ALENCAR, Nara Lídia Mendes. Mobilização de reservas endospérmicas de pinhão-manso durante a germinação e desenvolvimento da plântula sob condições de estresse salino. 2014. 113 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-20T18:59:30Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_nlmalencar.pdf: 19789582 bytes, checksum: 477d6a335fabe4308356d35ded24b482 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-26T18:41:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_nlmalencar.pdf: 19789582 bytes, checksum: 477d6a335fabe4308356d35ded24b482 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T18:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_nlmalencar.pdf: 19789582 bytes, checksum: 477d6a335fabe4308356d35ded24b482 (MD5) Previous issue date: 2014 / Jatropha curcas L. is an oilseed species belonged to Euphorbiaceae family, whose seeds are recognized as promising source for biodiesel production. Its ability to survive in adverse conditions, such as water stress and poor nutritional soil, is noteworthy, which favors its cultivation in arid and semiarid regions. Here we evaluate the negative effects promoted by NaCl salt stress on seed germination, reserve mobilization of J. curcas through biochemical, physiological and ultrastructural analysis. The seed germination parameters were significantly affected by salt stress, being observed that the main parameters affected were germination percentage and germination speed index. Similarly, the embryo and endosperm dry mass were reduced by Na+ and Cl- increase in the medium. Considering the reserve compounds, the most abundant reserve of these seeds were the lipids, which corresponded to 64.0% of endosperm seed quiescent dry mass. They showed a stronger delay in reserve mobilization under saline conditions. Proteins were the second most important reserve (21.3%), being severally affected by salinity. The starch was detected in little amount (5.5% of quiescent seed dry mass), however there was a transient increase in this contents at 5 DAI (days after imbibition), which was correlated to the intense lipid mobilization, in control conditions. On the other hand, in salinity, it was observed that starch mobilization was reduced. The seed reserve products (mainly non-reducing sugars and free amino acids) were increased in endosperm in control in relation to quiescent seed, during germination, whereas for salt conditions, these products were few changed. Additionally, cytochemical and ultrastructural analyses confirmed the large amount of protein and lipid bodies in endosperm cells, reaching the identification of a huge amount of protein and lipid bodies. Salt stress promoted morphological and ultrastructural changes in endospermic cells, during germination and seedling development confirming the biochemical analyses. The present study also evaluated the lipid metabolism, using the fatty acid composition analysis and enzymatic and expression genic analyses for lipase, isocitrate liase, malate sintase. The unsaturated fatty acids were the most abundant, highlighting oleic (C18:1) and linoleic-linolenic (C18:2; C18:3), showing increase in their contents, in control conditions, during the evaluated period. However, the fatty acids practically were not changed in salinity conditions. Lipase showed increase in their activity during germination, which corresponded to intense mobilization in lipids in control. In similar way, the reduction of this activity happened in salinity, correlating to lipid delay mobilization. The evident delay of protein and oil body mobilization could strongly affect initial seedling development. The liase isocitrate activity did not show significant differences between treatments until 96 hours after imbibition (HAI), however, following this period, it was verified the strongest reduction in salt stress condition. The activity of malate synthase was not significantly higher in control conditions until 144 HAI, however, following this period, this activity was higher in salinity. It were verified reductions in enzymatic activity due to salt stress, which were correlated to gene expression changes of lipase and isocitrate lyase. Therefore, salinity contributed negatively to lipid mobilization, the main reserve of J. curcas seeds, which was correlated to reduction in activity of the enzymes involved in lipid metabolism. / O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma planta oleaginosa, pertencente à família Euphorbiaceae, cujas sementes são reconhecidas como matéria-prima com potencial para a produção de óleo. Essa planta também é considerada tolerante a condições adversas, tais como déficit hídrico e deficiência nutricional do solo, o que favorece o seu cultivo em regiões áridas e semiáridas. Objetivou-se avaliar os efeitos do estresse salino sobre a germinação e a mobilização das reservas de sementes e plântulas de pinhão-manso, por meio de análises bioquímicas, fisiológicas e ultraestruturais. Os parâmetros germinativos foram negativamente afetados pelo estresse salino, observando-se reduções significativas principalmente no percentual de germinação e no índice de velocidade de germinação. Similarmente, a matéria seca, avaliada no eixo embrionário e no endosperma, foi reduzida pela salinidade. Com relação aos compostos de reserva, os lipídios foram os mais abundantes, correspondendo a 64,0% da matéria seca do endosperma da semente quiescente. Estes compostos apresentaram forte retardo em sua mobilização em condição de estresse salino. As proteínas, a segunda reserva mais abundante (21,3%), também tiveram sua mobilização severamente afetada pelo tratamento salino. O amido foi detectado em pequena quantidade (5,5%), porém, verificou-se o aumento transiente de seu teor aos 5 dias após a semeadura (DAS), que coincidiu com a intensa mobilização de lipídios, em condições controle. Entretanto, em condições de estresse salino, o amido foi pouco mobilizado. Os produtos da mobilização das reservas, em condições controle, principalmente os açúcares não-redutores e aminoácidos livres aumentaram no endosperma, enquanto que, sob condições de salinidade, eles foram pouco alterados. Além disso, as análises citoquímicas e ultraestruturais confirmaram a abundante quantidade de lipídios e proteínas, sendo detectados inúmeros corpos proteicos