Shape and size of jatropha beans (Jatropha curcas L.) during drying at different temperatures

This study was carried out to study the physical properties of the jatropha beans over the drying under six air conditions, based on measurements of roundness, sphericity, volume, superficial area, projected area and surface/volume ratio. Jatropha beans with moisture content around 0.61 (decimal d.b.) were subjected to thin-layer drying in oven with forced-air circulation under six temperature conditions (36, 45, 60, 75, 90 and 105 °C) and relative humidity of 31.7; 19.6; 9.4; 4.8; 2.6 and 1.5% respectively, until reaching the moisture content of 0.11 ± 0.006 (decimal d. b.). The results showed that the necessary time for jatropha beans to reach the moisture content of 0.11 ± 0.006 (decimal d.b.) were 1.5; 2.25; 3.0; 4.75; 6.75 and 12.0 h for the drying temperatures of 105, 90, 75, 60, 45 and 36 °C, respectively; and the reduction in the moisture content as well as the drying conditions promoted changes in the shape and reduced the size of the jatropha beans.

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

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.

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.

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.

Physiological maturity of seeds and colorimetry of fruits of Jatropha curcas L.

The objective was to relate the coloration of fruits of Jatropha curcas L during the maturation process with morphometric (fruits and seeds) and germinative characteristics (seeds). Fruits were collected at various maturation stages from mast trees located in Eldorado/MS, and six maturation stages were visually classified based on fruit's epicarp color. Epicarp digital colorimetry was used to characterize maturation stages in addition to morphometric variables of length and width of fruits and seeds, as well their water content. For determining the physiological potential it was used germination test, emergence velocity index and first count of germination. Results indicated that seeds of J. curcas should be harvested when fruit epicarp shows a reading equal or smaller than 82, 70 or 65 nm of red, green or blue scales from a digital color analyzer. Seeds of fruits with that colorimetry can be harvested in virtue of the maxim acumululation of dry mass, water content below 38,5% and higher physiological potential.

Floral biology and characterization of seed germination in physic nut (Jatropha curcas L.)

The objective of this study was to characterize morphologically the seed germination and floral biology of Jatropha curcas grown in Viçosa, Minas Gerais state. The floral biology study was made on fresh inflorescences of 20 plants. For the post-seminal development study, the seeds were submitted to laboratory and greenhouse germination test. J. curcas has flowers of both sexes within the same inflorescence, with each inflorescence having an average of 131 flowers, being 120 male and 10.5 female flowers. Low numbers of hermaphrodite flowers were also found, ranging from 0 to 6 flowers per inflorescence. The germination of J. curcas begins on the third day with radicle protrusion in the hilum region. The primary root is cylindrical, thick, glabrous and branches rapidly, with about 4-5 branches three days after protrusion, when the emergence of the secondary roots begins. Seed coat removal occurs around the 8th day, when the endosperm is almost totally degraded and offers no resistance to the cotyledons that expand between the 10th and 12th day. A normal seedling has a long greenish hypocotyl, two cotyledons, a robust primary root and several lateral roots. On the 12th day after sowing, the normal seedling is characterized as phanerocotylar and germination is epigeal.

Determinación de la factibilidad técnica y económica del cultivo de Jatropha curcas L. en área de la zona citrícola de Nuevo León, México.

Tesis (Maestría en Ciencias Forestales) UANL, 2011.

Caracterización y modelo de predicción de contenido de aceite de semillas de Jatropha curcas L. en el Estado de Chiapas.

Tesis (Maestría en Ciencias Forestales) UANL, 2014.

Studies on the induction of variation through in vitro culture in Jatropha curcas L

Given the economic importance of Jatropha curcas, and its limited availability in the wild, it would be desirable to establish plantations ofthe tree so as to obtain assured supply of raw material for extraction of phytochemicals, and seeds for production of biodiesel. However both seed propagation as well as propagation by cuttings is unsatisfactory in this tree species. Seeds have poor viability and are genetically heterozygous leading to genetic variability in terms of growth, biomass, seed yield, and oil content. Stern cuttings have poor roots and the trees are easily uprooted. Tissue culture techniques could possibly be gainfully employed in the propagation of elite plants ofJaIropha. When plant tissue is passaged through in vitro culture, there is possibility of induction of variations. An estimation of somaclonal variability is useful in a determination of culture protocols. Molecular markers could be employed to estimate the amount of variations induced in callus and regenerants by different honnonal combinations used in culture. In this context the present study aims to develop an in vitro propagation protocol for the production of plantlets and to evaluate the variation induced in callus and regenerants in comparison with mother plant by the use of molecular markers and by studying phytochemicals and bio active compounds present in callus and regenerated plants

Evaluation of Somaclonal Variation in Callus Cultures of Jatropha curcas Maintained on Different Hormonal Combinations Using RAPD Markers

Random genetic changes generated during in vitro culture are not desirable for plant micropropagation and genetic transformation. RAPD markers were used to detect the variation in leaf disc callus cultures of Jatropha curcas, maintained in Murashige and Skoog (MS) medium with different auxin and cytokinin combinations. In total 41 scorable bands were produced with 11 primers. Out of 41 bands, 37 were polymorphic (91.12%). The average number of polymorphic bands was 3.36 per primer. The highest similarity (0.82) with mother plant was seen in callus maintained on MS with hormonal combination Indole butyric acid - 0.4mg/l+ N6-benzyladenine purine - 4.0 mg/l. The callus grown on MS with hormonal combinations IBA- 0.4mg/l+ BAP- 2.0mg/l, IBA- 0.4mg/l+ BAP- 2.5mg/l and IBA- 0.6 mg/l+ BAP- 2.0 mg/l also showed similarity with the mother plant. Callus maintained on MS with hormonal combination IBA- 0.2mg/l+ BAP- 2.0 mg/l was found to show least similarity (0.53) with mother plant