Tree species composition, growing stock and biomass carbon dynamics of the major timber species in Hindu Kush regions of Pakistan

Abstract Using inventory data, this study evaluates the species composition, growing stock volume (GSV), and biomass carbon (BMC) of the five major timber species in the sub-tropical, and temperate/sub-alpine regions of Pakistan. It was found that the stem density varies between 50 and 221 trees ha -1, with a mean of 142 trees ha-1 (13.68 million trees for entire forest area). Among the species, Pinus wallichiana showed a high species composition (27.80%) followed by Picea smithiana (24.64%). The GSV was found in the range of 67.81 to 425.94 m3 ha-1, with a total GSV value of 20.68 million m3 for the entire region. Similarly, The BMC ranged from 27.04 to 169.86 Mg ha-1, with a mean BMC value of 86.80 Mg ha-1. The total amount of stored carbon was found at 8.69 million tons for a total of 95842 ha of commercially managed forest. Furthermore, the correlation analysis between the basal area (BA) and GSV and BMC showed that BA is the best predictor of GSV and BMC. The findings provide insights to the policy makers and forest managers regarding the sustainable commercial forest management as well as forest carbon management in the recent global carbon management for climate change mitigation.

Resumo Usando dados de inventário, este estudo avaliou a composição de espécies, volume de estoque crescente (GSV) e carbono de biomassa (BMC) das cinco principais espécies madeireiras nas regiões subtropicais e temperadas/subalpinas do Paquistão. Constatou-se que a densidade do caule variou entre 50 e 221 árvores ha-1, com média de 142 árvores ha-1 (13,68 milhões de árvores para toda a área florestal). Entre as espécies, Pinus wallichiana apresentou alta composição de espécies (27,80%), seguida de Picea smithiana (24,64%). O GSV foi encontrado na faixa de 67,81 a 425,94 m3 ha-1, com um valor total de 20,68 milhões de m3 para toda a região. Da mesma forma, o BMC variou de 27,04 a 169,86 mg ha-1, com valor médio de 86,80 mg ha-1. A quantidade total de carbono armazenado foi de 8,69 milhões de toneladas para um total de 95.842 ha de floresta manejada comercialmente. Além disso, a análise de correlação entre área basal (BA), GSV e BMC mostrou que BA é o melhor preditor de GSV e BMC. As descobertas fornecem insights para os formuladores de políticas e gestores florestais sobre o manejo florestal comercial sustentável, bem como o manejo florestal de carbono no recente gerenciamento global de carbono para a mitigação das mudanças climáticas.

Tree species composition, growing stock and biomass carbon dynamics of the major timber species in Hindu Kush regions of Pakistan / Composição de espécies de árvores, estoque em crescimento e dinâmica de biomassa de carbono das principais espécies madeireiras nas regiões de Indocuche no Paquistão

Using inventory data, this study evaluates the species composition, growing stock volume (GSV), and biomass carbon (BMC) of the five major timber species in the sub-tropical, and temperate/sub-alpine regions of Pakistan. It was found that the stem density varies between 50 and 221 trees ha -1, with a mean of 142 trees ha-1 (13.68 million trees for entire forest area). Among the species, Pinus wallichiana showed a high species composition (27.80%) followed by Picea smithiana (24.64%). The GSV was found in the range of 67.81 to 425.94 m3 ha-1, with a total GSV value of 20.68 million m3 for the entire region. Similarly, The BMC ranged from 27.04 to 169.86 Mg ha-1, with a mean BMC value of 86.80 Mg ha-1. The total amount of stored carbon was found at 8.69 million tons for a total of 95842 ha of commercially managed forest. Furthermore, the correlation analysis between the basal area (BA) and GSV and BMC showed that BA is the best predictor of GSV and BMC. The findings provide insights to the policy makers and forest managers regarding the sustainable commercial forest management as well as forest carbon management in the recent global carbon management for climate change mitigation.

Usando dados de inventário, este estudo avaliou a composição de espécies, volume de estoque crescente (GSV) e carbono de biomassa (BMC) das cinco principais espécies madeireiras nas regiões subtropicais e temperadas/subalpinas do Paquistão. Constatou-se que a densidade do caule variou entre 50 e 221 árvores ha-1, com média de 142 árvores ha-1 (13,68 milhões de árvores para toda a área florestal). Entre as espécies, Pinus wallichiana apresentou alta composição de espécies (27,80%), seguida de Picea smithiana (24,64%). O GSV foi encontrado na faixa de 67,81 a 425,94 m3 ha-1, com um valor total de 20,68 milhões de m3 para toda a região. Da mesma forma, o BMC variou de 27,04 a 169,86 mg ha-1, com valor médio de 86,80 mg ha-1. A quantidade total de carbono armazenado foi de 8,69 milhões de toneladas para um total de 95.842 ha de floresta manejada comercialmente. Além disso, a análise de correlação entre área basal (BA), GSV e BMC mostrou que BA é o melhor preditor de GSV e BMC. As descobertas fornecem insights para os formuladores de políticas e gestores florestais sobre o manejo florestal comercial sustentável, bem como o manejo florestal de carbono no recente gerenciamento global de carbono para a mitigação das mudanças climáticas.

