Optimization of density and durability of pellets using the response surface methodology in ultrasonic vibration-assisted pelleting of corn stover

Top-quality pellets can significantly increase density and durability of agricultural residues, reducing logistic costs. However, these pellets depend on numerous parameters, including feedstock properties and production conditions. To ensure high-quality pellets, a single-factor experiment and the response surface methodology were used to investigate the effects of particle size, moisture content, molding pressure, pelleting time, ultrasonic power, and interaction effects between variables on density and durability of pellets for ultrasonic vibration-assisted pelleting of corn stover. The response surface models between variables and response were established. The results showed that all variables affect the density and durability of pellets. An optimal condition for density and durability was obtained, and a further experiment was conducted to validate the values. The results suggested that desirability (0.999) under optimal conditions confirmed the validation of models. The optimal combination of process parameters included particle size of 1.5 mm, moisture content of 10 %, molding pressure of 379 kPa, pelleting time of 80 s, ultrasonic power of 250 W, with values of 1,381.14 kg m-3 and 97.58 % for density and durability of pellets, respectively.

Expandable polyethylene bag can improve fruit quality of pineapple cv. 'MD-2' / Saco de polietileno expansível pode melhorar a qualidade do abacaxi cv. 'MD-2'

ABSTRACT: Paper and plastic bags have been mainly used in fruit bagging of pineapple production. However, they are often discarded as agricultural wastes after harvest of pineapple fruit and threaten environment. In this study, effects of white non-woven fabric bag, expandable polyethylene bag, black plastic bag and kraft paper bag on fruit quality of pineapple cv. 'MD-2' were investigated. Results showed that fruits with fruit bagging showed no sunburn. When expandable polyethylene bag was used, fruits of pineapple cv. 'MD-2' showed better external qualities, nutrition qualities and texture properties. Expandable polyethylene bag made of degradable and recyclable materials could be recommended as a promising practice to reduce agricultural waste in pineapple production.

RESUMO: Sacos de papel e plástico têm sido usados principalmente no ensacamento de frutas na produção de abacaxi. No entanto, eles são frequentemente descartados como resíduos agrícolas, após a colheita da fruta do abacaxi, e ameaçam o meio ambiente. Neste estudo, os efeitos da sacola de tecido, não tecido branco, sacola de polietileno expansível, sacola plástica preta e sacola de papel artesanal na qualidade do fruto do abacaxi cv. 'MD-2' foram investigados. Os resultados mostraram que as frutas ensacadas não apresentaram queimaduras solares. Quando foi utilizada a bolsa de polietileno expansível, as frutas de abacaxi cv. 'MD-2' mostraram melhores qualidades externas, qualidades nutricionais e propriedades de textura. O saco de polietileno expansível feito de materiais degradáveis e recicláveis pode ser recomendado como uma prática promissora para reduzir o desperdício agrícola na produção de abacaxi.

Developing an algorithm to geographically estimate the available time for agricultural field spraying in the state of Mato Grosso do Sul / Desenvolvendo um algoritmo para estimar geograficamente o tempo disponível para pulverização agrícola no estado de Mato Grosso do Su

The dimensions of mechanized agricultural systems depend on the edaphoclimatic conditions, crops, and work regimes. This study aimed to geographically estimate the monthly available time and number of favorable hours for agricultural field spraying in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The meteorological restrictions imposed during unfavorable hours were as follows: ambient temperature above 32 ºC, relative humidity below 50 %, wind speed above 15 km h-1, and volumetric soil humidity above 39 % (equivalent to 90 % of the available water capacity). Mathematical models were then developed considering a period of ten years, which used historical data from the ground monitoring stations of the National Institute of Meteorology within the region. The subsequent algorithm was programmed and installed in a web server to simulate the time required for agricultural field spraying. During the cropping period in the region, there were climatic restrictions on performing agricultural spraying, with relative humidity being the variable with the most significant impact. However, soil moisture conditions restricted the available time for agricultural spraying more than the wind speed, relative air humidity, or ambient temperature.

