Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais

Cellulases have been intensively studied in the past few years, due to the interests in biofuels production from lignocellulosic materials, since they permit maintaining mild conditions during the conversion process. These enzymes can be produced by a broad variety of naturally occurring microorganisms, such as from genera Aspergillus, Trichoderma, Penicillium and Humicola. Targeting the increasing of expression levels, molecular biology tools have been used for heterologous genes insertion in host cells, e. g., Pichia pastoris and Escherichia coli. Enzymes from fungal cellulolytic complex usually act best at pH between 4 and 5 under temperatures from 40 to 60 °C and can be used for either sequential (SHF) or simultaneous (SSF) hydrolysis together alcoholic fermentation. In this review, the main raw materials for production of cellulases are identified, as well as the state of art of enzymes' properties, production and main applications.

Propriedades físicas e químicas de substratos renováveis

A necessidade premente de aumento no número de mudas plantadas anualmente, bem como a crescente diminuição na disponibilidade de matérias-primas tradicionais para composição de substratos, tem levado à necessidade do desenvolvimento de estudos que visam à avaliação e disponibilização de novos materiais para sua composição técnica e economicamente eficientes. Em vista disso, este estudo objetivou analisar as propriedades físicas e químicas de substratos formulados com base em materiais renováveis e de grande disponibilidade (fibra de coco, casca de arroz carbonizada em diferentes granulometrias, biossólido e casca de pinus semidecomposta), bem como suas intercorrelações. Para tanto, foram formulados 41 substratos, os quais tiveram suas propriedades físicas e químicas avaliadas. Com base nos resultados, pôde-se concluir que, pelas suas propriedades físicas e químicas, uma série de materiais renováveis e, ou, resíduos agroindustriais e humanos se adéquam para serem utilizados como componentes na formulação de substratos para produção de mudas florestais, embora os conteúdos de alguns nutrientes em determinados substratos devam ser ajustados via adubação de base. Em vista do fato de as propriedades físicas serem mais decisivas na escolha de determinada formulação de substrato, entre os componentes e misturas avaliadas se pode concluir que os substratos formulados à base de fibra de coco e casca de arroz carbonizada se mostraram mais adequados.

Propriedades físicas e químicas de solos incubados com resíduo alcalino da indústria de celulose

A indústria de celulose e papel descarta toneladas de resíduos com composição química variada. Certos resíduos estão sendo utilizados por produtores rurais para correção da acidez do solo, pois apresentam hidróxido em sua composição. Contudo, nenhum critério é adotado para quantificar a dose a ser utilizada, bem como para sua reaplicação, o que pode acarretar problemas de dispersão da argila, redução da estabilidade dos agregados e desbalanço de nutrientes, comprometendo, dessa forma, propriedades físicas e químicas dos solos. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físicas e químicas de dois solos incubados com resíduo alcalino (dregs) da indústria de celulose. Foram utilizadas amostras da camada superficial de um Latossolo Bruno distrófico e de um Cambissolo Húmico alumínico incubadas com doses de resíduo alcalino equivalentes a 0, 12, 25, 35 e 50 % de carbonato de cálcio necessário para elevar o pH da camada de 0-20 cm para 6,0. Foram analisados: a estabilidade de agregados, argila dispersa em água, cátions trocáveis, pH e o ponto de efeito salino nulo (PESN). O resíduo alcalino reduziu o teor e a saturação por alumínio e aumentou o pH e os teores de cálcio, magnésio, potássio e sódio trocáveis. Aumentou o potencial elétrico negativo de ambos os solos, mas reduziu o grau de floculação da argila apenas do Cambissolo Húmico alumínico. Nesse solo, o grau de floculação foi negativamente relacionado com o potencial elétrico negativo (r = -0,93**). A redução do grau de floculação da argila se deve, provavelmente, à maior repulsão das partículas que apresentam carga variável com o pH. A estabilidade dos agregados não foi alterada pela adição do resíduo alcalino.

