Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Biomass is one of the main sources of renewable and sustainable energy able to meet the growing global energy demand and reduce dependence on fossil fuels. However, the use of this biofuel requires a conscious and careful handling of natural resources, to avoid environmental imbalances and destruction of ecosystems. Among the alternatives of biomass for energy purposes forestry, agricultural and urban wastes are highlights. However, raw biomass has low energy efficiency, low density, high humidity, irregular grain, low heating value that restricts their direct use as biofuel. In order to improve the thermal properties and standardize the product is necessary to treat the biomass from industrial processes such as torrefaction and briquetting. In this context, this work aims to analyze and define the potential energy of briquettes of brachiaria grass (Brachiaria ssp.) produced by Briqfeno Industria e Comercio de Feno Ltda located in Tupaciguara - Minas Gerais. The experiments were conducted according to Brazilian rules and the standard product was submitted to density tests, moisture and immediate analysis. A relationship between heating value and moisture content was also defined. Finally, the product was submitted to the torrefaction process that improved its energy and decreased its hygroscopic character when compared to raw briquettes. / A biomassa é uma das principais fontes de energia renováveis e sustentáveis capazes de suprir a crescente demanda de energia mundial e diminuir a dependência dos combustíveis fósseis. Entretanto, o uso deste combustível requer um manuseio cuidadoso e consciente dos recursos naturais, para evitar desequilíbrios ambientais e destruição de ecossistemas. Dentre as alternativas existentes para o uso da biomassa com fins energéticos, destaca-se o reaproveitamento energético de resíduos florestais, agrícolas e urbanos. Todavia, os resíduos in natura apresentam-se com baixa eficiência energética, devido algumas características gerais que restringe o seu uso direto como combustível, tais como baixa densidade, alta umidade, granulometria irregular, baixo poder calorífico, entre outras. No intuito de corrigir algumas propriedades, melhorar e padronizar o produto faz-se necessária a utilização de processos industriais, como a briquetagem e a torrefação. Neste contexto, este trabalho consiste em analisar e definir o potencial energético de briquetes de capim braquiária (Brachiaria ssp.) produzidos pela empresa Briqfeno Indústria e Comércio de Feno Ltda sediada no município de Tupaciguara - Minas Gerais. Os experimentos foram conduzidos segundo normas nacionais e consistiram em realizar a análise imediata, determinar a densidade do briquete e definir a relação entre poder calorífico e umidade do produto padrão. Finalmente, aplicou-se o tratamento térmico denominado torrefação, o que proporcionou a valorização energética do produto e diminuiu sua característica higroscópica quando comparado ao briquete padrão. / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rubens Augusto Camargo Lamparelli, Jansle Vieira Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:37:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_HermogenesMoura_M.pdf: 1839058 bytes, checksum: ffeba6a1df211c5b76b90a6548fd58fb (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O monitoramento e estimativa da quantidade de biomassa da cana-de-açúcar são de fundamental importância no planejamento das atividades de condução, colheita, transporte, processamento e comercialização da produção. Com o avanço tecnológico, técnicas de sensoriamento remoto têm-se mostrado úteis no monitoramento de áreas agrícolas onde se tem observado o potencial em especial do sistema Landsat no fornecimento de informações sobre a cultura da cana-de-açúcar. Dentre estas técnicas pode-se citar a aplicação de índices de vegetação obtidos através de transformação linear entre o valor espectral das diferentes bandas do sensor. Com o objetivo de avaliar a aplicação de imagens multiespectrais do satélite Landsat 7 - ETM+ e dos diversos índices de vegetação, no mapeamento da variação espacial da biomassa, e o seu potencial para estimativa da produtividade utilizando-se de um modelo matemático. O estudo foi desenvolvido nos municípios de Araras e Leme - SP. Para os dois anos de estudo foram analisadas duas passagens por ano, sendo a primeira anterior à colheita (fevereiro a abril) e a segunda dias antes da colheita. As imagens em nível de cinza foram transformadas em valores de reflectância aparente e, através da correção atmosférica, para valores de reflectância real. Sob a área de estudo foram distribuídas amostras de acordo com a variação espacial da resposta espectraL As amostras foram localizadas, demarcadas e colhidas.Foram realizadas análises de correlação entre os valores de produtividade e sua resposta espectraL A correção atmosférica não influenciou na correlação entre os dados de produtividade e a resposta espectraL As melhores correlações foram encontradas com os valores da banda 4 (IVP) e do índice de vegetação GVI. No primeiro ano de estudo os valores da banda 4 e do GVI explicaram respectivamente 51,6% e 52,66% da variação da produtividade. Enquanto que no segundo ano ambos explicaram 83% da variação da produtividade. O modelo polinomial de 2° grau foi o que melhor se adaptou ao comportamento dos dados de produtividade da cultura. A produtividade estimada pelo modelo apresentou um erro médio de 4,O4t/ha e um desvio padrão de 2,47t1ha, este resultado comprovou eficiência da utilização da resposta espectral no processo de estimativa da produtividade da cana-de-açúcar / Abstract: The monitoring and biomass estimate in sugar cane are the fundamental importance in leading, harvest, transport, processing and production marketing. With the technologic advanced techniques in remote sensing has showed very high potential in monitoring of sugarcane are as in special the Landsat system. Among these techniques it can to mention the application of the vegetation indices. Therefore that work has the objective of to evaluate the application of ETM+/Landsat 7 spectral images and different vegetation index to mapping biomass spatial variation and its potential for yield estimate using statistical