O objetivo deste trabalho foi caracterizar a farinha do bagaço da cana-de-açúcar (FBCA) e avaliar o efeito de sua aplicação, como fonte de fibra insolúvel, em bolo. A FBCA foi caracterizada com relação a sua composição química (teor de umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, fibras solúveis, fibras em detergente ácido e neutro e lipídeos), atividade de água (Aw), composição de minerais pela técnica de Espectrometria de Fluorescência de Raios-X (TXRF), determinação do tamanho e distribuição das partículas, avaliação da cor instrumental e contagem de bolores e leveduras e de coliformes totais. A FBCA foi aplicada em bolo tipo cupcake nas proporções de 3 e 6%. Os bolos recém-preparados foram avaliados com relação à umidade, atividade de água (Aw), densidade, cor instrumental e pH. Os bolos foram estocados durante 42 dias e em 5 pontos deste período foram avaliados com relação a umidade, Aw, perfil de textura (parâmetros dureza, elasticidade e coesão), contagem de bolores e leveduras e aceitação sensorial (atributos aparência, sabor, aroma, textura e aceitação global). Todas as análises foram realizadas também em uma amostra controle, preparada sem a adição de FBCA, para efeito de comparação. A FBCA demonstrou ser excelente fonte de fibra insolúvel, com 81,92% entre celulose, lignina e hemicelulose, bem como de minerais como o ferro, manganês e cromo. Todavia é uma fonte pobre de fibra solúvel, proteína, carboidratos e lipídeos. Em torno de 60% das partículas da FBCA possuem tamanho inferior a 80µm. A FBCA apresentou contagem alta de bolores e leveduras e cor tendendo para o amarelo e vermelho. Os bolos apresentaram em torno de 15% de umidade e Aw na faixa intermediária. Bolos com FBCA foram ligeiramente mais úmidos, escuros e densos que o controle. Porém, foram menos elásticos e tão coesos e duros quanto. Os bolos adicionados de 3% de FBCA apresentaram a mesma aceitação que o produto tradicional, com a vantagem do maior valor nutricional em função da presença das fibras e dos minerais oriundos da FBCA. / The aim of this study was to characterize the flour from sugarcane bagasse (FSB) and to evaluate the effect of its application as a source of insoluble fiber in cake. The FSB was characterized in respect to the chemical composition (moisture content, ash, proteins, carbohydrates, soluble fiber, fiber in acid and neutral detergent, cellulose, hemicellulose, lignin and lipids), water activity (Aw), mineral composition by Fluorescence spectrometry technique X-ray (TXRF), size and distribution of particles, evaluation of the instrumental color and counts of molds and total coliforms. The FSB was applied in cupcakes, in proportions of 3% and 6%. The freshly prepared cakes were evaluated in respect to moisture content, water activity (Aw), density, pH and instrumental color. The cakes were stored for 42 days and during this period were evaluated for moisture content, Aw, instrumental texture (hardness, elasticity and cohesion), counts of molds and sensory acceptance (appearance, taste, flavor, texture and overall acceptance). All analysis were also carried out in a control sample, prepared without the addition of FSB, for comparison. The FSB demonstrated to be an excellent source of insoluble fiber, containing 81.92% between cellulose, lignin and hemicellulose, and is source of minerals such as iron, manganese and chromium. However, it is a poor source of soluble fiber, protein, carbohydrates and lipids. Around 60% of the particles of FSB are smaller than 80µm. The FSB presented high counts of molds and the color tends to yellow and red. The cakes showed around 15% of moisture content and Aw in the middle range. Cakes with FSB were slightly damper, darker and denser than traditional. However were less elastic, but so cohesive and hard as the traditional one. Cakes added with 3% of FSB presented the same acceptance that the traditional product, with the advantage of greater nutritional value due to the presence of fibers and minerals from FSB.

