Pre-harvest sugarcane burning: Determination of emission factors through laboratory measurements

Sugarcane is an important crop for the Brazilian economy and roughly 50% of its production is used to produce ethanol. However, the common practice of pre-harvest burning of sugarcane straw emits particulate material, greenhouse gases, and tropospheric ozone precursors to the atmosphere. Even with policies to eliminate the practice of pre-harvest sugarcane burning in the near future, there is still significant environmental damage. Thus, the generation of reliable inventories of emissions due to this activity is crucial in order to assess their environmental impact. Nevertheless, the official Brazilian emissions inventory does not presently include the contribution from pre-harvest sugarcane burning. In this context, this work aims to determine sugarcane straw burning emission factors for some trace gases and particulate material smaller than 2.5μm in the laboratory. Excess mixing ratios for CO2, CO, NOX, UHC (unburned hydrocarbons), and PM2.5 were measured, allowing the estimation of their respective emission factors. Average estimated values for emission factors (g kg-1 of burned dry biomass) were 1,303 ± 218 for CO2, 65 ± 14 for CO, 1.5 ± 0.4 for NOX, 16 ± 6 for UHC, and 2.6 ± 1.6 for PM2.5. These emission factors can be used to generate more realistic emission inventories and therefore improve the results of air quality models. © 2012 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.

Short-term CO2-C emissions from soil prior to sugarcane (Saccharum spp.) replanting in southern Brazil

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

Ethanol production using hemicellulosic hydrolyzate and sugarcane juice with yeasts that converte pentoses and hexoses

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Potencial da palha de cana-de-açúcar para produção de etanol

Sugarcane straw biomass accounts for 1/3 of the energy potential of sugarcane and represents a rich source of sugars. Studies have been intensified for the use of this biomass along with bagasse for the production of cellulosic ethanol. Development of this technological path will allow for taking full advantage of sugarcane, increasing ethanol production without expanding the area cultivated. However, in order for this technology to be viable certain challenges must be overcome, including establishment of appropriate conditions of pretreatment and hydrolysis of these materials for release of fermentable sugars.

Identification, assessment and ordering of concepts for agro-energy planning and possibilities of spatial analysis

ABSTRACT The present study aims to present the main concepts of the sugarcane straw to energy planning. Throughout the study, the subject is contextualized highlighting broader aspects of sustainability, which is considered the main driver towards agro-energy modernization. Concerning sugarcane straw, we first evaluated its availability regarding technical and economic aspects, and then it summarized the straw production chain for energy supply purposes. As a proposal to support agro-energy planning, it is presented some spatial tools that have been barely used in the Brazilian energy planning context so far. Therefore, working on straw to electricity associated with supply chain basis, we developed a conceptual model to spatially assess this bioenergy system. Using the model proposed, it is described the whole supply chain at state level, which accounted the potential of a single mill to explore straw, as well as main costs associated with straw acquisition, investments on the straw recovery routes and electricity transmission. Bearing these concepts in mind, it is fully believed that spatial analysis can bring important information for agro-energy action plans.

Interferência da palha de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) na emergência de espécies de plantas daninhas da família convolvulaceae

Este trabalho foi conduzido na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal-UNESP, com o objetivo de estudar o efeito de diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar deixadas na superfície do solo sobre a emergência de algumas espécies de plantas daninhas pertencentes à família Convolvulaceae. Os tratamentos foram distribuídos no esquema de parcelas subsubdivididas, com a quantidade de palha nas parcelas de 0, 5, 10, 15 e 20 t ha-1, as variedades SP 79 2233 e RB 83 5486 nas subparcelas e as espécies de plantas daninhas nas subsubparcelas. Aos 45 dias após semeadura (DAS), a presença de 15 t ha-1 de palha reduziu em 46 e 62% o número de plantas de I. quamoclit e M. cissoides, respectivamente. Entretanto, a presença de 20 t ha-1 reduziu em 82, 65, 62, 70, 60 e 88% o número de plantas de I. quamoclit, I. purpurea, I. grandifolia, I. hederifolia, I. nil e M. cissoides, respectivamente, quando comparadas à ausência de palha.

