Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-11T12:09:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daiane Menegol.pdf: 767100 bytes, checksum: 82b3c01d04e469efeae8cdd3872a4845 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T12:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daiane Menegol.pdf: 767100 bytes, checksum: 82b3c01d04e469efeae8cdd3872a4845 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Considerando a redução da disponibilidade de petróleo e as mudanças climáticas causadas, entre outras razões, pelas emissões resultantes do uso de combustíveis fósseis, torna-se indispensável a busca por novas fontes de energia. O etanol, obtido a partir de materiais lignocelulósicos, é uma das principais promessas para a substituição dos combustíveis fósseis utilizados para os meios de transporte, porém tornam-se necessárias etapas de pré-tratamento e hidrólise do material antes da fermentação. Os pré-tratamentos hidrotérmicos utilizam água quente líquida ou vapor e se apresentam como uma opção ao pré-tratamento ácido, por não necessitarem de reatores resistentes a corrosão e formarem menos produtos inibidores da fermentação. Dentre os materiais lignocelulósicos, o capim-elefante se destaca pelo seu elevado potencial produtivo e características como qualidade, vigor e persistência, apresentando, em sua estrutura morfológica, teor de fibras favorável ao estudo da produção de etanol. Neste contexto, o presente trabalho estudou os efeitos do pré-tratamento hidrotérmico (água quente na forma líquida e gasosa) sobre capim-elefante e o seu efeito no rendimento da hidrólise enzimática da biomassa. Como resultados de análises das amostras de hidrólise enzimática, os pré-tratamentos utilizando água no estado gasoso, durante 6,5 min a 220°C, levaram a obtenção de liberação no meio de até 232 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Já para os pré-tratamentos utilizando água no estado líquido, durante 6,5 min a 220 °C e 12 min a 195 °C, a máxima liberação foi de 198 mg de glicose.g-1 de capim-elefante, sendo esses valores significativamente (p<0,05) maiores que a liberação de glicose na ausência de prétratamento, na qual foi observada uma liberação de 101 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Foi detectada reduzida formação de compostos inibitórios como furfural, hidroximetilfurfural durante os pré-tratamentos hidrotérmicos. Entretanto, quando a glicose, liberada das biomassas pré-tratadas hidrotermicamente e hidrolisadas enzimaticamente, foi fermentada a etanol por Saccharomyces cerevisiae, ocorreu diferença entre os rendimentos, sugerindo que houve inibição da fermentação pelos compostos presentes nos hidrolisados. Estes dados indicam que os pré-tratamentos hidrotérmicos apresentam potencial de uso como prétratamentos de biomassa de capim-elefante. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-16T11:46:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Andreia Toscan.pdf: 3316638 bytes, checksum: e6df674095bd2e3b586408f127cf038e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-16T11:46:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Andreia Toscan.pdf: 3316638 bytes, checksum: e6df674095bd2e3b586408f127cf038e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The reduction of oil resources and the expansion of climate change negative effects, a consequence of fossil fuel consumption, have prompted the search for alternative energy sources. Ethanol from lignocellulosic materials is a promising alternative to fossil fuels, but its production requires pretreatment and hydrolysis of the material prior to fermentation. Unlike acid pretreatments, hydrothermal pretreatments use hot water or steam, do not require corrosion resistant reactors and generate less inhibitors. Among the lignocellulosic materials, elephant grass stands out for its high yield and characteristics such as quality, vigor and persistence, as well as a fiber content that is favorable to ethanol production. In this context, the present study shows the effects of hydrothermal pretreatment (hot water and steam) on elephant grass and its effect on the yield of enzymatic hydrolysis. For the analysis of high performance liquid chromatography on enzymatic hydrolysis samples, pretreatments using steam for 6.5 min at 220 °C released up to 232 mg glucose/ g of elephant grass. The pretreatments with hot water carried out for 6.5 min at 220 °C and 12 min at 195 °C released up to 198 mg glucose/ g of elephant grass, such value being significantly (p < 0.05) higher than that related to the untreated elephant grass (101 mg of glucose/ g of elephant grass). A reduced production of fermentation inhibitory compounds, such as furfural and hydroxymethylfurfural, was observed during the hydrothermal pretreatment. However, when glucose released, biomasses hydrothermally pretreated and enzymatically hydrolyzed, was fermented to ethanol by Saccharomyces cerevisiae, difference was observed between the yields, suggesting inhibition of fermentation. These data indicate that the hydrothermal pretreatments can be potentially used to elephant grass biomass for bioethanol production.