Utilización del silicio como promotor de crecimiento del pasto King Grass texas-25 para la generación de bioenergía

Use of silicon as growth promoter of grass texas-25 King Grass for bioenergy generation

Harin Joel Mejía Castillo
Universidad Nacional de Agricultura, Honduras
Francisco Eleazar López Guifarro
Universidad Nacional de Agricultura, Honduras
Editor AcademicoProf. Ph.D Carlos Alberto Zúniga-González
Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León. Escuela de Ciencias Agrarias y Veterinarias. Departamento de Agroecologia., Nicaragua

Revista Iberoamericana de Bioeconomía y Cambio Climático

Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León, Nicaragua

ISSN-e: 2410-7980

Periodicidad: Semestral

vol. 5, núm. 9, 2019

czuniga@ev.unanleon.edu.ni

Recepción: 11 Mayo 2019

Aprobación: 25 Junio 2019



DOI: https://doi.org/10.5377/ribcc.v5i9.7950

Autor de correspondencia: harinjoel@post.unanleon.edu.ni

Resumen: Se evaluó la aplicación de diferentes dosis de fertilización a base de silicio (Quick sol) en el cultivo de King Grass (Pennisetum purpureum). Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con 5 tratamientos y 4 repeticiones. Las variables evaluadas fueron: altura de planta, diámetro de planta, número de plantas por metro, biomasa, y materia seca, la aplicación de Quick sol fuente de silicio se realizó en cuatro niveles: T1: 0.75 L de Quick sol/ha, T2: 1.0 L de Quick sol/ha, T3: 1.25 L de Quick sol/ha, T4: 1.5 L de Quick sol/ha y T5: testigo. El T4 con dosis alta de silicio presentó mayor comportamiento en cuanto a las variables de altura de planta (2.71m), número de plantas por metro (28.89 p/m), y biomasa (76.70 ton/ha), el mayor porcentaje de humedad se registró en el tratamiento testigo (83.15%). La tendencia en todas las variables de respuesta se mantuvo en forma descendente a mayor aplicación de Silicio mayor producción de materia seca y mejor comportamiento de las variables dependientes.

Palabras clave: Pennisetum purpureum, Suelo, Energía renovable.

Abstract: The application of different doses of silicon fertilization (Quick sol) was evaluated in the King Grass (Pennisetum purpureum) culture. A random complete block design was used with 5 treatments and 4 repetitions. The variables evaluated were: plant height, plant diameter, number of plants per metre, biomass, and dry matter, the application of Quick sun silicon source was carried out in four levels: T1: 0.75 L of Quick sol/ha, T2: 1.0 L of Quick sol/ha, T3: 1.25 L of Quick sol/ha, T4: 1.5 L of Quick sol/ha and T5: control. T4 with high doses of silicon showed higher performance in plant height variables (2.71m), number of plants per meter (28.89 p/m), and biomass (76.70 ton/ha), the highest percentage of humidity was recorded in the control treatment (83.15%). The trend in all response variables was kept downwards to greater application of Silicon increased production of dry matter and better behavior of dependent variables.

Keywords: Pennisetum purpureum, soil, renewable Energy.

Introducción

La producción de energía mundial a base de petróleo y otros combustibles fósiles es la causa del 65% de las emisiones de gases de efecto invernadero. A raíz del aumento de la dependencia de estos combustibles, los países en desarrollo son ahora más vulnerables que nunca al cambio climático. Estos problemas exigen una respuesta integral y ambiciosa. Una de las alternativas es el uso de energías renovables debido a su capacidad de reducir gases de efecto invernadero (GEI) y la contaminación, para aprovechar fuentes de energía locales y descentralizadas, como los recursos eólicos, solares, hidroeléctricos, mareomotrices geotérmicos y de biomasa (OCDE/IEA, 2009).

