A colheita mecanizada da cana-de-açúcar (Saccharum spp. L.) deposita grande quantidade de palha sobre o solo, a qual é considerada uma excelente opção de matéria-prima lignocelulósica para a geração de energia. A quantidade de palha de cana-de-açúcar a ser retirada do campo e os impactos dessa prática no solo e no crescimento das plantas ainda não estão definidas. Assim, o objetivo desse estudo foi de avaliar os efeitos da remoção da palha de cana-de-açúcar do campo para fins energéticos na massa e arquitetura do sistema radicular e, sua relação com a produtividade da cultura. O experimento foi realizado no município de Capivarí (SP), utilizando a variedade CTC14, em um Latossolo Vermelho Distrófico típico, de textura média. Os tratamentos representaram quantidades crescentes de palhada mantidas sobre a superfície do solo, provenientes da colheita mecanizada, sendo esses: 0 Mg ha-1 (remoção de 100% da palhada); 4,2 Mg ha-1 (75% de remoção); 8,7 Mg ha-1 (50% de remoção) e 18,9 Mg ha-1 (sem remoção). As avaliações estimaram a distribuição (arquitetura) vertical do sistema radicular no perfil do solo, e a massa de raízes e sua distribuição horizontal na área. As amostras foram coletadas nas profundidades de 0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm e 60-80 cm utilizando cavadores manuais. A densidade do solo foi determinada com amostras indeformadas de solo e a resistência à penetração por meio de penetrômetro de impacto. Os efeitos das diferentes quantidades de palha sobre o sistema radicular e sobre variáveis do solo foram avaliados por meio de análise de regressão, análise de correlação de Pearson, ANOVA e teste médias. A manutenção da palha diminui a resistência à penetração (RP) possivelmente devido à manutenção da umidade do solo. Altas quantidades de palha (18,9 Mg ha-1) diminuíram a densidade radicular e a produtividade final da cana-de-açúcar. Mesmo que de forma discreta, a manutenção da palha de cana-de-açúcar sobre o solo é capaz de alterar a distribuição do sistema radicular e se apresenta como um importante fator para a redução da densidade do solo e da resistência à penetração, sendo uma estratégia viável para o sistema radicular e, consequentemente, na produtividade final. Quantidades intermediárias de palha sobre o solo (dentre as mantidas neste estudo) aparenta ser a melhor alternativa para utilização da biomassa da cana-de-açúcar, empregando seu excedente para a produção de energia. / The mechanized harvest of sugarcane (Saccharum spp. L.) deposits a large amount of straw on the soil, which is considered an excellent choice of lignocellulosic raw material for the generation of energy. The amount of sugarcane straw to be removed from the field and the impacts of this practice on soil and plant growth are not yet defined. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of sugarcane straw removal from the field for energetic purposes in the mass and architecture of the root system and your relation with crop productivity. The experiment was conduced in Capivarí (SP), using the variety CTC14, in a sandy clay loam soil. The soil type of experimental area was a Rhodic Kandiudox (USDA Soil Taxonomy). The treatments represented increasing amounts of straw kept on the soil surface, from the mechanized harvest, being: 0 Mg ha-1 (removal of 100% of the straw); 4.2 Mg ha-1 (75% removal); 8.7 Mg ha-1 (50% removal) and 18.9 Mg ha-1 (without removal). The evaluations estimated the vertical distribution (architecture) of the root system in the soil profile, and the root mass and its horizontal distribution in the area. Samples were collected at depths of 0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm and 60-80 cm using manual diggers. Soil density was determined with undisturbed soil samples and resistance to penetration by means of an impact penetrometer. The effects of the different amounts of straw on the root system and on soil variables were evaluated by means of regression analysis, Pearson correlation analysis, ANOVA and mean test. Straw maintenance reduces penetration resistance (PR) possibly due to the maintenance of soil moisture. High amounts of straw (18.9 Mg ha-1) decreased the root density and final yield of sugarcane. Even though in a discrete manner, the maintenance of sugarcane straw on the soil is capable of altering the distribution of the root system and is an important factor for the reduction of soil density and resistance to penetration. feasible strategy for the root system and, consequently, the final productivity. Intermediate amounts of straw over the soil (among those maintained in this study) appear to be the best alternative for the use of sugarcane biomass, using its surplus for the production of energy.

