Orientador: Edivaldo Domingues Velini / Resumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver metodologia para avaliar qualitativa e quantitativamente os efeitos da interação de umectantes, com distintos balanços hidrofílico-lipofílico (BHL) na lixiviação de ametryn aplicado sobre palha de cana-de-açúcar, em diferentes simulações de chuva. A validação de um método simples para a quantificação de ametryn por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), com recuperação média de 67,4% e onde todos os parâmetros de confiabilidade do método analítico foram estimados, possibilitou avaliar a biodisponibilidade do herbicida nesta situação bem como as suas perdas quando submetido a diferentes simulações de molhamento da palha. Os estudos de dinâmica de molhamento e recuperação foram desenvolvidos através de simulação de chuva artificial em 10.000 kg.ha-1 de palha de cana-de-açúcar cv. RB 85-5536, e sobre a qual foram anteriormente aplicados o produto comercial Gesapax contendo 500 g.l-1 de ametryn na dose de 6,0 l.ha-1 tanto isoladamente, quanto em mistura em tanque com os umectantes UM-06 e UM-25 contendo respectivamente 6 e 250 g.kg-1 de álcoois etoxilados de ingrediente ativo (i.a.), ambos nas concentrações de 0,5, 1,0 e 2,0% (p.v-1). Para avaliação da quantidade de calda que atingiu a palha (alvo), foi utilizado como traçador o corante azul brilhante FDC-1 a 3.000 mg.l-1, determinando-se através da sua retenção e lixiviação as possíveis perdas do herbicida pelos processos de volatilização e/ou deriva. Em todos os tratamentos destacou-se o ajuste adequado dos dados originais aos modelos de Mitscherlich aplicados, com coeficientes de determinação (r2), sempre superiores a 0,99. O método cromatográfico desenvolvido mostrou-se apropriado para avaliar qualitativa e quantitativamente o herbicida ametryn, verificando-se que adição do umectante UM-06 na concentração de 1,0% (p.v-1) proporcionou... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The aim of this research is to develop a methodology to evaluate the effects of two humectants with distinct hydrophilic-lipophilic balance (HLB) in ametryn leaching applied on sugar cane straw, under different conditions of wetting using rainfall simulation. The validation of a simple method for determination of the ametryn herbicide residues in water by high-performance liquid chromatography (HPLC) whith recovery average of 67,4% and where all the parameters of reliability of analytical method were evaluated, it was made possible study the environment behavior of herbicide in this situation and also to evaluate their losses by drift, volatilization and leaching, when submitted at different wetting simulations on the straw. The studies of dynamic wetting and the recovery were developed through the rainfall simulations in 10,000 kg.ha-1 of sugarcane straw cv. RB 85-5536 and on which were previously applied with Gesapax 500 (500 g.l-1 a.i. of ametryn) at the dose of 6.0 l.ha-1 alone and tank mixtures with the humectants UM-06 or UM-25, both in concentrations of 0.5; 1.0 and 2.0% (w.v-1). For the evaluation of spraying amount that reached the straw target, was used as blue dye food FDC-1 at 3,000 mg.l-1, being determined through its retention and leaching, the possible losses of herbicide by the processes of volatilization and/or drift. In all the treatments, high R-Squared (r2) values (higher than 0,99) showed that the original data were well fitted to the Mitscherlich models applied. HPLC method developed, showed itself appropriate to evaluate qualitative and quantitative the ametryn, verifying that addition of UM-06 humectant at 1.0% (w.v-1) concentration, provided an increase of 18.6% in the amount of herbicide that reached the straw, 13.5% in the amount that leaching the straw by rainfall simulations and, 34.2% in the disponibility of herbicide in regarding to the treatment in... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-05Bitstream added on 2014-06-13T21:07:00Z : No. of bitstreams: 1 costa_ead_me_botfca.pdf: 1226236 bytes, checksum: 1f1258a3d81ee526b5b09b772a72df0c (MD5) / Este trabalho tem por objetivo desenvolver metodologia para avaliar qualitativa e quantitativamente os efeitos da interação de umectantes, com distintos balanços hidrofílico-lipofílico (BHL) na lixiviação de ametryn aplicado sobre palha de cana-de-açúcar, em diferentes simulações de chuva. A validação de um método simples para a quantificação de ametryn por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), com recuperação média de 67,4% e onde todos os parâmetros de confiabilidade do método analítico foram estimados, possibilitou avaliar a biodisponibilidade do herbicida nesta situação bem como as suas perdas quando submetido a diferentes simulações de molhamento da palha. Os estudos de dinâmica de molhamento e recuperação foram desenvolvidos através de simulação de chuva artificial em 10.000 kg.ha-1 de palha de cana-de-açúcar cv. RB 85-5536, e sobre a qual foram anteriormente aplicados o produto comercial Gesapax contendo 500 g.l-1 de ametryn na dose de 6,0 l.ha-1 tanto isoladamente, quanto em mistura em tanque com os umectantes UM-06 e UM-25 contendo respectivamente 6 e 250 g.kg-1 de álcoois etoxilados de ingrediente ativo (i.a.), ambos nas concentrações de 0,5, 1,0 e 2,0% (p.v-1). Para avaliação da quantidade de calda que atingiu a palha (alvo), foi utilizado como traçador o corante azul brilhante FDC-1 a 3.000 mg.l-1, determinando-se através da sua retenção e lixiviação as possíveis perdas do herbicida pelos processos de volatilização e/ou deriva. Em todos os tratamentos destacou-se o ajuste adequado dos dados originais aos modelos de Mitscherlich aplicados, com coeficientes de determinação (r2), sempre superiores a 0,99. O método cromatográfico desenvolvido mostrou-se apropriado para avaliar qualitativa e quantitativamente o herbicida