Orientador: Arthur Bernardes Cecílio Filho / Coorientador: Glauco de Souza Rolim / Banca: Renato de Mello Prado / Banca: José Ricardo Mantovani / Banca: Jairo Osvaldo Cazetta / Banca: Adriano Bortolotti da Silva / Resumo: Neste trabalho foram estudados processos relacionados ao desenvolvimento e crescimento do tomate industrial. Os experimentos foram conduzidos nos anos 2013 e 2014 em três áreas diferentes da cidade de Guaíra-SP. No capítulo 1, objetivou-se calibrar e testar o modelo CROPGRO-Tomate com dados de cinco experimentos de campo com tomate industrial sob diferentes concentrações de fósforo no solo. Os tratamentos dos experimentos para calibração foram para a área 1: 0, 150, 300, 450, 600 e 750 kg ha-1 P2O5 e para as áreas dois e três: 0, 200, 400, 600, 800 e 1000 kg ha-1 P2O5, em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. Nos experimentos para testar o modelo foi aplicado 450 kg ha-1 P2O5. A cada 15 dias após o transplante (DAT) plantas foram recolhidas para a medição de biomassa e área foliar. No final do ciclo de cultivo foram coletadas plantas para avaliação da produção. Todos os dados coletados foram utilizados para calibração e teste do modelo CROPGRO-Tomate. O modelo foi acurado (índice d médio = 0,91 e RRMSE médio = 0,24) para simular a resposta do tomate industrial à diferentes concentrações de P no solo. O objetivo do experimento 2 foi estimar o índice de área foliar (LAI) do tomate industrial utilizando dados obtidos por métodos destrutivos e não destrutivos, dados meteorológicos e número de folhas (NL). Os métodos de medição da área foliar foram Li-Cor (destrutivo), ImageJ e Canopeo (imagens digitais). Também para a estimativa de LAI foram utilizadas soma de grau-dias (ΣDD), radiação global (Qg) e número de folhas (NL). As fotografias foram tiradas aleatoriamente, em duas áreas diferentes a 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105 e120 DAT utilizando um quadro vazado de 1 m2 de área colocado sobre as plantas. As fotografias foram tiradas em 24 pontos diferentes, em cada ponto foi coletada uma planta para ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work were discussed processes related to development and growth of processing tomato. The experiments were conducted in the years 2013 and 2014 in three different areas in the city of Guaíra-SP. In chapter 1 the objective was to calibrate and test the CROPGRO-Tomato model with data of five field experiments with processing tomato under different phosphorus concentrations in the soil. The treatments of experiments for calibration were for the area 1: 0, 150, 300, 450, 600 and 750 kg ha-1 P2O5 and for the areas two and three: 0, 200, 400, 600, 800 and 1000 kg ha-1 P2O5, in randomized block design with four replications. The experiments for testing the model 450 kg ha-1 P2O5 was applied. In each 15 days after transplanting (DAT) plants were collected for measuring biomass and leaf area. At the end of crop cycle plants were collected for evaluation of production. All data collected were used for calibration and testing of CROPGRO-Tomato model. The model was accurate (average d index = 0.91, average RRMSE = 0.24) to simulate response of processing tomato to different soil P concentrations. The objective of Experiment 2 was to estimate the leaf area index (LAI) of processing tomato using data obtained by destructive and non-destructive methods, meteorological data and number of leaves (NL). For Experiment 2 the methods of measuring leaf area were Li-Cor (destructive), ImageJ and Canopeo (digital images). Also for estimation of LAI it were used sum of degree-days (ΣDD), global radiation (Qg) and number of leaves (NL). Photographs were taken at random, in two different areas at 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, DAT 120 using a 1m2 square frame placed over the plants. Photographs were taken in 24 different points, in each point it was collected one plant for leaf area measurement using Li-Cor and leaves counting. LAI ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Proveniente do processo de pirólise, o biochar é constituído por elevado teor de carbono, em estruturas que são responsáveis pela elevada resistência à degradação. O material vem sendo objeto de estudo por seus diversos usos e benefícios que oferece ao ambiente. Quando aplicado ao solo traz melhorias relacionadas às propriedades químicas, físicas e microbiológicas do mesmo, além de ser ferramenta para o sequestro de carbono, alternativa para disposição de resíduos orgânicos com concomitante produção de energia. Entretanto, as propriedades químicas e físicas dos biochars variam grandemente devido à diversidade de matérias-primas e das condições de produção. O presente estudo visou avaliar a variação das propriedades físicas, químicas e morfológicas do biochar e a influência da matéria-prima e da temperatura de pirólise na caracterização final do produto. Para tanto, foram produzidos biochars oriundos da combinaçao de quatro temperaturas (350, 450, 550 e 650 °C) e de quatro matérias-primas (palha de cana-de-açúcar, casca de arroz, dejeto de galinha e serragem). Em todos os produtos e materiais de origem foram feitas avaliações de pH, condutividade elétrica (C.E.), capacidade de troca catiônica (CTC), teor de carbono (C), nitrogênio (N), hidrogênio (H), material volátil e cinzas, teor de nutrientes, além de avaliação de espectroscopia através de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), análise de morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura, análise de termogravimetria e teores de lignina celulose e hemicelulose. Constatou-se variação de algumas proprieades químicas como os teores de C, H, O, materiais voláteis, cinzas, carbono fixo, índice pH, condutividade elétrica e capacidade de troca catiônica com maior influência da temperatura de pirólise. O teor inicial de macro e micronutrientes presentes nas matérias-primas apresentou maior influência na variação das concentrações desses nutrientes nos biochars. De forma geral observou-se aumento da estabilidade química nos diferentes biochars com a elevação da temperatura de pirólise. A recalcitrância dos biochars confere-lhes