Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.

O gênero Megacyllene s. str. Casey (Coleoptera, Cerambycidae) na Mata Atlântica: descrição de duas espécies inéditas, chave para identificação e novas ocorrências

O gênero Megacyllene (s. str.) Casey (Coleoptera, Cerambycidae) na Mata Atlântica: descrição de duas espécies inéditas, chave para identificação e novas ocorrências. Na Mata Atlântica ocorrem vinte e cinco espécies de Megacyllene (s. str.) Casey, 1912. Espécies novas descritas: M. globosa sp. nov. de Arapongas, Paraná, Brasil e M. guarani sp. nov. do San Estanislao, San Pedro, Paraguai. Megacyllene (Megacyllene) insignita (Perroud, 1855) é revalidada. Chave para espécies da Mata Atlântica e novos registros de ocorrência para 12 espécies são fornecidos.

Avaliação das Praticas Agriculas Nas Culturas de Regadio Ilha de Santiago -Cabo Verde

As mudanças climáticas, a pressão sobre a biodiversidade, a degradação dos solos, a segurança alimentar a recessão climática (falta de água) são um conjunto de fatores que afetam os ecossistemas. Para mitigar os efeitos inerentes, as Boas Práticas Agrícolas (BPA) são ferramentas de peso que poderão ser usadas de um lado para evitar a agressão do ambiente e do outro contribuir para o aumento da produção e para a melhoria da qualidade dos produtos. Para uma região como Cabo Verde, onde as condições climáticas são difíceis, as terras aráveis limitadas e a produção agrícola instável. Tudo isso, associado a uma topografia muito acidentada, faz com que as BPA têm uma importância particular para Cabo Verde. No âmbito deste estudo, cuja área de intervenção é a ilha de Santiago, por ser uma das ilhas mais produtiva em termos agrícola, mais povoada, onde as pressões antrópicas são maiores. Este estudo debruça especificamente sobre as culturas de regadio com o objetivo de avaliar o nível de conhecimento dos agricultores sobre as Boas Práticas Agrícolas. No quadro deste estudo foram selecionados vinte e sete agricultores, originários de oito concelhos. Os resultados obtidos, mostram que 52 % das práticas agrícolas, analisadas, estão sendo praticadas de forma inadequada pela maioria dos agricultores entrevistados, no âmbito deste estudo.

Disponibilidade de fósforo estimada por três métodos químicos e pela atividade de duas enzimas em solos que receberam incorporação de materiais orgânicos

A disponibilidade de fósforo em amostras dos solos Aquatibia (solo aluvial) e Hoda (podzólico vermelho-amarelo eutrófico), incubados com quantidades crescentes de materiais orgânicos (palha de cevada, parte aérea de feijão-caupi, esterco de curral e lodo de esgoto), foi estimada por três métodos químicos e pela atividade das enzimas fosfatase ácida e fosfodiesterase, no Departamento de Ciências do Solo e Ambientais da Universidade da Califórnia/Riverside, de janeiro a novembro de 1985. Em estudo em casa de vegetação, a produção de matéria seca e a quantidade de P absorvida pela parte aérea de plantas de milho cultivadas nos solos que receberam os mesmos materiais orgânicos foram determinadas. A disponibilidade de P medida pela extração com água correlacionou-se, significativamente, apenas quando o esterco de curral e o lodo de esgoto foram adicionados aos solos Aquatibia e Hoda, respectivamente. A resina de troca aniônica e o Mehlich 1 foram os métodos mais indicados para determinar a disponibilidade de P para o milho quando os solos receberam quantidades crescentes dos materiais orgânicos. As altas quantidades de P extraídas pela resina de troca aniônica do solo com alta capacidade de adsorção de P indicaram que esse método foi o que melhor considerou os fatores intensidade e capacidade do solo. A atividade da enzima fosfodiesterase do solo revelou ser um bom índice para a determinação do P disponível para o milho, quando os solos receberam a adição do feijão-caupi e do esterco de curral.