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Considerando a redução da disponibilidade de petróleo e as mudanças climáticas causadas, entre outras razões, pelas emissões resultantes do uso de combustíveis fósseis, torna-se indispensável a busca por novas fontes de energia. O etanol, obtido a partir de materiais lignocelulósicos, é uma das principais promessas para a substituição dos combustíveis fósseis utilizados para os meios de transporte, porém tornam-se necessárias etapas de pré-tratamento e hidrólise do material antes da fermentação. Os pré-tratamentos hidrotérmicos utilizam água quente líquida ou vapor e se apresentam como uma opção ao pré-tratamento ácido, por não necessitarem de reatores resistentes a corrosão e formarem menos produtos inibidores da fermentação. Dentre os materiais lignocelulósicos, o capim-elefante se destaca pelo seu elevado potencial produtivo e características como qualidade, vigor e persistência, apresentando, em sua estrutura morfológica, teor de fibras favorável ao estudo da produção de etanol. Neste contexto, o presente trabalho estudou os efeitos do pré-tratamento hidrotérmico (água quente na forma líquida e gasosa) sobre capim-elefante e o seu efeito no rendimento da hidrólise enzimática da biomassa. Como resultados de análises das amostras de hidrólise enzimática, os pré-tratamentos utilizando água no estado gasoso, durante 6,5 min a 220°C, levaram a obtenção de liberação no meio de até 232 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Já para os pré-tratamentos utilizando água no estado líquido, durante 6,5 min a 220 °C e 12 min a 195 °C, a máxima liberação foi de 198 mg de glicose.g-1 de capim-elefante, sendo esses valores significativamente (p<0,05) maiores que a liberação de glicose na ausência de prétratamento, na qual foi observada uma liberação de 101 mg de glicose.g-1 de capim-elefante. Foi detectada reduzida formação de compostos inibitórios como furfural, hidroximetilfurfural durante os pré-tratamentos hidrotérmicos. Entretanto, quando a glicose, liberada das biomassas pré-tratadas hidrotermicamente e hidrolisadas enzimaticamente, foi fermentada a etanol por Saccharomyces cerevisiae, ocorreu diferença entre os rendimentos, sugerindo que houve inibição da fermentação pelos compostos presentes nos hidrolisados. Estes dados indicam que os pré-tratamentos hidrotérmicos apresentam potencial de uso como prétratamentos de biomassa de capim-elefante. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The reduction of oil resources and the expansion of climate change negative effects, a consequence of fossil fuel consumption, have prompted the search for alternative energy sources. Ethanol from lignocellulosic materials is a promising alternative to fossil fuels, but its production requires pretreatment and hydrolysis of the material prior to fermentation. Unlike acid pretreatments, hydrothermal pretreatments use hot water or steam, do not require corrosion resistant reactors and generate less inhibitors. Among the lignocellulosic materials, elephant grass stands out for its high yield and characteristics such as quality, vigor and persistence, as well as a fiber content that is favorable to ethanol production. In this context, the present study shows the effects of hydrothermal pretreatment (hot water and steam) on elephant grass and its effect on the yield of enzymatic hydrolysis. For the analysis of high performance liquid chromatography on enzymatic hydrolysis samples, pretreatments using steam for 6.5 min at 220 °C released up to 232 mg glucose/ g of elephant grass. The pretreatments with hot water carried out for 6.5 min at 220 °C and 12 min at 195 °C released up to 198 mg glucose/ g of elephant grass, such value being significantly (p < 0.05) higher than that related to the untreated elephant grass (101 mg of glucose/ g of elephant grass). A reduced production of fermentation inhibitory compounds, such as furfural and hydroxymethylfurfural, was observed during the hydrothermal pretreatment. However, when glucose released, biomasses hydrothermally pretreated and enzymatically hydrolyzed, was fermented to ethanol by Saccharomyces cerevisiae, difference was observed between the yields, suggesting inhibition of fermentation. These data indicate that the hydrothermal pretreatments can be potentially used to elephant grass biomass for bioethanol production.

MENESES, Abner José Girão. Morfofisiologia do capim-elefante adubado com composto orgânico proveniente da produção e do abate de pequenos ruminantes. 2015. 85 f. Dissertação (mestrado em zootecnia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-04-05T19:16:40Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_ajgmeneses.pdf: 1928938 bytes, checksum: 0baf4f349226e0c7146a1b55dd2b5e9b (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-24T18:44:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_ajgmeneses.pdf: 1928938 bytes, checksum: 0baf4f349226e0c7146a1b55dd2b5e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T18:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_ajgmeneses.pdf: 1928938 bytes, checksum: 0baf4f349226e0c7146a1b55dd2b5e9b (MD5) Previous issue date: 2015 / Similarly to other agricultural activities, small ruminant farming produces waste that, if managed improperly, results in negative environmental impacts. However, when properly managed, sheep and goat farming waste have a high potential to be used as agricultural inputs. This study evaluated the morphological and physiological characteristics of Pennisetum purpureum cv. Cameroon irrigated and subjected to different levels of organic compost from waste production and slaughter of small ruminants. The experiment was conducted in a cut and carry elephant grass at Embrapa Goats and Sheep, Sobral-CE. The treatments consisted of different levels of the organic compost (0; 13,3; 26,6; 39,9; 53,2; 79,8 tha-1) besides a mineral treatment of nitrogen and potassium equivalent to 720 and 900 kgha-1year-1 , respectively. This was a split-plot randomized complete