Rastrojo de maíz

El rastrojo de maíz consiste en las hojas, tallos y mazorcas de maíz (Zea mays ssp. Mays L.) que quedan en un campo después de la cosecha. Tal rastrojo constituye aproximadamente la mitad del rendimiento de un cultivo de maíz y es similar a la paja de otras gramíneas de cereales; en Gran Bretaña a veces se le llama paja de maíz. La paja de maíz es un producto agrícola muy común en áreas con grandes cantidades de producción de maíz. Además de la parte no granular del maíz cosechado, el rastrojo también puede contener otras malezas y pastos. El maíz de campo y el maíz dulce, dos tipos diferentes de maíz, tienen restos de maíz relativamente similares.

Composición y propiedades.

Componente % En peso seco
Celulosa / glucano 37.4
Xylan 21.1
Arabe 2.9
Mannan 1.6
Galactan 2.0
Lignina 18.0
Ceniza 5.2
Acetato 2.9
Proteína 3.1

Disponibilidad
El maíz es el cultivo agrícola de grano más importante y se usa en todo el mundo desde climas tropicales hasta climáticos templados. La disponibilidad de paja de maíz depende de las condiciones del suelo, la topografía, la rotación de cultivos y las condiciones ambientales. La cantidad de paja de maíz sostenible está limitada, ya que parte de la paja debe permanecer en el campo para brindar una protección adecuada contra la erosión del suelo por el agua y el viento, y no para reducir el balance de carbono y nutrientes del suelo a sobrecargar. Las estimaciones sugieren que entre el 20 y el 80% de la paja de maíz se puede cosechar de forma sostenible.

Los dos productores más importantes de maíz y paja de maíz son los Estados Unidos de América (EE. UU.) Y la República Popular de China. Para los Estados Unidos, se cotizan volúmenes de paja de maíz de 200 a 250 millones de toneladas secas. Para China, de 200 a 220 millones de toneladas secas, de las cuales aproximadamente un 90% se retiran del campo. Para Bélgica, se dan cantidades de 580 000 toneladas secas, de las cuales aproximadamente 290 000 toneladas secas se pueden cosechar económicamente. Para Alemania, se dan cantidades anuales de 3.8 millones de toneladas de materia seca, pero aún no se han recolectado.

Adviento y recuperación
La relación maíz-paja de maíz en grano es de aproximadamente 1: 1.3, por lo que con un rendimiento de grano promedio de aproximadamente 6.8 toneladas por hectárea por año, teóricamente 9 toneladas de residuos de cultivos en forma de paja de maíz permanecen en el campo. Debido a la técnica de recolección, la cantidad real de residuos es probablemente mucho menor. Al igual que con otras fracciones de paja, especialmente la paja de los cereales, una gran parte de la cantidad acumulada de paja permanece picada en el campo como un sustrato formador de humus.

Un uso material o energético de la paja de maíz ocurre raramente. Esto se debe en parte a la limitada recuperación posible de Maistrohaufkommen y al alto contenido de agua de la biomasa cosechada, que requeriría un secado complejo de los tallos gruesos para su procesamiento. En algunas regiones, el maíz después de la cosecha se seca en paquetes en el campo y luego se puede recolectar y usar. Sin embargo, en términos de propiedades del combustible, la paja seca de maíz apenas se desvía de la paja de cereales, con un valor calorífico de 18,9 MJ / kg y un valor calorífico de 17,7 MJ / kg.

Usos

Alimentación animal
El rastrojo de maíz (como otros tipos de residuos de cultivos) se puede utilizar como alimento para ganado, especialmente en situaciones de déficit de forraje. Tienen un valor nutricional ligeramente más alto que la paja de trigo. Se usan en verde como pasto, o después de cortar el ensilaje para su uso posterior, o se cosechan para su distribución directa (sin ensilaje). En el caso del ensilaje, generalmente se corta la planta completa (follaje y orejas) y luego se tritura entre los rollos durante la cosecha. Sin embargo, es necesario que la tasa de materia seca no sea demasiado alta para permitir una buena conservación. Suele estar entre el 50 y el 60%.

En la ganadería lechera, el ensilaje de maíz se distribuye principalmente a las vacas lecheras como forraje durante la temporada de invierno. El rastrojo de maíz puede ser beneficioso para los productores de carne porque «los tallos de maíz pueden proporcionar una fuente de alimentación de bajo costo para las vacas nodrizas en gestación media».

Además de los tallos, hojas, cáscaras y tallos que quedan en el campo, los granos también pueden escapar de la cosecha. Estos granos abandonados son, junto con otros residuos de cultivos, una fuente adicional de alimento para el ganado de pastoreo. El valor nutricional de los tallos disminuye con el tiempo, por lo que los agricultores buscan pastar los residuos de maíz tan pronto como sea posible después de la cosecha. La cantidad de pastoreo posible en un campo de maíz posterior a la cosecha es «entre uno y dos meses de pasto por vaca por acre (50 vacas en 20 hectáreas)».

Cuando los bastones de maíz se cosechan intactos (en lugar de cortar toda la planta para el ensilaje, o la caña de maíz dejada en el campo por una cosechadora combinada), pueden ser cortados y recolectados por briers de maíz, que son cosechadoras combinadas diseñadas específicamente para el maíz. También se pueden comprimir y envolver en forma de balas redondas grandes.