Emissões de N2 e N2O reduzem a eficiência da adubação e podem causar danos ambientais. O método do traçador isotópico (15N) é indicado para medições de N2 e N2O, masnão há relatos de sua utilização no Brasil na quantificação desses gases.O objetivo deste estudo foi adaptar o método do traçador 15N às condições brasileiras para quantificar N2 e N2O derivados do fertilizante aplicado à cana-de-açúcar. Para o ajuste do métodoforam conduzidos três experimentos: um em condições controladas e dois em condições de campo. Em ambiente controlado foram utilizados três solos com diferentes classes texturais. A influência da umidade (40, 60 e 80% da capacidade máxima de retenção de água - CMRA) e da adição ou não de dextrose (500 mgkg-1 de C), foram outros parâmetros avaliados. O K15NO3enriquecido em 23,24% em átomos de 15N foi a fonte de N (100 mg kg-1 de N) utilizada. Os trabalhos de campo foram realizados em Latossolo Vermelho da região de Piracicaba-SP, em área de canade- açúcar sem despalha a fogo. No segundo experimento, foram testadas: fontes de N (15ureia e 15NH4 15NO3, ambos com 31,9% em átomos de 15N); doses de N (55 e 110 kg ha-1); com e sem vinhaça (100 m3 ha-1). No terceiro foram testadas doses de N (70 e 140 kg ha-1)na forma de 15NH4 15NO3; doses de vinhaça (75 e 150 m3 ha-1); com e sem a cobertura de palha (11 Mg ha-1). Em cada experimento, buscou-se aprimorar o protocolo de coleta, preparo e análise dos gases. No primeiro experimento observou-se que somente tratamentos com dextrose emitiram N2O, sendo as emissões aumentadas com a elevação da CMRA de 40 para 60%.Perdas de N (N2 + N2O) do K15NO3variaram de 0,04 a 48,26%. No segundo experimento não foram observadas emissões nos tratamentos com 15ureia. Nos tratamentos com 15NH4 15NO3, somente N2O foi detectado.A vinhaça potencializou as emissões de N2O, mas os fatores de emissão ficaram abaixo de 0,4%. A não detecção do N2 levantou a hipótese que o enriquecimento isotópico dos fertilizantes foi insuficiente para marcar o N2 do interior das câmaras. Então, no último experimento, utilizou-se o 15NH4 15NO3enriquecido a 98 e a 10,43% para as determinações de N2 e N2O, respectivamente. Neste experimento a manutenção da palha intensificou as emissões de N2O proveniente do 15NH4 15NO3; a umidade, a temperatura, o Nmineral e o C-lábil do solo não apresentaram correlações significativas com emissões de N2O. Os fatores de emissão foram inferiores a 0,2%. No último experimento, também não foi detectado o N2, sugerindo que o N2O tenha sido o produto final da desnitrificação nos experimentos de campo. Os resultados mostraram que as adaptações realizadas no método do traçador 15N foram eficazes para a quantificação dos gases. Outras adaptações, entretanto, deverão surgir à medida que a adoção do método do traçador 15N se intensifique no Brasil / N2 and N2O emissions decrease the fertilization efficiency and can cause environmental damages. The 15N tracer method is used to measure N2 and N2O emissions, but there are no reports of its application in Brazil. The objective of the present study was to adapt the 15N tracer method to Brazilian conditions to quantify the N2 and N2O from fertilizers applied in sugarcane crop. Three experiments were conducted to adjusting the method: one in controlled conditions and the others in field. In controlled conditions, three soils with distinct textural class were evaluated. It was measured the moisture content (40, 60 and 80 % of water holding capacity - CMRA) and two levels of dextrose (0 and 500 mg C kg-1). K15NO3 (23.24 atom% 15N) was the N source used (100 mg kg-1). The field experiments were carried out on a RhodicDystrudox in Piracicaba region, Sao Paulo state. In the second experiment, two N sources (urea and NH4NO3, both with 31.9 atom% 15N), two N levels (55 and 110 kg ha-1) and two vinasse addition levels (0 and 100 m³ ha-1) were evaluated. In the third experiment, two N levels (70 and 140 kg ha-1) using 15NH4 15NO3 as N source, two vinasse levels (75 and 150 m³ ha-1) and the presence (11 Mg ha-1) or not of straw covering were evaluated. In each experiment, we try to improve our sampling protocol, gases preparing and analysis based on the limitations detected. In the first experiment, the N2O emissions occurred only in dextrose presence and were increased when the CMRA was raised to 60%. The N losses (N2+N2O) from K15NO3 varied from 0.04 to 48.26%. In the second experiment, it was not observed N2O emission with urea fertilization. In the treatments with NH4NO3 fertilization, it was only observed N2O emission. The vinasse application potentiated the N2O emissions, but the emissions factors were below 0.4 %. We believed that fertilizer isotopic enrichment was not sufficient to label the N2 inside chambers and because of this it was not possible measure N2 emission. So, in the last experiment, we used the 15NH4 15NO3 enriched with 98 and 10.43 atom% 15N to measure the N2 and N2O emission, respectively. In the same experiment, the straw maintenance on soil surface increased the N2O emissions from NH4NO3. The moisture, temperature, N-mineral and the C-labile were not significantly correlated with N2O emissions. The emissions factors were under of 0.2%. In the last experiment, likewise, it was not detected N2 emission, suggesting that the final product from denitrification was N2O in field experiments. Our results showed that adaptations realized in 15N tracer method were effective to quantify gases emissions. However, others adaptations can arise as result of intensification in adoption of 15N tracer method in Brazil