Nutrientes no solo de duas florestas da planície litorânea da Ilha do Mel, Paranaguá, PR

Estudou-se a ciclagem de nutrientes de duas formações florestais ("floresta baixa", com dossel atingindo 15 m de altura, e "floresta alta", 25 m de altura), características dos cordões arenosos da planície litorânea da Ilha do Mel, Paranaguá, Paraná, de 14 de junho de 1991 a 12 de junho de 1993. Nesta primeira parte, foram analisadas as características químicas e físicas dos solos, relacionando-as com o meio físico e com o material de origem. Os solos foram classificados como podzóis, distróficos e álicos, fortemente ácidos, de textura arenosa, estando a profundidade do horizonte B iluvial relacionada com a faixa de oscilação do lençol freático. Nas duas áreas, os solos apresentam fertilidade semelhante, caracterizando-se pela baixa CTC, alto potencial de lixiviação, fazendo com que a matéria orgânica seja a principal responsável pela retenção de íons no solo. Ocorrem, também, dois compartimentos distintos de nutrientes, um no horizonte A1 e outro no B iluvial. Embora a fertilidade dos solos seja considerada bastante baixa, a vegetação apresenta-se bem desenvolvida. As diferenças no desenvolvimento entre as duas florestas estudadas podem estar relacionadas com a disponibilidade de água e de nutrientes do horizonte B. Na floresta alta, tanto o lençol freático como o horizonte B estão mais próximos da superfície, possibilitando que essa formação esteja menos sujeita ao estresse hídrico, além de poder aproveitar, mais facilmente, os nutrientes acumulados no horizonte B.

Novo método para calcular o diâmetro médio de agregados de solos

Ao calcular o diâmetro médio ponderado (DMP) ou o diâmetro médio geométrico (DMG) de uma amostra de solo, ponderam-se o diâmetro médio aritmético (no caso do DMP) ou o logarítmico (no caso do DMG) de cada classe pela massa de agregados nela retida. A média aritmética de cada classe, multiplicada pela massa de agregados retidos na respectiva classe, apenas é correta, quando ocorrer uma distribuição simétrica de massa de agregados dentro de cada classe, o que é muito pouco provável. O objetivo deste trabalho, desenvolvido no final de 1996 no Departamento de Solos da UFRGS, Porto Alegre, é propor um novo método para o cálculo do diâmetro médio dos agregados, presumindo ser a distribuição dentro de cada classe semelhante à distribuição dos agregados de toda a amostra. Essa proposta pressupõe ser o diâmetro médio da classe mais bem estimado por aquele diâmetro que divide os agregados contidos nela em duas partes de massa igual. Para isso foi apresentado um procedimento de cálculo, e o diâmetro médio assim encontrado foi denominado "diâmetro médio ajustado" (DMA). Para testar o método, utilizaram-se dados existentes de vários solos, condições de manejo do solo e rotações de culturas. Considerando os resultados, justifica-se a utilização do parâmetro DMA no lugar do DMP ou DMG, por representar mais corretamente o diâmetro médio dos agregados de uma amostra de solo.

Método para a estimativa da cobertura do solo e da altura do dossel de algumas culturas de verão

O uso de modelos de erosão requer dados sobre a cobertura do solo pelo dossel das culturas e sua altura. Equações que descrevem as relações entre a biomassa aérea e a fração do solo coberta pelo dossel e a altura mediana das culturas do algodão, batata, feijão, milho e soja foram desenvolvidas a partir de dados, coletados em áreas comerciais de diversos municípios do Estado do Paraná, durante a safra 94/95. Quinzenalmente, foram coletadas a fração coberta pelo dossel, sua altura e a biomassa aérea. O rendimento das culturas foi determinado por amostragem manual. As relações utilizadas, que usam variáveis proporcionais, resultaram em coeficientes de determinação (R²) de 0,87, ou maiores, e demandam dados simples e, geralmente, disponíveis. A biomassa aérea durante a safra foi estimada com precisão similar, tanto por unidades de calor acumuladas quanto por dias após plantio. A forma da relação entre biomassa aérea e cobertura dependeu da cultura, sendo a forma exponencial mais adequada à cultura do feijão e a forma logística às do milho e soja. Ambas as formas foram apropriadas para as culturas do algodão e da batata. A altura do dossel foi estimada a partir da biomassa aérea também com boa precisão (R² ≥ 0,87).