model. The study was developed in Araras and Leme / SP counties at São João Mill in two years. During that time were analyzed two images per year, being the first before the harvest (February to April) and the second just some days before the harvest. The images in raw level had been transformed into values of apparent reflectance and through the atmospheric correction to values of real reflectance. Through the study area were allocated samples according the spectral response variation. After than this were full filled correlation analysis between yield and spectral response. The atmospheric correction hasn't provoked influence in the correlations. The best correlations had been found with the values of the band 4 (IVP) and of the index of vegetation GVI. In the first year of study band 4 and GVI indices values had explained 51.6% and 52.66% of the variation of the yield, respectively. While that in the second year both had explained 83% of the yield variation. The polynomial model of2° degree had the best agree in relation of the yield data behavior. The estimative productivity calculated by the model presented an average error of 4.04t/ha and a standard deviation of 2.47t/ha, attesting the efficiency of the use of the spectral response in the process of the yield estimate in sugar cane culture / Mestrado / Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: Ricardo Ribeiro Rodrigues, Beatriz Appezzato-da-Gloria / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:40:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muniz_MartaReginaAlmeida_D.pdf: 4518938 bytes, checksum: 396e1e3e5133f391b653239abaabfc34 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O presente abordou aspectos da relação solo-planta, verificando o reflexo das condições físico-químicas e da disponibilidade hídrica do solo de áreas de Cerradão (Ce) e de Floresta Estacional Semidecidual (FES), sobre a anatomia do xilema secundário, sobre aspectos morfológicos (comprimento e a biomassa de parte aérea e de raízes), e sobre o teor, a quantidade e a distribuição de nutrientes e alumínio em plantas jovens de espécies arbóreas. O objetivo geral foi comparar plantas jovens de espécies arbóreas de Cerradão e de Floresta Estacional Semidecidual quanto ao crescimento proporcional em parte aérea e raízes, a distribuição da biomassa, aos teores e conteúdo de nutrientes e de alumínio, e a organização do xilema secundário, a fim de elucidar se há diferenças entre essas formações. O trabalho foi desenvolvido em duas parcelas de 10 ha de Cerradão (Estação Ecológica de Assis; Assis, SP) e de Floresta Estacional Semidecidual (Estação Ecológica de Caetetus; Gália, SP) que são mantidas pelo projeto temático "Parcelas Permanentes". Este trabalho foi dividido em dois capítulos: o primeiro relacionado a aspectos morfológicos, como comprimento total da parte aérea e raízes, biomassa, e teores, quantidades e distribuição de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Zn, Mn, Cu, Fe) e alumínio na planta. Para este estudo, foram escolhidas espécies abundantes e que representam aproximadamente 50% da comunidade arbórea adulta presentes em cada uma das parcelas. No total, foram escolhidas sete espécies de Ce e oito espécies de FES, sendo utilizadas para as análises, quinze plantas jovens de cada uma das espécies em cada uma das formações. Dentre as espécies escolhidas, duas são comuns entre Ce e FES. No segundo capítulo realizou-se uma abordagem anatômica, para o qual foram utilizadas plantas jovens de Cupania tenuivalvis Radlk, que é uma espécie comum às duas formações, pertencente à família Sapindaceae e que possui tuberizações ao longo de suas raízes. Os resultados encontrados neste trabalho mostraram que as variáveis analisadas são definidas pelas características edáficas dessas duas formações. As maiores concentrações de nutrientes encontrados em plantas de FES estão relacionados à maior disponibilidade de nutrienentes presentes no solo dessa formação. As diferenças entre o xilema secundário das plantas jovens de Cupania tenuivalvis Radlk estão relacionadas à disponibilidade de água nas camadas superficiais dos solos dessas duas formações / Abstract: This study investigated aspects of soil-plant relations, focusing on how physicochemical conditions and ground water availability in areas of Savannah (Sa) and Seasonal Semideciduous Forest (SSF) reflect on the anatomy of secondary xylem, on shoot and roots morphological characteristics such as length and biomass, and also on the percentage, quantity and distribution of nutrients and aluminum in wildlings of tree species. The overall objective was the comparison between saplings of tree species from Savannah and Seasonal Semideciduous Forest regarding the proportional investment in shoot vs roots, biomass distribution, percentage and content of nutrients and aluminum, and secondary xylem organization in order to elucidate whether there are significant differences between these vegetation formations. The study was conducted in two plots of 10 ha of Savannah (Assis Ecological Station, Assis, SP) and Seasonal Semideciduous Forest (Ecological Station Caetetus; Gália, SP) that are maintained by the project "Permanent Plots." This study is divided into two chapters. The first chapter focuses on aboveground and belowground morphology, total length and biomass, besides nutrients and aluminum percentages, amounts and distribution in the plant. For this study, we chose abundant species which represent aproximately 50% of the adult tree community present in each of the plots. In total, seven species were chosen from Ce and eight species of FES, and used for analysis, fifteen saplings of each species in each of the formations. Among the species elected,two are common these two formations. In the second chapter held an anatomical approach, for which they were used of Cupania tenuivalvis Radlk, which is a species common to both two formations in the family Sapindaceae and has tuberous along their roots. The results of this study showed that the variables examined are defined by soil characteristics of these two formations. The highest concentrations of nutrients found in plants of FES are related to increased availability of nutrienentes in the soil of that training. The differences between the secondary xylem of