Apostila de cana de açucar

Apostila de cana de açucar

(Parte 1 de 3)

Cana-de-açucar Cana-de-açucar

Importância Econômica da Cana-de-açucar

Introdução A cana-de-açúcar, Saccharum officinarum L., uma antiga fonte de energia para os seres humanos e, mais recentemente, um substituto para combustível fóssil para veículos automotores, foi primeiro cultivado no Sul da Ásia Leste e Índia Ocidental. Ao redor de 327 BC essa era um importante cultivo no subcontinente africano. A cana foi introduzida ao Egito ao redor de 647 a.D. e, aproximadamente um século depois a Espanha (755 A.D.).

Distribuição Global de Cana-de-açucar Desde então, o cultivo de cana de açúcar foi estendido a quase todas as regiões tropicais e subtropicais. Portugueses e Espanhóis a levaram ao Mundo Novo no inicio do século XVI. Essa foi introduzida aos Estados Unidos da América (Louisiana) ao redor de 1741. Os países de cultivo de cana de açúcar no mundo encontram-se entre a latitude 36.7° norte e 31.0° sul da linha do Equador estendendo-se de zonas tropicais a subtropicais. A Figura a seguir ilustra a distribuição de cana de açúcar no mundo. Cana de açúcar é um recurso agrícola natural e renovável porque produz açúcar, além de biocombustível, fibra, fertilizante e uma miríade de derivados/co-produtos com sustentabilidade ecológica.

O suco da cana de açúcar é usado para fazer açúcar branco, açúcar mascavo (Khandsari),

Jaggery (Gur) e etanol. Os derivados principais da indústria de açúcar são bagaço e melaço. Melaço, o derivado principal, é a mais importante matéria prima para álcool e, portanto para as indústrias baseadas no álcool. Excesso de bagaço está agora sendo usado como matéria prima na indústria de papel. Além disso, a geração de potência usando bagaço como combustível é considerado possível na maioria das usinas de cana.

Produção de cana-de-açucar no Brasil http://www.portalunica.com.br/portalunica/?Secao=referência&SubSecao=estatísticas&SubSubSec ao=produção%20Brasil

Cultura da cana-de-açucar

Origem

A cana-de-açucar no mundo A palavra que originou o nome açúcar é, provavelmente, 'grão', 'sarkar', em sânscrito. No leste da Índia, o açúcar era chamado 'shekar', enquanto os povos árabes o conheciam como 'al zucar', que se transformou no espanhol 'azucar', e daí, 'açúcar', em português. Na França, o açúcar é chamado de 'sucre' e, na Alemanha, de 'zücker', daí o inglês 'sugar'.

Não se pode definir com precisão a época do surgimento da cana-de-açúcar no mundo, tampouco dizer, com exatidão, seu berço geográfico. Alguns pesquisadores admitem que a cana-deaçúcar tenha surgido primeiramente na Polinésia; outros arriscam a Papua Nova Guiné. Para esses estudiosos, a primeira aparição da cana no mundo se deu há 6 mil anos. A maior parte dos historiadores, porém, aceita a tese de surgimento da cana entre 10 e 12 mil anos atrás e data em 3.0 a.C. o caminho percorrido pela cana da Península Malaia e Indochina até a Baía de Bengala. A origem asiática da planta é consensual. A cana foi introduzida na China por volta de 800 a.C. e o açúcar cru já era produzido em 400 a.C. Porém, só a partir de 700 d.C. o produto começou a ser comercializado.

A cana e o seu doce caldo foram mantidos em segredo, já que os povos distantes do comércio entre os asiáticos pagavam altas somas em troca de produtos luxuosos. E o açúcar era um deles. A comercialização do açúcar a partir de 700 enriqueceu os árabes e o produto da cana entrou na lista de preciosidades a que os países ocidentais quase não tinham acesso. A cana continuou sua viagem rumo ao Ocidente, passando pela África do Norte até alcançar o Marrocos. Depois, sul da Espanha, por volta de 755, e à Sicília em 950. O primeiro registro da chegada do açúcar na Inglaterra é de 1099 e, em 1150 a Espanha já investia em uma florescente indústria canavieira. Em 1319, um quilo de açúcar valia, aproximadamente, US$ 100. Isso manteve o status de artigo de luxo atribuído ao produto da cana e, mais tarde, motivou o aproveitamento de colônias conquistadas para a implantação de cultivares da cana-de-açúcar.