Efeitos de sistemas de preparo nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico

Os sistemas de preparo do solo e o manejo dos resíduos culturais assumem fundamental importância para a sustentabilidade dos sistemas de produção de mandioca nos solos de textura média a arenosa da região Noroeste do Estado do Paraná. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes sistemas de preparo utilizados para o plantio da cultura da mandioca, em algumas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos utilizados foram: plantio sem revolvimento do solo (PSR), preparo mínimo com escarificação (PM) e preparo convencional com aração e gradagem (PC). Nas camadas de 0-0,15 e 0,15-0,30 m, foram avaliadas as seguintes propriedades físicas: a densidade do solo (Ds), a curva de retenção de água no solo, a curva de resistência do solo à penetração e o intervalo hídrico ótimo (IHO). Nos sistemas de preparo com reduzida mobilização do solo (PSR e PM), foram constatados maiores valores de Ds e de resistência do solo à penetração. A curva de retenção de água foi influenciada apenas pela Ds, a qual incorporou os efeitos dos sistemas de preparo, independentemente da camada amostrada. A modelagem da curva de resistência do solo à penetração foi influenciada pelos sistemas de preparo e camadas amostradas, com maior resistência à penetração em PSR > PM > PC, acentuada na camada subsuperficial. Com o aumento da Ds, verificou-se redução do IHO associada aos efeitos da resistência do solo à penetração e da porosidade de aeração que determinaram, respectivamente, os limites inferior e superior de água disponível. Os valores do IHO seguiram a seqüência PC = PM > PSR na camada de 0-0,15 m, não diferindo significativamente na camada de 0,15-0,30 m. O valor de densidade do solo crítica (Dsc), densidade em que IHO = 0, foi menor no PSR e PM, comparado ao PC, o que contribuiu para a menor freqüência de valores de densidade maiores que a Dsc no PC.

Incorporação de casca de arroz e de braquiária e seus efeitos nas propriedades físicas e mecânicas de tijolos de solo-cimento

A forma indiscriminada de extração dos recursos naturais e a poluição gerada pelos resíduos promovem impactos sobre o meio ambiente e é motivo de grande preocupação. Visando a oferecer alternativas de destinação de resíduos agrícolas, o presente trabalho estudou composições da mistura de solo-cimento-resíduo agrícola, tendo como objetivo principal determinar os teores máximos de resíduos a serem incorporados sem o comprometimento de suas características mecânicas. Foram utilizados dois tipos de resíduos vegetais (cascas de arroz e de braquiária) e utilizou-se o cimento Portland CP II-F-32 para a composição dos tratamentos. Nas combinações, os teores de cimento e resíduo variaram desde 100% de cimento e 0% de resíduo, até 60% de cimento e 40% de resíduo. Os tijolos foram prensados com o auxílio de máquina de fabricação de tijolos e submetidos aos ensaios de compressão simples e absorção de água. Os melhores resultados, em termos de resistência à compressão simples e de absorção de água, foram obtidos pelos tratamentos com substituição de 10% de resíduos vegetais em relação ao teor de cimento. De forma geral, os resultados sugerem a possibilidade do uso desses resíduos no teor de 10%, sem o comprometimento das propriedades mecânicas relacionadas à resistência e à absorção de água dos tijolos de solo-cimento.

Propriedades físicas do solo em função de manejos em lavouras de cafeeiro conilon

Os solos de uso agrícola estão sujeitos a modificações em suas propriedades, de acordo com o tipo de uso e sistemas de manejo adotados. Este trabalho teve como objetivo avaliar, em diferentes locais de amostragem, as propriedades físicas de solos cultivados com lavouras cafeeiras, sob distintos manejos, no sul do Estado do Espírito Santo. Foram realizadas amostragens nas camadas de 0,00-0,20 m e 0,20-0,40 m, na parte superior da projeção da "saia" do cafeeiro, em relação ao sentido de declive do terreno. Foram utilizadas, para o estudo, lavouras representativas da região sul do Estado, apresentando a mesma classe de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, relevo forte ondulado), tendo os seguintes manejos: M1 - irrigação por gotejamento, calagem a cada dois anos, adubação, roçadas e uso da palha de café; M2 - adubação, roçadas e capinas; M3 - capinas e roçadas. Em cada manejo, foram avaliados os seguintes locais de amostragem: TS - terço superior, TM - terço médio; TI - terço inferior, ao longo do declive. As propriedades físicas avaliadas foram: densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, microporosidade e resistência do solo à penetração. Para as condições experimentais, a resistência do solo à penetração, a macroporosidade e a microporosidade mostraram-se importantes indicadores físicos da qualidade do solo, influenciados pelo manejo, local de amostragem e camada avaliada.