O dimensionamento de sistemas mecanizados agrícolas depende das condições edafoclimáticas, da cultura e do regime de trabalho. O objetivo deste trabalho foi estimar geograficamente o tempo disponível mensal e o número de horas favoráveis à pulverização agrícola no Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. As restrições meteorológicas impostas para o cálculo das horas desfavoráveis foram: temperatura ambiente acima de 32ºC, umidade relativa abaixo de 50%, velocidade do vento acima de 15 km h-1 e umidade volumétrica do solo acima de 39% (equivalente a 90% da capacidade hídrica disponível). Os modelos matemáticos foram elaborados considerando um período de dez anos, com base nos dados históricos das estações automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia instaladas no Estado. O algoritmo desenvolvido e instalado em ambiente web permitiu simular o tempo disponível para pulverização agrícola no estado de Mato Grosso do Sul. Durante o período de safra na região, há restrições climáticas para a realização da atividade de pulverização agrícola, sendo a umidade relativa do ar a variável de maior impacto. A condição de umidade do solo é mais restritiva para o tempo disponível para a pulverização agrícola do que a velocidade do vento, umidade relativa do ar ou temperatura do ambiente.

Precision irrigation trends and perspectives: a review / Tendências e perspectivas da irrigação de precisão: uma revisão

In recent decades, research on precision irrigation driven by climate change has developed a multitude of strategies, methods and technologies to reduce water consumption in irrigation projects and to adapt to the increasing occurrence of water scarcity, agricultural droughts and competition between agricultural and industrial sectors for the use of water. In this context, the adoption of water-saving and application practices implies a multidisciplinary approach to accurately quantify the water needs of crops under different water availability and management practices. Thus, this review article presented a review of technologies and new trends in the context of precision irrigation, future perspectives and critically analyze notions and means to maintain high levels of land and water productivity, which minimize irrational water consumption at the field level.

Nas últimas décadas pesquisas voltadas à irrigação de precisão, impulsionadas pelas mudanças climáticas, desenvolveram uma infinidade de estratégias, métodos e tecnologias para reduzir o consumo de água em projetos de irrigação, para adaptação à crescente ocorrência de escassez de água, secas agrícolas e competição entre os setores agrícolas e industriais pelo uso da água. Nesta conjuntura, a adoção de práticas de economia e aplicação de água, implica em uma abordagem multidisciplinar para a quantificação precisa das necessidades de água das culturas, sob diversas práticas de disponibilidade e manejo da água. Dessa forma, este artigo de revisão tem como objetivo apresentar uma revisão sobre as tecnologias e novas tendências no contexto da irrigação de precisão, as perspectivas futuras e analisar criticamente noções e meios para manter altos índices de produtividade da terra e da água, que minimizem o consumo de água irracional a nível de campo.

Possible effects of different types of agricultural wastes on food security and mushroom (Pleurotus ostreatus) production / Possíveis efeitos de diferentes tipos de resíduos agrícolas na segurança alimentar e na produção de cogumelos (Pleurotus ostreatus)

One of the new waters, and environmentally friendly agriculture initiatives in Peru is to encourage the utilization of agricultural waste, because low agricultural output is a threat to food security there. The purpose of this research was to evaluate the effect of harvest residues on the basidiocarp production of the fungus Pleurotus Ostreatus, in Acobamba-Huancavelica. The trial had a completely randomized design, and the treatments included T1, barley stubbles; T2, wheat stubbles; T3, pea stubbles; T4, broad bean stubbles; and T5, quinoa stubbles. The research was quantitative in nature, taking the form of an experiment with an applied, explanatory level of design. The recorded data was tabulated and analyzed with analysis of variance, as well as Tukey's test (α:0.05), for which the statistical software Infostat was used. The results are presented in tables and graphs for a better interpretation. As main results, it was obtained that the time (colonization), diameter (stem, pileus), length (stem) and weight (basidiocarps), present statistical differences between treatments showing significant enhancement in all parameters. Despite a numerical difference, a Tukey average comparison test revealed that there was no statistically significant difference between the averages for the variable time for fungus colonisation, suggesting that the treatment T5 in which quinoa substrate showed the greatest average. Treatment T4 in which broad bean stubbles were used gave the most low-average. In conclusion, increment in all parámeters were noted in all treatment of Pleurotus basidiocarps ostreatus under Acobamba conditions.

