Utilização de sementes de Jatropha curcas L. provenientes de Cabo Verde para a produção de biodiesel

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

EFFECTS OF SINGLE, BINARY AND TERTIARY COMBINATIONS WITH Jatropha gossypifolia AND OTHER PLANT-DERIVED MOLLUSCICIDES ON REPRODUCTION AND SURVIVAL OF THE SNAIL Lymnaea acuminata

The effect of sub-lethal doses (40% and 80% of LC50/24h) of plant derived molluscicides of singly, binary (1:1) and tertiary (1:1:1) combinations of the Rutin, Ellagic acid, Betulin and taraxerol with J. gossypifolia latex, leaf and stem bark powder extracts and their active component on the reproduction of freshwater snail Lymnaea acuminata have been studied. It was observed that the J. gossypifolia latex, stem bark, individual leaf and their combinations with other plant derived active molluscicidal components caused a significant reduction in fecundity, hatchability and survival of young snails. It is believed that sub-lethal exposure of these molluscicides on snail reproduction is a complex process involving more than one factor in reducing the reproductive capacity.

The political ecology of Jatropha plantations for biodiesel in Tamil Nadu, India

Jatropha curcas is promoted internationally for its presumed agronomic viability in marginal lands, economic returns for small farmers, and lack of competition with food crops. However, empirical results from a study in southern India revealed that Jatropha cultivation, even on agricultural lands, is neither profitable, nor pro-poor. We use a political ecology framework to analyze both the discourse promoting Jatropha cultivation and its empirical consequences. We deconstruct the shaky premises of the dominant discourse of Jatropha as a “pro-poor” and “pro-wasteland” development crop, a discourse that paints a win-win picture between poverty alleviation, natural resource regeneration, and energy security goals. We then draw from field-work on Jatropha plantations in the state of Tamil Nadu to show how Jatropha cultivation favors resource-rich farmers, while possibly reinforcing existing processes of marginalization of small and marginal farmers.

Avaliação do Potencial de Jatropha Curcas L. para Produção de Biodiesel (Santiago - Cabo Verde)

Este estudo teve como principal objectivo contribuir para a avaliação do potencial da espécie Jatropha curcas L. (purgueira) para a produção de biodiesel na ilha de Santiago – Cabo Verde. Foi efectuada uma caracterização de várias populações de plantas espontâneas ou cultivadas em diferentes regiões ecológicas da ilha de Santiago, bem como de 13 ecótipos existentes no banco de germoplasma do INIDA. Essa caracterização incidiu sobre um conjunto de caracteres morfológicos, produção de frutos e sementes, teor em óleo nas sementes e sua composição em ácidos gordos. As produções de frutos e semente foram muito baixas, com excepção da amostra Chã de Vaca, apresentando as populações espontâneas da ilha produções superiores às do banco. O teor em óleo das sementes variou entre 15,6% e 35%, o que foi inferior ao obtido em anteriores estudos. Verificou-se existir uma correlação entre o peso da semente e o teor em óleo apenas para as populações sub espontâneas/cultivadas. A composição em ácidos gordos não apresentou grandes diferenças face a anteriores trabalhos salientando-se os apreciáveis teores de ácido linolénico e linoleico. As amostras da Loura, Chã de Vacas e 17 do banco de germoplasma têm um perfil em ácidos gordos com maior teor de ácido oleico.

Chemical constituents of methanolic extracts of Jatropha curcas L and effects on Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)

The biological activity of seven extracts from leaves of different Jatropha curcas L (Euphorbiaceae) accessions was evaluated on Spodoptera frugiperda. Methanol extracts were incorporated into an artificial diet and offered to the larval stage of S. frugiperda. The parameters evaluated were length of larval and pupal stages, mortality of larval and total cycle stage, and weight of pupae. The extracts of the EMB accessions showed the best result for larval mortality at 60.00 and 56.67%, compared with the control, respectively. Hexane partition of the methanol extract of the leaves of PM-14 accessions allowed the identification of phytosterols, phytol and n-alkanols.