Estratégias para recuperação de xilooligossacarídeos do licor de resíduos de eucalipto para avaliação do seu efeito estimulante em Staphylococcus xylosus / Strategies for xylooligosaccharides recovery from eucalyptus waste liquor to evaluate their stimulatory effect on Staphylococcus xylosus

Xilooligossacarídeos (XOS) são reconhecidos pelo seu potencial prebiótico relevante para diversos setores industriais e foram obtidos após o pré-tratamento hidrotérmico da biomassa lignocelulósica residual de galhos de eucalipto. Subprodutos inibitórios são gerados durante o processo de solubilização dos oligossacarídeos e acabam comprometendo a utilização do licor em microrganismos. Neste trabalho, o processo de destoxificação, hidrólise enzimática e atividade estimulantes de crescimento da bactéria Staphylococcus xylosus foram estabelecidos. Os resultados mostraram que a adsorção com carvão ativado em pó removeu cerca de 55% do ácido acético e mais de 90% do ácido fórmico, compostos fenólicos, lignina solúvel, furfural e 5-hidroximetilfurfural, e que a soma dos oligossacarídeos xilobiose (X2) e xilotriose (X3) foram maximizadas de 0,57 g/L para 1,21 g/L com 110 U/gXOS da enzima endoxilanase e 6,3% do licor destoxificado na hidrólise enzimática. O consumo de cerca de 63% de X2 e de 46% de X3 pela bactéria em meio basal deficiente em fontes de carbono, mas acrescido com os oligômeros, proporcionou maior crescimento celular em relação aos meios basais com alta composição de carbono, com e sem XOS, revelando seu potencial prebiótico pelo efeito estimulante de crescimento. (AU)

Xylooligosaccharides (XOS) are recognized for their prebiotic potential relevant to several industrial sectors and were obtained after hydrothermal pretreatment of residual lignocellulosic biomass from eucalyptus branches. Inhibitory by-products are generated during the solubilization process of oligosaccharides and end up compromising the utilization of the liquor in microorganisms. In this work, the detoxification process, enzymatic hydrolysis and growth stimulating activity of Staphylococcus xylosus bacteria were established. The results showed that adsorption with powdered activated carbon removed about 55% of acetic acid and more than 90% of formic acid, phenolic compounds, soluble lignin, furfural, and 5-hydroxymethyl furfural and the sum of the oligosaccharides xylobiose (X2) and xylotriose (X3) were maximized from 0.57 g/L to 1.21 g/L with 110 U/gXOS of the enzyme endoxylanase and 6.3% of the detoxified liquor in the enzymatic hydrolysis. The consumption of X2 and X3 were about 63% and 46%, respectively, by the bacteria in basal medium deficient in carbon sources, but in medium added with the oligomers, provided higher cell growth compared to basal medium with high carbon composition, with and without XOS, revealing its prebiotic potential by its growth-stimulating effect. (AU)

Características principales del biocarbón derivado de restos de Theobroma cacao L. para su uso en suelos agrícolas

La incorporación de biocarbono para mejorar los suelos agrícolas está ganando popularidad, pero hay poca información sobre las propiedades del biocarbono derivado de los restos de la cosecha de cacao. En la investigación se determinaron varias características del biocarbono obtenido del proceso de pirólisis de la cáscara de las mazorcas de cacao. Los análisis realizados fueron: porcentajes de fibra lignocelulósica, análisis proximal, estructura microscópica y grupos funcionales. También se realizó con el biocarbón un ensayo de adsorción con Cd+2 mediante un sistema de recirculación con agua, con el fin de obtener las isotermas de Lang-muir y Freundlich (modelos matemáticos de adsorción de moléculas en superficies sólidas). Los contenidos fibrosos abarcaban 56,2% celulosa, 27,07% lignina y 3,15% hemicelulosa. Con 8,15% de humedad y pH 9,86 se obtuvo un promedio de 35,58% de biocarbón. La forma de los poros fue irregular, se confirmó la presencia de los grupos hidroxilo, carboxilo y carbonato. Los modelos de absorción indicaron una capacidad de adsorción máxima de 0,280 mL/g en Langmuir y una intensidad de absorción de Cd+2 de 0,06 en Freundlich. Si bien el biocarbón demostró propiedades adecuadas para suelos ácidos, su capacidad de adsorción resultó limitada en las condiciones evaluadas.