Uma das novas iniciativas de águas e agricultura ecológica no Peru é incentivar a utilização de resíduos agrícolas, porque a baixa produção agrícola é uma ameaça à segurança alimentar no país. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito dos resíduos da colheita na produção de basidiocarpos do fungo Pleurotus ostreatus, em Acobamba-Huancavelica. O ensaio teve um delineamento inteiramente casualizado, e os tratamentos incluíram T1, restolho de cevada; T2, soqueiras de trigo; T3, restolho de ervilha; T4, restolho de fava; e T5, restolho de quinoa. A pesquisa foi de natureza quantitativa, assumindo a forma de experimento com um nível de design aplicado e explicativo. Os dados registrados foram tabulados e analisados com análise de variância, bem como teste de Tukey (α:0,05), para o qual foi utilizado o software estatístico Infostat. Os resultados são apresentados em tabelas e gráficos para melhor interpretação. Como principais resultados, obteve-se que o tempo (colonização), diâmetro (caule, píleo), comprimento (caule) e peso (basidiocarpos) apresentam diferenças estatísticas entre os tratamentos, mostrando melhora significativa em todos os parâmetros. Apesar da diferença numérica, o teste de comparação de médias de Tukey revelou que não houve diferença estatisticamente significativa entre as médias para a variável tempo de colonização do fungo, sugerindo que o tratamento T5 em que usou o substrato quinoa, apresentou a maior média. O tratamento T4, no qual foram usadas restolhos de fava, apresentou a média mais baixa. Em conclusão, incrementos em todos os parâmetros foram observados em todos os tratamentos de Pleurotus basidiocarps ostreatus nas condições de Acobamba.

Expandable polyethylene bag can improve fruit quality of pineapple cv. 'MD-2' / Saco de polietileno expansível pode melhorar a qualidade do abacaxi cv. 'MD-2'

Paper and plastic bags have been mainly used in fruit bagging of pineapple production. However, they are often discarded as agricultural wastes after harvest of pineapple fruit and threaten environment. In this study, effects of white non-woven fabric bag, expandable polyethylene bag, black plastic bag and kraft paper bag on fruit quality of pineapple cv. 'MD-2' were investigated. Results showed that fruits with fruit bagging showed no sunburn. When expandable polyethylene bag was used, fruits of pineapple cv. 'MD-2' showed better external qualities, nutrition qualities and texture properties. Expandable polyethylene bag made of degradable and recyclable materials could be recommended as a promising practice to reduce agricultural waste in pineapple production.

Sacos de papel e plástico têm sido usados principalmente no ensacamento de frutas na produção de abacaxi. No entanto, eles são frequentemente descartados como resíduos agrícolas, após a colheita da fruta do abacaxi, e ameaçam o meio ambiente. Neste estudo, os efeitos da sacola de tecido, não tecido branco, sacola de polietileno expansível, sacola plástica preta e sacola de papel artesanal na qualidade do fruto do abacaxi cv. 'MD-2' foram investigados. Os resultados mostraram que as frutas ensacadas não apresentaram queimaduras solares. Quando foi utilizada a bolsa de polietileno expansível, as frutas de abacaxi cv. 'MD-2' mostraram melhores qualidades externas, qualidades nutricionais e propriedades de textura. O saco de polietileno expansível feito de materiais degradáveis e recicláveis pode ser recomendado como uma prática promissora para reduzir o desperdício agrícola na produção de abacaxi.

Low fertilization optimizes the water use efficiency of an Amazonian canga grass for mineland rehabilitation / Baixa fertilização otimiza a eficiência do uso da água de uma gramínea nativa da canga amazônica para reabilitação de minas

The peculiar characteristics of mining waste substrates represent a significant challenge for environmental rehabilitation. Here, we evaluated the revegetation potential of Paspalum cinerascens on substrates from mining areas of Serra dos Carajás, a region harboring a large mine complex in the eastern Brazilian Amazon. Paspalum cinerascens is a native grass widely distributed in the canga ecosystem, a vegetation type covering iron ore reserves. Seeds of P. cinerascens harvested in canga were germinated in sterilized quartzite sand and the seedlings grown in controlled conditions for 90 days. The seedlings were then cultivated in canga topsoil (control, without fertilization) and mining waste substrate with half and complete fertilization currently applied at the beginning of mineland rehabilitation in Serra dos Carajás. Regardless of fertilization, plants grown in the mining waste substrate did not differ in carbon assimilation, tillering rate and root biomass, despite higher leaf nutrient content and lower root: shoot ratio when compared to plants in canga topsoil. Compared to the control, complete fertilization led to significantly taller plants, higher shoot biomass and reduced water use efficiency. Half fertilization led to higher phosphorus and water use efficiency and stomatal density. Our results confirmed that P. cinerascens has adaptive traits to grow and thrive in the harsh environmental conditions of post iron ore mining, and can be used in rehabilitation processes. Moreover, half fertilization led to plants with optimized water loss in exchange for carbon without significant costs to plant growth, an interesting trait for rehabilitation in areas experiencing water restrictions.(AU)