e lipídicos no citoplasma das células endospérmicas dessas sementes. A salinidade também promoveu alterações morfológicas e ultraestruturais nas células endospérmicas durante a germinação e desenvolvimento de plântulas. O presente estudo também avaliou o metabolismo lipídico através da análise da composição dos ácidos graxos do endosperma e da análise da atividade enzimática e da expressão gênica das enzimas lipase, liase do isocitrato e sintase do malato. Os ácidos graxos insaturados foram os mais abundantes, destacando-se o oleico e o linoleico-linolênico, que apresentaram incrementos em seus teores, em condições controle, ao longo do período avaliado, porém, sob estresse salino foram pouco alterados. A lipase apresentou incremento na sua atividade ao longo da germinação, que coincidiu com a intensa mobilização de lipídios observada no controle. Similarmente, a redução dessa atividade foi correspondente ao retardo na mobilização dos lipídios em condição de estresse salino. A atividade enzimática da liase do isocitrato não apresentou diferenças significativas entre os tratamentos até às 96 horas após a semeadura (HAS), porém após esse período, verificaram-se as maiores reduções na condição de estresse salino, quando comparado ao controle. Já a atividade da sintase do malato foi significativamente maior em condições controle até às 144 HAS, entretanto, a partir desse período, essa atividade se mostrou superior em condições salinas. Verificaram-se reduções na atividade dessas enzimas em decorrência do estresse, o que teve correlação com as mudanças na expressão dos genes da lipase e liase do isocitrato. Portanto, pode-se concluir que a salinidade contribuiu para o retardo na mobilização dos lipídios, a principal reserva encontrada nas sementes de J. curcas, o que foi correlacionado a redução na atividade das enzimas envolvidas no seu metabolismo.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-13T15:31:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 386194 bytes, checksum: 2c9ac0caa9356562c731acb0babae44f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T15:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 386194 bytes, checksum: 2c9ac0caa9356562c731acb0babae44f (MD5) Previous issue date: 2015-07-17 / O aquecimento global tem impulsionado as pesquisas por fontes energéticas limpas e renováveis. Os biocombustíveis líquidos, etanol e biodiesel, estão nessa categoria. A espécie oleaginosa mais promissora para biodiesel é Jatropha curcas L. Entretanto, as pesquisas em nutrição e adubação de J. curcas são ainda insuficientes no que diz respeito à distribuição de nutrientes na planta. O objetivo deste trabalho foi quantificar os teores e acúmulo dos macronutrientes nos compartimentos da planta e avaliar índices de eficiência nutricional em duas populações. O experimento de campo foi conduzido no Vale de Agronomia da UFV, de outubro de 2014 a fevereiro de 2015. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em parcelas subdivididas, sendo alocadas duas populações nas parcelas e compartimentos nas subparcelas, com 6 repetições. Foram considerados os compartimentos folhas, frutos (amarelos, verdes e secos discriminados em casca e semente), ramos e troncos de plantas com 6,5 anos de idade. Esses compartimentos foram amostrados 50 dias após a antese para estimar sua massa de matéria seca e teores de macronutrientes mediante análises químicas, a partir das quais foram calculados os acúmulos e a partição de nutrientes. Não houve efeito significativo de populações para teores de nutrientes, exceto para cálcio. Verificou-se efeito significativo dos compartimentos para teores de nutrientes. Para produção de massa de matéria seca e acúmulo de nutrientes foi encontrado efeito significativo só dos compartimentos, com maior acúmulo nos ramos e tronco. Os acúmulos de nutrientes nas folhas e frutos foram na seguinte ordem: N>K>Ca>Mg>P>S e K>N>Ca>P>Mg>S, respectivamente. Nos frutos, o K acumulou mais do que N. Para os índices de eficiência nutricional não houve efeito significativo das populações, mas compartimentos tiveram efeito, devido às relações entre teores e conteúdos com as variações da massa de matéria seca produzida pelos compartimentos. Dentre os macronutrientes os valores do coeficiente de utilização biológica e índice de utilização nutricional foram maiores para enxofre e fosforo nos compartimentos ramo e tronco, por tanto, foram os mais eficientes na produção de matéria seca. / The Global Warming has driven to a research for suitable and renewable energetic sources as biofuels liquids like ethanol and biodiesel. One of the most promising oilseed species for biodiesel is Jatropha curcas L, however, research on nutrition and fertilization of J. curcas are still insufficient regarding to plant nutrients distribution. Thus, the objective of this study was to quantify the levels and accumulation of macronutrients in the plant compartments and to evaluate the nutritional efficiency ratios of two populations. The field experiment was conducted at the Agronomy Valley of UFV, from October 2014 to February 2015. The experimental design was completely randomized in split plots with two populations by plot and subplot compartments, for 6 repetitions. Compartments as magazine leaves, fruits (yellow, green and dry broken down into bark and seed), branches and trunks of with 6.5 years old plants were used. These compartments were sampled 50 days after the anthesis to estimate its dry matter mass and macronutrients by analyzing their chemical levels. Accumulation and nutrient partitioning were calculated. There were no significant effects of populations for nutrient contents, except for calcium. Besides, significant effects of compartments for nutrient contents were determined. Significant effects for dry matter mass production and nutrient accumulation were found only for magazines, with higher accumulation in the branches and trunk. The accumulation of nutrients in the leaves and fruits were in the following order: N> K> Ca> Mg> P> S and K> N> Ca> P> Mg> S, respectively. In fruits, the K accumulated more than N because of its greater availability in soil. For nutritional efficiency ratios the populations had no effect on them and contrary to compartments that had effects due to the relationship between levels and contents with dry matter mass variation produced by the compartments. For the macronutrients values biological utilization coefficient and nutritional utilization rate was higher for sulfur and phosphorus in the branches and trunks compartments, therefore, were the most efficient in the production of dry matter. / Sem lattes e agência de fomento

