Tendo em vista o potencial de uso de biomassa obtida do capim-elefante como combustível de fonte renovável em regiões semiáridas, este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de seis doses de nitrogênio (44, 200, 400, 600, 800 e 1000 kg.ha-1) e de sete lâminas de água (precipitação e irrigação com 0, 40, 54, 100, 135, 148 e 200% da evapotranspiração potencial da cultura - ETc) em sete idades de corte (46, 82, 112, 139, 169, 202 e 231 dias) sobre a produtividade de biomassa seca (BMS, kg.ha-1), altura (m) e índice de área foliar (IAF, m2.m-2) de capim-elefante, cultivar Cameroon. O experimento foi conduzido em Neossolo Quartzarênico localizado em Beberibe (CE), entre maio de 2012 e março de 2013. As doses de nitrogênio constituíram as parcelas e as lâminas de irrigação as subparcelas, segundo o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos de irrigação foram dispostos perpendicularmente e os tratamentos de doses de nitrogênio foram dispostos paralelamente à linha lateral de irrigação. Os blocos experimentais foram constituídos por 36 parcelas de 5 x 15 m e o tratamento sem irrigação (L0), com 6 doses de nitrogênio e 4 repetições, foi implantado em local separado para evitar influência da área irrigada. Como fonte de nitrogênio, utilizou-se o sulfato de amônio aplicado a lanço, parcelado em três aplicações. O manejo e a definição do momento de irrigação foi realizado por meio da determinação da capacidade de armazenamento de água no solo e do cálculo da ETc pelo método de Penman-Monteith-FAO. Em relação à BMS, o capim-elefante respondeu ao aumento da adubação nitrogenada e das lâminas de água nas 7 idades de corte avaliadas. O maior acúmulo de BMS ocorreu no tratamento combinado entre 135% ETc e 400 kg.ha-1 de N, aos 231 dias, com 239,85 kg.ha-1.dia-1. A produção de capim-elefante respondeu às lâminas de irrigação em todas as idades de corte analisadas e a maior resposta, em acúmulo diário de BMS de capim-elefante, obtida no tratamento 100% ETc aos 82 dias com 43,46 kg.ha-1.mm-1. As produtividades obtidas nos tratamentos 135, 148 e 200% ETc, a partir dos 82 até 231 dias de idades de corte, foram as maiores e não diferiram significativamente. A produção de BMS de capim-elefante não respondeu ao aumento da adubação nitrogenada isoladamente em seis idades de corte (a partir de 82 até 231) e houve resposta ao aumento da adubação nitrogenada isoladamente aos 46 dias de idade entre as doses 44 e 1000 kg.ha-1 de N, com 3780 e 5005 kg.ha-1 de BMS, respectivamente. A maior resposta, em acúmulo de BMS de capim-elefante, ocorreu no tratamento de 800 kg.ha-1 de N aos 231 dias com 15,383 kg.ha-1.kg-1 de N. O IAF e a altura do capim-elefante responderam às lâminas de água e não responderam à adubação nitrogenada. O IAF e a altura podem ser utilizados como parâmetro na estimativa de produção de BMS de capim elefante até 112 e 202 dias após o corte, respectivamente. Não houve correlação entre o IAF e altura do capim-elefante. / Due to the potential use of elephant-grass biomass as a source of renewable fuel in semi-arid regions, this study aimed to evaluate the effects of six nitrogen rates (44, 200, 400, 600, 800 and 1000 kg.ha-1) and seven irrigation levels (0, 40, 54, 100, 135, 148 and 200% of crop evapotranspiration - ETc) in seven cropping ages (46, 82, 112, 139, 169, 202 and 231 days) on elephant-grass, Cameroon cultivar, dry biomass yield (BMS, kg.ha-1), height (m) and leaf area index (LAI, m2.m-2). The trial was conducted in a Quartzipsamment soil located in Beberibe, Ceará State, Brazil, semiarid region, from May 2012 to March 2013. The nitrogen rates were the main plots and the irrigation levels comprised the subplots, according to a randomized block design with four replications. Irrigation treatments perpendicularly arranged (line source system sprynkler) and nitrogen rates were arranged in parallel to the lateral irrigation line. The experimental block consisted of 36 plots with 5 x 15 m and the treatment without irrigation (L0), with 6 nitrogen rates and 4 replications, was carried out in separate location to avoid infuence of the irrigated area. The nitrogen source was ammonium sulphate, was topdressed onto soil surface, in three split applications during the trial. The irrigation timing and management definition was performed by soil water storage capacity determination and through the Penman-Monteith-FAO crop evapotranspiration calculation. Regarding to BMS production, elephant-grass responded to nitrogen fertilization and irrigation in 7 evaluated periods, and the highest BMS (kg.ha-1.day-1) accumulation response was obtained in the combined treatment 135% ETc and 400 kg.ha-1 N at after 231 days with 239.85 kg.ha-1.day-1. Regarding to irrigation depths treatments, the elephant-grass production increased in all analyzed periods, and the largest BMS (kg.ha-1.day-1) accumulation response was found in treatment 100% ETc after 82 days with 43.46 kg.ha-1.mm-1 applied. The yield in treatments 125, 148 and 200% ETc in cutting ages from 82 to 231 days were the highest and did not differ significantly. The elephant-grass did not respond to nitrogen rates after 6 periods evaluated (82 to 231 days) however the N fertilization responded at the age of 46 days with 3.780 e 5005 kg.ha-1 de BMS between treatments of 44 e 1000 kg.ha-1 de N, respectively and the most intense BMS accumulation response was observed in treatment 800 kg.ha-1 of N at 231 days with 15,4 kg.ha-1.kg-1 N applied. The LAI and height of elephant-grass responded to water depths and did not respond to nitrogen fertilization. Both can be adopted as an elephant grass BMS yield estimation parameter from the age of 112 to 202 days after cutting, respectively. However, BMS versus LAI and LAI versus height interaction showed no correlation between the data collection periods, thus those variables should not be adopted for yield estimation purpose for this crop.

