Technological advances and mechanistic basis for fungal biopulping

Biopulping fundamentals, technology and mechanisms are reviewed in this article. Mill evaluation of Eucalyptus grandis wood chips biotreated by Ceriporiopsis subvermispora on a 50-tonne pilot-plant demonstrated that equivalent energy savings can be obtained in lab- and mill-scale biopulping. Some drawbacks concerning limited improvements in pulp strength and contamination of the chip pile with opportunist fungi have been observed. The use of pre-cultured wood chips as inoculum seed for the biotreatment process minimized contamination problems related to the use of blended mycelium and corn-steep liquor in the inoculation step. Alkaline wash restored part of the brightness in biopulps and marketable brightness values were obtained by one-stage bleaching with 5% H2O2 when bio-TMP pulps were under evaluation. Considering the current scenario, the understanding of biopulping mechanisms has gained renewed attention because more resistant and competitive fungal species could be selected with basis on a function-directed screening project. A series of studies aimed to elucidate structural changes in lignin during wood biodegradation by C. subvermispora had indicated that lignin depolymerization occurs during initial stages of wood biotreatment. Aromatic hydroxyls did not increase with the split of aryl-ether linkages, suggesting that the ether-cleavage-products remain as quitione-type structures. On the other hand, cellulose is more resistant to the attack by C subvermispora. MnP-initiated lipid peroxidation reactions have been proposed to explain degradation of non-phenolic lignin substructures by C subvermispora, while the lack of cellobiohydrolases and the occurrence of systems able to suppress Fenton`s reaction in the cultures have explained non-efficient cellulose degradation by this biopulping fungus. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Use of activated charcoal and ion-exchange resin to cleaN up and concentrate enzymes in extracts from biodegraded wood.

Use of activated charcoal and ion-exchange resin to cleaN up and concentrate enzymes in extracts from biodegraded wood. Ceriporiopsis subvermispora was used for the biodegradation of Eucalyptus grandis chips in the presence or absence of co-substrates (glucose and corn steep liquor) during 7, 14 and 28 days. Afterwards, the biodegraded chips were extracted with 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.5) supplemented with 0.01% Tween 60. High activities of manganese peroxidases (MnPs) were observed in all the extracts, both in the absence (430, 765 and 896 UI kg(-1) respectively) and in the presence of co-substrates (1,013; 2,066 and 2,323 UI kg(-1) respectively). The extracts presented a high ratio between absorbances at 280 and 405 nm, indicating a strong abundance of aromatic compounds derived from lignin over heme-peroxidases. Adsorption into activated charcoal showed to be an adequate strategy to reduce the absorbance at 280 urn in all the extracts. Moreover, it allowed to maximize the capacity of an anion exchange resin bed (DEAE-Sepharose) used to concentrate the MnPs present in the extracts. It was concluded that the use of activated charcoal followed by adsorption into DEAE Sepharose is a strategy that can be used to concentrate MnPs in extracts obtained during the biodegradation of E. grandis by C. subvermispora.

Linoleic acid peroxidation and lignin degradation by enzymes produced by Ceriporiopsis subvermispora grown on wood or in submerged liquid cultures

Ceriporiopsis subvermispora is a white-rot fungus used in biopulping processes and seems to use the fatty acid peroxidation reactions initiated by manganese-peroxidase (MnP) to start lignin degradation. The present work shows that C. subvermispora was able to peroxidize unsaturated fatty acids during wood biotreatment under biopulping conditions. In vitro assays showed that the extent of linoleic acid peroxidation was positively correlated with the level of MnP recovered from the biotreated wood chips. Milled wood was treated in vitro by partially purified MnP and linoleic acid. UV spectroscopy and size exclusion chromatography (SEC) showed that soluble compounds similar to lignin were released from the milled wood. SEC data showed a broad elution profile compatible with low molar mass lignin fractions. MnP-treated milled wood was analyzed by thioacidolysis. The yield of thioacidolysis monomers recovered from guaiacyl and syringyl units decreased by 33% and 20% in MnP-treated milled wood, respectively. This has suggested that lignin depolymerization reactions have occurred during the MnP/linoleic acid treatment. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Efeito da geometria dos dentes da serra de fita na produção de madeira serrada de eucalipto

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito dos parâmetros que compõem os dentes de serra de fita na produção e qualidade da madeira serrada de eucalipto. Analisou-se o efeito de dois passos de dentes (57,15 mm e passo variado: 50,8 - 50,8 - 50,39 - 50,71 - 60,03 - 60,35 mm), de dois ângulos de ataque (26 e 270) e de duas alturas (22 e 25,4 mm) em duas classes diamétricas (25 a 34 cm e 35 e 47 cm) de clones de híbridos Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla com 15 anos de idade. Não houve ganho de qualidade quando se trabalhou com passo variado. As lâminas de serra que possuíam ângulo de ataque de 270 e passo único tanto com altura do dente de 22 mm quanto com 25,4 mm geraram desvios acima da espessura-meta. A menor variação em torno da espessura-meta foi obtida quando se utilizaram lâminas de serra de ângulo de ataque de 270 e altura do dente de 25,4 mm. O maior desvio ocorreu quando o desdobro foi efetuado com passo variado e ângulo de ataque de 260. A utilização de passo variado, de modo geral, foi o que apresentou maiores desvios na espessura das tábuas em relação à espessura desejada.