Orientador: Arnaldo César da Silva Walter / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T22:40:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_DaniloJose_M.pdf: 1240411 bytes, checksum: 5887d6534bb4ffb2821f350141189bab (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente, os sistemas de cogeração das usinas de açúcar e etanol operam com o bagaço de cana disponível, mas há perspectivas de que no futuro seja possível a produção de etanol a partir da sua hidrólise, devido à grande disponibilidade nas usinas e a seu baixo custo. Há, então, interesse na análise da operação dos sistemas de cogeração utilizando apenas a palha da cana, cuja disponibilidade aumenta na medida em que avança a colheita mecanizada. Ocorre que a palha é uma biomassa potencialmente problemática se a geração de vapor ocorrer a temperaturas elevadas, podendo haver a formação de depósitos, incrustações e corrosão das superfícies de troca térmica. Os pré-tratamentos convencionais impõem a lavagem da biomassa, para redução da concentração de alguns inorgânicos críticos, mas tal alternativa não é adequada dos pontos de vista ambiental, econômico e energético. Nesta dissertação foram consideradas duas configurações alternativas dos sistemas de cogeração. No Caso 1, que corresponde a uma solução elementar e mais segura, a geração de vapor ocorre a temperaturas abaixo de 400°C, e a pressões compatíveis. Já no Caso 2, a geração de vapor só com queima da palha ocorre a pressões elevadas, mas sempre com temperaturas abaixo de 400°C, e o superaquecimento externo do vapor é feito com queima do biogás produzido no processo de biodigestão da vinhaça. Em ambos os casos foram impostas condições de contorno que correspondem à disponibilidade máxima de palha de cana (50% da existente no campo), necessidade de atendimento da demanda de vapor de processo, e geração de eletricidade para, no mínimo, garantir a auto-suficiência da unidade industrial. O Caso 2 tem vantagens em um contexto em que há necessidade de produção de eletricidade excedente e quando a opção é economicamente viável. A análise de viabilidade econômica não era objetivo desta dissertação. A produção de eletricidade excedente no Caso 2 é considerável, tendo em conta a baixa disponibilidade de biomassa, mas os resultados podem ser melhorados, já que não foi feita a otimização do sistema do ponto de vista termodinâmico / Abstract: Currently, the cogeneration systems installed in sugarcane mills operate only burning sugarcane bagasse but in the future this biomass can be used as raw material for the production ethanol through the hydrolysis. Sugarcane bagasse has been considered for hydrolysis due to its availability at the mill site and to its lower cost. As consequence, there is interest on assessing cogeneration systems only burning sugarcane trash, also because its availability is increasing due to the continuous growth of the mechanized harvesting. However, burning sugarcane trash could be problematic if steam is raised at high temperatures, and operational problems as slagging, fouling and corrosion of the heat transfer surfaces are predicted. The conventional pre-treatment for reducing the concentration of critical inorganic components are mostly based on leaching; this process seems inadequate from an environmental, economic and energetic point of view. In this dissertation two alternative cogeneration systems were analyzed. The so-called Case 1 is a basic solution that allows the reduction of operational risks, in which steam is raised at temperatures below 400°C and at compatible pressures. In Case 2 steam is raised at temperatures below 400°C but at high pressures, and is subsequently superheated outside the boiler, using as fuel the biogas produced from vinasse biodigestion. In both cases the conditions imposed are: maximum sugarcane trash availability corresponds to 50% of the amount available at the field, before harvesting; steam demand shall be always matched; and electricity production should be enough, at least, for matching the industrial demand. Case 2 has advantages in case surplus electricity is necessary and in case of economic feasibility, but this was not an aim in this dissertation. Surplus electricity in Case 2 can be considered significant, taking into account the constraints regarding sugarcane availability. Case 2 results could be improved as the analyzed cogeneration system was not optimized from a thermodynamic point of view / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

O presente trabalho foi desenvolvido a partir de um experimento de campo, conduzido no período de setembro de 2000 a maio de 2001, na região canavieira de Piracicaba (SP), com a terceira soca da variedade SP 80-1842, cultivada em ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO distrófico arenoso e colhida sem queima e mecanicamente. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência agronômica de diferentes fontes nitrogenadas em sistema de colheita de cana crua por meio de: a) medidas das perdas de nitrogênio por volatilização da amônia; b) avaliação do estado nutricional das plantas; c) avaliação de atributos químicos do solo; d) avaliação da produção de colmos e de açúcar; e) ava liação de atributos tecnológicos do caldo. A dose de nitrogênio foi 100 kg ha -1 de N em todos tratamentos, que também receberam 150 kg ha -1 de K2O aplicados como KCl. Utilizou-se o delineamento experimental em blocos completos casualizados, com sete níveis de fator em cinco repetições. Os fatores foram: T0 - testemunha, T1 - uréia, T2 - uran, T3- uréia + sulfato de amônio, T4 - Ajifer, T5 - uréia + gesso aplicados na superfície e T6 - Uréia incorporada. Perdas por volatilização de amônia foram avaliadas em T0, T1, T2, T3 e T4 por meio de coletores semi-aberto estáticos colocados em cada uma das parcelas em que estudou-se a volatilização. Foram colocadas seis bases distintas para cada coletor, onde aplicou-se as fontes nitrogenadas na dose de 100 kg ha -1 de N. O N-NH3 volatilizado foi retido em espumas embebidas em solução ácida e extraído com solução de KCl para posterior quantificação das perdas. Avaliações do estado nutricional das plantas, de atributos químicos do solo, de produtividade e qualidade foram efetuadas em todos tratamentos. A avaliação do estado nutricional foi feita pela análise química dos teores de nutrientes nas folhas que foram amostradas quatro meses após brotação das soqueiras. Atributos químicos do solo foram avaliados por meio de análises laboratoriais de amostras coletadas