Propriedades físicas do solo e sistema radicular do cacaueiro, da pupunheira e do açaizeiro na Amazônia oriental

O conhecimento das relações entre raízes das culturas e propriedades físicas do solo é de grande importância para o manejo adequado. Esta pesquisa avalia a distribuição das raízes das culturas do cacaueiro, da pupunheira e do açaizeiro, relacionando com as propriedades físicas do solo. O estudo foi desenvolvido em Latossolo Amarelo álico, e as amostras de raízes e de solos foram retiradas a cada 10 cm até 40 cm. O delineamento experimental utilizado para cada cultura foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial (quatro profundidades e três classes de raízes), com quatro repetições. As amostras de raízes foram obtidas em monólitos e em dois pontos de distância entre as fileiras das plantas, separadas em três classes de diâmetro: < 1,0 mm, 1,0-3,0 mm e > 3,0 mm. O açaizeiro apresentou o dobro de raízes da pupunheira e 10 vezes mais que do cacaueiro. Entre as distâncias das plantas não houve diferença na quantidade de raízes da pupunheira. Houve correlação direta entre a quantidade de raízes, das três culturas, e o teor de areia grossa, e inversa com a densidade do solo e o teor de argila. O volume de poros grandes teve correlação direta com a quantidade de raízes do cacaueiro e do açaizeiro nas três classes de diâmetro. O açaizeiro, além de possuir o sistema radicular mais abundante, apresenta o maior número de correlações entre a quantidade de raízes e as propriedades físicas do solo, envolvendo as três classes de diâmetro de raízes.

Propriedades físicas do solo após extração seletiva de madeira na Amazônia Central

Variáveis físicas do solo foram investigadas em parcelas de floresta de terra firme submetidas à extração seletiva de madeira na Amazônia central. Foram obtidas curvas de retenção de água no solo, juntamente com medidas de água disponível no solo às plantas, densidade do solo e porosidade total. Medidas de temperatura do solo foram realizadas por mais de 13 meses, considerando seis tratamentos: controle, centro da clareira, borda da clareira, borda da floresta remanescente, floresta remanescente e trilha do trator. Medidas de condutividade hidráulica de solo saturado foram feitas na floresta e em clareiras, sem distinguir os tratamentos. O solo revelou baixa capacidade de armazenar água disponível: apenas 11 a 18% da água pode estar disponível às plantas, num perfil de 1 m de profundidade. A temperatura das camadas superiores do solo foi influenciada pela extração seletiva de madeira: nas clareiras abertas, a luz chega com mais intensidade no solo, proporcionando temperaturas mais elevadas no centro e nas bordas das clareiras do que no controle e na floresta remanescente.

Influência da compactação em características químicas e propriedades físicas de amostras de solo cultivadas com feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.)

No experimento foram utilizadas amostras de terra de um Oxísol (LR) e um Alfisol (PVp) , horizontes A e B2, sujeitas à compactação. Foram confinadas em vasos com capacidade para 3,8 litros, incubadas durante 80 dias e cultivadas com feijoeiro durante 67 dias, numa faixa de umidade correpondente à tensão entre 100 e 300 mbares. Através das análises físicas, pode-se verificar a ocorência de aumento da densidade do solo e redução da porosidade total, macroporosidade e condutívidade hidráulica saturada. Os microporos e poros bloqueados sofreram aumento no LR e redução no PVp. A amostra de terra do LR-B2 mostrou ser menos suscetível à compactação, enquanto que a do PVp-B2 mostrou ser a mais suscetível, seguida do LR-Al e PVp-Ap. As análises químicas revelaram tendências de aumento no teor de carbono no horizonte A sem adubo e redução no com adubo, no LR e PVp com o aumento da compactação. Verificou-se também redução do P disponível e aumento do Mg trocável nas parcelas sem e com adubo, no horizonte A de ambos os solos, com aumento da compactação.