persitência no solo e é confirmada pelo aumento dos teores de C e diminuição da emissão de CO2 nos tratamentos com adição desses materiais em comparação com adição de suas respectivas matérias-primas. Ademais, a contribuição dos biochars para elevação no pH do solo é de fundamental importância para sua adoção na agricultura sob o ponto de vista de fertilidade do solo. / A product of pyrolysis, biochar is a carbon rich material and its structure is responsible for the high resistance to degradation. Biochar is an interesting object of study due to its diverse applications and amendments to the environment. When applied to the soil, it is able to enhance soil physical, chemical and microbiological properties. It is also pointed as an instrument to sequester carbon and an alternative disposal for organic residues as well as energy source. However, the resultant properties of biochar vary greatly considering the diverse options of feedstocks combined with the contrasting production conditions used to obtain the final product. The present study aimed the evaluation of the different chemical and physical properties within a range of diverse biochars, and the assessment of feedstock or pyrolysis temperature mediated changes. The biochars produced combined pyrolysis temperatures (350, 450, 550 and 650 °C) with four feedstocks (sugar cane straw, rice husk, poultry manure and sawdust). In order to assess biochar properties and the temperature or feedstock mediated changes, several analysis were performed in the feedstock and biochars produced. The analysis included pH, cation exchange capacity, carbon, nitrogen and hydrogen content, proximate analysis, nutrient content, as well as spectroscopy performances such as Fourier Transformed Infrared (FTIR), morphological assessment through Scanning Electron Microscopy (SEM), termogravimetric analysis and lignin, cellulose and hemicellulose contents. The results suggests that temperature influenced greatly some of the chemical properties assessed, such as the contents of C, H, O, volatile matter, ash, fixed C, pH, electrical conductivity, cation exchange capacity. Feedstocks initial macro and micronutrient contents exhibited more influence in the variation of these elements in the biochars. In general, there was an increase in chemical stability in the different biochars with increasing pyrolysis temperature. The high recalcitrance found in biochars enable them to persist within the soil, which was confirmed by the increased levels of C content and decreased CO2 emissions when biochars addition was compared with their feedstocks addition to soils. Moreover, the contribution of biochar in increasing soil pH is very important from a soil fertility standpoint.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2016-10-10T17:18:18Z No. of bitstreams: 1 2011 - Talita de Santana Matos.pdf: 652723 bytes, checksum: 16c30eb83b6db70231ab44534e188e6c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T17:18:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011 - Talita de Santana Matos.pdf: 652723 bytes, checksum: 16c30eb83b6db70231ab44534e188e6c (MD5) Previous issue date: 2011-10-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / A study was conducted to evaluate the agronomic efficiency of nitrogen fertilizer with slow-release urea, measuring their losses by volatilization of NH3-N, N2O emission and recovery of fertilizer nitrogen applied as top dressing compared with commercioal urea to corn crop. All experiments were conducted at Embrapa Agrobiology. Firstly, the experiments were performed under controlled conditions in a greenhouse using soil layer of 0-10 cm of a haplic planosol. In the first experiment, the plastic trays were used as experimental units for evaluation of losses due to volatilization chambers with the aid of semi-open static free (SALE). Commercial urea was applied (UC), urea + KCl (UK), humic acid + urea (UH), urea + zeolitic sandstone (UZ) and urea + gypsum (UG) in two conditions of pH (5.4 and 6,5). Secondly, the other experiment was conducted using plastic pots containing the same soil samples as experimental units where they were planted three plants of Brachiaria decumbens. In this case, fertilizers were enriched with 15N, in two pH conditions too (pH 5,4 and 6,5). Treatments UZ and UK were more efficient in retaining N in the soil than the UC, with smaller losses through volatilization of NH3-N, and 20,2 and 15,8% on condition of lime and 22 and 17,2% when Liming did not occur, respectively. The UK fertilizer and UG showed overall increase of about 149 and 146% on dry biomass production at the end of the cycle on condition of pH 5,4. At pH 6,5 UG fertilizer showed yield increases of 149,3%. The accumulation of N in the plant and was 279,2 and 270,3 mg N.vaso-1 when no lime was applied to the UK and UG treatments, respectively, and the limed, 207.4 and 200,6 mg N. vaso-1 for the treatments UG and UH, respectively. Treatments UZ and UK had the highest recovery of applied N by plants, with values of 65,5 and 61,9% without lime, 60,2 and 45,7% with lime, respectively. Thirdly, other experiment was conducted at the experimental field at Embrapa Agrobiology in order to quantify the PNV, N2O emissions and efficiency of nitrogen fertilizer use (NFUE) slow-release by a corn crop on N balance Treatments consisted of field application of nitrogen fertilizers in coverage along the rows and a control treatment. Emissions of N2O were evaluated using static chambers closed. Was used fertilizers enriched with 15N in little plots for the assessment of NFUE. The treatments UZ and UK reduced the losses of N-NH3 by volatilization in approximately 18 and 14%, respectively. These losses corresponded to 32,3 and 35,7% of total N applied to soil. For N2O emissions the UK treatment showed the largest emission of N2O losses reaching values of 2.02 kgN.ha-1. The highest yield of grain were obtained by treatments that UG and UZ had a better response of grain production reaching values of 9666 and 9940 kg ha-1 respectively. To NFUE treatment UZ showed the highest values of N recovered reaching 67% of the total N applied system soil plant. / O