No contexto energético o bioetanol tem recebido considerável atenção, por questões ambientais e também pela redução da dependência dos combustíveis de origem fóssil. Embora o Brasil seja o segundo maior produtor mundial de etanol, a produção está concentrada em determinadas regiões, enquanto o Rio Grande do Sul é basicamente um importador. Para mudar tal situação, a batata-doce é uma matéria-prima atrativa, por ser rica em amido e possuir características agronômicas vantajosas. Visando colaborar para a viabilização em maior escala da produção de etanol a partir de batata-doce, o presente trabalho reúne estudos sobre este tema. De trabalhos anteriores desenvolvidos no GIMSCOP, ficou o desafio da obtenção de teores de etanol no vinho entre 10 – 12% (v/v), o que foi alcançado neste trabalho com o aumento da concentração batata: água para 1,5 kg: 1 L. A enzima comercial Stargen 002, recomendada pelo fabricante para o amido granular, foi utilizada para a hidrólise. Em ensaios amido granular vs. batata pré-aquecida em banho-maria (a 76oC), foi obtido um teor de etanol de 9,25% (v/v) em 24 h com o aquecimento prévio, enquanto que com a batata-doce crua o teor foi de 6,13% (v/v) em 58 h. Portanto, o método com a batata pré-aquecida foi selecionado, onde após o pré-aquecimento três processos são conduzidos em única etapa: hidrólise, fermentação e redução da viscosidade. Como resultado de um planejamento composto central, a temperatura e o tempo do processo apresentaram efeitos significativos, com maior sensibilidade à temperatura do que ao tempo. Como a temperatura praticada já estava em torno do ótimo (34oC), o maior ganho foi na redução do tempo, de 24h para 19h. Objetivando aumentar a eficiência de conversão, foi avaliado o efeito do pré-aquecimento em micro-ondas e também do amadurecimento da batata pós-colheita (atuação das próprias amilases ao longo do tempo). O amadurecimento foi positivo, o pico na produção de etanol foi em 25 dias após a colheita. Não foi observado ganho no pré-aquecimento com micro-ondas. Na estimativa de custos do processo, a levedura e a matéria-prima implicaram nas maiores frações do custo total. Visando um futuro processo de destilação com injeção de CO2, é apresentado um estudo teórico-experimental sobre o equilíbrio da mistura água-etanol-CO2 incluindo o estudo experimental de injeção de CO2 em um vinho de batata-doce. Viu-se que são necessários aperfeiçoamentos no modelo e no aparato experimental. Contudo, os resultados experimentais mostraram que se conseguem maiores concentrações de etanol no condensado nas menores vazões de CO2. Foi identificada uma relação linear entre a umidade da batata-doce e o teor de açúcares redutores totais (ART), resultando em uma proposta de estimativa interessante pela praticidade, mas se aconselha que a curva seja construída com dados de um tipo de batata e de fontes controladas. Também, um bom ajuste de curva requer que o método analítico empregado na produção dos pontos seja confiável. Foi iniciado um estudo comparativo de métodos, que deve ser continuado a fim de maximizar a quantificação de glicose com o menor custo de análise. / In the energy context ethanol has received considerable attention due to environmental issues and also by reducing the fossil fuels dependence. Although Brazil is the second largest ethanol producer in the world, the production is concentrated in certain regions, whereas Rio Grande do Sul state is practically an exclusive importer. To change this situation, sweet potato is a very attractive feedstock, because it is rich in starch and has favorable agronomic characteristics. Aiming to contribute to the viability of ethanol production from sweet potato in larger scale, this work brings studies upon this topic. In GIMSCOP's previous works, there was the challenge of obtaining ethanol concentration in wine between 10 – 12% (v/v), which was achieved in this work, by increasing the concentration potato: water to 1.5 kg: 1 L. The commercial enzyme Stargen 002 was used for hydrolysis, the manufacturer indicates it to the granular starch. In experiments: granular starch vs. potato preheated in water bath (at 76oC), was obtained an ethanol content 9.25% (v/v) in 24 h when applying the preheating, whereas with raw sweet potato the ethanol content was 6.13% (v/v) in 58 h. Therefore, the preheating method was selected, where after preheating three processes are conducted in a single stage: hydrolysis, fermentation and reduction of viscosity. A central composite design was carried out, the temperature and process time showed significant effects, with higher sensitivity to temperature than time. However, the practiced temperature was already around the optimum (34oC), the most important gain was the time reducing, from 24 h to 19 h. In order to increase conversion efficiency, was evaluated the effect of pre-heating in microwave and also sweet potato ripening over post-harvest (action of own amylases over time). The ripening was positive, the ethanol production peak was at 25 days after harvest. There was no gain in the preheating with microwave. In the process's costs estimation, the yeast and feedstock resulted in the largest fraction of total cost. Aiming a future process of distillation with CO2 injection, this work presents a theoretical and experimental study of the mixture water-ethanol-CO2 equilibrium, also there is an experimental study of CO2 injection through a sweet potato wine. It was seen that improvement is needed in the model and the experimental apparatus. However, experimental results showed that higher ethanol concentrations can be obtained in the condensate with lower CO2 flows. A linear relationship was found between the sweet potato moisture and the total reducing sugars (TRS), resulting in an interesting proposal for estimating due to practicality, but it is advisable that the curve be constructed with data from a kind of sweet potato with controlled sources. Also, a good curve fitting requires a reliable analytical method when obtaining the experimental points. A comparative study between methods was initiated, and it must be continued, in order to maximize the glucose quantification with lower cost analysis.

