An application of life-cycle assessment for environmental planning and management: the potential environmental and human health impacts of growing genetically-modified herbicide-tolerant sugar beet

Life-Cycle Assessment (LCA) was used to assess the potential environmental and human health impacts of growing genetically-modified (GM), herbicide-tolerant sugar beet in the UK and Germany compared with conventional sugar beet varieties. The GM variety results in lower potential environmental impacts on global warming, airborne nutrification, ecotoxicity (of soil and water) and watercourse enrichment, and lower potential human health impacts in terms of production of toxic particulates, summer smog, carcinogens and ozone depletion. Although the overall contribution of GM sugar beet to reducing harmful emissions to the environment would be relatively small, the potential for GM crops to reduce pollution from agriculture, including diffuse water pollution, is highlighted.

The effect of wheat straw residue on the emergence and early growth of sugar beet (Beta vulgaris) and oilseed rape (Brassica napus)

The management of straw residue can be a concern in non-inversion tillage systems where straw tends to be incorporated at shallow depths or left on the soil surface. This can lead to poor crop establishment because straw residue can impede or hinder crop emergence and growth. Small container-based experiments were undertaken using varying amounts of wheat straw residue either incorporated or placed oil the soil surface. The effects on (lays to seedling emergence, percentage emergence, seedling dry-weight and soil temperature using sugar beet and oilseed rape were investigated because these crops often follow wheat in a cropping sequence. The position of the straw residue was found to be the primary factor in reducing crop emergence and growth. Increasing the amount of straw residue (from 3.3 t ha(-1) to 6.7 t ha(-1)) did not show any consistent trends in reducing crop emergence or growth. However, in some instances, results indicated that an interaction between the position and the amount of straw residue Occurred particularly when the straw and seed was placed on the soil surface. Straw placed on the soil surface significantly reduced mean day-time soil temperature by approximately 2.5 degrees C compared to no residue. When the seed and straw was placed on the soil Surface a lack of seed-to-soil contact caused a reduction in emergence by approximately 30% because of the restriction in available moisture that limited the ability for seed imbibition. This trend was reversed when the seed was placed in the soil, but with straw residue still on the soil surface, because the surface straw was likely to reduce moisture evaporation and improved seed-to-soil contact that led to rapid emergence. In general, when straw was mixed in or placed on the soil surface along with the seed, sugar beet and oilseed rape emergence and early growth biomass was significantly restricted by approximately 50% compared to no residue. The consequences of placing seed with or near to straw residue have been shown to cause a restriction in crop establishment. In both oilseed tape and sugar beet, this could lead to a reduction in final crop densities, poor, uneven growth and potentially lower yields that could lower financial margins. Therefore, if farmers are planning to use non-inversion tillage methods for crop establishment, the management and removal of straw residue from near or above the seed is considered important for successful crop establishment. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Soil disturbed using a strip tillage implement on a range of soil types and the effects on sugar beet establishment

The area of soil disturbed using a single tine is well documented. However, modern strip tillage implements using a tine and disc design have not been assessed in the UK or in mainland Europe. Using a strip tillage implement has potential benefits for European agriculture where economic returns and sustainability are key issues. Using a strip tillage system a narrow zone is cultivated leaving most of the straw residue on the soil surface. Small field plot experiments were undertaken on three soil types and the operating parameters of forward speed, tine depth and tine design were investigated together with measurements of seedbed tilth and crop emergence. The type of tine used was found to be the primary factor in achieving the required volume of disturbance within a narrow zone whilst maintaining an area of undisturbed soil with straw residue on the surface. The winged tine produced greater disturbance at a given depth compared with the knife tine. Increasing forward speed did not consistently increase the volume of disturbance. In a sandy clay loam the tilth created and emergence of sugar beet by strip tillage and ploughing were similar but on a sandy loam the strip tillage treatments generally gave a finer tilth but poorer emergence particularly at greater working depth.