Processos fisiológicos que modulam a aclimatação fotossintética e o crescimento de plantas ao aumento da concentração de CO2 atmosférico são desconhecidos para a maioria das espécies da região amazônica. Neste sentido, este estudo buscou compreender o comportamento fotossintético e a alocação de carbono em Senna reticulata. Esta espécie ocorre em regiões amazônicas que passam por períodos de seca e alagamento e como estratégia de estabelecimento possui crescimento rápido e alta capacidade fotossintética. O objetivo deste estudo foi comparar os parâmetros de trocas gasosas e de crescimento de plantas cultivadas em câmaras de topo aberto sob diferentes concentrações de CO2 (380ppm-ambiente e 760ppm-elevado). Foram realizadas 6 coletas a cada 15 dias, nas quais foram mensurados pontos relativos as curvas AxPAR e AxCi, calculando-se os parâmetros fotossintéticos de cada curva. Os parâmetros de crescimento foram medidos em coletas destrutivas (biomassa) e não destrutivas (área foliar, altura e nº de folhas). As plantas do tratamento elevado apresentaram maior assimilação fotossintética aos 30 e 45 dias de experimento. Após este período foi observada uma mudança no padrão de alocação (de folha para raízes) e as plantas do elevado apresentaram aclimatação na fotossíntese. A aclimatação foi caracterizada primeiramente por uma redução na velocidade de carboxilação da Rubisco, que foi concomitante com a redução na concentração de N e C foliar. A partir disso ocorreu aumento na senescência das folhas, redução na área foliar e redução na concentração de clorofilas. Somente aos 90 dias é que houve um aumento de 30% na biomassa total das plantas submetidas ao tratamento elevado, resultante do aumento de massa principalmente das raízes e folhas. A transpiração e a respiração das plantas do elevado tenderam a ser menores ao longo de todo o tempo, sendo esta diferença significativa apenas aos 75 dias. Apesar das folhas possuírem menor área foliar e número de folhas, foi observado pela análise de massa especifica das folhas que as plantas do tratamento elevado possuem maior massa em relação às do ambiente, possivelmente pelo maior acúmulo de amido. A eficiência no uso da água foi maior nas plantas do elevado aos 30, 75 e 90 dias. A partir desses dados é possível concluir que S. reticulata submetida ao dobro da concentração atual de CO2, desenvolve processos de aclimatação fotossintética sob longa exposição ao elevado CO2, porém consegue produzir mais biomassa. / Physiological processes that modulate growth and photosynthetic acclimation of plants to increased atmospheric CO2 concentration are unknown for most species in the Amazon region. This study aimed to understand the photosynthesis and carbon allocation in Senna reticulata. This species occurs in the Amazonian regions that experience periods of drought and flooding and it has a fast growth and a high photosynthetic capacity as a strategy for its establishment. S. reticulata plants were grown in open top chambers under different concentrations of CO2 (380ppm Ambient - 760ppm Elevated) and their gas exchange and growth were compared. The harvests were performed at 15, 30, 45, 60, 75 and 90 days of experiment. At each date, AxPAR and AxCi curves were carried out to calculate the photosynthetic parameters. Growth parameters included biomass, leaf area, height and number of leaves. The plants of elevated CO2 presented higher photosynthetic assimilation at 30 and 45 days of experiment. After this period was observed a change in the carbon allocation (e.g. root to leaf) and the plants at elevated CO2 demonstrated a photosynthetic acclimation. This acclimation was characterized primarily by a reduction in velocity of carboxylation of Rubisco, which was concomitant with the reduction in N and C concentration in leaves. Also, the plants at elevated CO2 showed an increase in leaf senescence and a reduction in leaf area and chlorophyll concentration. After 90 days there was an increase (i.e. 30%) in total biomass of plants growing under elevated CO2, due to increase of roots and leaves biomass. The transpiration and respiration rates of plants at elevated CO2 tended to be lower throughout the experiment and the significant difference was found at 75 days. Although the leaves have less leaf area and leaf number, it was observed that specific leaf area from elevated CO2 treatment showed higher biomass when compared to ambient CO2. That difference possibly occurred due to greater starch accumulation. The water use efficiency was greater in plants from the elevated CO2 at 30, 75 and 90 days. From these data we conclude that S. reticulata grown at the elevated CO2 produces more biomass despite occurs the photosynthetic acclimation under long exposure to high CO2.