block design with repeated measures over time, in which the plots corresponded to seven levels of organic compost and an additional treatment (mineral fertilization), and the subplots to four crop growth cycles. The potential quantum efficiency (Fv/Fm) showed a value of 0,75 at a level of 79,8 tha-1. The fluorescence decrease ratio (Rfd) responded quadratically in cycles 1 and 2, indicating proper functioning of the photosynthetic apparatus over the cycles. In cycles 1 and 2, it was observed the maximum forage accumulation rate of 278,9 kg DMha-1day1 at a level of 70,63 tha-1. Biomass of leaf blades (LDB) and green stems (GCB) presented a quadratic response in cycle 1, with maximum point at the levels 67,73 and 63,05 tha-1, respectively. Similar behavior was found for the variables water use efficiency for blade production (WUELDB) and stem (WUEGCB), with maximum point at the levels 62,94 and 60,28 tha-1 compost. The contrast analysis between the levels of the organic compost x mineral fertilization evidenced no effect in the first cycle for most variables. In conclusion, due to the high rate of mineralization of nitrogen from the organic compost in the first two growth cycles, there is need for supplementation with nitrogen fertilizer in subsequent cycles, for the purpose of maintaining productivity. / Como todas as demais atividades agropecuárias, a criação de pequenos ruminante é geradora de resíduos que, manejados inadequadamente, acarretam em impactos negativos ao meio ambiente. Entretanto, vale salientar que, quando corretamente manejados, os resíduos oriundos da ovinocaprinocultura apresentam alto potencial como insumos agrícolas. Objetivou-se avaliar as características morfofisiológicas de Pennisetum purpureum cv Cameroon irrigado e submetido a doses de composto orgânico proveniente de resíduos da produção e do abate de pequenos ruminantes. O experimento foi realizado em capineira de capim-elefante, na Embrapa Caprinos e Ovinos, Sobral-CE. Os tratamentos foram doses do composto orgânico (0; 13,3; 26,6; 39,9; 53,2; 79,8 tha-1), além de um tratamento mineral de nitrogênio e potássio numa dose equivalente a 720 e 900 kgha-1ano-1, respectivamente. Utilizou-se o delineamento em blocos completos casualizados em esquema de parcelas subdivididas, com medidas repetidas no tempo, onde as parcelas corresponderam a sete doses de composto orgânico e um tratamento adicional (adubação mineral) e, as subparcelas, quatro ciclos de crescimento da cultura. A eficiência quântica potencial (FV/FM) apresentou valor de 0,75 na dose de 79,8 tha-1. Porém, a razão de decréscimo da fluorescência (Rfd) respondeu de maneira quadrática nos ciclos 1 e 2, denotando bom funcionamento do aparato fotossintético ao longo dos ciclos. Nos ciclos 1 e 2, foi verificado a taxa de acúmulo de forragem máxima de 278,9 kg de MSha-1dia-1, na dose de 70,63 tha-1. As variáveis biomassa de lâmina foliar verde (BLV) e de colmo verde (BCV) apresentaram comportamento quadrático no ciclo 1, com ponto de máximo nas doses 67,73 e 63,05 tha-1, respectivamente. Comportamento semelhante foi verificado para as variáveis eficiência de uso água para produção de lâmina (EUABLV) e de colmo (EUABCV), com ponto de máximo nas doses 62,94 e 60,28 tha-1 do composto. A análise de contraste entre as doses do composto orgânico x adubação mineral não revelou efeito no primeiro ciclo para a maioria das variáveis analisadas. Conclui-se que devido à alta taxa de mineralização do nitrogênio do composto orgânico nos dois primeiros ciclos de crescimento, há a necessidade da suplementação com o uso de adubação nitrogenada nos ciclos subsequentes, com o propósito de garantir a manutenção da produtividade.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-12-07T14:40:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 623147 bytes, checksum: ba5e9bf81cd0f06442c1754ed6b435ed (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T14:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 623147 bytes, checksum: ba5e9bf81cd0f06442c1754ed6b435ed (MD5) Previous issue date: 2015-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho foi realizado com os objetivos de quantificar a diversidade genética entre acessos de Capim-elefante do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa (BAGCE), por meio de caracteres morfo-agronômicos e de qualidade da biomassa, e avaliar a aptidão dos grupos Cameroon e Napier, visando pré-melhoramento genético do capim- elefante para a produção de bioenergia via combustão direta da biomassa. Utilizou-se da metodologia de modelos mistos para estimar os valores genotípicos de 100 acessos do BAGCE com base em caracteres morfo-agronômicos e de qualidade da biomassa, bem como avaliar a aptidão dos grupos Napier e Cameroon. Os grupos de dissimilaridade genética foram obtidos pelo método de Tocher a partir da matriz de dissimilaridade genética, obtida pela distância euclidiana média padronizada. Para quantificar a importância relativa dos caracteres para a diversidade genética, utilizou-se o método de Singh. Para a visualização da diversidade genética dentro dos grupos de dissimilaridade, utilizou-se o método hierárquico do vizinho mais próximo. Análises de correlações canônicas foram realizadas entre os grupos de caracteres morfo-agronômicos e de qualidade da biomassa para os grupos Napier e Cameroon. Complementarmente, utilizou-se a análise de trilha tendo-se como variável principal o poder calorífico (POC). Verificou-se que os acessos do BAGCE apresentaram maior variabilidade genética quanto aos caracteres de qualidade da biomassa em relação aos