nas camadas de 0 a 5 e 5 a 10 cm de profundidade, aos três e cinco meses após aplicação dos tratamentos. A produção de colmos por hectare foi avaliada por ocasião da colheita, da mesma forma que atributos tecnológicos do caldo. Analisou-se teores de nutrientes na palha que foi amostrada aleatoriamente fora das parcelas em que aplicou-se a adubação nitrogenada. Os resultados mostraram que os tratamentos T1 e T3 apresentaram perdas por volatilização de aproximadamente 35% do N aplicado e que os tratamentos T2 e T4 apresentaram perdas de aproximadamente 15% e 9% do N aplicado, respectivamente. Teores foliares de N foram inversamente proporcionais às perdas por volatilização. A adubação nitrogenada e presença de palha aumentaram o teor de matéria orgânica nos 10 primeiros centímetros de solo. Sem a influência da adubação nitrogenada, ocorreu redução de 50% na massa seca da palhada. Não houve liberação de N e S mas a redução nas relações C/N e C/S indicou possibilidade de mineralização de nitrogênio e enxofre do resíduo vegetal. As soqueiras responderam em produtividade à adubação nitrogenada e às perdas ocorridas por volatilização de N-NH3. / The present work was advanced by a field experiment that was conducted from September 2000 to May 2001 in Piracicaba cane region with the variety SP 80-1842 in the third sugarcane cut, tilled in Arenic Kanhaplodults and with mechanical harvest without burning. The aim of this study was to evaluate the agronomic efficiency from nitrogen sources in sugarcane harvest system without burning. The efficiency was evaluated through: a) measure of N-NH3 losses, b) plant nutritional condition evaluations, c) soil chemical attribute evaluations, d) stem and sugar productions, e) sugarcane juice technological attribute evaluations. The nitrogen dose was standardized in 100 kg ha -1 in every treatment and in the same way to potassium fertilizer which dose was standardized in 150 kg ha -1 of K2O supplied by KCl. The experimental design was in complete randomized blocks with seven factor levels in five replications. The factors were: T0 – Control, T1 – Urea, T2 – Uan, T3 – Urea + ammonia sulfate, T4 – Ajifer, T5 – Urea + gypsum, T6 – Incorporated urea. Losses by ammonia volatilization were evaluated in the treatments T0, T1, T2, T3 and T4 by static semi-open NH3 collectors that were set in each experimental plot where N-NH3 losses were measured. Six different bases were set to each collector, which were applied dose to fit 100 kg ha –1 of nitrogen by different sources. The N-NH3 was collected by foam absorbers soaked in acid solution after that was extracted by KCl solution to be quantified later. Plant nutritional conditions, soil chemical attributes, productivity and quality were evaluated in every treatment. The plant nutritional conditions were evaluated by leaf chemical analysis and the leaves were sampled four months after the sugarcane sprout. Soil chemical attributes were evaluated by samples laboratories analyses and the samples were collected in 0-5 and 5-10 cm of depth four and six months after treatments application. The stem and sugar productivity and juice technological attributes were measured after the harvest. The straw was randomized sampled outside experimental plots and its nutrients content was determinate. The results showed that N-NH3 losses were nearly 35% of the nitroge n applied to T1 and T3 and losses in T2 and T4 were low, nearly 15% and 9%. The leaf diagnosis showed that leaves nitrogen content in treatments with low nitrogen losses was bigger than treatments where nitrogen losses were high. Nitrogen sources applied over the straw resulted in organic matter increase at the soil surface. It didn't happen straw nitrogen and sulfur liberation but the decrease in C/N and C/S relation indicated the possibility to happen nitrogen and sulfur liberation from the vegetal residue. The stalks of sugarcane answered in productivity to nitrogen fertilizer and to nitrogen losses.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-11T19:34:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uadson Ramos da Silva - 2013.pdf: 1276051 bytes, checksum: 83bde2792d8c561a4a23bd4016e3add2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-16T11:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uadson Ramos da Silva - 2013.pdf: 1276051 bytes, checksum: 83bde2792d8c561a4a23bd4016e3add2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-16T11:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uadson Ramos da Silva - 2013.pdf: 1276051 bytes, checksum: 83bde2792d8c561a4a23bd4016e3add2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / SUMMARY: The adoption of no-till techniques in the Brazilian Savanna, it becomes interesting to the vegetal cover formation that has low speed of decomposition. Crave yet that the specie chosen is able to suppress the weeds, especially the difficult to control as well as being easily controlled by herbicides used in desiccation. In order to meet these demands, two tests have been developed. In the first trial assessed the coverage of soil and the accumulation of dry biomass provided by Urochloa ruziziensis cv. Kennedy, U. decumbens cv. Basilisk, U. brizantha cv. BRS Piatã and without Urochloa (spontaneous vegetation). It was found that the Urochloas presented coverage of top soil to spontaneous vegetation, greater accumulation of dry weight of shoot and reduction of weed dry mass, in which the U. ruziziensis stood out from other species by the quick establishment and the mastery on the area. In the second test it was verified the efficacy of desiccation by dosages of glyphosate herbicide, evaluated at various dates after application. It is concluded that U. ruziziensis is controlled effectively in less time and lower dosage of glyphosate that other species of Urochloas searched. Still, it was found that the doses of glyphosate adopted in the survey were not sufficient to control efficiently, the U. brizantha cv. BRS Piatã. / RESUMO: Na adoção da técnica de Plantio Direto no Cerrado, torna-se