Orientador: Carlos Antonio Gamero / Banca: Silvio José Bicudo / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Antonio Renan Berchol da Silva / Banca: Carlos Eduardo Amgeli Furlani / Resumo: Cada sistema de manejo do solo é trabalhado de maneira própria, alterando de forma diferenciada as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo, podendo requerer modificações nas recomendações e no manejo da adubação. Com o objetivo de avaliar o efeito da antecipação da adubação de semeadura, de dois sistemas de manejo do solo e dois espaçamentos entrelinhas no desempenho da cultura do milho, foi realizado este estudo. O experimento foi instalado e conduzido na Fazenda Experimental Lageado, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA) da Universidade Estadual Paulista (UNESP), Campus de Botucatu, nos anos agrícolas de 2005/2006 e 2006/2007, em Nitossolo Vermelho Distroférrico. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com parcelas subsubdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas pelos sistemas de manejo do solo (plantio direto e preparo reduzido, caracterizado pela escarificação do solo por meio de equipamento provido de disco de corte da palhada e rolo nivelador/destorroador, trabalhando na profundidade entre 25 e 30 cm), as subparcelas pelas formas de adubação (adubação de pré-semeadura realizada na superfície do solo em área total antes da semeadura do milho e adubação convencional) e as subsubparcelas pelos espaçamentos entrelinhas (90 e 45 cm), totalizando 8 tratamentos. Os resultados obtidos foram submetidos ao teste de Tukey a 5% de probabilidade para comparar as médias entre os sistemas de manejo do solo, as formas de adubação, os espaçamentos entrelinhas e os desdobramentos das interações entre esses três fatores. As análises estatísticas demonstraram que o sistema plantio direto apresentou maior densidade do solo e resistência mecânica do solo à penetração, quando comparado ao preparo reduzido. Na operação de adubação de pré-semeadura os sistemas de manejo do solo... (resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Each soil tillage system is worked in proper way, modifying of differentiated form the chemical, physical and biological soil properties, and may require adaptations of fertilization recommendations and management. This study was conducted to evaluate the effect of sowing fertilization anticipation, two soil tillage systems and two row spacing on performance of the corn crop. The experiment was carried out at the "Faculdade de Ciências Agronômicas" (FCA), "Universidade Estadual Paulista" (UNESP), Botucatu-SP campus, from October 2005 to May 2007, in a Dystric Nitosol (FAO, 1974). The experimental design was in randomized blocks with split-split-plots and four repetitions. The main plots consisted of two soil tillage systems (no-tillage and reduced tillage with chisel plow with cut disk and planning roll, working at 25 to 30 cm deep), the split-plots of fertilizer application methods (surface fertilizer application before corn sowing and fertilizer application conventional) and split-split-plots of row spacings (0.90 m and 0.45 m), totalizing 8 treatments. Obtained results were analyzed by Tukey test at 5% of probability for comparing averages. Statistical analysis showed that no-tillage system had higher density as well as mechanical soil resistance to penetration, when compared to reduced tillage. For fertilizer application before corn sowing the soil tillage systems did not influence the traction force, bar power demanded, effective field capacity, demanded time, energy specific consumption and hourly fuel consumption; the reduced tillage showed higher area fuel consumption. For corn sowing it was observed that no-tillage system showed lower traction force, bar power demanded, energy specific consumption, hourly and area consumption of fuel. The 0.45 m row spacing showed higher traction force, bar power demanded, energy specific consumption... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: A cultura do milho apresenta sistema radicular com alto potencial de desenvolvimento. Assim sendo, os atributos físicos do solo são de extrema importância à sua produtividade, uma vez que em condições adversas podem dificultar a penetração das raízes, e conseqüentemente limitar o adequado aproveitamento dos nutrientes e da água disponível. No ano de 2005, na Fazenda Bonança (Agropecuária Dahma), município de Pereira Barreto (SP), Brasil (20o40'12'' latitude S; 51o01'50'' longitude W), foi instalado o presente ensaio em uma área irrigada por pivô central e manejada no sistema de integração agricultura-pecuária, com plantio direto de milho sobre brachiária. Os atributos analisados foram: produtividade de forragem do milho (MSF), macroporosidade (MA), microporosidade (MI), porosidade total (PT), densidade (DS), resistência à penetração (RP) e umidade gravimétrica (UG) de um Latossolo Vermelho Distrófico (Acrustox Háplico), nas profundidades 1 (0-0,10 m), 2 (0,10- 0,20 m) e 3 (0,20-0,30 m). O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, visando selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para a produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 125 pontos amostrais, numa área de 2500 m2 e declive homogêneo de 0,025 m/m. No geral, os atributos estudados, além de não terem revelado distribuição aleatória, apresentaram variabilidade entre baixa e muito alta. Seguiram padrões espaciais claramente definidos, com alcances da dependência espacial entre 6,6 e 31,1 metros. Assim, o maior alcance que poderá assegurar extrema semelhança em magnitude para qualquer atributo estudado, e que poderá alimentar os pacotes computacionais direcionados à ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Corn crops have great potential of root development. Therefore, the physical soil features are of great importance to the crops yields, as the unfavorable conditions may hinder root penetration and, thus, limit the nutrient and available water uptake. This experiment was established in 2005, on Bonança Farm (Dahma Agrarian), in Pereira Barreto (SP), Brasil (20°40'12'' latitude S; 51°01'50'' longitude W), in an area which was irrigated with centerpivot and managed according to the crop-livestock integration system, with corn under the notillage on