Submitted by AMANDA CAROLINA PRADO DE MORAES null (amandacpmoraes@yahoo.com.br) on 2016-06-22T14:46:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação CORRIGIDA_VERSÃO FINAL (1) (1).pdf: 1286128 bytes, checksum: f9b38615935f79407664f88d4e940988 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-06-22T17:12:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moraes_acp_me_jabo.pdf: 1286128 bytes, checksum: f9b38615935f79407664f88d4e940988 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-22T17:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moraes_acp_me_jabo.pdf: 1286128 bytes, checksum: f9b38615935f79407664f88d4e940988 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo do presente trabalho consistiu em caracterizar a diversidade fenotípica em genótipos de pinhão-manso através de análises multivariadas, além de desenvolver um modelo de calibração para a determinação do teor de óleo por meio da espectroscopia do infravermelho próximo (NIR) visando a seleção de genótipos com alto teor de óleo. Para a análise fenotípica, foram avaliados 11 caracteres agronômicos em 165 genótipos de pinhão-manso pertencentes ao banco de germoplasma in vivo localizado no Departamento de Produção Vegetal da UNESP/FCAV, Jaboticabal, SP. Os caracteres utilizados foram: altura da planta, diâmetro do caule, número de ramificações primárias, comprimento de fruto, largura de fruto, peso de fruto, formato de fruto, comprimento de semente, largura de semente, peso de semente e teor de óleo. Os dados foram submetidos à análise de componentes principais (PCA), análise de agrupamento pelo método hierárquico de Ward e método não hierárquico k-médias. O caráter formato de fruto foi retirado das análises multivariadas por ser de natureza qualitativa. Na PCA, os 4 CPs explicaram 71,62% da variância total. Os caracteres de maior contribuição para a discriminação dos genótipos no CP1 foram peso de semente, largura de fruto, comprimento de fruto e peso de fruto. Destacaram-se 22 genótipos promissores com potencial para serem explorados em programas de melhoramento genético. O dendrograma obtido pela análise de agrupamento de Ward e para a análise de k-médias geraram nove grupos, dos quais 5 agruparam genótipos com características vantajosas. As análises multivariadas permitiram a caracterização dos genótipos, possibilitando a seleção para muitos caracteres avaliados e a indicação de estratégias de ganhos com a seleção, para programas de melhoramento genético. Para a construção da curva de calibração e validação para teor de óleo, foram utilizadas sementes de 174 plantas, que tiveram o óleo extraído pelo método "Soxhlet" para obtenção dos valores de referência, que foram entre 50,27% a 63,21% (m/m) de óleo. Os espectros foram coletados das sementes sem tegumento, intactas, por acessório de rotação, por meio da espectroscopia por infravermelho próximo (NIR) em equipamento modelo Tango, Bruker. Cada espectro foi retirado com uma média de 64 scans com resolução de 16 cm-1. As regiões espectrais selecionadas para a curva de calibração foram de 8992 a 7424 cm-1 e 5336 a 4928 cm-1. Os coeficientes de correlação (R2) da curva construída foram de 73,23% para calibração e de 70,79% para validação, sendo o erro quadrado médio de calibração (RMSEC) de 1,35 e o erro quadrado médio de validação cruzada (RMSECV) de 1,40 entre os dados obtidos pelo método de referência e pelo NIR. Os resultados indicaram que o teor de óleo da espécie Jatropha curcas L. pode ser estimado por NIR, e o método de referência utilizado foi satisfatório, apresentando boa correlação com a informação espectral, tornando a curva construída confiável. Contudo, futuramente é necessária a adição de novos valores para a melhoria da sua robustez e amplitude. / The purpose of this study was to characterize the phenotypic diversity in Jatropha genotypes by multivariate analysis, and developing a calibration model for determination oil content by Near-infrared spectroscopy (NIR) in order to select genotypes with high oil content. For the phenotypic analysis, 11 agronomic characters were evaluated in 165 genotypes of Jatropha belonging to the germplasm bank in vivo located in the Department of Plant Production UNESP / FCAV, Jaboticabal, SP. The characters were: plant height, stem diameter, number of primary branches, fruit length, fruit width, fruit weight, fruit shape, seed length, seed width, seed weight and oil content. The data were submitted to principal component analysis (PCA), cluster analysis by the hierarchical method of Ward and non- hierarchical method of k-means. The character fruit shape was removed from multivariate analysis for being qualitative. In PCA, the 4 PCs explained 71.62% of the total variance. The greatest contribution of the characters to discriminate the genotypes in PC1 were seed weight, fruit width, fruit length and fruit weight. They highlighted 22 promising genotypes with potential to be exploited in breeding programs. The dendrogram obtained by Ward cluster analysis and the k-means analysis generated nine groups, 5 of which grouped genotypes with advantageous features. Multivariate analyzes allowed the characterization of the genotypes, allowing the selection for many traits and indicating gains strategies with selection for genetic improvement programs. For the construction of the calibration and validation curve for oil content of seeds were used 174 plants that had oil extracted by the method "Soxhlet" to obtain reference values which were between 50.27 to 63% 21% (m/m) of oil. The spectra were collected from intact seeds without husk by attachment rotation through near-infrared spectroscopy (NIR) in Tango machine model, Bruker. Each spectrum was taken with an average of 64 scans with a resolution of 16 cm-1. The spectral regions chosen for the calibration curve were 8992-7424 cm-1 and 5336-4928 cm-1. The correlation coefficients (R2) of the curve constructed were 73,23% for calibration and 70,79% for validation, the calibration mean square error (RMSEC) was 1,35 and cross validation mean square error (RMSECV) was 1,40 between the data obtained by the reference method and the NIR. The results indicated that the oil content of Jatropha curcas L. can be estimated by NIR, and the reference method was satisfactory, with good correlation with the spectral information, making the built curve reliable. However, future addition of new value to improve their robustness and amplitude is required.