A atividade industrial para produção de couro gera elevada quantidade de resíduos potencialmente poluidores, geralmente ricos em cromo, um elemento tóxico com riscos ao meio ambiente e à saúde humana. Em geral, os resíduos produzidos no beneficiamento e produção do couro -- curtume de acabamento -- compreendem principalmente uma mistura de raspas e aparas curtidas de couro wet-blue e, também, o lodo das estações de tratamento de efluentes. Uma solução para a problemática ambiental que envolve esses resíduos seria transformá-los em compostos orgânicos nobres, na qual a vermicompostagem foi sugerida como tecnologia alternativa viável. Vermicompostagem é um processo biológico avançado que dá ênfase à ação detritívora das minhocas e dos microrganismos presentes em seu trato digestivo, levando à produção de insumos agrícolas -- vermicompostos -- de elevada qualidade agronômica e potencial nutritivo para as plantas e culturas agrícolas. Por sua vez, esses vermicompostos poderiam ser aplicados à agricultura orgânica, familiar ou quaisquer atividades agrícolas de base ecológica. Assim, o presente estudo teve como objetivo aplicar a vermicompostagem no tratamento e reaproveitamento dos resíduos de curtume com vistas ao preparo de insumos para a agricultura orgânica ou de base ecológica, além de realizar um estudo químico, espectroscópico e hormono-bioestimulante dos processos envolvidos, além de aplicar esses insumos no cultivo orgânico de pimentão Capsicum annuum L. Para isso, os estudos foram divididos em três capítulos, (1) vermicompostagem aplicada à valorização da matéria orgânica dos resíduos de curtume e preparo dos insumos agrícolas; (2) investigação de quais moléculas presentes na matéria orgânica dissolvida (DOM) e nos ácidos húmicos (HAs) extraídos dos vermicompostos que desempenham papel bioestimulante no que se refere ao efeito hormono-similar e ação auxino-similar em testes de germinação com sementes de Lactuca sativa; e (3) aplicação dos vermicompostos no cultivo orgânico de pimentão em ambiente protegido. Ademais, a dinâmica do Cr, da vermicompostagem até seu transporte do substrato à planta, foi investigado. De acordo com os resultados obtidos no monitoramento da vermicompostagem, as variações nos valores dos atributos analisados (pH, TOC, MO, relação C:N etc.) indicaram que os vermicompostos atingiram a estabilidade e a maturidade desejada. Ao final da vermicompostagem, todos os valores de Cr (VI) estavam abaixo do limite de quantificação, indicando a bioconversão do Cr (VI) em Cr (III). Quanto à atividade hormono-similar, ambos os extratos de HAs e DOM apresentaram efeito auxino-similar, porém, este efeito foi mais intenso nos HAs, os quais inibiram completamente a germinação das sementes de L. sativa nas concentrações mais elevadas. Além disso, amostras com maiores concentrações de aminoácidos e ácidos carboxílicos de cadeias alifáticas e aromáticas foram as mais bioativas. Dados relacionados à aplicação dos vermicompostos indicaram que é possível cultivar pimentão orgânico em ambiente protegido utilizando este insumo agrícola, obtendo-se uma produção de até 3 frutos planta-1, além de plantas sadias e bem desenvolvidas. Ao investigar a dinâmica do Cr nas plantas (raiz, caule, folhas etc.), sua maior concentração foi determinada nos frutos, porém abaixo do valor recomendado pela USDA para o consumo humano diário (25,0-35,0 μg Cr dia-1). Assim, considera-se que os pimentões colhidos estão aptos para o consumo humano e não apresentam risco para a saúde e segurança alimentar. Em geral, este estudo reforça a ideia de que a vermicompostagem pode ser introduzida como uma tecnologia eficaz para o tratamento de resíduos de curtume e a produção de insumos agrícolas. Além disso, conclui-se a tese de que os vermicompostos -- produzidos a partir de resíduos de curtume -- podem ser aplicados no cultivo orgânico do pimentão em ambiente protegido, com bons resultados de produtividade, além do potencial valor de mercado, em virtude da qualidade e aparência dos frutos obtidos. / The industrial activity for leather production generates a high amount of potential polluting wastes, usually rich in chromium, a toxic element with risks to the environment and human health. In general, the wastes produced during the production of leather -- finishing tannery -- mainly comprises a mixture of tanned chips of leather wet-blue and also the sludge from the plant of effluent treatment. An alternative to the environmental problem involving these residues would be to convert them into noble organic compounds, and for that purpose the vermicomposting was suggested as a viable alternative technology. Vermicomposting is an advanced biological process which emphasizes the detritivore action of the earthworms and microorganisms present in their digestive tract, leading to the production of agricultural inputs -- vermicompost -- with high agronomic quality and nutritional potential for the