Brachiaria. The analyzed characteristics were: corn forage yield (CFY), macroporosity (MA), microporosity (MI), total porosity (TP), density (SD), penetration resistance (PR) and gravimetric moisture (GM) of a Typic Hapludox in the depths of 1 (0- 0.10 m), 2 (0.10-0.20 m) and 3 (0.20-0.30 m). The objective was to study the variability and the linear and spatial correlations between the plant and the soil features, aiming at selecting an indicator for the physical quality of the soil which represents forage yield. A geostatistical mesh was installed for data collecting regarding the soil and the plant, with 125 sampling stations, in an area of 2500 m2 and homogeneous slope of 0.025 m/m. On the whole, the evaluated features, besides not showing random distribution, showed variability between low and very high. Spatial patterns which were clearly defined with the ranges of spatial dependence between 6.6 and 31.1 m have been followed. Therefore, the greatest range which can assure extreme magnitude similarity for any of the studied features, and which will be able to feed the software designed for precision farming, must be of 31.1 m. Despite the fact that the simple linear correlation between CFY and MI2 was low, it was extremely significant. However, from the spatial point of view, there has been high inverse correlation...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Luiz Malcolm Mano de Mello / Coorientador: Morel de Passos e Carvalho / Banca: Marcelo Andreotti / Banca: Rubens Siqueira / Mestre

Neste trabalho, foi realizada a caracterização de ligninas de palha de cana-de-açúcar. O isolamento das ligninas se deu por acidólise branda e por polpação soda, precedida ou não por pré-tratamento com ácido diluído ou por explosão a vapor. A palha de cana e as ligninas foram caracterizadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), Espectrometrias no Infravermelho (FT-IR) e no Ultravioleta (UV), por Ressonância Magnética Nuclear de Prótons (1H RMN), Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimétrica (DSC), Análise Elementar e de Poder Calorífico Superior (PCS). A lignina técnica isolada por acidólise branda apresentou fórmula C9Har2,31Hal4,14O1,27(OH)ph0,58(OH)al1,19(OCH3)1,11 e relação H:G:S de 1 : 3,22 : 3,68, com 20% de condensação e massa molar média de 1908 Da. A cinética de termodegradação dessa lignina em atmosfera inerte se deu com energia de ativação de 13,90 kJ.mol-1, constante pré-exponencial 0,4799 min-1 e 42% em massa de carvão residual. Foram determinados, ainda, o coeficiente de extinção a 280 nm de 26,03 L.g-1 e o Poder Calorífico Superior de 23,72 kJ.g-1. A partir das informações obtidas em todas as análises, foi proposta uma estrutura para esta lignina. A deslignificação via polpação soda mostrou-se eficiente na remoção de lignina da matriz e foi verificado que, durante o processo, ocorre o rompimento de ligações entre a lignina e carboidratos, entretanto, algumas dessas ligações não são rompidas e o resíduo do processo, denominado lignina, contêm cerca de 17% carboidratos. A lignina soda apresentou poder calorífico superior de 25,14 kJ.g-1, 36% em massa de carvão residual e cinética de termodegradação com energia de ativação de 12,73 kJ.mol-1 e k0=0,4195 min-1. Foi verificado que as polpas soda que sofreram pré-tratamentos apresentaram um menor teor de lignina e maior solubilização de hemiceluloses. Estes tratamentos se mostraram eficientes na hidrólise dos complexos lignina-carboidrato e a ligninas obtidas apresentaram os menores teores de carboidrato residual e características estruturais diferentes das demais, mostrando-se mais condensadas em função das reações que ocorrem em meio ácido. Os coeficientes de extinção a 280 nm foram iguais a 24,2 L.g-1 e 23,3 L.g-1, respectivamente para as ligninas de explosão a vapor e pré-tratamento ácido e suas fórmulas estruturais determinadas por 1H RMN foram, respectivamente, C9Har1,59Hal4,12O0,84(OH)ph0,61(OH)al0,88(OCH3)1,51 e C9Har2,12Hal4,23O1,64(OH)ph0,83(OH)al0,58(OCH3)1,10. / In this work, the characterisation of lignins of sugarcane straw was made. The lignins were isolated by moderate acidolysis and soda process, preceded or not by either diluted acid or steam explosion pretreatments. The sugarcane straw and the lignins were characterised by High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Infrared (FT-IR) and Ultraviolet (UV) Spectrometry, Proton Nuclear Magnetic Resonance (H1-RMN), Gel Permeation Chromatography (GPC), Thermogravimetrica analysis (TGA) and Differential Scattering Calormietry (DSC), Elemental Analysis and Heat Power (HP). The technical lignin isolated by moderate acidolysis has the formula C9Har2.31Hal4.14O1.27(OH)ph0.58(OH)al1.19(OCH3)1.11, H:G:S ratio of 1 : 3.22 : 3.68, is 20% condensed and its avarage molecular weight is 1908 Da. The thermal degradation kinetics analysis of this lignin in inert atmosphere was carried out, the results obtained were: activation energy of 13.80 kJ.mol-1, pre-exponential constant of 0.4799 min-1 and 42% residual char. The extinction coefficient obtained at 280 nm was 26.03 L.g-1 and the heat power 23.72 kJ.g-1. A structure was proposed for this lignin based on all the information obtained from these analyses. The delignification via soda process was efficient at removing lignin; during the process, the breaking of bonds between the lignin and carbohydrates was noticed, nevertheless, some of these bonds were not broken and the process residue, hereinafter called lignin, contains about 17% carbohydrates. The soda lignin has heat power of 25.14 kJ.g-1, 36% residual char and the thermal degradation kinetics ocurred with activation energy of 12.73 kJ.mol-1 and k0=0.4195 min-1. It was found that pretreated soda pulps have a lower lignin content and higher solubilisation of complexes, the lignins obtained had the lowest residual carbohydrates contents and different structural features from the untreated ones, being more condensed due to the reactions that occur in acid medium. The extinction coefficients at 280 nm obtained are 24.2 L.g-1 and 23.3 L.g-1, the structural formulas determined by 1H RMN are C9Har1.59Hal4.12O0.84(OH)ph0.61(OH)al0.88(OCH3)1.51 and C9Har2.12Hal4.23O1.64(OH)ph0.83(OH)al0.58(OCH3)1.10 for the steam explosion and acid pretreatment lignins, respectively.

