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Grandes Culturas 2 Aula 5 – Mamona Mamona: Importância econômica, origem e botânica, fisiologia e ecofisiologia A mamona (Ricinus communis L.) é conhecida também como carrapateira, palma-de-cristo e rícino. O nome carrapateira é em alusão aos aspectos da sua semente em algumas variedades. Palma-de-cristo é em alusão ao formato de suas folhas. Rícino é em função do ácido graxo mais presente na sua semente. É uma oleaginosa de destacada importância no Brasil e no mundo – Óleo de mamona Seu óleo é uma matéria prima de aplicações únicas na indústria química devido a características peculiares de sua molécula. (Ácido ricinoleico). Apenas a mamona produz o ácido ricinoleico. O óleo presente em sua semente é produto de mais importância e maior valor agregado. A baga é o produto de menor valor agregado. Devido a importância do óleo da mamona, houve o surgimento da indústria ricinoquimica, que é responsável pelo beneficiamento do óleo da mamona. O ácido ricinoleico apresentadas características únicas em sua molécula que não pode ser substituído por outros materiais. É um composto que ao mesmo tempo é maleável e resistente. Aplicação na medicina: Produção de prótese de joelhos (é maleável e resistente); filtro de hemodiálise. Outras aplicações: aditivos em combustível de aeronaves (é utilizado como anticongelante, pois ele não congela em baixas temperatura) Utilização Produto final do processamento das sementes são: óleo e torta. Sendo o óleo o principal e a torta o subproduto. Torta: muito utilizada na alimentação animal, e recentemente tem sido utilizada como adubo orgânico. Quando não compensa para o produtor fazer o tratamento da torta para alimentação animal, ele utiliza a torta como adubo orgânico. Outras aplicações Óleo de primeira linha, que são os mais refinados possível - Aplicação na medicina: Produção de prótese de joelhos (é maleável e resistente); filtro de hemodiálise; silicones especiais, próteses ósseas, aditivo em combustíveis areonautico. Óleo de segunda linha - Matéria-prima na produção de tintas, sabão, verniz, detergente, velas, nylon, plástico, adesivos, desinfetantes, colas, cosméticos, lentes de contanto Vantagens: biodegradáveis e de biomassa renovável Óleo de primeira linha vs. Óleo de segunda linha O óleo de primeira linha é o retirado após a primeira prensagem da semente, já o de segunda linha é o retirado da torta que fica após a primeira prensagem. Essa retirada é feita com o auxílio de ácido orgânicos e uma segunda prensagem. Produtos da mamona são retirados do fruto (baga) Mamona é considerada o petróleo verde. A ração deve passar por um tratamento pois tem uma proteína tóxica chamada ricina. Variedade de porte anão – são cultivadas anualmente e são a variedades mais novas desenvolvidas Fruto Óleo da mamona Matéria vegetal (resto da planta) Micronutrientes Torta da mamona Abubo Ração Baga da mamona Variedade de porte médio – são exploradas por 5 a 8 anos e são as mais utilizadas no Nordeste. Nos dois casos quando se faz a renovação da área plantada, os restos de cultura são utilizados para cobertura do solo pois são ricos em micronutrientes. Assim como a mandioca a mamona é uma planta que extrai muitos nutrientes do solo e a utilização dos restos de cultura como adubo é uma forma de devolver o que foi tirado do solo. Importância Além da vasta aplicação na indústria química, a mamoneira é importante devido à sua tolerância à seca, tornando-se uma cultura viável para a região semiárida do Brasil. Tem uma boa adaptação a região Nordeste e apresenta um bom desempenho em área tecnificadas fora do semiárido, podendo ser explorada em diferentes ecossistemas. Principais produtores mundiais Atualmente, o Brasil é o terceiro maior produtor mundial, perdendo para Índia (1°) e China (2°). No Brasil, o Estado da Bahia é o maior produtor nacional, tanto em área como em produção. 