saplings of Cupania tenuivalvis Radlk. are related to water availability in the surface layers of soils in these two formations / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elciane Regina Zanatta.pdf: 2986638 bytes, checksum: 991258b95a723fd86b0b377dcb73d253 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The agro-industries have generated significant amounts of waste, which raises the importance reviewing its destination in the supply chain, being an economic problem, due to waste, it is also a serious environmental problem. These residues also called biomass, due to the insignificant impact on the greenhouse, are an interesting response to the growing demand of renewable energy. Biomass is characterized as a mixture of reference components: cellulose, hemicellulose and lignin. Within this context, the main objective of this study was to investigate the kinetics pyrolysis of biomass: cassava bagasse, soy hulls and sugar cane bagasse. The study was conducted in an inert atmosphere of nitrogen, with temperatures ranging from 60 ° C to 950 ° C for four heating rates: 5, 10, 15, and 20 ° C / min for single-component cellulose, hemicellulose and lignin and temperature ambient to 900 ° C for five heating rates: 5, 10, 15, 20 and 30 ° C / min for biomass. The determination of kinetic parameters was performed using two non-isothermal differential methods: Flynn Wall Ozawa (FWO) and Kissinger. And a full non-isothermal method was used to model the conversion of single components. In the thermal analysis, pyrolysis of hemicellulose and cellulose occurred quickly. The main weight loss of hemicellulose rappened from 208 to 447 ° C and cellulose from 332 to 384 ° C. The lignin was more difficult to decompose, like the weight loss happening in a wide temperature range from 174 to 701 ° C. The weight loss of sugar cane bagasse occurred at temperatures from 270 to 480 ° C, the cassava bagasse from 270 to 540 ° C, and soy hulls from 230 to 560 ° C. The results obtained for activation energy Ea, for the pyrolysis of cellulose, for hemicellulose and lignin are in the range: 132,02 to 161,25 kJ / mol, 39,36 to 77,83 kJ / mol, 54,59 to 735,99 kJ / mol, respectively. The activation energy of biomass pyrolysis of sugar cane bagasse, cassava bagasse and soy hulls are in the range: 126,62 to 148,80 kJ / mol, 157,64 to 227,74 kJ / mol, 140,81 to 195,52 kJ / mol respectively. The results demonstrate how the behavior of decomposition and its kinetic parameters are influenced by the species or type of biomass and by the rate of heating of the process. / As agroindústrias têm gerado quantidades expressivas de resíduos, o que torna necessário rever a sua destinação na cadeia produtiva, pois além de ser um problema econômico, devido ao desperdício, é também, um sério problema ambiental. Estes resíduos também chamados de biomassas, devido ao impacto insignificante no efeito estufa, são uma resposta interessante à crescente demanda de energia renovável. A biomassa é caracterizada como uma mistura de componentes de referência: celulose, hemicelulose e lignina. Dentro deste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi investigar a cinética da pirólise das biomassas: bagaço de mandioca, casca de soja e bagaço de cana. O estudo foi realizado em atmosfera inerte de nitrogênio, com temperaturas variando entre 60°C a 950 °C, para quatro taxas de aquecimento: 5, 10, 15, e 20 °C / min, para os mono componentes celulose, hemicelulose e lignina e da temperatura ambiente até 900 °C para cinco taxas de aquecimento: 5, 10, 15, 20 e 30 °C / min, para as biomassas. A determinação dos parâmetros cinéticos foi realizada utilizando dois métodos diferenciais não isotérmicos: Flynn Wall Ozawa (FWO) e Kissinger. Um método integral não isotérmico foi utilizado para modelar a conversão dos mono componentes. Na análise térmica, a pirólise da hemicelulose e celulose ocorreu rapidamente.A principal perda de massa da hemicelulose aconteceu entre 208 - 447 °C e de celulose entre 332 - 384 °C. A lignina foi mais difícil para se decompor, com a perda de massa acontecendo uma ampla faixa de temperatura entre 174 - 701 °C. A perda de massa do bagaço de cana ocorreu na temperatura entre 270 480 °C, do bagaço de mandioca entre 270 540 °C e da casca de soja entre 230 560 °C. Os resultados obtidos para energia de ativação Ea, da pirólise de celulose, hemicelulose e lignina estão na faixa: 132,02 161,25 kJ / mol, 39,36 77,83 kJ / mol, 54,59 735,99 kJ / mol, respectivamente. A energia de ativação da pirólise das biomassas bagaço de cana, bagaço de mandioca e casca de soja estão na faixa: 126,62 148,80 kJ / mol, 157,64 227,74 kJ / mol, 140,81 195,52 kJ / mol respectivamente.Os resultados obtidos demonstram como o comportamento da decomposição e seus parâmetros cinéticos são influenciados pala espécie ou tipo de biomassa e pela taxa de aquecimento do processo.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-06-26T19:35:59Z No. of bitstreams: 1 2016 - David Castor Maxwel de Oliveira.pdf: 6489134 bytes, checksum: 23e02124d5d66aa42a02e4375f4e0862 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T19:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - David Castor Maxwel de Oliveira.pdf: 6489134 bytes, checksum: 23e02124d5d66aa42a02e4375f4e0862 (MD5) Previous issue date: 2016-10-24 / Agroforestry systems (ASF) are potentially characterized as a agroecological crops by the similarity to the forest structure and function which gives more sustainability to the production systems, making them environmentally friendly. This study evaluated an AFS ten years plantation to obtain information about the nitrogen fixing legumes influenced over the soil chemical properties, the palm heart production, the Khaya ivorensis A. Chevalier and Euterpe oleracea Mart. Growth, and finally the common beans cultivation. The AFS was located at Embrapa Agrobiologia Experimental field, at Serop?dica city, Rio de Janeiro state. The statistical was randomized blocks with 5 treatments and 4 replications with 9 m x 9 m plots and total area with 1.620 m2. There were E. oleraceae, planted in a 3 m x 3 m spacing with one plant of K. ivorensis at the plot center. The treatments were different kinds of green manure crops between the lines such as: Acacia angustissima (Mill.) Kuntze; Gliricidia