Variabilidade de propriedades físicas e químicas do solo em um pomar cítrico

Objetivando fornecer subsídios para esquemas de amostragem e planejamento de experimentos com citros, avaliou-se, em 1990, a variabilidade de propriedades físicas e químicas do solo em uma transeção de 50 plantas espaçadas de 4 m, em um pomar de laranja 'Pêra' com doze anos de idade, sob manejo uniforme e implantado em um latossolo amarelo distrófico textura média relevo plano, em Governador Mangabeira (BA). Em cada planta, colheu-se uma amostra de solo em um ponto fixo sob a projeção da copa, em faixa sucessivamente adubada. Os resultados permitiram concluir que apenas fósforo e umidade gravimétrica apresentaram distribuição normal, com as demais propriedades seguindo a lognormal. Os maiores coeficientes de variação foram obtidos para potássio e fósforo e, os menores, para saturação por bases, pH em CaCl2, pH em água e areia total. Com exceção de saturação por bases e alumínio, que apresentaram distribuição aleatória, as demais propriedades mostraram dependência espacial, com alcance variando de 18 m (areia total e argila) a 59 m (matéria orgânica, cálcio, magnésio, Ca + Mg e soma de bases).

Propriedades físicas do solo sob plantio direto influenciadas por calagem, preparo inicial e tráfego

No sistema de plantio direto, a ausência de revolvimento do solo, aliada ao tráfego de máquinas, promove a compactação excessiva do solo em superfície. Com o objetivo de estudar alguns fatores que interferem na compactação do solo em plantio direto, foi realizado um experimento no município de Ponta Grossa (PR), nos anos agrícolas de 1989/1990 e 1990/1991. Comparou-se o efeito de três métodos de preparo inicial do solo - com arado de discos, aivecas e rotativo - e dois níveis de calagem sobre algumas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho-Escuro argiloso no sistema de plantio direto com tráfego controlado. Utilizou-se a seqüência de culturas em rotação: ervilhaca, milho, aveia-preta e soja. Avaliaram-se a densidade, a porosidade do solo e o teor de água retido entre os potenciais de -0,006 e -0,5 MPa. Não houve efeito significativo da calagem sobre as propriedades físicas estudadas. Os resultados demonstraram efeitos significativos do tráfego, aumentando a densidade do solo e reduzindo a sua porosidade e o conteúdo de água retido entre aqueles potenciais. A distribuição, em profundidade, das cargas aplicadas pelo tráfego de máquinas, principalmente de colheitadeiras, foi, provavelmente, influenciada pelo volume de solo revolvido pelos diferentes sistemas de preparo inicial. Nas parcelas em que a estrutura do solo foi submetida a pressões por meio do tráfego, obteve-se redução na produtividade da soja, em comparação às áreas com ausência de tráfego, no período em que o estudo foi realizado.

Efeito do controle de invasoras em propriedades físicas e micropedológicas de um podzólico vermelho-amarelo

Nos trópicos, o impacto das gotas de chuva é capaz de destruir agregados e a porosidade natural do solo, influenciando o montante de água infiltrada e sua redistribuição. Em tais condições, a cobertura vegetal produzida pelas plantas invasoras não pode ser vista, simplesmente, como competidora com a cultura de interesse. Este projeto de pesquisa foi concebido para examinar, em condições de campo, a influência de diferentes tipos de manejo de invasoras sobre a umidade, estrutura e selamento do solo, visando contribuir para o desenvolvimento de técnicas compatíveis com uma agricultura sustentada. Quatro tipos de manejo de invasoras (coberturas): capina, sem vegetação (aplicação combinada do herbicida de pré-emergência Arsenal-250® (Imazapir) 2,0 L ha-1 e do herbicida sistêmico Gliz® (Glifosato) 5,0 L ha-1), roçado e roçado + herbicida (herbicida sistêmico Gliz®(Glifosato) 5,0 L ha-1), foram estudadas em um Podzólico Vermelho-Amarelo fase terraço em Minas Gerais. Nos períodos de elevada precipitação, as coberturas roçado e roçado + herbicida apresentaram maiores valores de umidade de solo quando comparados com capina e sem vegetação. Por outro lado, nos períodos secos, capina e sem vegetação apresentaram maiores valores de umidade de solo em relação as demais. Um selamento de aproximadamente 15 mm a partir da superfície do solo foi observado nas coberturas capina e sem vegetação, sendo particularmente bem estratificado na última. Postulou-se que processos microerosionais e microdeposicionais foram envolvidos no selamento observado na cobertura capina. Estes processos resultaram da quebra, e posterior rearranjo dos microagregados. Na cobertura sem vegetação, o selamento foi associado com alterações físicas na superfície do solo, devido ao impacto das gotas de chuva. As coberturas roçado e roçado + herbicida apresentaram grande desenvolvimento de algas, briófitas e atividade de minhocas na superfície. Baseado nos resultados obtidos, o uso de roçadeira motorizada com herbicida sistêmico, parece ser uma alternativa apropriada para o controle das invasoras, por reduzir a degradação física e as perdas de água e solo neste ambiente particular.