74% da produção nacional é na Bahia Minas gerais também se destaca por ter uma grande produtividade e uma produção muito tecnificada, abastecendo o mercado aeronáutico. No Ceará, temos um produção a base da agricultura familiar, cultivo em sequeiro e pouca tecnificação.. Produção da mamona em sequeiro no NE Pode-se produzir em média 1.400 kg/há de bagas, equivalente a 631L de óleo /há, considerando o uso de uma cultivar como a BRS 149-Nordestina que tem 49% de óleo nas sementes. Um quilograma de óleo tem 0,967L e 1,0L de óleo de mamona produz 1,0L de biodiesel. Comparada a outras oleaginosas como soja, girassol, algodão e dendê, o dendê é o que mais se aproxima da relação de 1Kg para 1L como a mamona faz. A mamona é uma cultura chave para produção de biodiesel pois diferente das outras oleaginosas seu produto não compete com outras indústrias como a alimentícia e farmacêutica. Porém, o valor pago pela indústria de combustível pelo litro de óleo é muito menor comparado ao valor pago pela indústria aeronáutica e farmacêutica. Da mamona se aproveita tudo As folhas servem de alimento para o bicho da seda e, misturadas à folhagem, aumentam a secreção láctea das vacas. As folhas de mamona não são a primeira opção de alimento para o bicho da seda, mas é o substituto mais próximo do alimento que o bicho da seda precisa. No Brasil, a utilização para alimentação do bicho da seda não é muito explorada. Existem apenas relatos dessa finalidade no Sul do Brasil. A haste, além de celulose própria para fabricação do papel, fornece matéria prima para a produção de tecidos rústicos. Por tudo isso, esse vegetal, que não entra na cadeia alimentícia, pode ser considerada um “ petróleo verde” Origem Continente Africano Etiópia Porém, alguns estudiosos indicam o continente asiático como provável centro de origem. Entretanto, pesquisam recentes confirmam como sendo o continente africano. No Brasil, a planta foi trazida pelos portugueses. A planta teve ampla adaptação ás condições edafoclimáticas do pais, podendo ser encontrada em praticamente todo território brasileiro. Botânica A mamoneira é uma planta bastante complexa quanto á morfologia, fisiologia e biologia floral. Espécies polimórfica Apresenta grande variação em seu hábito de crescimento, cor das folhas, caules, ramos, frutos, tamanho das sementes, teor de óleo, altura das plantas, sendo possível distinguir um material genético do outro. Taxonomia A mamona é uma dicotiledônea e se enquadra na seguinte classificação científica; Divisão – Spermatophyta Subdivisão – Angiospermae Classe – Dicotylrdoneae Subclasse – Archichlamydeae Ordem – Geraniales Famíia - Euphorbiaceae Gênero – Ricinus Espécie – R. communis L. A mamona é considerada politípica e divide-se em seis subespécies e 25 variedades botânicas. Todas as variedades botânicas da mamoneira apresentam 2n=20, sendo possivelmente um poliploide natural, podendo ocorrer barreiras genéticas. Características da Planta Sistema radicular O sistema radicular é pivotante (até 3 m), apresentando raízes fistulosas, bastante ramificadas. Ele responsável pela grande adaptabilidade da mamona. Em condições de pouca disponibilidade hídrica, a raiz principal tem maior penetração no solo. É considerada uma escarificadora natural do solo, sendo utilizada na recuperação de áreas degradadas. Sistema Caulinar O caule é geniculado, espesso e ramificado, podendo apresentar variações quanto á cor e presença de cera. Porte arbóreo ou arborescente Anual ou perene Porte varia de 1 m a 8 m Os ramos laterais se desenvolvem a partir da axila da última folha abaixo da inflorescência. É uma planta altamente ramificada e cada ramo dará origem a um fruto. Classificação quanto ao porte Anão – altura < 1,8 m Normal Médio – altura 1,8 a 2,5 m Alto – altura 2,5 a 5,0 m, variedade explorada de 5 a 8 anos Arbóreo – altura acima de 5,0 m, não é explorado comercialmente.O número de flores masculinas e femininas é muito variado. Algumas variedades estão sendo desenvolvidas como plantas ornamentais. Sistema foliar As folhas são simples, grandes, com largura do limbo variando de 10 a 40 cm, podendo chegar a 60 cm no maior comprimento. Por ser uma folha muito grande tem grande eficiência na fotossíntese e um grande acumulo de fotoassimilados. As principais variações nas folhas da mamoneira são na cor, na cerosidade no número de glândulas e na profundidade dos lóbulos. Presença de glândulas: é uma planta lactífera e se houver o rompimento do tecido da folha ou do pecíolo ela irá exsudar látex. Folha Digitolobadas com 5 a 11 lobos Limbo arredondado e/ou margens serreadas Coloração do verde ao roxo Glândulas nectaríferas extraflorais Protegida por duas estipulas Filotaxia 2/5 (duas folhas em cada cinco voltas de 360° no eixo do caule) Inflorescência Planta monoica Inflorescência do tipo panicular terminal denominada de racemo com presença de flores femininas na parte superior e flores masculinas na parte inferior, podendo ocorrer uma distribuição irregular ao longo do racemo. A produção de flores masculinas e femininas varia, podendo ocorrer de 0 a 95% de flores masculinas. Essa proporção entre flores masculinas e femininas é muito influenciada pelo ambiente, e em menor porcentagem pelo fator genético. Flores