Using biochar to enhance agricultural soils is becoming more popular, but not much is known about the qualities of biochar made from cocoa crop leftovers. The study identified several traits of biochar created from cocoa pod husks through the pyrolysis method. The examination included the following evaluations: levels of lignocellulosic fibre, proximal analysis, microscopic structure, and functional groups. The Langmuir and Freundlich isotherms were evaluated through an aqueous recirculation Cd2+ adsorption assay. The fibrous contents consisted of 56.2% cellulose, 27.07% lignin, and 3.15% hemicellulose. At a moisture content of 8.15% and a pH of 9.86, 35.58% biochar was produced. The pores were not uniform in shape and contained hydroxyl, carboxyl and carbonate groups as identified. According to the isotherms, the Cd2+ that can be adsorbed is 0.280 mL/g at Langmuir, and the Cd2+ adsorption intensity is 0.06 at Freundlich. Even though the biochar had desirable properties for acidic soils, its ability to adsorb was restricted under the tested conditions.

O uso crescente do biocarvão em solos agrícolas justifica uma investigação mais aprofundada de suas propriedades menos conhecidas. Esta pesquisa concentrou-se no biocarvão produzido a partir de resíduos da colheita do cacau e teve como objetivo identificar seus atributos por meio da pirólise da casca da vagem do cacau. As análises realizadas incluíram fibra lignocelulósica, análise proximal, estrutura microscópica e grupos funcionais. As isotermas de Langmuir e Freundlich foram avaliadas por meio de um ensaio de adsorção de Cd2+ em recirculação aquosa. O conteúdo fibroso consistia em 56,2% de celulose, 27,07% de lignina e 3,15% de hemicelulose. Com um teor de umidade de 8,15% e um pH de 9,86, foram produzidos 35,58% de biochar. A estrutura porosa era irregular, indicando a presença de grupos hidroxila, carboxi-la e carbonato. As isotermas mostraram que o modelo de Langmuir tem uma capacidade máxima de adsorção (qmax) de 0,280 mL/g e uma intensidade de ad-sorção de Freundlich de 0,06 para Cd2+. Embora o biochar tenha demonstrado propriedades adequadas para uso agrícola, sua capacidade de adsorção foi limitada nas condições avaliadas.

Queima de biomassa da cana-de-açúcar e hospitalizações de crianças e idosos por agravos respiratórios em Pernambuco, Brasil / Burning of sugarcane biomass and hospitalizations of children and older adults for respiratory problems in Pernambuco State, Brazil / Quema de biomasa de caña de azúcar y hospitalizaciones de niños y ancianos por enfermedades respiratorias en Pernambuco, Brasil

Resumo: Este estudo buscou analisar a relação entre as hospitalizações por agravos respiratórios e a queima regular da cana-de-açúcar em Pernambuco, Brasil. Trata-se de um estudo ecológico de série temporal correspondente ao período de 2008 a 2018. Foram comparadas as taxas de hospitalizações por agravos respiratórios em crianças menores de 5 anos e em idosos maiores de 60 anos em municípios produtores e não produtores de cana-de-açúcar, por meio da análise estatística não paramétrica de Mann-Whitney. Conjuntamente, foi observada a distribuição mensal das ocorrências de focos de calor nos municípios casos e controles e aplicada a correlação de Pearson para analisar a associação entre ambas as variáveis. Foi verificado que, para ambos os grupos etários, as taxas de hospitalizações são maiores nos municípios produtores de cana-de-açúcar, com diferença estatística significativa p < 0,005. A taxa de internação hospitalar em idosos é 28% mais elevada nos municípios casos, sendo ainda maior em crianças menores de 5 anos, cuja razão das medianas é 40%. No entanto, foi identificado que o comportamento sazonal das hospitalizações por agravos respiratórios diverge do observado na distribuição mensal dos focos de calor, não havendo correlação estatística significativa. Esses achados sugerem possível associação com a exposição crônica aos particulados emitidos pela queima de biomassa, comprometendo a saúde de grupos vulneráveis, e endossam a necessidade de substituição das queimadas no monocultivo da cana-de-açúcar, bem como a estruturação de políticas públicas de proteção à saúde humana e ambiental.