Aplicação de duas isotermas de adsorção de boro em solos de baixada do estado do Rio de Janeiro

Com o objetivo de estudar a aplicabilidade das equações de adsorção de Langmuir e de Freundlich para boro em solos de baixada do Estado do Rio de Janeiro (Glei Pouco Húmico e Cambissolo distrófico), desenvolveram-se ensaios de laboratório, em 1997, em quatro amostras de solo, sendo duas de superfície e duas subsuperficiais. Para isso, as amostras foram equilibradas em soluções de CaCl2 0,01 mol L-1, contendo as seguintes concentrações de boro: 0,0, 1,0, 2,0, 4,0 e 8,0 mg L-1. De posse dos dados, foram construídas isotermas de adsorção e verificados os ajustes das curvas obtidas, em relação aos dados experimentais. Observou-se que as isotermas mediante as equações de Langmuir e de Freundlich se adequaram bem para a adsorção de boro nos solos estudados.

Nitrogênio da biomassa microbiana, em solo sob diferentes sistemas de manejo, estimado por métodos de fumigação

Este trabalho teve como objetivo avaliar o nitrogênio da biomassa microbiana, por meio dos métodos de fumigação-incubação (FI) e fumigação-extração (FE), em sistemas de manejo do solo e de culturas. O nitrogênio da biomassa microbiana foi analisado em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul, RS, conduzido por 12 anos sob os preparos de solo convencional, reduzido e plantio direto, com dois sistemas de sucessões de culturas: aveia-preta/milho e aveia-preta + vica/milho + caupi. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-5 e 5-15 cm, em quatro épocas, durante doze meses. O método de FE foi utilizado apenas após o preparo de solo para as culturas de verão, nas duas últimas avaliações. Os maiores valores de N microbiano ocorreram no plantio direto e no sistema aveia-preta + vica/milho + caupi, na camada de 0-5 cm. Ambos os métodos correlacionaram-se, o FI, porém, apresentou os menores coeficientes de variação nas duas avaliações, demonstrando ser aplicável em avaliações de sistemas de manejo de solo.

Avaliação da atividade "in vivo" da fosfatase ácida e do crescimento de progênies de pupunheira cultivadas em duas doses de nitrogênio e fósforo

O presente trabalho, realizado em janeiro de 1995, visou avaliar a atividade da enzima fosfatase ácida em folhas de quatro progênies de pupunheira (Bactris gasipaes Kunth), cultivadas em duas doses de nitrogênio e duas de fósforo. Para tanto, utilizou-se a porção média da segunda folha mais jovem de perfilhos de palmeiras com quatro anos de idade. As plantas analisadas representam parcelas submetidas a duas doses de nitrogênio (N1 = 0, N2 = 400 kg ha-1 ano-1 de N) e duas doses de fósforo (P1 = 0, P2 = 200 kg ha-1 ano-1 de P2O5). A dose de potássio foi 200 kg ha-1 ano-1 de K2O. Análises dos elementos no solo e nas folhas foram efetuadas e correlações foram estimadas entre as características avaliadas e o crescimento e a produção de palmito dos quatro tratamentos. Foram observados valores médios de atividade da fosfatase ácida de 8,35; 4,58; 10,84, e 11,05 µmol h-1 g-1, para os tratamentos N2P2, N2P1, N1P2 e N1P1, respectivamente. Houve diferenças significativas de atividade entre doses de nitrogênio (10,95 e 6,47 µmol h-1 g-1, para N1 e N2, respectivamente) e entre progênies (variando de 6,18 (G3) a 10,10 (G1) µmol h-1 g-1), indicando que esses dois fatores devem ser levados em conta em estudos dessa natureza. A atividade da fosfatase ácida apresentou correlação negativa com as características que avaliam o crescimento (biomassa aérea e radicular) e a produção de palmito (peso e diâmetro) das plantas estudadas, não se correlacionando com os teores de fósforo no solo ou no tecido foliar.