ametryn, verificando-se que adição do umectante UM-06 na concentração de 1,0% (p.v-1) proporcionou... . / The aim of this research is to develop a methodology to evaluate the effects of two humectants with distinct hydrophilic-lipophilic balance (HLB) in ametryn leaching applied on sugar cane straw, under different conditions of wetting using rainfall simulation. The validation of a simple method for determination of the ametryn herbicide residues in water by high-performance liquid chromatography (HPLC) whith recovery average of 67,4% and where all the parameters of reliability of analytical method were evaluated, it was made possible study the environment behavior of herbicide in this situation and also to evaluate their losses by drift, volatilization and leaching, when submitted at different wetting simulations on the straw. The studies of dynamic wetting and the recovery were developed through the rainfall simulations in 10,000 kg.ha-1 of sugarcane straw cv. RB 85-5536 and on which were previously applied with Gesapax 500 (500 g.l-1 a.i. of ametryn) at the dose of 6.0 l.ha-1 alone and tank mixtures with the humectants UM-06 or UM-25, both in concentrations of 0.5; 1.0 and 2.0% (w.v-1). For the evaluation of spraying amount that reached the straw target, was used as blue dye food FDC-1 at 3,000 mg.l-1, being determined through its retention and leaching, the possible losses of herbicide by the processes of volatilization and/or drift. In all the treatments, high R-Squared (r2) values (higher than 0,99) showed that the original data were well fitted to the Mitscherlich models applied. HPLC method developed, showed itself appropriate to evaluate qualitative and quantitative the ametryn, verifying that addition of UM-06 humectant at 1.0% (w.v-1) concentration, provided an increase of 18.6% in the amount of herbicide that reached the straw, 13.5% in the amount that leaching the straw by rainfall simulations and, 34.2% in the disponibility of herbicide in regarding to the treatment in... (Complete abstract, click electronic address below).

A produção comercial dos surfactantes ocorre principalmente por síntese química a partir do petróleo. A via biotecnológica se apresenta como uma alternativa promissora por possibilitar a utilização de biomassas vegetais, ricas em carboidratos a exemplo da palha de cana-de-açúcar. Assim, esta biomolécula torna-se mais competitiva comercialmente em relação aos surfactantes químicos, obtendo um processo biossustentável e biodegradável. Microrganismos isolados da Antártica apresentam potencial para a produção destas biomoléculas, uma vez que em condições extremas de sobrevivência estas poderiam ser produzidas em concentrações elevadas. Assim, este estudo avaliou a produção de biossurfactante em hidrolisado hemicelulósico de palha de cana-de-açúcar (HHPC) a partir de leveduras da Antártica, além da caracterização parcial da biomolécula e testes de estabilidade da emulsão. Inicialmente foram avaliadas 24 leveduras, cultivadas em frascos Erlenmeyer de 50 mL em meio semi-definido contendo xilose ou glicose como fontes de carbono, a 25ºC, 150 rpm, por até 72 horas. As propriedades emulsificante e tensoativa do bioproduto foram avaliadas e as culturas que apresentaram resultados satisfatórios para ambas as propriedades e consumo de xilose superior ou igual a 80% foram selecionadas para cultivo em meio formulado com HHPC. Das 24 leveduras testadas, três foram selecionadas para cultivo em hidrolisado: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) e Rhodotorula mucilaginosa (L52). Destas, a levedura Cryptococcus adeliensis (L95) se destacou por apresentar produção de biomoléculas com maior propriedade emulsificante e tensoativa. Para esta levedura o consumo de xilose em meio semi-definido e em HHPC bem como o índice de emulsificação nas diferentes condições foram semelhantes. O biossurfactante produzido por Cryptococcus adeliensis (L95) foi caracterizado como glicolipídeo. Diferentes métodos de extração desta biomolécula foram testados, no entanto, estes não apresentaram diferença significativa. A estabilidade da emulsão obtida do sobrenadante de L95 em HHPC foi determinada em distintas condições físico-químicas, sendo que esta foi estável a pH extremamente baixo (2,00), baixas temperaturas (0oC e 4oC) e elevada concentração salina (10% m/V). Estes resultados são promissores considerando o potencial de aplicação de biossurfactantes em biorremediação bem como insumos nos mais diversos segmentos industriais, os quais necessitam de biomoléculas que resistam às mais diversas condições ambientais. Desta forma nesta pesquisa foi possível inferir que a biomassa de palha de cana pode ser destinada à obtenção de biossurfactantes a partir de leveduras da Antártica, destacando a relevância da pesquisa quanto à inovação biotecnológica. / The commercial production of surfactants occurs mainly by chemical synthesis from petroleum. The biotechnological pathway is considered as a promising alternative because it allows the use of vegetable biomass, rich in carbohydrates such as sugarcane straw. Thus, this biomolecule becomes more commercially competitive with respect to the chemical surfactants, obtaining a biodegradable process. Microorganisms isolated from Antarctica have the potential to produce these biomolecules, since under extreme conditions of survival, these could be produced in higher concentrations. In this way, this study aims to evaluate the biosurfactant production in sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate from Antarctic yeasts, in addition to the partial characterization of the biomolecule and stability tests of the emulsion. Initially, 24 yeasts were evaluated, grown in 50 mL Erlenmeyer flasks in semi-defined medium with xylose or glucose as carbono sources, at 25ºC, 150 rpm, up to 72 hours. The emulsifying and surfactante properties