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1409458 bytes, checksum: 61e14927876c3dce089a4a8cb9a6d614 (MD5) Previous issue date: 2009-10-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The most applied process for biodiesel production is the transesterification reaction based on alkaline catalysts, due to their faster kinetics and appreciable conversion rate. Then, low cost catalysts (alkaline, alkaline earth and transition metal hydroxides), are often used. In such context, the present work aims to evaluate the catalytic activity of alkaline hydroxides (NaOH and KOH) on Jatropha curcas L. ethyl biodiesel synthesis. Thus, the Jatropha curcas L. seeds were dried at 105 oC for 2 hours, in order to removing volatile compounds and disrupting the vegetal cells membranes improving oil releasing. The mechanical oil extraction yielded 38% of efficiency, whereas the chemical extraction resulted in 42% yielding . Chromatographic data showed that oleic (18:1) and linoleic (18:2) acids were the main components of Jatropha curcas oil (35.89% and 44.4% respectively). Hence, the transesterification reactions were carried out using ethoxide ions previously stored at 6 oC, for 12 and 24 hours, and their yielded biodiesels has presented the following composition: B12KOH - 89.8%, B24KOH - 98.1%, B12NaOH - 86.7% and B24NaOH - 99.3%. Thus, it can be inferred that the oil transesterification is widely affected by the hydroxyl (hydrolysis) and ethoxyl ions. Furthermore, for all samples, the uid dynamic properties were appropriated for their commercialization. / O processo mais utilizado para produção de biodiesel é a reação de transesterificação usando catalisadores alcalinos, devido à sua rápida cinética e taxa de conversão apreciável. Então, catalisadores de baixo custo (hidróxidos alcalinos, alcalinos terrosos e de metais de transiçãoo), são frequentemente utilizados. Nesse contexto, o presente trabalho visou avaliar a atividade catalítica de hidróxidos alcalinos (NaOH e KOH) na síntese do biodiesel etílico da Jatropha curcas. Assim, as sementes de pinh~ao manso (Jatropha curcas L.) foram secas a 105 oC por 2 horas, para remoçã de compostos voláteis e quebrar a parede celular das células vegetais, melhorando assim a liberação do óleo. A extrãção mecânica do óleo teve um rendimento de 38%, enquanto a extração química resultou em um rendimento de 42%. Dados cromatográficos mostraram que os ácidos oléico (18:1) e linoléico (18:2) foram os principais componentes do óleo de pinhão manso (35,89% e 44,4%, respectivamente). Assim, as reações de transesterificação foram realizadas utilizando íons etóxido previamente armazenados a 6 oC, por 12 e 24 horas, e seu biodiesel apresentou os seguintes rendimentos: B12KOH - 89,8%, B24KOH - 98,1%, B12NaOH - 86,7% e B24NaOH - 99,3%. Logo, pode-se inferir que a transesterificação do óleo é afetada negativamente pelos íons hidroxila (hidóolise) e positivamente pelos íons etóxidos. Além disso, todas as amostras apresentaram propriedades dinâmicas de uidos favoráveis a sua comercialização.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-11T11:23:29Z No. of bitstreams: 1 Marise Conceicao Marques (1).pdf: 1444228 bytes, checksum: af5d043a2d311de55bb58fd459a28c90 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-11T11:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marise Conceicao Marques (1).pdf: 1444228 bytes, checksum: af5d043a2d311de55bb58fd459a28c90 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The work was carried out to study the response of jatropha (Jatropha curcas L.) and castor bean (Ricinus communis) to Cd, Zn, and Pb assessed by X-ray chlorophyll fluorescence. The effect of the metal doses on phytotoxicity, metal tolerance, nutrients composition, enzymes activity, soluble proteins and photosynthetic pigments were studied. Five experiments were conducted in greenhouse, being three of them using jatropha and two studying castor bean plants. Each experiment had five doses of each metal and a control (no metal addition). Given its essentiality, the experiment with Zn utilized a 0,380 μmol L-1 of Zn as a control. All the experiments were carried out in randomized block design with three replicates. The metals were applied and the experiments conducted during different periods. The following characteristics were evaluated: biomass of roots, stem and leaves, concentration of metals and nutrients (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Mo and B), antioxidative enzymes activity, soluble protein, pigments as well as X-ray chlorophyll fluorescence. The results showed that chlorophyll fluorescence was efficient in determining the time alterations caused by Cd, Zn and Pb phytotoxicities. Jatropha showed a relative tolerance to Cd and did not present deleterious effects on the Fe contents and chlorophyll “a”. The visual symptoms of Cd toxicity were chlorosis in newest leaves, plant growth reduction, besides darkening and restrict growth of roots. The 227 μmol L-1 of Zn was equivalent to a 50% reduction in jatropha biomass. Both the toxicity and deficiency of Zn provoked nutritional imbalance and diminished the pigments concentration in jatropha leaves. The Pb doses also caused changes in the chemical composition of plants with reduction of N, P, Cu and Zn in leaves. The Pb toxicity did not change the concentrations of Fe, Mg and foliar pigments in jatropha. In spite of the decreased nutritional status, with reduction of Fe and Mg in leaves, castor bean did show tolerance to Zn toxicity with no effects on photosynthetic pigments. The Pb doses did not provoke changes on the plants mineral composition as well as on castor bean photosynthetic pigments. The doses of Cd, Zn and Pb did not change the activities of antioxidant enzymes neither the soluble proteins for