interessante a formação de cobertura vegetal que apresente baixa velocidade de decomposição. Almeja-se também que a espécie escolhida seja capaz de suprimir a flora daninha, especialmente as de difícil controle, além de ser controlada com facilidade pelos herbicidas adotados na dessecação. Visando atender a estas demandas, foram desenvolvidos dois ensaios. No primeiro ensaio avaliou-se o índice de cobertura do solo e o acúmulo de biomassa seca proporcionado pelas Urochloa ruziziensis cv. Kennedy, U. decumbens cv. Basilisk, U. brizantha cv. BRS Piatã e sem Urochloa (vegetação espontânea). Verificou-se que as Urochloas apresentaram índice de cobertura do solo superior à vegetação espontânea, maior acúmulo de massa seca da parte aérea e redução de massa seca de plantas daninhas, na qual a U. ruziziensis se destacou das demais espécies pela rapidez no estabelecimento e domínio do espaço. No segundo ensaio verificou-se a eficácia de dessecação proporcionada por dosagens do herbicida glyphosate, avaliado em diferentes datas após a aplicação. Conclui-se que U. ruziziensis é controlada com eficácia em menor tempo e menor dose de glyphosate quando comparada às demais espécies de Urochloas pesquisadas. Ainda, constata-se que as doses de glyphosate adotadas na pesquisa não foram suficientes para controlar de forma eficiente a U. brizantha cv. BRS Piatã.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dangela_Maria_Fernandes.pdf: 1504272 bytes, checksum: 8ae9ca3ce4beac75489f902ad9c627be (MD5) Previous issue date: 2015-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Livestock farming integration is a choice between sustainable production systems, to reconcile the production of grains and animals. Thus, the use of forage species can be crucial for improving the soil, increase of straw and increase crop productivity. Then, the aim of this study was to evaluate, in livestock farming system integration, the amount of straw formed in different management systems and their effects on agronomic traits such as plant stand, plant height, stem diameter, number of pods per plant, number of grains per plant, thousand grain mass and soybean crop productivity. The experiment was conducted in a randomized block designed in bands scheme, with three replications, consisting of five forms of managements of Brachiaria (single mowing Brachiaria with no chemical control; mowing brachiaria with oat in overseeded and without chemical control; Brachiaria with chemical control (paraquat) and oat in no-till; Brachiaria with chemical control (glufosinate) and oat in no-till, and Brachiaria with chemical control (glyphosate) and oat in no-till); and three grazing managements (no grazing; one grazing; and two grazing). The analyzed variables were the amount of residual straw, its decomposition rate at the time and its effects on the agronomic characteristics of soybean. The results showed that the average amount of straw in the system was 2.671 kg dry matter ha-1 with higher decomposition rate for the chemical control without managements. The management of forage and grazing did not affect the soybean productivity, which averaged 2.505 kg ha-1 of grain. Therefore, livestock farming integration is an interesting option for the western region of Paraná, allowing the producer to adopt a more diversified and sustainable production system, without compromising the soybean harvest / A integração lavoura pecuária é uma opção entre os sistemas produtivos sustentáveis, por conciliar a produção de grãos e animais. Assim, o emprego de espécies forrageiras pode ser determinante para a melhoria do solo, aumento de palhada residual e incremento de produtividade das culturas. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar em sistema de integração lavoura pecuária, a quantidade de palhada residual formada em diferentes sistemas de manejo e seus efeitos sobre características agronômicas, como estande de plantas, altura de plantas, diâmetro de caule, número de vagens por planta, número de grãos por planta, massa de mil grãos e produtividade da soja em sucessão. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso em esquema de faixas, com três repetições, composto por cinco formas de manejos da braquiária (braquiária solteira roçada e sem controle químico; braquiária roçada com aveia branca em sobressemeadura e sem controle químico; braquiária com controle químico (paraquat) e aveia branca em semeadura direta; braquiária com controle químico (glufosinato) e aveia branca em semeadura direta; e braquiária com controle químico (glifosato) e aveia branca em semeadura direta) e três manejos de pastejos (sem pastejo; um pastejo; e dois pastejos). As variáveis analisadas foram a quantidade da palhada residual, sua velocidade de decomposição no tempo e seus efeitos nas características agronômicas da soja. Os resultados demonstraram que, a quantidade média de palhada residual no sistema foi de 2.671 kg matéria seca ha-1, com maior velocidade de decomposição para os manejos sem controle químico. Os manejos das forrageiras e pastejos não interferiram na produtividade da soja, que apresentou média de 2.505 kg ha-1 de grãos. Portanto, a integração lavoura pecuária é uma opção interessante para a região Oeste do Paraná, permitindo ao produtor adotar um sistema de produção mais diversificado e sustentável, sem comprometer a produtividade da soja