Orientador: Luiz Henrique Antunes Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bocca_FelipeFerreira_M.pdf: 3408187 bytes, checksum: 42fbcc9a588255a03b2746e38bf18992 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A tomada de decisão e o planejamento de uma usina de cana-de-açúcar têm como principal variável a produtividade dos cultivos, que em conjunto com a área permite estimar a produção. A cana-de-açúcar, uma cultura semi-perene, nas condições brasileiras, possui um ciclo inicial que pode variar de 12 a 18 meses e, após a primeira colheita, é colhida anualmente até que o decréscimo de produtividade leve ao replantio da área. Considerando o tamanho das áreas de cultivo, e o horizonte temporal, projeções de produtividade são fornecidas em diferentes contextos de decisão para cultivos que se encontram em diferentes momentos do ciclo de crescimento. Foi conduzida uma pesquisa exploratória junto a uma usina com intuito de contextualizar as principais decisões que são influenciadas pela perspectiva de produtividade futura, bem como a forma que essas predições afetam o planejamento. Tomando por base o resultado de entrevistas semiestruturadas e acompanhamento de atividades, foi possível identificar decisões chave e suas características, que foram relacionadas a soluções propostas pela comunidade científica e enquadradas dentro de uma proposta de framework para tomada de decisão e planejamento. Entre as decisões, chamou atenção as que são tomadas nos elos iniciais da cadeia de valor, que terão efeitos em todos os processos posteriores e que são tomadas na maior situação de incerteza, sendo consideradas pontos críticos no planejamento. No framework, baseado no uso de modelos empíricos de produtividade, é possível explorar o potencial das informações climáticas para projeção da produtividade e também explorar o potencial dos dados acumulados pelo setor. Para tal, foram desenvolvidos modelos empíricos de produtividade utilizando diferentes técnicas de mineração de dados. Os modelos de produtividade possuíam como atributos preditores os dados referentes aos talhões e seu manejo, em conjunto com os dados do clima ocorrido. Foi possível reduzir a magnitude de erro para menos da metade do encontrado em uma abordagem anterior. Entre as técnicas utilizadas, a SVM e a Random Forest obtiveram os melhores desempenhos, embora o modelo utilizando SVM tenha utilizado significativamente menos atributos. A estratégia de modelagem baseada em dados permitiu a criação de modelos específicos para o contexto produtivo da própria unidade, na escala da menor unidade de gestão, os talhões. Os modelos de produtividade criados possuem potencial para projeção de produtividade se utilizados em conjunto com projeções de clima / Abstract: Decision making and planning of sugarcane production have as main variable the crop yield, which in conjunction with the field area allows us to estimate production. Sugarcane, a semi-perennial crop, in Brazilian conditions, has an initial cycle that varies from 12 to 18 months and after the first harvest, is harvested annually until yield reduction lead to replanting the area. Considering the size of cultivated areas, and the time horizon, yield projections are provided in different contexts of decision for crops that are in different stages of the growth cycle. An exploratory study was conducted within a sugarcane mill to contextualize the main decisions that are influenced by the perspective of future yield, as well as how those predictions affect planning. Based on the result of semi-structured interviews and activities follow-up, it was possible to identify key decisions and their characteristics, which were related to the solutions proposed by the scientific community and framed within a proposed framework for decision making and planning. Decisions made in the first echelons of the value chain demanded early predictions and have effects in the whole value chain, being considered a critical point for planning. In the framework, based on the use of empirical models of yield, it is possible to exploit the potential of climate information to forecast yield and also explore the potential of data accumulated by the sector. Empirical yield models were developed using different data mining techniques. The models used and data from the blocks and their management, coupled with the climatic data as predictive variables. Error magnitude was reduced by half from a previous approach. Among the techniques used, SVM and Random Forest got the best performance, although the SVM model has significantly fewer attributes. The modeling strategy based on data enabled the creation of specific models for the production context of the mill, on the scale of the smallest management unit. The yield models created have potential for yield forecast if used in conjunction with weather forecasts / Mestrado / Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável / Mestre em Engenharia Agrícola / 12/50049-3 / FAPESP