Em 1425, D. Henrique (Príncipe Português) mandou buscar na Sicília as primeiras mudas de cana, que plantou na Ilha da Madeira. Começou, assim, a formação dos primeiros canaviais do Atlântico, que chegaram às Canárias (1480), Cabo Verde (1490) e Açores.

metrópoles européias, o refino do açúcar ainda era um entrave

No século XV, todo o açúcar produzido na Europa, era refinado em Veneza e isso anulava a possibilidade de diminuição de custos de transporte. Mesmo com os plantios recentes das

No Novo Mundo , a primeira inserção da cana deveu-se a Cristóvão Colombo, levada em sua segunda viagem marítima, em 1493, e plantada na República Dominicana, na ilha de La Española, e no Haiti. Daí, a gramínea expandiu-se para Cuba (1516) e México (1520). O primeiro engenho do continente foi instalado em La Española, em 1516.

A cana chegou ao Brasil por ordem do rei D. Manuel, introduzida na Capitania de São

Vicente pelo governador-geral Martim Afonso de Souza, em 1532, tornando-se a primeira atividade agrícola do País. A cana também se adaptou bem ao clima e ao solo de massapé nordestino, com a vantagem de contar com a produção mais próxima do mercado consumidor europeu.

Em 1600, as lavouras e indústrias da cana do Novo Mundo já haviam se tornado o investimento mais lucrativo do globo e o Brasil tornou-se o maior produtor de açúcar do mundo. Em 1613, o novo engenho de três cilindros foi implantado no Brasil, o que consolidou a posição de liderança como produtor e a liderança comercial da metrópole.

A cultura da cana, foi introduzida na Louisiana, em 1751; no Havaí, em 1802; e na

Austrália, em 1823. Também foram criadas outras técnicas de extração, e a descoberta de mais uma função para a cana, ou melhor, para o seu bagaço, em 1838, na Martinica, a produção de papel.

A cana-de-açucar no Brasil

As primeiras mudas chegaram em 1532, na expedição de Martim Afonso de Souza. Aqui, a planta espalhou-se no solo fértil de massapê, com a ajuda do clima tropical quente e úmido e da mão-de-obra escrava trazida da África. Era o início do primeiro ciclo econômico brasileiro, o 'Ciclo da Cana-de-Açúcar'. A colônia enriqueceu Portugal e polvilhou o açúcar brasileiro - assim como aquele produzido na América Central, por franceses, espanhóis e ingleses - em toda a Europa.

A capitania mais importante na época do ciclo da cana era a de Pernambuco, onde foi implantado o primeiro centro açucareiro do Brasil. Depois a Capitania da Bahia de Todos os Santos, e com o desmatamento da Mata Atlântica, os canaviais expandiram-se pela costa brasileira. Mas, para que a cultura prosperasse, foi necessária a criação de engenhos: as 'fábricas' onde a cana virava açúcar. Essas instalações sustentaram a economia açucareira brasileira até o desenvolvimento de novas técnicas em colônias de países concorrentes. Os engenhos e vilas surgidos com a expansão do cultivo de cana-de-açúcar foram responsáveis pelo desenvolvimento da produção, do comércio e da cultura do Nordeste brasileiro.

Morfologia da cana-de-açúcar

Colmo: Se desenvolve á partir da gema do tolete de cana. Quando a cana é plantada, cada gema pode formar um colmo primário. Colmos secundários chamados de "perfilhos" podem se formar a partir as gemas subterrâneas do colmo primário. Além disso, perfilhos podem formar-se á partir das gemas subterrâneas dos colmos secundários. O colmo é formado por nós e entrenós. O nó é onde a folha está presa ao colmo e onde as gemas e a raiz primária são encontradas. Uma cicatriz da folha pode ser encontrada no nó das folhas quando estas caem. O comprimento e o diâmetro dos nós e entrenós variam muito de com as cultivares e as condições de cultivo.