Abstract: This study aimed to analyze the relationship between hospitalizations for respiratory problems and the regular burning of sugarcane in Pernambuco State, Brazil. This is an ecological time series study corresponding to the period from 2008 to 2018. The rates of hospitalizations for respiratory diseases in children aged under 5 years and in adults older than 60 years in sugarcane-producing and non-producing municipalities were compared using nonparametric Mann-Whitney statistical analysis. Together, we observed the monthly distribution of the hot spots occurrences in the case and control municipalities and applied Pearson's correlation to analyze the association between both variables. For both age groups, hospitalization rates are higher in sugarcane-producing municipalities, with a statistically significant difference p < 0.005. The rate of hospitalization in older adults is 28% higher in the case municipalities, and is even higher in children aged under 5 years whose ratio of the medians is 40%. However, the seasonal behavior of hospitalizations for respiratory diseases differs from that observed in the monthly distribution of hot spots, without statistically significant correlation. These findings suggest a possible association with chronic exposure to particulates emitted by biomass burning, compromising the health of vulnerable groups, and endorse the need to replace fires in the monoculture of sugarcane and to structure public policies to protect human and environmental health.

Resumen: Este estudio buscó analizar la relación entre las hospitalizaciones por enfermedades respiratorias y la quema regular de caña de azúcar en Pernambuco, Brasil. Se trata de un estudio ecológico de serie temporal correspondiente al período entre 2008 y 2018. Las tasas de hospitalizaciones por enfermedades respiratorias en niños menores de 5 años y en ancianos mayores de 60 años en municipios productores de caña de azúcar y en los municipios no productores de azúcar se compararon mediante el análisis estadístico no paramétrico de Mann-Whitney. Se observó en conjunto la distribución mensual de las ocurrencias de puntos calientes en los casos y controles de los municipios, y se aplicó la correlación de Pearson para analizar la asociación entre ambas variables. Se encontró que, para ambos grupos de edad, las tasas de hospitalización fueron más altas en los municipios productores de caña de azúcar, con una diferencia estadísticamente significativa p < 0,005. La tasa de hospitalización de los ancianos fue un 28% mayor en los municipios casos, y aún mayor que la de los niños menores de 5 años cuya relación de las medianas fue del 40%. Sin embargo, se identificó que el comportamiento estacional de las hospitalizaciones por enfermedades respiratorias difiere de lo observado en la distribución mensual de puntos calientes, sin correlación estadística significativa. Estos hallazgos evidencian una posible asociación con la exposición crónica a partículas emitidas por la quema de biomasa, lo que afecta la salud de los grupos vulnerables, además apuntan a la necesidad de implementar medidas contra los incendios en el monocultivo de la caña de azúcar y políticas públicas para proteger la salud humana y el medioambiente.

Establishment of a saliva donor selection for in vitro biofilm growth / Seleção de doadores de saliva para crescimento de biofilme in vitro

Introdução: O emprego de biofilmes polimicrobianos, utilizando a saliva como inóculo, é um modelo promissor para o estudo de biofilmes cariogênicos in vitro. Entretanto, ainda não existe uma padronização para seleção de doadores de saliva. Objetivo: O objetivo deste estudo foi estabelecer uma metodologia para seleção de doadores de saliva utilizando fatores salivares microbianos e características in vitro do biofilme. Material e método: Para doação de saliva foram selecionados vinte voluntários. Os voluntários permaneceram 24 horas sem escovar os dentes e ficaram em jejum por 2 horas antes da coleta da saliva. Foram avaliados os seguintes parâmetros: viabilidade das bactérias anaeróbias totais e mutans streptococci; concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM) da clorexidina; capacidade de formação de biofilme por meio da biomassa; e a suscetibilidade dos biofilmes à clorexidina. Resultado: A viabilidade bacteriana da saliva, a capacidade de formação de biofilme e a suscetibilidade do biofilme à clorexidina foram apresentadas como média e intervalo de confiança (95%). A diferença entre a viabilidade do biofilme (mutans streptococci e bactérias totais) após tratamento com NaCl 0,9% e diacetato de clorexidina 0,2% foi comparada pelo teste t de Student com nível de significância estabelecido em 5%. A viabilidade total de bactérias anaeróbias (mediana) foi de 7,28 log 1+UFC/mL (unidades formadoras de colônia/mL). A viabilidade dos mutans streptococci na saliva apresentou mediana de 5,47 log 1+UFC/mL. Para capacidade de formação de biofilme a mediana da biomassa foi de 0,1172 A570. Conclusão: O tratamento com clorexidina reduziu significativamente os mutans streptococci e a viabilidade total das bactérias. A metodologia para seleção do doador de saliva foi estabelecida com sucesso.