Seletividade do imazapic para dois cultivares de amendoim (Arachis hypogaea) cultivados na ausência e na presença de palha de cana-de-açúcar

Neste trabalho, objetivou-se estudar a seletividade de imazapic a dois cultivares de amendoim (Tatu Vermelho e IAC-5), em condições de ausência e de presença de palha de cana-de-açúcar. O experimento foi instalado em vasos, em delineamento inteiramente casualizado, com os tratamentos dispostos em esquema fatorial 3x2, com quatro repetições. Constituíram os fatores principais três doses de imazapic (0, 98 e 140 g ha-1), aplicadas em pré-emergência sobre duas condições de palha de cana-de-açúcar (0 e 15 t ha-1). Constatou-se que a camada de palha possui potencial em reter o herbicida, especialmente sob períodos de pouca precipitação ou irrigação; as plantas de amendoim sob esta condição apresentaram menos sintomas de intoxicação. Entretanto, na ausência da palha, as plantas, independentemente do cultivar, apresentaram maiores injúrias visuais e redução na altura, massa seca da parte aérea e raiz.

Desenvolvimento da tiririca (Cyperus rotundus) influenciado pela presença e ausência de palha de cana-de-açúcar e herbicida

O trabalho objetivou avaliar o desenvolvimento de Cyperus rotundus plantado em diferentes profundidades na ausência e presença de imazapic e palha da cana-de-açúcar. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, analisado em esquema fatorial do tipo 2 x 2 x 6, constituindo-se de 24 tratamentos representados pela palha (2 níveis); herbicida (2 níveis) e profundidades de plantio dos tubérculos (6 níveis). Os tratamentos foram constituídos por 25 tubérculos plantados a: 0, 2, 4, 6, 8 e 10 cm de profundidade, com e sem a aplicação de imazapic (110 g ha-1), na condição de presença e ausência de camada de palha de cana-de-açúcar (15 t ha-1). Concluiu-se que o crescimento das manifestações epígeas foi inibido pelo herbicida somente até aos 60 dias após aplicação (DAA), na ausência e na presença da camada da palha. Nas raízes, a quantidade e viabilidade dos tubérculos foram reduzidas nos tratamentos com ausência da palha e profundidade de plantio mais superficial, na presença ou ausência da aplicação de imazapic.

Controle químico da tiririca (Cyperus rotundus), com e sem cobertura do solo pela palha de cana-de-açúcar

Objetivou-se neste trabalho avaliar a eficácia e seletividade da mistura comercial pronta de trifloxysulfuron-sodium + ametryne (1.312,5 e 1.500 g ha-1), em comparação ao halosulfuron (112,5 g ha-1), MSMA (2.400 g ha-1), 2,4-D (1.675 g ha-1), sulfentrazone (700 g ha-1) e imazapic (105 g ha-1), além das testemunhas infestada e capinada, no controle de tiririca (Cyperus rotundus) em um canavial, com e sem cobertura do solo com a palhada da cana remanescente da colheita. A palhada de cana reduziu a infestação, porém não evitou grandes densidades das plantas de tiririca. O número de tubérculos inviáveis foi superior a 50% nas áreas onde se aplicou a mistura pronta (1.312,5 e 1.500 g ha-1), apesar do controle apenas regular (41,3 a 67,5%) das manifestações epígeas. Os melhores resultados de controle foram proporcionados pelos herbicidas sulfentrazone (700 g ha-1) e imazapic (105 g ha-1), sem a cobertura de palha. O número de afilhos, a altura das plantas e a produção de colmos foram reduzidos apenas na testemunha infestada e onde se aplicaram os herbicidas 2,4-D (1.675 g ha-1) e MSMA (2.400 g ha-1), que proporcionaram os menores níveis de controle. Os herbicidas foram seletivos para as plantas de cana-de-açúcar da variedade RB806043.

Perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes por erosão hídrica em uma vertente coberta com diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar em Guariba - SP

A erosão em entressulcos resulta da desagregação causada pelo impacto das gotas de chuva na superfície do solo e pelo transporte superficial das partículas do solo desagregadas, onde se encontram a matéria orgânica e os nutrientes fundamentais para a produção agrícola. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes em uma vertente localizada em uma área de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, cultivada com cana-de-açúcar, que é colhida mecanicamente. As parcelas experimentais foram submetidas à ação de uma chuva simulada com intensidade de 60 mm h-1, durante 65 minutos. Foram feitas análises do sedimento erodido para a determinação do volume de solução, das perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes. Houve maiores perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes nos sedimentos oriundos das parcelas com 0% e 25% de cobertura por palha de cana-de-açúcar. em média, essas perdas foram reduzidas nas parcelas com 75% e 100% de cobertura com palha de cana-de-açúcar. Os resultados permitiram concluir que uma cobertura com palha de cana-de-açúcar acima de 50%, da área colhida, reduz a perda de solo e de matéria orgânica, bem como diminui a concentração de nutrientes no sedimento erodido.

Análise espacial de atributos físicos e carbono orgânico em argissolo vermelho-amarelo cultivado com cana-de-açúcar

A agricultura convencional utiliza o solo intensivamente, modificando os seus atributos. Neste estudo, objetivou-se avaliar a variabilidade espacial de alguns atributos físicos e carbono orgânico do solo em um Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado com cana-de-açúcar, usando geoestatística. O trabalho foi realizado em Maracanaú - CE, em uma área de produção de cana-de-açúcar, manejado mediante preparo conservacionista sobre uma cobertura de palhada de cana-de-açúcar. As amostras de solo foram retiradas de uma profundidade de 0,00 - 0,20 m, em uma malha, com intervalo regular de 10 m, totalizando 100 pontos. em cada amostra, foi analisado densidade de partículas, densidade do solo, carbono orgânico, porosidade total, macroposidade e microposidade. O coeficiente de variação indicou variabilidade baixa para densidade de partículas, densidade do solo e porosidade total e média para as variáveis macroporosidade, microporosidade e carbono orgânico. As variáveis analisadas mostraram dependência espacial, a qual foi observada nos mapas de krigagem. A distribuição de poros por tamanho e a porosidade total indicam condições físicas razoavelmente boas, embora com valores de densidade do solo ligeiramente acima do nível considerado adequado para a classe textural do solo.

Dinâmica do tebuthiuron em palha de cana-de-açúcar

O tebuthiuron é um herbicida residual amplamente utilizado em cana-de-açúcar cultivada no sistema tradicional. em áreas de cana-crua, o comportamento desse herbicida na palha deixada sobre o solo não é muito conhecido. Para melhor entender esse comportamento, avaliou-se neste trabalho a dinâmica do tebuthiuron aplicado sobre a palha de cana-de-açúcar em diferentes períodos e intensidades de chuvas após a aplicação. Foram conduzidos quatro experimentos instalados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. No primeiro, avaliou-se a interceptação do herbicida tebuthiuron no momento da aplicação sobre 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15 e 20 t ha-1 de palha de cana-de-açúcar. No segundo, foi avaliada a passagem do herbicida em 5, 10 e 15 t ha-1 de palha, simulando-se o equivalente a 2,5, 5, 10, 15, 20, 35, 50 e 65 mm de chuva, um dia após a aplicação (DAA). No terceiro, estudou-se o efeito de diferentes períodos de permanência (0, 1, 7, 14 e 28 DAA) do tebuthiuron na palha (10 t ha-1) antes da aplicação das mesmas precipitações simuladas no segundo estudo, acrescentando-se ainda mais uma simulação de 20 mm aos 7 e aos 14 dias após a aplicação do herbicida e das lâminas acumuladas de 65 mm. No quarto, avaliou-se a transposição do herbicida aplicado a 10 t ha-1 de palha, recebendo posteriormente uma lâmina de chuva de água de 20 mm e, no outro tratamento, uma irrigação de vinhaça de 20 mm, um dia após a aplicação. A quantificação do tebuthiuron foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Nos estudos de dinâmica observou-se que, quanto maior a quantidade de palha, menor é a quantidade de produto que a transpõe no momento da aplicação. No segundo ensaio, pôde-se observar que, quanto maior a quantidade de palha, menor é a quantidade total extraída na simulação da precipitação. Para o terceiro estudo, os resultados indicaram que, quanto maior o tempo que o produto permanece na palha antes da ocorrência de chuva, menor é a extração total do produto com 65 mm de precipitação. Para as chuvas de 20 mm aos 7 e 14 dias após aplicação do herbicida e da lâmina de 65 mm para cada período, no terceiro ensaio, observou-se extração de quantidades mínimas do herbicida. A utilização de vinhaça como chuva simulada proporcionou aumento de 17% do tebuthiuron lixiviado, quando comparado com a mesma quantidade de chuva simulada com água.