A mudança nos hábitos dos brasileiros, optando por consumir alimentos prontos, tem estimulado o crescimento das indústrias nacionais. Neste cenário, o processamento industrial da batata é uma forma de agregação de valor à hortaliça e retorno financeiro ao produtor, visto que a matéria-prima destinada à indústria apresenta maior valor no mercado. O segmento da batata-palha, por exigir baixo investimento, tem se fortalecido. Porém, para sua consolidação é imprescindível o desenvolvimento de pesquisas visando ampliar as alternativas de materiais genéticos disponíveis aos produtores e processadores de batata-palha. O objetivo da pesquisa foi avaliar o desempenho agronômico e industrial de cultivares de batata em três ambientes de cultivo nas condições edafoclimáticas do Sul do estado de Minas Gerais; avaliando o desempenho destas quanto a produtividade e adequação ao processamento na forma de batatapalha. As cultivares avaliadas foram: Caruso, Destiny, Excelence, Fontane, Markies e Saviola. O experimento foi conduzido no período de dezembro de 2012 a maio de 2013, nas condições ambientais de Gonçalves, Lambari e Nova Resende. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com seis tratamentos (cultivares), quatro repetições. Foram avaliadas características de produção total, comercial, de tubérculos grandes, médios, pequenos e porcentagem de refugos em relação à produção total; de qualidade para fritura como conteúdo de matéria seca e de açúcares redutores, rendimento de fritura, cor após a fritura e a absorção de gordura pela batata frita e aplicados os testes sensoriais afetivo de aceitação através de escala hedônica estruturada e de preferência por ordenação. Observou-se diferença no desempenho das cultivares entre os ambientes de cultivo. \'Caruso\' e \'Destiny\' foram as que mais se destacaram na maioria dos atributos avaliados. / The change in the Brazilian consumers\' habits, preferring prepared foodstuff, have been stimulating the growing of the national food industries. In this scenario, the industrial processing of potatoes is a good option to aggregate value to this crop and increase the financial feedback of the producers. The shoestring potato segment is being strengthened because it demands low investment. However, for its consolidation is vital the development of researches aiming to expand the alternatives of genetic materials available for the shoestring potato producers and processors. Our aim in this work was to study different potatoes genotypes in three farming environments under the edaphoclimatics conditions of the South region of Minas Gerais State (Brazil) and the performance and adequacy of these genotypes for fried processing of shoestring potato. The cultivars evaluated were: Caruso, Destiny, Excelence, Fontane, Markies and Saviola. The assessment was conducted from December 2012 to May 2013 in Gonçalves, Lambari and Nova Resende districts. The experimental design was in random blocks with six treatments and four replicates. Besides the total and commercial production, also were evaluated the production of large, medium and small tubers; fry quality and yield were based on dry matter content, free sugars levels, color after fried and fat absorption by the fried potatoes. Affective sensory acceptance tests were applied using the structured hedonic scale and the preference for ordination. Differences in the performances among the cultivars and farming environments were observed. \"Caruso\" and \"Destiny\" outstand in all the attributes assessed.