Characterization and catalytic performance of potassium loaded on rice husk silica and zeolite nay for transesterification of jatropha seed oil

Rice husk silica (RHS) and NaY were used as supports for potassium (K) prepared from acetate buffer (B) and acetate (A) solutions. K loading did not destroy the NaY structure, but it caused a decrease in the surface area; the K species resided in micropores and on the external surface. In contrast, K loading resulted in the collapse and a decrease in the surface area of RHS. It was found that 12K/NaY-B was the most active catalyst for the transesterification of Jatropha seed oil. The minimum K content in K/NaY-B that provided complete conversion of the Jatropha seed oil was 11 wt%, and the biodiesel yield was 77.9%.

Terpenoides e cumarinas de Jatropha ribifolia (Pohl) Baill

Eight compounds, including terpenoids (jatrophone, hydroxyjatrophone, 6-hydroxycyperene, cabraleadiol monoacetyl, and cabraleadiol) and coumarins (fraxetin, fraxidin, and isofraxidin), were isolated from Jatropha ribifolia (Euphorbiaceae). Their structures were established by 1D and 2D NMR (COSY, HSQC, and HMBC) spectra, HRESIMS and comparison with published data.

Caracterização morfoanatomica e fisiológica de sementes e plântulas de Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae)

Jatropha curcas L., conhecida popularmente como pinhão-manso, é uma espécie encontrada em quase todas as regiões intertropicais do planeta. Possui sementes oleaginosas de importância medicinal e econômica, sendo apontada atualmente como promissora fonte de matéria-prima para a produção de biocombustíveis. Os objetivos deste trabalho consistiram em identificar as diferentes fases do processo de germinação, descrever e ilustrar a morfologia de sementes e plântulas de Jatropha curcas L. e os aspectos anatômicos das sementes, relacionando as mudanças que ocorrem nos tecidos durante as fases de embebição. Para a análise morfológica das sementes e plântulas, observaram-se os detalhes externos e internos. Para o estudo das fases de germinação, foi realizado um ensaio para avaliar o comportamento das sementes durante a embebição; para a análise anatômica, foram preparadas lâminas permanentes com cortes das sementes após 0, 4, 24 e 72 h de embebição. As sementes de Jatropha curcas L. são endospermáticas, elípticas e anátropas com tegumento glabro, possuindo poros e fissuras em sua superfície. Os cotilédones são foliáceos, com formato cordiforme e nervuras trinérvias. A germinação é do tipo fanerocotiledonar, epígea. Anatomicamente, as sementes são albuminosas, sendo o tegumento constituído de células parenquimáticas, vacuoladas e poligonais com feixes vasculares e células esclereficadas. O endosperma é composto por células poliédricas ricas em substâncias de reserva, principalmente lipídios. Durante as fases de germinação, observaram-se alterações no acúmulo de grânulos de amido presentes no endosperma, bem como mudanças na organização dos seus feixes vasculares.

Modelagem matemática e difusividade efetiva das sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) durante a secagem

O presente trabalho teve o objetivo de ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem de sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.), bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e obter a energia de ativação para a faixa de temperatura utilizada. As sementes de pinhão-manso com teor de água de 0,67 (decimal b.s.) passaram por um período de pré-secagem em ambiente natural para reduzir e homogeneizar o teor de água para 0,30 (decimal b.s.). Em seguida, a secagem foi realizada em secador experimental mantendo-se as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 ± 1 ºC e umidades relativas de 55,98; 41,44; 35,35; 26,21 e 13,37 ± 3%, respectivamente. Aos dados experimentais foram ajustados onze modelos matemáticos utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Conclui-se que, dentre os modelos analisados, Page e Henderson e Pabis Modificado apresentaram os melhores ajustes aos dados experimentais, sendo o modelo de Page selecionado para a descrição das curvas de secagem do pinhão-manso devido a sua simplicidade; o coeficiente de difusão efetiva aumenta com a elevação da temperatura, apresentando magnitudes entre 3,93x10-10 e 9,19x10-10 m² s-1 para o intervalo de temperatura de 30 a 70 ºC, respectivamente; e a energia de ativação para a difusão líquida do pinhão-manso durante a secagem foi de 15,781 kJ mol-1.