Eficácia do herbicida oxyfluorfen com a cobertura de palha no controle de plantas daninhas

A palha pode alterar a dinâmica do herbicida oxyfluorfen no sistema de cana-crua; assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a eficácia do oxyfluorfen em condições de casa de vegetação, com a cobertura de palha, no controle das plantas daninhas que ocorrem em cana-crua. Foram avaliadas as espécies de Brachiaria decumbens, Ipomoea grandifolia, Ipomoea quamoclit e Merremia cissoides. A dose utilizada do oxyfluorfen foi de 3 L ha-1 (720 g i.a. ha-1). Os tratamentos constaram de diferentes posicionamentos do herbicida e condições antes e após a aplicação. A porcentagem de controle das plantas daninhas foi avaliada aos 12, 20, 26, 33 e 38 DAA. Os maiores índices de controle aos 38 DAA, independentemente da planta daninha estudada, foram alcançados quando se aplicou oxyfluorfen em tratamentos com a presença de palha em cobertura, com ou sem umidade. No entanto, os resultados obtidos nos demais tratamentos mostraram-se eficientes no controle das diferentes espécies de plantas daninhas estudadas.

Emergência em campo de dicotiledôneas infestantes em solo coberto com palha de cana-de-açúcar

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

Eficiência e seletividade dos herbicidas trifloxysulfuron-sodium + ametryne e hexazinone + diuron em função da tecnologia de aplicação e do manejo mecânico da palha de cana-de-açúcar na linha de plantio

Com objetivo de otimizar a utilização de trifloxysulfuron-sodium + ametryne e hexazinone + diuron em função da adoção de diferentes pontas de pulverização e manejo mecânico da palha de cana-de-açúcar na linha de plantio, dois experimentos foram conduzidos na Destilaria Parálcool S/A, localizada em Paraguaçu Paulista/SP. No experimento 1, 12 tratamentos foram estudados em esquema fatorial 2 x 2 x 3, com quatro repetições, contrastando a presença e ausência de palha da cana na linha de plantio; dos herbicidas trifloxysulfuron sodium + ametryne (37 + 1.463 g i.a. ha-1 e 0,2% v/v de Aterbane®) e hexazinone + diuron (330 + 1.170 g i.a. ha-1 e 0,2% v/v de Aterbane®) e das pontas de pulverização XR11002-VS (128 L ha-1), AI11002-VS (200 L ha-1) e TF-VP5 (310 L ha-1). No experimento 2, a deposição da calda de pulverização nas plantas de cana-de-açúcar e Digitaria horizontalis, gerada pelas interações entre herbicidas e pontas, foi monitorada utilizando-se solução traçadora constituída por corante FDC-1 + herbicida. Os resultados sugerem que a presença da palhada da cultura proporcionou controle excelente das espécies infestantes mesmo na ausência do tratamento herbicida. O controle químico de D. horizontalis (6 folhas até 1-2 perfilhos) e Brachiaria decumbens (2 a 6 folhas) apresentou-se eficiente (> 91%) nas linhas sem palha a partir dos 14 DAA (dias após aplicação) para os herbicidas e pontas de pulverização estudados. D. horizontalis foi mais rapidamente controlada aos 7 DAA pelo trifloxysulfuron-sodium + ametryne com a ponta AI11002-VS. Houve toxicidade até os 21 DAA, sendo esta mais intensa para os tratamentos com hexazinone + diuron associado com as pontas AI11002-VS e TF-VP5, em decorrência da maior deposição do herbicida nas folhas da cultura.