both plant species. Owing to their relative tolerance to the studied metals, castor bean and jatropha can be environmental and economic alternatives to phytostabilization and phytoattenuation of contaminated areas with additional advantage of oil utilization in industry and bioenergy production during the remediation. / O presente trabalho avaliou a resposta do acúmulo e distribuição de Cd, Zn e Pb em pinhão-manso (Jatropha curcas L.) e mamona (Ricinus communis) utilizando a técnica não invasiva da fluorescência de clorofila. A resposta das plantas às doses destes metais considerando-se sua toxicidade, essencialidade e tolerância, além da composição nutricional, atividade de enzimas antioxidantes, proteínas solúveis e pigmentos fotossintéticos, foram estudados. Foram conduzidos cinco ensaios em casa de vegetação, os quais três foram com pinhão-manso e dois com mamona. Em cada ensaio foi utilizado cinco doses de cada metal e um controle (sem adição de metal). Para o ensaio com doses de Zn, devido a essencialidade do metal, adotou-se um controle com dose 0,380 μmolL-1 de Zn. Os ensaios foram conduzidos em blocos ao acaso com 3 repetições. Após aplicação dos metais, os ensaios foram conduzidos por períodos distintos. Foram determinadas: a matéria seca das folhas, caule, raízes e total, teores dos metais e nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, M, Mo e B), pigmentos, atividade enzimática, proteína solúvel, assim como a fluorescência de clorofila. Verificou-se que a medida da fluorescência de clorofila foi eficiente para avaliar as alterações temporais ocasionadas pela toxicidade de Cd, Zn e Pb. O pinhão-manso apresentou relativa tolerância à toxicidade por Cd e não demonstrou efeitos deletérios nos teores de Fe e clorofila “a” nas folhas. Os sintomas visuais de toxicidade por Cd observados nas plantas foram caracterizados por clorose nas folhas mais novas, redução de crescimento da planta e escurecimento, além de restrição do crescimento, das raízes. A dose 227 μmolL-1 de Zn foi correspondente a redução de 50% da matéria seca nas plantas de pinhão-manso. A deficiência e toxicidade por Zn provocaram desbalanço nutricional e reduziram as concentrações de pigmentos nas folhas de pinhão-manso. As doses de Pb provocaram alterações na composição nutricional das plantas, com redução na concentração de N, P, Cu e Zn nas folhas. A toxicidade por Pb não provocou efeitos deletérios nos teores de Fe, Mg e pigmentos foliares em pinhão-manso. Apesar do declínio no status nutricional das plantas, com reduções no conteúdo de Fe e Mg nas folhas, a mamona apresentou relativa tolerância à toxicidade por Zn, não demonstrando efeitos deletérios aos pigmentos fotossintéticos. As doses de Pb não provocaram alterações na composição nutricional das plantas, e também nos pigmentos fotossintéticos nas folhas de mamona. As doses de Cd, Zn e Pb não provocaram alterações na atividade das enzimas antioxidantes e nas proteínas solúveis total nas folhas de mamona e pinhão-manso. As espécies estudadas, por sua relativa tolerância e capacidade de acumular Cd, Zn e Pb nas raízes, podem ser uma alternativa ambiental e economicamente atraente para fitoestabilização e fitoatenuação de áreas contaminadas por estes metais, com adicional vantagem econômica decorrente da utilização do óleo para fins industriais e produção de bioenergia durante o processo de remediação.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-06-07T15:08:12Z No. of bitstreams: 1 Flavio Lozano Isla.pdf: 3329440 bytes, checksum: a6e8fbfec93ad5b48a03b5f99a867efa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T15:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavio Lozano Isla.pdf: 3329440 bytes, checksum: a6e8fbfec93ad5b48a03b5f99a867efa (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Jatropha curcas L. is a crop with good qualities for biofuel production. It is widely known for its drought resistance characteristics and ability to grow in degraded soils and with low fertility. However, there are few works, studding the conservation of the species to the seed storage conditions and germination under saline conditions. In addition, there is a great difficulty in processing the germination variables, which are highly complex. For this reason, this work had three objectives: (i) generation of a package in the statistical software R for data analysis and graphical presentation of the main variables of seed germination; (ii) evaluate if it is possible to stabilize the loss of seed germinability through the storage reducing the water in the atmosphere; (iii) to evaluate the germinative responses and the initial development of five genotypes of J. curcas from different geographic regions of Brazil in the presence of different concentrations of NaCl. In Chapter 1, a R package was developed and called "GerminaR", which has four main functions, (a) calculation of eleven germination variables;(b) temporal evaluation of germination; (c) graphic expression of results and (d) interactive application "GerminaQuant for R". The software is available both in the installable version for PC, through the R and in the online version for use in any mobile device, without the need of installing the software, and prior knowledge of programming by the user. In Chapter 2, two experiments were carried out, the first one being the study of the maintenance of the viability and biochemical properties caused by the natural aging during the storage of the seeds of Jatropha curcas L. for a period of up to 12 months. The results show that the reduction of moisture in the interstice of the seeds allowed to stabilize the germinability and maintain it viable, besides conserving the oil content until the sixth month, in a similar way were registered with other biochemical characteristics of the seeds, a fact corroborated by the drastic reduction in the respiratory rate and the osmotic potential of the seeds. In the second experiment, five different genotypes of J. curcas and five concentrations of NaCl (0, 50, 75, 100 and 150 mM L-1) were tested in the irrigation water. The data showed that the addition of NaCl had negative effects on most parameters of germination and initial development of seedlings. At the concentration of 150 mM there was only 4% of germination; and the plants had