trabalho objetivou avaliar a efici?ncia agron?mica de fertilizantes nitrogenados de libera??o lenta baseados no uso da ureia, quantificando suas perdas por volatiliza??o de NNH3 (PNV), emiss?o de N2O e a recupera??o do N-fertilizante aplicado em cobertura em compara??o com a ureia comercial na cultura de milho. Todos os esperimentos foram conduzidos na Embrapa Agrobiologia. Os primeiros experimentos foram realizados em condi??es controladas em casa de vegeta??o, utilizando solo da camada de 0-10 cm de um Planossolo H?plico. No primeiro experimento foram usadas bandejas pl?sticas como unidades experimentais para avalia??o das perdas por volatiliza??o com aux?lio de c?maras semi-aberta livre est?tica (SALE). Aplicou-se ureia comercial (UC), ureia + KCl (UK), ureia + ?cido h?mico (UH), ureia +arenito zeol?tico (UZ) e ureia +gesso agr?cola (UG) em duas condi??es de pH (5,4 e 6,5). O outro experimento utilizou vasos pl?sticos contendo amostras do mesmo solo como unidades experimentais onde foram plantados 3 plantas de Brachiaria decumbens. Neste caso os fertilizantes foram enriquecidos com 15N, tamb?m em duas condi??es de pH (pH 5,4 e 6,5). Os tratamentos UZ e UK foram mais eficientes na reten??o do N no solo do que a UC, apresentando menores perdas por volatiliza??o de N-NH3 de 20,2 e 15,8% sob condi??o de calagem e 22 e 17,2% quando sem calagem, respectivamente. Os fertilizantes UK e UG apresentaram aumento total de aproximadamente 149 e 146% na produ??o de biomassa seca ao final do ciclo da cultura em condi??o de pH 5,4. Em pH 6,5 o fertilizante UG apresentou aumento de rendimento de 149,3%. O ac?mulo de N na planta foi de 279,2 e 270,3 mg N.vaso-1 quando n?o foi aplicado calagem para os tratamentos UK e UG, respectivamente e quando com calagem, 207,4 e 200,6 mg N.vaso-1 para os tratamentos UG e UH, respectivamente. Os tratamentos UZ e UK apresentaram maior recupera??o pelas plantas do N aplicado, com valores de 65,5 e 61,9% sem calagem e 60,2 e 45,7% com calagem, respectivamente. O outro experimento foi realizado no campo na ?rea experimental da Embrapa Agrobiologia com objetivo de quantificar as perdas por volatilza??o de am?nio, as emiss?es de N2O e a efici?ncia do uso de fertilizantes nitrogenados (EUFN) de libera??o lenta pela cultura de milho, no balan?o de N. Os tratamentos consistiram da aplica??o no campo em cobertura dos fertilizantes nitrogenados ao lado da linha de plantio e um tratamento controle. As emiss?es de N2O foram avaliadas utilizando-se c?maras est?ticas fechadas. Foi utilizado fertilizantes enriquecidos com 15N em microparcelas para a avalia??o da EUFN. Os tratamentos UZ e UK reduziram as perdas de N-NH3 por volatiliza??o em aproximadamente 18 e 14%, respectivamente. Estas perdas corresponderam a 32,3 e 35,7% do total de N aplicado no solo. Para as emiss?es de N2O o tratamento UK foi o que apresentou maiores perdas por emiss?o de N2O atingindo valores de 2,02 kg N.ha-1. As maiores produtividades de gr?o foram obtidas pelos tratamentos UG e UZ que apresentaram melhor resposta de produ??o de gr?os atingindo valores de 9.666 e 9.940 kg.ha-1, respectivamente. Para EUFN o tratamento UZ apresentou o maior valor de N recuperado chegando a 67% do total do N aplicado no sistema solo-planta.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T11:56:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Aplicação de biomassa vegetal como material adsorvente de corantes sintéticos em meio aquoso.pdf: 1420791 bytes, checksum: f4b861d3708be64b1349e48cab1b1bd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T11:57:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Aplicação de biomassa vegetal como material adsorvente de corantes sintéticos em meio aquoso.pdf: 1420791 bytes, checksum: f4b861d3708be64b1349e48cab1b1bd9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T11:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Aplicação de biomassa vegetal como material adsorvente de corantes sintéticos em meio aquoso.pdf: 1420791 bytes, checksum: f4b861d3708be64b1349e48cab1b1bd9 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / O presente estudo descreve a preparação, caracterização e aplicação de novos adsorventes naturais, biomassa da casca da romã (BCR) e a biomassa da semente de caqui (BSC) na remoção dos corantes sintéticos Cristal Violeta (CV) e Azul de Toluidina (AT) em solução aquosa. As habilidades dos novos adsorventes foram estudadas através do procedimento de adsorção em batelada a temperatura de 25 ºC. Os adsorventes foram caracterizados por Espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TGA), Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio usando os métodos BET e BJH. A técnica de FTIR mostrou a presença de grupos funcionais na superfície dos adsorventes como COOH, OH e C=O responsáveis pela adsorção dos corantes. As análises das micrografias eletrônicas mostraram a diferença nas morfologias estruturais dos adsorventes antes e depois do processo de adsorção. Parâmetros como pH da solução, tempo de contato e dosagem de adsorvente foram otimizados para as melhores condições de adsorção dos adsorventes. As isotermas de adsorção foram obtidas a 25 ºC os dados experimentais ajustados aos modelos de Langmuir, Freundlich, Sips e Redlich-Peterson. A cinética de adsorção foi estudada através dos modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e quimissorção de Elovich. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da aplicação dos novos adsorventes na remoção de corantes sintéticos de meio aquoso. / The present study describes the preparation, characterization and application of new natural adsorbents, pomegranate bark biomass (BCR) and the biomass of the seed of persimmon (BSC) in the removal of synthetic dyes crystal violet (CV) and toluidine blue (AT) aqueous solution. The skills of new adsorbents were studied through the procedure in batch adsorption temperature of 25 ºC. The adsorbents were characterized by vibrational spectroscopy in the infrared Fourier transform spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TGA), Microscopy scanning electron (SEM) and adsorption-desorption isotherms of nitrogen using the BET and BJH methods. The technique FTIR showed the presence of functional groups on the surface of adsorbents such as COOH, OH and C = O responsible for adsorption of the dyes.The analysis of electron micrographs showed structural differences in the morphologies of the adsorbents before and after the adsorption process. Parameters as solution pH, contact time and adsorbent dosage were optimized for better adsorption of the adsorbents. The adsorption isotherms were obtained at 25 °C the experimental data fitted to Langmuir, Freiundlich, Sips and Redlich-Peterson. The adsorption kinetics was studied using kinetic models of pseudo-first order and pseudo-second order Elovich chemisorption. The results show the feasibility of applying the new adsorbents for the removal of synthetic dyes from the aqueous medium.