morfo-agronômicos. Os 100 acessos do BAGCE foram divididos em seis grupos de dissimilaridade genética, com potencial de uso na produção de etanol de segunda geração e combustão direta da biomassa. O grupo Cameroon apresenta em média aproveitamento térmico pela combustão da biomassa superior ao grupo Napier e, portanto, possui maior aptidão para a cogeração de energia. Para o grupo Napier o primeiro par canônico indicou que acréscimo no diâmetro do colmo (DC) resulta em redução da porcentagem de biomassa seca (%BS) e do teor de cinzas (CZ) e proporcionam incrementos no caractere POC. O segundo par canônico indica que os acessos do grupo Napier com florescimento (FLOR) mais tardio e com maior altura de plantas (ALT) são os que apresentam vimenores teores de lignina (LIG) e nitrogênio (NIT). Enquanto o terceiro par canônico sugere que plantas com o FLOR mais tardio são as que proporcionam maiores teores de CZ e menores POC. Quanto à interpretação do primeiro par canônico para os acessos do grupo Cameroon pode-se afirmar que plantas com maior ALT e maior DC apresentam menores teores de CZ e maiores valores de POC, assim como menores conteúdos de celulose/lignina (C/L). No grupo Napier, destacaram-se os caracteres DC, LIG e CZ, enquanto, no grupo Cameroon, as características ALT, DC, C/L LIG, fibra em detergente neutro (FDN) e CZ foram as principais determinantes do POC. Este trabalho é pioneiro na quantificação da diversidade genética, visando utilização do capim- elefante como insumo bioenergético e reforça a importância de ações de pré- melhoramento para elevar a cultura do capim-elefante a um patamar de destaque na diversificação sustentável da matriz energética brasileira. / This work was carried out to quantify the genetic diversity of Embrapa’s Active Germplasm Bank of Elephant grass (BAGCE), through morphoagronomic and biomass quality traits and assess the suitability of Cameroon and Napier groups, aiming pre- breeding of elephant grass for bioenergy production. For this, 100 BAGCE accessions were evaluated by morphoagronomic and biomass quality traits, in two cuts. We used the mixed model methodology to estimate the genotypic values of 100 BAGCE accessions, using morphoagronomic and biomass quality traits, and to evaluate the suitability of Napier and Cameroon groups. The genetic dissimilarity groups were obtained from Tocher method using dissimilarity matrix, obtained by standardized average Euclidean distance. To quantify the relative importance of traits to genetic diversity it was used the method proposed by Singh. To display the genetic diversity within the dissimilarity groups, we used hierarchical neighbor joining method. Canonical correlations analyses were carried out between groups of morphoagronomic and biomass quality traits, for elephant grass groups, Napier and Cameroon. In addition, we used the path analysis using as the main variable calorific value (POC). We found that the BAGCE accessions showed genetic variability superior to quality biomass than morphoagronomic traits. The 100 BAGCE accessions were distributed into six groups of genetic dissimilarity, with potential for second generation ethanol production and direct combustion of biomass. The Cameroon group has an average thermal recovery from combustion of the biomass superior than Napier group, and therefore, exhibit greater suitability to energy cogeneration. In Napier group, the first canonical pair indicates that the increase in average stalk diameter (DC) results in reduction of the percentage of dry biomass (% BS) and ash content (CZ) and increase calorific value (POC). The second canonical pair, reports that plants with late flowering (FLOR) and greater height average (ALT) are those with lower lignin content (LIG) and nitrogen (NIT). The third one, indicate that latter flowering accessions present higher values for CZ, lower POC and higher in vitro digestibility of dry biomass (DIBS). For Cameroon viiigroup, plants with higher ALT and DC have lower CZ and cellulose/lignin reason (C/L) and higher POC. Based on path analysis, we observed as main determinants of POC, in Napier group, the traits DC, LIG and CZ and ALT, DC, C/L LIG, FDN e CZ for Cameroon group. This work is pioneer in genetic diversity quantification, aimed the use of elephant grass as a bioenergy feedstock and reinforces the importance of pre- breeding to raise the elephant grass culture to a prominent level in the sustainable diversification of the Brazilian energy matrix.

Dentre as estruturas que compõem os fitômeros das gramíneas, a folha tem grande importância, pois é a fonte primária de produção de fotoassimilados para a planta como um todo e também é o componente de maior valor nutritivo. Em gramíneas, o alongamento de folhas e, consequentemente da nervura central, ocorre de forma não proporcional, afetando a morfologia e a anatomia das lâminas foliares e interferindo em seu valor nutritivo. Com o intuito de avaliar a relação entre tamanho final do limbo foliar, proporção e espessura da nervura central (NC) e sua relação com as características anatômicas e o valor nutritivo (VN) em lâminas foliares de diferentes tamanhos e ordens de inserção, foram conduzidos dois experimentos concomitantes utilizando um protocolo de plantas isoladas desenvolvido especificamente para esta finalidade no verão de 2017 (janeiro a março). A espécie estudada foi o Pennisetum purpureum Schum. cv. Napier (capim-elefante). O objetivo do primeiro experimento foi caracterizar o padrão de expansão e a morfologia da lâmina foliar seccionada em 10 fragmentos de mesmo tamanho, e