La utilización de cultivos energéticos como el pasto King Grass representa una alternativa para la creación de energía renovable por su alta producción de biomasa; este cultivo no crea competencia con los alimentos de consumo humano ya que permiten hacer uso de terrenos no aprovechados; por el auge que ha alcanzado en generación de energía se han realizado diferentes investigaciones con el propósito de aumentar el porcentaje de biomasa en ton/ha con diferentes programas de fertilización (Barrantes, J; Alfaro, R; Ocampo, R. (2012), Cortes, D. (2008),EcuRed. (2017).Escobar, M y Ronquillo, R. (2012), Yolly-bell Espinoza (2008) .

Materiales y método

Localización: La investigación se realizó en Finca “La Bueso” de Honduran Green Power Corporation (HGPC) ubicada en la aldea La Bueso Choloma Cortes a 20 km, con latitud de 15°37'60" N longitud de 88°0'0" W en altura de 156 msnm.

Factor bajo estudio: Se evaluó el comportamiento agronómico del pasto Pennisetum purpureum cv. King grass en respuesta a la aplicación de silicio con un plan de fertilización estandarizado (INTAGRI, (2007), Cardona, M; Ríos, A y Peña, D. (2012), Palacios, E. (2014), Ramos . O (2013), Paz, M. (2012), Roncallo, F. (2012).

Diseño experimental: Se evaluarón cuatro tratamientos, utilizando un diseño en bloques completamente al azar (DBCA) con cuatro repeticiones, para un total de 16 unidades experimentales; cada tratamiento consistió en dosis de silicio (Quick sol) de0.75, 1.0, 1.25, 1.5 L/ha y como testigo la dosis de 0 L/ha (Fertilizante de Centroamérica. (2002), FAO, (2006), Herrera, A. (2011), Furcal, B. (2012).. .

Modelo estadístico:

𝑌𝑖𝑗𝑘=𝜇+𝑇𝑖+𝐵𝑗+𝐸𝑖𝑗 … i=1; j=1 en dónde:

𝑌𝑖𝑗𝑘=Variable de respuesta observable.

𝜇 = Media general de las variables.

𝑇𝑖=Efecto del i-esimo nivel de silicio.

𝐵𝑗=Efecto del j-esimo bloque.

𝐸𝑖𝑗= Error experimental.

Variables evaluadas:

a) Altura de la planta: se calculó con una cinta métrica después de 15 días de la fertilización foliar (45 días del ciclo del cultivo), se tomódesde la base del tallo hasta el 75% de la hoja.

b) Diámetro de tallo: se midió después de 15 días de la fertilización foliar(45 días del ciclo del cultivo) con el uso de un pie derey graduado en cm, colocado al centro de la caña del pasto.

c) Número de plantas por metro lineal: se inició con el muestreo al día 45 del ciclo del cultivo, luego con una frecuencia de 15 días. se contabilizó todos los rebrotes que se encontrarón dentro de la longitud de 5 m de cada muestra y se promedió por metro lineal.

d) Rendimiento de biomasa fresca (kg/ha): se pesó el material producido en un m lineal del pasto de cada tratamiento, cortando a 10 cm del suelo.

e) Rendimiento de materia seca (%): se determinóutilizando lectores dehumedad en pasto. Se aplicó la fórmula: MS%= 100%-% de humedad.

f) Relación costo-beneficio: se determinó el costo en base del precio del producto Quick Sol y el ingreso de la producción de biomasa en ton/ha del pasto King Grass.

RCB= (ingresos-egresos)/egresos

Resultados y discusión

Altura de la planta: se encontró diferencia estadística (P<0.05) significativa en todos los muestreos del ciclo del cultivo; al día 122 del ciclo, el tratamiento cuatro alcanzó la mayor media con 2.71m de altura y el tratamiento cinco (testigo) los rendimientos menores con 2.52m (figura 1).