Jatropha seed oil content and yield under different irrigation and potassium fertilization levels

The aim of this research was to evaluate the effects of different irrigation depths and potassium dosages, of Jatropha seed oil content and yield. The experimental design used was randomized blocks, in split-plots, with four replicates. The treatments were four water depths (plots) and four potassium dosages (subplots) applied through irrigation water. The water depths were applied based on the percentage of accumulated evaporation of a Class A (ECA) tank and of rainfall, as following: L0 = without irrigation, L40, L80 and L120, representing 40, 80 and 120% of the balance, respectively. The potassium dosages were K30, K60, K90 and K120 (30, 60, 90 and 120kg ha-1 of potassium, respectively). The oil extraction of samples was done through chemical extraction by organic solvent. The seeds used in this test were from the sampling of two seed productions from 2009, second year of crop production. It was possible to observe that irrigation use increased oil yield and decreased the oil content of Jatropha seed. Potassium fertilization did not influence oil content and yield. There was a relative increase of efficiency in water use producing oil until certain water depth, and after that there was a decrease.

Intoxicação experimental com as folhas de Jatropha gossypifolia (Euphorbiaceae) em ovinos

As folhas recém-colhidas de Jatropha gossypifolia (Euphorbiaceae) foram letais para ovinos em administrações únicas de 40g/kg. A dose de 5g/kg não causou sintomas de intoxicação; as doses intermediárias provocaram a morte de parte dos animais. A evolução da intoxicação foi de 6 a 22 dias. O quadro clínico-patológico nos ovinos experimentais era caracterizado por perturbações digestivas, pulmonares, cardíacas e ainda alterações regressivas leves somente evidenciadas através de exames histológicos, hepáticas e renais. Esses achados são semelhantes aos observados em experimentos com as sementes de Jatropha curcas em caprinos, ovinos e bezerros, e com os com os frutos e as folhas de Jatropha glauca e Jatropha aceroides em caprinos, realizados por outros autores. Estas comparações indicam que, independentemente das espécies, as folhas de Jatropha spp. devem conter compostos semelhantes aos encontrados nas sementes.

Estudo da atividade anti-helmíntica do extrato etanólico de Jatropha mollissima (Pohl) Baill. (Euphorbiaceae) sob Haemonchus contortus em ovinos no semiárido paraibano

Objetivou-se com o presente trabalho, avaliar o efeito anti-helmíntico de Jatropha mollissima por meio de experimentos in vitro e in vivo. Inicialmente foi investigada a concentração de extrato com efeito bioativo, pelo teste de evolução da toxicidade do extrato etanólico de J. mollissima sobre o microcrustáceo Artemia salina, obtendo uma CL50 de 660,80µg/ml, que foi testada em coproculturas contendo larvas infectantes de Haemonchus contortus e em animais para a verificação da redução do OPG. Para o teste in vivo o extrato foi dissolvido em água para se obter as concentrações 660,80µg/ml e 1321,6µg/ml, foram coletadas fezes semanalmente e sangue quinzenalmente. Como resultados dos testes in vitro, o extrato etanólico do caule de Jatropha mollissima mostrou-se tóxico sobre A. salina, com CL50 abaixo de 1000 µg/ml e inibiu a eclosão de ovos e o desenvolvimento de larvas de H. contortus, apresentando uma eficiência de 70,77%. O teste in vivo revelou que o extrato é também eficaz em ovinos, com redução significativa na contagem de OPG após 28 dias de experimento, 47 e 44% de redução nos grupos tratados com o extrato, 7,5% no grupo de animais não tratados e 40,6% com a ivermectina. Mesmo parasitados, os animais permaneceram clinicamente saudáveis e sem anemia. O extrato etanólico do caule de Jatropha mollissima pode representar uma alternativa ao controle da verminose ovina, pois retarda a resistência parasitária.

Seletividade de herbicidas pré-emergentes ao pinhão-manso (Jatropha curcas)

Nos últimos anos, a área cultivada com pinhão-manso tem se expandido no Brasil, tendo em vista a sua utilização na produção de biocombustíveis. Um dos problemas enfrentados pelos produtores é a escassez de informações sobre a tolerância do pinhão-manso aos herbicidas registrados no Brasil. Diante disso, objetivou-se avaliar a tolerância de genótipos de pinhão-manso a herbicidas aplicados em pré-emergência da cultura. O experimento foi instalado em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 3 x 6. O fator A foi composto pelos genótipos de pinhão-manso (Filomena, Gonçalo e Paraguaçu), e o fator B, pelos herbicidas (isoxaflutole, oxyfluorfen, sulfentrazone, pendimethalin e tebuthiuron) mais uma testemunha sem aplicação de herbicida. A intoxicação dos genótipos pelos herbicidas foi avaliada aos 19, 32, 40, 48, 56 e 64 dias após a aplicação dos tratamentos (DAT). Aos 64 DAT, avaliaram-se a altura, a área foliar e a massa seca da parte aérea das plantas. Constatou-se que os genótipos de pinhão-manso apresentaram níveis variáveis de tolerância aos herbicidas estudados. Isoxaflutole e tebuthiuron causaram severas injúrias aos genótipos avaliados e influenciaram negativamente todas as variáveis estudadas. Oxyfluorfen e pendimethalin mostraram-se mais seletivos, devendo ser avaliados em novos estudos a fim de serem recomendados para a cultura.