plants and agricultural crops. In addition, these vermicomposts could be applied to organic, family farming or any ecologically based agricultural activities. Thus, the present study aimed to apply the vermicomposting in the treatment and reutilization of tannery waste for the preparation of inputs for organic farming, in addition to conducting a chemical, spectroscopic, and hormone-biostimulating study of the processes involved, furthermore to applying these inputs in the organic cultivation of Capsicum annuum L. For this, the studies were divided in three chapters, (1) vermicomposting applied to the valorization of the organic matter of the tannery residues and the preparation of the agricultural inputs; (2) investigation of organic molecules determined in the vermicomposted DOM and HAs with any biostimulating role regarding to the hormone-like effect and auxin-like action under germination tests with Lactuca sativa seeds; and (3) application of the vermicomposts in the organic cultivation of sweet pepper in greenhouse. In addition, the Cr dynamics, since the vermicomposting until its transport from the substrate to the plant, was investigated. According to the results obtained in the vermicompost monitoring, the variations in the values of the analyzed attributes (pH, TOC, OM, C:N ratio, etc.) indicated that the vermicomposts reached the stability and the desired maturity. For the Cr, at the end of the vermicomposting, all values of Cr (VI) were below the detectable level, indicating the Cr (VI) bioconversion into Cr (III). Regarding the hormone-like activity, both extracts of HAs and DOM showed an auxin-like effect, but this effect was more intense in HAs, which completely inhibited the germination of L. sativa seeds at higher concentrations. In addition, samples with higher concentrations of amino acids and carboxylic acids with aliphatic and aromatic chains were the most bioactive. Data related to vermicompost application indicated that it is possible to cultivate organic sweet pepper using this agricultural input, obtaining a production up to 3 fruits plant-1, as well as healthy and well-developed plants. When investigated the Cr dynamics in the plants (egg, root, stem, leaves), its highest concentration was determined in the fruits, but below the value recommended by the USDA for daily human ingesting (25.0-35.0 μg Cr day-1). Consequently, the harvested sweet peppers are suitable for human consumption and do not present risks to food security and human health. In general, these findings reinforce the idea that the vermicomposting can be introduced as an effective technology in the treatment of the tannery waste and the production of agricultural inputs. In addition, we concluded that the vermicomposts -- produced along the tannery residues -- can be applied in the organic cultivation of sweet pepper in greenhouse, resulting in a good productivity rate and potentially marketable produce, due to the appearance and quality of the obtained sweet peppers.

O etanol é utilizado como combustível desde o início do século XX, porém foi a partir da década de 1970 que sua utilização em larga escala foi concretizada pela primeira vez no mundo. Através do PROÁLCOOL foi estabelecido bases para sua produção, distribuição e comercialização. A cultura da cana-de-açúcar prevaleceu em relação às demais como mandioca e babaçu. Análises do potencial do sorgo sacarino também foram realizadas, mas devido ao desconhecimento desta cultura no Brasil não houve muito progresso na sua utilização. No início do século XXI, motivado por razões ambientais e estratégicas, surge o etanol brasileiro como exemplo de utilização de combustíveis alternativos aos derivados do petróleo. A aceitação do veículo com gerenciamento eletrônico para alimentação de combustíveis diferenciados, popularmente denominados de Flex, impulsionou o uso de etanol em território nacional chamando a atenção do mundo. A constatação de mudanças climáticas mundiais despertou a consciência do uso de hidrocarbonetos e suas conseqüências. A expectativa de um mercado mundial de etanol leva a procura de novas fontes de matérias-primas, uma vez que não se pode e não se deve plantar cana-de-açúcar em todos os lugares ou regiões do planeta. Surge o sorgo sacarino como uma das alternativas. Cultura milenar em vários paises demonstra grande potencial para produção de etanol, seguindo os mesmos procedimentos utilizados para cana, porém com menor ciclo de cultivo e menor necessidade hídrica e tolerância ao tipo de terra a ser cultivado. Seu aproveitamento é apoiado pela FAO em diversos paises, entre eles a China. A adoção por parte dos Estados Unidos do etanol em substituição ao metanol e as metas estabelecidas para a adição à gasolina nos próximos anos, provocou um acelerado aumento na produção de etanol, sendo esta baseada em milho. Diversos paises já se espelham nas experiências brasileiras para obtenção de maior independência