caracterizar a anatomia ao longo dos segmentos basal, mediano-basal, mediano, mediano-apical e apical, ambos em lâminas foliares de perfilhos basais de diferentes tamanhos e ordens de inserção (fitômeros 5 a 16) em função de sua programação ontogênica. As coletas de amostras tiveram início a partir da expansão da 5ª folha (fitômero 5) e foram encerradas quando a 16ª folha completou sua expansão (fitômero 16). Para avaliar o efeito da idade da folha sobre a deposição de tecidos de sustentação, foram coletadas todas as folhas de dois perfilhos (um para avaliações anatômicas e um para avaliações morfológicas) no momento da expansão da 16ª folha, seguindo os mesmos critérios de avaliação descritos anteriormente. As plantas foram distribuídas segundo um delineamento em blocos completos casualizados com quatro repetições. O objetivo do segundo experimento foi caracterizar a relação entre o padrão de expansão das folhas (proporção de nervura central) e seu valor nutritivo ao longo dos segmentos de folhas descritos acima, nas mesmas folhas. A amostragem foi realizada quando a 16ª folha concluiu seu desenvolvimento e expôs sua lígula. Foram cultivadas 1320 plantas, divididas em três blocos homogêneos com 440 plantas cada, de modo a proporcionar a quantidade mínima necessária de material seco e moído para análises de proteína bruta (PB) e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS). As lâminas foliares apresentaram o mesmo padrão de expansão, apesar de diferentes valores de largura e comprimento final. A massa de nervura central variou linearmente com o aumento de massa da lâmina foliar, e apresentou redução em sua proporção da base para a porção apical da folha. Não houve variações significativas nas características anatômicas entre os segmentos das lâminas foliares quando a nervura central não foi considerada. Excluindo os segmentos em processo de senescência (fitômeros 5 a 7), as porções finais de folhas grandes apresentaram valor nutritivo semelhante àquele de folhas pequenas. As análises multivariadas de agrupamento (Cluster) e de componentes principais (PCA) agruparam e classificaram as folhas de acordo com seu nível de inserção no perfilho e aporte estrutural. As folhas mais longas foram caracterizadas como segue: 1- frações basais por altos valores de esclerênquima (ESC), massa seca da nervura (MSN), largura da nervura (LN) e mesofilo (MES) e baixos valores PB, área foliar específica (AFE), DIVMS e epiderme total (EpiT); 2- frações medianas com altos valores de feixes vasculares (FV), comprimento da folha (CF), comprimento do segmento (CS), massa seca do limbo (MSL), massa seca total (MST), largura do limbo (LL) e largura total (LT) e baixos valores de matéria mineral (MM); e 3- frações apicais (próximas ao ápice foliar) com altos valores de PB, AFE, DIVMS e EpiT e baixos valores de ESC, MSN, LN e MES. As folhas mais curtas, independentemente de suas porções ou segmentos, se caracterizaram por altos valores de DIVMS, MM, PB, EpiT e AFE e baixos valores de FV, ESC, MES, MSN, CF, CS. Os resultados podem ser utilizados para desenvolver modelos de crescimento tridimensional das plantas com a capacidade de predizer valor nutritivo e ingestão de nutrientes de animais em pastejo, bem como auxiliar no estabelecimento de metas de manejo do pastejo. / Among the structures comprising grass phytomers, the leaf is important because it is the primary source of assimilate for the entire plant and is also the component of greatest nutritive value. In grasses, leaf elongation, and consequently mid rib elongation, occurs in a non proportional way, affecting the morphology and the anatomy of the leaf blade and impacting its nutritive value. This study aimed at evaluating the relationship between final leaf blade length and the proportion and thickness of the mid rib, as well as their relation with anatomical characteristics and nutritive value along the blades of leaves with different sizes and levels of insertion on the tiller (leaf age - phytomers 5 to 16). Two concomitant experiments were carried out during summer of 2017 (January to April) using an isolated plant protocol specifically developed for this purpose. Elephantgrass (Pennisetum purpureum Schum. cv. Napier) was used as model plant. The objective of the first experiment was to characterize the pattern of leaf expansion and the morphology and anatomy of the leaf blade in sections along its length (basal, median-basal, median, median-apical, apical) using leaves of different sizes and levels of insertion (phytomers 5 to 16) on basal tillers according to their ontogenetic organization. Sampling started when the fifth leaf (phytomer 5) completed its expansion and ended when the 16th leaf (phytomer 16) completed its expansion. In order to evaluate the effect of leaf age on the synthesis of support tissues, all leaves from two tillers (one for anatomical and other for morphological evaluations) were harvested when the 16th leaf completed its expansion, following the same procedures described above for individual leaves. The experimental design was a randomized complete block, with four replications. The objective of the second experiment was to characterize the relationship between the pattern of leaf expansion (proportion of mid rib in leaf blade) and nutritive value along the length (basal, median-basal, median, median-apical, apical portions) using leaves of different sizes and levels of insertion (phytomers 5 to 16) on basal tillers. Sampling was done when the 16th leaf completed its expansion and exposed its ligule. A total of 1,320 plants were cultivated in three