Influência da mineralogia da fração argila nas propriedades físicas de latossolos da região sudeste do Brasil

Visando avaliar a influência da mineralogia da fração argila nas propriedades físicas de Latossolos do sudeste brasileiro, selecionaram-se sete Latossolos, representativos deste grupamento, ocorrentes nos estados de Minas Gerais e Espírito Santo, apresentando distintas feições morfológicas associadas à estrutura do solo. A amostragem dos solos foi efetuada no horizonte B latossólico, sendo retiradas amostras deformadas e indeformadas. No laboratório, foram efetuadas análises químicas, físicas e mineralógicas. Estudos de regressão e correlação levados a efeito com os resultados das diversas caracterizações mostraram que as propriedades físicas associadas à estrutura foram marcadamente influenciadas pela composição mineralógica da fração argila dos Latossolos. O efeito do Al sobre as propriedades físicas estudadas foi mais pronunciado do que o do Fe. Latossolos cauliníticos apresentaram maior densidade do solo, menor estabilidade de agregados em água, menor macroporosidade e menor permeabilidade quando comparados com Latossolos gibbsíticos. A permeabilidade dos Latossolos estudados aumentou com o teor de argila.

Alterações nas propriedades físicas de um latossolo vermelho-escuro sob diferentes culturas

O presente trabalho objetivou analisar as alterações das propriedades físicas de um Latossolo Vermelho-Escuro, sob diferentes culturas e sua capacidade de recuperação. No ano de 1996, foram coletadas amostras de solos sob vegetação de milho, pinus, eucalipto, pastagem e mata ciliar, após 10 anos de cultivo, e cerrado (condição natural), em três profundidades (0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m), em áreas pertencentes à Fazenda de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - UNESP, localizada no município de Selvíria, MS. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com 18 tratamentos e 10 repetições. Nos diferentes tratamentos, determinaram-se macroporosidade, microporosidade, porosidade total, densidade do solo, análise granulométrica e resistência à penetração. Com base nos resultados, concluiu-se que ocorreram alterações nas propriedades físicas do solo, quando se compararam os diferentes usos com a condição natural; as áreas com mata ciliar e pinus foram as que mais se aproximaram das condições naturais, apresentando, porém, compactação na camada superficial; as áreas apresentaram maior alteração na profundidade de 0,00-0,10 m, com exceção da área com culturas anuais.

Alteração de propriedades físicas e atividade microbiana de um latossolo amarelo álico após o cultivo com fruteiras perenes e mandioca

Este trabalho objetivou avaliar as alterações das propriedades físicas de um Latossolo Amarelo álico (Haplorthox) franco argilo-arenoso, do município de Cruz das Almas (BA), cultivado por 15 anos com banana, 38 anos com citros, 15 anos com manga e 14 anos com mandioca, em comparação com o solo sob mata nativa. Em 1991, coletaram-se amostras de solo dos horizontes A, AB, Bw1 e Bw2, determinando-se a densidade do solo, a densidade de partículas, a macroporosidade, a microporosidade, além da distribuição dos agregados em classes de tamanho e atividade microbiana. O cultivo do solo elevou sua densidade e reduziu a macroporosidade nas áreas cultivadas com manga e citros, notadamente no horizonte superficial. A microporosidade foi inferior no solo cultivado com manga, no horizonte superficial. A percentagem de agregados estáveis em água maiores que 0,50 mm foi reduzida nas glebas cultivadas com banana e manga. A atividade microbiana do solo foi mais elevada na área sob mata do que nas demais.