Biomassa microbiana e sua atividade em solos sob diferentes sistemas de preparo e sucessão de culturas

Foi avaliada a biomassa microbiana e sua atividade, em solo submetido às sucessões de culturas trigo/soja e trigo/milho, preparado pelo sistema convencional e em plantio direto. A avaliação foi realizada em um experimento realizado em um Latossolo Roxo desde 1976 na Estação Experimental do Instituto Agronômico do Paraná-IAPAR, em Londrina (PR). Foram coletadas amostras na profundidade de 0-15 cm, dez dias após o plantio e sete dias antes da colheita da cultura de verão e de inverno dos anos de 1992, 1993 e 1994. Avaliaram-se a respiracão basal do solo e o carbono da biomassa microbiana pelo método de fumigação-incubação; o nitrogênio da biomassa microbiana, pelo método da fumigação-extração, o quociente metabólico e a relação Cmic/Corg dos solos. Houve poucas diferenças significativas nos parâmetros avaliados, em função das diferentes sucessões de culturas. As parcelas sob plantio direto apresentaram incrementos de 118 e 101% no carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, respectivamente, de 73% na respiração basal e de 96% na relação Cmic/Corg, enquanto houve um decréscimo de 28% no quociente metabólico (qCO2). Os dados obtidos evidenciam que a prática do plantio direto proporciona maior biomassa microbiana e menor perda relativa de C via respiração, podendo determinar, assim, maior acúmulo de C no solo a longo prazo. Conseqüentemente, os parâmetros microbiológicos mostraram-se bons indicadores de alterações do solo em função do manejo.

Calagem para uma rotação de culturas no sistema plantio direto

Agricultores que adotaram o sistema plantio direto (SPD) pretendem não mais arar o solo para incorporar calcário com o objetivo de corrigir a acidez do solo, dai a busca de novos métodos para a correção dessa acidez. Dois experimentos foram realizados, no período 1993-1996, para avaliar a resposta de soja, trigo, milho, aveia e cevada a calcário aplicado na superfície de solos com 380 g kg-1 de argila (LEd-Passo Fundo) e com 580 g kg-1 de argila (LRd-Sarandi), manejados no sistema plantio direto. Os experimentos foram desenvolvidos no delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. Os tratamentos foram escolhidos conforme a necessidade de calagem dos solos, determinada pelo método SMP, para pH 6,0, em amostras de solo coletadas na profundidade de 0-20 cm a saber: testemunha, calcário incorporado e cinco níveis de calcário aplicados na superfície dos solos (1, 1/2, 1/4, 1/8 e 1/16 SMP). Apenas a soja, em 1994, e a soja e cevada, em 1996, mostraram respostas à aplicação do calcário. Na dose recomendada de calcário (1 SMP), não houve diferenças significativas entre calcário incorporado e não incorporado. Considerando as relações custo/benefício, as doses que proporcionaram maior retorno financeiro foram de 1/16 SMP, para o solo LEd, e de 1/8 SMP, para o solo LRd, quando se desconsiderou a cevada. Quando esta foi incluída na análise econômica, as doses que deram maior retorno financeiro foram de 1/4 e 1/2 SMP, para os solos LEd e LRd, respectivamente. Amostras de solo coletadas aproximadamente três anos após a aplicação do calcário revelaram que a adição de calcário na superfície dos solos corrigiu a acidez e aumentou significativamente o pH somente na camada de 0-5 cm. Conclui-se que não há inconveniência no uso de calcário na superfície de solos com acidez já corrigida pelo método convencional há alguns anos e que apresentem bom nível de nutrientes.

Plantas de cobertura de solo antecedendo o milho e seu efeito sobre o carbono orgânico do solo, sob plantio direto

Em condições naturais, o solo encontra-se num estado estável no ambiente, mas o manejo inadequado causa degradação, principalmente da fração orgânica, comprometendo a sustentabilidade de sistemas agrícolas. Este estudo baseou-se num experimento que vem sendo realizado há seis anos em um Podzólico Vermelho-Amarelo (Hapludalf), localizado em área experimental do Departamento de Solos/UFSM, e teve como objetivo avaliar o efeito de sucessões de cultura sobre a dinâmica do carbono. Utilizaram-se as sucessões de cultura ervilhaca comum (vicia sativa)/milho, tremoço azul (Lupinus angustifolius)/milho, ervilha forrageira (Pisum arvense)/milho, aveia preta (Avena strigosa )/milho e pousio invernal/milho, associadas a duas doses de N aplicado no milho (0 e 80 kg ha-1). O solo foi manejado em plantio direto e foram feitas avaliações dos teores de C das plantas de cobertura e dos resíduos vegetais superficiais e do solo, em três profundidades. Os resultados evidenciaram que os sistemas de culturas, sob plantio direto há seis anos, promoveram acúmulos significativos de carbono orgânico apenas na camada mais superficial do solo (0-2,5 cm). A sucessão tremoço azul/milho destacou-se pela capacidade de promover acúmulo de carbono orgânico no solo. A quantidade de carbono orgânico acumulado no solo depende fundamentalmente da quantidade de massa seca produzida pelos sistemas de culturas.

