Energía CRES) sobre la producción comercial de semillas oleaginosas de cártamo en tierras marginales e infértiles o en un sistema agroforestal.
“De hecho, la contribución de los cultivos especiales a la bioeconomía no se limita a los biocombustibles, ya que el aceite vegetal puede usarse como materia prima para la producción de bioplásticos, tensioactivos, plastificantes, emulsionantes, detergentes, lubricantes, adhesivos, cosméticos y otros biocombustibles. productos basados. Sin embargo, todavía existen algunas limitaciones a la expansión del cultivo industrial para la producción de bioproductos. El primero se relaciona con la posible competencia por la tierra con los cultivos alimentarios, dada la creciente demanda de alimentos a escala global. Por este motivo, la comunidad científica está trabajando para evaluar las posibilidades de cultivar este tipo de cultivos en suelos contaminados o tierras marginales. El segundo aspecto se refiere a los costos de producción de los productos de origen biológico, que generalmente son más altos en comparación con los productos a base de petróleo. Por ejemplo, el biodiésel es un 30% más caro que el diésel derivado del petróleo”, escriben los autores del estudio en un artículo publicado en la revista Agronomy 2024 en el portal MDPI.
Cártamo: un cultivo del futuro para tierras alternativas
De particular interés en este escenario entre las semillas oleaginosas herbáceas es el cártamo ( Carthamus tinctorius L. ), una planta de semillas oleaginosas de la familia Asteraceae que se originó en el sur de Asia. Es una planta herbácea anual que se cultiva en variedad de climas, incluido el mediterráneo, dada su capacidad para resistir la sequía y la salinidad.
Las semillas de cártamo han sido reconocidas como una fuente prometedora de aceite debido a su alto contenido de aceite del 26 al 45 % y su alto contenido de ácidos oleico y linoleico. Otras aplicaciones de la bioenergía incluyen la producción de biogás o bioetanol a partir de paja de cártamo y el desarrollo de procesos de biorrefinería basados en toda la planta de cártamo.
Varios estudios sobre la recolección mecánica de semillas oleaginosas herbáceas ya han demostrado que el cártamo se puede cosechar correctamente con una cosechadora. Esto es interesante porque el cártamo se puede cosechar fácilmente con un cabezal de trigo normal, utilizando sólo ajustes finos en la cosechadora. Como parte del proyecto MIDAS, se seleccionó cártamo para su cultivo en tierras marginales y en condiciones agroforestales con el objetivo final de encontrar tierras adicionales para la producción de bioproductos, reduciendo la competencia con los cultivos alimentarios.
La definición de tierras marginales ha sido objeto de debate entre organismos políticos y de investigación de todo el mundo y sigue siendo controvertida. Las mismas condiciones que hacen que una zona sea «marginal» pueden hacer que la tierra cultivable sea productiva en otros lugares.
Además, las tierras marginales también enfrentan un mayor riesgo de abandono; Se estima que entre el 1% y el 10% de las tierras agrícolas europeas podrían quedar abandonadas de aquí a 2030.
En muchas situaciones, es preferible adaptar los sistemas de producción y desarrollar prácticas agrícolas diversificadas para evitar el abandono. Las tierras marginales pueden cultivarse adecuadamente utilizando cultivos industriales para producir bioproductos, como se muestra en el proyecto MAGIC y otros estudios relevantes, sin competir con los cultivos alimentarios.
Otras tierras que pueden utilizarse para aplicaciones de base biológica provienen de campos cultivados en sistemas agroforestales. El término agroforestería se utilizó por primera vez en 1977 para describir la integración de los árboles y la agricultura.
La esencia de la agrosilvicultura es la inclusión de árboles y arbustos en los sistemas agrícolas tradicionales. El USDA ha definido la agrosilvicultura como “la integración intencional de árboles y arbustos en sistemas de cultivo y ganadería para crear beneficios ambientales, económicos y sociales”. Los árboles se pueden plantar dentro de los campos, como en los callejones, o a lo largo de los bordes de los campos, como en los bordes. Se ha demostrado que la introducción de árboles en paisajes agrícolas produce aumentos significativos en los servicios ecosistémicos.
El objetivo de este trabajo fue evaluar si las tierras marginales y agroforestales podrían proporcionar superficies agrícolas adecuadas desde una perspectiva mecánica para el cultivo de cártamo para bioproductos. Se compararon la eficiencia, los costos y las pérdidas de semillas de la cosecha mecanizada con los obtenidos al cultivar en un sitio de producción de alimentos altamente productivo durante las siguientes dos temporadas de crecimiento.
Cultivo experimental con recolección mecanizada y resultados.
La recolección mecánica de cártamo se probó en un ensayo en múltiples sitios destinado a identificar el potencial de crecimiento en diferentes condiciones. El estudio se realizó comparando 3 condiciones de crecimiento diferentes durante las próximas 2 temporadas (2023 y 2024).
Vista satelital de diferentes campos: ( A ) campo agroforestal, ( B ) campo límite y ( C ) campo de control designado. ( D ) Estructura territorial de los campos.
1. Ubicación A: Un campo agroforestal de 0,54 hectáreas establecido en el sitio de una plantación de álamos de 12 años que fue talada en 2022.