As características peculiares dos substratos de remanescentes da mineração (estéril de mina) representam um desafio para a recuperação ambiental. Neste estudo avaliamos o potencial de uso de Paspalum cinerascens para revegetação de estéril de mina na Serra dos Carajás, Pará (Brasil). Paspalum cinerascens é uma gramínea nativa amplamente distribuída nas cangas, vegetação típica dos campos rupestres que cobrem reservas de minério de ferro. As plantas de P. cinerascens foram cultivadas em topsoil de canga (controle) e em estéril de mina com meio e completo regime de fertilização atualmente empregado para revegetação das áreas mineradas na Serra dos Carajás. Foram utilizadas sementes coletadas nas cangas e as plantas foram cultivadas em condições controladas por 90 dias. Independentemente da fertilização, plantas cultivadas em estéril de mina não apresentaram diferenças significativas na assimilação de carbono, perfilhamento ou biomassa radicular, apesar de valores mais elevados de nutrientes foliares e menor razão raiz: parte aérea quando comparadas às plantas em topsoil de canga. A fertilização completa resultou em plantas mais altas, maior biomassa aérea e menor eficiência no uso da água. Metade da fertilização aumentou a densidade estomática, a eficiência de uso da água e de fósforo. Esses resultados confirmaram que P. cinerascens possui características adaptativas para crescer e prosperar em condições ambientais adversas remanescentes da mineração, sendo indicada para uso em processos de recuperação de áreas degradadas na Serra dos Carajás. Além disso, o uso de metade do regime de fertilização otimiza o uso da água pelas plantas sem perdas significativas de crescimento, uma característica desejável para recuperação de áreas com restrições hídricas.(AU)

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.(AU)

Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.(AU)

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol

Abstract Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Resumo Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Dejeto líquido de suínos: efeito no solo e nas perdas de K, Ca e Mg por erosão hídrica / Pig slurry: effect on soil and K, Ca and Mg losses by water erosion

O dejeto de suíno (DLS) é usado como fertilizante cujos nutrientes são perdidos por erosão e contaminam o ambiente se o dejeto é usado inadequadamente. Objetivou-se avaliar o efeito de DLS nosolo e na erosão, num Nitossolo Bruno. Os tratamentos, 0; 50; 100; e 200 m³ ha-1de DLS foram aplicados superficialmente após a semeadura uma vez em cada um dos cinco cultivos, e na palhada do último cultivo, totalizando 0, 250, 500 e 1000 m³ ha-1, na aveia (Avena strigosa), milho (Zea mays), nabo (Raphanus sativus L.) e soja (Glycine max), e nos resíduos de aveia. A chuva simulada (65 mm h-1e 75 minutos) foi aplicada três vezes no milho e quatro vezes no nabo, na soja, e nos resíduos, com um simulador debraços rotativos. Antes e depois da pesquisa, determinou-se o teor de K, Ca e Mg no solo. As chuvas aplicadas em cada momento compuseram um teste (T). O T1 ocorreu após a aplicação do DLS e os demais testes em intervalos que variaram entre 14 e 70 dias, em função do clima. Durante o escoamento, em intervalos de cincominutos coletaram-se amostras de enxurrada para determinar as perdas de água e o teor de K, Ca e Mg na água. O DLS não influenciou o teor dos nutrientes no solo. O teore as perdas totais dos nutrientes foram maiores com 1000 m3ha-1de DLS do que na ausência do dejeto. Com o aumento de escoamento, diminuiu o teor na enxurrada e aumentou a perda total, a qual aumentou também com o aumento de teor dos nutrientes na enxurrada. Recomenda-se aplicar menos do que 500 m3ha-1de DLS total no solo, mesmo em aplicações intervalares, devido à elevada perda de K, Ca e Mg pela erosão hídrica.(AU)