Dinâmica da agregação induzida pelo uso de plantas de inverno para cobertura do solo

O impacto de plantas de inverno sobre a estabilidade estrutural do solo, antecedendo a cultura do milho sob plantio direto, foi avaliado em Podzólico Vermelho-Amarelo. O experimento foi realizado no campus da Universidade Federal de Santa Maria, de maio de 1991 a maio de 1992. Os tratamentos utilizados constaram de: chícharo (Lathyrus sativus L.), tremoço azul (Lupinus angustifolius L.), ervilhaca (Vicia sativa L.), aveia preta (Avena strigosa Schieb) e pousio invernal. Em cada parcela, foram coletadas mensalmente, desde a implantação das plantas de inverno até a colheita do milho, totalizando treze coletas, amostras de solo parcialmente deformadas e indeformadas para as determinações. Foram usadas duas subamostras na profundidade de 0-5 cm, com pá de corte, compondo uma amostra para análise de agregados e carbono orgânico e cinco subamostras, na mesma profundidade, com uso de cilindro volumétrico, compondo amostra para análise da atividade microbiana e umidade do solo. As plantas de cobertura induziram variação temporal da estabilidade dos agregados no período de estudo. A aveia preta atingiu maiores valores de estabilidade estrutural durante o ciclo das culturas de inverno, enquanto o tremoço azul maiores valores durante o ciclo do milho. Isso pode ser atribuído ao sistema radicular da gramínea e à taxa de decomposição da leguminosa, criando ambiente favorável à agregação, pela ação de raízes, cobertura do solo, fornecimento de material orgânico e conservação da umidade favoráveis à ação de microrganismos. Tais fatores, provavelmente, favoreceram a formação e conservação dos agregados do solo.

Culturas de cobertura, acúmulo de nitrogênio total no solo e produtividade de milho

A associação de preparos conservacionistas com culturas de cobertura é importante estratégia de melhoria da qualidade do solo. Quando leguminosas são utilizadas, verifica-se incremento na disponibilidade de nitrogênio (N) para a primeira cultura em sucessão (efeito imediato). Todavia, o uso de leguminosas por vários anos pode se refletir no incremento da capacidade do solo em suprir N (efeito residual). Com o objetivo de distinguir o efeito residual do efeito imediato do uso de culturas de cobertura foi realizada esta pesquisa. Utilizou-se um experimento de longa duração (1985 a 1995) instalado na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, RS. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com parcelas subsubdivididas e três repetições. As parcelas principais incluíram três sistemas de preparo: convencional, reduzido e direto; as subparcelas abrangeram três sistemas de cultura: aveia/milho (A/M), aveia + ervilhaca/milho (A + E/M) e aveia + ervilhaca/milho+caupi (A + E/M + C) e as subsubparcelas doses de N. O solo da área experimental é um Podzólico Vermelho-Escuro. No ano desta pesquisa (1995), os sistemas de cultura utilizados foram aveia/milho, ervilhaca/milho e aveia + ervilhaca/milho. Visando avaliar o efeito residual do uso de culturas de cobertura, um segmento da parcela foi mantido descoberto durante o inverno que antecedeu o cultivo do milho. A associação de preparos conservacionistas (reduzido e direto) com o uso de leguminosas aumentou o estoque de N total na camada superficial do solo. O efeito residual das leguminosas no sistema A + E/M + C promoveu incrementos de 26 e 19% na quantidade de N absorvido e rendimento de grãos, respectivamente, em relação ao histórico de uso de A/M. Contudo, a presença de resíduos de ervilhaca ainda foi a principal responsável pelo fornecimento de N ao milho (efeito imediato).