sepium (Jacq.) Steud;. Canavalia ensiformis (L.) DC, nitrogen fertilization with castor cake and spontaneous vegetation. For the soil fertility analyses were collected two samples, one before and other after green manure crops management. K. ivorensis and E. oleraceae biometry, also heart palm production were harmed by inappropriate management on cultivation care lack between post planting and this evaluation lapse. These commercial crops reached larger diameters and superior height at the plot without leguminous crops competition. Green manure crops were efficient in soils nutrients cycling, increasing the most elements content after pruning the leguminous plants and the application of the biomass over the ground. Extract nodules inoculation showed capacity to increase nodulation and nitrogen content in common beans plants, but didn?t increase the grain production. / Os sistemas agroflorestais (SAF) podem ser configurados como cultivos agroecol?gicos, onde a similaridade com as florestas em estrutura e fun??o confere ao sistema uma maior sustentabilidade, tornando-os ambientalmente adequados. Este estudo avaliou um SAF com 10 anos de implanta??o, gerando informa??es sobre quanto as culturas de leguminosas fixadoras de nitrog?nio influenciaram nas propriedades qu?micas do solo e na produ??o do sistema, quantificando a produ??o de palmito, o crescimento de plantas de Khaya ivorensis A. Chevalier e Euterpe oleracea Mart. plantados e o cultivo de feij?o. O experimento estava localizado no Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia, no munic?pio de Serop?dica, do Rio de Janeiro. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso com cinco tratamentos e quatro repeti??es, com parcelas de 9 m x 9 m cada, totalizando 1.620 m2. Em todos os tratamentos existiam a?a?s plantados de 3 m x 3 m ao longo de todas as parcelas que tamb?m continham um mogno africano no centro de cada uma. Os tratamentos foram compostos por aduba??es verdes nas entrelinhas dos a?a?s, constitu?dos por Acacia angustissima (Mill.) Kuntze; Gliricidia sepium (Jacq.) Steud.; p aduba??o nitrogenada de cobertura com torta de mamona e o controle com vegeta??o espont?nea. Para avalia??o qu?mica do solo foram feitas duas coletas, uma antes e outra p?s manejo da biomassa vegetal. Foi realizada a biometria das plantas de mogno africano, de a?a?, e a quantifica??o da produ??o de palmito, onde foi poss?vel perceber que essas culturas tiveram o crescimento prejudicado devido a falta de manejo, tendo em vista que houve menos competi??o nas parcelas sem leguminosas arb?reas, onde essas culturas de interesse atingiram maiores di?metros e alturas, refletindo da mesma forma na produ??o de palmito. A aduba??o verde foi eficiente na ciclagem de nutrientes do solo, aumentando o teor da maioria dos elementos ap?s um manejo e superando vegeta??o espont?nea al?m de ter beneficiado a produ??o do feijoeiro. A inocula??o com extrato de n?dulos ? capaz de aumentar a nodula??o e o teor de nitrog?nio da parte a?rea do feijoeiro, por?m n?o aumentou a produ??o de gr?os.

Apesar das excelentes condições edafoclimáticas para a produção de abacates no Brasil, a cultura encontra limitações relacionadas à baixa produtividade e suscetibilidade à podridão da raiz causada por Phytophthora cinnamomi, a principal doença da cultura nas distintas regiões produtoras. A aplicação de coberturas naturais ao solo é uma das estratégias que visa o controle desta doença, e entre seus benefícios estão a maior disponibilidade de água e nutrientes, menor competição das plantas daninhas, melhoria da estrutura, porosidade e fertilidade do solo e melhor aspecto sanitário das plantas, por favorecer a formação de um ambiente supressivo ao desenvolvimento do patógeno, pelo aumento do sistema radicular e da população de microorganismos antagônicos. Todos estes benefícios das coberturas naturais, junto ao aporte de nutrientes após sua incorporação, favorecem indiretamente a produção e o crescimento dos frutos. O objetivo deste trabalho foi avaliar distintos manejos da vegetação intercalar em abacateiros \'Hass\' visando à obtenção de coberturas naturais que, aplicadas ao solo, permitam minimizar a incidência da podridão radicular, promovendo melhorias no estado sanitário das plantas e na produção. Entre 2011 e 2013 foram avaliados cinco tratamentos: T1: ausência de vegetação intercalar, sem aplicação de cobertura morta sob a copa das plantas; T2: ausência de vegetação intercalar e duas aplicações externas de cobertura morta sob a copa; T3: duas deposições de cobertura morta sob a copa, obtida pelo corte da vegetação intercalar com roçadeira enleiradora lateral (REL); T4: três deposições de cobertura morta sob a copa, obtida pelo corte da vegetação intercalar com REL, e T5: manutenção da vegetação intercalar com três cortes anuais utilizando roçadeira convencional, sem deposição de cobertura morta sob a copa. O delineamento estatístico foi em blocos aleatorizados, com 6 repetições e 3 plantas úteis por parcela, nas quais foram avaliados: os teores de macronutrientes e micronutrientes em folhas e no solo; desenvolvimento vegetativo e radicular, produção de frutos, aspecto visual das plantas, massa seca da vegetação intercalar, espessura da cobertura morta e características químicas e microbiológicas do solo. A aplicação de coberturas vegetais resultou em um maior crescimento das plantas e maior tamanho dos frutos, sem efeito significativo sobre a produção. A deposição de cobertura morta obtida com REL favoreceu o desenvolvimento das raízes na camada superficial do solo. No entanto, os tratamentos não influenciaram significativamente o aspecto visual sanitário das plantas, nem os teores de macronutrientes e micronutrientes nas folhas e no solo. O manejo da vegetação intercalar com roçadeira convencional resultou em maior volume de massa seca, já o manejo desta com dois ou três cortes anuais utilizando REL depositou uma quantidade similar de cobertura morta sob a copa, que foi inferior à depositada pela aplicação externa de cobertura (T2). Todos os tratamentos com deposição de cobertura vegetal suprimiram o desenvolvimento de plantas daninhas sob a copa. No tratamento sem aplicação de cobertura morta e sem vegetação intercalar, houve aumento na população de P. cinnamomi no solo. Comparativamente, no