2. Ubicación B: Campo de 0,5 ha con limitación de marginalidad provocada por el alto anegamiento durante los meses de otoño e invierno. Este tipo de campos se suelen cultivar con especies tolerantes al encharcamiento como el chopo.
3. Ubicación C: Un campo designado con características óptimas de cultivo, típicamente utilizado para la producción de trigo. El campo tiene una superficie total de 11,15 hectáreas.
Las ubicaciones A y B están ubicadas en la finca CREA-IT en Monterotondo.
El campo agroforestal (ubicación A) se creó mediante la conversión de una plantación de álamo de 12 años para producir biomasa en el segundo ciclo de cosecha. Antes de la conversión, el campo agroforestal tenía 3 m entre hileras de árboles y 1 m entre plantas, pero después de eliminar una hilera a la vez, ahora hay ocho hileras de árboles, cada una de 1,5 m de ancho, con un espacio entre hileras de 6 m, para un total de 5.400 m2. El último uso se realizó en 2022.
La ubicación B se diferencia de la ubicación A en su posición estacionaria, adoptando las características de una «tierra marginal» que incluye seis tipos principales de limitaciones biofísicas.
El manejo de cultivos fue el mismo en las tres ubicaciones. La preparación del suelo se realizó en otoño con labranza profunda con desgarrador y labranza superficial con cincel antes de la siembra. Antes de la siembra la fertilización se realizó con fertilizantes de fosfato diamónico y urea.
El cultivo se realizó en condiciones de temporal, sin riego, en cada localidad y época de crecimiento. La siembra se realizó en la última semana de marzo en las localidades A y B, mientras que en la localidad C la siembra se realizó a mediados de febrero. La dosis de siembra fue de 25 a 30 kg/ha con una disposición final de 3 cm por hilera y 14 cm entre hileras. Antes de la primera temporada de crecimiento, el suelo se dejó sin cultivar en los lugares A y B, mientras que se sembró cebada en el lugar C.
La recolección de las semillas se realizó al alcanzar la plena madurez utilizando la misma cosechadora durante dos temporadas de crecimiento.
Para las parcelas A y B se utilizó una cosechadora de 250 kW, equipada con un cabezal de 5 m de ancho para el campo agroforestal y un cabezal de 6 m de ancho para el campo límite.
Para el lugar C se utilizó una cosechadora de 225 kW equipada con un cabezal de grano de 6 m de ancho.
La cosecha en las ubicaciones A y B ocurrió el 9 de octubre de 2023 y el 9 de febrero de 2024 en la primera y segunda temporada de crecimiento, respectivamente.
Para la ubicación C, la cosecha se produjo el 8 de agosto de 2023 y el 8 de febrero de 2024 en la primera y segunda temporada de crecimiento, respectivamente. Este retraso de aproximadamente un mes entre ubicaciones se debió a distintos grados de madurez de los cultivos. Se calcularon las pérdidas de semillas.
Los rendimientos de semillas fueron menores en los campos fronterizos y agroforestales que en el campo de control para cada temporada de crecimiento.
Los diferentes resultados en el rendimiento de semillas pueden explicarse por la reducción del área cultivada efectiva en las localidades A y B.
De hecho, en el sitio A, la sombra del álamo influyó en el desarrollo del cártamo después de la siembra, creando un área dominada por malezas más tolerantes a la sombra. En la ubicación B, las áreas anegadas afectaron negativamente el crecimiento de los cultivos. Además, los resultados de pérdida de semillas se pueden atribuir a la presencia de malezas en las localidades A y B, principalmente en áreas subdesarrolladas, lo que provocó que la cosechadora no funcionara correctamente durante la cosecha, aumentando las pérdidas de semillas en comparación con la localidad C, que mostró la menor pérdida de semillas. valores.
En general, la eficiencia general del sistema de cultivo fue mayor en el sitio C en comparación con los otros dos campos.
Los rendimientos fueron entre un 12% y un 22% y entre un 21% y un 26% mayores en la ubicación C en comparación con las ubicaciones B y A respectivamente, mientras que las pérdidas de semillas fueron entre un 40% y un 33% y entre un 28% y un 50% menores en C en comparación con las ubicaciones A y B, así como el total. costos de limpieza, que fueron 45% y 31-35% más bajos en la ubicación C en comparación con las ubicaciones A y B, respectivamente.
«Sin embargo, incluso si los resultados generales en las ubicaciones A y B fueran inferiores a lo esperado durante las dos temporadas de crecimiento, arrojan luz sobre la posibilidad de encontrar una estrategia alternativa para los cultivos industriales para reducir la competencia por la tierra con los cultivos alimentarios», afirman los autores del estudio. concluir.
Cabe señalar, subrayan, que el cártamo, un cultivo bien adaptado a las regiones áridas y semiáridas, debido a su sistema radicular profundo y a la presencia de espinas xerófitas, ha demostrado buenos rendimientos incluso en condiciones ambientales limitadas y no ha tenido problemas. con animales salvajes. Estas características lo hacen particularmente adecuado donde el suministro de agua de riego es limitado y la vida silvestre es un problema.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Luigi Pari, Simone Bergonzoli, Luca Cozzolino, Gian Maria Baldi, Michele Falce, Efthymia Alexopoulou), publicado en la revista Agronomy 2024.
Las fotografías utilizadas en el artículo pertenecen al grupo de autores indicados.