A utilização de resíduos agrícolas visando à produção de insumos por via biotecnológica tem se mostrado importante uma vez que estes resíduos são fontes renováveis de carbono. A fração hemicelulósica destes resíduos apresenta como componente principal a xilose, que pode ser utilizada como substrato em processos de bioconversão para a obtenção de produtos com valor agregado. Um destes produtos é a enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), primeira enzima da via das pentoses fosfato que pode ser utilizada como reagente analítico em análises quantitativas, sobretudo em estudos bioquímicos e médicos. O presente trabalho visou estudar o processo de purificação dessa enzima empregando a extração em sistemas de duas fases aquosas convencional (sem integração) e integrado ao rompimento celular, em duas escalas, reduzida e ampliada. A enzima foi produzida por Candida guilliermondii FTI 20037 cultivada em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz, sob condições pré-determinadas. Inicialmente, foram realizados ensaios para avaliar o efeito das variáveis volume de suspensão celular, velocidade de agitação do moinho de esferas de vidro e tempo sobre o rompimento das células. Os valores destas variáveis foram, então, estabelecidos em: 100 mL, 400 rpm e 25 minutos, respectivamente. Posteriormente, a influência da massa molar de PEG e comprimento de linha de amarração sobre a extração da G6PD foram investigados no sistema convencional (homogeneizado obtido a partir do rompimento celular, em presença ou ausência de fragmentos) e integrado (rompimento na presença dos componentes da extração), empregando-se a metodologia do planejamento experimental. Nos ensaios realizados em escala reduzida, sob condições otimizadas, alcançou-se um fator de purificação na fase rica em sal (FPf), ou fase fundo, de 2,8 e em maior escala, ou seja, em moinho de rompimento, de 1,3. Com isso, realizou-se o estudo cinético e termodinâmico empregando a enzima presente no homogeneizado antes da purificação e após purificada no processo integrado em escala reduzida, nas seguintes condições: TLL 40% e PEG 1500 mol/L. Os valores determinados para os parâmetros cinéticos foram Km, 0,07 e 0,05 mM, Vm, 34,8 e 19,1 U/L e dos parâmetros termodinâmicos ΔG, -13,71 e -13,64 KJ/mol; ΔH, -2,49 e -2,50 KJ/mol; ΔS, 37,02 e 36,77 J/mol.K; Ea, 24,18 e 15,02 KJ/mol, da enzima presente no homogeneizado celular antes e após purificação, respectivamente. / The employment of agricultural residues aiming the attainment of biotechnological products has been shown its importance since these residues are renewable and low cost sources of carbon. The hemicellulosic fraction of these residues presents xylose as main component, which can be utilized as substrate for different bioconversion processes for the acquisition of high value products. As an example, glucose-6-phosphate dehydrogenase, the first enzyme of pentose phosphate pathway which can be used as analytical reagent in several quantitative analysis, mainly in biochemical and medical studies. The present work contemplated the study of glucose-6-phosphate (G6PD) purification process by a conventional aqueous two phase systems extraction and integrated with cell disruption, in two scales, reduced and increased. The enzyme was obtained from cells of Candida guilliermondii FTI 20037 grown in hemicellulosic rice straw hydrolysate, using conditions established in previous work. Initially, assays in bead mill were performed to determine the effect of cell suspension volume, agitation speed and time on cell disruption. The determined conditions were: 100 mL, 400 rpm and 25 minutes, respectively. After this, the influence of molar mass of PEG and tie line lenght (TLL) on the G6PD recovery were investigated in the conventional system (with previous disrupted cells, with or without cell fragments) and integrated (disruption in the presence of extraction components), using the experimental design methodology. In the reduced scale assays, in optimized conditions, a purification factor in salt rich phase (FPf), or bottom phase, of 2,8 was reached while in the increased scale, this means in bead mill, a FPf of 1,3 was attained. In addition, kinetic and thermodynamic studies were performed, employing the enzyme present in the homogenate before and after purification in reduced scale, in the following conditions: TLL of 40% and PEG 1500 mol/L. The established values for the kinetics parameters were Km, 0,07 and 0,05 mM, Vm, 34,8 and 19,1 U/L and of thermodynamics ΔG, -13,71 and -13,64 KJ/mol; ΔH, -2,49 and -2,50 KJ/mol; ΔS, 37,02 and 36,77 J/mol.K; Ea, 24,18 and 15,02 KJ/mol, of the enzyme present in the homogenate before and after purification respectively.