período de dois anos, não foram observadas diferenças na população de actinomicetos no solo dos distintos tratamentos. / Despite the excellent soil and climatic conditions for avocado production in Brazil, the culture has limitations related to low productivity and susceptibility to avocado root rot caused by Phytophthora cinnamomi, the main crop disease in all producing areas. Mulching is one of the strategies utilized for controlling this disease, with several benefits such as an improved soil water and nutrients availability for roots, reduced weed competition, improved soil structure, porosity and fertility and enhanced plant health condition, due to the creation of a suppressive environment for the development of the pathogen, by increasing root density and the population of antagonistic microorganisms. All these benefits of natural mulches, together with the supply of nutrients and assimilates after their incorporation to the soil, indirectly enhance fruit yield and size. The aim of this work was to evaluate different managements of inter-row vegetation in an adult \'Hass\' avocado orchard in order to obtain mulches which, after being applied to the soil, will allow reducing root rot incidence, thus promoting improvement of plant sanitary condition, with positive effects on fruit yield. From 2011 through 2013, five treatments were evaluated: T1: absence of inter-row vegetation, without mulch application under the canopy; T2: absence of inter-row vegetation and two applications of external mulch under the canopy: T3: two mulch depositions under the canopy obtained after cutting off the inter-row vegetation with a lateral alignment mower (LAM); T4: three mulch depositions under the canopy obtained after cutting off the inter-row vegetation with a LAM, and T5: maintenance of natural inter-row vegetation with three annual cuttings using a conventional mower, without mulch deposition under the canopy. The experiment was conducted in randomized blocks, with 6 repetitions and 3 plants per plot, on which the following variables were measured: levels of macro and micronutrients in leaves and soil; root and plant size development; fruit yield and size; plant sanitary condition visually assessed with a 10-note scale; biomass of inter-row vegetation; mulch thickness and chemical and microbiological soil characteristics. Mulching resulted in larger plant growth and fruit size, with no significant effects on fruit yield. Application of mulch obtained with a LAM enhanced root growth in the surface soil layer. Nonetheless, the treatments did not significantly affect nor the plant sanitary aspect, neither the leaf or soil levels of macro and micronutrients. Management of inter-row vegetation with a conventional mower resulted in larger biomass development, while managing inter-row vegetation with two or three cuttings with LAM per year resulted in similar amounts of mulch laid down under the canopy, yet less than with the application of external mulch (T2). All the treatments with mulch deposition suppressed weed growth under the canopy. In the treatment with no mulch and no inter-row cropping, a larger population of P. cinnamomi was recorded. There were no differences in the Actinomycetes soil population among treatments.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIANA_ MOCO CORREA (2).pdf: 1734110 bytes, checksum: 24beceb790c634d766ff59c9de448991 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / PAPER 1 Depletion of the xynB2 gene upregulates β-Xylosidase expression in C. crescentus. Caulobacter crescentus is able to express several enzymes involved in the utilization of lignocellulosic biomasses. Five genes, xynB1-5, that encode β-xylosidases are present in the genome of this bacterium. In this study, the xynB2 gene, which encodes - xylosidase II (CCNA_02442), was cloned under the control of the PxylX promoter to generate the O-xynB2 strain, which overexpresses the enzyme in the presence of xylose. In addition, a null mutant strain, -xynB2, was created by two homologous recombination events where the chromosomal xynB2 gene was replaced by a copy that was disrupted by the spectinomycin-resistant cassette. It was demonstrated that C. crescentus cells lacking -xylosidase II up-regulates the xynB genes inducing β- xylosidase activity. Transcriptional analysis revealed that xynB1 (RT-PCR analysis) and xynB2 (lacZ transcription fusion) gene expression was induced in the -xynB2 cells, and high -xylosidase activity was observed in the presence of different agroindustrial residues in the null mutant strain, a characteristic that can be explored and applied in biotechnological processes. In contrast, overexpression of the xynB2 gene caused down-regulation of the expression and activity of the -xylosidase. For example, the β-xylosidase activity that was obtained in the presence of sugar cane bagasse was 7-fold and 16-fold higher than the activity measured in the C. crescentus parental and O-xynB2 cells, respectively. Our results suggest that -xylosidase II may have a role in controlling the expression of the xynB1 and xynB2 genes in C.crescentus. PAPER 2 - OPTIMIZATION OF THE PRODUCTION β-XYLOSIDASE: A NEW Thermomyces lanuginosus ISOLATED FROM ATLANTIC FOREST BIOME. The successful production of enzymes for the deconstruction of plant biomass depends not only on the isolation and identification of new microorganism producers of hemicellulases, but also on the implementation and improvement of experimental strategies that lead to maximal induction of enzymatic activities. In this work, a new strain of Thermomyces lanuginosus (T. lanuginosus) was isolated from the Atlantic Forest biome in Brazil, and its β-xylosidase activity in response to agro-industrial residues was tested. Using the (CCRD) statistical approach as a strategy for optimization, the induction of β-xylosidase activity was evaluated in residual corn straw, which was used as a carbon source, and improved so that the optimum condition achieved high β-xylosidase activity (1,003 U ml -1; specific activity = 1.683 U mg-1) with 214 U ml -1. The optimal conditions for the crude enzyme extract were pH 5.5 and 60° C showing better thermostability at 55° C. The saccharification ability of β-xylosidase in the presence of hemicellulose obtained from corn straw