Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Na agricultura moderna, apesar de serem empregadas as mais modernas tecnologias de cultivo de plantas e apesar dos progressos que têm sido feitos em programas de melhoramento, o máximo potencial das culturas de interesse agronômico está ainda longe de ser plenamente explorado. Assim, os bioestimulantes – uma categoria de produtos relativamente novos de diversas formulações, os quais afetam positivamente processos vitais de uma planta e apresentam grande potencial para uso na agricultura brasileira – podem ser uma alternativa promissora para os orizicultores. O objetivo deste trabalho foi conceituar e discutir o uso de agroquímicos de regulação hormonal e avaliar a influência de duas fontes bioestimulantes de aplicação foliar com Tecnologia AZAL5 (extrato de Ascophyllum nodosum) contendo silicato de potássio e micronutrientes, em aspectos nutricionais e vegetativos, na cultura do arroz de sequeiro. O primeiro capítulo teve a finalidade de, a partir de uma revisão bibliográfica, discutir o uso, os conceitos, os percalços e os benefícios de bioestimulantes, biorreguladores, bioativadores, ácidos húmicos e fúlvicos, bem como extrato de algas na agricultura brasileira. Os capítulos seguintes consistiram de dois experimentos (testes biológicos) em que foram avaliadas as duas fontes bioestimulantes – uma contendo silicato de potássio + molibdênio (Capítulo 2) e outra contendo silicato de potássio + zinco (Capítulo 3) – aplicadas via foliar na cultura do arroz. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação, em vasos de 5 kg, com solo classificado como Neossolo Quartzarênico, utilizando-se a cultivar BRS Primavera. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, em arranjo 5 x 2. Os tratamentos consistiram de cinco doses (0; 1,50; 3,00; 4,50; 6,00 L ha-1), em dois modos de aplicação (parcelado e não parcelado). Foram avaliados: teores de clorofilas A, B e Total; teores foliares de silício e macro e micronutrientes; massa de matéria seca de raiz e parte aérea. Foram testadas as pressuposições estatísticas dos dados obtidos com os testes de normalidade de Kolmogorov-Smirnov e de homogeneidade das variâncias de Levene, ambos a 0,01 de significância e submetidos à análise de variância pelo teste de Tukey a 0,05 de significância. Os dados significativos para o fator quantitativo (doses) foram submetidos à análise de regressão. A aplicação da fonte bioestimulante contendo silicato de potássio + molibdênio alterou os teores foliares de K, Ca, S, Zn, Cu e a produção de massa de matéria seca de raiz; porém, não houve alteração nos teores foliares de N, P, Mg, Fe, Mn e Si, nos teores das clorofilas A, B e Total aos 55 DAE e na produção de massa de matéria seca da parte aérea em função das diferentes doses da fonte bioestimulante e dos diferentes modos de aplicação. A aplicação da fonte bioestimulante contendo silicato de potássio + zinco alterou os teores foliares de N, Ca, Mg, S, Zn e Cu e a produção de massa de matéria seca de raiz; contudo, não houve alteração nos teores foliares de Si, P, K, Fe e Mn, na produção de massa de matéria seca de parte aérea e nos teores das clorofilas A, B e Total aos 55 DAE em função das diferentes doses da fonte bioestimulante e dos diferentes modos de aplicação. / Despite the use of the most modern technologies of plant cultivation and the progress in breeding programs, the full potential of crops of agronomic interest is still far from being fully exploited. Biostimulants, a relatively new product category of various formulations, positively affect vital processes of plants and have shown great potential for use in the Brazilian agriculture, especially in the rice agriculture. The aim of this study is to discuss the use of hormonal regulation agrochemicals and assess the agronomic and nutritional efficiency of the foliar application of two biostimulants based on AZAL5 Technology (extract of Ascophyllum nodosum) containing potassium silicate and micronutrients. Chapter 1 draws on a review of the literature to discuss uses, concepts, benefits of and obstacles to biostimulants, bioregulators, bio-activators, humic and fulvic acids, as well as seaweed extract in the Brazilian agriculture. The following chapters report on two experiments (biological testing) that assessed both biostimulants – one containing potassium silicate + molybdenum (Chapter 2) and the other containing potassium silicate + zinc (Chapter 3) – applied to upland rice foliage. The experiments were carried out in a greenhouse, using 5-kg vases with Quartzipsamment soil and BRS Primavera cultivar. The experimental design was completely randomized, with four repetitions in a 5 x 2 structure. The treatments consisted of five doses (0; 1.50; 3.00; 4.50; 6.00 L ha-1) used in two modes of application (single application or in portions). The following parameters were evaluated: concentrations of chlorophyll A, B and Total; leaf content of macro and micronutrients and Si; and dry matter of root and aerial part. Statistical assumptions were assessed for the obtained data using Kolmogorov-Smirnov normality