difficult to develop. The mean germination time increased linearly with increasing salt concentrations. In the control treatment, the germination started on the third day, delayed effect in four days on average in the treatment of 150 mM. Although the germination was evaluated up to 150 mM, the biometric and biomass parameters were computed only up to 100 mM. Among these parameters, leaf dry weight, leaf area per plant and total leaf area as well plant height were the main characteristics negatively influenced by salinity. According to the multivariate analyzes, genotypes 114, 171 and 183 were shown to be potentially tolerant while the 218 and 133 sensitive genotypes, result that can be corroborated by the different studied parameters. / Jatropha curcas L. é uma espécie cujo cultivo apresenta boas características para a produção de biocombustível. É amplamente conhecida pela capacidade de resistência à seca e pela habilidade de crescer em solos degradados e de baixa fertilidade. Entretanto, são escassos os estudos visando a adaptação da espécie à condições de estocagem das sementes e germinação em condições salinas. Além disso, há grande dificuldade de processar os dados das variáveis de germinação, as quais apresentam alta complexidade. Por esta razão, este trabalho teve três objetivos: (i) geração de um pacote no software estatístico R para análise de dados e apresentação gráfica das principais variáveis de germinação de sementes; (ii) avaliar se é possível evitar a perda da germinabilidade das sementes através do processamento com redução da umidade no interstício das sementes; (iii) avaliar as respostas germinativas, bem como o desenvolvimento inicial de cinco genótipos de J. curcas oriundos de diferentes regiões geográficas do Brasil em presença de diferentes concentrações de NaCl. No primeiro capítulo, desenvolveu-se um pacote para o software R chamado “GerminaR”, o qual conta com quatro funções principais, (i) cálculo de 11 variáveis de germinação; (ii) avaliação temporal da germinação; (iii) expressão gráfica dos resultados e (iv) aplicação interativa “GerminaQuant for R”. O software está sendo disponibilizado tanto na versão para PC, através do R quanto na versão online para uso em qualquer dispositivo móvel, sem a necessidade de instalação do software, dispensando o conhecimento prévio de programação por parte do usuário. No capítulo 2 foram realizados dois experimentos, sendo o primeiro o estudo da manutenção da viabilidade e propriedades bioquímicas causadas pelo envelhecimento natural durante a estocagem das sementes de Jatropha curcas L. por um período de até 12 meses. Os resultados mostram que a redução da umidade no interstício das sementes permitiu estabilizar a germinabilidade e manter as sementes viáveis, além de conservar o conteúdo de óleo até o sexto mês, de forma semelhante ao registrado com outras características bioquímicas das sementes, fato corroborado pela redução drástica da taxa respiratória e do potencial osmótico das sementes. No segundo experimento foram testados cinco genótipos de J. curcas e cinco concentrações de NaCl (0, 50, 75, 100 e 150 mM L-1) aplicado na água de irrigação. Os dados mostraram que a adição de NaCl teve efeitos negativos na maioria dos parâmetros de germinação e de desenvolvimento inicial de plântulas. Na concentração do 150 mM.L-1 houve apenas 4% de germinação; entretanto, as plantas não conseguiram se desenvolver. O tempo médio de germinação aumentou linearmente com o aumento das concentrações de sais. No tratamento controle, a germinação iniciou ao terceiro dia, efeito retardado em quatro dias em média a 150 mM.L-1. Embora a germinação fora avaliada até 150 mM.L-1, os parâmetros biométricos e de biomassa foram computados somente até 100 mM.L-1. Dentre estes parâmetros, o peso seco da folha, a área foliar por planta e área foliar total, bem como a altura da planta foram as principais características negativamente influenciadas pela salinidade. De acordo as análises multivariadas, os genótipos 114, 171 e 183 mostraram-se como potencialmente tolerantes enquanto os acessos 218 e 133 foram sensíveis, resultado que pode ser corroborado pelos distintos parâmetros estudados.

Orientadores: Eduardo Augusto Caldas Batista, Marcelo Lanza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T08:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CesarAugustoSodreda_D.pdf: 1528934 bytes, checksum: 876115f0d607a9ede4187d15d39c0054 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a investigação do comportamento de fases através da determinação de dados de equilíbrio líquido-líquido em diferentes sistemas graxos envolvidos na produção e purificação de biodiesel, além da correlação e avaliação desses dados empregando o modelo termodinâmico NRTL (non¿random, two¿liquid). Inicialmente, foram medidos experimentalmente os dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas binários e ternários envolvendo óleo vegetal + etanol + água, onde foram determinadas as linhas de solubilidade mútua, em uma faixa de temperatura de 25 ºC a 60 ºC. Os óleos vegetais investigados foram: óleo de canola, óleo de milho, óleo de pinhão manso (Jatropha curcas), e óleo de polpa de macaúba (Acrocomia aculeata). De acordo com os resultados, o aumento da temperatura dentro das condições experimentais analisadas favoreceu a miscibilidade óleo¿solvente em ambas as fases. Em uma segunda etapa, dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas ternários e quaternários empregados no processo de desacidificação de óleos vegetais foram determinados. Tais dados de equilíbrio foram gerados em diferentes condições de temperatura e porcentagens de água no solvente. Os sistemas investigados foram: óleo de polpa de macaúba + ácido oléico + etanol + água e óleo de pinhão manso + ácido oléico + etanol + água. Os resultados mostraram que o coeficiente de distribuição do ácido oléico entre as fases foi mais afetado pelo conteúdo de água no solvente do que pela temperatura. Finalmente, foram determinados dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas ternários de interesse na purificação de ésteres etílicos (biodiesel), produzidos pela transesterificação alcalina do óleo da polpa de macaúba. Os sistemas investigados foram: biodiesel de macaúba + etanol + glicerol e biodiesel de macaúba + etanol + água; sistemas encontrados durante a separação e a lavagem do biodiesel com água, respectivamente. Os resultados obtidos no processo de separação do biodiesel mostraram que o etanol é completamente solúvel no biodiesel e no glicerol, enquanto que o glicerol apresenta uma baixa solubilidade no biodiesel. Para o processo de lavagem do biodiesel, o aumento da temperatura, dentro da faixa estudada (25 ºC a 45 ºC), não contribuiu para a redução da região bifásica. Todos os dados de equilíbrio foram correlacionados utilizando o modelo NRTL, sendo o desvio global entre os dados calculados e experimentais inferior a 0,99%, mostrando a boa qualidade descritiva e aplicabilidade do modelo NRTL na análise de dados de equilíbrio líquido¿líquido / Abstract: This study aimed to investigate the phase behavior of liquid¿liquid equilibrium data for systems of relevance in biodiesel production and purification, as well as their correlation using the NRTL model (non¿random, two¿liquid). Initially, experimental liquid¿liquid equilibrium data were determined for binary and ternary systems composed of vegetable oil + ethanol + water, in which mutual solubility between vegetable oils and aqueous ethanol or anhydrous ethanol were investigated, at temperatures ranging from 25 ºC to 60 º C. The following vegetable oils were investigated: canola oil, corn oil, Jatropha curcas oil and macauba (Acrocomia aculeata) pulp oil. According to the results, an increase in temperature within the study ranges led to an increase in oil¿solvent miscibility in both phases. In the second part of this work, liquid¿liquid equilibrium data for systems of interest in deacidification of vegetable oils were experimentally determined. These equilibrium data were analyzed in different temperature conditions and water mass fractions in the solvent. The following systems were investigated: macauba pulp oil + oleic acid + ethanol + water and Jatropha curcas oil + oleic acid + ethanol + water. The results indicated that the oleic acid distribution coefficients were more affected by water content in the alcoholic solvent than by temperature. Finally, liquid¿liquid equilibrium data for systems of interest in biodiesel purification were measured. The biodiesel were produced by transesterification of macauba pulp oil with ethanol, using KOH as a homogeneous catalyst. In these studies, the following systems were investigated: macauba biodiesel + glycerol + ethanol and macauba biodiesel + ethanol + water. These systems are found in the separation and washing of biodiesel with water, respectively. From the results, it can be observed that biodiesel and glycerol were partially soluble in each other; however, the solubility of biodiesel in the glycerol phase was slightly greater than that of glycerol in the biodiesel phase. In the washing process of biodiesel, an increase in temperature within the range studied (25 ° C to 45 ° C) did not contribute to a reduction in biphasic region. The liquid¿liquid equilibrium experimental data were correlated using the NRTL model. In all these systems, the global deviations between calculated and experimental data were lower than 0.99 %, showing the good descriptive quality and applicability of the NRTL model in liquid¿liquid equilibrium data analyses / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

El cultivo de Jatropha curcas L. constituye una alternativa como fuente energética renovable. Limitado a zonas cálidas, las investigaciones ya realizadas sobre su aprovechamiento no aportan suficiente información para el conocimiento completo de su explotación agrícola, llegando a ser una especie no domesticada en la actualidad. La presente tesis doctoral tiene como objetivo principal estudiar la influencia de determinados factores agroecológicos en climas subtropicales secos que afectan al rendimiento en peso de semilla de J. curcas. Se estableció un diseño experimental multifactorial bajo condiciones de aridez en la zona suroeste de la República Dominicana, considerando la respuesta de 2 variedades frente a 2 niveles de abonado, altura de surco, escarda y marco de plantación, cuya combinación definió cada uno de los tratamientos ensayados. Para atender el diseño, se acondicionaron 96 cuadros experimentales, de 400 m2 cada uno. La variabilidad observada para los rendimientos obtenidos indica que la productividad respondió a los factores adoptados. Los mayores valores (760 Kg/Ha) se registraron para la variedad Cabo Verde, bajo una elevada frecuencia de escarda, menor marco de plantación (2,5x3 m), aporcado de surcos (de 30 cm de altura) y mayor dosis de abonado (150 Kg/Ha). El desarrollo vegetativo y fenológico del cultivo estuvo fuertemente condicionado por los aportes hídricos propios del periodo húmedo. Los datos microclimáticos registrados de la parcela experimental se mostraron similares a los históricos recopilados del municipio más cercano. Se verifica la elevada capacidad de propagación de J. curcas, obteniendo altos porcentajes de supervivencia tanto en la reproducción por semilla (90%) como por estaca (100%). Para este último caso, la aplicación de auxinas (IBA) propició un mayor desarrollo radicular, hecho más evidente a dosis más elevadas (5 mg/L). La eliminación de los componentes de la vegetación arvense en las parcelas de cultivo representa partidas costosas en los programas de explotación. Por ello se dedica un apartado a este subecosistema, realizando un estudio fitosociológico a partir del muestreo de inventarios y cálculo de los índices sintéticos. Se definieron 4 asociaciones distintas según las clasificaciones dicotómicas obtenidas, que reflejan las afinidades ecológicas Cultivo experimental de Jatropha curcas L. en condiciones áridas de la República Dominicana (Antonio Cerveró Domènech) entre las especies contempladas, de las que se elabora un catálogo florístico. Al final del documento se anexan otras especies determinadas taxonómicamente y que forman parte de la flora natural. Las plagas y enfermedades como subecosistema agrícola no tuvieron una incidencia significativa sobre el rendimiento del cultivo. Para el primer caso, aunque el control de ácaros resultó el de mayor dificultad, destacan los géneros Pachycoris sp. y Naupactus sp. por su distribución generalizada a lo largo del ciclo. Los daños