and xylan from beechwood substrates showed a xylo-oligosaccharide to xylose conversion yield of 80 and 50%, respectively, at 50° C. These data suggest that β-xylosidase from T. lanuginosus isolated from the Atlantic Forest can be used for the saccharification of hemicellulose derived from corn straw, an abundant residue in the American continents, thus providing an interesting alternative for future tests for energy production that relies on the conversion of plant biomass. / RESUMO GERAL As Beta-D-Xilosidases (1,4-β-D-xilano xilohidrolase; EC 3.2.1.37) são glicosídeo hidrolases que tem papel crucial em catalizar a liberação de unidades de xilose a partir de xilo-oligossacarídeos derivados da degradação do xilano. A completa degradação do xilano é um passo chave do ciclo do carbono na natureza e é um processo também realizado por microrganismos. A bioconversão de materiais lignocelulósicos é vantajosa não somente do ponto de vista ambiental mais também econômico o que é recebido nos setores produtivos com um considerável interesse, pois esses materiais representam vasta fonte de carbono, que podem ser empregados no desenvolvimento de bioprocessos que resultam em produtos de alto valor agregado; entre os quais estão os açúcares fermentáveis, combustíveis, fármacos, enzimas e substâncias de interesse industrial, além de fazer uma gestão integrada do efluente que por não haver um desenvolvimento biotecnológico adequado é descartado e acumulado na natureza. Em face disso, o presente trabalho teve por objetivos estudar a regulação gênica do gene xynB2 da bactéria Caulobacter crescentus que codifica para a Beta-xilosidase II através de abordagens moleculares e otimizar a produção enzimática de Betaxilosidases de Thermomyces lanuginosus na presença de diferentes resíduos de biomassa vegetal por delineamento experimental. No primeiro artigo exploramos a bactéria aquática Caulobacter crescentus por possuir várias enzimas envolvidas na utilização de biomassas lignocelulósicas; contendo em seu genoma cinco genes que codificam β-xilosidases. A partir do gene xynB2, que codifica para enzima -xylosidase II (CCNA_02442), desenvolvemos duas linhagens mutantes denominadas O-xynB2, que super-expressa a enzima na presença de xilose e -xynB2 que tem o gene xynB2 interrompido, o que possibilitou avaliar que a ausência da enzima -xylosidase II em células de C. crescentus regula positivamente os genes xynB, induzindo a atividade global de β-xilosidases, revelando um papel regulatório para a mesma. No segundo trabalho um fungo da linhagem Thermomyces lanuginosus isolado de bioma de Mata Atlântica foi identificado e analisado quanto à capacidade de produzir Beta-xilosidases na presença de diferentes resíduos vegetais; em decorrência disso foi otimizado a produção enzimática com delineamento experimental DCCR, o que permitiu alcançar altos níveis de atividade enzimática beta-xilosidásica na presença de palha de milho.

Fundação Araucária / O objetivo dessa pesquisa foi caracterizar painéis de cimento reforçados com biomassa vegetal de bambu mossô (Phyllostachys pubescens) e biomassa do bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) com adição de escória de altoforno à carvão vegetal. Realizou-se a caracterização física e química dos materiais. Após, foi realizado ensaio de inibição para análise da compatibilidade da biomassa de bambu mossô e de cana-de-açúcar com o cimento Portland. Os tratamentos adotados para as biomassas foram: imersão em água fria, água quente, hidróxido de sódio, silicato de sódio, silano e aditivo acelerador de pega à base de cloreto de cálcio. Foi analisado a resistência à compressão dos compósitos com a adição de diferentes teores de escória de alto-forno à carvão vegetal. Finalmente foram determinadas as propriedades físicas e mecânicas dos painéis compostos de biomassa vegetal, cimento Portland e escória de alto-forno. Os resultados do ensaio de inibição feitos com a biomassa vegetal indicaram que a adição de cloreto de cálcio à mistura é o tratamento mais eficiente para reduzir o índice de inibição da biomassa de bambu mossô e de cana-de-açúcar. Para os compósitos com escória de alto-forno, o ensaio de inibição demonstrou que a adição de 50% de escória de alto-forno se mostrou eficaz no aumento da compatibilidade. O teor de 40% de escória apresentou resistência superior aos demais traços. Para os painéis cimentobiomassa vegetal verificou-se que a biomassa de bambo mossô apresenta total viabilidade para a confecção de painéis enquanto que a biomassa de cana-deaçúcar é inviável. A relevância desse estudo está no emprego de resíduos de atividades industriais, como biomassa vegetal e escória, para a produção de novos materiais de construção. / This study aims at characterizing cement panels reinforced with mosso bamboo biomass (Phyllostachys pubescens) and biomass of sugarcane bagasse (Saccharum officinarum) with addition of blast furnace charcoal slag to the mix. The physical and chemical characterization of the materials were carried out. Afterwards, an inhibition test was performed to analyze the compatibility of the powders with Portland cement. The treatments adopted were: immersion in cold water, immersion in hot water, sodium hydroxide, sodium silicate, silane and calcium chloride. The composites compressive strength was analyzed with the addition of different mixes of blast furnace charcoal slag. Finally, the physical and mechanical properties of the panels made of vegetal biomass, Portland cement and blast furnace slag were determined. The results of the inhibition test, made with plant biomass shows that the addition of calcium chloride to the blend is the most efficient treatment to reduce the inhibition rate of the biomass of mosso bamboo and biomass of sugarcane. For composites with blast furnace slag, the inhibition test showed that the addition of 50% blast furnace slag proved effective in increasing compatibility, thus improving compressive strength. In this case, the treatment with 40% slag content presented superior resistance to the other traces. For the cement-vegetal biomass panels the study found out that the mosso bamboo biomass presents total feasibility for the preparation of panels whereas the sugar cane biomass is not feasible. The relevance of this study is the use of industrial waste, such as vegetal biomass and slag, for the production of new construction materials.