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: José Cláudio Caraschi / Banca: Glaucia Aparecida Prates / Banca: Ricardo Marques Barreiro / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Fábio Minoru Yamaji / Resumo: As previsões indicam crescimento da demanda por pellets de biomassa nos próximos anos, sobretudo depois dos recentes acordos firmados pela Conferência do Clima em Paris (COP21), que aponta a necessidade de substituir combustíveis fósseis por recursos energéticos com baixas emissões de carbono. Países desenvolvidos pesquisam plantas de ciclo curto e alto rendimento de massa seca que possam suprir essa necessidade por energia limpa e renovável. No Brasil, começam a se desenvolver culturas energéticas como o bambu, cana-energia, sorgo e capim-elefante, que são especialmente dedicados à geração de energia termoelétrica. Porém, pouco se sabe sobre a viabilidade técnica da produção de pellets com essas biomassas. Este estudo analisou as características físicas (densidade a granel, teor de umidade e durabilidade mecânica), químicas (CHNS/O, carbono fixo, voláteis, cinzas, extrativos, lignina e holocelulose) e térmicas (poder calorífico superior e inferior, densidade energética) de nove amostras de pellets, sendo cinco de biomassa florestal e quatro gramíneas. Objetivou-se determinar qual biomassa vegetal apresenta as melhores características bioenergéticas para a produção de pellets e as técnicas multivariadas de agrupamento hierárquico (HCA) e dos componentes principais (PCA) foram empregadas nessa avaliação. Os resultados, que foram comparados com os padrões estabelecidos na norma internacional ISO 17225, mostraram que os pellets de biomassa florestal apresentaram características ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A biomass growth pellets demand is expected in the coming years, especially after the recent agreements signed by the Climate Conference in Paris (COP 21), which indicates the need to replace fossil fuels for energy sources with low carbon emissions. Short-cycle plants with dry mass high-output production is the aim of developed countries researches, in order to meet the need for clean and renewable energy. Energy crops like bamboo, energy cane, sorghum and elephant grass has begun in Brazil, which are especially applied to thermoelectric power generation. Nevertheless, there is little awareness about the technical feasibility of pellet production using these biomasses. This study examined the physical (bulk density, moisture content, mechanical durability), chemical (CHNS/O, fixed carbon, volatile, ash, extractive, lignin, holocellulose) and thermal characteristics (high and lower calorific value, energy density) of nine pellets samples. Five of them were plant biomass - from forest and four grass species. The purpose to determine which plant biomass has the best bioenergetic characteristics for the production of pellets and multivariate techniques of hierarchical Clustering (HAC) and the main components (PCA) were used in this evaluation. The results, compared with the standards set by ISO 17225, showed that forest biomass pellets presented more efficient bioenergetic characteristics than grass pellets. Thus, it was concluded that the Pinus woody biomass showed the best overall performance for the production of solid biofuels in pellets form, with favorable ash content, energy density, calorific value and specific volume / Doutor

Orientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Coorientador: Marcelo de Almeida Silva / Banca: Carmen Silvia Fernandes Boaro / Banca: Otavio Camargo Campoe / Resumo: Com o aumento da demanda por fontes de energia renováveis, a biomassa vegetal tem ganhado cada vez mais visibilidade no cenário mundial como fonte de energia limpa e renovável. A fonte de biomassa mais utilizada no Brasil é o eucalipto, entretanto, o bambu, com seu rápido crescimento, apresenta-se como uma potencial opção à utilização do eucalipto. Estudos evidenciam seu potencial energético, vezes similares ou até maiores que os encontrados para o eucalipto, entretanto ainda há pouca informação na literatura. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi de obter modelos para a estimativa da área foliar (AF) do Bambusa vulgaris, índice ecofisiológico fundamental para estudos de produtividade; e realizar sua análise de crescimento, para entender seu desenvolvimento, ambos durante o segundo ano após o plantio, em um sistema florestal de curta rotação (SFCR).Em cada avaliação era realizado inventário florestal para seleção de uma touceira representativa com a população naquele momento. Feito isso, uma touceira de B. vulgaris era cortada e caracterizados um colmo jovem, intermediário e velho. Da massa vegetal verde foi obtida a massa seca total. Paralelamente, um quarto de folhas de cada colmo caracterizado foi separado para o estudo da área foliar. Foram obtidos altura (A), diâmetro a altura do peito (D) dos colmos, comprimento (C) e largura (L) da folha e número de colmos da touceira (N), baseado nisso foram gerados modelos lineares múltiplosindividuais e para as avaliações agrupad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The biomass has gained more and more visibility in the world as clean energy in the last few years, and, therefore the renewable energy sources demands. Eucalyptus trees is the more used