Orientador: Antonio Carlos Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-23T16:01:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bittar_TelmoOliveira_D.pdf: 2703119 bytes, checksum: 534783a3c2c8593748bf07a81c8e04e3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Inúmeros relatos da literatura apontam para associações entre poluição atmosférica e patologias do aparelho respiratório e cardíaco. O objetivo deste estudo foi averiguar os efeitos do material particulado oriundo da queima da biomassa da cana-de-açúcar no aparelho respiratório e cardíaco de ratos machos wistar. Utilizou-se de um forno especialmente desenhado para coletar o material particulado proveniente da palha da cana de- açúcar e então isolá-lo. Sua análise química foi feita por cromatografia gasosa. Posteriormente foram alocados 4 grupos, de 7 ratos cada, dividindo-os na seguinte ordem: grupo I- recebeu instilação de material particulado em soro fisiológico; grupo II- recebeu instilação de material particulado e S. aureus; grupo III- controle, recebeu apenas instalação de soro fisiológico; grupo IV- recebeu apenas instilação de S. aureus. Após o período de uma semana, os animais foram eutanasiados, e foram coletadas amostras de pulmão, traquéia e coração para análise histológica, morfométrica e de imunoensaio. A metodologia utilizada para análise histológica e morfométrica foi a de comparação ao padrão de normalidade, e teste ELISA de captura no imunoensaio para as seguintes citocinas: GRO-?, IL-1?, IL-1?, IL-6, IFN-?, TNF-?. Os resultados analisados mostraram que o principal componente encontrado no material particulado de cana de açúcar foi o éster de ácido ftálico. Não houve nenhuma alteração estatística entre os grupos em relação ao tecido cardíaco. A análise histológica revelou alteração no padrão de normalidade apenas no grupo IV. Na análise morfométrica da traquéia, foi observada uma redução no espessamento do tecido conjuntivo no grupo II, e nas medidas de centro, todos os grupos apresentaram diferenças significativas em relação ao controle. Em relação ao imunoensaio, observou-se que os grupos I e II expressaram a liberação de IL-1? em relação ao controle. O grupo I apresentou expressão significativa de IL-6 em relação ao controle e grupo IV, e de IL-1 ? e IFN-? com relação aos demais grupos. Deste modo, o presente estudo mostrou que o material particulado, oriundo da queima da biomassa da cana-de-açúcar, é capaz de provocar alteração no aparelho respiratório de ratos wistar e motivar a produção de citocinas / Abstract: Several studies point out the association between atmospheric pollution and pathologies from respiratory and cardiac systems. The aim of this study was to analyze the effects of the particulate matter from sugar cane biomass in respiratory and cardiac systems of male wistar rats. It was used a special developed oven to collect the sugar cane particulate matter and so isolate it. Its chemical analysis was done by gas chromatography. Later it was allocated 4 groups each one with 7 rats been divided into: group I- received instillation of only particulate mater in physiological saline; group II- received particulate matter plus S. aureus; group III- control group with only physiological saline; group IV- received only S. aureus. After one week, the animals were euthanized and samples were gathered from lung, heart and trachea tissues to histological, morphometric and immunoassays analysis. The histological and morphometric employed methodology was the normality standard variation and ELISA capture test for immunoassays for the following cytokines: GRO-?, IL-1?, IL-1?, IL-6, IFN-?, TNF-?. Analyzed results shown the main substance found in sugar cane particulate matter was phthalic acid ester. None standard variation statically for heart tissue was found. Histological analysis revealed changes in the normal pattern only in group IV. In trachea morphometric analysis it was observed the decreasing in its conjunctive tissue width for group II, and in its center measurement all the groups presented significant difference when compared to control group. In the immunoassays it was noted that group I and II expressed the production of IL-1? when compared to control group. The group I presented a significant expression of IL-6 compared to control group and group IV; and IL-1 ? e IFN-? when compared to the other groups. Based on this achieves, the present study has shown the sugar cane particulate matter is capable to produce alteration in respiratory system of wistar rats and motivate cytokines production / Doutorado / Saude Coletiva / Doutor em Odontologia