of the bioproduct were evaluated, and the cultures that had satisfactory results for both properties and xylose consumption higher or equal to 80% were selected to be cultivated in a medium formulated with sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate (SSHH). In the 24 yeasts tested, three were selected to be cultivated in the hydrolysed: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) and Rhodotorula mucilaginosa (L52). Among these C. adeliensis (L95) was distinguished by the production of biomolecules with higher emulsifying and tensoactive properties. For this yeast, the xylose consumption in semi-defined medium and in SSHH, as well as the emulsification index under diferente conditions were similar. The biosurfactant produced by C. adeliensis (L95) was characterized as glycolipid. Different methods of extraction of this biomolecule were tested, however, these did not have significant difference. The emulsion stability obtained from the C. adeliensis (L95) supernatant in SSHH was determined under different physicochemical conditions, which was stable at extremely low pH (2,00), low temperatures (0oC and 4oC) and high saline concentration (10% m/v). These results are interesting considering the potential of the biosurfactants application in bioremediation and inputs for several industrial segments, which require biomolecules that resist to the most diverse environmental conditions. In this research, it was concluded that sugarcane straw biomass can be used to obtain biosurfactants from Antarctic yeasts, consequently highlighting the research relevance regarding to the biotechnological innovation.

No Brasil o etanol é considerado a melhor escolha para reduzir as dependências dos combustíveis fósseis. Para atender as metas de produção desse combustível renovável, fontes de materiais lignocelulósicos podem ser utilizadas com o intuito de se aproveitar a fração celulósica para obtenção de açúcar fermentável. Contudo, é preciso desenvolver métodos de pré-tratamento eficientes e economicamente viáveis custo para reduzir a recalcitrância da biomassa vegetal in natura, aumentando dessa forma a eficiência da etapa de hidrólise enzimática. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do pré-tratamento por explosão a vapor e do pré-tratamento com ácido diluído, seguidos ou não de uma etapa de deslignificação alcalina, na hidrólise enzimática da palha de cana-de-açúcar. O pré-tratamento por explosão a vapor foi realizado em reator de 2,5 m3 sob temperaturas de 180 °C, 190 °C e 200 °C, por 15 min. O pré-tratamento com ácido diluído (1% m:m) foi feito em reator rotatório de 20 L a 180 °C, 185 °C, 190 °C e 195 °C, por 10 min. A etapa de deslignificação com NaOH (1% m:v) foi feita a 100 °C, por 1 h, em reator de 350 L para a palha pré-tratada por explosão a vapor e em ampolas de 500 mL para a palha de cana pré-tratada com ácido diluído. Amostras de todos os tratamentos foram analisadas por FTIR e MEV. Foram feitos ensaios de hidrólise enzimática utilizando Celluclast 1.5L (15 FPU/g de amostra) e β-Glucosidase (10 UI/g de amostra). Os hidrolisados enzimáticos foram usados em testes de fermentabilidade conduzidos a 30 °C por 48 h utilizando S. cerevisiae UFPEDA 1238. Através de ambos pré-tratamentos foi possível remover mais de 90% de hemicelulose. O pré-tratamento com ácido diluído provocou uma maior degradação da celulose em relação ao pré-tratamento por explosão a vapor, bem como uma maior solubilização da lignina. A etapa de deslignificação alcalina somada ao pré-tratamento contribuiu para a remoção de até 80% da lignina. Análises de FTIR e MEV revelaram alterações das bandas de vibração dos grupamentos químicos e mudanças morfológicas das amostras tratadas em relação à palha in natura. O pré-tratamento por explosão a vapor a 200 °C promoveu a maior conversão enzimática (80%) e esse percentual foi aumentado para 85% pela aplicação da deslignificação alcalina. A fermentação dos hidrolisados enzimáticos se mostrou satisfatória, apresentando percentuais de eficiência acima de 70%. / In Brazil, ethanol is considered the best alternative to reduce dependence on fossil fuels. In order to enhance the production of this renewable fuel, lignocellulosic materials must be used with the goal of harnessing the cellulosic fraction to obtain fermentable sugar. However, an efficient pretreatment method to reduce recalcitrance of raw material is required for increasing the efficiency of enzymatic hydrolysis. This study aimed to evaluate the effect of two pretreatments, steam explosion and dilute acid, followed or not by an alkaline delignification, on enzymatic hydrolysis of sugarcane straw. Steam explosion was conducted in 2.5 m3 reactor at temperatures of 180 °C, 190 °C and 200 °C for 15 min. Dilute acid pretreatment was carried out in 20 L reactor at 180 °C, 185 °C, 190 °C and 195 °C for 10 min, using H2SO4 (1% w:w). Alkaline delignification was made with NaOH (1% w:v) at 100 °C for 1 h. Samples of all treatments were analyzed by FTIR and SEM. Enzymatic hydrolysis was performed with commercial cellulase Celluclast 1.5L (15 FPU/w of sample) and β-Glucosidase (10 IU/w of sample). Alcoholic fermentation by S. cerevisiae UFPEDA 1238 was conducted at 30 °C for 48 h. The pretreatments studied were able to remove over 90% of hemicellulose fraction. Higher degradation of cellulose and lignin fractions was observed during diluted acid pretreatment. Alkaline delignification contributed to the removal of more than 80% of lignin. FTIR and SEM analysis revealed changes in the vibration bands of chemical groups and morphological variation of the treated samples compared to raw material. Steam explosion at 200 °C promoted the higher enzymatic conversion (80%) and this percentage was increased to 85% by application of alkaline delignification. Fermentation tests efficiency was above than 70%.