Adaptation of Rhizobium leguminosarum to pea, alfalfa and sugar beet rhizospheres investigated by comparative transcriptomics

Background The rhizosphere is the microbe-rich zone around plant roots and is a key determinant of the biosphere's productivity. Comparative transcriptomics was used to investigate general and plant-specific adaptations during rhizosphere colonization. Rhizobium leguminosarum biovar viciae was grown in the rhizospheres of pea (its legume nodulation host), alfalfa (a non-host legume) and sugar beet (non-legume). Gene expression data were compared to metabolic and transportome maps to understand adaptation to the rhizosphere. Results Carbon metabolism was dominated by organic acids, with a strong bias towards aromatic amino acids, C1 and C2 compounds. This was confirmed by induction of the glyoxylate cycle required for C2 metabolism and gluconeogenesis in all rhizospheres. Gluconeogenesis is repressed in R. leguminosarum by sugars, suggesting that although numerous sugar and putative complex carbohydrate transport systems are induced in the rhizosphere, they are less important carbon sources than organic acids. A common core of rhizosphere-induced genes was identified, of which 66% are of unknown function. Many genes were induced in the rhizosphere of the legumes, but not sugar beet, and several were plant specific. The plasmid pRL8 can be considered pea rhizosphere specific, enabling adaptation of R. leguminosarum to its host. Mutation of many of the up-regulated genes reduced competitiveness for pea rhizosphere colonization, while two genes specifically up-regulated in the pea rhizosphere reduced colonization of the pea but not alfalfa rhizosphere. Conclusions Comparative transcriptome analysis has enabled differentiation between factors conserved across plants for rhizosphere colonization as well as identification of exquisite specific adaptation to host plants.

Co-evolução dos componentes do marco institucional e das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de agro-energia (etanol) no Brasil (1970-2009)

Esta dissertação centra-se no exame da evolução dos componentes do marco institucional em associação com as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação em setores à base de recursos naturais em economias emergentes. Esse relacionamento é examinado no setor de etanol brasileiro, no período entre 1970 e 2009. O marco institucional é operacionalizado à base das macro-instituições (os regimes complexos constituídos por políticas públicas), meso-instituições (as relações políticas e estruturas burocráticas) e as instituições baseadas em conhecimento (os institutos de pesquisa e as universidades). As trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas são examinadas à base de níveis de inovação. A dissertação baseia-se em um estudo de caso em nível setorial. Além disso, o estudo baseia-se em evidências obtidas a partir de fontes diversas, em nível de indústria, em documentos governamentais e também em evidências secundárias em nível de empresa. Os principais resultados desta dissertação são os seguintes: (1) O setor de etanol atingiu níveis inovadores de capacidade tecnológica nas duas funções analisadas. Numa escala de 1 a 5, o setor adquiriu, durante o 1º período (1970-1989), capacidades tecnológicas industriais (produto e processo) no Nível 3 e, durante o 2º período (1990-2009), o setor de etanol acumulou capacidades tecnológicas industriais no Nível 5. No tocante à acumulação de capacidades tecnológicas na área agrícola (matéria-prima), durante o 1º período, o setor adquiriu capacidades tecnológicas no Nível 4 e apenas no período seguinte atingiu o Nível 5. (2) As instituições desempenharam um papel relevante sobre as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de etanol brasileiro. Entre elas destaca-se às atividades de P&D desenvolvidas em instituições baseadas em conhecimento, que acumularam capacidades tecnológicas de produção e inovação, compartilhadas com as empresas. (3) Entretanto, o estudo aponta para algumas vulnerabilidades do setor de etanol brasileiro no que se refere a sua capacidade de sustentar o seu desempenho inovador. Entre elas destaca-se: (1) grande parte das atividades inovadoras em nível de P&D é realizada a base de arranjos externos, com pouco esforço de atividades realizadas a partir das empresas; (2) apesar do enorme esforço governamental para desenvolver o setor, esse está direcionado (locked-in) à trajetória de acumulação de capacidades tecnológicas de etanol de 1ª geração; (3) os componentes do marco institucional incentivaram as atividades de pesquisa em universidades e institutos de pesquisa, em nível de bancada, que resultaram em invenções e projetos experimentais; (4) as condições favoráveis de mercado, a grande disponibilidade de cana-de-açúcar e a flexibilidade de produção de etanol/álcool contribuíram para a acomodação do setor de etanol, ou seja, parece haver uma zona de conforto no setor. Desta forma, as evidências alertam sobre a necessidade de investimentos em atividades inovadoras de P&D dentro das empresas (foco em inovações, riqueza e na diversificação para outros setores). Portanto, os resultados desta dissertação permitem apontar sugestões para gestores governamentais. As novas políticas públicas podem: (1) redirecionar as estratégias de acumulação de capacidades tecnológicas inovadoras, fortemente focadas na sustentação das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas para produzir etanol de 1ª geração; (2) impulsionar a acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação na trajetória emergente para produzir etanol de 2ª geração, atualmente em nível experimental e largamente desenvolvida dentro das instituições baseadas em conhecimento, e para diversificar os produtos para novos setores e linhas de negócio. Os resultados desta dissertação também sugerem aos gestores de empresas no setor brasileiro de etanol: (1) reformular as estratégias empresariais com a finalidade de expandir as atividades inovadoras dentro das empresas do setor de etanol, que poderão resultar na criação de inovações em escala industrial; (2) as empresas do setor de etanol deveriam assumir um comportamento proativo com a finalidade de coordenar os esforços de P&D em direção aos problemas e desafios futuros a serem enfrentados pelo setor brasileiro de etanol.