As cores do colmo vistas nos entrenós dependem das cultivares de cana e das condições ambientais. Por exemplo, a exposição dos entrenós ao sol pode resultar em uma alteração completa de cor. A mesma cultivar cultivada em climas diferentes pode exibir cores diferentes. Todas as cores do talo derivam de dois pigmentos básicos: a cor vermelha da antocianina e o verde da clorofila. A proporção de concentração desses dois pigmentos produz cores de verde ao vermelho púrpuro ao vermelho para quase preto. Colmos amarelos indicam uma relativa falta desses pigmentos. A superfície dos entrenós, com a exceção do anel de crescimento, é mais ou menos coberta por cera. A quantidade de cera depende da variedade.

O topo do colmo é relativamente baixo em sacarose e, portanto tem pouco valor industrial.

O 1/3 superior do colmo, porém, contém muitas gemas e um bom suprimento de nutrientes, o que o torna valioso na propagação da cana (plantio). Dois tipos de rachaduras podem ser encontradas na superfície do Colmo; rachaduras inofensivas com pequenas espirais, que são restritas a epiderme, e rachaduras de crescimento que podem ser profundas e ocorrem ao longo de toda a extensão do entrenó. Rachaduras de crescimento são prejudiciais pois permitem aumento de perda de água , exposição do colmo para microrganismos e insetos. Rachaduras de crescimento dependem da variedade e condições de crescimento. Folhas: A folha da cana-de-açúcar é dividida em duas partes: bainha e lâmina. A bainha, cobre completamente o colmo, estendendo-se sobre pelo menos um entrenó completo. As folhas se desenvolvem de forma alternada, nos nós, portanto formando duas fileiras em lados opostos. A primeira folha de cima para baixo do colmo com aurículas bem visíveis é designada +1. Para baixo elas recebem, sucessivamente, os números +2, e +3. Para cima, 0, -1, -2 etc. A folha com a aurícula visível (+3) é a considerada adulta e usada em determinações (avaliação do estado nutricional; índice de área foliar) A planta madura de cana de açúcar tem uma superfície foliar, em media, de 0,5 metros quadrado, nas folhas superiores. O número de folhas verdes por colmo é ao redor de dez,(6 a 12) dependendo da variedade e condições de crescimento. O número de folhas é menor em condições de déficit hídrico ou em temperaturas baixas. As folhas velhas ao receberem pouca intensidade luminosa, tornam-se senescentes. As folhas verdes do topo são eretas, com o ápice curvo, podendo as demais serem mais ou menos eretas. Bonnett (1998), ao relatou que em temperaturas médias baixas, inferiores a 8 ºC, o desenvolvimento das folhas de alguns cultivares foi prejudicado. Sinclair et al. (2004), ao estudar o efeito das temperaturas mínimas ideais para o desenvolvimento das folhas, encontrou limites diferentes de temperatura para cada cultivar avaliado, tendo observado que a temperatura base para desenvolvimento dos aparatos foliares estaria em torno de 10 ºC, variando conforme o cultivar.

Inflorescência: Quando a planta da cana-de-açúcar atinge uma maturação relativa de desenvolvimento, seu ponto de crescimento pode, sob certo fotoperíodo e condições de umidade do solo, passar de vegetativo para reprodutivo. O ponto de crescimento para de formar folhas e começa a produzir uma inflorescência. A cana é uma planta de dias curtos. Suas condições fotoperiódicas são alcançáveis nos trópicos. A inflorescência da cana de açúcar é uma panícula aberta. Cada panícula possui milhares de flores, cada uma capaz de produzir uma semente. Os sementes são extremamente pequenas e cerca de 250 sementes pesam 1 grama. Para a produção comercial de cana-de-açúcar, o desenvolvimento da inflorescência tem pouca importância econômica. O florescimento é importante para cruzamento e produção de variedades híbridas. Geralmente dias com duração de 12,5 horas e temperaturas noturnas entre 20° e 25° C induzirão o início do florescimento. Condições de crescimento ótimas na fase vegetativa (solo fértil, suprimento abundante de nitrogênio e umidade) restringem a inflorescência enquanto condições de estresse induzem a formação de florescimento.