homogeneous blocks of 440 plants each, ensuring the minimum amount of dry, ground material for the chemical analyses of crude protein (CP) and in vitro dry matter digestibility (IVDMD). There was a common pattern of leaf expansion despite the different final leaf blade width and length. The weight of mid rib varied linearly in relation to the increase in leaf blade mass, and showed a decreasing gradient of proportion from the basal to the apical portion of the leaf. Anatomically, there were no significant changes in tissue proportions along the length of the leaf blade when the mid rib was not considered. Except for the senescing apical portion of older leaves (phytomers 5 - 7), the apical portion of large leaves showed similar nutritive value (IVDMD and CP) to that of small leaves. The multivariate analyses of Cluster and Principal Components grouped and stratified phytomers according to their level of insertion on the tiller and structural support, with longer leaves characterized as: 1- basal portions with high values of sclerenchyma (SCL), mid rib mass (MRM), mid rib width (MRW) and mesophyll (MES) and low values of CP, specific leaf area (SLA), IVDMD and total epidermis (EPIt); 2- median portions with high values of vascular bundles (VB), leaf blade length (LBL), portion length (PL), non-mid rib leaf blade mass (LBM), total leaf blade mass (TLBM), non mid rib leaf blade width (LBW) and total leaf blade width (TLBW) and low values of mineral matter (MM); and 3- apical portion with high values of CP, SLA, IVDMD and EPIt and low values of SCL, MRM, MRW and MES. Shorter leaves were characterized by high values of IVDMD, MM, CP, EPIt and SLA and low values of VB, SCL, MES, MRM, LBL and PL. The results can be used for developing tridimensional plant growth models capable to estimate the nutritive value and nutrient intake by grazing animals, as well as to assist in establishing grazing management targets.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:54:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 259784 bytes, checksum: bf02d9afe7c4df31111cb741ce4d8305 (MD5) Previous issue date: 2008-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Two experiments were conducted, on a completely randomized design, to evaluate the nutritive value, fermentative characteristics and losses of elephant grass silage produced with and without wilting and added of cassava meal (0; 7,5; 15 e 22,5 % da MN), and to determine protein and carbohydrate fractions of silage. It were used PVC silos with 50 cm height and 10 cm diameter, fitted with a Bunsen type valve to eliminate gas produced by fermentation and sand placed in the bottom to capture effluents. In experiment I, wilting associated with cassava meal was efficient to increase dry matter (DM) content, minimize DM losses and reduce crude protein (CP), acid detergent insoluble nitrogen, neutral detergent fiber, neutral detergent fiber ash and protein free, acid detergent fiber, and celluloses contents. Cassava meal addition in elephant grass silage production caused reduction in ether extract, hemicelluloses and lignin contents and increased organic matter content, in vitro DM digestibility, and total digestible nutrients. The wilting treatment had effect only in neutral detergent insoluble nitrogen content. Relative to variables inherent to silages fermentative characteristics, pH and butyric acid presented quadratic behavior, with pH showing minimum value of 3.7 % in 15.9 % cassava meal level, in no wilting silages, value within the range considered satisfactory to obtain silage of quality. Concerning to ammonia nitrogen and acetic acid, it was observed quadratic and decreasing linear behavior for silages without and with wilting, respectively. In regard to propionic acid, it was verified a decreasing linear behavior in silages without wilting and, in wilted silages there was no effect on this variable. There was wilting and cassava meal levels effect only on silages lactic acid value, which reduced linearly. Wilting and cassava meal can be used to increase silage DM content. In experiment II, the fractions that compose total carbohydrates (TC) and CP of the silages were determined and evaluated. The regression analysis detected a linear rising of TC content as function of cassava meal addition. The association of wilting with different levels of cassava meal influenced the TC fractions (A+B1 and B2), but had no effect on nitrogen fractions (A and B1+B2). Cassava meal addition reduced linearly the TC C fraction. Silages fractions B3 and C presented significant interaction between wilting and cassava meal levels, verifying quadratic effect of B3 fraction content and decreasing linear effect of C fraction. / Dois experimentos foram conduzidos, no delineamento inteiramente casualizado, para avaliar o valor nutritivo, as características fermentativas e as perdas da silagem de capim-elefante produzida com e sem emurchecimento e acrescida de farelo de mandioca nos níveis 0; 7,5; 15 e 22,5 % da (MN) e determinar as frações protéicas e dos carboidratos da silagem. Foram utilizados silos de PVC com 50 cm de altura e 10 cm de diâmetro, providos de válvula de Bunsen, para saída de gases oriundos da fermentação, e areia no fundo, para captação dos efluentes. No experimento I, a associação do emurchecimento com o farelo de mandioca elevou os teores de matéria seca (MS), minimizou as perdas de MS e reduziu os teores de proteína bruta (PB), nitrogênio insolúvel em detergente ácido, fibra em detergente neutro, fibra em detergente neutro isenta de cinzas e proteína, fibra em