A palha de cana-de-açúcar está se tornando uma biomassa lignocelulósica disponível a partir da progressiva introdução da colheita mecanizada da cana-deaçúcar no Brasil, situação que possibilita a utilização de uma parte desta como matéria-prima em processos de conversão termoquímica ou bioquímica. Além de pesquisas de uso da palha de cana para produção de bioenergia, a conversão bioquímica dos açúcares constituintes de sua fração hemicelulósica, particularmente a xilose, é uma rota potencial para seu aproveitamento na obtenção de produtos de alto valor agregado, como o xilitol. A importância deste poliol se deve às suas peculiares propriedades que permitem sua aplicação nas indústrias alimentícia, odontológica e farmacêutica, aliado ao fato do continuo e rápido crescimento de seu mercado mundial. No presente trabalho foi estudado o aproveitamento da fração hemicelulósica da palha de cana como matéria-prima na produção biotecnológica de xilitol, visando a valorização e incorporação desta biomassa em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar. O elevado conteúdo de hemicelulose da palha de cana (27%), similar ao encontrado em outras biomassas lignocelulósicas avaliadas para produção de xilitol, e a maior proporção de xilose no hidrolisado hemicelulósico (71%) em relação aos outros açúcares constituintes, tornam esta biomassa potencial matéria-prima para este bioprocesso. A utilização do hidrolisado hemicelulósico de palha de cana concentrado e destoxificado como meio de fermentação para a bioconversão de xilose em xilitol por Candida guilliermondii FTI 20037 foi avaliada em diferentes fases da pesquisa. Na primeira, foi estudada a necessidade de suplementação nutricional do hidrolisado e a disponibilidade inicial de oxigênio, sendo realizadas fermentações em batelada em frascos Erlenmeyer de 125mL com 25mL ou 50mL de meio, 30oC, 200rpm e 48h. Foi demonstrado que a suplementação do hidrolisado com extrato de farelo de arroz, (NH4)2SO4 e CaCl2·2H2O resultou em aumento do valor da produtividade volumétrica de xilitol, enquanto que a menor disponibilidade inicial de oxigênio favoreceu a eficiência de bioconversão. A avaliação do efeito dos co-substratos maltose, sacarose, celobiose e glicerol sobre este bioprocesso revelou que o maior favorecimento foi obtido com sacarose (10gL-1), já que resultou nos máximos valores de concentração final de xilitol (41,36 ± 1,69 gL-1), eficiência de bioconversão (75,70 ± 0,73%) e produtividade volumétrica (0,61 ± 0,02 gL-1h-1), correspondentes a incrementos de 9,04%, 5,01% e 6,56%, respectivamente, em relação à condição ausente de cosubstratos. A adição ao hidrolisado hemicelulósico de palha de cana de Dimetilsulfóxido (DMSO), composto com capacidade de permeabilizante de membrana celular, não resultou no incremento da produção de xilitol, a qual, pelo contrário, foi reduzida em razão da diminuição no consumo de xilose e crescimento celular de C. guilliermondii FTI 20037. Os resultados obtidos no presente estudo indicam que a produção biotecnológica de xilitol a partir de hidrolisado hemicelulósico de palha de cana suplementado com sacarose pode ser considerada uma rota de conversão bioquímica promissora para a valorização e integração desta biomassa em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar. / Sugarcane straw is becoming an available lignocellulosic biomass from the progressive introduction of non-burning harvest in Brazil, situation that enables the utilization of a portion of this material as feedstock in thermochemical and biochemical conversion processes. Besides the use of sugarcane straw for bioenergy production, biochemical conversion of the constituent sugars of its hemicellulosic fraction, particularly xylose, is a potential route for the use of this biomass to obtain high added value products, such as xylitol. The importance of this product is due to its particular properties that enable its application in food, dental and pharmaceutical industries, coupled with the fact of the continuous and rapid growth of its market. In the present work it was studied the utilization of sugarcane straw hemicellulosic fraction as feedstock for biotechnological production of xylitol, aiming at the valorization and integration of this biomass in a sugarcane biorefinery. The high hemicellulosic content of sugarcane straw (27%), similar to that found in other lignocellulosic biomasses evaluated for xylitol production, and the higher proportion of xylose in the hemicellulosic hydrolysate (71%) in relation to the other constituent sugars, make this biomass potential feedstock for this bioprocess. The utilization of the concentrated and detoxified sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate as fermentation medium for xylose-toxylitol bioconversion by Candida guilliermondii FTI 20037 was evaluated in different stages. In the first one, it was studied the necessity of nutritional supplementation of the hydrolysate and initial oxygen availability, being carried out batch fermentations in 125mL Erlenmeyer flasks with 25mL or 50mL of medium, 30oC, 200rpm and 48h. It was demonstrated that the supplementation of the hydrolysate with rice bran extract, (NH4)2SO4 and CaCl2·2H2O resulted on the increment of the value of xylitol volumetric productivity, whereas the higher initial oxygen availability favored the bioconversion efficiency. The evaluation of the effect of the co-substrates maltose, sucrose, cellobiose and glycerol on this bioprocess revealed that the higher improvement was obtained with sucrose (10gL-1), since it resulted in the maximum values of final concentration of xylitol (41.36 ± 1.69 gL-1), bioconversion efficiency (75.70 ± 0.73%) and volumetric productivity (0.61 ± 0.02 gL-1h-1), corresponding to increments of 9.04%, 5.01% and 6.56%, respectively, in relation to the condition absent of co-substrates. The addition to the sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate of Dimethyl-sulfoxide, a cell membrane permeabilizer, did not resulted on the increasing of the xylitol production, which, in fact, was reduced due to the diminution on xylose consumption and cell growth of C. guilliermondii FTI 20037. The results obtained in this study indicate that biotechnological production of xylitol from sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate supplemented with sucrose can be considered a promissory biochemical conversion route for valorization and integration of this biomass in a sugarcane biorefinery.