O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar o potencial de linhagens termotolerantes da espécie Kluyveromyces marxianus para produção de xilitol a partir do hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz. Foi também objetivo deste trabalho estabelecer condições de tratamento alcalino diluído (desacetilação) previamente ao processo de hidrólise ácida da palha de arroz com vistas à obtenção de um hidrolisado com menor toxicidade. Numa primeira etapa do trabalho, foram avaliadas 4 cepas de K.marxianus (Y-6860, Y-6373, Y- 265 e Y-8287) quanto a produção de xilitol em meio semidefinido variando a temperatura de 30 a 40 °C. Com base nos resultados obtidos, foi selecionada a linhagem Y-6373, que apresentou os maiores valores de conversão de xilose em xilitol (YP/S = 0,70 g/g) e produtividade volumétrica (QP = 0,60 g/L.h) na temperatura de 40 °C. Esta linhagem foi então utilizada nos ensaios fermentativos a partir dos hidrolisados obtidos. Para obtenção do hidrolisado hemicelulósico, a palha de arroz foi primeiramente submetida a um tratamento alcalino, em escala de frascos Erlenmeyer, onde se avaliou o efeito da temperatura (50 - 70 °C) e da carga de NaOH (20 - 80 mg/g de biomassa) sobre a remoção de grupos acetil. De acordo com o modelo obtido, a máxima remoção de acetil (97,2 ± 3,4%) pôde ser alcançada empregando 70 °C; 80 mg de NaOH /g de palha por 45 min. Nestas condições do processo, o modelo previu remoções de lignina e de cinzas de 41,3 ± 4,3 e 62,3 ± 5,3%, respectivamente, sem perda significativa das frações açucaradas. Em maior escala (reator de 50L), o tratamento alcalino mostrou resultados de remoção de acetil próximos aos previstos pelo modelo. Com a palha desacetilada, foram então realizados ensaios de hidrólise ácida variando a concentração de H2SO4 (0,5 - 1,5% m/v) e tempo de residência (30 - 90 min) visando estabelecer as condições que maximizem a eficiência de hidrólise da hemicelulose (EHH). Nas condições otimizadas, (H2SO4 1,0% m/v e 85 minutos) foi alcançada uma EHH de 75% em frascos e de 76% em reator. Os resultados referentes à fermentabilidade do hidrolisado empregando a K. marxinuas Y-6373 demonstraram que independentemente da suplementação nutricional, a conversão de xilose em xilitol foi elevada ~ 0,87 g/g e superior a obtida em meio semidefinido contendo apenas xilose como fonte de carbono, porém os valores de produtividade volumétrica foram cerca de 6,5 vezes inferiores ~ 0,13 g/L.h, devido a baixa eficiência de utilização da xilose (XC) ~ 20%, após 72 h de cultivo. A fermentabilidade dos hidrolisados foi melhorada após o procedimento de destoxificação e os resultados variaram com o método empregado. Os melhores resultados foram obtidos em hidrolisado tratado com CaO (YP/S= 0,74 g/g; QP = 0,32 g/L.h e XC =92%). Neste trabalho, foi também demonstrado o efeito repressivo da glicose sobre a assimilação e conversão da xilose em xilitol por K. marxianus, uma vez que em meio semidefinido simulando as concentrações de xilose e glicose presentes no hidrolisado, os valores de XC e YP/S foram reduzidos em torno de 40%. De uma forma geral, conclui-se que a linhagem de K. marxianus selecionada neste estudo, apresenta grande potencial para a produção de xilitol em elevadas temperaturas, porém são ainda necessários estudos para otimizar as condições de produção de xilitol a partir de hidrolisados hemicelulósicos. / In this work the potential of thermotolerant strains of Kluyveromyces marxianus to produce xylitol from rice straw hemicellulosic hydrolyzed was evaluated. In addition, were also established conditions of diluted alkaline treatment (deacetylation) previously to the process of rice straw acid hydrolysis, aiming to decrease the toxicity of the hydrolysate . Initially, four yeast strains of K.marxianus (Y-6860, Y-6373, Y-2265 e Y-8287) were evaluated regarding to the xylitol production in a semi-defined medium, varying the temperature from 30 to 40 ºC. From these results, the strain Y-6373 was selected, due to high values of xylose conversion into xylitol (YP/S = 0.70 g/g) and volumetric productivity (QP = 0.60 g/L.h) at 40ºC. This strain was thus used in the fermentative tests employing the hemicellulosic hydrolysate obtained. The hemicellulosic hydrolysate of rice straw was prepared in two steps; firstly the rice straw was submitted to the alkaline treatment, which was carried out in Erlenmeyer flasks scale. In these experiments, the effects of temperature from 50 to 70 °C and NaOH load from 20 to 80 mg/g biomass on the removal of acetyl groups were evaluated. According to the model obtained, the maximum acetyl removal (97.2 ±3.4%) could be achieved by employing 70 ºC; 80 mg of NaOH/g of straw during 45 minutes. Under these conditions, the model predicted lignin and ashes removals of 41.3±4.3 and 62.3±5.3%, respectively, without significant loss of sugars. On a large scale (reactor of 50L), the alkaline treatment showed outcomes of acetyl removal near the ones predicted by the model. After, the deacetylating straw was submitted to acid hydrolysis process, varying the H2SO4 concentration from 0.5 to 1.5% w/v, and the residence time from 30 to 90 minutes, aiming to stablish the conditions that maximize the efficiency of hemicellulose hydrolysis (EHH). Under optimized conditions, (H2SO4 1.0% w/v and 85 minutes) 75% EHH was achieved in Erlenmeyers flasks and 76% in reactor. As regarding the hydrolysate fermentability employing K. marxinuas Y-6373, the results showed that, regardless of the nutritional supplementation, the conversion of xylose into xylitol was high ~ 0.87 g/g and superior in relation to the one obtained at a semidefined medium containing only xylose as a carbon source. Nevertheless, the values ofvolumetric productivity were approximately 6.5 times inferior ~ 0.13 g/L.h, due to the lowefficiency of xylose consumption (XC) ~ 20%, after 72h of cultivation. The hydrolysate fermentability was improved after detoxification and the results varied with the method employed. The best results were obtained on hydrolysate treated with CaO (YP/S= 0.74 g/g; QP = 0.32 g/L.h and XC = 92%). The glucose effect was further examined in semi-defined medium. The results showed that xylose assimilation and xylitol production by K. marxianus was repressed by glucose, since in a semi-defined media simulating the concentrations of xylose/glucose found in the hydrolyzed, the values of XC e YP/S were reduced in approximately 40%. Based on the results, was concluded that the strain of K. marxianus selected on this study, presents a great potential to produce xylitol at elevated temperatures. However, studies are still necessary to optimize the conditions of this bioconversion from the hemicellulosic hydrolysate.