detergente ácido e celulose. A adição de farelo de mandioca na produção da silagem de capim-elefante reduziu os teores de extrato etéreo, hemicelulose e lignina e aumentou o teor de matéria orgânica, a digestibilidade in vitro da MS e os nutrientes digestíveis totais. O emurchecimento teve efeito apenas sobre os teores de nitrogênio insolúvel em detergente neutro. Em relação às variáveis inerentes às características fermentativas das silagens, o pH e o ácido butírico apresentaram comportamento quadrático, o pH apresentou valor mínimo de 3,7 % no nível de 15,9 % de farelo de mandioca, nas silagens não emurchecidas, valor dentro da faixa considerada satisfatória para obtenção de silagem de qualidade. Quanto ao nitrogênio amoniacal e ácido acético, observou-se comportamento quadrático e linear decrescente para as silagens sem e com emurchecimento, respectivamente. No tocante ao ácido propiônico, verificou-se comportamento linear decrescente nas silagens sem emurchecimento e, nas silagens emurchecidas, não se constatou efeito sobre esta variável. Houve efeito de emurchecimento e de níveis de farelo de mandioca apenas sobre o valor de ácido lático das silagens, que reduziu linearmente. O emurchecimento, bem como o farelo de mandioca podem ser utilizados para elevar os teores de MS da silagem. No experimento II, foram determinadas e avaliadas as frações que constituem os carboidratos totais (CHO) e a PB das silagens. A análise de regressão detectou elevação linear do teor de CHO em função da adição de farelo de mandioca. A associação do emurchecimento com os diferentes níveis de farelo de mandioca influenciaram as frações de CHO (A+B1 e B2), mas não tiveram efeito sobre as frações nitrogenadas (A, B1+B2). A adição de farelo de mandioca reduziu linearmente a fração C dos CHO. No que concerne às frações B3 e C das silagens, observa-se que as mesmas apresentaram interação significativa entre emurchecimento e níveis de farelo de mandioca, constatando-se efeito quadrático para os teores da fração B3 e efeito linear decrescente para a fração C.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-18T17:08:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Zaika, Marina Gadens.pdf: 3417069 bytes, checksum: e7a555d3e211bdb7368517e8e8789617 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T17:08:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Zaika, Marina Gadens.pdf: 3417069 bytes, checksum: e7a555d3e211bdb7368517e8e8789617 (MD5) Previous issue date: 2018-04-10 / A pesquisa teve como objetivo a avaliação dos parâmetros de tratabilidade, designados assim, como as variáveis, fatores, configurações hidráulicas e de operação, que por hipótese, potencialmente oferecessem influência no processo de melhoria da qualidade da água residuária (concentrado salino) decorrente da dessalinização por ultrafiltração e osmose reversa, através da aplicação de Sistemas Alagados Construídos, cultivados com capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schum.). Os estudos foram conduzidos em escala de bancada, dentro de uma estufa agrícola semi-climatizada. Foram confeccionadas doze unidades experimentais, e estabelecidos quatro configurações de tratamento com três repetições cada, operadas e monitoradas durante cinco meses, variando em função da operação do sistema, se de fluxo contínuo ou de regime estático, e também no tempo de detenção hidráulica de três ou quatro dias. Amostras de água foram coletadas na entrada e na saída de cada unidade, e foram analisados em laboratório para a caracterização físico-química e monitoramento dos parâmetros: pH, alcalinidade, oxigênio dissolvido, turbidez, salinidade, dureza, cálcio, cloretos, sulfatos, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos totais e demanda química de oxigênio. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey, em nível de 95% de confiança, utilizando-se o programa estatístico SISVAR. Os sistemas que foram submetidos ao regime estático, com tempo de detenção hidráulica de quatro dias, nas três primeiras semanas de operação, mostraram ser mais eficientes na remoção média de salinidade (53,1%), dureza (69,2%), cálcio (66,7%), cloreto (44,5%), condutividade elétrica (40,7%) e sólidos dissolvidos totais (86,7%). A planta conseguiu absorver 0,25% do íon sódio pelas suas raízes para a sua nutrição, segundo resultados de ensaio de microscopia eletrônica. / The aim of this research was to evaluate the treatability parameters, which were defined as variables, factors, hydraulic and operating configurations, which, by hypothesis, could potentially influence the process of improving the quality of wastewater (brine) resulting from desalination by ultrafiltration and reverse osmosis, through the application of Constructed Flooded Systems, cultivated with elephantgrass (Pennisetum purpureum, Schum.). The studies were conducted on bench scale, within a semi-heated agricultural greenhouse. Twelve experimental units were established, and four treatment configurations were established with three replicates each, operated and monitored for five months, varying according to the operation of the system, whether continuous or static, and also in the hydraulic holding time of three or four days. Samples of water were collected at the entrance and exit of each unit, and were analyzed in the laboratory for the physico-chemical characterization and monitoring of parameters: pH, alkalinity, dissolved oxygen, turbidity, salinity, hardness, calcium, chlorides, sulfates, conductivity total dissolved solids and chemical oxygen demand. The results were submitted to analysis of variance and Tukey's test, at a 95% confidence level, using the statistical program SISVAR. The systems that were submitted to the static regime, with hydraulic detention time of four days, during the first three weeks of operation, showed to be more efficient in the average removal of salinity (53.1%), hardness (69.2%), calcium (66.7%), chloride (44.5%), electrical conductivity (40.7%) and total dissolved solids (86.7%). The plant was able to absorb 0.25% of the sodium ion by its roots for its nutrition, according to results of the electron microscopy.