Pigg slurry (PS) is used as a fertilizer whose nutrients are lost through erosion and contaminate the environment if the manure is used inappropriately. The objective was to evaluate the effect of PS on soil and erosion, in a Alfisol soil. The treatments, 0; 50; 100; and 200 m³ ha-1of PS were applied superficially after sowing once in each of the five crops, and in the straw of the last crop, totaling 0, 250, 500 and 1000 m³ ha-1, in oat (Avena strigosa), corn (Zea mays), turnip (Raphanus sativusL.) and soybean (Glycine max), and in oat residues. The simulated rain (65 mm h-1and 75 minutes) was applied three times to corn and four times to turnip, soybeans, and residues, with a rotating arms simulator. Before and after the research, the content of K, Ca and Mg in thesoil was determined. The rainfall applied at each moment made up a test (T). T1 occurred after the application of the PS and the other tests at intervals that varied between 14 and 70 days, depending on the weather. During the runoff, at five-minute intervals, runoff samples were collected to determine water losses and the content of K, Ca and Mg in the water. The PS did not influence the nutrient content in the soil. The content and total losses of nutrients were higher with 1000 m3ha-1of PS than in theabsence of manure. With the increase in runoff, the content inthe runoff decreased and the total loss increased, which also increased with the increase in the nutrient content in the runoff. It is recommended to apply less than 500 m3ha-1of total PS inthe soil, even in interval applications, due to the high loss of K, Ca and Mg by water erosion.(AU)

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Abstract Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Resumo Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Estimating the effects of joining cooperatives on farmers' recycling behaviors of pesticide packaging waste: insights from apple farmers of China / Estimando os efeitos da adesão a cooperativas no comportamento de reciclagem de resíduos de embalagens de pesticidas dos agricultores: dados de produtores de maçã da China

ABSTRACT: The improper disposal of pesticide packaging wastes (PPW) has posed serious harm to the environment, including groundwater and soil pollution and even health concerns to the public. To address the environmental concerns and public health issues, there is a need to recycle the pesticides packaging waste (RPPW). Though small farmers in many developing countries have joined the cooperatives to reduce the production costs and increase the product premium, how these cooperatives improve farmers' RPPW behaviors is still sparse. The current study used data collected from 725 apple farmers in Shaanxi and Gansu provinces of China to explore the phenomenon empirically. Recycling decisions and degree are used to portray the farmers' RPPW behaviors. Firstly, the Logit model was used to analyze the effect of joining cooperatives on farmers' recycling decisions. Further, to address the sample selection bias, the present study employed the propensity score matching (PSM) method for empirical analysis concerning the effect of joining cooperatives on farmers' recycling degree. Results showed that joining cooperatives positively and significantly influences farmers' recycling decisions. If farmers join a cooperative, the probability of the recycling decisions and degree will increase by 20.30% and 27.50%, respectively. Moreover, it is also found that some other factors such as education level, environmental and public health risk perception, peer effect, and relationship network also significantly influence farmers' recycling decisions. Moreover, considering the differences in farmers' gender, age, and educational attainment, the study unveiled the heterogeneous effects of joining cooperatives on farmers' RPPW behaviors. The findings revealed that gender and age variables have noticeable masking effects while education level has a typical threshold effect. The overall findings provided insights for policymakers to emphasize the development of agricultural cooperatives, improve the risk and interest linkage mechanism, and build the RPPW system. These implications are also supportive for policymakers in other developing countries.

RESUMO: O descarte inadequado de resíduos de embalagens de pesticidas (PPW) tem causado sérios danos ao meio ambiente, incluindo a poluição das águas subterrâneas e do solo e até mesmo problemas de saúde pública. Para abordar as preocupações ambientais e questões de saúde pública, há a necessidade de reciclar os resíduos de embalagens de pesticidas (RPPW). Embora pequenos agricultores, em muitos países em desenvolvimento, tenham se unido às cooperativas para reduzir os custos de produção e aumentar o prêmio do produto, ainda é escassa a forma como essas cooperativas melhoram os comportamentos de RPPW dos agricultores. O estudo atual usou dados coletados de 725 produtores de maçã nas províncias de Shaanxi e Gansu da China para explorar o fenômeno empiricamente. Decisões e grau de reciclagem são usados para retratar os comportamentos de RPPW dos agricultores. Primeiramente, o modelo Logit foi utilizado para analisar o efeito da adesão às cooperativas nas decisões de reciclagem dos agricultores. Além disso, para abordar o viés de seleção da amostra, o presente estudo empregou o método Propensity Score Matching (PSM) para análise empírica sobre o efeito da associação de cooperativas no grau de reciclagem dos agricultores. Os resultados mostraram que a adesão às cooperativas influencia positiva e significativamente as decisões de reciclagem dos agricultores. Se os agricultores aderirem a uma cooperativa, a probabilidade das decisões de reciclagem aumentará em 20,30%, e o grau de reciclagem aumentará em 27,50%. Além disso, também se constata que alguns outros fatores como nível de escolaridade, percepção de risco ambiental e de saúde pública, efeito de pares e rede de relacionamento também influenciam significativamente as decisões de reciclagem dos agricultores. Além disso, considerando as diferenças de gênero, idade e escolaridade dos agricultores, o estudo também revelou os efeitos heterogêneos da adesão às cooperativas sobre os comportamentos de RPPW dos agricultores. Os resultados revelaram que as variáveis de gênero e idade têm efeitos de mascaramento perceptíveis, enquanto o nível de escolaridade tem um efeito limiar típico. As descobertas gerais fornecem insights para os formuladores de políticas enfatizarem o desenvolvimento de cooperativas agrícolas, melhorar o mecanismo de vinculação de risco e interesse e construir o sistema RPPW. Essas implicações também são favoráveisaos formuladores de políticas em outros países em desenvolvimento.