Nos últimos anos verifica-se um aumento no sistema de colheita mecanizada e sem queima da cana-de-açúcar. Esse sistema modificou algumas características da colheita da canade- açúcar, uma vez que deixa sobre o solo diferentes quantidades de palha, que influem na incidência de luz no local e conseqüentemente na ocorrência e nas formas de manejo das plantas daninhas. O presente trabalho foi conduzido no Departamento de Produção Vegetal/ USP – ESALQ em duas etapas objetivando-se avaliar o efeito da luz na germinação das espécies de plantas daninhas Euphorbia heterophylla L., Eleusine indica (L.) Gaertn, Ipomoea nil (L.) Roth, Sida glazioviiK. Schum. e Brachiaria plantaginea (L.) Hitchc como também o efeito de diferentes quantidades de palha no controle destas espécies. A primeira fase foi desenvolvida em laboratório no qual foram feitos testes em câmara de germinação com a presença de luz e também na sua ausência. A contagem das plântulas germinadas foi realizada diariamente até a estabilização da germinação. O índice de velocidade de germinação das mesmas também foi avaliado logo após o teste de germinação. A segunda etapa do trabalho foi desenvolvida em casa de vegetação sendo instalado em 11/05/06, após o término do experimento em laboratório, utilizando-se diferentes quantidades de palha (0, 5, 10, 15 e 20 t.ha-1) para testar a germinação e emergência das espécies estudadas. As avaliações foram realizadas aos 15, 30 e 45 dias após o plantio das plantas daninhas através da contagem do número de plantas emersas, as quais foram cortadas rente ao solo determinando-se as biomassas fresca e seca. Posteriormente retirou-se a palha e avaliou-se o número de plântulas que não ultrapassaram a palha assim como a biomassa fresca e seca. De acordo com os resultados obtidos na primeira fase do experimento, pode-se concluir que as espécies estudadas não apresentaram comportamento fotoblástico, ou seja, germinam indiferentemente da presença ou da ausência de luz. Em relação à segunda fase, observou-se que a quantidade de palha de até 10 t.ha-1 não foi suficiente para impedir a germinação das espécies E. indica e B. plantaginea, somente acima desta quantidade é que houve uma redução na emergência das mesmas. Quanto às espécies E. heterophylla, I. nil e S. glaziovii verificou-se que estas tendem a manterem-se problemáticas mesmo sob grandes quantidades de palha (20 t.ha-1). / During the last years it has been observed an increase in the mechanical harvest without using fire of the sugar cane. This system has been modifying the characteristics of sugar cane, considering that leaves a straw harvest residue on the soil, which affects the light incidence on it and the occurrence and management of weeds. The present experiment was carried out in the Departmento de Produção Vegetal/ USP – ESALQ, in two phases, with the objective of evaluating the effect of the light incidence in the germination of the weeds Euphorbia heterophylla L., Eleusine indica (L.) Gaertn, Ipomoea nil (L.) Roth, Sida glaziovii K. Schum. and Brachiaria plantaginea (L.) Hitchc, and to evaluate the effect of different amounts of sugar cane straw harvest residue on the soil to the control of these weeds. The first phase was carried out in the lab chamber, testing the germination with the presence or absence of light. The germinated plants were evaluated daily until the stabilization of the germination. The germination speed index was also evaluated after the end of the germination. The second phase of this experiment was carried out under greenhouse conditions in 11/05/06 right after the lab phase finished, using different amounts of sugar cane straw harvest residue (0, 5, 10, 15 e 20 t.ha-1) to evaluate the germination and emergence of the species. The evaluations were done on the 15th, 30th and 45th days after the weeds had been sown, the emerged plants were counted, cut near the soil surface and the fresh and the dry biomasses were determined. Later after the straw harvest residue was removed, the number of plants which did not surpass the amount of straw were evaluated and the fresh and dry biomasses were determined. According to the results obtained in the first phase of the experiment, it might be concluded that the studied species did not present a photoblastic behavior, or in other words, the presence or absence of light did not affect the germination. Relating to the second phase, it was observed that the amount of straw harvest residue of 10 t.ha-1 was not enough to stop the germination and emergence of the species E. indica e B. plantaginea, it was only above this quantity that their germination was reduced. Relating to the species E. heterophylla, I. nil and S. glaziovii, it was observed that they tend to be a problem even under bigger amounts of straw harvest residue (20 t.ha-1).