source in Brazil for bioenergy, however, bamboo shows a big potential in biomass production turn into an option to eucalyptus or any other forest source. Some studies evidence bamboo energetic potential, sometimes similar or even bigger than eucalyptus. In the other hand is still rare to find any kind of study about this specie, specially about their ecophysiology. The aim of this study was to obtain models to estimate Bambusa vulgaris leaf area (LA), an important index to productivity studies, as well as, conduce a growth analysis to understand their development, both during the second year after planting, in a short rotation coppice (SRC) with bioenergetic aim. On each evaluation, it was done a forest inventory to select a representative clump of B. vulgaris to that moment. The selected one was cut and the stems were characterized as young, intermediate and old. From the fresh matter was obtained the total dry matter. At the same time, a quarter of leaves from each characterized stem were separate to leaf area study. It was evaluated in the stems the height (H), diameter at breath high (D) of stem, length (L) and width (W) of leaves and number of clump‟s stems (N), based on it was generate the linear multiples models to each evaluation and grouped ones as well. All generated models, individ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador : Prof. Ph.D. Carlos Roberto Sanquetta / Coorientadora : Profª. Drª. Ana Paula Dalla Corte / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 10/04/2017 / Inclui referências : f. 58-64 / Resumo: Uma estratégia fundamental na mitigação das mudanças climáticas é considerar o potencial das florestas na fixação do carbono em sua biomassa. Um componente essencial na composição da biomassa florestal total é a necromassa que, embora desempenhe um importante papel nos ecossistemas florestais, muitas vezes não é mensurada em inventários florestais. A necromassa pode ser dividida em árvores mortas em pé e material vegetal morto caído sobre o solo. Isto posto, este trabalho objetivou quantificar o volume (Vn), massa (W) e estoque de carbono (C) na necromassa caída sobre o solo, bem como gerar informações relativas à dependência espacial desta variável e correlacioná-la com outras variáveis biométricas da floresta por meio do Índice de Correlação de Spearman. Utilizou-se para tal, os dados coletados no Inventário Florestal Nacional do Paraná (IFN), no ano de 2013, nas regiões Centro-Sul, Sudeste e Centro-Ocidental paranaense. Na coleta dos dados foi utilizado o método de amostragem por linhas transectais mensurando-se todos os diâmetros acima de 2,5 cm das peças de necromassa que as interceptassem. Aproximadamente 88% das peças encontravam-se na classe de diâmetro entre 2,5 e 10 cm, produzindo uma curva de distribuição diamétrica do tipo "J invertido", tendência esta, semelhante às curvas de distribuição do Vn, W e C. O Vn variou de 0 a 303,06 m³.ha-1, sendo a média entre todas as unidades amostrais, 20,04 m³.ha-1; os W variaram de 0 a 103,12 Mg.ha-1; sendo que a média encontrada foi de 6,72 Mg.ha-1; o C variou de 0 a 43,79 Mg.ha-1, cuja média foi de 2,87 Mg.ha-1. A interpretação visual da distribuição do Vn, W e C indicou falta de dependência espacial para as variáveis analisadas. O Índice de Correlação de Spearman resultou no valor de 0,28 ao correlacionar necromassa e biomassa e 0,20 ao correlacionar necromassa e profundidade de serapilheira, indicando fraca correlação entre ambos conjuntos de dados. Os resultados obtidos reforçam a necessidade de maiores estudos referentes à variável necromassa, a fim de serem geradas informações mais seguras e precisas. Palavras-chave: Mudanças climáticas. Necromassa. Linhas transectais. Dependência espacial. Correlação. / Abstract: A key strategy in climate change mitigation is to consider the importance of forests in carbon sequestration in their biomass. An essential component in the composition of total forest biomass is dead wood which, although it plays an important role in forest ecosystems, is often overlooked in inventories. The dead wood can be divided into standing dead trees and dead plant material lying on the ground. This work aimed at quantifying the volume (Vn), mass (W) and carbon stock (C) in dead wood on the ground, as well as to generate information related to the spatial dependence of this variable and to correlate it with other biometric variables of the forest by means of the Spearman Correlation Index. The data collected in the National Forest Inventory of Paraná (NFI) in the central-south, southeastern and central-western regions of the state of Paraná in 2013, were used for this purpose. In the data collection, the method of sampling by transected lines was used, measuring all diameters above 2.5 cm of the pieces intercepting the lines. Approximately 88% of the pieces were in the diameter class between 2.5 and 10 cm, producing a diametric distribution curve of type "inverted J" similar to the distribution curve of Vn, W and C, which showed the same tendency. Vn varied from 0 to 303.06 m³.ha-1, with the mean of all sample units being 20.04 m³.ha-1; W ranged from 0 to 103.12 Mg.ha-1, the average found was 6.72 Mg.ha-1, and C ranged from 0 to 43.79 Mg.ha-1, whose mean was 2.87 Mg.ha-1 The visual interpretation of the Vn, W and C distribution indicated a lack of spatial dependence for the analyzed variable The Spearman Correlation Index resulted in a value of 0.28 when correlating dead wood and biomass and 0.20 when correlating dead wood and litter, indicating a weak correlation between both data sets. The results obtained reinforce the need for further studies on the variable dead wood, in order to generate safer and more accurate information. Keywords: Climate change. Dead wood. Transected lines. Spatial dependence. Correlation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-26T18:18:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 792200 bytes, checksum: 1ce75f9cc2126591a572710349e938c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T18:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 792200 bytes, checksum: 1ce75f9cc2126591a572710349e938c3 (MD5) Previous