Photosynthetic modification of plants through recent technologies: a valuable way to ensure crop fortification / Modificação fotossintética de plantas por meio de tecnologias recentes: uma forma valiosa de garantir a fortificação das culturas

The 2030 Sustainable Development Goals of the United Nations include a strong emphasis on ending hunger worldwide. According to the 2019 Global Food Security Index, while 88% of countries claim there is sufficient food supply in their country, the sad reality is that 1 in 3 countries is facing insufficient availability of food supply, which means that in those countries, more than 10% of the population is malnourished. Since nutrition is crucial to leading a healthy life and satisfying food security needs, several governments have turned to national nutrition surveys to gauge the extent of malnutrition in their populations. Plants are able to grow, develop, and store nutrients by photosynthesis, which convert light into chemical energy through cell redox regulatory networks. A photosynthesis system's electron flow may be adjusted to accommodate varying light and environmental circumstances. Many techniques exist for controlling the flow of electrons emitted during light processes in order to save or waste energy. The two protein molecules TROL and flavoenzyme ferredoxin (oxidoreductase+NADP) (FNR) interact dynamically to form an excellent molecular switch capable of splitting electrons from the photosystem. The TROL-FNR bifurcation may be limited by either generating NADPH or preventing reactive oxygen species from propagating. TROL-based genome editing is an experimental method for enhancing plant stress and defensive responses, efficiency, and ultimately agricultural production.

Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável de 2030 da Organização das Nações Unidas incluem uma forte ênfase em acabar com a fome em todo o mundo. De acordo com o Índice Global de Segurança Alimentar de 2019, enquanto 88% dos países afirmam que há abastecimento alimentar suficiente em seu país, a triste realidade é que 1 em cada 3 países enfrenta disponibilidade insuficiente de alimentos, o que significa que, nesses países, mais de 10% da população está desnutrida. Uma vez que a nutrição é crucial para levar uma vida saudável e satisfazer as necessidades de segurança alimentar, vários governos recorreram a pesquisas nacionais de nutrição para avaliar a extensão da desnutrição em suas populações. As plantas são capazes de crescer, desenvolver e armazenar nutrientes pela fotossíntese, que converte luz em energia química por meio de redes reguladoras redox celulares. O fluxo de elétrons de um sistema de fotossíntese pode ser ajustado para acomodar luz variável e circunstâncias ambientais. Existem muitas técnicas para controlar o fluxo de elétrons emitidos durante os processos de luz, a fim de economizar ou desperdiçar energia. As duas moléculas de proteína TROL e a flavoenzima ferredoxina (oxidorredutase+NADP) (FNR) interagem dinamicamente para formar um excelente interruptor molecular capaz de separar elétrons do fotossistema. A bifurcação TROL-FNR pode ser limitada, gerando NADPH ou impedindo a propagação de espécies reativas de oxigênio. A edição do genoma baseada em TROL é um método experimental para aumentar o estresse da planta, as respostas defensivas, a eficiência e, finalmente, a produção agrícola.

Manufacture and performance of peanut skin cellulose nanocrystals

Due to their remarkable characteristics, cellulose nanocrystals are strategic materials that has various industrial applications, and are capable of being produced from vegetable fibers derived from the discards of agricultural practices. Peanut(Arachis hypogaea L.) peel is a residue considered of low commercial value and high polluting potential that needs new applications in order to mitigate these problems. Thus, in this study the feasibility of extracting cellulose nanocrystals was investigated. Two chemical routes were followed for this extraction. In the first, the fibers were bleached before acid hydrolysis whereas mercerization was used in the second. The second route was more efficient, as it enabled the elimination of proteins and phenolic compounds, which could be confirmed through solid-state 13C nuclear magnetic resonance (NMR) that revealed no signs of lignin residues. The cellulose nanocrystals composed of mainly type I cellulose presented a high degree of crystallinity index, 75 %, a thermal stability up to 200 °C, considerable stability in suspension (zeta potential of -48.1 ± 2.1 mV), and an aspect ratio of 125. They represent options that could add value to this residue, which would ease environmental problems.