Introduction: The utilization of polymicrobial biofilms, with saliva as an inoculum, represents a promising model for in vitro studies on cariogenic biofilms. However, there is still no standardization for selecting saliva donors. Objective: The aim of this study is to establish a methodology for the selection of saliva donors using microbial salivary factors and in vitro biofilm characteristics. Material and method: For saliva donation, twenty volunteers were selected. Volunteers remained 24 h without brushing their teeth and fasted for 2 h before saliva collection. The following parameters were evaluated: total anaerobic bacteria and mutans streptococci viability; minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericide concentration (MBC) of chlorhexidine; biofilm forming capacity by biomass assessment; and the susceptibility of biofilms to chlorhexidine. Result: Saliva bacterial viability, biofilm forming capacity and biofilm susceptibility to chlorhexidine were presented as mean and confidence interval (95%). The difference between biofilm (mutans streptococci and Total bacteria) viability after treatment with NaCl 0.9% and 0.2% chlorhexidine diacetate was compared using the Student t-test with a significance level established at 5%. Total anaerobic bacteria viability (median) was 7.28 log 1+CFU/mL (colony forming units/ mL). Mutans streptococci viability in the saliva showed a median of 5.47 log 1+CFU/mL. Biofilm forming capacity showed that biomass had a median of 0.1172 A570. Conclusion: Treatment with chlorhexidine significantly reduced mutans streptococci and total bacteria viability. The methodology for the selection of the saliva donor was successfully established.

Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae) / Alocação de sexo dependente de tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flower's traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.

A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura = 1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.

Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Abstract Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flowers traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.

Resumo A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura = 1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.

Growth analysis, photosynthate partition and nodulation in bean and soybean / Análise de crescimento, partição de fotoassimilados e nodulação em feijão e soja

Photoassimilate partition and allocation among plant organs varies throughout their development and is also influenced by factors inherent to the genotype and the environment. Nodulation in the soybean-diazotrophic bacteria interaction is more effective than in the bean-diazotrophic bacteria interaction. This investigation studied growth and photoassimilate partitioning throughout the bean and soybean cycles and inferred how much it could affect the nodulation of the roots. For this purpose, an experiment with two treatments was carried out, soybean (cultivar BRS GO - 7760 - RR) and bean (cultivar BRS Estilo), with four replications, conducted in pots and entirely randomized. The seeds were inoculated with commercial rhizobia specific for bean and soybean LeguMax® (Novozymes-Turfal). Plants were analyzed throughout their cycles based on leaf area and dry mass of all organs, including nodules. Mathematical models were fitted to the data and based on them, the instantaneous physiological indicators of growth were estimated, and the percentages of photoassimilate partition among organs were evaluated. Crop growth rate, relative growth rates, net assimilation rate as well as net photosynthesis rate had higher values in soybean compared to bean, following the pattern of leaf area and total dry mass. For both species, the highest rates occurred at the beginning of the cycle, decreasing with age. Unlike the bean, soybean has a high capacity to supply photosynthates to all of its organs throughout its entire cycle, favoring the maintenance of nodule growth and explaining its greater capacity for nitrogen assimilation.

Durante o desenvolvimento das plantas a partição e alocação de fotoassimilados variam entre os seus órgãos, e dependem de fatores inerentes ao genótipo e ao meio ambiente. A nodulação é mais efetiva na interação soja-bactéria diazotrófica do que na interação feijão-bactéria diazotrófica. Esta pesquisa tem como objetivo estudar o crescimento e a partição de fotoassimilados ao longo dos ciclos do feijão e da soja e inferir o quanto isso pode afetar a nodulação das raízes. Para tanto, foi instalado um experimento com dois tratamentos, soja (cultivar BRS GO - 7760 - RR) e feijão comum (cultivar BRS Estilo), com quatro repetições, conduzido em vasos e inteiramente ao acaso. As sementes foram inoculadas com inoculantes comerciais específicos para feijão e soja LeguMax® (Novozymes-Turfal). Plantas foram coletadas ao longo de seus ciclos e medidas as áreas foliares e as massas secas de todos os órgãos, incluindo nódulos. Modelos matemáticos foram ajustados aos dados e, com base neles, foram estimados os indicadores fisiológicos instantâneos do crescimento e, também, foram avaliadas as porcentagens de partição de fotoassimilados entre os órgãos. A taxa de crescimento das culturas (CGR), as taxas de crescimento relativo (RGR), a taxa líquida de assimilação (NAR) e a taxa líquida de fotossíntese (Pn) apresentaram maiores valores na soja em relação ao feijoeiro. Para ambas as culturas as maiores taxas ocorreram no início do ciclo, decrescendo ao longo do ciclo cultural. Diferentemente do feijoeiro a soja tem alta capacidade de suprir de fotoassimilados a todos os seus órgãos ao longo de todo o seu ciclo, o que favorece o maior crescimento dos seus nódulos, justificando a sua maior capacidade na captura do N2 atmosférico.

Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae) / Alocação de sexo dependente de tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flower's traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.

A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura =1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.