Orientador: Sérgio Luiz Monteiro Salles-Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências. / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:46:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fredo_CarlosEduardo_M.pdf: 1564627 bytes, checksum: 8ac3d8ed173cc70e40322ea6f18ad9a8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O avanço tecnológico sobre o setor agropecuário trouxe reestruturação para o mercado de trabalho rural, principalmente pelo papel que as máquinas utilizadas nas operações da colheita exerceram como poupadoras de mão de obra, redutoras do tempo de colheita e de custos ao produtor. O setor sucroalcooleiro paulista tem sido foco nos últimos anos da discussão destas questões sociais, principalmente após a promulgação de Lei Estadual 11.241/2002 e Protocolo Agroambiental voltados à erradicação da queima da cana e às questões ambientais. Com 59,3% das áreas cultivadas ainda colhidas manualmente (safra 2007/2008), foi de extrema relevância avaliar a evolução estrutural do mercado de trabalho deste setor por meio da elaboração de índices socieconômicos (sexo, grau de instrução, faixa etária e remuneração salarial) para as quatro categorias ocupacionais do setor (tratoristas, cortadores de cana-de-açúcar, outras ocupações agrícolas e as não agrícolas) com o intuito de analisar tendências das características dos empregos formais dentro deste sistema agroindustrial, a fim de subsidiar a formulação de políticas públicas/privadas aderentes ao setor. Os resultados da pesquisa apontaram que o setor não caminha para a inclusão das mulheres ; exige níveis de educação formal mais elevados sem entretanto haver reflexo disto nos níveis salariais. Há indícios de que o setor se reestrutura no perfil da mão de obra sem aumento dos gastos com pessoal. Assim, o processo de modernização vem tendo efeitos de diminuição da força de trabalho (esperado pela mecanização da colheita), aumento da qualificação e manutenção de faixas salarias, provavelmente em decorrência da eliminação de muitos postos de cortadores de cana, alguns poucos reabsorvidos como tratoristas e outras ocupações / Abstract: The technological advance in the agricultural sector restructured the rural labor market specially due to the fact that the machinery used in the harvesting play an important role as a 'labor-saver', they reduce the harvesting time and the costs to the producer. The sugar-alcohol sector in the state of São Paulo has been the focus of discussion on these issues, mainly after the enactment of a State Law 11.241/2002 and an Agri-Environment Protocol concerning the eradication of the burning of sugar cane, and environmental issues. With 59.3% of cultivated areas being manually harvested (2007/2008 crops), it is important to evaluate the structural evolution of the labor market in this sector through the elaboration of socio-economic indexes (gender, level of education, age group and salary) for the four occupational categories in the sector (tractor drivers, sugar cane harvesters, other agricultural jobs and non-agricultural jobs) so that we can analyze if the generation of formal jobs has been done with greater social equity, thus subsidizing the elaboration of public/private policies of the sector. Thus, the process of modernization has had lowering effects of the labor force (expected by the mechanization of the harvest), increased qualification and maintenance of salary tracks, probably due to the elimination of sugar cane harvesters, a few reabsorbed as tractor drivers and other occupations / Mestrado / Politica Cientifica e Tecnologica / Mestre em Política Científica e Tecnológica

Orientador: Paulo Mazzafera / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cesarino_Igor_D.pdf: 8868735 bytes, checksum: c2f0579fef15f4e7a7a37e4b77a434f3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A lignina é um heteropolímero complexo depositado principalmente na parede celular secundária de tipos celulares especializados, conferindo força mecânica e rigidez para as plantas se manterem eretas e também proporcionando hidrofobicidade para que células condutoras transportem água e nutrientes por longas distâncias. Embora a lignina seja essencial para o desenvolvimento da planta, este polímero é o principal componente da parede celular responsável pela recalcitrância da biomassa vegetal, sendo que sua presença afeta negativamente o uso do material lignocelulósico para a produção de biocombustíveis e biomateriais. Diversas evidências suportam um papel para peroxidases e laccases no processo de polimerização da lignina. No entanto, identificar genes/isoformas relacionados(as) com o processo de polimerização de lignina e caracterizar seu mecanismo de ação estão entre as tarefas mais desafiadoras acerca do metabolismo deste polímero fenólico. Neste trabalho, uma abordagem técnica abrangente foi aplicada com o objetivo de se identificar potenciais candidatos envolvidos na oxidação dos monômeros de lignina. No capítulo I, atividade enzimática e o perfil proteômico de