EFICIÊNCIA DA ISCA MIREX-S (SULFURAMIDA 0,3%) NO CONTROLE DE Atta cephalotes(HYMENOPTERA: FORMICIDAE) EM TRÊS DOSAGENS

Este trabalho foi realizado em reflorestamentos de eucalipto híbrido urograndis (Eucalyptus urophyllaX Eucalyptus grandis)da Jari Celulose S.A, no município de Almerim, Pará, de julho de 1993 a janeiro de 1994. Objetivou-se testar a eficiência da isca granulada Mirex-S (sulfluramida 0,3%), nas dosagens de 6, 8 e 10 gramas por metro quadrado de formigueiro, em comparação com 10 gramas de uma isca a base de dodecacloro (0,45%) para o controle de Atta cephalotes(Hymenoptera: Formicidae). A isca Mirex-S apresentou índices de controle, respectivamente, de 72,70%, 83,33% e 91,67%, em contrapartida com 87,50% da isca a base de dodecacloro. A isca Mirex-S, a 8 e 10 gramas por metro quadrado de formigueiro, pode substituir com eficiência as iscas à base de dodecacloro para o controle de A. cephalotes.

EFICIÊNCIA DE ISCAS GRANULADAS À BASE DE SULFLURAMIDA E DE CLORPIRIFÓS NO CONTROLE DE Atta sexdens sexdens(HYMENOPTERA: FORMICIDAE), NO TRÓPICO ÚMIDO.

Este trabalho foi realizado em plantios de eucalipto urograndis (Eucalyptus urophylla χ Eucalyptus grandis)da Jari Celulose S.A., no município de Almeirim, Pará, no período de agosto/94 a janeiro/95. Foi testada a eficiência de uma isca granulada com sulfluramida e de três outras com clorpirifós, em três dosagens cada por metro quadrado de formigueiro, no controle de Atta sexdens sexdens(Hymenoptera: Formicidae). Os resultados foram comparados com os de uma isca à base de dodecacloro (0,45%) a 10 gramas por metro quadrado de formigueiro. A isca granulada com sulfluramida a 6, 8 e 10 gramas por metro quadrado de formigueiro apresentou 77,78%, 100,00% e 88,90% de controle, respectivamente, assemelhando-se à isca a base de dodecacloro que apresentou 100,00% de formigueiros mortos. As outras iscas, em qualquer dosagem, apresentaram eficiência abaixo de 45,00%.

Desenvolvimento inicial e estado nutricional de clones de eucalipto no nordeste do Pará

O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desenvolvimento inicial, nutrição e fertilidade do solo em plantio de clones de eucalipto no nordeste do Pará. Os tratamentos constaram de cinco clones (Eucalyptus grandis x E. urophylla - 03 e 09, E. urophylla x E. camaldulensis - 32, E. grandis x E. pellita - 07 e E. camaldulensis - 11), dispostos em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. Cinco meses após plantio foram avaliadas a altura e sobrevivência das plantas. Aos 18 meses, além dessas variáveis, foram avaliados o diâmetro à altura do peito (DAP), a fertilidade do solo (profundidades 0-10 e 10-20 cm) e os nutrientes foliares. A altura e o DAP das árvores não variaram entre clones nas épocas de avaliação. Houve diferença na porcentagem de sobrevivência apenas aos 18 meses, sendo do clone 07 a menor média apresentada. Na camada de 0-10 cm foram observados os menores valores de K trocável no solo sob os clones 09 e 07, nas parcelas deste último foram observado também a menor CTC. Na camada de 10-20 cm, o menor valor de N no solo esteve sob o clone 32, enquanto que o K e Ca trocáveis foram encontrados em maiores quantidades sob o clone 03. De maneira geral, foram observadas as maiores concentrações de todos os nutrientes, com exceção do N, nas folhas dos clones 11 e 32. Desta forma, os clones apresentaram respostas nutricionais diferentes na área de estudo, assim como o solo sob cada material genético apresentou valores variados de fertilidade. Essas variações, entretanto, pouco foram observadas no desenvolvimento inicial das árvores.