Pachira aquatica fruits shells valorization: renewables phenolics through analytical pyrolysis study (Py-GC/MS) / Valorização das cascas dos frutos da Pachira aquática: fenólicos renováveis através de estudo analítico de pirólise (Py-GC/MS)

This research valorized Pachira aquatica Aubl.'s fruit shells (PAS) through its energetic characterization and flash pyrolysis for biofuels or chemicals production. The characterization was performed through proximate and ultimate analysis, bulk density, higher heating value (HHV), hemicellulose, cellulose and lignin content, thermogravimetric analysis and absorption spectra in the infrared region obtained by Fourier-transform infrared spectroscopy technique (FTIR). The analytical flash pyrolysis was performed at 500°C in a Py-5200 HP-R coupled to a gas chromatograph (Py-GC/MS). The PAS biomass presents potential for thermochemical energy conversion processes due to its low moisture and ash content, 76.90% of volatile matter, bulk density of 252.6 kg/m3 and HHV of 16.24 MJ/kg. Flash pyrolysis products are mostly phenols or light organic acids derived from the decomposition of polysaccharides. Results confirmed the potential of PAS to produce bio-phenolics, such as 4-methoxyphenol which is an important active ingredient for skin depigmentation used in drugs and cosmetics, and as phenolic extract that can be used as a precursor to resins, applications that convert this forest waste into bio products for industry into a green circular economy.

Este trabalho teve como objetivo a valorização das cascas dos frutos da Pachira aquatica Aubl. (PAC) através da sua caracterização energética e pirólise flash para produção de biocombustíveis ou produtos químicos. A caracterização foi realizada através de análises imediata e final, densidade aparente, poder calorífico superior (PCS), conteúdos de hemicelulose, celulose e lignina, análise termogravimétrica e espectros de absorção na região do infravermelho obtidos pela técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A pirólise flash analítica foi realizada a 500 °C em equipamento Py-5200 HP-R acoplado a um cromatógrafo à gás (Py-GC/MS). A biomassa das PAC apresenta potencial para processos de conversão termoquímica de energia devido ao seu baixo teor de umidade e cinzas, além de 76,90% de materiais voláteis, densidade aparente de 252,6 kg/m3 e PCS igual a 16,24 MJ / kg. Os produtos da pirólise rápida são principalmente fenóis ou ácidos orgânicos leves derivados da decomposição de polissacarídeos. Os resultados confirmam o potencial das PAC para produzir bio-fenólicos, como o 4-metoxifenol que é um importante ingrediente ativo para despigmentação da pele usado em medicamentos e cosméticos, e como extrato fenólico que pode ser usado como precursor de resinas. Estas aplicações convertem esses resíduos florestais em produtos biológicos para a indústria em uma economia circular verde.

Optimization and qualitative comparison of two vinasse pre-treatments aiming at microalgae cultivation / Otimização e comparação qualitativa de dois pré-tratamentos da vinhaça visando ao cultivo de microalgas

ABSTRACT The cultivation of microalgae is a possible destination for vinasse, a residue from the sugar and alcohol industry. This use can help reduce the costs of microalgae production and remediate this residue rich in nutrients. However, the physicochemical characteristics of vinasse limit its use for microalgae growth at low concentrations, except when the residue is pretreated. This work aimed at optimizing the vinasse pretreatments of centrifugation and adsorption by smectite clay and activated charcoal on laboratory scale in terms of amounts of materials used and time spent, making them more viable on larger scales. The optimized processes were then compared in productive, economic, and environmental terms. The dilution of treated vinasse with distilled water resulted in similar growth of Chlorella vulgaris to those obtained with the dilution in BG11 medium, indicating that the addition of nutrients in culture media is not necessary. Although microalgae growth occurs in higher concentrations of vinasse treated by adsorption, the results show that centrifugation required less processing time, has cheaper processing costs, and generated much less residue. Centrifugation treatment has greater economic and environmental viabilities and was more sustainable than the adsorption, even though the algae did not grow in the centrifuged residue in concentrations as high as it did after the adsorption treatment. Therefore, this article brings a new view about the economic and environmental aspects on the use of pretreated vinasse for microalgal growth, giving a lucrative destination for a highly polluting waste.