Cinética de crecimiento
del pasto king grass utilizando silicio
Figura 1.
Cinética de crecimiento del pasto king grass utilizando silicio

Reyes (2017) con la empresa HGPC en CholomaHonduras, determinó el crecimiento del pasto King Grass con un promedio de 3-4 cm pordía, en esta investigación se logró un crecimiento máximo de 2.22 cm por día y un mínimode 1.06 cm al día. Estos datos son similares a los obtenidos por Gonzales (2016), aplicandodiferentes fórmulas de abonamiento de N-P-K al pasto King Grass, donde obtuvo resultadoscon una altura máxima de 2.19 m en dosis altas de N264-P31-K249, una altura con menorrendimiento en su tratamiento testigo con 1.92 m.

Diámetro de tallo:se encontró diferencia estadística (P<0.05)significativa entre los tratamientos en todos los muestreos, donde al día122, el tratamiento cuatro alcanzo mayor rendimiento con 1.58 cm de diámetro de talloy un menor rendimiento por parte del tratamiento cinco (testigo) con un diámetro de 1.50 cm. El pasto king grass pasa por un proceso de lignificación a ello se relaciona a la perdidade agua que sufre la planta después del desarrollo de la misma, en la investigación elcultivo decreció su diámetro, entre los días 91 al 106 del ciclo del cultivo (figura 2).

Comportamiento del
diámetro de tallo del pasto king grass utilizando silicio
Figura 2.
Comportamiento del diámetro de tallo del pasto king grass utilizando silicio

Arias (2012), reporta el diámetro de tallo en el pasto King Grass con el mayor valor de 1.35 cm, y el menor valor de 1.21 cm, los cuales son por debajo a los encontrados al aplicar silicio para el crecimiento del pasto.

Número de plantas por metro lineal:el primer muestreo para esta variable se realizó el día 45 después del corte del cultivo, en donde se mostró diferencia estadística (P<0.05) significativa, así mismo al final de los muestreos (día 122), donde el tratamiento 4 (1.5 L/ha de Quick sol)logró mantener el mayor número de plantas vivas con una media de 29.87 una diferencia de 4.45 plantas/m con respecto al testigo que presento una media de número de plantas de 25.42 individuos/m (figura 3).

Número de plantas por
metro lineal en el pasto King Grass utilizando silicio.
Figura 3
Número de plantas por metro lineal en el pasto King Grass utilizando silicio.

Uno de los mayores problemas en la producción de biomasa que afectan el rendimiento por área es la perdida de individuos por metro en el transcurso del ciclo del cultivo, ya sea por competencia natural entre ellos o por otros factores agronómicos. Aquí juega un papel importante el silicio al almacenarse en las paredes celulares de la planta impidiendo la transpiración o pérdida de agua, ocasionando mayor sobrevivencia de plantas en el cultivo del pasto.

Rendimiento de biomasa fresca (kg/ha):A los 122 días se realizó la toma de datos de esta variable, donde se encontró diferencia estadística (P<0.05) significativa. El tratamiento cuatro con dosis 1500 ml/ha de Quick sol mostró el mayor rendimiento con una producción de76.60 ton/ha mientras el tratamiento testigo presento el menor rendimiento con 66.66 ton/ha (figura 4).

Según muestreos que se realizó en las diferentes fincas de la empresa de energía renovable(HGPC) se determinó que del 100% del peso final de biomasa, el 70% representa el peso de tallo y el otro 30% representa el peso de hojas.

Rendimiento en producción de biomasa del
pasto King Grass utilizando silicio.
Figura 4.
Rendimiento en producción de biomasa del pasto King Grass utilizando silicio.

Tinoco (2017), para esta variable de producción de biomasa del pasto King Grass encontró 78 ton/ha, sobrepasando los resultados de esta investigación. Sin embargo, Rengsirikul et al. (2011), en su estudio documentó rendimientos de hasta 61 ton/ha, los cuales son menores al rendimiento alcanzando aplicando silicio vía foliar.