Gerenciamento de riscos de mercado em uma perspectiva corporativa: análise do setor sucroenergético no Brasil

Este trabalho objetiva analisar e contribuir com o gerenciamento de riscos de preços dentro da indústria sucroenergética brasileira, mais especificamente da região Centro-Sul do país, que é a maior processadora de cana-de-açúcar de todo o mundo. Esta indústria tem características peculiares, tanto quanto às formas de comercialização de seus produtos finais – notadamente o açúcar e o etanol – quanto de sua estrutura de custos, onde a cana-de-açúcar representa algo da ordem de 70% do custo total de produção destes produtos. Assim, a proposição aqui implícita passa por uma abordagem específica para o gerenciamento de riscos de preços destas empresas, definindo como principal fator de risco o distanciamento entre os preços das vendas de açúcar travados em mercado organizado de futuros frente aos preços do açúcar apurados dentro da metodologia Consecana e que formam os preços do principal insumo produtivo destas empresas, a cana-de-açúcar. Assim, com uma abordagem empírica é feita uma análise sobre uma amostra de 1.138 ações de fixações de preços ocorridas durante o ano-safra 2012-13, revelando um comportamento de atuação no mercado futuro por parte destas empresas de maximização do valor da firma. Além disso, serão identificados os principais fatores idiossincráticos e sistêmicos que influenciam o retorno que estas empresas obtêm da comercialização de açúcar para o exterior, bem como os fatores que influenciam a tomada de decisão por parte destas empresas.

Impact of forced-aging process on Madeira Wine flavor

The aim of this study was to determine the optimal temperature and baking time to obtain a Madeira wine considered typical by an expert panel. For this purpose simultaneous descriptive analyses of typical Madeira wines were performed, and seven descriptors were selected: “dried fruit”, “nutty”, “musty”, “baked”, “oak”, “mushroom”, and “brown sugar���. Up to 10 odor-active zones were the most frequently cited by the members of the GC-olfactometry panel as corresponding to the panel’s descriptors. The odor importance of each of the zones reported by the GC-O analysis was ranked by AEDA. Three odor zones were identified as common to both Malvasia and Sercial wines and had retention indices (RI) of 1993 (“brown sugar��� and “toasted”), 2151 (“brown sugar���), and 2174 (“nutty”, “driedfruits”);sotolonwasidentifiedasresponsibleforthislastaroma.Severalmoleculeswereselected to be quantified on baked wines on the basis of AEDA results and expected Maillard volatiles, such as sotolon, furfural, 5-methylfurfural, 5-ethoximethylfurfural, methional, and phenylacetaldehyde. It was observed that typicity scores were positively correlated with the concentrations of sotolon and sugar and baking time and negatively with the fermentation length.

Óxido de cálcio e Lactobacillus buchneri NCIMB 40788 na ensilagem de cana-de-açúcar in natura ou queimada