Estudi de la regulació del procés de formació de la fusta per a l’obtenció de biomassa i biocombustibles: el paper clau de dos factors de transcripció MYB amb funcions antagòniques

Estudi realitzat a partir d’una estada al Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales - Université Toulouse III, entre 2010 i 2012. Durant l’estada s’han pogut complir els principals objectius del projecte de recerca sobre la regulació de la formació de les parets secundàries en un arbre d’importància econòmica, l’eucaliptus. S’ha caracteritzat dos factors de transcripció, EgMYB1 i 2, comparant el seu patró d’expressió espaciotemporal a nivell cel•lular i estudiant l’efecte fenotípic de la pèrdua de funció d’aquests gens. A més, s’ha construït una llibreria de xilema d’eucaliptus adaptada a la tècnica dels dos híbrids i s’ha descobert alguns del partners proteics d’EgMYB1 i 2, els quals estic actualment validant per mètodes alternatius. Augmentant els objectius inicials de la sol•licitud, he aprofitat la recent publicació del genoma de l’Eucalyptus grandis per identificar i caracteritzar el patró d’expressió de vàries famílies gèniques.

Caracterização mineralógica, potencial de reserva e sustentabilidade agrícola de alguns sítios florestais de eucalipto da região do Vale do Rio Doce (MG)

Foram estudados alguns solos da região do Vale do Rio Doce (MG) em 1991, nos municípios de Ipatinga, Nova Era e Guanhães, provenientes de áreas de reflorestamento de Eucalyptus grandis. Selecionaram-se oito sítios florestais com solos de diferentes classes taxonômicas, e uma detalhada caracterização mineralógica e avaliação do potencial de reserva de nutrientes foram desenvolvidas. Os solos estudados foram mineralogicamente classificados como: caulinítico não-sesquioxídicos (2 e 5); caulinítico-sesquioxídico (1); gibbsítico-sesquioxídicos (4, 6 e 7); hematítico (3) e gibbsítico (8). Os principais argilominerais e óxidos de ferro e alumínio presentes nesses solos são caulinita, gibbsita, hematita, goethita e maghemita. A reserva mineral de médio a longo prazo para potássio é praticamente inexistente, estando presente, embora com baixa magnitude, nos solos 2 e 5, na forma de micas e feldspatos. As relações Ca-trocável/Ca-total e Mg-trocável/Mg-total exprimem baixa capacidade de reposição desses nutrientes nos solos estudados. Sugere-se a adição de nutrientes de acordo com os níveis críticos exigidos na implantação e manutenção do ciclo do eucalipto, em virtude da ausência de sustentabilidade desses sítios florestais em termos de reserva de nutrientes a curto, médio e longo prazos.

Variação sazonal da colonização de raízes de clones de híbridos de eucalipto por fungos micorrízicos no estado do Espírito Santo

A colonização de raízes de clones de três híbridos de Eucalyptus grandis x E. urophylla por fungos micorrízicos foi estudada no campo em diferentes condições de solo. A colonização por fungos ectomicorrízicos e micorrízicos arbusculares foi avaliada em três locais do Espírito Santo, em quatro épocas de amostragem (julho e outubro de 1992 e janeiro e abril de 1993). A unidade experimental foi constituída por três árvores com cinco anos de idade. A colonização micorrízica mostrou-se dependente da área, da época de amostragem e dos clones. A ocorrência de ectomicorrizas foi maior no verão, quando se registraram as maiores temperaturas. A intensidade de colonização por fungos micorrízicos arbusculares foi semelhante entre as áreas e não apresentou variação consistente em função da época. O número de esporos de fungos micorrízicos arbusculares por grama de solo variou de acordo com a área e época de amostragem.

Valores de referência para macronutrientes em eucalipto obtidos pelos métodos DRIS e chance matemática

Informações de 1.213 árvores de plantios comerciais foram obtidas, entre os anos de 1988 a 1994, de híbridos de Eucalyptus grandis x E. urophylla, da Aracruz Celulose S.A., cultivados no estado do Espírito Santo, Brasil. Os resultados da produtividade e concentração dos macronutrientes em quatro órgãos das árvores foram utilizados na obtenção dos valores de referência para a concentração dos nutrientes, pelos métodos da Chance Matemática e do DRIS. Empregou-se, no cálculo dos índices DRIS, a fórmula de Jones (1981), a divisão da população-base em estratos de idade e a seleção das relações entre os nutrientes pelo teste F. O nível crítico dos nutrientes foi atingido pelo DRIS por meio de dois critérios: pela concentração média dos nutrientes nos talhões nutricionalmente balanceados e produtivos (NCO) e pelo critério gráfico (NCG). O primeiro critério mostrou-se mais promissor, inclusive em relação ao método da Chance Matemática, o qual foi adequado principalmente para a determinação de faixa ótima que poderia ser adotada como referência para o limite inferior e o superior de árvores com níveis adequados dos nutrientes.