O processamento do café via úmida inclui as etapas de despolpamento, fermentação, lavagem e separação dos grãos, no qual gera-se grande quantidade de resíduos sólidos (casca e polpa) e água residuária. O estudo dos aspectos microbiológicos na produção de hidrogênio a partir de resíduos do processamento do café é pouco explorado, o que torna esse resíduo atrativo e foco de pesquisas. Neste cenário, buscou-se avaliar o potencial uso destes resíduos como substrato e fonte de bactérias e fungos fermentativos para produção de H2. Adicionalmente, estudou-se a homoacetogênese, processo que afeta a produção de H2, uma vez que o H2/CO2 pode ser consumido para a síntese de ácido acético. Para isso, ensaios em reatores em batelada foram conduzidos para seleção da melhor condição de pré-tratamento hidrotérmico (severidade), dos fatores da fermentação (pH, temperatura, agitação, volume do headspace, concentração de bioaumentação do consórcio microbiano, resíduo de polpa e casca, água residuária e extrato de levedura) que afetam a produção de H2 (Planejamento Plackett-Burman) e homoacetogênese (planejamento fracionado 24-1), seguido do delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimização da produção de hidrogênio. Verificou-se que a severidade de pré-tratamento hidrotérmico de 3,53 (180 °C, 15 minutos), resultaram no aumento da concentração de açúcares fermentáveis, com baixa concentração de lignina, fenol, furfural e 5-hidroximentil furfural, obtendo valores de potencial máximo de produção de H2 (P) de 1,8 mL H2. Em relação ao efeito dos fatores da fermentação sobre a produção de H2, obteve-se o maior P de 82 mL H2 em pH 7,0, 30 g DQO L-1 de água residuária, 6 g L-1 de polpa e casca, 30 ºC, 50% de headspace, 180 rpm, sem bioaumentação do consórcio microbiano e 2 g L-1 de extrato de levedura. Por outro lado, as condições que conduziram a consumo significativo de H2 por homoacetogênese foram em pH inicial entre 5,5 e 7,5, headspace entre 40 e 60%, concentração de água residuária entre 10 e 30 g DQO L-1 e concentração de casca e polpa entre 3 e 9 g L-1. Em relação às variáveis estatisticamente significativas (pH, concentração de polpa e casca e volume do headspace), as condições operacionais ótimas para obtenção de P de 240 mL H2, estimadas via planejamento DCCR, foram em pH 7,0, concentração de polpa e casca 7 g L-1 e volume de headspace 30%. No consórcio microbiano, houve predominância de bactérias semelhantes a Lactobacillus sp. e Clostridium sp. e de fungos semelhantes a Saccharomyces sp. e Kazachstania sp. Tais microrganismos foram associados a produção de ácido lático, H2, etanol e ácido acético nos reatores, identificando genes relacionados a enzimas para a degradação de lignina, fenol, celulose, hemicelulose e pectina. Observou-se alta abundância relativa de Clostridium sp. tanto nos ensaios de produção de H2 quanto nos ensaios com consumo de hidrogênio, sendo seus genes associados a homoacetogênese, produção de ácido propiônico e butanol. / Wet coffee processing includes pulping, fermentation, washing and grain separation, in which large amounts of solid waste (husk and pulp) and wastewater are generated. The study of microbiological aspects in the hydrogen production from coffee waste was little explored, which makes this residue attractive and the focus of research. In this scenario, we evaluate the potential use of coffee waste as substrate and source of fermentative bacteria and fungi for H2 production. In addition, homoacetogenesis, a process, that negatively affects H2 production, was studied since H2/CO2 can be consumed for acetic acid production. Assays in batch reactors were conducted to select the best hydrothermal pretreatment condition (severity), fermentation factors affecting the H2 production (pH, temperature, agitation, headspace, bioaugmentation of microbial consortium, concentration of pulp and husk, wastewater and yeast extract) (Plackett and Burman design) and homoacetogenesis (fractional factorial design 24-1), followed by the Rotational Central Composite Design (RCCD) to optimize the H2 production. It was verified that the hydrothermal pretreatment severity of 3,53 (180 °C, 15 minutes), resulted in the increase of fermentable sugars, with low concentration of lignin, phenol, furfural and 5-hydroxyximethyl furfural, obtaining values of the maximum H2 production potential (P) of 1,8 mL H2. The fermentation factors conducing to highest P of 82 mL H2 were pH 7,0, wastewater 30 g COD L-1, 6 g L-1 pulp and husk, 30 °C, 50% headspace, 180 rpm, without bioaugmentation of the microbial consortium and 2 g L-1 yeast extract. On the other hand, the conditions leading to significant H2 consumption by homoacetogenesis were initial pH between 5,5 and 7,5, headspace between 40 and 60%, wastewater concentration between 10 and 30 g COD L-1 and concentration of husk and pulp between 3 and 9 g L-1. In relation to the fermentation