Changes in soil temperature and moisture due to sugarcane straw removal in central-southern Brazil

Crop residues left in the field cover and protect the soil surface, and regulate key processes and functions, such as gas and water exchanges. However, the Brazilian sugarcane (Saccharum officinarum L.) sector has begun to use straw as feedstock to produce bioenergy. We conducted a field study to evaluate the effects of sugarcane straw removal in soil temperature and moisture changes at three sites (with different soil textures: Site 1 - clayey Oxisol, Site 2 - medium texture Oxisol, and Site 3 - sandy Ultisol) in the state of São Paulo, Brazil. The experimental design was randomized blocks with four rates of straw removal: i) no removal (NR); ii) moderate removal (MR); iii) substantial removal (SR), and iv) total removal (TR). Soil temperature was measured by sensors in the 0- to 5- and 5- to 10-cm soil layers. Undisturbed soil samples were collected from the 0- to 20- and 20- to 40-cm layers to determine soil moisture. Intensive straw removal (HR and TR) increased the soil temperature between 2 and 3 °C and the thermal amplitude between 5 and 9 °C in the 0- to 5-cm layer, compared to MR and NR. Soil moisture decreased between 0.03 and 0.07 g g-¹ in the 0- to 20-cm layer with intensive straw removal. The sandy soil was more susceptible to straw removal. Therefore, straw maintenance on the soil surface plays an essential role in temperature regulation and preservation of higher soil moisture, especially in regions with severe water deficits and long periods of water stress.

Growth of black pepper plantlets under different substrates and irrigation levels

Optimization of the use of water and the possibility of using residues as substrate in the black pepper production chain can yield economic and environmental benefits. The objective of this study was to evaluate the biometric and physiological traits of black pepper plantlets (Piper nigrum L.), cv. Bragantina, at different irrigation levels and soilless substrates. Plantlets were grown for 120 days on three substrates [biosolid + crushed coconut fiber (3:1, by volume); biosolid + granitic rock powder (3:1, by volume); and biosolid + crushed coconut fiber + granitic rock powder (2:1:1, by volume)] and at five irrigation levels [36 % (very low); 55 % (low); 85 % (moderate); 100 % (well-irrigated); and 126 % of the reference irrigation level (over-irrigated)]. The biometric traits evaluated increased as the irrigation levels increased, with the exception of root dry mass, which was not influenced by this factor, nor water use efficiency, which decreased as the irrigation levels increased. In general, plants grown with a mixture of the three wastes (biosolid + crushed coconut fiber + granitic rock powder) exhibited higher values for biometric variables and chlorophyll content when they were moderately, well or over-irrigated, in comparison with the other two substrates. It was possible to achieve the plantlet commercial standard using this three waste mixture and the moderate irrigation level.(AU)

Growth of black pepper plantlets under different substrates and irrigation levels

Optimization of the use of water and the possibility of using residues as substrate in the black pepper production chain can yield economic and environmental benefits. The objective of this study was to evaluate the biometric and physiological traits of black pepper plantlets (Piper nigrum L.), cv. Bragantina, at different irrigation levels and soilless substrates. Plantlets were grown for 120 days on three substrates [biosolid + crushed coconut fiber (3:1, by volume); biosolid + granitic rock powder (3:1, by volume); and biosolid + crushed coconut fiber + granitic rock powder (2:1:1, by volume)] and at five irrigation levels [36 % (very low); 55 % (low); 85 % (moderate); 100 % (well-irrigated); and 126 % of the reference irrigation level (over-irrigated)]. The biometric traits evaluated increased as the irrigation levels increased, with the exception of root dry mass, which was not influenced by this factor, nor water use efficiency, which decreased as the irrigation levels increased. In general, plants grown with a mixture of the three wastes (biosolid + crushed coconut fiber + granitic rock powder) exhibited higher values for biometric variables and chlorophyll content when they were moderately, well or over-irrigated, in comparison with the other two substrates. It was possible to achieve the plantlet commercial standard using this three waste mixture and the moderate irrigation level.