Orientador: Maria Helena Moraes / Banca: Sérgio Lázaro de Lima / Banca: Leandro Borges Lemos / Banca: Isabella Clerici de Maria / Banca: Antonio Costa / Resumo: O experimento, conduzido em Nitossolo Vermelho distroférrico, na Fazenda Experimental Lageado-FCA-UNESP-Botucatu, , teve por objetivo estudar no sistema de semeadura direta as prováveis alterações das propriedades físicas e químicas e das frações húmicas do solo, através da utilização da cultura do milheto em pré-safra a cultura da soja, em três épocas de semeadura e sob cinco manejos da fitomassa. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram representadas por três épocas de semeadura da cultura do milheto (E1, E2 e E3). As subparcelas foram representadas por manejos da ceifa da fitomassa, sendo: Manejo 1 (M1) - ceifa a cada florescimento e retirada da fitomassa; manejo 2 (M2) - ceifa a cada florescimento e permanência da fitomassa; manejo 3 (M3) - ceifa no florescimento e retirada da fitomassa; manejo 4 (M4) - ceifa no florescimento e permanência da fitomassa e manejo 5 (M5) - livre crescimento. Foram coletadas amostras de solo com estrutura deformada e indeformada para a realização das análises físicas e químicas. Tanto para a análise física quanto para a química, as mesmas profundidades foram amostradas: 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m. Para o fracionamento químico da matéria orgânica, amostrou-se de 0-0,05 e 0,05-0,10 m. Em relação 2 as culturas avaliou-se a altura de plantas e a produtividade da soja e para o milheto, o seu sistema radicular, a quantidade de massa seca produzida pela parte aérea e a porcentagem de fitomassa em cobertura deixada sobre o solo. A produtividade de massa de matéria seca foi maior na primeira época de semeadura, excetuando-se o M3 para a segunda época e do M2 para a terceira época de semeadura. A segunda época de semeadura proporcionou maior fitomassa em cobertura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work was carried out at Lageado Experimental Station' FCA' Unesp' Botucatu, from October 2001 until April 2004, consisting in a millet' soybean succession, in a no-tillage system, at three sowing, and the aim was evaluate the physicals and chemicals and humics fractions of a "Nitossolo Vermelho Distroférrico". The experimental design used was randomized blocks, in a split-plot schedule with four replications, having the sowing (S1, S2, S3) as parcel and harvest handling as subparcel. Where the harvest handling were 1 (H1)' harvest each blooming and covering withdrawal; 2 (H2)' harvest each blooming and covering permanency; 3 (H3)' only in the first harvest on blooming and covering withdrawal; H4 - only in the first harvest on blooming and covering permanency, and H5 'free growing, with no harvest. Disturbed and undisturbed samples were collected from four soil layers (0-0,05, 0,05-0,10 and 0,10-0,20 m) to evaluate the physical and chemical properties. The physical parameters measured were: bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity, total clay, disperse clay, floculation degree, aggregation stability (dry sieving) and penetration resistance (Compact Test); the chemicals was: pH, organic mater, exchangele basis (Ca, Mg, K), cationic exchangeable capacity (CEC) and the quantification of the humic fractions (C-AH, C-AF and C-HU) All the parameters were performed on Department of Natural Research's (Soil Science-FCA), in different depths 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m. About the humic fractions were analyseds only 0-0,05 e 0,05-0,10 m. The pearl millet matter drought mass productivity decreased in the order S1 > S2 >S3. The soil cover provided by fitomassa of milheto was larger in the S2 > S2 and S3 and in the H4 (with only fitomassa cut and permanence)... (Complete abstract, click eletronic address below) / Doutor

Orientador: Carlos Alexandre Costa Crusciol / Banca: Ciro Antonio Rosolem / Banca: Francisco Antonio Monteiro / Banca: Paulo Cesar Ocheuze Trivelin / Banca: João Kluthcouski / Resumo: O trabalho de pesquisa teve por objetivo: 1) avaliar a produtividade de grãos da cultura de milho em épocas de consorciação com Brachiaria brizantha cv. Marandu e Panicum maximum cv. Mombaça em SPD; 2) avaliar o desempenho das plantas forrageiras consorciadas em épocas e a resposta à adubação nitrogenada aplicada após a colheita do milho, quanto à produtividade e valor nutritivo; 3) verificar, na B. brizantha, o acúmulo de nitrogênio total e proveniente do fertilizante nitrato de amônio (NPPF) com doses de nitrato de amônio (15NH4NO3) aplicado em cobertura nas plantas forrageiras após a colheita da cultura do milho; 4) avaliar o residual da adubação nitrogenada nas plantas forrageiras na cultura do milho cultivado em sucessão; 5)avaliar o aproveitamento do nitrogênio (15N), aplicado em cobertura na B. brizantha, pela cultura sucedânea do milho. Para atingir tais propósitos, foram conduzidos três estudos simultaneamente, conduzidos em condições de campo durante os anos agrícolas de 2003/04, 2004/05 e 2005/06 na Fazenda Experimental Lageado, da Faculdade de Ciências Agronômicas - Campus de Botucatu, em NITOSSOLO VERMELHO Estruturado, cultivado em SPD. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. No estudo I, os tratamentos foram: 1) cultivo do milho solteiro; 2) milho com Brachiaria brizantha cv. Marandu consorciada na semeadura; 3) milho com Brachiaria brizantha cv. Marandu consorciada na adubação de cobertura; 4) milho com Panicum maximum cv. Mombaça consorciado na semeadura; 5) milho com Panicum maximum cv. Mombaça consorciado na adubação de cobertura. No segundo e terceiro anos de condução do experimento (anos agrícolas 2004/05 e 2005/06), após a colheita da cultura do milho, foi aplicado nitrato de amônio em cobertura nas quantidades equivalentes a 0, 30, 60 e 120 kg ha-1 de N...