Caratterizzazione agronomica e fisiologica di genotipi di sorgo zuccherino per la produzione di bioetanolo

Abstract

Il sorgo, negli ambienti semi-aridi del Sud Italia viene coltivato nella stagione estiva, richiedendo pertanto l uso dell acqua di irrigazione. Le esigenze termiche del sorgo per la germinazione del seme (>10°C) limitano l adozione di semine precoci. Un trattamento al seme rivelato utile nel migliorare le perfomance germinative del seme in condizioni subottimali è l osmopriming, che consiste in una idratazione controllata del seme. La gestione della irrigazione gioca un ruolo di primaria importanza. Una delle tecniche innovative di risparmio idrico è la Partial Rootzone Drying (PRD), che coinvolge l'irrigazione solo di una parte della zona radicale ad ogni turno di irrigazione. Lo scopo di questa ricerca è stato di individuare tra diversi genotipi di sorgo zuccherino e da fibra quelli che meglio rispondevano alle restrizioni idriche non penalizzando le produzioni e quelli che germinavano a temperature subottimali. Ulteriore obiettivo è stato quello di verificare gli effetti dell osmopriming al fine di migliorare le perfomance germinative del seme in condizioni subottimali. Lo studio durante il corso di dottorato, è stato articolato in 5 linee; le linee 1 e 3, hanno preso in esame lo studio della risposta allo stress idrico di differenti genotipi di sorgo, valutando le caratteristiche produttive, ed agronomiche della coltura seminata in epoca ritardata e anticipata; la linea 2, ha affrontato gli aspetti relativi allo screening genotipico per la resistenza alle basse temperature in fase di germinazione in cultivar di sorgo; la linea 4, ha avuto lo scopo di valutare l effetto dell osmopriming sulle caratteristiche germinative del seme a differenti temperature in condizioni controllate e in pieno campo in epoche di semina anticipate; infine la linea 5, svolta in Canada, ha studiato gli effetti dell investimento unitario sulla crescita e sulla produzione di zuccheri in genotipi di sorgo zuccherino. I risultati della linea 1 hanno evidenziato una discreta capacità produttiva del sorgo, come coltura da biomassa per energia seminata in epoca ritardata nell ambiente mediterraneo. I regimi irrigui allo studio hanno influenzato in maniera significativa la produzione di biomassa. La semina ritardata (Luglio), non ha consentito alla coltura il raggiungimento della maturazione fisiologica. Le rese in biomassa secca oscillavano nella media dei genotipi, tra 13,7 t ha-1 della tesi I100 e 8,6 t ha-1 nella tesi I0. Per contro la tesi I50 PRD, ha fatto registrare una resa di 12,0 t ha-1, confermando la validità di questa tecnica nel risparmiare risorsa idrica. La WUE, è migliorata con la tecnica irrigua PRD rispetto alla tesi I100 mostrando un certo grado di validità di questa tecnica. I risultati della linea 2, hanno evidenziato differenze significative per la resistenza al freddo riscontrate in tipi di sorgo da biomassa in laboratorio a temperatura controllata. Criteri per la selezione sono una bassa soglia termica e somme termiche ridotte. I risultati della linea 3, hanno confermato una buona capacità produttiva del sorgo da biomassa in epoca anticipata in ambiente mediterraneo. Il ciclo colturale è stato influenzato dalle tesi irrigue. I valori di biomassa secca sono stati pari a 20,8, 16,2 e 6,2 t ha-1 rispettivamente per le tesi 100%, 50% e 0%. La cultivar più produttiva si è dimostrata essere Sugargraze in tesi I100 con una produzione di biomassa secca di 44,9 t ha-1 . La tecnica PRD ha permesso di risparmiare il 35% di acqua rispetto alla tesi I100. I risultati ottenuti dalla linea 4, confermano come il minimo termico per la germinazione dei semi delle quattro cultivar allo studio rilevato in laboratorio sia intorno a 8-10°C. I semi hanno beneficiato dell osmopriming, più in laboratorio che in campo. Infine i risultati della linea 5, hanno confermato le scarsa potenzialità produttiva del sorgo da biomassa allorchè coltivato in ambiente a clima rigido quale quello canadese