Resumen de Selection Criteria and Performance of Energycane Clones ("Saccharum" spp. × "S. spontaneum") for Biomass Production Under Tropical and Sub-tropical Conditions

Ramón G. León, R.A. Gilbert, Pedro H. Korndorfer, Jack C. Comstock

• español

  La necesidad urgente de reducir nuestra dependencia del petróleo y al mismo tiempo reducir las emisiones de carbono ha promovido la búsqueda de fuentes alternativas de energía tales como los biocombustibles. Nuevas tecnologías han hecho posible la conversión de celulosa y hemicelulosa a azúcares que pueden ser fermentadas para producir etanol. Esto abrió la posibilidad de que cualquier especie vegetal pueda ser usada para la producción de este biocombustible. Especies que produzcan grandes cantidades de biomasa en poco tiempo son deseables. Por esta razón, uno de los pasos más críticos en el desarrollo de la producción de biocombustibles es la identificación de las especies adecuadas que proveerán la biomasa necesaria para la producción del etanol celulósico o para combustión directa. Las cañas energéticas son clones de cruces amplios entre la caña de azúcar comercial (complejo de híbridos de Saccharum spp.) con S. spontaneum, los cuales producen plantas con alta biomasa, alto contenido de fibra y buena tolerancia al frío y a enfermedades, además de excelente capacidad de rebrote. Estudios a gran escala han sido establecidos para evaluar la producción de biomasa, las caracterísiticas de crecimiento y el potencial invasivo de clones de caña energética bajo condiciones tropicales (Limón, Costa Rica) y subtropicales (sur de Florida, Estados Unidos de América) desde el 2008. En Florida, en suelos arenosos con baja fertilidad, los clones de caña energética y la especie gramínea Pennisetum purpureum var. Merkeron mostraron los rendimientos más altos con un rango de 50 a 78 toneladas por hectárea de peso fresco. Estos clones no fueron susceptibles al carbón (Sporisorium scitaminea) a diferencia del clon L79-1002, el cual es el clon de caña energética más ampliamente producido actualmente. La mayoría de los clones mostraron crecimiento vegetativo lateral, pero no produjeron polen ni semillas viables.

  En Costa Rica, la evaluación de 15 clones de caña energética está todavía en proceso, sin embargo, resultados preliminares indicaron que los clones de caña energética tuvieron un crecimiento más rápido y vigoroso que las variedades comerciales de caña de azúcar, solamente superados por el P. purpureum. En comparación con las variedades comerciales de caña de azúcar, los clones de caña energética presentaron un índice de área foliar y altura 37% superior, y 65% más de tallos por unidad de área. No se observó susceptibilidad a enfermedades, aunque el crecimiento vegetativo lateral fue detectado en todos los clones, al igual que la producción de inflorescencias y polen viable, lo que sugiere que estos clones tienen un potencial invasivo mayor en el trópico. La información disponible hasta el momento, indica que el comportamiento del germoplasma de caña energética varía en forma importante entre las condiciones tropicales y subtropicales. De esta manera, los programas de selección y mejoramiento genético deben ser desarrollados cuidadosamente tomando en cuenta las respuestas únicas que este germoplasma podría mostrar bajo estas dos condiciones climáticas diferentes.

• English

  The urgent need to reduce our reliance on oil and at the same time reduce carbon emissions, has triggered the search for alternative energy sources such as biofuels. New technologies have made possible the conversion of cellulose and hemicellulose into sugars that can be fermented to produce ethanol. This opened the possibility that any plant species can be used for ethanol production. Species that produce large amounts of biomass in a short time are desirable. For this reason, one of the most critical steps in the development of biofuel production is to identify appropriate species that will provide the necessary biomass for cellulosic ethanol or direct combustion. Energycanes are wide crosses of commercial sugarcane (a complex hybrid of Saccharum spp.) with S. spontaneum clones which produce high-biomass plants with high fiber content and good cold and disease tolerance as well as excellent ratooning ability. A large scale study has been established to evaluate biomass production, growth characteristics and invasive potential of energycane clones under tropical (Limón, Costa Rica) and subtropical (South Florida) conditions since 2008. In Florida in a low fertility sandy soil, energycane clones and the grass species Pennisetum purpureum var. Merkeron showed the highest yields ranging from 50 to 78 ton ha-1 of fresh weight. These clones were not susceptible to smut (Sporisorium scitaminea) unlike the energycane L79-1002 which is currently the most widely grown clone of energycane. Most clones showed lateral vegetative growth, but no pollen or seed viability. In Costa Rica, the evaluation of 15 energycane clones is still in progress, however preliminary results indicated that the energycane clones had faster and more vigorous growth than the commercial sugarcane varieties, only exceeded by P. purpureum. In comparison with commercial sugarcane varieties, the energycane clones recorded 37% higher leaf area index (LAI) and height, and 65% more stalks per unit area. No evident disease susceptibility was observed in the energycane clones in the tropics, although lateral vegetative growth was observed in all clones. Additionally, all clones flowered and produced viable pollen which suggests that these clones have a higher invasive potential in the tropics. The information available until now suggests that the behavior of energycane germplasm varies importantly between tropical and sub-tropical conditions. Therefore, selection and breeding programs must be carefully developed accounting for the unique responses that this germplasm could show under these two different climatic conditions