factors statistically significant in the H2 production (pH, pulp and husk concentration and headspace), the optimal operational conditions to obtain P of 240 mL H2, estimated through RCCD design, were at pH 7,0, 7 g L-1 pulp and husk concentration and 30% headspace volume. In the microbial consortium, there was a predominance of bacteria similar to Lactobacillus sp. and Clostridium sp. and fungi similar to Saccharomyces sp. and Kazachstania sp. These microorganisms were associated with the production of H2, lactic acid, ethanol and acetic acid in the reactors, identifying genes related to enzymes for the degradation of lignin, phenol, cellulose, hemicellulose and pectin. There was a high relative abundance of Clostridium sp. both in the H2 production assays and in the H2 consumption assays, with genes associated to homoacetogenesis, production of propionic acid and butanol.

A banana (Musa spp.) está entre as culturas mais abundantes no mundo, e devido ao seu descarte, desde a colheita até a sua comercialização gera-se grande quantidade de resíduos sólidos. Neste cenário, buscou-se avaliar o potencial uso do resíduo de banana (RB) como substrato e fonte de bactérias fermentativas para produção de H2 e metabólitos solúveis. Obteve-se a partir da fermentação natural do RB biomassa autóctone produtora de H2 sem necessidade do uso de fonte exógena de bactérias e custo adicional de fontes de carbono. Nesse consórcio foram identificadas bactérias semelhantes a Lactobacillus e Clostridium. Ensaios em reatores em batelada foram conduzidos para seleção do meio de cultivo (BAC, Noparati e PCS), das variáveis independentes (pH, temperatura, concentração do substrato, headspace e inóculo), seguido do delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimização da produção de hidrogênio. Verificou-se que as condições nutricionais do meio PCS (extrato de levedura, peptona, NaCl e CaCO3) e RB resultaram na produção (P) e rendimento (YH2) máximo de 15,05 mL e 10,03 mL H2.g-1 CT (carboidratos totais), respectivamente. Em relação às variáveis independentes (pH, temperatura, concentração de substrato, volume do headspace e porcentagem de inóculo) obteve-se maiores valores de P e velocidade de produção (Rm) de H2 de 38,08 mL e 3,07 mL.h-1, respectivamente, em pH 7,5, 15 g.L-1, 44ºC, 40% de headspace e 15% inóculo. Em relação às variáveis estatisticamente significativas (pH e temperatura) via realização do DCCR observou-se que o aumento do pH (de 5,09 para 7,5) favoreceu, tanto P, quanto Rm, todavia, maior temperatura (de 27,1 para 46,9ºC) associada ao menor pH (<6,5) foram condições desfavoráveis para esses parâmetros. Por outro lado, obteve-se redução do tempo de início de produção de hidrogênio (&#955;H2) para maior temperatura (44-46,9ºC) associada ao menor pH (5,5) As condições operacionais ótimas estimadas via modelo foram em pH 7,0 e 37ºC, obtendo-se 70,09 mL H2, 12,43 mL H2.h-1 e 93 mL.g-1 CT, para P, Rm e YH2, respectivamente. Bacilllus sp. isolada do RB cresceu em variedade de substratos (glicose, xilose, manose, galactose, frutose, maltose, celobiose, sacarose, amido e RB), e 71 mL H2 foi obtido em 5 g.L-1 de RB, pH 7 a 37ºC. Em todos os ensaios em reatores em batelada, independentemente das condições operacionais, verificou-se que as principais vias metabólicas foram do ácido acético butírico e ácido lático, principalmente com glicose e frutose como fonte de carbono. A acidificação dos reatores resultou na diminuição do pH inicial para valores <4,0 favorecendo a rota solventogênica. Na biomassa fermentativa autóctone e aquela dos reatores em batelada foi possível inferir sobre elevado potencial metabólico, devido a identificação de genes relacionados com enzimas do metabolismo de carboidratos. / Banana (Musa spp.) is among the most abundant crops in the world and, due to its discard, great quantity of solid waste is generated from the harvest until its commercialization. In this scenario, the potential use of banana residue (RB) as substrate and source of fermentative bacteria for the production of H2 and soluble metabolites was evaluated. It was obtained from RB natural fermentation native autochthonous H2-producing biomass without the need to use exogenous source of bacteria and additional costs from carbon sources. In this consortium, bacteria similar to Lactobacillus and Clostridium were identified. Batch reactor experiments were conducted to select culture medium (BAC, Noparati and PCS) and independent variables (pH, temperature, substrate concentration, headspace and inoculum), followed by central composite rotatable design (CCRD) experiments for optimization of hydrogen production. It was verified that the nutritional conditions provided by PCS medium (yeast extract, peptone, NaCl and CaCO3) and RB resulted in the maximum production (P) and yield (YH2) of 15.05 mL and 10.03 mL H2 g-1 CT (total carbohydrates), respectively. Regarding the