A produção comercial dos surfactantes ocorre principalmente por síntese química a partir do petróleo. A via biotecnológica se apresenta como uma alternativa promissora por possibilitar a utilização de biomassas vegetais, ricas em carboidratos a exemplo da palha de cana-de-açúcar. Assim, esta biomolécula torna-se mais competitiva comercialmente em relação aos surfactantes químicos, obtendo um processo biossustentável e biodegradável. Microrganismos isolados da Antártica apresentam potencial para a produção destas biomoléculas, uma vez que em condições extremas de sobrevivência estas poderiam ser produzidas em concentrações elevadas. Assim, este estudo avaliou a produção de biossurfactante em hidrolisado hemicelulósico de palha de cana-de-açúcar (HHPC) a partir de leveduras da Antártica, além da caracterização parcial da biomolécula e testes de estabilidade da emulsão. Inicialmente foram avaliadas 24 leveduras, cultivadas em frascos Erlenmeyer de 50 mL em meio semi-definido contendo xilose ou glicose como fontes de carbono, a 25ºC, 150 rpm, por até 72 horas. As propriedades emulsificante e tensoativa do bioproduto foram avaliadas e as culturas que apresentaram resultados satisfatórios para ambas as propriedades e consumo de xilose superior ou igual a 80% foram selecionadas para cultivo em meio formulado com HHPC. Das 24 leveduras testadas, três foram selecionadas para cultivo em hidrolisado: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) e Rhodotorula mucilaginosa (L52). Destas, a levedura Cryptococcus adeliensis (L95) se destacou por apresentar produção de biomoléculas com maior propriedade emulsificante e tensoativa. Para esta levedura o consumo de xilose em meio semi-definido e em HHPC bem como o índice de emulsificação nas diferentes condições foram semelhantes. O biossurfactante produzido por Cryptococcus adeliensis (L95) foi caracterizado como glicolipídeo. Diferentes métodos de extração desta biomolécula foram testados, no entanto, estes não apresentaram diferença significativa. A estabilidade da emulsão obtida do sobrenadante de L95 em HHPC foi determinada em distintas condições físico-químicas, sendo que esta foi estável a pH extremamente baixo (2,00), baixas temperaturas (0oC e 4oC) e elevada concentração salina (10% m/V). Estes resultados são promissores considerando o potencial de aplicação de biossurfactantes em biorremediação bem como insumos nos mais diversos segmentos industriais, os quais necessitam de biomoléculas que resistam às mais diversas condições ambientais. Desta forma nesta pesquisa foi possível inferir que a biomassa de palha de cana pode ser destinada à obtenção de biossurfactantes a partir de leveduras da Antártica, destacando a relevância da pesquisa quanto à inovação biotecnológica. / The commercial production of surfactants occurs mainly by chemical synthesis from petroleum. The biotechnological pathway is considered as a promising alternative because it allows the use of vegetable biomass, rich in carbohydrates such as sugarcane straw. Thus, this biomolecule becomes more commercially competitive with respect to the chemical surfactants, obtaining a biodegradable process. Microorganisms isolated from Antarctica have the potential to produce these biomolecules, since under extreme conditions of survival, these could be produced in higher concentrations. In this way, this study aims to evaluate the biosurfactant production in sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate from Antarctic yeasts, in addition to the partial characterization of the biomolecule and stability tests of the emulsion. Initially, 24 yeasts were evaluated, grown in 50 mL Erlenmeyer flasks in semi-defined medium with xylose or glucose as carbono sources, at 25ºC, 150 rpm, up to 72 hours. The emulsifying and surfactante properties of the bioproduct were evaluated, and the cultures that had satisfactory results for both properties and xylose consumption higher or equal to 80% were selected to be cultivated in a medium formulated with sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate (SSHH). In the 24 yeasts tested, three were selected to be cultivated in the hydrolysed: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) and Rhodotorula mucilaginosa (L52). Among these C. adeliensis (L95) was distinguished by the production of biomolecules with higher emulsifying and tensoactive properties. For this yeast, the xylose consumption in semi-defined medium and in SSHH, as well as the emulsification index under diferente conditions were similar. The biosurfactant produced by C. adeliensis (L95) was characterized as glycolipid. Different methods of extraction of this biomolecule were tested, however, these did not have significant difference. The emulsion stability obtained from the C. adeliensis (L95) supernatant in SSHH was determined under different physicochemical conditions, which was stable at extremely low pH (2,00), low temperatures (0oC and 4oC) and high saline concentration (10% m/v). These results are interesting considering the potential of the biosurfactants application in bioremediation and inputs for several industrial segments, which require biomolecules that resist to the most diverse environmental conditions. In this research, it was concluded that sugarcane straw biomass can be used to obtain biosurfactants from Antarctic yeasts, consequently highlighting the research relevance regarding to the biotechnological innovation.