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Componentes da biomassa e estrutura do capim-aruana sob duas frequências e duas intensidades de desfolhação. 2015. 56 f . : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Zootecnia, Fortaleza-CE, 2015 / This study evaluated the components of biomass and the canopy structure of aruana grass managed under two frequencies (FD, interception of the photosynthetically active radiation at 85 and 95% incident on the top of the canopy) and two intensities (ID, residual leaf area index of 1.0 and 1.8) of defoliation in a completely randomized design in a 2x2 factorial arrangement with five replications (paddocks). The experiment was conducted at the advanced field of Teaching and Study Center Forage, located in the municipality of Pentecoste, Ceará State. The times of entry and exit of animals were determined using the PAR/LAI Analyzer in Agriculture DECAGON PAR-80 for reading photosynthetically active radiation interception (PARI) and leaf area index (LAI). At the beginning and end of the rest period of each of the five experimental paddocks, the following structural characteristics were evaluated: sward height (cm); height of the first ligule, the oldest below the canopy; grazing horizon and tiller population density. The components of total forage biomass (TFB ha-1 cycle-1) were also quantified at the beginning and end of the rest period, from the collection using two frames of 0.25 m², and sent to the laboratory to separate the components: leaf, stem and dead material. After separation of the TFB components, samples were dried to constant weight in a forced ventilation oven at 55°C to constant weight to estimate the following parameters: total forage biomass (TFB kg ha-1 cycle-1), dead forage biomass (DFB kg ha-1 cycle-1), green forage biomass (GFB kg kg ha-1 cycle-1), green leaf biomass (GLB kg ha-1 cycle-1), green stem biomass (GSB kg ha-1 cycle-1), and green/dead material ratio (GM/DM) and leaf/stem ratio (L/S). The longest rest period was observed in pastures managed with lower rLAI and lower defoliation frequency (95% PARI), with average of 24 days. Biomass components and structural characteristics in the pre-grazing condition were affected (P <0.05) by FD, where the lower defoliation frequency resulted in higher production with considerable contribution of biomass of green stems and dead forage. The pre-grazing height showed a high correlation with the %PARI in the pre-grazing condition (r = 0.9285, P = 0.0001). Pastures managed with lower FD had low L/S, with average of 1.65, while those managed with higher FD, an average of 2.40. With increasing %PARI, we verified higher grazing horizons, with averages of 20.2 and 14.2 cm, for 95 and 85 %PARI, respectively. The components of the residual biomass were affected (P <0.05) by ID, with higher residual forage biomass observed for pastures managed with rLAI of 1.8. Pastures managed with 95x1.8 exhibited higher rGSB ¬and rDFB (P <0.05) compared to the other managements. Pastures managed with 95x1.0 showed an increase in TFB (P <0.05) over successive grazing cycles. Aruana grass supplied to sheep should be managed under 85% PARI frequency and defoliation intensity equal to 1.0 rLAI. / Avaliou-se os componentes da biomassa e a estrutura do dossel em capim-aruana sob duas frequências (FD - níveis de interceptação de 85 e 95% da radiação fotossinteticamente ativa incidente no topo do dossel) e duas intensidades (ID - índices de área foliar residual de 1,0 e 1,8) de desfolhação, em um delineamento inteiramente casualizado, num arranjo fatorial 2x2, com cinco repetições (piquetes). O experimento foi conduzido no campo avançado do Núcleo de Ensino e Estudos em Forragicultura, situado na Fazenda experimental Vale do Curú, localizada no município de Pentecoste-CE. Os momentos de entrada e saída dos animais foram determinados utilizando-se o Analisador PAR/LAI em Agricultura DECAGON PAR-80 para as leituras da interceptação de radiação fotossinteticamente ativa (IRFA) e do índice de área foliar (IAF). Foram avaliadas no início e no final do período de descanso de cada um dos cinco piquetes experimentais, as seguintes características estruturais: altura do pasto; altura da primeira lígula viva, a mais velha abaixo do dossel; horizonte de pastejo e densidade populacional de perfilhos. Os componentes da biomassa de forragem total (BFT) foram quantificados no início e final do período de descanso, a partir da colheita com duas molduras de 0,25 m², sendo encaminhadas ao laboratório para separação dos componentes: folha, colmo e material morto. Após a separação dos componentes da BFT, as amostras foram levadas à estufa de ventilação forçada à 55 °C até peso constante para estimativa das seguintes variáveis: biomassa de forragem total (BFT kg∙ha-1∙ciclo-1), de forragem morta (BFM kg∙ha-1∙ciclo-1 ), de forragem verde (BFV kg∙ha-1∙ciclo-1), de lâmina foliar verde (BLV kg∙ha-1∙ciclo-1), de colmo verde (BCV kg∙ha-1∙ciclo-1), além das relações material vivo/material morto (MV/MM) e folha/colmo (F/C). O maior tempo de descanso foi verificado para os pastos manejados com menor IAFr e menor frequência de desfolhação (95% de IRFA), com média de 24 dias. Os componentes da biomassa e as características estruturais na condição pré-pastejo foram afetados (P<0,05) pelas FDs, onde a menor frequência de desfolhação proporcionou maiores produções, com considerável contribuição de biomassa de colmos verdes e de forragem morta. A altura pré-pastejo apresentou boa correlação com a %IRFA na condição pré-pastejo (r=0,9285; P=0,0001). Pastos manejados com menor FD proporcionaram baixa F/C, com média de 1,65, enquanto pastos manejados com maior FD apresentaram média de 2,40. Com o aumento da %IRFA, foram verificados maiores horizontes de pastejo, com médias de 20,2 e 14,2 cm para as frequências de 95 e 85%IRFA, respectivamente. Os componentes da biomassa residual foram afetados (P<0,05) pelas IDs, com maior biomassa de forragem residual observada para os pastos manejados com IAFr de 1,8. Os pastos manejados com 95x1,8 apresentaram BCVr e BFMr superiores (P<0,05) aos demais manejos. Pastos manejados com 95x1,0 apresentaram incremento (P<0,05) de BFT ao longo de ciclos sucessivos de pastejo. O capim-aruana, para utilização com ovinos, deve ser manejado com frequência de 85% de IRFA e intensidade de desfolhação equivalente a IAFr de 1,0.