independent variables (pH, temperature, substrate concentration, headspace volume and percentage of inoculum), higher P and H2 production rate (Rm) were obtained (38.08 mL and 3.07 mL h-1, respectively) at pH 7.5, 15 g L-1 of substrate, 44 °C, 40% headspace and 15% inoculum. In relation to the statistically significant variables (pH and temperature), it was observed through CCRD that the increase in pH (from 5.09 to 7.5) favored both P and Rm, however, a higher temperature (from 27.1 to 46.9ºC) associated with lower pH (<6.5) were unfavorable conditions for these parameters. On the other hand, a reduction in the hydrogen production start time (H2) was obtained with higher temperature (44-46.9ºC) associated to lower pH (5.5). The optimum operational conditions, estimated by modeling, were pH 7.0 and 37 °C, yielding 70.09 mL H2, 12.43 mL H2 h-1 and 93 mL gCT-1 for P, Rm and YH2, respectively. Bacillus sp. isolated from RB grown on a variety of substrates (glucose, xylose, mannose, galactose, fructose, maltose, cellobiose, sucrose, starch and RB), and 71 mL H2 was obtained with 5 g L-1 RB, pH 7 at 37 °C. In all batch reactor experiments, regardless of operating conditions, the main metabolic pathways were acetic acid, butyric acid and lactic acid, mainly with glucose and fructose as carbon sources. Acidification of the reactors resulted in a decrease of the initial pH to values <4.0, favoring the solventogenic pathway. It was possible to infer about the high metabolic potential in the autochthonous fermentative biomass and in the biomass from the batch reactors due to the identification of genes related to enzymes of the carbohydrate metabolism.

Modelos ocultos de Markov (HMMs - hidden Markov models) são ferramentas essenciais para anotação automática de proteínas. Por muitos anos, bancos de dados de famílias de proteínas baseados em HMMs têm sido disponibilizados para a comunidade científica (e.g. TIGRfams). Muitos esforços também têm sido dedicados à geração automática de HMMs de famílias de proteínas (e.g. PANTHER). No entanto, HMMs manualmente curados de famílias de proteínas permanecem como o padrão-ouro para anotação de genomas. Neste contexto, este trabalho teve como principal objetivo a geração de cerca de 80 famílias de proteínas microbianas relevantes para produção de bioenergia, baseadas em HMMs. Para gerar os HMMs, seguimos um protocolo de curadoria manual, gerado neste trabalho. Partimos de uma proteína que tenha função experimentalmente comprovada, esteja associada a uma publicação e tenha sido manualmente anotada com termos da Gene Ontology, criados pelo projeto MENGO¹ (Microbial ENergy Gene Ontology). Os próximos passos consistiram na (1) definição de um critério de seleção para inclusão de membros à família; (2) busca por membros via BLAST; (3) geração do alinhamento múltiplo (MUSCLE 3.7) e do HMM (HMMER 3.0); (4) análise dos resultados e iteração do processo, com o HMM preliminar usado nas buscas adicionais; (5) definição de uma nota de corte (cutoff) para o HMM final; (6) validação individual dos modelos. As principais contribuições deste trabalho são 74 HMMs (manualmente curados) disponibilizados via web (http://mengofams.lbi.iq.usp.br/), onde é possível fazer buscas e o download dos modelos, um protocolo detalhado sobre a curadoria manual de HMMs para famílias de proteínas e uma lista com proteínas candidatas a reanotação. / Hidden Markov Models (HMMs) are essential tools for automated annotation of protein sequences. For many years now protein family resources based on HMMs have been made available to the scientific community (e.g. TIGRfams). Much effort has also been devoted to the automated generation of protein family HMMs (e.g Panther). However, manually curated protein family HMMs remain the gold standard for use in genome annotation. In this context, this work had as main objectives the generation of appoximately 80 protein families based on HMMs. We follow a standard protocol, that was generated in this work, to create the HMMs. At first, we start from a protein with experimentally proven function, associated to a publication and that was manually annotated with new terms from Gene Ontology provided by MENGO¹ (Microbial ENergy Gene Ontology). The next steps consists of (1) definition of selection criteria to capture members of the family; (2) search for members via BLAST; (3) generation of multiple alignment (MUSCLE 3.7) and the HMM (HMMER 3.0); (4) result analysis and iteration of the process, using the preliminary HMM; (5) cutoff definition to the final HMM; (6) individual validation of the models using tests against NCBIs NR database. The main deliverables of this work are 74 HMMs manually curated available in the site project (mengofams.lbi.iq.usp.br) that allows browsing and download of all HMMs curated so far, a standard protocol manual curation of protein families, a list with proteins that need to be reviewed.