Occurrence of weed species in Jatropha curcas intercropping systems

This study aimed to evaluate the level of infestation by weed species in a consolidated Jatropha plantation, as a function of the plant species grown in interrows. The experiment was installed in 2006 at the district of Itahum, city of Dourados, state of Mato Grosso do Sul, Brazil, made possible through a partnership between Embrapa Western Agriculture and Paraiso Farm. Treatments consisted of (1) Jatropha in monocrop, with no plant at the interrrows; or the following plants cultivaded at the interrows of Jatropha: (2) Stylosanthes spp.; (3) Brachiaria ruziziensis; (4) Brachiaria ruziziensis + Stylosanthess pp.; (5) Brachiaria humidicola; (6) Panicum maximum cv. massai; (7) Cajanus cajan cv. anão; (8) Crotalaria spectabilis; (9) Crop rotation system 1 - (maize second crop -Crambe abyssinica - soybean - peanut); and (10) Crop rotation system 2 - (cowpea - radish - maize - cowpea) conducted for two years. Phytosociological characterization of weed species was accomplished in 2011 based on the Ecological Approach. Estimations of relative abundance, frequency, dominance and Importance Value Index were obtained. Areas were also characterized by the diversity coefficients of Simpson and modified Shannon-Weiner, and then grouped by cluster analysis. Areas with low soil coverage resulted in higher infestation levels; crop rotation in the interrows of Jatropha produced a significant reduction in weed infestation, but the lowest infestation levels were observed when grasses were grown intercropped with Jatropha. Lower diversity coefficients were associated with occurrence of the most troublesome weed species. In the first years after planting Jatropha, species of Brachiaria or a crop rotation involving species with high mulching ability and whose biomass exhibit a high C:N ratio, should be established in the interrows to avoid problems with weeds infestation.

Biologia reprodutiva de duas espécies de Jatropha L. (Euphorbiaceae) em caatinga, Nordeste do Brasil

A polinização, o sistema reprodutivo e a fenologia de floração e de frutificação de Jatropha mutabilis (Pohl) Baill. e J. mollissima (Pohl) Baill. foram estudados no Estado de Pernambuco, nos Municípios de Buíque (8º67' S e 37º01' W) e Arcoverde (8º25' S e 37º02' W), ambos em Caatinga. Foram marcados 20 indivíduos de cada espécie para registro dos dados fenológicos, aspectos da biologia floral, sistema reprodutivo, bem como freqüência e comportamento dos visitantes florais. As duas espécies são monóicas, apresentam flores do tipo disco, com antese floral diurna, havendo variação em relação à longevidade das flores nos dois sexos, sendo as flores masculinas mais efêmeras (12 h), e as femininas mais duradouras (36 h). Ambos os tipos florais são nectaríferos e a concentração de açúcares no néctar variou entre 26% e 32% em J. mutabilis e 20% a 28% em J. mollissima. A viabilidade do pólen foi alta (> 97%) em ambas as espécies. As espécies são autocompatíveis, formando frutos tanto nos tratamentos de geitonogamia como nos de xenogamia. O percentual de formação de frutos em condições naturais foi ca. 75% em J. mutabilis e de 85% em J. mollissima, indicando alto sucesso reprodutivo. As flores de ambas as espécies são polinizadas por abelhas e vespas, além de beija-flores em J. mutabilis e borboletas em J. mollissima. As duas espécies permanecem floridas ao longo do ano, sendo importante fonte de recurso para a manutenção das comunidades locais de animais que visitam suas flores. Em contrapartida, a presença e eficácia destes grupos de polinizadores são fundamentais para que se estabeleça o fluxo de pólen entre as flores masculinas e femininas, uma vez que as espécies são monóicas.