peroxidases de classe III foram analisados durante o desenvolvimento do colmo de cana-de-açúcar. No capítulo II, células em suspensão foram usadas como valiosa ferramenta para isolar e caracterizar peroxidases de classe III potencialmente envolvidas na polimerização de lignina. Finalmente, no capítulo III, a combinação de análises de co-expressão, expressão tecido/tipo celular específica e complementação de um mutante de Arabidopsis thaliana permitiu a caracterização de uma laccase fortemente relacionada com a polimerização de lignina em cana-de-açúcar. Acreditamos que estes foram os primeiros trabalhos a caracterizar peroxidases e laccases em cana-de-açúcar, além de terem contribuído para aumentar o conhecimento acerca do metabolismo de lignina nesta importante cultura dedicada à bioenergia / Abstract: Lignin is a complex heteropolymer deposited in the secondarily thickened walls of specialized plant cells to provide strength and rigidity for plants to stand upright and hydrophobicity to conducting cells for long-distance water transport. Although lignin is essential for plant growth and development, this phenolic polymer is the major plant cell wall component responsible for biomass recalcitrance and its presence negatively affects the use of ligriocellulose as a source for biofuels and bio-based materiais. Several evidences support the role of peroxidases and laccases in lignin polymerization. However, the identification and characterization of peroxidases/laccases involved in lignin polymerization is still a major bottleneck. Here, we carried out a comprehensive approach to identify candidate genes related to the combinatorial coupling of lignin monomers. ln chapter I, we analyzed the enzymatic activity and proteomic profile of class III peroxidases during sugarcane stem development. ln chapter II, suspension cell culture was used as a tool for the characterization of class III peroxidases potentially involved in lignin polymerization. Finally, in chapter III, we provide evidence for the role of a laccase gene in lignin biosynthesis in sugarcane, by using a combination of co-expression analysis, tissue-specific expression analysis and genetic complementation of an Arabidopsis thaliana mutant. To our knowledge, these are the first reports on the characterization of peroxidases and laccases in sugarcane, which might ultimately improve our understanding of the lignin metabolism in this important bioenergy crop / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

Doctor of Philosophy / Department of Geography / Marcellus M. Caldas / Biofuel ethanol has been proposed as the most viable solution to mitigate greenhouse gas emissions (GHG) from the transportation sector; however, the impact of such production on the environment is not completely known. Environmental impacts are of more concern when ethanol production occurs in areas of high biodiversity value such as the Cerrado (Brazilian savanna). The Cerrado is a global biodiversity hotspot and an important breadbasket—at the same time, it is on a path to becoming the major sugarcane ethanol-producing region in Brazil. The main goal of this dissertation is to examine the impacts of sugarcane expansion on farmers’ land use decision processes in the Cerrado and to consider its consequences on biodiversity and the impacts of climate change. In the following chapters, land change dynamics are investigated using a combination of theory and methods from geography, GIScience, economics, and ecology. Chapter 2 presents an examination of the drivers for the sugarcane expansion. The findings suggest that the Cerrado attracted mills because of the good agricultural conditions, affordable land prices, and favorable state-level fiscal incentive policies, while factors that have prevented traditional sugarcane-producing regions from meeting the increasing demand for ethanol. Chapter 3 develops a procedure to identify intensification and extensification responses at the field level. The main finding is that extensification is the main response. Additionally, this response has a higher probability of occurrence the farther an area is from a mill. Chapter 4 applies the partial adjustment framework to understand farmers’ land use decisions regarding sugarcane production. Estimates found that price of cattle have the largest cross-price elasticity with sugarcane acreage. In addition, the results suggest that acreage of sugarcane and soybean double-crop are positively correlated. Chapter 5 focuses on the impacts of climate change on land suitability for sugarcane and amphibian species. The findings show that land suitability for sugarcane is vulnerable to climate change and that the Brazilian zoning policy for sugarcane is not addressing this issue. Additionally, amphibians are affected by climate change and conflict with areas suitable for sugarcane in climate change scenarios.