Cuando el rastrojo de maíz se cosecha intacto (a diferencia de que toda la planta se cortó para el ensilaje, o el rastrojo se dejó en el campo por una cosechadora), se puede cortar y recolectar con los aglomerantes de maíz, que son segadores para la segadora diseñados específicamente para el maíz. . También puede ser embalado en grandes balas redondas.

Ropa de cama (camada) seguida por la enmienda del suelo
En lugar de usos alimenticios, el rastrojo de maíz también se puede recolectar para usarlo como lecho o hojarasca para el ganado (es decir, masa celulósica para atrapar y contener el estiércol animal), o puede ser un estiércol vegetal que permanece en el campo como basura vegetal. (Sirve como abono verde, aunque menos verde que otros, con una relación C / N más alta). Cuando se usa como ropa de cama (cama de granero), luego se retira y se extiende directamente en los campos o se hace un abono (en pilas largas manejadas por cargadores) para su posterior expansión en el campo. En cualquiera de los dos últimos casos de uso, termina como materia orgánica para la enmienda del suelo.

En lugar de usarlos como alimento para el ganado, las cañas de maíz también se pueden cosechar para usarlas como camas para el ganado u otros animales (es decir, como una masa celulósica para reparar y contener excrementos). animal), o se puede usar como abono vegetal que permanece en el campo y enriquece la hojarasca (utilizada como abono verde). Cuando se usan como basura, luego se retiran y se esparcen directamente en los campos o se compostan (en montones manejados por cargadores mecánicos) para su posterior aplicación en los campos. En los dos últimos casos, terminan siendo materia orgánica para mejorar los suelos.

Enmienda directa del suelo
Los usos de alimentación y lecho del bastón de maíz son comunes, pero también es común el uso de la basura vegetal / estiércol vegetal. Lo último es cierto para cualquier combinación de dos razones: (1) ayuda a mantener la salud del suelo y (2) cuando el cultivo de maíz se usa como cultivo de grano (en lugar de un cultivo de ensilaje), cosechando el rastro (sin grano) simplemente no paga; a menudo no existe una demanda del mercado que supere su valor en la granja como mantenimiento del suelo, lo que representa un factor económico propio. La recolección anual regular de toda la planta de maíz (picar para ensilaje) es más desafiante para el manejo del suelo que utilizar el maíz como cultivo de grano y cubrir el campo con la madera. Reincorporar la materia orgánica es bueno para el suelo, aunque debe manejarse adecuadamente para evitar el robo de nitrógeno del próximo cultivo, ya que la alta relación C / N hace que los microbios del suelo acumulen nitrógeno disponible (nitrógeno fijo) que digiere la celulosa diligentemente. y la lignina. Pueden superar a las plantas por el nitrógeno. Hay formas orgánicas y no orgánicas de aumentar el suministro de nitrógeno. La orina y el estiércol de los animales es la principal vía orgánica, mientras que los fertilizantes comerciales son la principal vía no orgánica; ambas formas proporcionan urea, que los microbios digieren con su ureasa.

Enmienda agraria
El uso de palitos de maíz como alimento o arena es común, pero su uso como enmienda orgánica también es común. Lo último es cierto por dos razones:

ayuda a mantener la salud del suelo, cuando el maíz se cultiva para la producción de granos (como un grano, a diferencia de un cultivo de ensilaje), la cosecha de maíz (sin grano) no es económicamente atractiva; a menudo no hay una demanda del mercado que supere su valor de granja como una enmienda orgánica del suelo, que en sí misma representa un valor económico. La cosecha anual regular de plantas de maíz entero (hachís de ensilaje) es más difícil para el manejo del suelo que el cultivo de maíz y cereales y el uso de residuos como enmiendas.

La reintegración de la materia orgánica es buena para el suelo, aunque debe manejarse de manera apropiada para evitar la «inanición de nitrógeno» del próximo cultivo, ya que una alta relación C / N da como resultado el bloqueo del suelo. nitrógeno disponible por microorganismos del suelo que descomponen rápidamente la celulosa y la lignina. Pueden superar las plantas de nitrógeno. Existen formas biológicas y convencionales para aumentar las entradas de nitrógeno, ya sea agregando orina de animales y estiércol en el primer caso, o fertilizantes comerciales en el último; Ambos métodos traen urea, ureasa.

Bioenergía
Otro uso para la paja de maíz es como combustible para bioenergía o como materia prima para bioproductos. Se puede quemar en hornos para producir energía que las turbinas de vapor convierten en electricidad. También tiene potencial para el etanol celulósico (etanol de biomasa), que es “etanol hecho de materiales vegetales no granulados conocidos como biomasa”. Sin embargo, con la tecnología actual, una gran parte del potencial de biocombustible de la celulosa se desperdicia debido a la fuerza de Los enlaces glicosídicos que emparejan cadenas de unidades de D-glucosa. Pero si la comercialización de etanol celulósico avanza lo suficiente tecnológicamente, la producción de etanol de biomasa usaría el rastro de maíz del cultivo de maíz producido en áreas alrededor de las plantas de etanol. El rastrojo de maíz, debido a la proximidad relativa del grano de maíz producido para la producción de etanol, «es, con mucho, el residuo de cultivo más abundante disponible en la actualidad». La libre accesibilidad al rastrojo de maíz lo convierte en el principal candidato para la producción de etanol de biomasa. Se espera que una nueva instalación de DuPont en Nevada, Iowa, genere 30 millones de galones anuales de biocombustible celulósico producido a partir de residuos de restos de maíz. Se inauguró en 2015, con una producción total retrasada provisionalmente hasta 2017.