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work aimed to: 1) evaluate corn grain yield under different intercropping epochs with Brachiaria brizantha cv. Marandu and Panicum maximum cv. Mombaça under no-tillage system; 2) evaluate the performance of the forages intercropped and the answer of these crops to nitrogen rates applied after corn harvest, considering the productivity and nutritional value; 3) verify, in B. brizantha, the total nitrogen accumulation and the nitrogen accumulated from the fertilizer ammonium nitrate (NPPF) under different ammonium nitrate rates (15NH4NO3) applied in the forages as cover crop after corn harvest; 4) evaluate the nitrogen profit (15N), applied as cover crop in B. brizantha, by corn cultivated in succession. To reach the proposed objectives, it was carried on three simultaneous studies, carriers on at field conditions, during the cropping years of 2003/04, 2004/05 and 2005/06 at Lageado Experimental Farm, College of Agricultural Sciences, in Botucatu, State of São Paulo, Brazil, in a structured Oxisol cultivated under no-tillage system. The experimental design was in blocks completely randomized, with four replicates. In the experiment I, the treatments were: 1) corn cultivated alone; 2) corn with Brachiaria brizantha cv. Marandu as consortium seeded at corn seeding; 3) corn with B. brizantha cv. Marandu as consortium seeded at corn cover fertilization; 4) corn with Panicum maximum cv. Mombaça as consortium seeded at corn seeding; 5) corn with P. maximum cv. Mombaça as consortium seeded at corn cover fertilization. In the second and third experimental years (2004/05 and 2005/06), after corn grain harvest, it was applied cover rates of ammonium nitrate, equivalent to 0, 30, 60 and 120 kg ha-1 of N. Only under B. brizantha were allocated micro parcels in which it was applied enriched ammonium nitrate (15NH4NO3), to evaluate the N recovery by Brachiaria ...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Morel de Passos e Carvalho / Banca: Marcelo Andreotti / Banca: Célia Regina Lopes Zimback / Resumo: O arroz é uma das fontes básicas de alimentação da humanidade. No processo de modernização e racionalização da agricultura brasileira, o uso de adubação adequada constitui um fator importante para o aumento da produtividade das culturas, redução dos custos de produção, maior retorno econômico para os produtores e redução do risco de degradação do meio ambiente. Assim, durante o ano agrícola 2009/2010, no município de Selvíria (MS), no Cerrado Brasileiro, foram estudados os atributos do arroz de terras e os atributos químicos de um LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico sob sistema plantio direto, irrigado por pivô central. O objetivo foi selecionar entre os atributos pesquisados, aquele com a melhor correlação, linear e espacial, para explicar a variabilidade da produtividade do arroz de terras altas. Foi instalada a malha geoestatística, para a coleta de dados do solo e da planta, com 120 pontos amostrais, numa área de 3,0 ha e declive homogêneo de 0,055 m m-1. Do ponto de vista linear, o número de espiguetas viáveis por panícula apresentou correlação potencial direta com a produtividade de grãos de arroz. Entretanto, do ponto de vista espacial, o teor da matéria orgânica do solo, quando avaliada na camada 0,10 - 0,20 m, apresentou-se como indicador da produtividade de grãos de arroz. Dessa forma, visando-se auxiliar futuros trabalhos voltados à agricultura de precisão, os quais venham a utilizar os mesmos atributos que os do presente, os valores dos alcances da dependência espacial a serem empregados deverão estar compreendidos entre 40,2 e 181,2 metros / Abstract: The rice is one of the basic sources of the humanity's feeding. In the modernization process and rationalization of the Brazilian agriculture, the use of appropriate fertilization constitutes an important factor for the increase of the yield crop, reduction of the production costs, larger economical return for the producers and reduction of the risk of degradation of the environment. Like this, during the agricultural year 2009/2010, in Selvíria County, Mato Grosso do Sul State, in the Brazilian Savannah, they were studied the attributes of the rice uplands and the chemical attributes in a Dystropherric Red Latosol (Typic Acrustox) under no-tillage, irrigated by central pivot. The objective was to select among the researched attributes, that with the best correlation, spatial and linear, to explain upland rice yield variability. The geostatistical grid was installed, to collect the soil and plant data, with 120 sampling points, in an area of 3.0 ha and and homogeneous slope of 0.055 m m-1. Of the linear point of view, the number of viable spikelets per panicle showed direct potential correlation with the yield of grains of rice. However, of the spatial point of view, the organic matter soil, when appraised in the layer 0.10-0.20 m, showed up came as indicator of the yield of grains of rice. Thus, in order to support future researches concern precision agriculture, which uses the same attributes of this research, the values of the range of the spatial dependence to be utilized should be among 40.2 and 181.2 meters / Mestre