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The continual increase in industrialization and global population has increased the dependency and demand on traditional fossil fuels for energy; however, there are limited amounts of fossil fuels available. The slow depletion of fossil fuels has sparked a fresh interest in renewable sources such as lignocellulose to produce a variety of biofuels, such as biogases (e.g. methane), bioethanol, biodiesel and a variety of other solvents and economically valuable by-products. Agricultural crop wastes produced in surplus are typically lignocellulosic in composition and thus partially recalcitrant to enzymatic degradation. The recalcitrant nature of plant biomass and the inability to obtain complete enzymatic hydrolysis has led to the establishment of various pre-treatment strategies. Alkaline pre-treatments increase the accessibility of the exposed surface to enzymatic hydrolysis through the removal of acetyl and uronic acid substituents on hemicellulose. Unlike the use of steam and acid pre-treatments, alkaline pre-treatments solubilize lignin and a small percentage of the hemicellulose, increasing enzyme accessibility and thus the hydrolysis of lignocellulose. The majority of Clostridium cellulovorans associated enzyme synergy studies have been devoted to an understanding of the cellulolytic and hemi-cellulolytic degradation of plant cell walls. However, little is known about the effect of various physical and chemical pre-treatments on the synergistic enzymatic degradation of plant biomass and possible depolymerization of plant cell walls. This study investigates the use of slake lime, sodium hydroxide and ammonium hydroxide to pre-treat sugarcane bagasse under mild conditions and elucidates potentially important synergistic associations between the C. cellulovorans enzymes for the enhanced degradation of lignocellulose. The primary aims of the study were addressed using of a variety of techniques. This included suitable vector constructs for the expression and purification of recombinant C. cellulovorans enzymes, identification of the effects of various pre-treatments on enzyme synergy, and identification of the resultant reducing sugars and phenolic compounds (released during the pre-treatment of the bagasse). This study also made use of physical and chemical pre-treatment methods, protein purification using affinity, high performance liquid and thin layer chromatography, mass spectrometry, sodium dodecyl sulphate and fluorophore-assisted polyacrylamide gel electrophoresis (FACE) , enzymatic degradation and synergy studies with various substrates indirectly using the 3, 4-dinitrosalicylic acid (DNS) reducing sugar assay. From this investigation, the following conclusions were made: alkaline pre-treatment successfully solublised, redistributed and removed lignin from the bagasse, increasing the digestibility of the substrates. In summary, the most effective pre-treatment employed 0.114 M ammonium hydroxide / gram bagasse at 70°C for 36 hours, followed by hydrolysis with an enzyme cocktail containing 25% ManA and 75% XynA. This increased the production of sugars approximately 13-fold. Analysis of the sugars produced by the synergistic hydrolysis of sugarcane bagasse (SCB) indicated the presence of xylose, indicating that the enzymes are potentially bifunctional under certain conditions. This study indicated that the use of mild pre-treatment conditions sufficiently removed a large portion of lignin without affecting the hemicellulose moiety of the SCB. This facilitated the potential use of the hemicellulose component for the production of valuable products (e.g. xylitol) in addition to the production of bioethanol. Thus, the potential use of additional components of holocellulose may generate an additional biotechnological benefit and allow a certain degree of flexibility in the biofuel industry, depending on consumer and industrial needs.