energética. As necessidades para o abastecimento, dos mercados interno e externo, refletem as iniciativas de investimentos em novos projetos de novas usinas produtoras de etanol. Paises como China, Suécia, Japão já demonstraram amplo interesse na adoção do etanol como aditivo junto à gasolina. As pesquisas em novos sistemas de produção de etanol motivam instituições e empresas a uma busca acelerada para obtenção de processos mais rentáveis e economicamente viáveis. / Ethanol is being used as combustible since the beginning of century XX. However, since the decade of seventy it has been used in large scale in the world. The PROÁLCOOL program established bases for its production, distribution and commercialization. The culture of the sugar cane prevailed in relation to cassava and babaçu. Analyses of the potential of sweet sorghum had been also carried through, but due to the unfamiliarity of this culture in Brazil it did not have much progress in its use. At the beginning of century XXI, motivated for environmental and strategy reasons, Brazilian ethanol appears in the world scenario as an example of use of alternative fuels as substitutes for oil derivatives. The acceptance of vehicles with electronic management for differentiated fuel feeding, known as Flex cars, stimulated the use of ethanol in Brazil calling the attention the world. The knowledge of the worldwide climate changes brought the conscience of the use of hydrocarbons and its consequences. The expectation of a worldwide market of ethanol leads to the search for new sources of fuels. Since sugar cane cannot be planted all over the world due to climate differences, sweet sorghum appears as a promising alternative. Millenarian culture in several countries, it demonstrates a great production potential for the production of ethanol. The same procedures employed for sugar cane can be used. However, the sorghum crops require a lesser cycle of culture and minor water needs and tolerance when compared against sugar cane. Its exploitation is supported by FAO in several countries, being China among them. The adoption of ethanol the United States in substitution to methanol and the goals established for the addition to the gasoline in the next years, has been leading to the increase in the production of ethanol, manufactured from maize. Several countries already have been following the Brazilian path for the attainment of bigger energy independence. The necessities for the supplying of the domestic and external markets reflect the initiatives of investments in new projects of new producing plants of ethanol. Countries such as China, Sweden and Japan already had demonstrated a great interest in the adoption of ethanol as a gasoline additive. The research for new systems of production of ethanol motivates institutions and companies to search for the attainment of more income-producing and economically viable processes.

Las actividades antropogénicas ocasionan el incremento de metales pesados en los suelos, para mitigar esta contaminación se vienen implementando métodos como la fitorremediación. El objetivo de la investigación fue determinar la capacidad fitorremediadora de Lupinus mutabilis Sweet en suelos contaminados con cadmio. Los ensayos se realizaron en un invernadero bajo condiciones controladas. Las plantas fueron sometidas a cuatro tratamientos: T1 - 4 mg, T2 - 8 mg, T3 - 12 mg, T4 - 16 mg de CdSO4/L respectivamente y un control T0, aplicados en diferentes periodos. El efecto del cadmio a nivel morfológico fue determinado evaluando el daño ocasionado en la raíz, tallos y foliolos. Los cortes histológicos fueron realizados en un micrótomo manual Leica, la tinción desarrollada con hematoxilina-eosina y luego fueron visualizados en un microscopio ocular Leica. La tasa de supervivencia se calculó mediante la relación entre el número de plantas en un determinado tiempo y el número de plantas iniciales. El índice de tolerancia se obtuvo mediante la proporción de la biomasa del vástago de las plantas tratadas y la biomasa del vástago de las plantas control. La concentración de cadmio en la planta y el sustrato se obtuvo mediante espectrofotometría de absorción atómica de llama. La mayor acumulación de cadmio fue de 3.13 mg/kg en las raíces, 0.15 mg/kg en tallo y 0.13 mg/kg en foliolos, en el tratamiento T4, donde también se evidenció la mayor reducción de cadmio en el sustrato. El efecto morfológico e histológico fue notorio en el sistema radicular a los 20 días de exposición mientras que en el tallo y los foliolos a los 50 días de exposición. El índice de tolerancia se determinó en un rango entre 68.29% (T1) y 28.36% (T4). La tasa de supervivencia más baja fue de 0.33 en el tratamiento T4. El índice de tolerancia, la tasa de supervivencia y el efecto del cadmio a nivel morfológico e histológico, demostraron que existe una capacidad fitorremediadora reducida, la cual se ve afectada con el aumento del cadmio.