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIANA_ MOCO CORREA (2).pdf: 1734110 bytes, checksum: 24beceb790c634d766ff59c9de448991 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / PAPER 1 Depletion of the xynB2 gene upregulates &#946;-Xylosidase expression in C. crescentus. Caulobacter crescentus is able to express several enzymes involved in the utilization of lignocellulosic biomasses. Five genes, xynB1-5, that encode &#946;-xylosidases are present in the genome of this bacterium. In this study, the xynB2 gene, which encodes &#61538;- xylosidase II (CCNA_02442), was cloned under the control of the PxylX promoter to generate the O-xynB2 strain, which overexpresses the enzyme in the presence of xylose. In addition, a null mutant strain, &#61508;-xynB2, was created by two homologous recombination events where the chromosomal xynB2 gene was replaced by a copy that was disrupted by the spectinomycin-resistant cassette. It was demonstrated that C. crescentus cells lacking &#61538;-xylosidase II up-regulates the xynB genes inducing &#946;- xylosidase activity. Transcriptional analysis revealed that xynB1 (RT-PCR analysis) and xynB2 (lacZ transcription fusion) gene expression was induced in the &#61508;-xynB2 cells, and high &#61538;-xylosidase activity was observed in the presence of different agroindustrial residues in the null mutant strain, a characteristic that can be explored and applied in biotechnological processes. In contrast, overexpression of the xynB2 gene caused down-regulation of the expression and activity of the &#61538;-xylosidase. For example, the &#946;-xylosidase activity that was obtained in the presence of sugar cane bagasse was 7-fold and 16-fold higher than the activity measured in the C. crescentus parental and O-xynB2 cells, respectively. Our results suggest that &#61538;-xylosidase II may have a role in controlling the expression of the xynB1 and xynB2 genes in C.crescentus. PAPER 2 - OPTIMIZATION OF THE PRODUCTION &#946;-XYLOSIDASE: A NEW Thermomyces lanuginosus ISOLATED FROM ATLANTIC FOREST BIOME. The successful production of enzymes for the deconstruction of plant biomass depends not only on the isolation and identification of new microorganism producers of hemicellulases, but also on the implementation and improvement of experimental strategies that lead to maximal induction of enzymatic activities. In this work, a new strain of Thermomyces lanuginosus (T. lanuginosus) was isolated from the Atlantic Forest biome in Brazil, and its &#946;-xylosidase activity in response to agro-industrial residues was tested. Using the (CCRD) statistical approach as a strategy for optimization, the induction of &#946;-xylosidase activity was evaluated in residual corn straw, which was used as a carbon source, and improved so that the optimum condition achieved high &#946;-xylosidase activity (1,003 U ml -1; specific activity = 1.683 U mg-1) with 214 U ml -1. The optimal conditions for the crude enzyme extract were pH 5.5 and 60° C showing better thermostability at 55° C. The saccharification ability of &#946;-xylosidase in the presence of hemicellulose obtained from corn straw and xylan from beechwood substrates showed a xylo-oligosaccharide to xylose conversion yield of 80 and 50%, respectively, at 50° C. These data suggest that &#946;-xylosidase from T. lanuginosus isolated from the Atlantic Forest can be used for the saccharification of hemicellulose derived from corn straw, an abundant residue in the American continents, thus providing an interesting alternative for future tests for energy production that relies on the conversion of plant biomass. / RESUMO GERAL As Beta-D-Xilosidases (1,4-&#946;-D-xilano xilohidrolase; EC 3.2.1.37) são glicosídeo hidrolases que tem papel crucial em catalizar a liberação de unidades de xilose a partir de xilo-oligossacarídeos derivados da degradação do xilano. A completa degradação do xilano é um passo chave do ciclo do carbono na natureza e é um processo também realizado por microrganismos. A bioconversão de materiais lignocelulósicos é vantajosa não somente do ponto de vista ambiental mais também econômico o que é recebido nos setores produtivos com um considerável interesse, pois esses materiais representam vasta fonte de carbono, que podem ser empregados no desenvolvimento de bioprocessos que resultam em produtos de alto valor agregado; entre os quais estão os açúcares fermentáveis, combustíveis, fármacos, enzimas e substâncias de interesse industrial, além de fazer uma gestão integrada do efluente que por não haver um desenvolvimento biotecnológico adequado é descartado e acumulado na natureza. Em face disso, o presente trabalho teve por objetivos estudar a regulação gênica do gene xynB2 da bactéria Caulobacter crescentus que codifica para a Beta-xilosidase II através de abordagens moleculares e otimizar a produção enzimática de Betaxilosidases de Thermomyces lanuginosus na presença de diferentes resíduos de biomassa vegetal por delineamento experimental. No primeiro artigo exploramos a bactéria aquática Caulobacter crescentus por possuir várias enzimas envolvidas na utilização de biomassas lignocelulósicas; contendo em seu genoma cinco genes que codificam &#946;-xilosidases. A partir do gene xynB2, que codifica para enzima &#61538;-xylosidase II (CCNA_02442), desenvolvemos duas linhagens mutantes denominadas O-xynB2, que super-expressa a enzima na presença de xilose e &#61508;-xynB2 que tem o gene xynB2 interrompido, o que possibilitou avaliar que a ausência da enzima &#61538;-xylosidase II em células de C. crescentus regula positivamente os genes xynB, induzindo a atividade global de &#946;-xilosidases, revelando um papel regulatório para a mesma. No segundo trabalho um fungo da linhagem Thermomyces lanuginosus isolado de bioma de Mata Atlântica foi identificado e analisado quanto à capacidade de produzir Beta-xilosidases na presença de diferentes resíduos vegetais; em decorrência disso foi otimizado a produção enzimática com delineamento experimental DCCR, o que permitiu alcançar altos níveis de atividade enzimática beta-xilosidásica na presença de palha de milho.