Raízes: As primeiras raízes formadas são as raízes do tolete, que emergem de banda de raiz primárias acima da cicatriz da folha nos nós do tolete. Raízes do tolete podem emergir dentro de 24 horas após o plantio. Essas raízes são finas e com muitas ramificações, que sustentam a planta em crescimento nas primeiras semanas depois da brotação. Raízes do broto são tipos secundários de raízes, que emergem da base do novo colmo 5 - 7 dias após o plantio. Esta raízes são mais grossas que as raízes do tolete e vão formar o sistema de raiz principal da planta. As raízes do tolete continuam a crescer por um período de 6 - 15 dias após o plantio, a maioria desaparecendo aos 60 - 90 dias enquanto o sistema de raízes do broto desenvolve-se e apropria-se do suprimento de água e nutrientes. Até a idade de três meses, as raízes do tolete contêm menos que 2% da massa seca da raiz.

Estádios de desenvolvimento da cana-de-açucar

A Cana-de-açúcar tem essencialmente quatro estádios de desenvolvimento: brotação, perfilhamento (formação), crescimento dos colmos e maturação. O conhecimento prévio desses estádios de desenvolvimento ajudará a gerenciar melhor o cultivo.

Brotação e Estabelecimento : A brotação vai do plantio até a completa brotação das gemas. Conforme as condições do solo, a brotação começa de 7 a 10 dias após o plantio e geralmente dura ao redor de 30-35 dias. A brotação da gema é influenciada por fatores externos e internos. Os fatores externos são a umidade do solo, temperatura do solo e aeração. Os fatores internos são a saúde da gema, a umidade do tolete, a redução do conteúdo de açúcar do tolete e o estado nutritivo do tolete. A Temperatura ideal para a brotação é de 28 - 30o C. A temperatura básica para brotação é ao redor de 12o C. Solo úmido e calor asseguram uma brotação rápida. Os resultados da brotação resultam em uma respiração aumentada e assim uma boa aeração do solo é importante. Portanto, solos porosos bem estruturados facilitam uma melhor brotação. Conforme as condições do solo, considera-se que cerca de 60 por cento das brotações serão efetivamente estabelecidas.

Perfilhamento : O perfilhamento começa ao redor de 40 dias depois do plantio e pode durar até 120 dias. O perfilhamento proporciona ao cultivo o número de colmos necessários para uma boa produção. Vários fatores tais como cultivar, luz, temperatura, irrigação (umidade do solo) e adubação influenciam o perfilhamento. Luz é o mais importante fator externo que influencia o perfilhamento. É de extrema importância ter a luminosidade adequada alcançando a base da planta durante o período de perfilhamento. Temperatura ao redor de 30o C é considerada ideal para o perfilhamento. Temperatura abaixo de 20o C retarda o perfilhamento. Perfilhos formados mais cedo ajudam a produzir colmos mais grossos e mais pesados. Perfilhos formados mais tarde morrem ou permanecem curtos ou imaturos. A população de perfilho máxima é alcançada ao redor de 90 - 120 dias depois do plantio. Ao redor de 150 - 180 dias, pelo menos 50 por cento dos brotos(perfilhos) morrem e uma população estável é estabelecida.

Práticas de cultivo tais como espaçamento, tempo de fertirrigação, disponibilidade de água e controle de plantas daninhas influenciam o perfilhamento. Embora 6 - 8 perfilhos são produzidos de uma gema, no final somente 1.5 a 2 perfilhos por gema restam para formar colmos. O cultivo de cana-soca produz muito mais e mais cedo o perfilhamento que um cultivo de cana-planta.