RESUMO O cultivo de microalgas é um possível destino para a vinhaça, um resíduo da indústria sucroalcooleira. Esse uso pode ajudar a reduzir custos da produção de microalgas, além de remediar esse resíduo rico em nutrientes, entretanto as características físico-químicas da vinhaça limitam seu uso para o crescimento de microalgas a baixas concentrações, exceto quando o resíduo é pré-tratado. Este trabalho objetivou otimizar os pré-tratamentos da vinhaça de centrifugação e de adsorção por argila esmectita e carvão ativado em escala laboratorial quanto à quantidade de materiais utilizados e tempo gasto, tornando-os mais viáveis em escalas ampliadas. Os processos otimizados foram então comparados em termos produtivos, econômicos e ambientais. A diluição das vinhaças tratadas com água destilada resultou em crescimento de Chlorella vulgaris semelhante ao obtido com diluições com meio BG11, indicando que a adição de nutrientes nos meios de cultura não é necessária. Embora o crescimento de microalgas ocorra em concentrações mais altas de vinhaça tratada por adsorção, os resultados mostram que a centrifugação exigiu menos tempo de processamento, tem custos mais baratos e gerou menos resíduos. De maneira comparativa, o tratamento por centrifugação possui maior viabilidade econômica e ambiental e foi mais sustentável do que a adsorção, embora as algas não tenham crescido no resíduo centrifugado em concentrações tão altas quanto após o tratamento de adsorção. Portanto, este artigo traz uma nova visão sobre os aspectos econômicos e ambientais do uso da vinhaça pré-tratada para o crescimento de microalgas, proporcionando um destino lucrativo para um resíduo altamente poluente.

A poluição (intradomiciliar e extradomiciliar) é fator facilitador para o adoecimento pela COVID-19? / Is (indoor and outdoor) air pollution a facilitating factor for illness with COVID-19?

A associação positiva entre poluição atmosférica e COVID-19 tem sido confirmada por pesquisadores ao redor do mundo, sobretudo em localidades poluídas. A exposição de longo prazo à poluição atmosférica foi associada a maior gravidade da infecção pelo SARS-CoV-2. As medidas de afastamento social fizeram com que os níveis de poluentes atmosféricos caíssem de forma drástica. Além disso, a exposição à poluição intradomiciliar também foi relacionada à COVID-19. Os pobres, incluindo refugiados e trabalhadores migrantes que ficam em condições frágeis, são os mais vulneráveis. Como consequência da pandemia, muitas pessoas permanecem em ambientes fechados, sobretudo os indivíduos de risco (idosos, diabéticos, obesos, cardiopatas e pneumopatas crônicos). O isolamento domiciliar em ambiente com ventilação inadequada poderá determinar, nessas populações, outros problemas de saúde. A queima de biomassa e do tabaco no interior dos domicílios são fontes importantes de poluentes. Portanto, é essencial entender as consequências da relação entre a poluição intradomiciliar e a doença pandêmica COVID-19.

A positive association between air pollution and COVID-19 has been confirmed by researchers around the world, especially in polluted locations. Long-term exposure to air pollution was associated with greater severity of SARS-CoV-2 infection. Social withdrawal measures caused the levels of air pollutants to drop dramatically. In addition, exposure to indoor air pollution was also related to COVID-19. The poor, including refugees and migrant workers who are in fragile conditions, are the most vulnerable. As a consequence of the pandemic, many people remain indoors, especially at-risk individuals (older, diabetic, obese, cardiac, and chronic lung disease patients). Home isolation in an environment with inadequate ventilation may determine other health problems in these populations. Burning biomass and tobacco are important sources of household air pollutants. Therefore, it is essential to understand the consequences of the relationship between indoor air pollution and COVID-19.

Evaluation of the operational conditions in the production and morphology of Chlorella sp / Avaliação das condições operacionais na produção e morfologia de Chlorella sp

Abstract It was evaluated the effect of operational conditions in the production of Chlorella sp. after its selection from genus Chlorella sp., Scenedesmus sp., Nannochloris sp., Tetraselmis sp. and Dunaliella salina. Microalgae were inoculated in drinking water with addition of NPK fertilizer (N 24%, P 24%, K 18%), at a concentration of 0.5 g/L, agitation of 150 rpm, temperature 25 °C, light intensity of 1680 lumens at a color temperature of 6400K, without pH control for 8 days. The cellular concentrations obtained were 3.72x107 (Chlorella sp.), 1.36x107 (Scenedesmus sp.), 3.55x107 (Tetraselmis sp.), 5.74x107 (Nannochloris sp.) and 3.45x106 (Dunaliella salina), where the microalgae Chlorella sp., shows invasive capacity in drinking water cultivations. Applying the 2n-p fractional factorial design concept for the elemental composition of the microalgae and the cellular morphology, it was obtained 44.33% of C, 7.09% of H, 8.53% of N and 0.84% ​​of S for the Chlorella sp.