O oídio do pimentão e pimenteiras, causado pelo fungo Leveillula taurica, tem sido considerado atualmente a doença mais séria do cultivo protegido, causando perdas de até 75%. O uso de fungicidas é ineficaz sendo a melhor maneira de controle através da resistência genética. As fontes de resistência ao oídio encontradas em Capsicum annuum L., não tem sido satisfatórias por apresentarem resistência parcial e as melhores fontes ocorrem nas espécies C. baccatum e C. chinense. Existem poucos estudos sobre a herança da resistência nessas espécies. O objetivo deste trabalho foi de triar os acessos da coleção de Capsicum da ESALQ/USP, identificando possíveis fontes de resistência nas espécies C. annuum, C. baccatum e C. chinense e obter informações sobre a herança da reação de pimentão e pimentas ao oídio. Para isso 156 acessos de Capsicum foram triados e posteriormente cruzamentos entre progenitores resistentes versus suscetíveis e resistentes versus resistentes foram obtidos. As gerações F2 e alguns retrocruzamentos foram obtidos. As avaliações das reações ao oídio foram feitas na fase de frutificação, através de uma escala de notas de acordo com a severidade da doença de 1 (resistente) a 5 (altamente suscetível). Foram estimados: o número de locos segregantes, os coeficientes de herdabilidade, os progressos esperados na seleção e o tipo de ação gênica envolvida. Foram avaliadas também as reações dos híbridos entre progenitores resistentes. Dentre os materiais triados em C. annuum apenas 5% foram considerados resistentes, em C. baccatum 84% e em C. chinense 85%. A herança da resistência aooídio em Capsicum mostrou ser poligênica. As herdabilidades e ganhos de seleção estimados foram altos, indicando boas perspectivas de progresso seletivo. Os progenitores resistentes em Capsicum annuum possuem diferentes mecanismos genéticos e expressões de resistência. Enquanto em C. baccatum e C. chinense os mecanismos de resistência mostraram ser os mesmos, havendo alelismo entre as fontes. A fonte de resistência do pimentão HV-12 foi a melhor para o uso no melhoramento. / Powdery mildew caused by the fungus Leveillula taurica, is considered the most serious greenhouse sweet pepper disease, causing losses up to 75%. Its control by fungicide is ineffective, and the best way to control would be by genetic resistance. Powdery mildew resistance sources identified in Capsicum annuum L. have been unsatisfactory because they have partial resistance. The best resistant sources seem to be found in the species C. baccatum and C. chinense. However, the resistance inheritance has not been studied in these hot pepper species, except for C. annuum, with few published pappers. The present study aimed to screen the Capsicum ESALQ/USP collection accesses, to identify potential resistance sources in C. annuum, C. baccatum and C. chinense and elucidate the reaction inheritance to powdery mildew in sweet pepper and hot pepper. A total 156 Capsicum access were tested. Crosses among resistant and susceptible progenitors and among resistant ones were carried out. F2 and backcrosses generations were obtained. Reactions evaluations to powdery mildew were carried out during the fruit production using rating system based on score disease severity using scale varying from 1 (resistant) to 5 (highly susceptible). Estimation of segregating loci number, heritability and expected selection gains was made, to investigate the gene action and to evaluate the reaction to powdery mildew from resistant versus resistant single hybrids. Only 5% of the C. annuum accesses evaluated were considered to be resistant, in contrast with 84% and 85% obtained for C. baccatum and C. chinense, respectively. Resistance inheritance to powdery mildew in Capsicum spp. was found to be polygenic. In view of the high heritability and selection gains estimates, good selection progresses are expected. The genetic systems controlling resistance in the Capsicum annuum progenitors have different genetic mechanisms and expressions of resistance, while in C. baccatum and C. chinense showed to be the same in each ones with allelism between the sources. The sweet pepper HV-12 was the best source to use in breeding.

A atividade industrial para produção de couro gera elevada quantidade de resíduos potencialmente poluidores, geralmente ricos em cromo, um elemento tóxico com riscos ao meio ambiente e à saúde humana. Em geral, os resíduos produzidos no beneficiamento e produção do couro -- curtume de acabamento -- compreendem principalmente uma mistura de raspas e aparas curtidas de couro wet-blue e, também, o lodo das estações de tratamento de efluentes. Uma solução para a problemática ambiental que envolve esses resíduos seria transformá-los em compostos orgânicos nobres, na qual a vermicompostagem foi sugerida como tecnologia alternativa viável. Vermicompostagem é um processo biológico avançado que dá ênfase à ação detritívora das minhocas e dos microrganismos presentes em seu trato digestivo, levando à produção de insumos agrícolas -- vermicompostos -- de elevada qualidade agronômica e potencial nutritivo para as plantas e culturas agrícolas. Por sua vez, esses vermicompostos poderiam ser aplicados à agricultura orgânica, familiar ou quaisquer atividades agrícolas de base ecológica. Assim, o presente estudo teve como objetivo aplicar a vermicompostagem no tratamento e reaproveitamento dos resíduos de curtume com vistas ao preparo de insumos para a agricultura orgânica ou de base ecológica, além de realizar um estudo químico, espectroscópico e hormono-bioestimulante dos processos envolvidos, além de aplicar esses insumos no cultivo orgânico de pimentão Capsicum annuum L. Para isso, os estudos foram divididos em três capítulos, (1) vermicompostagem aplicada à valorização da matéria orgânica dos resíduos de curtume e preparo dos insumos agrícolas; (2) investigação de quais moléculas presentes na matéria orgânica dissolvida (DOM) e nos ácidos húmicos (HAs) extraídos dos vermicompostos que desempenham papel bioestimulante no que se refere ao efeito hormono-similar