issue date: 2015-10-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A adubação fosfatada tem sua eficiência diminuída devido à fixação de fósforo (P) em solos tropicais intemperizados. Assim, o uso de fertilizantes com alguma proteção aos íons fosfato pode diminuir sua adsorção pelo solo e aumentar a absorção pela cultura, o que aumenta a eficiência da adubação. O biocarvão, produto da pirólise de biomassa em condições limitadas de oxigênio, pode ser uma alternativa para produzir fertilizantes de eficiência aumentada por potencialmente interagir com o P, diminuindo sua sorção ao solo. As características do biocarvão dependem do tipo de biomassa e temperatura de pirólise empregada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar e avaliar a eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados associados ao biocarvão. O biocarvão foi produzido a partir duas fontes de biomassa: bagaço de cana-de-açúcar e serragem de madeira, as quais foram pirolisadas em duas temperaturas (350 °C e 700 °C). Os biocarvões obtidos foram denominados: SM350 – serragem de madeira pirolisada a 350 oC; SM700 – serragem de madeira pirolisada a 700 oC; BC350 – bagaço de cana-de- açúcar pirolisado a 350 oC e BC700 – bagaço de cana-de-açúcar pirolisado a 700 oC. Após a caracterização química e física, os biocarvões foram granulados com superfosfato triplo (ST) na proporção 3:1 mais a adição de quatro por cento de fécula de mandioca como agente aglutinante. A avaliação agronômica dos fertilizantes foi realizada pelo cultivo de milho em casa de vegetação em Latossolo argiloso, o qual teve sua acidez corrigida com CaO + MgO (3:1). Foram realizados dois cultivos sucessivos para avaliar o efeito residual da adubação fosfatada. Os fertilizantes fosfatados a base de biocarvão foram comparados com a fonte convencional (ST), num esquema fatorial (5x2)+1, sendo cinco fertilizantes (SFT; ST-BC350; ST-BC700; ST-SM350; ST- SM700) e duas doses de P (100 e 400 mg dm-3 de P), além do tratamento controle (sem P). O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições, totalizando 44 unidades experimentais. Foram avaliados a produção de massa de matéria seca, acúmulo de P no milho, além do P disponível no solo após os cultivos. Os resultados indicam que em termos de produção de matéria seca, conteúdo de P na planta e P disponível no solo, a dose de 400 mg dm-3 apresentou resultados superiores em ambos os cultivos. O tratamento ST-BC350 apresentou maior teor de massa de matéria seca (no segundo cultivo), conteúdo de P e taxa de recuperação em relação aplicação do ST sozinho. Isto se deve a algumas caraterísticas deste biocarvão que o torna superior, como, por exemplo, maior CTC. A taxa de recuperação em ambos os cultivos e a eficiência agronômica no segundo cultivo ocorreu de maneira inversa, ou seja, quanto maior a dose menor a taxa de recuperação. De maneira geral, a simples associação de biocarvão com fertilizante fosfatado solúvel não aumentou a eficiência de uso de P pelo milho, quando cultivado em solo argiloso com elevada capacidade de fixação de P. / The phosphate fertilization has low efficiency in weathered tropical soils due to high phosphorus (P) fixation. Therefore, the use of fertilizers with some protection to phosphate ions can reduce its adsorption and increase the absorption by the plants, increasing the efficiency of P fertilization. Biochar, the product of biomass pyrolysis in limited conditions of oxygen can be an alternative to produce fertilizers of increased efficiency for potentially interacting with P and decreasing its sorption to soil. Biochar characteristics depend on the biomass type and temperature of pyrolysis. In this study it was aimed to characterize and evaluate the agronomic efficiency of phosphate fertilizers associated with biochar. Biochars were generated from two sources of biomass: sugarcane bagasse and sawdust, which was pyrolysed at two temperatures (350 °C and 700 °C). The obtained biochars were named: SM350 - sawdust pyrolyzed at 350 ° C; SM700 - sawdust pyrolyzed at 700 °C; BC350 - sugarcane bagasse pyrolysed at 350 °C and BC700 - sugarcane bagasse pyrolysed at 700 °C. After chemical and physical characterization, biochars were granulated with triple superphosphate (ST) at 3:1 ratio plus 4 % of manioc starch as a binding agent. The agronomic evaluation of fertilizers was conducted by growing corn in a greenhouse in a clay Oxisol, which had its acidity corrected with CaO + MgO (3: 1). Two successive crops were carried out to evaluate the residual effect of P fertilization. The phosphate fertilizers with biochar were compared with conventional source (ST), in a factorial design (5x2)+1, being five fertilizers (SFT; ST-BC350; ST-BC700; ST-SM350; ST-SM700) and two P rates (100 and 400 mg dm-3), plus a control treatment (without P). The experimental design was in randomized blocks with 4 replications, totaling 44 experimental units. It was evaluated the dry matter yield, P accumulation in corn, recovery rate and the available P in the soils after the crop cultivation. The results indicated that the dose of 400 mg dm-3 increased dry matter yield and P accumulation in both growth cycles, and also increased available P in the soil. ST-BC350 treatment showed, in the second growth cycle, higher dry matter yield, P content and recovery rate than the application of ST alone. This is due to some features of this biochar that makes it superior, for instance it higher CEC. The recovery rate in both crops and agronomic efficiency in the second crop reduced with increased P rate application. In general, the association of biochar with soluble phosphate fertilizer did not increase the efficiency of use of P for corn, when it was grown in clay soil with high P fixation capacity.