masculinas – coloração amarela Flores femininas – coloração vermelha Por ser monoica é considerada autógama, porém a taxa de alogamia pode chegar a 40%, sendo a polinização do tipo anemófila. O racemo principal ou primário é o mais desenvolvido e apresenta maior quantidade de frutos. Dependendo da cultivar vai haver a menor ou maior predominância de cachos maiores. Quanto maior o número de ramificações maior o número de cachos. Nem sempre o maior número de ramificações será vantajoso para a produtividade. Ex: pode haver uma cultivar com um menor número de ramificações, mas uma boa produtividade. Isso se deve ao fato de que as inflorescências (cachos) terão um tamanho maior e um maior número de frutos, o que leva a uma melhor produção. Assim, se uma cultivar tiver um número de ramificações muito alto, um grande número de inflorescência (cachos) que podem ser pequenos e com um pequeno número de sementes e que não irá refletir uma boa produção. Lembrando que os órgãos reprodutivos são drenos fortes, então quanto maior o número de inflorescência e frutos, maior o consumo de fotoassimilados para alimentar aqueles órgãos. Os racemos variam quanto à forma, podendo ser cônica, cilíndrica ou oval, variando no comprimento (10 a 80 cm) e quantidade de frutos, dependendo da cultivar. Além disso, atingem a maturação em épocas diferentes, dependendo da posição na planta. Além disso, a diferença de idade entre os frutos de um cacho, levará a uma diferença de maturação dentro do próprio cacho. É praticamente impossível colher a mamona com todos os seus frutos em maturação plena, A colheita será governada pelo maior percentual de maturação. Ou seja, quando a maioria dos cachos apresentar mais 50% de maturação. Não se pode esperar muito pela colheita, pois quando atinge a maturação fisiológica e perde muita umidade os frutos entram em deiscência Poucas cultivares tem a características de indeiscência dos frutos, e mesmo as que tem essa característica não são 100% indeiscente. Fruto Os frutos da mamona são cápsulas globosas (tricoca), ou bagas, medindo aproximadamente 2,4 cm. Cada cápsula abriga 3 sementes. Apresentam variações quanto à cor, cerosidade, forma, tamanho, deiscência, caduciadade e presença ou ausência de acúleos. Normalmente os frutos da base atingem a maturação fisiológica antes dos frutos do topo. Semente A semente também é muito variável, com diferentes formas e cores, tamanhos e pesos. É uma semente grande e com grande quantidade de óleo. É uma semente perfeita com todos os componentes. É composta de tegumento, rafe, micrópila, carúncula, endosperma, cotilédones e eixo embrionário. A germinação é do tipo epígea As sementes contêm elevado teor de óleo, podendo varia de 35% a 55%, quanto maior o percentual de óleo mais perecível é a semente. Este óleo encontrado nas sementes é o principal produto em importância econômica da mamona, pois possui inúmeras aplicações na indústria e recentemente tem sido utilizado no processo de produção do biodiesel. Fisiologia Metabolismo A mamoneira é uma planta que apresenta metabolismo fotossintético do tipo C3, com elevada taxa de fotorrespiração, considerada ineficiente e pouco competitiva. Metabolismo C3: o primeiro produto estável formado na etapa bioquímica da fotossíntese será um ácido orgânico de 3 carbono, 3-fosfoglicerato, que irá dar origem ao açúcar de 3 carbono gliceraldeído-3- fosfato. (é o primeiro açúcar produzido na fotossíntese, a glicose é a junção de 2 desses açúcares.) Fotorrespiração: foi considerada por muito tempo uma perda produtiva pois a planta estava deixando de produzir fotoassimilados. A fotossíntese é dividida em etapa fotoquímica e etapa bioquímica. Antigamente a fase fotoquímica era achada de fase clara, pois depende da luz para a produção dos fotoassimilados, e a fase bioquímica era chamada de fase escura. Porém, essa nomenclatura entrou em desuso pois a fase bioquímica também depende da luz, já que as enzimas necessárias (a enzima que ativa a rubisco, pois a rubisco só fixa oxigênio quando esta ativada) para a fixação do oxigênio são produzidas na fase fotoquímica. Na fotorrespiração não há ganhos de carbono e sim uma perda, o processo começa com uma molécula de 5 carbonos para uma com 3 carbonos. Fotorrespiração Rubisco atua como oxigenasse, produzindo um ácido orgânico de 3 carbonos e um ácido orgânico de 2 carbonos (e não segue a via da fotossíntese, segue outras vias muitas vezes seguindo para o metabolismo do nitrogênio fazendo com que as plantas C3 sejam ricas em proteínas).
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