e ação auxino-similar em testes de germinação com sementes de Lactuca sativa; e (3) aplicação dos vermicompostos no cultivo orgânico de pimentão em ambiente protegido. Ademais, a dinâmica do Cr, da vermicompostagem até seu transporte do substrato à planta, foi investigado. De acordo com os resultados obtidos no monitoramento da vermicompostagem, as variações nos valores dos atributos analisados (pH, TOC, MO, relação C:N etc.) indicaram que os vermicompostos atingiram a estabilidade e a maturidade desejada. Ao final da vermicompostagem, todos os valores de Cr (VI) estavam abaixo do limite de quantificação, indicando a bioconversão do Cr (VI) em Cr (III). Quanto à atividade hormono-similar, ambos os extratos de HAs e DOM apresentaram efeito auxino-similar, porém, este efeito foi mais intenso nos HAs, os quais inibiram completamente a germinação das sementes de L. sativa nas concentrações mais elevadas. Além disso, amostras com maiores concentrações de aminoácidos e ácidos carboxílicos de cadeias alifáticas e aromáticas foram as mais bioativas. Dados relacionados à aplicação dos vermicompostos indicaram que é possível cultivar pimentão orgânico em ambiente protegido utilizando este insumo agrícola, obtendo-se uma produção de até 3 frutos planta-1, além de plantas sadias e bem desenvolvidas. Ao investigar a dinâmica do Cr nas plantas (raiz, caule, folhas etc.), sua maior concentração foi determinada nos frutos, porém abaixo do valor recomendado pela USDA para o consumo humano diário (25,0-35,0 μg Cr dia-1). Assim, considera-se que os pimentões colhidos estão aptos para o consumo humano e não apresentam risco para a saúde e segurança alimentar. Em geral, este estudo reforça a ideia de que a vermicompostagem pode ser introduzida como uma tecnologia eficaz para o tratamento de resíduos de curtume e a produção de insumos agrícolas. Além disso, conclui-se a tese de que os vermicompostos -- produzidos a partir de resíduos de curtume -- podem ser aplicados no cultivo orgânico do pimentão em ambiente protegido, com bons resultados de produtividade, além do potencial valor de mercado, em virtude da qualidade e aparência dos frutos obtidos. / The industrial activity for leather production generates a high amount of potential polluting wastes, usually rich in chromium, a toxic element with risks to the environment and human health. In general, the wastes produced during the production of leather -- finishing tannery -- mainly comprises a mixture of tanned chips of leather wet-blue and also the sludge from the plant of effluent treatment. An alternative to the environmental problem involving these residues would be to convert them into noble organic compounds, and for that purpose the vermicomposting was suggested as a viable alternative technology. Vermicomposting is an advanced biological process which emphasizes the detritivore action of the earthworms and microorganisms present in their digestive tract, leading to the production of agricultural inputs -- vermicompost -- with high agronomic quality and nutritional potential for the plants and agricultural crops. In addition, these vermicomposts could be applied to organic, family farming or any ecologically based agricultural activities. Thus, the present study aimed to apply the vermicomposting in the treatment and reutilization of tannery waste for the preparation of inputs for organic farming, in addition to conducting a chemical, spectroscopic, and hormone-biostimulating study of the processes involved, furthermore to applying these inputs in the organic cultivation of Capsicum annuum L. For this, the studies were divided in three chapters, (1) vermicomposting applied to the valorization of the organic matter of the tannery residues and the preparation of the agricultural inputs; (2) investigation of organic molecules determined in the vermicomposted DOM and HAs with any biostimulating role regarding to the hormone-like effect and auxin-like action under germination tests with Lactuca sativa seeds; and (3) application of the vermicomposts in the organic cultivation of sweet pepper in greenhouse. In addition, the Cr dynamics, since the vermicomposting until its transport from the substrate to the plant, was investigated. According to the results obtained in the vermicompost monitoring, the variations in the values of the analyzed attributes (pH, TOC, OM, C:N ratio, etc.) indicated that the vermicomposts reached the stability and the desired maturity. For the Cr, at the end of the vermicomposting, all values of Cr (VI) were below the detectable level, indicating the Cr (VI) bioconversion into Cr (III). Regarding the hormone-like activity, both extracts of HAs and DOM showed an auxin-like effect, but this effect was more intense in HAs, which completely inhibited the germination of L. sativa seeds at higher concentrations. In addition, samples with higher concentrations of amino acids and carboxylic acids with aliphatic and aromatic chains were the most bioactive. Data related to vermicompost application indicated that it is possible to cultivate organic sweet pepper using this agricultural input, obtaining a production up to 3 fruits plant-1, as well as healthy and well-developed plants. When investigated the Cr dynamics in the plants (egg, root, stem, leaves), its highest concentration was determined in the fruits, but below the value recommended by the USDA for daily human ingesting (25.0-35.0 μg Cr day-1). Consequently, the harvested sweet peppers are suitable for human consumption and do not present risks to food security and human health. In general, these findings reinforce the idea that the vermicomposting can be introduced as an effective technology in the treatment of the tannery waste and the production of agricultural inputs. In addition, we concluded that the vermicomposts -- produced along the tannery residues -- can be applied in the organic cultivation of sweet pepper in greenhouse, resulting in a good productivity rate and potentially marketable produce, due to the appearance and quality of the obtained sweet peppers.