Orientador: Edson Tomaz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T11:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GaelSilviadaPenarandaLiendo_M.pdf: 1790276 bytes, checksum: 90826b2d5250dff1e3a227a40e99867c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, gerando 671,71 milhões de toneladas por ano, estimados pela Companhia Nacional de Abastecimento¿ CONAB (Safra 2014/2015). É o 2º produtor mundial de etanol, sendo responsável por 20% da produção mundial e 20% das exportações mundiais, o que foi motivado pela expansão das áreas cultivadas e a maior utilização de fertilizantes, entre os quais, o emprego de fertilizantes nitrogenados para aumentar a produtividade. Atualmente, procura-se reduzir as emissões dos gases de efeito estufa (GEE) causadores do aquecimento global, o que justifica o atual esforço internacional na substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia limpa, como o etanol da cana-de-açúcar. Não obstante, o uso de fertilizantes (vinhaça e ureia) é necessário para a produção de etanol de cana, os quais significam aumento na emissão de GEE do sistema, especialmente do óxido nitroso. O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, 2006) apontou que cerca de 1% do fertilizante nitrogenado utilizado em plantações seria emitida à atmosfera na forma de óxido nitroso, mas os fatores propostos parecem ser elevados para condição tropical. A realização deste trabalho teve como objetivo estimar os fatores de emissão do óxido nitroso num canavial a partir do período que vai do plantio a colheita da cultura de cana-de-açúcar, onde foram aplicados fertilizantes como a ureia e resíduos orgânicos como a vinhaça. O experimento foi instalado em cana de primeira soca, executado na fazenda Areão da ESALQ-USP, em Piracicaba ¿ SP, em delineamento em blocos ao acaso com 5 tratamentos (T1:Vinhaça in natura, T2:Vinhaça+ ureia, T3:Vinhaça concentrada, T4:Ureia e T5:Testemunha) e 6 repetições. Câmaras estáticas foram instaladas nas parcelas para monitoramento do óxido nitroso (N2O), sendo realizadas coletas de gases nas câmaras no período de dezembro de 2012 a novembro de 2013. Observou-se maiores fluxos nos 3 primeiros meses após aplicação dos tratamentos para os que receberam vinhaça e N-fertilizante. Os maiores fluxos foram associados à adição de ureia, provavelmente em função da dose de nitrogênio aplicada. No entanto, o fator de emissão do fertilizante (ureia) ficou em 0,18 %, menor do que estimado pelo IPCC. Quando a vinhaça foi aplicada junto com o fertilizante, e com grande quantidade de palha no solo, o fator de emissão chegou a 0,14%. Todavia, o uso da vinhaça concentrada mostrou-se como uma alternativa menos sustentável com um fator de emissão de 0,59 %. Observando em maior detalhe os efeitos na emissão de N2O pela aplicação da vinhaça e fertilizante nitrogenado, houve influência significativa de parâmetros do solo (NO3, C solúvel e umidade). Palavras- chave: Cana de açúcar, Fertilizante, Gás de efeito estufa, Vinhaça / Abstract: Brazil is the biggest producer of sugar cane in the world, generating 671.71 million tons per year, estimation by the National Society of Supply - CONAB (2014/2015 Harvest). The country is the 2nd biggest producer of ethanol, accounting for 20% of world production and 20% of world exports, this was driven by the expansion of cultivated areas and the increased use of fertilizers, among them, the use of nitrogen fertilizers. Currently, there are attempts to reduce emissions of greenhouse gases (GHG) that cause global warming, which explains the current international effort to replace fossil fuels by clean energy sources such as the ethanol from cane sugar. However, the use of fertilizers such as urea and vinasse is required for the production of sugar cane ethanol, which means increased GHG system emission, especially nitrous oxide. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2006) found out that about 1% of the nitrogen fertilizer used in plantations is emitted to the atmosphere as nitrous oxide, but the proposed factors appear to be higher for tropical condition. This article aimed to estimate the emission factors of nitrous oxide from a cane crop, from the planting to the harvest, where urea and organic waste such as vinassewere applied. The experiment was carried out using cane first leaf, it took place at Areão farm ESALQ-USP, in Piracicaba - SP, in randomized blocks using 5 different treatments (T1: Vinasse in natura, T2: Vinasse + urea, T3: Concentrated vinasse, T4: Urea and T5: Witness) and 6 replications. Static