Objetivou-se avaliar os efeitos da inclusão de óxido de cálcio (CaO) e/ou L. buchneri (LB) sobre as perdas e alterações químicas de silagens de cana-de-açúcar in natura ou queimada. Foram avaliadas silagens de cana-de-açúcar in natura ou queimada produzidas sem aditivo; com Lactobacillus buchneri; com óxido de cálcio equivalente 1% da matéria natural; ou com a associação do L. buchneri e do óxido de cálcio. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial (2 × 4), considerando fatores a queima (presença ou ausência) e o uso de aditivos (L. buchneri, óxido de cálcio e sua associação), cada um avaliado com três repetições. O óxido de cálcio foi mais eficiente em reduzir a variação no teor de matéria seca tanto nas silagens de cana-de-açúcar in natura quanto na queimada. Nas silagens de cana-de-açúcar sem aditivos, maiores recuperações de matéria seca foram observadas quando a ensilagem foi feita com cana in natura (63,5%) em comparação à cana queimada (46,8%). Todavia, quando utilizados aditivos, não houve diferenças entre as silagens de cana-de-açúcar in natura e queimada. A presença de óxido de cálcio foi o fator que promoveu maior diferença entre as silagens. O óxido de cálcio é eficiente em reduzir as perdas e as alterações químicas na ensilagem de cana-de-açúcar, tanto in natura quanto queimada. O L. buchneri atua eficientemente em silagens de cana-de-açúcar queimada. Silagens de cana-de-açúcar queimada são mais propensas às perdas que as de cana-de-açúcar in natura.

Seletividade de herbicidas: I - utilização do método de testemunhas pareadas em experimento com cana-de-açúcar

Este trabalho objetivou comparar a precisão experimental dos delineamentos em blocos casualizados e blocos casualizados com testemunhas pareadas na avaliação da seletividade de herbicidas em soqueira de cana-de-açúcar de terceiro corte, cultivar RB835089. Os delineamentos utilizados foram o de blocos casualizados convencional e o de blocos casualizados com testemunhas pareadas, com quatro repetições. Os tratamentos foram diuron + hexazinone, azafenidin + hexazinone, metribuzin e isoxaflutole e testemunha capinada. Avaliaram-se na cana-de-açúcar a altura, o estande, o rendimento de colmos e o ATR (Açúcar Teórico Recuperável). O delineamento em blocos casualizados com testemunhas pareadas foi mais eficaz que aquele com testemunha tradicional. Constatou-se também que, para comparação das médias dos tratamentos, o teste t foi mais sensível que o teste de Tukey, pois apresentou, com maior precisão experimental, mais tratamentos com diferenças em relação à testemunha.

Impacto técnico e econômico das perdas de solo e nutrientes por erosão no cultivo da cana-de-açúcar

O objetivo geral foi demonstrar o impacto técnico e econômico das perdas de solo e nutrientes por erosão no cultivo da cana-de-açúcar. Propôs-se avaliar as perdas de nutrientes por erosão (P, K, Ca e Mg), o custo de reposição de nutrientes e o de produção da cana em dois sistemas de colheita (cana crua e queimada) em Catanduva - SP, em área de 100 ha para cada sistema, formadas e colhidas no mesmo período (2002 a 2007), com similaridade quanto ao tipo de solo, variedade, topografia e numero de cortes. A metodologia baseou-se na equação universal da perda de solos e teoria dos custos de produção e de reposição de nutrientes. A maior perda de solo e de nutrientes por erosão ocorreu nas áreas de cana queimada; a cana queimada (corte manual), na média dos cinco cortes, perde 48,82% por hectare a mais de solo, 56,45 % de potássio (K) e 60,78 % de fósforo (P) do que a cana crua (corte mecanizado); o custo de reposição de nutrientes, em média, na cana queimada (R$ 33,92 ha-1 ano-1), foi superior ao da cana crua (R$ 21,12 ha-1 ano-1); a cana crua apresentou menor custo de produção (R$ 29,60 Mg-1) quando comparado à cana queimada (R$ 32,71 Mg-1); a cana crua apresentou maior retorno médio (R$ 5,70 Mg-1ano-1) com relação à cana queimada (R$ 2,59 Mg-1).

Effect of Controlled Atmospheres with Low Oxygen Levels on Extended Storage of Guava Fruit (Psidium guajava L. 'Pedro Sato')

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Características da carcaça e da carne de bovinos sob diferentes dietas, em confinamento

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Desempenho e rendimento de carcaça de bovinos mestiços alimentados com diferentes volumosos e fontes protéicas