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.

A área de produção da cana-de-açúcar destinada à colheita mecanizada da cana-crua tem crescido bastante nas últimas décadas. Tal processo deixa sobre o solo uma quantidade significativa de palha, alterando fatores como temperatura, menores oscilações térmicas e incidência de luz sob essa cobertura vegetal. Algumas espécies vêm se destacando no sistema de cultivo de cana-crua por conseguirem emergir com facilidade sob a palha. Assim sendo, este trabalho foi conduzido com o objetivo de analisar o efeito da luz e da temperatura sobre a germinação, estudar o efeito da profundidade da semente no solo sob palha de cana-de-açúcar e avaliar a susceptibilidade a herbicidas aplicados sobre a palha de cana-de-açúcar em época seca de cinco espécies de plantas daninhas da família Convolvulaceae: Ipomoea grandifolia, Ipomoea hederifolia, Ipomoea quamoclit, Ipomoea nil e Merremia cissoides. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Análise de Sementes e em casade- vegetação do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP, Piracicaba SP, nos anos de 2007 e 2008. Com relação ao efeito da temperatura sobre germinação, os resultados obtidos demonstraram que essas espécies respondem diferentemente aos efeitos da temperatura e apresentam capacidade de germinação em um amplo espectro de temperaturas. Ficou evidente que temperaturas abaixo de 17,20C reduzem significativamente a germinação das sementes de todas as espécies chegando até a inibir por completo o processo germinativo de I. quamoclit. As espécies apresentaram boa capacidade de germinação a partir de temperaturas em torno de 20oC até os 35oC. A escarificação química com ácido sulfúrico foi capaz de aumentar significativamente a porcentagem de sementes germinadas. Todas as espécies germinaram mais rapidamente (IVG) à temperaturas entre 25,9 e 30,2oC. Para a influência da luz e temperatura, todas as espécies germinaram tanto na presença quanto na ausência de luz, porém, mostraram respostas diferenciadas à presença de luz e às condições de temperatura. Todas as espécies tiveram os piores resultados de germinação e IVG no escuro sob temperatura constante de 25oC. Já para a influência da profundidade sobre emergência de plântulas, constatou-se significância do fator cobertura do solo apenas para algumas espécies de plantas daninhas. Resultado semelhante foi observado para a significância da interação de profundidade da semente e cobertura do solo. Todas as espécies mostraram maiores emergências quando dispostas em superfície do que em relação àquelas enterradas, tanto na presença quanto na ausência de palha. Notou-se que os herbicidas amicarbazone e hexazinone+diuron podem ser recomendados para controle em pré-emergência das espécies estudadas em condição de seca, tanto sobre palha de cana-de-açúcar quanto diretamente ao solo. Já o herbicida imazapic não foi eficiente para o controle de M. cissoides (com ou sem palha sobre o solo), e I. nil (com ou sem palha), controlando bem as demais espécies. Tebuthiuron (com ou sem palha sobre o solo) e sulfentrazone (com palha) não foram eficazes apenas para M. cissoides, que se mostrou a espécie de maior dificuldade de controle. O herbicida metribuzim se mostrou a pior opção para o manejo químico das espécies estudadas. / The growth of sugarcane area designated to mechanized yield has been significant along decades. This process leaves over the soil an significant amount of straw, changing conditions as temperature, lower thermal oscillations and the incision of light under this vegetal cover. Some weed species have been selected by this system because they have the capacity of germinating and emerge normally from under crop residues. Therefore, this work was conducted with the objective of analyzing the influence of light and temperature over germination, the influence of seeding depth and soil covering condition on seedling emergence and the susceptibility to herbicides applied over sugarcane straw in dry condition of five weed species of the Convolvulaceae family: Ipomoea grandifolia, Ipomoea hederifolia, Ipomoea quamoclit, Ipomoea nil e Merremia cissoides. The experiments were conducted in 2007 and 2008 at the Laboratory of Seed Analyses and at the greenhouse of the Department of Vegetal Production of ESALQ/USP, in Piracicaba-SP. For the experiment that evaluated the influence of temperature over seed germination, results showed that morningglory species have different reactions to different temperatures and also have the capacity of germinate on a wide range of temperatures. Temperatures less than 17,20C can reduce significantly germination of all species, even inhibiting germination at all for I. quamoclit. Species showed good capacity of germinating on temperatures from 20oC to 35oC. Acid scarification of seeds was capable of elevate significantly the percentage of seed germinated. All species germinated faster (IVG) on temperatures between 25,9 and 30,2oC. On the experiment of light and temperature influence over germination, results showed that all species germinated as well on presence or absence of light. All species had their worst performance of germination and IVG on darkness and constant temperature conditions. Regarding to soil-seeding depth, for all the