cameras were installed in the parcels for monitoring the nitrous oxide (N2O) gas collections were held in the chambers from December 2012 to November 2013. There were greater flows in the first 3 months after the application ofvinasse and N fertilizer. The largest flows were associated with the addition of urea, probably because of the applied nitrogen rate. However, the fertilizer emission factor (urea) was 0.18%, lower than the estimated by the IPCC. When vinasse was applied with fertilizer, using a big amount of straw in the soil, the emission factor reached 0.14%. However, the use of concentrated vinasse proved to be a less sustainable alternative with a 0.59% emission factor. Observing more deeply the effects of N2O emissions, by the application of vinasse and nitrogen fertilizer, a significant influence on soil parameters was shown (NO3, C soluble and humidity). Key words: Sugarcane, fertilizer, greenhouse gas, Vinasse / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestra em Engenharia Química

Limited research has been conducted and uncertainty exists regarding sugarcane response to water stress during different development phases. This information is necessary to optimize the allocation of limited irrigation water for sugarcane production. The objective of this study was to understand and quantify the response of crop water use (CWU), canopy development, stalk elongation, biomass accumulation and partitioning, and sugarcane yield to mild water stress, imposed through deficit drip irrigation, during different development phases. A field experiment consisting of a plant and first ratoon crop of cultivar N49 was conducted near Komatipoort. For the three water stress treatments, available soil water (ASW) was maintained between 30 and 60% of capacity during the tillering phase (TP), stalk elongation phase (SEP) and through both phases. ASW was maintained above 60% of capacity in the well-watered control and during periods when stress was not intended. Rainfall prevented water stress from developing in the TP of the plant crop. In the ratoon crop, 72% less irrigation was applied in the TP, resulting in 50 days of stress (ASW<50%). This did not affect stalk population but reduced CWU by 13%, shortened stalks by 21% and affected the canopy by reducing green leaf number (GLN) and green leaf area index (GLAI). Relieving the stress during SEP allowed the crop to re-establish its canopy, capture adequate photosynthetically active radiation (PAR) and restore rates of photo-assimilation (as suggested by CWU) and stalk elongation to support rapid biomass production. This restoration of plant processes allowed the ratoon crop to attain a cane and stalk dry biomass (SDM) yield that was only 9 and 11% lower (statistically insignificant), respectively, than the well-watered control at lodging (crop age of 286 days). During the SEP of the plant and ratoon crop, 42 and 85% less irrigation was applied, resulting in the crops experiencing 74 and 39 days of stress and using 7 and 8% less water, respectively. This did not affect stalk population or the crop canopy, but reduced stalk height by about 6 and 14% in the plant and ratoon crops, respectively. In both crops, shorter stalks and a negatively affected CWU which reduced photo-assimilate production, reduced cane yield by 14 and 10% (statically insignificant) and SDM yield by 15 and 5% (statistically insignificant), in the plant and ratoon crops respectively. © University of Pretoria iv Deficit irrigation throughout the TP and SEP of the ratoon crop reduced irrigation amount by 74%, resulting in 110 days of stress and reducing CWU by 16% and stalk height by 14%. PAR capture was reduced through reduced GLAI. This resulted in a significant reduction of 15% in cane yield. SDM yield was reduced by 17%, although this was not statistically significant. Stalk sucrose content was not influenced by deficit irrigation but was rather dependent on the duration of the drying-off period prior to harvest. Sucrose yields were therefore largely determined by SDM. Results suggest that the soil water potential (SWP) measured at 0.25 and 0.40 m depths, halfway between drip emitters within a plant or ratoon crop, can drop to about -40 kPa before irrigation is applied, without sacrificing cane or sucrose yield. Lastly, a ratoon crop can rapidly recover from stress during the TP, provided that the SWP during SEP is maintained above -40 kPa. / Dissertation (MSc Agric)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Plant Production and Soil Science / unrestricted