Rendimiento de materia seca (%):se realizó en el día 122 del ciclo, donde los tratamientos mostraron diferencia estadística (P<0.05) significativa. El tratamiento 4 con dosis alta (1500 ml/ha de Quick sol) logró un porcentaje mayor de materia seca con una producción de 19.31 ton/ha, seguido por el tratamiento 3 con un rendimiento de 18.61 ton/ha siendo similares estadísticamente según las pruebas de media de tukey al 5% de significancia; el tratamiento testigo presento los menores rendimientos con 17.01 ton/ha de materia seca.En términos porcentuales los tratamientos tres y cuatro alcanzarón un 25.21% y 25.03% de materia seca respectivamente (figura 5).

Rendimiento en producción de materia
seca del pasto King Grass utilizando silicio.
Figura 5.
Rendimiento en producción de materia seca del pasto King Grass utilizando silicio.

Estos resultados de materia muestran que la edad del pasto y el porcentaje de materia seca son procesos directamente proporcionales; a mayor edad del pasto mayor contenido de materia seca. Sin embargo, en términos de calidad nutricional ocurre lo contrario, según Chacón y Vargas (2009) la calidad nutricional del King Grass varía de forma inversa a la edad de cosecha.

Relación costo-beneficio:la aplicación de silicio en el pasto King Grass resultó económicamente viable al utilizar dosis superiores a 1.0 L/ha del producto Quick sol. El tratamiento cuatro logró una RC-B de 1.56 U$D, siendo la más alta; el tratamiento testigo superó la dosis de 0.75 L/ha de Quick sol. Al utilizar la dosis más alta de silicio se obtiene una mayor ganancia en comparación al tratamiento testigo, superándolo en 415.62 U$D. Se pueden obtener tres ciclos productivos del pasto al año, por lo cual se logra obtener una ganancia de 1,246.86 U$D anuales al utilizar la aplicación de silicio vía foliar (tabla 1).

Tabla 1.
Relación costo-beneficio de la aplicación de silicio en el pasto king grass.
Silicio Quick sol Rendimiento ton/ha Precio de venta Ingresos Egresos Utilidad/ciclo Utilidad/año R C-B
U$D
0.75 L/ha 67.31 50.00 3,365.50 1470.67 1,894.83 5,684.49 1.29
1.00 L/ha 71.15 50.00 3,557.50 1479.29 2,078.21 6,234.63 1.40
1.25 L/ha 74.36 50.00 3,715.00 1487.96 2,227.04 6,681.12 1.50
1.50 L/ha 76.66 50.00 3,833.00 1496.60 2,336.40 7,009.20 1.56
0.00 L/ha 66.66 50.00 3,333.00 1412.22 1,920.78 5,762.34 1.36
Elaboración propia

Conclusiones

El pasto con aplicación de silicio presentó menor porcentaje de humedad al momento de cosecharlos; el tratamiento cuatro con dosis de 1500 ml/ha de Quick resulto con mayor porcentaje de materia seca con una producción de 19.31 ton/ha una diferencia de 2.3 ton/ha con respecto al testigo que alcanzó una producción de materia seca de17.01Ton/ha.

La mayor eficiencia que presentaron las diferentes variables de respuesta en los tratamientos aplicados con Quick sol comparado al testigo fue en el tiempo prolongado sin lluvias entre los días 74 y 91 del ciclo del cultivo (Velásquez, R. (2018),SEPHU, (2009), Grupo Pelón. (2014) .

El cultivo de King Grass fertilizado (foliar) con 1.5 L/ha de Quick sol presento una utilidad por ciclo de 2,336.40 U$D, el tratamiento con0.75 L/ha de Quick sol presento una utilidad negativa con respecto al tratamiento testigo con una pérdida de 25.95 U$D por ciclo/ha.

Utilización del silicio como promotor de crecimiento del pasto King Grass texas-25 para la generación de bioenergía

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Notas de autor

harinjoel@post.unanleon.edu.ni

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