species, higher emergence was observed when seeds were distributed on soil surface, either in the presence or in the absence of straw. Considering the emergence of I. hederifolia and I. nil neither soil covering nor interaction (depth x covering) effect was observed. For I. quamoclit, there were observed isolated effects of soil covering and seeding depth, which indicated better species adaptability to emerge in soil without the presence of straw on surface. Also for the species I.triloba and M. cissoides, the emergence was lower in the plots with straw on soil surface when compared with those without straw and, still, straw distributed on soil surface reduced significantly the speed of emergence and seedling establishment. Amicarbazone and hexazinone+diuron can be recommended for pre-emergence control all species on dry conditions, even when applied over sugarcane straw. Imazapic had no efficient control for M. cissoids and I. nil, both, even when apllied over the straw or directly on soil surface, but showed good efficacy for the other species. Tebuthiuron (apllied over the straw or directly on soil surface) and sulfentrazone (when apllied over the straw) were not efficient only for M. cissoides, which was the most difficult specie to control. Metribuzim was the worst option for control of all species.

A área de produção da cana-de-açúcar destinada à colheita mecanizada da cana-crua tem crescido bastante nas últimas décadas. Tal processo deixa sobre o solo uma quantidade significativa de palha, alterando fatores como temperatura, menores oscilações térmicas e incidência de luz sob essa cobertura vegetal. Algumas espécies vêm se destacando no sistema de cultivo de cana-crua por conseguirem emergir com facilidade sob a palha. Assim sendo, este trabalho foi conduzido com o objetivo de analisar o efeito da luz e da temperatura sobre a germinação, estudar o efeito da profundidade da semente no solo sob palha de cana-de-açúcar e avaliar a susceptibilidade a herbicidas aplicados sobre a palha de cana-de-açúcar em época seca de cinco espécies de plantas daninhas da família Convolvulaceae: Ipomoea grandifolia, Ipomoea hederifolia, Ipomoea quamoclit, Ipomoea nil e Merremia cissoides. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Análise de Sementes e em casade- vegetação do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP, Piracicaba SP, nos anos de 2007 e 2008. Com relação ao efeito da temperatura sobre germinação, os resultados obtidos demonstraram que essas espécies respondem diferentemente aos efeitos da temperatura e apresentam capacidade de germinação em um amplo espectro de temperaturas. Ficou evidente que temperaturas abaixo de 17,20C reduzem significativamente a germinação das sementes de todas as espécies chegando até a inibir por completo o processo germinativo de I. quamoclit. As espécies apresentaram boa capacidade de germinação a partir de temperaturas em torno de 20oC até os 35oC. A escarificação química com ácido sulfúrico foi capaz de aumentar significativamente a porcentagem de sementes germinadas. Todas as espécies germinaram mais rapidamente (IVG) à temperaturas entre 25,9 e 30,2oC. Para a influência da luz e temperatura, todas as espécies germinaram tanto na presença quanto na ausência de luz, porém, mostraram respostas diferenciadas à presença de luz e às condições de temperatura. Todas as espécies tiveram os piores resultados de germinação e IVG no escuro sob temperatura constante de 25oC. Já para a influência da profundidade sobre emergência de plântulas, constatou-se significância do fator cobertura do solo apenas para algumas espécies de plantas daninhas. Resultado semelhante foi observado para a significância da interação de profundidade da semente e cobertura do solo. Todas as espécies mostraram maiores emergências quando dispostas em superfície do que em relação àquelas enterradas, tanto na presença quanto na ausência de palha. Notou-se que os herbicidas amicarbazone e hexazinone+diuron podem ser recomendados para controle em pré-emergência das espécies estudadas em condição de seca, tanto sobre palha de cana-de-açúcar quanto diretamente ao solo. Já o herbicida imazapic não foi eficiente para o controle de M. cissoides (com ou sem palha sobre o solo), e I. nil (com ou sem palha), controlando bem as demais espécies. Tebuthiuron (com ou sem palha sobre o solo) e sulfentrazone (com palha) não foram eficazes apenas para M. cissoides, que se mostrou a espécie de maior dificuldade de controle. O herbicida metribuzim se mostrou a pior opção para o manejo químico das espécies estudadas. / The growth of sugarcane area designated to mechanized yield has been significant along decades. This process leaves over the soil an significant amount of straw, changing conditions as temperature, lower thermal oscillations and the incision of light under this vegetal cover. Some weed species have been selected by this system because they have the capacity of germinating and emerge normally from under crop residues. Therefore, this work was conducted with the objective of analyzing the influence of light and temperature over germination, the influence of seeding depth and soil covering condition on seedling emergence and the susceptibility to herbicides applied over sugarcane straw in dry condition of