O estado de Mato Grosso do Sul possui, historicamente, uma produção agrícola que se solidificou com base na estrutura fundiária de propriedades agrícolas de grandes extensões, e que estabeleceu uma agricultura de alta produtividade, apresentando relevante participação no PIB agrícola brasileiro. A situação hipotética delineada na pesquisa tem como premissa a modificação do binômio econômico soja-boi, para o quadrinômio econômico soja-boi-eucalipto-cana-de-açúcar e sua relevância para o crescimento e desenvolvimento econômico do estado do Mato Grosso do Sul. O principal objetivo pesquisado correlaciona a dimensão agroindustrial nas microrregiões de Dourados e Três Lagoas aos aspectos socioeconômicos face ao crescimento dos setores primário agrícola e secundário industrial do agronegócio no período 2005-2015. A pesquisa qualitativa foi desenvolvida com base em dados primários e secundários utilizando entrevistas semiestruturadas e bibliografia. As microrregiões analisadas foram estudadas separadamente como estudos de caso. Os dados socioeconômicos utilizados foram demográficos e econômicos da produção agrícola e agroindustrial. A microrregião de Dourados possui diversificação de setores agroindustriais tornando-se um município que se consolidou em períodos recessivos economicamente. A microrregião de Três Lagoas possui uma economia alicerçada em poucas áreas do agronegócio e que possui vazios demográficos. Compreende-se, na busca pelo entendimento do processo de geração de riqueza e melhoria de qualidade de vida, o papel dos gestores públicos para executar um planejamento adequado, considerando a geração de riqueza e consequente melhoria de qualidade de vida da população investigada. / Historically, the state of Mato Grosso do Sul has an agricultural production that has solidified on the basis of the agricultural land structure of large extensions, and that established a high productivity agriculture, presenting a relevant participation in the Brazilian agricultural GDP. The hypothetical situation outlined in the research is premised on the modification of the \"soy-cattle\" economic binomial, for the economic \"soy-cattle-eucalyptus-sugarcane\" economic quadruom and its relevance for the economic growth and development of the State of Mato Grosso do Sul. The main objective of this study correlates the agroindustrial dimension in the microregions of Dourados and Três Lagoas with the socioeconomic aspects in relation to the growth of the agribusiness primary and agribusiness sectors in 2005-2015. Qualitative research was developed based on primary and secondary data using semi-structured interviews and bibliography. The microregions analyzed were studied separately as case studies. The socioeconomic data used were demographic and economic of agricultural and agroindustrial production. The Dourados microregion has diversified agroindustrial sectors, becoming a municipality that has consolidated in economically recessive periods. The Três Lagoas microregion has an economy based on few agribusiness areas that has demographic vacuums. It is understood, in the search for the understanding of the process of wealth generation and improvement of quality of life, the role of the public managers to carry out an adequate planning, considering the generation of wealth and consequent improvement of quality of life of the investigated population.