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-17T16:34:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067848 bytes, checksum: 64d84327afd892d02d4f3159ea5bf588 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T16:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1067848 bytes, checksum: 64d84327afd892d02d4f3159ea5bf588 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, seis diferentes cepas fúngicas isoladas de plantações de eucalipto foram avaliadas quanto aos seus potenciais para produção de enzimas lignocelulolíticas visando suas aplicações em processos biotecnológicos, mais precisamente, processos de sacarificação da biomassa. Os fungos Pycnoporus sanguineus, Trametes sp. J2, Trametes sp J5, isolado J-129 (um basidiomiceto não identificado), Chrysoporthe cubensis e Cylindrocladium pteridis foram cultivados em meio líquido (ML) e meio semi- sólido (MSS) contendo farelo de trigo, sabugo de milho, polpa Kraft e celulose microcristalina (Avicel) como fonte de carbono. Após 4, 8 e 12 dias de fermentação os extratos enzimáticos produzidos foram coletados e analisados para determinação das atividades de xilanase, endoglicanases, β-glicosidases, lacases e celulase total (FPase). Pycnoporus sanguineus apresentou as maiores atividades para FPase (polpa Kraft-MSS) e lacase (farelo de trigo-ML) sugerindo que este microrganismo pode ser utilizado como um eficiente produtor de ambos os grupos de enzimas: cellulases e ligninases. Chrysoporthe cubensis propiciou as maiores atividades para endoglicanase e β-glicosidase (farelo de trigo-SSF). Sendo assim, foi demonstrado pela primeira vez que C. cubensis possui um grande potencial para produção de enzimas (principalmente celulases) para aplicação em processos de sacarificação da biomassa. As maiores atividades xilanolíticas foram encontradas em extratos produzidos pelo fitopatógeno C. pteridis, o qual foi apto a secretar quantidades incomuns de xylanase (aproximadamente 150000 U L -1 ) quando cultivado em meio semi-sólido usando farelo de trigo como substrato. Pycnoporus sanguineus e C. cubensis secretaram as maiores atividades celulolíticas e por isto os extratos enzimáticos produzidos por estes microrganismos foram caracterizados e subseqüentemente aplicados em testes de sacarificação da biomassa. Além de celulases e xilanases, P. sanguineus e C. cubensis também mostraram uma marcante capacidade para secretar atividades de α-arabinofuranosidase, α-galactosidase, β-mananase e poligalacturonase. Além disto, baixas atividades para β-xilosidase e β-manosidase também foram detectados em ambos os extratos enzimáticos. As atividades celulolíticas (endoglicanase, FPase e β-glicosidase) e xilanolíticas produzidas por P. sanguineus e C. cubensis foram caracterizadas em relação a pH e temperatura ótimos e foi observado que todas as atividades enzimáticas analisadas foram maximamente ativas quando incubadas em uma faixa de pH entre 3,5 e 4,5. Os valores de temperaturas ótimas variaram entre 50 e 60 °C. Além disto, todas as atividades enzimáticas foram altamente estáveis nas temperaturas de 40 e 50 °C tendo mantido mais de 70 % de suas atividades residuais após 48 h de incubação. Os extratos celulolíticos de P. sanguineus e C. cubensis foram aplicados em experimentos de sacarificação utilizando bagaço de cana, previamente submetido à pré-tratamento ácido ou básico, como substrato e os resultados de sacarificação foram comparados com aqueles obtidos utilizando- se uma preparação comercial de celulases. O uso de pré-tratamento ácido foi pouco eficiente na remoção da lignina junto ao bagaço de cana e como conseqüência disso observou-se um baixo rendimento de sacarificação quando este substrato foi utilizado, independentemente do extrato enzimático aplicado. Por outro lado, quando bagaço pré-tratado com base foi utilizado como substrato, elevadas taxas de hidrólise foram observadas. Considerando-se a produção de equivalentes açúcares redutores, foram observados rendimentos de sacarificação de 89,0, 60,4 e 64,0 % após 72 h de reação nos ensaios conduzidos com extrato de C. cubensis, extrato de P. sanguineus e com a preparação de celulases comercial, respectivamente. A produção de glicose também foi avaliada e, similarmente, se observou uma maior liberação deste monossacarídeo nos ensaios realizados com extrato do fungo C. cubensis (52,7 %). Para os ensaios de sacarificação utilizando extrato de P. sanguineus e celulase comercial a produção de glicose observada correspondeu a 22,6 e 36,6 % do rendimento teórico possível, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem que as seis cepas fúngicas avaliadas neste trabalho têm grande potencial como produtoras de enzimas para aplicações em processos biotecnológicos. Os extratos celulolíticos de P. sanguineus e C. cubensis demonstraram um grande potencial para serem utilizados em processos de sacarificação da biomassa uma vez que o desempenho de hidrólise observado para estes extratos foi similar ou superior àquele observado em ensaios utilizando-se uma preparação de celulases comercial. / In this work, six different fungi strain isolated from eucalyptus plantations were evaluated in relation to their ability to produce ligninolytic enzymes to biotechnological application, specifically, biomass saccharification for bioethanol production. The fungi Pycnoporus sanguineus, Trametes sp. J2, Trametes sp J5, isolated J-129 (a Basidiomycete unidentified), Chrysoporthe cubensis e Cylindrocladium pteridis were cultivated in submerged fermentation (SmF) or in solid state fermentation (SSF) using wheat bran, corn cobs, Kraft pulp or microcrystalline cellulose (Avicel) as carbon source. After 4, 8 and 12 days of fermentation, the enzymatic extract produced were analyzed in relation to xylanase, endoglucanase, β-glucosidase, laccase and total cellulase (FPase) activities. The white-rot Basidiomycete P. sanguineous presented the highest FPase (Kraft pulp-SSF) and laccase (wheat bran-SmF) activities, suggesting that this microorganism could be used as an efficient producer for the two groups: cellulases and ligninases. Chrysoporthe cubensis presented the highest endoglucanase and β-glucosidase (wheat bran-SSF) activities. Therefore, for the first time, it was demonstrated that C. cubensis has a great potential to enzyme production (mainly cellulases) that could be applied in biomass saccharification processes. The highest xylanolytic activities were detected in enzymatic extracts produced by the plant pathogenic C. pteridis, which was able to secrete uncommon amounts of xylanase activity (approximately 150000U L -1 ) when cultivated in SSF using wheat bran. P. sanguineus and C. cubensis were able to secrete the highest amounts of cellulolytic activities and therefore the enzymatic extracts produced by these microorganisms were characterized and subsequently applied in biomass saccharification experiments. Besides cellulases and xylanases, P. sanguineus and C. cubensis were also able to produce α-arabinofuranosidase, α-galactosidase, β-mananase and polygalacturonase. It was also detected low activities of β-xylosidase and β-mannosidase in both enzymatic extracts. The cellulolytic activities(endoglucanase, FPase and β-glucosidase) and xylanolytic activities produced by P. sanguineus and C. cubensis were characterized in relation to pH and temperature and it was observed that all activities were maximized in a pH range of 3.5-4.5. The optimum temperatures for those enzymes varied between 50 and 60 °C. Besides, all enzymatic activities were highly stable at 40 and 50 °C, maintaining more than 70 % of its residual activities after 48 h of pre incubation at the aforementioned temperatures. The enzymatic extracts from P. sanguineus and C. cubensis were employed in saccharification experiments using acid-treated or alkali-treated sugarcane bagasse as substrate. The saccharification results were compared to those obtained employing a commercial cellulase. The acid pretreatment presented low efficiency in lignin removal from sugarcane bagasse and as a consequence, it was observed a low yield of saccharification when acid-treated bagasse was hydrolyzed, independently from the cellulase extract utilized. On the other hand, when alkali-treated sugarcane bagasse was used as substrate for saccharification, high hydrolysis rates were observed. Considering equivalent reducing sugars production, it was observed saccharification yields of 89.0, 64.4 and 64.0 % after 72 h of hydrolysis reaction using extract from C. cubensis, extract from P. sanguineous and a commercial cellulase, respectively. The glucose production was also evaluated and, similarly it was observed a higher yield in the saccharification using extract from C. cubensis (52.7 %) than in those using extract from P. sanguineous (22.6 %) or commercial cellulase (36.6 %). The results obtained suggest that the six fungi strains evaluated in this work present a great potential to produce enzymes for application in biotechnological processes. The cellulolytic extracts from P. sanguineous and C. cubensis demonstrated a great potential to be employed in biomass saccharification processes, since their observed hydrolysis performances were similar or superior to that observed performance for commercial cellulase. / Tese antiga

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-15T04:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334407.pdf: 13302896 bytes, checksum: 04bd403e7a6d9d7946a53664b9d6d739 (MD5) Previous issue date: 2015 / O comportamento térmico de uma planta termoelétrica a biomassa é analisado como um sistema híbrido assistido por energia solar. Os sistemas híbridos de geração termoelétrica biomassa/solar são uma opção promissora para a diversificação da matriz energética brasileira, aproveitando o grande potencial da energia solar com a vasta disponibilidade de biomassa. As plantas híbridas podem também contribuir para o desenvolvimento da cadeia produtiva relacionada coma energia solar, hoje ainda inexistente no mercado brasileiro. Neste trabalho, a aplicação da energia solar é proposta no pré-aquecimento da água de alimentação, na geração direta de vapor, ou ainda, simplesmente para a geração de vapor de processo. O sistema é analisado para cada hora do ano típico meteorológico, considerando a cidade de Santa Maria - RS como referência, onde é determinada a eficiência dos coletores solares e a eficiência de conversão de energia solar para energia elétrica, bem como o comportamento do sistema com as diferentes cargas de energia solar. Os estudos são desenvolvidos utilizando o programa Engineering Equation Solver para uma planta termoelétrica movida a cavacos de madeira em operação com a inserção de coletores solares do tipo Linear Fresnel. Atenção especial é dedicada ao comportamento da caldeira, considerando a sensibilidade de operação em cargas parciais e diferentes temperaturas de água de alimentação devido à hibridização com a inserção da energia solar. São avaliados os efeitos diretos na eficiência, no consumo de combustível e no comportamento térmico da fornalha, economizador e pré-aquecedores de ar. O teor de incombustos e a formação de CO são considerados como variáveis de processo que interferem na eficiência da caldeira.<br> / Abstract : A biomass power plant thermal behavior is analized as a hybrid systemassisted by solar energy. The biomass/solar hybrid power generation systems are a promising option to diversify the Brazilian energy grid, taking advantage of the great solar energy potential and great biomass availability. The hybrid power plants may also contribute to the development of the solar energy supply chain in the Brazilian market. In this work the solar energy is considered in the feed water preheating, heat process, and direct vapor generation for both the boiler evaporator and superheated vapor to the turbine. The system is analyzed for each hour of the typical meteorological year for the city of Santa Maria  RS, where it was calculated the solar collector's optical efficiency and the annual average solar-to-electricity conversion efficiency, as well as the system behavior for varying solar energy loads.This work is developed using the Engineering Equation Solver software for a biomass-fired power plant integrated with Linear Fresnel solar concentrators. Special efforts are taken to analyze the boiler thermal behavior considering the part load operation and varying feedwater temperature due to the solar energy hybridization. The boiler efficiency, fuel consumption and its thermal behavior are analyzed, as well as its air heaters and economizers operation. The unburned carbon content and CO formation are considered as process variable and analyzed for the boiler efficiency.