five weed species of the Convolvulaceae family: Ipomoea grandifolia, Ipomoea hederifolia, Ipomoea quamoclit, Ipomoea nil e Merremia cissoides. The experiments were conducted in 2007 and 2008 at the Laboratory of Seed Analyses and at the greenhouse of the Department of Vegetal Production of ESALQ/USP, in Piracicaba-SP. For the experiment that evaluated the influence of temperature over seed germination, results showed that morningglory species have different reactions to different temperatures and also have the capacity of germinate on a wide range of temperatures. Temperatures less than 17,20C can reduce significantly germination of all species, even inhibiting germination at all for I. quamoclit. Species showed good capacity of germinating on temperatures from 20oC to 35oC. Acid scarification of seeds was capable of elevate significantly the percentage of seed germinated. All species germinated faster (IVG) on temperatures between 25,9 and 30,2oC. On the experiment of light and temperature influence over germination, results showed that all species germinated as well on presence or absence of light. All species had their worst performance of germination and IVG on darkness and constant temperature conditions. Regarding to soil-seeding depth, for all the species, higher emergence was observed when seeds were distributed on soil surface, either in the presence or in the absence of straw. Considering the emergence of I. hederifolia and I. nil neither soil covering nor interaction (depth x covering) effect was observed. For I. quamoclit, there were observed isolated effects of soil covering and seeding depth, which indicated better species adaptability to emerge in soil without the presence of straw on surface. Also for the species I.triloba and M. cissoides, the emergence was lower in the plots with straw on soil surface when compared with those without straw and, still, straw distributed on soil surface reduced significantly the speed of emergence and seedling establishment. Amicarbazone and hexazinone+diuron can be recommended for pre-emergence control all species on dry conditions, even when applied over sugarcane straw. Imazapic had no efficient control for M. cissoids and I. nil, both, even when apllied over the straw or directly on soil surface, but showed good efficacy for the other species. Tebuthiuron (apllied over the straw or directly on soil surface) and sulfentrazone (when apllied over the straw) were not efficient only for M. cissoides, which was the most difficult specie to control. Metribuzim was the worst option for control of all species.

No Brasil o etanol é considerado a melhor escolha para reduzir as dependências dos combustíveis fósseis. Para atender as metas de produção desse combustível renovável, fontes de materiais lignocelulósicos podem ser utilizadas com o intuito de se aproveitar a fração celulósica para obtenção de açúcar fermentável. Contudo, é preciso desenvolver métodos de pré-tratamento eficientes e economicamente viáveis custo para reduzir a recalcitrância da biomassa vegetal in natura, aumentando dessa forma a eficiência da etapa de hidrólise enzimática. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do pré-tratamento por explosão a vapor e do pré-tratamento com ácido diluído, seguidos ou não de uma etapa de deslignificação alcalina, na hidrólise enzimática da palha de cana-de-açúcar. O pré-tratamento por explosão a vapor foi realizado em reator de 2,5 m3 sob temperaturas de 180 °C, 190 °C e 200 °C, por 15 min. O pré-tratamento com ácido diluído (1% m:m) foi feito em reator rotatório de 20 L a 180 °C, 185 °C, 190 °C e 195 °C, por 10 min. A etapa de deslignificação com NaOH (1% m:v) foi feita a 100 °C, por 1 h, em reator de 350 L para a palha pré-tratada por explosão a vapor e em ampolas de 500 mL para a palha de cana pré-tratada com ácido diluído. Amostras de todos os tratamentos foram analisadas por FTIR e MEV. Foram feitos ensaios de hidrólise enzimática utilizando Celluclast 1.5L (15 FPU/g de amostra) e β-Glucosidase (10 UI/g de amostra). Os hidrolisados enzimáticos foram usados em testes de fermentabilidade conduzidos a 30 °C por 48 h utilizando S. cerevisiae UFPEDA 1238. Através de ambos pré-tratamentos foi possível remover mais de 90% de hemicelulose. O pré-tratamento com ácido diluído provocou uma maior degradação da celulose em relação ao pré-tratamento por explosão a vapor, bem como uma maior solubilização da lignina. A etapa de deslignificação alcalina somada ao pré-tratamento contribuiu para a remoção de até 80% da lignina. Análises de FTIR e MEV revelaram alterações das bandas de vibração dos grupamentos químicos e mudanças morfológicas das amostras tratadas em relação à palha in natura. O pré-tratamento por explosão a vapor a 200 °C promoveu a maior conversão enzimática (80%) e esse percentual foi aumentado para 85% pela aplicação da deslignificação alcalina. A fermentação dos hidrolisados enzimáticos se mostrou satisfatória, apresentando percentuais de eficiência acima de 70%. / In Brazil, ethanol is considered the best alternative to reduce dependence on fossil fuels. In order to enhance the production of this renewable fuel, lignocellulosic materials must be used with the goal of harnessing the cellulosic fraction to obtain fermentable sugar. However, an efficient