test and Levene’s test for homogeneity of variances, both set at 1%. Tukey’s test was used for analysis of variance and set at 5% significance. The significant data for the quantitative factor (doses) were included in a regression analysis. The application of biostimulant containing potassium silicate + molybdenum significantly changed the leaf content of K, Ca, S, Zn and Cu, as well as the production of dry matter of root. However, the leaf content of N, P, Mg, Fe, Mn and Si, the concentrations of chlorophyll A, B and Total, and the production of dry matter of aerial part were not significantly influenced by the different doses of said biostimulant and modes of application. The application of biostimulant containing potassium silicate + zinc significantly impacted on the leaf content of N, Ca, Mg, S, Zn and Cu, and on the production of dry matter of root. However, the leaf content of Si, P, K, Fe, and Mn, the production of dry matter of aerial part and the concentrations of chlorophyll A, B and Total were not significantly influenced by the different doses of said biostimulant applied in different modes. / Dissertação (Mestrado)

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To develop anaerobic digestion (AD), innovative solutions to increase methane yields in existing AD processes are needed. In particular, the adoption of low energy pre-treatments to enhance biomass biodegradability is needed to provide efficient digestion processes increasing profitability. To obtain these features, hydrodynamic cavitation has been evaluated as an innovative solutions for AD of waste activated sludge (WAS), food waste (FW), macro algae and grass, in comparison with steam explosion (high energy pre-treatment). The effect of these two pre-treatments on the substrates, e.g. particle size distribution, soluble chemical oxygen demand (sCOD), biochemical methane potential (BMP) and biodegradability rate, have been evaluated. After two minutes of hydrodynamic cavitation (8 bar), the mean fine particle size decreased from 489- 1344 nm to 277- 381 nm (≤77% reduction) depending of the biomasses. Similar impacts were observed after ten minutes of steam explosion (210 °C, 30 bar) with a reduction in particle size between 40% and 70% for all the substrates treated.  In terms of BMP value, hydrodynamic cavitation caused significant increment only within the A. nodosum showing a post treatment increment of 44% compared to the untreated value, while similar values were obtained before and after treatment within the other tested substrates. In contrast, steam explosion allowed an increment for all treated samples, A. nodosum (+86%), grass (14%) and S. latissima (4%). However, greater impacts where observed with hydrodynamic cavitation than steam explosion when comparing the kinetic constant K. Overall, hydrodynamic cavitation appeared an efficient pre-treatment for AD capable to compete with the traditional steam explosion in terms om kinetics and providing a more efficient energy balance (+14%) as well as methane yield for A. nodosum. / Det behövs innovativa lösningar för att utveckla anaerob rötning i syfte att öka metangasutbytet från biogassubstrat. Beroende på substratets egenskaper, kan förbehandling möjliggöra sönderdelning av bakterieflockar, uppbrytning av cellväggar, elimination av inhiberande ämnen och frigörelse av intracellulära organiska ämnen, som alla kan leda till en förbättring av den biologiska nedbrytningen i rötningen. För att uppnå detta har den lågenergikrävande förebehandlingsmetoden hydrodynamisk kavitation prövats på biologiskt slam, matavfall, makroalger respektive gräs, i jämförelse med ångexplosion. Effekten på substraten av dessa två förbehandlingar har uppmäts genom att undersöka distribution av partikelstorlek, löst organiskt kol (sCOD), biometan potential (BMP) och nedbrytningshastigheten. Efter 2 minuters hydrodynamisk kavitation (8 bar) minskade partikelstorleken från 489- 1344 nm till 277- 281 nm (≤77 % reduktion) för de olika biomassorna. Liknande påverkan observerades efter tio minuters ångexplosion (210 °C, 30 bar) med en partikelstorlekreducering mellan 40 och 70 % för alla behandlade substrat. Efter behandling med hydrodynamisk kavitation, i jämförelse med obehandlad biomassa, ökade metanproduktionens hastighetskonstant (K) för matavfall (+65%), makroalgen S. latissima (+3%), gräs (+16 %) samtidigt som den minskade för A. nodosum (-17 %). Förbehandlingen med ångexplosion ökade hastighetskonstanten för S. latissima (+50 %) och A. nodosum (+65 %) medan den minskade för gräs (-37 %), i jämförelse med obehandlad biomassa. Vad gäller BMP värden, orsakade hydrodynamisk kavitation små variationer där endast A. nodosum visade en ökning efter behandling (+44 %) i jämförelse med obehandlad biomassa. Biomassa förbehandlade med ångexplosion visade en ökning för A .nodosum (+86 %), gräs (14 %) och S. latissima (4 %). Sammantaget visar hydrodynamisk kavitation potential som en effektiv behandling före rötning och kapabel att konkurrera med den traditionella ångexplosionen gällande kinetik och energibalans (+14%) samt metanutbytet för A. nodosum.