Crescimento dos Colmos : A fase de crescimento dos colmos começa a partir de 120 dias depois do plantio e dura até 270 dias em um cultivo de 12 meses. Durante o período anterior , no perfilhamento, ocorre uma estabilização. Do total de perfilhos produzidos somente 40 - 50% sobrevivem até 150 dias para formar colmos. Essa é a fase mais importante do cultivo onde ocorre a formação e alongamento do colmo e assim resultando na produção da cana. A produção foliar é freqüente e rápida durante essa fase com IAF alcançando ao redor de 6 - 7. Sob condições favoráveis, os colmos crescem rapidamente quase que de 4 - 5 entrenós por mês. Irrigação, fertirrigação, calor, umidade e condições climáticas solares favorecem um melhor alongamento de cana. Falta de umidade reduz a extensão dos entrenós. Uma temperatura ao redor de 30o C com uma umidade ao redor de 80% é o ideal para esta fase.

Maturação: A fase de maturação em um cultivo de doze meses dura ao redor de três meses começando de 270 - 360 dias. A síntese de açúcar e acumulo rápido de açúcar acontece durante essa fase, e o crescimento vegetativo é reduzido. Conforme a maturação avança, açucares simples (monossacarídeo, frutose e glicose) são convertidos na cana de açúcar(sacarose, um dissacarídeo). A maturação da cana acontece de baixo para cima e assim a parte de baixo contém mais açúcar que a porção de cima. Bastante luminosidade, céu limpo, noites frescas e dias quentes e clima seco são altamente benéficos para a maturação.

Ecofisiologia da cultura da cana-de-açucar

Introdução: A cana-de-açúcar se desenvolve no mundo entre a latitude 36.7° N e 31.0° S, do nível do mar até 1000m de altitude ou um pouco mais. É considerada essencialmente como uma planta tropical. É um cultivo de longa duração e, portanto convive com todas as estações, chuvosa, inverno e verão durante seu ciclo de vida.

Clima: Os principais componentes climáticos que controlam o crescimento, a produção e qualidade da cana são: temperatura, luz e umidade disponível. A planta vive melhor em áreas ensolaradas quentes e tropicais. O clima "ideal" para máxima produção de açúcar da cana-de- açúcar é caracterizado como: Uma estação longa, quente com alta incidência de radiação solar e umidade adequada (chuva) - a planta usa de 148 a 300g de água para produzir 1.0g de substância seca. Uma estação razoavelmente seca, ensolarada e fresca, mas sem geada para amadurecimento e cultivo – a porcentagem de umidade cai de forma regular ao longo da vida da planta, de 83% em uma cana muito jovem para 71% em cana madura, enquanto a sacarose cresce de menos que 10 para mais de 45% do peso seco. Livre de tufões e furacões (ventos fortes)

Chuva: Um total de chuva entre 10 e 1500 m é suficiente se a distribuição for adequada (abundante nos meses de crescimento vegetativo seguido por um período de amadurecimento). Durante o período de crescimento ativo, a chuva favorece um crescimento rápido da cana, alongamento da cana e formação de entrenós. Durante o período de amadurecimento, não é desejável muita chuva porque isso causa a baixa da qualidade do suco, aumenta o crescimento vegetativo, e aumento da umidade do tecido. Isto também prejudica a colheita e operações de transporte.

Temperatura: O desenvolvimento está intimamente ligado à temperatura. A temperatura ideal para brotação de cortes no caule é de 32° a 38°C. Diminui abaixo de 25°C, e é reduzida acima de 35°C e praticamente para quando a temperatura está acima de 38°C. Temperaturas acima de 38°C reduzem a fotossíntese e aumentam a respiração. Para amadurecimento, as temperaturas devem ser relativamente baixas ( 12° a 14°C são desejáveis), pois diminui o desenvolvimento vegetativo e aumenta a sacarose da cana. Em temperaturas altas uma reversão da sacarose em frutose e glicose pode ocorrer além do aumento da fotorespiração, o que diminui o acúmulo de açucares.