Drop spectrum in backpack sprayers in scarlet eggplant (Solanumaethiopicum) / Espectro de gotas em pulverização costal na cultura do jiló (Solanumaethiopicum)

The use of manual backpacksprayers is common on rural properties for the application of phytosanitary products with different types of nozzles. The aim of the study was to evaluate the drop spectrum in the spray solutionon scarleteggplant crop. The study was conducted in a randomized block design (RBD) with a 2x3 factorial scheme, consisting of two working pressures 15 and 45 Psi, and three spray nozzles with four blocks. For the acquisition of information, hydrosensitive papers were used, which laterhad their images digitized and analyzed by the Gotas® software. The following values were extracted: number of drops, dispersion, applied volume, coverage and volumetric mean diameter (VMD). Then, the values found were subjected toanalysis of variance and, according to significance, were compared by Tukey test at 5% probabilitylevel. For each factor, separately, the coefficients of variation were analyzed and then an analysis of the correlation between these factors was performed. The highest pressure produced the greatest number of drops and application coverage. Coverage was also the best atthis pressure, which led tothe highestcoverage percentage.

O uso de pulverizadores costais manuais é comum nas propriedades rurais para a aplicação de produtos fitossanitários com diferentes tipos de pontas. O objetivo do estudo foi avaliar o espectro de gotas em caldas de pulverização na cultura do jiloeiro. O estudo foi em um delineamento em blocos casualizados (DBC) com esquema fatorial 2x3, constituído de duas pressõesde trabalho15 e 45 Psi,e três pontas de pulverizaçãocom quatro blocos. Para a aquisição das informações foram utilizados papéis hidrossensíveis que, posteriormente, tiveramsuas imagens digitalizadaseanalisadas pelo software Gotas®. Foram extraídos valores de: número de gotas, dispersão, volume aplicado, cobertura e DMV. Em seguida, os valores encontrados foram submetidos a análise de variânciae, conforme a significância, foram comparados pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Foram avaliados, para cada fator, separadamente, os coeficientes de variação e depois uma análise de correlação entre esses fatores. A maior pressão produziu o maior número de gotase cobertura de aplicação. A cobertura também foi a melhor nessa pressão apresentando maior percentual de cobertura.

Drop spectrum in backpack sprayers in scarlet eggplant (Solanumaethiopicum) / Espectro de gotas em pulverização costal na cultura do jiló (Solanumaethiopicum)

The use of manual backpacksprayers is common on rural properties for the application of phytosanitary products with different types of nozzles. The aim of the study was to evaluate the drop spectrum in the spray solutionon scarleteggplant crop. The study was conducted in a randomized block design (RBD) with a 2x3 factorial scheme, consisting of two working pressures 15 and 45 Psi, and three spray nozzles with four blocks. For the acquisition of information, hydrosensitive papers were used, which laterhad their images digitized and analyzed by the Gotas® software. The following values were extracted: number of drops, dispersion, applied volume, coverage and volumetric mean diameter (VMD). Then, the values found were subjected toanalysis of variance and, according to significance, were compared by Tukey test at 5% probabilitylevel. For each factor, separately, the coefficients of variation were analyzed and then an analysis of the correlation between these factors was performed. The highest pressure produced the greatest number of drops and application coverage. Coverage was also the best atthis pressure, which led tothe highestcoverage percentage.(AU)

O uso de pulverizadores costais manuais é comum nas propriedades rurais para a aplicação de produtos fitossanitários com diferentes tipos de pontas. O objetivo do estudo foi avaliar o espectro de gotas em caldas de pulverização na cultura do jiloeiro. O estudo foi em um delineamento em blocos casualizados (DBC) com esquema fatorial 2x3, constituído de duas pressõesde trabalho15 e 45 Psi,e três pontas de pulverizaçãocom quatro blocos. Para a aquisição das informações foram utilizados papéis hidrossensíveis que, posteriormente, tiveramsuas imagens digitalizadaseanalisadas pelo software Gotas®. Foram extraídos valores de: número de gotas, dispersão, volume aplicado, cobertura e DMV. Em seguida, os valores encontrados foram submetidos a análise de variânciae, conforme a significância, foram comparados pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Foram avaliados, para cada fator, separadamente, os coeficientes de variação e depois uma análise de correlação entre esses fatores. A maior pressão produziu o maior número de gotase cobertura de aplicação. A cobertura também foi a melhor nessa pressão apresentando maior percentual de cobertura.(AU)