O método da chance matemática na interpretação de dados de levantamento nutricional de eucalipto

A manipulação de grande volume de dados de levantamentos nutricionais de talhões florestais incentivou o desenvolvimento de um processo matemático, baseado no cálculo de probabilidades, para a interpretação desses dados por meio de faixas de suficiência, ao qual se denominou método da Chance Matemática. Este método não só identifica, para cada fator tomado isoladamente, as faixas infra-ótima, ótima e supra-ótima, o nível ótimo e o nível crítico, mas também fornece a classificação dos talhões, segundo sua distribuição em cada uma das faixas de suficiência. O objetivo deste trabalho foi apresentar o referido método, tomando, como exemplo, dados de levantamento nutricional de árvores de eucalipto, realizado entre os anos de 1988 a 1994, em plantios comerciais da Aracruz Celulose, no estado do Espírito Santo, Brasil.

Relações hídricas em povoamento de eucalipto com diferentes densidades populacionais

Em experimento realizado na região de Santa Bárbara (MG), no período de agosto de 1994 a fevereiro de 1995, avaliaram-se a precipitação pluviométrica interna, a evapotranspiração da cultura (ETc) e o regime hídrico do solo sob povoamento de Eucalyptus grandis (dos 32 aos 38 meses de idade) com densidades populacionais variando de 500 a 5.000 plantas ha-1. A umidade volumétrica do solo, em uma seção de controle de 0 a 285 cm de profundidade, foi determinada quinzenalmente, por meio de moderação de nêutrons. A interceptação de água pelas copas aumentou linearmente com o aumento da população de plantas, enquanto a ETc não foi significativamente influenciada. A umidade do solo tendeu a aumentar com a redução da população de plantas. A umidade do solo em todas as épocas monitoradas nunca apresentou valores inferiores àquele correspondente à água retida à tensão de 1,5 MPa.

Dessorção de fósforo por silício em solos cultivados com eucalipto

Com o objetivo de avaliar a dessorção de fósforo por silício nas camadas superficiais de um Latossolo Vermelho-Escuro sob cerrado e de um Cambissolo sob campo cerrado, da zona fisiográfica Campos das Vertentes (MG), foram realizados experimentos em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras (MG), no período de agosto de 1997 a maio de 1998. Cada solo foi submetido a três incubações seqüenciais: (a) CaCO3 + MgCO3, para manter o pH em torno de 6,0; (b) fertilização básica, incluindo o fósforo em dose única, calculada para manter 0,2 mg L-1 de P em solução; (c) seis doses de silício (CaSiO3), definidas com base na dose de fósforo. Plantas de eucalyptus grandis foram cultivadas por 120 dias em vasos com capacidade para 3 dm³ de solo. A produção de matéria seca e o teor de P na matéria seca foram avaliados aos 60, 90 e 120 dias do transplantio das mudas para os vasos. Ajustaram-se superfícies de resposta dessas variáveis às doses de Si e às épocas. O P dessorvido contribuiu com 15,25% do conteúdo do nutriente na matéria seca das plantas cultivadas no Cambissolo (maior teor de caulinita).

Uso de micorrizas e rizóbio em cultivo consorciado de eucalipto e sesbânia: II - Absorção e eficiência de utilização de fósforo e frações fosfatadas

Realizou-se um experimento em casa de vegetação com o objetivo de avaliar os efeitos de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e rizóbio na absorção e eficiência de utilização de P e nas frações fosfatadas em mudas de Eucalyptus grandis, cultivadas em consorciação com Sesbania virgata. Os tratamentos foram: inoculação ou não com FMAs em ambas as espécies de plantas e inoculação ou não com rizóbio na S. virgata, com quatro repetições. Ambas as plantas foram cultivadas em vasos de 6 L de capacidade, durante 100 dias, quando foram colhidas. A inoculação com FMAs ou FMAs + rizóbio aumentou o conteúdo de P no eucalipto, enquanto a inoculação com rizóbio, FMAs ou FMAs + rizóbio aumentou a eficiência de utilização de P. Nas frações de P, avaliadas nas folhas de eucalipto, observou-se aumento do fósforo total solúvel em ácido (PST) nos tratamentos com inoculação de rizóbio ou FMAs + rizobio. Nos tratamentos com inoculação com rizóbio, FMAs, FMAs+rizóbio ou sem inoculação, observou-se que 81, 32, 91 e 68%, respectivamente, do PST foram encontrados como fósforo orgânico (Po). Em uma avaliação conjunta das frações fosfatadas e do conteúdo de P na parte aérea do eucalipto, o que aparentemente influenciou o aumento do PST e do Po não foi o conteúdo interno de P na planta, mas, sim, a inoculação do rizóbio na sesbânia.