Quarenta bovinos machos, com 30 meses de idade e 371 kg, foram distribuídos em um delineamento em blocos casualizado com esquema fatorial 3 x 3, para avaliar o desempenho e rendimento de carcaça quando alimentados com diferentes fontes protéicas (Amiferm, uréia e farelo de soja) e volumosos (pastagem de capim-braquiária, cana-de-açúcar e silagem de milho). As dietas foram balanceadas para conterem níveis semelhantes de em e PB. A interação volumoso x fonte de N não foi significativa para nenhum dos parâmetros estudados. O ganho de peso vivo diário (GPV/dia) dos animais alimentados com cana-de-açúcar (0,83 kg) não diferiu dos mantidos em pastagem (0,82 kg), mas ambos foram menores que dos animais alimentados com silagem de milho (1,09 kg). As diferentes fontes de N proporcionaram GPV/dia semelhantes, com valores de 0,94; 0,83 e 0,97 kg, para os animais que receberam uréia, Amiferm e farelo de soja, respectivamente. As dietas contendo farelo de soja proporcionaram maior ganho de carcaça diário (0,57 kg) em relação ao uso de Amiferm, não diferindo da uréia (0,55 kg). Não houve diferença entre volumosos e fontes nitrogenadas para rendimento de carcaça, rendimento de carcaça do corpo vazio, rendimento de carcaça do ganho de peso e espessura de gordura, com média de 51,03%, 54,49%, 60,10% e 8,5 mm, respectivamente. O uso de Amiferm proporcionou ganhos de peso e rendimento de carcaça semelhantes às demais fontes protéicas.

Degradabilidade da Matéria Seca e Fibra em Detergente Neutro da Cana-de-açúcar (Saccharum spp) com Diferentes Fontes de Proteína

Foram utilizados cinco bovinos fistulados no rúmen para se determinar a degradação da cana-de-açúcar em dietas com diferentes fontes de proteína degradável, por meio do método de incubação de sacos de náilon. Os tratamentos estudados foram: cana e uréia; cana e farelo de soja; cana, farelo de soja e uréia; cana e glúten de milho; cana, glúten de milho e uréia. Após um período de adaptação de 14 dias, iniciou-se a incubação dos sacos de náilon, nos tempos de 3, 6, 12, 24, 48, 72, 96 e 120 horas. Após o período de incubação, foram determinados o pH e a concentração de amônia no fluido ruminal, em amostras retiradas 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 e 21 horas após a alimentação. O delineamento estatístico utilizado foi o de blocos casualizados, com tratamentos como parcelas e tempos como subparcelas. A concentração de amônia foi mais elevada nos tratamentos com maior quantidade de proteína degradável, porém não houve efeito significativo para os tratamentos. Para os valores de pH, houve significância, apresentando valores mais elevados para os tratamentos com maior quantidade de proteína degradável. Não se observou efeito significativo das diferentes fontes de nitrogênio sobre a degradação da matéria seca e da fibra em detergente neutro da cana-de-açúcar, sendo que a degradabilidade dessas duas frações variou apenas com o tempo de incubação. Os resultados do experimento não comprovaram o princípio de que a maior quantidade de proteína degradável no rúmen possa induzir maior degradação da FDN da dieta.

Biometria da carcaça e peso de vísceras e de órgãos internos de bovinos mestiços alimentados com diferentes volumosos e fontes protéicas

Quarenta bovinos machos, com peso médio de 371 kg, foram distribuídos em um delineamento em blocos casualizado com esquema fatorial 3x3, dos quais quatro foram abatidos no início do experimento como referência, para avaliar a biometria das carcaças e o peso de vísceras e órgãos internos quando alimentados com diferentes fontes protéicas (uréia, Amiferm e farelo de soja) e volumosos (cana-de-açúcar e a silagem de milho e pastagem de capim Brachiaria brizantha). Não houve interação significativa volumosos x fontes protéicas e não houve diferença significativa entre as fontes protéicas para os parâmetros estudados. Para os volumosos, os pesos (em porcentagem do peso do corpo vazio - % PCV) do conteúdo estomacal (CRROA) e do conteúdo gastrintestinal (CGI) foram significativamente maiores para os animais alimentados com cana-de-açúcar (7,52 e 8,59% PCV, respectivamente) e não diferiram entre os alimentados com silagem de milho e capim, com médias de 5,10% PCV, para CRROA, e 5,89% PCV para CGI. Os animais mantidos em pastagem não apresentaram compacidade das carcaças diferente dos animais alimentados com os outros volumosos, enquanto os alimentados com cana-de-açúcar mostraram ser menos compactos que os alimentados com silagem de milho. As fontes protéicas também influenciaram a compacidade, que foi menor nos animais que receberam Amiferm e iguais para os que receberam uréia e farelo de soja. Conclui-se que os animais alimentados com cana-de-açúcar apresentam maior enchimento dos compartimentos digestivos e carcaças menos compactas.