The depletion of fossil fuels and the need to deal with climate change lead to an increasing interest in renewable resources. Lignocellulosic biomass in general, and agricultural residues in particular, could serve as an excellent starting material for the production of cellulose, basic chemicals, lignin and bioethanol in a biorefinery framework as they are abundant, do not compete with food production and are distributed worldwide. Two factors considerably influence the composition and properties of biorefinery products: biomass feedstock and pretreatment process. Their influence on the separability of raw material into a carbohydrate and lignin fraction as well as the composition and properties of these products are objectives of this study. Hereby, the focus is on lignin, as its structure is particularly dependent on the aforementioned factors complicating its further utilisation. Different agricultural biomass namely barley straw, coconut shell powder, hemp shives, horse manure, maize straw, miscanthus, oat husk, pretreated alfalfa, rape straw, sunflower stalks, tomato stalks and wheat straw were investigated regarding their suitability for lignocellulose separation using alkaline soda pulping. Best separation into a carbohydrate and lignin fraction was achieved for pretreated alfalfa, miscanthus, wheat and barley straw. The purity of the obtained lignin fractions varied in the wide range of 57% klason-lignin content for sunflower stalks and 81% for pretreated alfalfa prior to further purification by dialysis. Lignin fractions were characterised by means of FTIR spectroscopy, elementary analysis, thioacidolysis, size-exclusion-chromatography, thermodesorption, differential scanning calorimetry and different wet chemical methods for determination of functional groups. Lignins could be classified into groups, within which they show similar characteristics: (A) horse manure, rape straw, (B) sunflower stalks, tomato stalks, (C) barley-, maize- and wheat straw and (D) hemp shives, miscanthus. In addition, promising lignin candidates were found for several applications. Thus, by screening different agricultural residues, it is possible to choose a specific raw material, in order to produce lignin with desired properties and functionalities. The effect of the pretreatment process was studied based on wheat straw. It was subjected to conventional alkaline pulping, microwave-assisted alkaline pulping and organosolv pulping using formic acid and hydrogen peroxide. Pulping parameters were varied in order to attain best possible separation into a carbohydrate and lignin fraction. Of the varied parameters the concentration of both sodium hydroxide and formic acid has the highest impact on yield and purity of the products for alkaline and organosolv pulping, respectively. It additionally influences the content of functional groups of the lignin fraction and is hence, an important parameter for lignin customisation for subsequent utilisation. Furthermore, the possibility of reducing pulping time by using microwave-assisted pulping instead of conventional alkaline pulping is promising, as the obtained carbohydrate fraction has a low intrinsic viscosity, which may enhance enzymatic hydrolysis.

Os nematoides causadores de doenças em cana-de-açúcar ocasionam graves problemas no rendimento desta cultura. Os gêneros mais agressivos são Meloidogyne e Pratylenchus que formam galhas e necroses nas raízes, respectivamente. A retirada da palha de cana-de-açúcar do campo para produção de etanol de segunda geração pode resultar em mudanças no comportamento das comunidades de nematoides. Assim o objetivo deste trabalho foi quantificar a abundância de nematoides em diferentes quantidades de palha presentes na superfície do solo. O experimento foi conduzido em Capivari - SP na unidade Bom Retiro (BR) e em Valparaíso - SP na unidade Univalem (UV). O tipo de solo de cada área experimental era, respectivamente, Latossolo Vermelho distrófico típico (textura média na camada superficial) e Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (textura arenosa na camada superficial). O delineamento foi o de blocos ao acaso com seis tratamentos e quatro repetições, compostos por quantidades de palha em Mg ha-1 de massa de matéria seca, sendo em BR (0; 4,2; 8,7; 15,1; 18,9; 23,3), e em UV (0; 3,9; 10,2; 12,5; 16,4; 13,2). As amostragens de solo e raiz coletadas na profundidade de 0-20 cm na linha e entrelinha da cultura foram realizadas em BR em maio e em UV em junho, ambas em 2015. Pratylenchus zeae teve maior dominância nas áreas, seguido de nematoides de vida livre, e Helicotylenchus sp. e Meloidogyne javanica apenas foi observada na área de solo arenoso e em médias densidades. O manejo de remoção da palha de cana-de-açúcar não promoveu mudanças significativas nas abundâncias das comunidades contidas no solo, tanto de textura média quanto arenosa. Por outro lado, houve interferência das quantidades de palha na infecção pelos nematoides nas raízes, no solo de textura média 4,2 Mg ha-1 de palha diminuiu a comunidade de nematoides e no solo de textura arenosa a maior comunidade de nematoides foi em 13,2 Mg ha-1 de palha. Todavia, múltiplos fatores podem ter afetado esses resultados, não apenas o manejo de remoção da palha. São necessários mais estudos em longo prazo para se afirmar o real efeito da retirada de palha do campo / The nematodes that cause diseases in sugarcane represent serious yield problems. The most aggressive genera are Meloidogyne and Pratylenchus that form gall and necrosis in the roots, respectively. Sugarcane straw removal from the field for second generation ethanol production may change the behavior of nematode communities. Thus the objective of this study was to quantify nematode abundance in different quantities of sugarcane straw left on soil surface. The experiment was conducted in Capivari - SP at Bom Retiro (BR) mill and Valparaíso - SP at Univalem (UV) mill. The soil type of each experimental area was, respectively, Oxisol (medium texture in the surface layer) and Alfisol (sandy texture in the surface layer). The experimental design was a randomized block with six treatments and four replicates, composed of quantities of straw in Mg ha-1 of dry matter mass, where in BR (0; 4,2; 8,7; 15,1; 18,9; 23,3), and in UV (0; 3,9; 10,2; 12,5; 16,4; 13,2). Soil and root samples were collected at 0-20 cm depths in the row and inter-row position of the sugarcane crop in BR in May and UV in June, both in 2015. Pratylenchus zeae had greater dominance in both evaluated areas, followed by free-living nematodes, and Helicotylenchus sp., Meloidogyne javanica was only observed in the sandy soil area and in medium densities. Due to the high densities it would be necessary to control nematodes in the areas. In terms of communities abundance in the soil there was no difference in relation to the treatments in the two areas. However, there was interference of the straw in the nematodes infection in the roots, and this result cannot be inferred by the straw deposition. Additional long-term studies are needed to understanding the effect of straw removal from the field on nematode community