pretreatment method to reduce recalcitrance of raw material is required for increasing the efficiency of enzymatic hydrolysis. This study aimed to evaluate the effect of two pretreatments, steam explosion and dilute acid, followed or not by an alkaline delignification, on enzymatic hydrolysis of sugarcane straw. Steam explosion was conducted in 2.5 m3 reactor at temperatures of 180 °C, 190 °C and 200 °C for 15 min. Dilute acid pretreatment was carried out in 20 L reactor at 180 °C, 185 °C, 190 °C and 195 °C for 10 min, using H2SO4 (1% w:w). Alkaline delignification was made with NaOH (1% w:v) at 100 °C for 1 h. Samples of all treatments were analyzed by FTIR and SEM. Enzymatic hydrolysis was performed with commercial cellulase Celluclast 1.5L (15 FPU/w of sample) and β-Glucosidase (10 IU/w of sample). Alcoholic fermentation by S. cerevisiae UFPEDA 1238 was conducted at 30 °C for 48 h. The pretreatments studied were able to remove over 90% of hemicellulose fraction. Higher degradation of cellulose and lignin fractions was observed during diluted acid pretreatment. Alkaline delignification contributed to the removal of more than 80% of lignin. FTIR and SEM analysis revealed changes in the vibration bands of chemical groups and morphological variation of the treated samples compared to raw material. Steam explosion at 200 °C promoted the higher enzymatic conversion (80%) and this percentage was increased to 85% by application of alkaline delignification. Fermentation tests efficiency was above than 70%.

A crescente demanda por tecnologias que produzam biocombustíveis de maneira sustentável vem incentivando a utilização de diversos materiais lignocelulósicos para tal finalidade. O objetivo deste trabalho foi comparar o potencial de produção de açúcares (glicose e xilose) da palha e do bagaço de cana-de-açúcar. Inicialmente, as duas biomassas foram caracterizadas, mostrando percentuais muito similares de celulose e hemicelulose (42,1% e 22,6% para o bagaço e 39,2% e 22,7% para a palha, respectivamente). Isto evidencia potenciais similares de produção de açúcares. Posteriormente, foram realizados experimentos em laboratório para comparar os resultados de rendimento de xilose e produção de furfural após as reações de hidrólise ácida das duas biomassas, com o intuito de verificar se este processo, comumente utilizado para o bagaço, pode ser utilizado para a palha. As variáveis que foram avaliadas foram a concentração de ácido (0,5-3,0%m/m), o tempo reacional (15-60min) e a relação sólido-líquido (RSL - 0,1-0,2m/m). Concentrações de 42,72g/L e de 41,31g/L de xilose foram encontradas para a palha e para o bagaço, respectivamente, alcançando rendimentos de xilose superiores a 80%, em reações em laboratório. Também foram realizados ensaios de hidrólise ácida em planta piloto e de hidrólise enzimática em laboratório para avaliar os resultados de rendimento de glicose da palha. Os resultados de rendimento de xilose e produção de inibidores para estas reações foram avaliados e comparados com os dados obtidos em laboratório. Concentrações de 35,2g/Lde xilose e de 27,3g/L de glicose foram encontradas para a palha, alcançando rendimentos de xilose próximos a 100% e de glicose superiores a 64%, em reações de pré-tratamento em planta piloto e em reações de hidrólise enzimática em laboratório. Os resultados evidenciaram que as variáveis concentração de ácido e relação sólido:líquido são as mais influenciam na produção de xilose e glicose / The growing demand for technologies that produce sustainable biofuels encourages the use of various lignocellulosic materials for this purpose. The aim of this study was to compare the potential production of sugars (glucose and xylose) from sugarcane straw and bagasse. First, the biomasses were characterized, showing very similar percentage of cellulose and hemicellulose (42.1% and 22.6% for the bagasse and 39.2% and 22.7% for the straw, respectively). This is a evidence that the potential of sugar production for bagasse and straw are almost the same. Laboratory experiments were carried out to compare the results of xylose yield and production of furfural after acid hydrolysis reactions for both biomasses in order to determine whether this process, commonly used for bagasse, can be used for straw. The variables that were evaluated were acid concentration (0.5 to 3.0 wt.%), reaction time (15-60min) and liquid-solid ratio (RSL - 0.1-0.2 wt.%). Concentrations of 42.72 g/L to 41.31 g/L of xylose were found to straw and bagasse, respectively, reaching xylose yields higher than 80% in laboratory reactions. Also acid hydrolysis reactions in pilot plant and enzymatic hydrolysis reactions in laboratory were carried out to evaluate the results of straw glucose yields. Also the results of xylose yields and production of inhibitors for these reactions were evaluated and compared to the data obtained in the laboratory. Concentrations of 35.2g/L of xylose and 27.3g/L of glucose were found for straw, reaching xylose yields close to 100% and glucose yields up to 64%, in pretreatment reactions in pilot plant and in enzymatic hydrolysis reactions in the laboratory. It was observed that acid concentration and solid: liquid ratio are the variables that most influence in the results of formation of xylose and glucose