A palha de cana-de-açúcar está se tornando uma biomassa lignocelulósica disponível a partir da progressiva introdução da colheita mecanizada da cana-deaçúcar no Brasil, situação que possibilita a utilização de uma parte desta como matéria-prima em processos de conversão termoquímica ou bioquímica. Além de pesquisas de uso da palha de cana para produção de bioenergia, a conversão bioquímica dos açúcares constituintes de sua fração hemicelulósica, particularmente a xilose, é uma rota potencial para seu aproveitamento na obtenção de produtos de alto valor agregado, como o xilitol. A importância deste poliol se deve às suas peculiares propriedades que permitem sua aplicação nas indústrias alimentícia, odontológica e farmacêutica, aliado ao fato do continuo e rápido crescimento de seu mercado mundial. No presente trabalho foi estudado o aproveitamento da fração hemicelulósica da palha de cana como matéria-prima na produção biotecnológica de xilitol, visando a valorização e incorporação desta biomassa em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar. O elevado conteúdo de hemicelulose da palha de cana (27%), similar ao encontrado em outras biomassas lignocelulósicas avaliadas para produção de xilitol, e a maior proporção de xilose no hidrolisado hemicelulósico (71%) em relação aos outros açúcares constituintes, tornam esta biomassa potencial matéria-prima para este bioprocesso. A utilização do hidrolisado hemicelulósico de palha de cana concentrado e destoxificado como meio de fermentação para a bioconversão de xilose em xilitol por Candida guilliermondii FTI 20037 foi avaliada em diferentes fases da pesquisa. Na primeira, foi estudada a necessidade de suplementação nutricional do hidrolisado e a disponibilidade inicial de oxigênio, sendo realizadas fermentações em batelada em frascos Erlenmeyer de 125mL com 25mL ou 50mL de meio, 30oC, 200rpm e 48h. Foi demonstrado que a suplementação do hidrolisado com extrato de farelo de arroz, (NH4)2SO4 e CaCl2·2H2O resultou em aumento do valor da produtividade volumétrica de xilitol, enquanto que a menor disponibilidade inicial de oxigênio favoreceu a eficiência de bioconversão. A avaliação do efeito dos co-substratos maltose, sacarose, celobiose e glicerol sobre este bioprocesso revelou que o maior favorecimento foi obtido com sacarose (10gL-1), já que resultou nos máximos valores de concentração final de xilitol (41,36 ± 1,69 gL-1), eficiência de bioconversão (75,70 ± 0,73%) e produtividade volumétrica (0,61 ± 0,02 gL-1h-1), correspondentes a incrementos de 9,04%, 5,01% e 6,56%, respectivamente, em relação à condição ausente de cosubstratos. A adição ao hidrolisado hemicelulósico de palha de cana de Dimetilsulfóxido (DMSO), composto com capacidade de permeabilizante de membrana celular, não resultou no incremento da produção de xilitol, a qual, pelo contrário, foi reduzida em razão da diminuição no consumo de xilose e crescimento celular de C. guilliermondii FTI 20037. Os resultados obtidos no presente estudo indicam que a produção biotecnológica de xilitol a partir de hidrolisado hemicelulósico de palha de cana suplementado com sacarose pode ser considerada uma rota de conversão bioquímica promissora para a valorização e integração desta biomassa em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar. / Sugarcane straw is becoming an available lignocellulosic biomass from the progressive introduction of non-burning harvest in Brazil, situation that enables the utilization of a portion of this material as feedstock in thermochemical and biochemical conversion processes. Besides the use of sugarcane straw for bioenergy production, biochemical conversion of the constituent sugars of its hemicellulosic fraction, particularly xylose, is a potential route for the use of this biomass to obtain high added value products, such as xylitol. The importance of this product is due to its particular properties that enable its application in food, dental and pharmaceutical industries, coupled with the fact of the continuous and rapid growth of its market. In the present work it was studied the utilization of sugarcane straw hemicellulosic fraction as feedstock for biotechnological production of xylitol, aiming at the valorization and integration of this biomass in a sugarcane biorefinery. The high hemicellulosic content of sugarcane straw (27%), similar to that found in other lignocellulosic biomasses evaluated for xylitol production, and the higher proportion of xylose in the hemicellulosic hydrolysate (71%) in relation to the other constituent sugars, make this biomass potential feedstock for this bioprocess. The utilization of the concentrated and detoxified sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate as fermentation medium for xylose-toxylitol bioconversion by Candida guilliermondii FTI 20037 was evaluated in different stages. In the first one, it was studied the necessity of nutritional supplementation of the hydrolysate and initial oxygen availability, being carried out batch fermentations in 125mL Erlenmeyer flasks with 25mL or 50mL of medium, 30oC, 200rpm and 48h. It was demonstrated that the supplementation of the hydrolysate with rice bran extract, (NH4)2SO4 and CaCl2·2H2O resulted on the increment of the value of xylitol volumetric productivity, whereas the higher initial oxygen availability favored the bioconversion efficiency. The evaluation of the effect of the co-substrates maltose, sucrose, cellobiose and glycerol on this bioprocess revealed that the higher improvement was obtained with sucrose (10gL-1), since it resulted in the maximum values of final concentration of xylitol (41.36 ± 1.69 gL-1), bioconversion efficiency (75.70 ± 0.73%) and volumetric productivity (0.61 ± 0.02 gL-1h-1), corresponding to increments of 9.04%, 5.01% and 6.56%, respectively, in relation to the condition absent of co-substrates. The addition to the sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate of Dimethyl-sulfoxide, a cell membrane permeabilizer, did not resulted on the increasing of the xylitol production, which, in fact, was reduced due to the diminution on xylose consumption and cell growth of C. guilliermondii FTI 20037. The results obtained in this study indicate that biotechnological production of xylitol from sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate supplemented with sucrose can be considered a promissory biochemical conversion route for valorization and integration of this biomass in a sugarcane biorefinery.