Thesis (M.Agric. (Plant Production)) -- University of Limpopo, 2018 / Meloidogyne incognita race 2 is internationally recognised as one of the most aggressive Meloidogyne species and it is also widely distributed in Limpopo Province, where it occurs alone or as mixed populations with other Meloidogyne species. Traditionally, Meloidogyne species had been managed using synthetic chemical nematicides, most of these products had been withdrawn from agro-chemical markets due to their environment-unfriendliness. Following the withdrawal of synthetic chemical nematicides, nematode resistance had been the most preferred strategy for managing high nematode population densities. The availability of nematode resistant genotypes in sweet potato (Ipomoea batatas) would enhance the use of resistance in managing Meloidogyne species and races in Limpopo Province. Generally, should post-infectional nematode resistance be available in the test sweet potato cultivars, the information would be relayed to plant breeders for use as source of introgression in various commercial cultivars where nematode-resistant genotypes do not exist. The objectives of the study, were to determine: (1) Host-status and host-sensitivity in sweet potato cv. ʹBopheloʹ, ʹBosbokʹ and ʹMvuvheloʹ to M. incognita race 2. (2) the existing nematode resistance mechanism in any of the test cultivars that had resistance to M. incognita race 2. For achieving Objective 1, eight treatments namely, 0, 25, 50, 125, 250, 625, 1250 and 3125 eggs and second stage-juveniles (J2) M. incognita race 2 were used under greenhouse trials for each cultivar. To achieve Objective 2, sweet potato plants were inoculated with 100 J2 with four plants harvested every other day for 30 days counting to 15 harvesting times. At 56 days after inoculation, cv. ʹBopheloʹ had reproductive factor (RF) values above unity for M. incognita race 2 and plant growth variables were reduced. Therefore, the cultivar was a susceptible host to M. incognita race 2 and mechanism trial was not conducted for this cultivar. Meloidogyne incognita race 2 failed to reproduce on cultivars ʹBosbokʹ and ʹMvuvheloʹ whereas nematode infection did not affect plant growth and therefore, the two cultivars were resistant to M. incognita race 2. Mechanisms of resistance to M. incognita race 2 on cultivars ʹBosbokʹ and ʹMvuvheloʹ demonstrated significance existence of (1) necrotic spots, (2) poorly developed giant cells, (3) formation of rootlet interferences (4) absence of root galls and (5) non-detectable J2 in roots. All these features suggested the existence of post-infectional nematode resistance in the two cultivars to M. incognita race 2. In conclusion, cultivar ʹBopheloʹ was susceptible to M. incognita race 2, whereas cultivars ʹBosbokʹ and ʹMvuvheloʹ were resistant to M. incognita race 2, with the evidence of post-infectional nematode resistance to the nematode species

Orientador: Fernando Broetto / Banca: Roberto Lyra Villas Bôas / Banca: Marcelo Leonardo / Resumo: A deficiência hídrica é uma modalidade de estresse físico que afeta o desenvolvimento de diversas culturas agrícolas, causando impactos sociais e econômicos em regiões com baixa disponibilidade hídrica. Diversas pesquisas vêm trazendo como principal foco o estudo da deficiência hídrica na cultura do milho em épocas consideradas críticas a escassez hídrica. O objetivo do presente estudo foi avaliar o comportamento fisiológico e bioquímico de plantas de milho doce sob deficiência durante o estádio vegetativo. A hipótese principal é que as plantas de milho produzirão respostas fisiológicas interativas, no sentido de minorar o impacto dos tratamentos aplicados. O experimento foi conduzido em ambiente protegido em vasos 30L, irrigados via gotejamento, sob delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial (3x3) sendo três lâminas de irrigação e três épocas de avaliação em parcelas subdivididas. Os tratamentos foram delimitados com objetivo de simular três níveis de deficiência hídrica (DH): T1 (Tratamento controle) - conduzidos dentro da faixa de umidade ótima para a cultura do milho até o final do ensaio (Tensão de 10 KPa); T2 (Deficiência hídrica moderada-DHM) - Plantas mantidas em tensão mínima de 50 KPa - e T3 (Deficiência hídrica severa-DHS) - Plantas mantidas sob tensão mínima de 70 KPa. As avaliações foram divididas em três épocas durante a imposição do estresse, visando monitorar alterações fisiológicas e bioquímicas das plantas, aos 45, 52 e 59 DAE. Cada tratamento f... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Water deficiency (WD) is a form of physical stress that affects the development of several agricultural crops, causing social and economic impacts in regions with low water availability. Several researches have been focusing on the study of water deficiency in maize crop in phenological stages critical to water scarcity. The aim of the present study was to evaluate the physiological and biochemical responses of sweet corn plants growing under water deficiency during the vegetative stage. The main hypothesis is that corn plants will produce interactive physiological responses, in order to reduce the impact of applied treatments. The experiment was conducted in protected environment in 30 L pots, irrigated via drip irrigation, under a randomized block design in a factorial scheme (3 x 3), three irrigation levels and three evaluation periods in subdivided plots. The treatments were delimited with the objective of simulating three levels of water deficiency: T1- Control (10 KPa) - conducted within the optimum humidity range for the maize crop until the end of the experiment; T2- Moderate water deficiency (50 KPa) and T3- Severe water deficiency (70 KPa). The evaluations were divided in three seasons during the imposition of stress treatments, aiming to monitor the physiological and biochemical changes of the plants at 45, 52 and 59 DAE (days after seed emergence). Each treatment was composed of 4 replicates and the soil moisture was monitored by tensiometry, maintaining the vessels in field capacity until the beginning of the treatments. When the plants entered the V7 stage, the proposed treatments with water deficiency were started. At this stage, the first collection (E1) was performed to analyze different parameters, which consisted of the initial point of evaluations. Under moderate and severe WD there were alterations of the main physiological and biochemical parameters. The growth and biomass ... / Mestre

The Honey Sweet carrots were canned with Ethyienediamine tetracetic acid (CaNa 2 EDTA) and Sodium hexametaphosphate (Ha-HMP) at five different water hardness (0 , 20, 40, 80, 160 ppm of calcium and 20 of magnesium) , then stored at temperatures of 70 and 100 F. Evaluations were made at sixty-day i intervals for six months. Firmness and color degradation decreased significantly when water hardness or storage time increased. Under storage at 100 F and 0 hardness of water, the decrease of color and firmness was constantly accelerated. When hard water (above 80 ppm or below 40 ppm) was used for canning Van sweet cherries and Large Early Montgament apricots, the firmness , volatile reducing substances, and pH decreased. Sensory acceptability was maximum at 40 and 80 ppm. However, when either CaNa 2 EDTA or Na-HMP was used at the 500 ppm, it was found that they counteracted the effects of hard water and the quality of canned sweet cherries and apricots improved, when compared with control.

As the population tends to urbanize, the potential consumer market of fresh produce becomes distant from the producing farm. This distance brings to growers and handlers the problems of how to keep their fresh products unspoiled after harvest and during transit period of shipping, and how they can be delivered to the specified destination without substantial deterioration. It is the common interest of fruit growers, shippers, wholesalers, and retailers that the shelf-life of fresh fruit be prolonged to increase sales. Sweet cherries are one of the important fruit crops in Utah. Being highly perishable, fresh sweet cherries have relatively short storage life after harvest . It is known that the approximate limit for the successful commercial storage of fresh sweet cherries is about 10 days to 2 weeks only. A practicable measure for extending this storage limit has to be established so that the market may have fresh sweet cherries over a longer season and also be able to balance the time of plenty and the time of scarcity. Furthermore, the Utah grown cherries may find new outlets in the distant market. Thus the benefit will be shared by the grower, the seller, and the consumer. Metabolic breakdown and fungal deterioration are the two important factors which cause the spoilage of fruits. Studies have shown that with many perishable produces, precooling -- the prompt application of refrigeration prior 2 to normal storage or transportation is the key to successful storage. Hydro -cooling treatment is considered to be advantageous especially in Utah, where high temperature and low relative humidity predominate during the harvest season of sweet cherries. Post-harvest chemical and packaging treatments of sweet cherries are possible approaches on ext ending the keeping quality of the fruits concerned. With some of the antifungal agents available today, the fungi which cause fruit decay might be successfully controlled. As a matter of fact, new fungicides, antifungal antibiotics, and packaging films are continuously developed by the industries in the United States. Appropriate combination of these newly developed materials with hydro-cooling followed by refrigerated storage, coupled with in vitro study of the effects of chemicals on fruit decay organisms, might lead to an improvement in the storage life of sweet cherries. It was with this idea in mind that experiments were conducted to study the effects of hydro-cooling, chemicals, and packaging treatments on preserving fresh sweet cherries and also in vitro effects of chemicals on certain fungi responsible for fruit deterioration.