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária / The objective of this work was evaluate two pasture-based systems (PS) with elephantgrass (Pennisetum purpureum Schum.), ryegrass (Lolium multiflorum Lam.), and spontaneous growth species varying in one system, the mixture with white clover (Trifolium repens L.) and, in the other system, with forage peanut (Arachis pintoi Kraprov & Gregory), handled under rotational grazing. The experiment was done from April 24th, 2007 to April 30th, 2008, totalizing 371 days. In order to evaluate were used four paddocks with 0.25 ha each one, where the elephantgrass was established in lines with a distance of 4 m between lines. In the winter period, in space between lines, was established the ryegrass and in two paddocks the white clover was sown and, in the other two, the forage peanut was preserved, which had already been established. The experimental design was completely randomized, with two treatments (pasture-based systems), two replicates (paddocks) and in subdivided parcels in the time (grazing cycles). The grazing were fertilized with 100, 60 and 100kg/ha de N, P2O5 and K2O, respectively. As experimental animals were used Holstein cows, in lactation, receiving 6 and 5 kg of complementary concentrate feed in winter and summer periods, respectively. The cows live weight was 514±35.9 kg and mean milk production of 20.80±2.23 kg/day. During the evaluation 11 grazing were done, six in the winter period, defined by ryegrass, and 5 in the summer period where the pre and post grazing were analyzed; the botanical compositions of grazing and structural of elephantgrass, ryegrass and legumes; accumulation rates and of disappearance of forage mass; stocking rate and pasture chemical composition (by samples of grazing simulation). The results show that the appraised botanical composition, in each treatment, contributed to compensate the offer and the forage chemical composition during the year. It was verified a better performance in the pasturebased system, using the forage peanut, considering the mean of the accumulation taxe and of disappearance of forage mass. Pasture-based systems showed similar chemical composition, indicating, the need of improving pasture-based systems to raise the pasture mass production at the start winter period, mainly the legumes contribution. / O trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar dois sistemas forrageiros tendo como componentes comuns o capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.), o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e as espécies de crescimento espontâneo variando em um sistema o consórcio com o trevo branco (Trifolium repens L.), e em outro, com o amendoim forrageiro (Arachis pintoi Kraprov. & Gregory), manejados sob pastejo rotacionado. O experimento foi realizado no período de 24 de abril de 2007 a 30 de abril de 2008, totalizando 371 dias. Para a avaliação foram usados quatro piquetes com 0,25 ha cada um, onde o capimelefante encontrava-se estabelecido com espaçamento de 4 m entre linhas. No período hibernal, nas entrelinhas do capim-elefante, fez-se o estabelecimento do azevém e em dois piquetes semeou-se o trevo branco e nos outros dois se preservou o amendoim forrageiro, que já se encontrava estabelecido. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com dois tratamentos (sistemas forrageiros), duas repetições de área (piquetes) e em parcelas subdivididas no tempo (ciclos de pastejo). As pastagens foram adubadas com 100, 60 e 100 kg/ha de N, P2O5 e K2O, respectivamente. Como animais experimentais foram utilizadas vacas em lactação da raça Holandesa, recebendo complementação alimentar de 6 e 5 kg de concentrado/dia nos períodos estival e hibernal, respectivamente. O peso médio das vacas foi de 514±35,9 kg e produção média de leite de 20,80±2,23 kg/dia. Durante a avaliação foram realizados 11 pastejos, seis no período hibernal, definido pela participação do azevém, e cinco no período estival, avaliando-se a massa de forragem de pré e pós-pastejo; as composições botânica da pastagem e estrutural do capim-elefante, do azevém e das leguminosas; as taxas de acúmulo e de desaparecimento de matéria seca; a carga animal e a composição química do pasto (a partir de amostras de simulação de pastejo). Os resultados demonstram que a composição botânica avaliada em cada tratamento contribuiu para equilibrar, em parte, a oferta e a composição química da forragem no decorrer do ano. Considerando-se os dados médios da massa de forragem, das taxas de acúmulo e de desaparecimento de matéria seca, e a lotação, verificou-se melhor desempenho no sistema forrageiro envolvendo o amendoim forrageiro. Os sistemas forrageiros apresentaram composição química similar, apontando para um sinergismo entre as espécies de gramíneas e leguminosas. No entanto, observa-se a necessidade de se aperfeiçoar os sistemas forrageiros para elevar a produção de massa de forragem no início do período hibernal, especialmente em relação à contribuição das leguminosas.