Umidade relativa: Alta umidade (80 - 85%) favorece um alongamento de cana rápido durante o período de crescimento. Um valor moderado de 45 - 65 % junto com um suprimento de água limitado é favorável durante a fase de amadurecimento.

Luz Solar : A Cana-de-açúcar é uma planta que necessita muita luz solar. Ela se desenvolve bem em áreas que recebem energia solar de 18 - 36 MJ/m2 . Sendo uma planta C4, a cana de açúcar é capaz de produzir altos índices de fotossintéticos e o processo mostra uma variação de alta saturação em relação à luz. O perfilhamento é afetado por intensidade e duração do brilho do sol. Alta intensidade de luz e longa duração promovem o perfilhamento enquanto dias curtos e nublados diminuem. O crescimento do colmo aumenta quando a luz do dia está entre uma faixa de 10 - 14 horas. O aumento do índice de área da foliar é rápido durante o terceiro e quinto mês, e alcança seus valores de pico durante a fase inicial de crescimento dos colmos.

Requerimentos climáticos ideais: A radiação total média recebida em 12 meses de crescimento tem sido estimada ao redor de 6350 MJ/m2 . Ao redor de 60% dessa radiação foi interceptada por uma cobertura durante as fases de crescimento. A produção de matéria seca total mostrou uma relação linear com o PAR interceptado e o teste de correlação resultou R2 valor de 0.913.

Porém, a proporção de conversão de energia em termos de produção de matéria seca por unidade de radiação interceptada mostrou uma resposta quadrática com porcentagem de intercessão de luz indicando que a proporção de conversão de energia aumentou de forma linear até 50% da intercessão de luz e acima desse nível; a proporção da conversão fotossintética da radiação solar é reduzida

No cultivo de cana de açúcar, a cobertura superior de 6 folhas interceptam 70% da radiação e a proporção fotossintética das folhas inferiores diminuiu devido ao sombreamento. Locais que tem um período de crescimento curto beneficiam-se de um espaçamento mais próximo para interceptar uma quantidade maior de radiação solar e produzir maiores resultados. Porém com uma estação de crescimento longo o espaçamento maior é melhor para evitar sombreamento e mortalidade dos perfilhos. Por sua vez a proporção de conversão de energia em termos de produção de matéria seca por unidade de radiação interceptada mostrou uma resposta quadrática com a porcentagem de intercessão de luz. Isto indica que a proporção de conversão de energia aumentou de forma linear até 50% da intercessão de luz e acima desse nível; a proporção da conversão fotossintética da radiação solar é reduzida. Algumas estimativas mostram que 80% da perda de água são associadas com energia solar, 14% com vento e 6% com temperatura e umidade. Altas velocidades de vento excedendo 60-km/hora são prejudiciais às canas em crescimento, uma vez que elas causam acamamento e quebra da cana. Também, ventos aumentam a perda de umidade das plantas e assim agravam os feitos de doenças de estresse de umidade.

Efeito do clima na produção de cana de açúcar e do açúcar: A produtividade e a qualidade do suco de cana de açúcar são profundamente influenciadas pelas condições climáticas prevalecentes durante os vários sub-períodos do crescimento do cultivo. A concentração do açúcar é maior quando o clima é seco com baixa umidade; horas de radiação solar, noites frescas com variações diurnas frescas e muito pouca chuva durante o período de amadurecimento. Essas condições favorecem o acúmulo alto de açúcar.

Plantio da cana-de-açucar

Clima: O clima ideal é aquele que apresenta duas estações distintas, uma quente e úmida, para proporcionar a germinação, perfilhamento e desenvolvimento vegetativo, seguido de outra fria e seca, para promover a maturação e conseqüente acumulo de sacarose nos colmos. Solo: Solos profundos, pesados, bem estruturados, férteis e com boa capacidade de retenção são os ideais para a cana-de-açúcar que, devido à sua rusticidade, se desenvolve satisfatoriamente em solos arenosos e menos férteis, como os de cerrado. Solos rasos, isto é, com camada impermeável superficial ou mal drenados, não devem ser indicados para a cana-de-açúcar.

(Parte 1 de 3)

Comentários