causados por hongos se reducen al periodo de mayor humedad. Otro de los objetivos estudiados ha sido la fijación de CO2 del cultivo. Se determinó la capacidad sumidero de J.curcas al año y medio de edad para dicho gas, de aproximadamente 4 Tm CO2/Ha. En comparación con la especie más representativa de la vegetación natural P. juliflora, los resultados indican que para la zona elegida, ambas podrían fijar por superficie cantidades similares. La investigación finaliza con un apartado dedicado a la caracterización del aceite de la semilla. Tanto el contenido del mismo como los parámetros físico-químicos determinados (composición química, contenido en volátiles, carbono fijo y cenizas, y poder calorífico) mostraron valores similares para las muestras procedentes de distintas variedades, rendimientos en campo y edad de la plantación. El cultivo resultó viable. Sin embargo, es improbable que sin riego puedan alcanzarse resultados similares a los obtenidos en zonas con climas de mayor humedad, aspecto que contribuye a destacar la importancia de considerar el medio agroecológico. Para una óptima y rentable explotación, debe tenerse en cuenta la calidad del material vegetal y las labores agrícolas, como ha reflejado el efecto de los factores estudiados sobre el rendimiento. Los resultados obtenidos abren las puertas a continuar con la investigación y realizar más estudios acerca de la incidencia de los factores adoptados, evolución de la flora arvense como respuesta a la actividad antrópica, o el incremento de la productividad primaria de la planta, entre otros. / Cerveró Domènech, A. (2014). Cultivo experimental de Jatropha curcas L. en condiciones áridas de la República Dominicana [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48487 / TESIS

Biofuels now days consider as one of the successful alternative to meet the challenges associated with climate change and peak oil, as well as a way for poorer countries to develop an industry in order to enhance social and economic development. In many developing countries and particularly in Africa, this has led to large-scale investments in lands by foreign companies, and as a consequence there has been a debate on whether these actions are environmentally sustainable and whether this kind of activity actually brings economic development. The investments of biofuels in Africa, espe-cially the Jatropha plantations are debatable. Several arguments have been concentrat-ed on development goals, economic issues and environmental concerns. This report evaluates the status of some Jatropha projects in Sudan, Ethiopia, Kenya and Tanza-nia, the outcomes of the report show that biofuels from Jatropha lead to a significant socio -economic benefits by creating many jobs opportunities and improve the stand-ard of living in Africa. However, inadequate funding’s, high investment costs, no clear policies for biodiesel are the most challenging for Jatropha in Africa which need fur-ther mechanisms and ideology by African scientists, leaders, NGOs, farmers and deci-sion makers. In the studied countries, it was reported that the Jatropha produce low yields of oil seeds especially in the marginal lands with no enough water supplies. In Kenya the productivity of Jatropha is very low for large scale- project. Moreover some social and environmental impacts are also seen for Jatropha cultivations in Ethiopia, Kenya and Tanzania. Some Jatropha projects have impacted the food security nega-tively; nevertheless some biofuels experts believe that Jatropha has no any adverse im-pacts on food security since it is inedible and grown on marginal lands. In Ethiopia, the main environmental impacts of Jatropha are related to biodiversity, water quality and quantity. In Kenya, the environmental impacts are related to biodiversity, carbon emissions, water withdrawal, pollution of agro- chemicals usage, deforestation and soil erosion, whereas in Tanzania, the main environmental issues are connected to the change of land use system, impacts on biodiversity and impacts on water resources.

Parmi les technologies de solaire thermodynamique, la technologie du linéaire de Fresnel semble la plus adaptée aux régions d’Afrique Sub saharienne. Cela en raison de la simplicité de la technologie. C’est dans cette optique qu’un collecteur de type linéaire de Fresnel d’une superficie de 7,5 m² de miroirs a été construit au laboratoire énergies renouvelables et efficacité énergétique (LabEREE). La construction du collecteur s’est faite en utilisant en priorité les matériaux disponibles localement afinde rendre la technologie plus accessible aux populations locales et de réduire les coûts de fabrication. Des tests sont effectués sur le collecteur afin de déterminer ses rendements optiques, thermiques et globaux. Dans un premier temps, une revue bibliographie des différents collecteurs de type linéaire de Fresnel nous a permis d’identifier les variantes, de cette technologie, les plus adaptées au contexte dela région . Un modèle thermique et un modèle optique ont été mis en place comme outils de dimensionnement et d’optimisation du collecteur. Les résultats expérimentaux obtenus ont été utilisés pour valider les différents modèles mis en place. Le rendement global du collecteur obtenu expérimentalement est de 21% et il a un facteur de concentration local de 6. / Among the different technologies of concentrated solar power plant, the linear Fresnel, thanks to its simplicity, appears the most adapted to rural area of Sub Sahara region. A linear Fresnel collector of 7.5 m² has been built in “laboratoire énergies renouvelables et efficacité énergétique (LabEREE)”. The collector have been designed using material available locally by local man power. This reduces the total cost of the technology and makes it affordable for local population. The collector has been characterized in order to find optical, thermal and global efficiencies. In first time, a review on different linear Fresnel collector allows finding the technology that is most adapted to the Sub-Saharan region. An optical and thermal model of the collector has been done as a tool for designing and optimisation. The experimental results enable to validate the different models done. The collector has an effective concentration factor of 6 and a global efficiency of 21%.