As microalgas, nos últimos anos, veem sendo utilizadas em pesquisas para produção de energias renováveis, entre elas, o biodiesel. Esse é um biocombustível formado através de reação química entre um mol de triglicerídeo e três mols de um álcool, sendo metanol ou etanol os mais utilizados. As tecnologias de produção são as mais diversas, porém, algumas etapas são essenciais, como o sistema de cultivo, colheita, secagem, extração do óleo e o processo de conversão química. A presente pesquisa consiste no desenvolvimento de um sistema produtivo para o biodiesel, utilizando dados literários, com óleo de microalgas do gênero Chlorella cultivadas em vinhaça, em um processo posterior a produção de etanol. Para isso, foram desenvolvidos dois sistemas de produção, onde alterou-se o sistema de cultivo (lagoas de alta taxa e fotobiorreator), e foram dimensionados um sistema de tratamento preliminar na vinhaça, a unidade de extração do óleo por liquefação hidrotérmica e a unidade de conversão. Os dados necessários para o dimensionamento foram obtidos em literatura, seguindo as orientações de normas e manuais técnicos. Com os insumos de entrada e saída em cada processo, foram realizados estudos de avaliação do ciclo de vida (ACV), para determinar os potenciais impactos ambientais, e assim, comparar os dois sistemas de produção e avaliar sua viabilidade para produzir biodiesel em grande escala. Os estudos de ACV foram realizados de acordo com as normas técnicas da série ISO 14.040, com as representantes nacionais ABNT NBR ISO 14.040 e ABNT NBR ISO 14.044. Como unidade funcional, foi adotado 1 kg de biodiesel, analisado a influência dos critérios de alocação (massa, econômico, cut-off e massa, cut-off e econômico), utilizando o EDIP 1997 e USEtox para a quantificação dos potenciais de impactos. Os resultados indicam que o sistema com fotobiorreator apresentou maior produtividade de biomassa, e consequentemente, maior produção de biodiesel (foram produzidos 50,76 kg/h de óleo em fotobiorreator e 27,57 kg/h de óleo em lagoas de alta taxa). No entanto, o tratamento utilizado para a vinhaça não foi adequado, consumindo grande quantidade de coagulante com um gasto de R$ 11.067.840,00 por dia. Do ponto de vista energético, ocorreu maior consumo de energia para produção da unidade funcional, em relação a energia fornecida pela mesma, sendo até 60 vezes maior. Do ponto de vista ambiental, o sistema que utilizou o fotobiorreator para o cultivo, apresentou redução em todas as categorias de potenciais impactos ambientais, em média 45%, em relação ao sistema de lagoas de alta taxa. Contudo, os valores emitidos, comparado com outros sistemas pesquisados, obteve maiores contribuições de impacto para a unidade funcional, com amplitude de até 1632 vezes, na categoria de aquecimento global. Os critérios de alocação apresentaram grande influência nos resultados, contudo recomendações estabelecem que processos de alocação sejam realizados, primeiramente, através de relações físicas. / Microalgae, in recent years, have been used in researches for the production of renewable energy, such as, biodiesel. Biodiesel is a product of the chemical reaction between one mole of triglyceride and three moles of an alcohol, e.g. methanol or ethanol. The biodiesel production technologies are diverse, however, some steps are essential, such as cropping system, harvesting, drying, oil extraction and the chemical conversion process. The present research aimed the development of a production system of biodiesel, using the oil derived from microalgae growing in vinasse, in a process after ethanol production. Two production systems were developed, where the cultivation system (raceways ponds and photobioreactors) was altered, and a preliminary treatment system was designed for the vinasse, oil extraction unit (hydrothermal liquefaction), and conversion unit. The necessary data for the scaling were obtained in literature, following the guidelines of standards and technical manuals. Considering the inputs and outputs of each processes, life cycle assessment (LCA) studies were conducted to determine potential environmental impacts, compared two production systems and evaluated their characteristics to produce biodiesel on a large scale. The LCA studies were carried out according to the technical standards of the ISO 14,040 series, with the national representatives ABNT NBR ISO 14,040 and ABNT NBR ISO 14,044. As a functional unit, 1 kg of biodiesel was used, analyzing the influence of the allocation criteria (mass, economic, cut-off and mass, cut-off and economic) using EDIP 1997 and USEtox for the quantification of impact potentials. From the results, the photobioreactor system showed higher biomass productivity and, consequently, higher biodiesel production than raceways ponds (50.76 kg/h of oil in photobioreactor and 27.57 kg/h of oil were produced in raceways). However, the treatment used for vinasse was not adequate, consuming a large amount of coagulant costing R$ 11,067,840.00 per day. From the energetic point view, there was higher energy consumption for the production of the functional unit, in relation to the energy supplied by the unit (up to 60 times greater). From the environmental point view, the system with photobioreactor for cultivation, presented a reduction in all categories of potential environmental impacts, on average 45%, in relation to the raceways system. However, the pollutant loads emitted, compared to other systems surveyed, showed greater impact contributions to the functional unit reaching up to 1632 times, in the global warming category. The allocation criteria had great influence on the results, however, the recommendations that establish that allocation processes are carried out, mainly, through physical relations.

O biohidrogênio, obtido a partir da fermentação de carboidratos, surge como alternativa aos combustíveis derivados de petróleo. O hidrogênio possui elevada densidade energética (141,9 J/kg) e a sua queima não emite carbono na atmosfera. Além disso, tecnologias modernas como as Células a Combustível Microbianas (CCM) estão sendo desenvolvidas para produção de energia elétrica a partir de matérias primas renováveis. O funcionamento dessas células envolve algumas reações, entre elas a oxidação dos compostos orgânicos, catalisada por microrganismos. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi combinar duas formas de obtenção de energia renovável: a produção fermentativa de hidrogênio por uma cepa de Clostridium beijerinckii Br21 e o aproveitamento dos subprodutos dessa fermentação na geração de energia elétrica, através de uma CCM com um consórcio de microrganismos. Foi realizado um estudo de diferentes composições de meio de cultura para a produção fermentativa de H2 pelo C. beijerinckii Br21 visando aumentar a concentração de ácidos orgânicos a partir da glicose. Como principais subprodutos da fermentação foram detectados os ácidos lático, acético e butírico nas concentrações de 0,26, 0,30 e 2,90 g/L, respectivamente. Desse modo, uma CCM, na qual uma cultura mista de microrganismos cresceu no bioânodo foi alimentada com estes ácidos orgânicos separadamente (cerca de 1 g/L) e, posteriormente, com o efluente da produção de H2 para geração de energia elétrica. Em 7 dias de operação da CCM, a densidade de potência média se estabilizou em 1,2, 0,50, 0,62, 0,73 e 0,60 W/m2 nas CCMs alimentadas com os ácidos acético, butírico, lático, a mistura dos ácidos e com o efluente, respectivamente. Além disso, foi verificado por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) que o ácido lático, o ácido butírico e o efluente da fermentação promoveram maior crescimento do biofilme. Entretanto, na CCM alimentada com ácido acético, a qual teve o menor crescimento do biofilme, foi obtida a maior densidade de potência (1,2 W/m2). Portanto, nota-se que é possível combinar processos para aproveitar a energia contida em subprodutos da fermentação de H2 para gerar outro tipo de energia: a energia elétrica em uma célula a combustível microbiana. Desta forma as matérias primas renováveis podem ser aproveitadas de forma integral. / Biohydrogen obtained from carbohydrate fermentation constitutes an alternative to fuel oil derivatives. Hydrogen has high energy density (141.9 J/kg), and its burning does not release carbon into the atmosphere. Moreover, modern technologies such as Microbial Fuel Cells (MFCs) are being developed to produce electric energy from renewable raw materials. These cells operate through reactions, like organic compound oxidation, catalyzed by microorganisms. This study has combined two ways of obtaining renewable energy: fermentative hydrogen production by Clostridium beijerinckii Br21 strain and use of fermentation byproducts in electric energy production by a MFC associated with a microorganism consortium. Different culture medium compositions were evaluated for fermentative hydrogen production by C. beijerinckii Br21 in an attempt to increase the concentration of organic acids originating from glucose. The main fermentation byproducts were lactic, acetic, and butyric acids at concentrations of 0.26, 0.30, and 2.90 g/L, respectively. The MFC containing a mixture of microorganisms grown on the bioanode was fed with these organic acids separately (approximately 1 g/L) and subsequently fed with effluent from hydrogen production to generate electric energy. On day 7 of MFC operation, the average power density stabilized at 1.2, 0.50, 0.62, 0.73, and 0.60 W/m2 in MFCs fed with acetic acid, butyric acid, lactic acid, a mixture of the acids, and the effluent, respectively. Scanning Electron Microscopy (SEM) and quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) revealed that lactic acid, butyric acid, and fermentation effluent promoted higher biofilm growth. However, the MFC fed with acetic acid provided the lowest biofilm growth and the highest power density (1.2 W/m2). Therefore, it is possible to combine processes to take advantage of the energy contained in hydrogen fermentation byproducts to generate another type of energy: electric energy in a microbial fuel cell. In this way, entire renewable raw materials can be used.

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.

Made available in DSpace on 2015-03-05T17:04:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 29 / Nenhuma / A atual crise energética repercute no contexto das sociedades e aponta para uma mudança nesta indústria no âmbito internacional e nacional. Neste contexto, o Brasil vem estruturando o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB). Este trabalho está baseado no caso da BSBIOS, empresa gaúcha inserida no âmbito do PNPB. A pesquisa parte de uma análise geral e enfoca critérios utilizados para a escolha das matérias-primas agrícolas para suprir as usinas de biodiesel, fatores ora potenciais, ora limitantes à indústria de biodiesel. Para isso, desenvolve-se um modelo de referência que considera: i) contextualização sucinta do cenário energético atual, envolvendo o objeto da pesquisa; ii) conceitos estruturais ligados às matrizes produtivas escolhidas para este estudo (soja, canola, girassol e mamona); iii) aspectos conceituais relacionados com cadeia de produção, cadeia de suprimentos, logística e rede. Na seqüência, o trabalho sugere que a decisão sobre a adoção das matérias-primas agrícolas para a prod / The current energy crisis reflects in the context of societies and points out to a change in this industry under international and national levels. In this context, Brazil comes structuring the National Production and Use of Biodiesel Program (PNPB). This work is based on the case of BSBIOS, gaúcha company inserted under PNPB. The research part of a general analysis of this issue and focus on criteria used to select the raw materials to supply the plants of biodiesel, factors that enable the development of at moment potential and at moment limitations of biodiesel industry. For this, it was developed a reference model that considers: i) short contextualization of the current energy scenario, involving the object of search; ii) structural concepts related matrices productive chosen for this study (soybean, canola, sunflower and castor bean); iii) conceptual aspects related to the production chain, supply chain, logistics and network. Following, the work suggests that the decision on the adoption of agricultur