Resumo Foi avaliado o efeito das condições operacionais na produção de Chlorella sp. após a seleção do gênero Chlorella sp., Scenedesmus sp., Nannochloris sp., Tetraselmis sp. e Dunaliella salina. Microalgas foram inoculadas em água potável com adição de fertilizante NPK (N 24%, P 24% e K 18%), na concentração de 0,5 g/L, agitação de 150 rpm, temperatura de 25 °C, intensidade luminosa de 1.680 lúmens para uma temperatura de cor de 6.400 K, sem controle de pH por 8 dias. As concentrações celulares obtidas foram de 3,72 x 107 (Chlorella sp.), 1,36 x 107 (Scenedesmus sp.), 3,55 x 107 (Tetraselmis sp.), 5,74 x 107 (Nannochloris sp.) e 3,45 x 106 (Dunaliella salina), em que a microalga Chlorella sp. mostrou capacidade invasiva em cultivos de água potável. Aplicando o conceito de projeto fatorial fracionado 2n-p para a composição elementar da microalga e a morfologia celular, foram obtidos 44,33% de C, 7,09% de H, 8,53% de N e 0,84% de S para a Chlorella sp.

Body size responses to land use in stream fish: the importance of different metrics and functional groups

Body size influences the effect of individuals and assemblages on ecosystem functioning and defines how they respond to ecosystem changes. We evaluated how body size structure of fish assemblages and functional groups respond to human modifications at catchment, riparian and local scales in 40 streams of the Pampa grasslands, southern Brazil. To describe body size structure, we calculated the mean, coefficient of variation, skewness, and kurtosis, using individual biomass data for the entire fish assemblages and separately by functional group. The results suggested that body size response depends on body size metrics, functional group, and the spatial scale of land use. From 11 functional groups, only five showed a clear response to land use. In general, most functional groups had a higher concentration of small sizes (left-skewed) in response to increased land use measured at distinct spatial scales (local, riparian, and catchment), and a greater concentration of sizes in a narrow and central distribution (higher kurtosis). However, the responses were complex and varied between the functional groups. We conclude that considering ecomorphological and trophic features separately by functional group and assessing multiple body size metrics contributed greatly to detecting the influence of land use on fish body size.(AU)

O tamanho corporal influencia o efeito de indivíduos e assembleias no funcionamento dos ecossistemas e define como estes respondem à alterações ambientais. Investigamos como a estrutura do tamanho corporal de assembleias e grupos funcionais de peixes responde ao uso da terra quantificado em três escalas espaciais (sub-bacia, ripária e local), em 40 riachos do Pampa, sul do Brasil. Para tanto, calculamos média, coeficiente de variação, assimetria e kurtose usando biomassa individual em nível de assembleia e grupo funcional. As respostas do tamanho corporal dependeram da métrica utilizada, do grupo funcional e da escala de uso da terra. Entre os 11 grupos funcionais identificados, apenas cinco mostraram uma resposta clara ao uso da terra. Em geral, a maioria dos grupos mostrou uma assimetria na distribuição em favor de menores tamanhos corporais e uma concentração de tamanhos em uma distribuição estreita e central (alta kurtose) em resposta ao uso da terra quantificado nas três escalas espaciais. Entretanto, as respostas foram complexas e variaram entre grupos funcionais. A consideração de atributos ecomorfológicos e tróficos separadamente por grupo funcional e a avaliação de múltiplas métricas contribuem de forma importante para detectar a influência do uso da terra no tamanho corporal de peixes.(AU)

Diversity of longhorned beetles (Coleoptera: Cerambycidae) in the Caribbean region of Colombia: temporal variation between two fragments of tropical dry forest / Diversidade de besouros serra-pau (Coleoptera: Cerambycidae) na região caribenha da Colômbia: variação temporal entre dois fragmentos de floresta seca tropical

Abstract: The tropical dry forest is under constant threat from many anthropic activities which are conducted indiscriminately, modifying the forest, and therefore, affecting species that are closely related to its phenology, such as longhorned beetles (Cerambycidae). The spatio-temporal variation of the cerambycid diversity in two fragments of tropical dry forest (Reserva Campesina la Montaña and La Flecha) in the Caribbean region of Colombia was analyzed. At each locality, four squared plots were delimited, and the beetles were collected with fruit traps, beating sheets and manual capture, and with light traps in the center. Five hundred eighty-seven specimens representing 128 species were collected, of which members of the tribe Ectenessini (Cerambycinae) were the most abundant. At the subfamily level, Cerambycinae was the most abundant (465 specimens) and diverse (73 species), followed by Lamiinae and Prioninae. The highest values of richness (110 species), abundance (428), biomass (21.18 g), and as well as the highest values of true diversity (1D= 73.44, 2D= 34.30) were found during the first precipitations. Regarding beta diversity, temporal variation was determined and mainly explained by a high percentage of turnover (> 70%). Lastly, the high diversity of Cerambycidae was associated with high values of relative humidity and canopy cover during the rainy season. This showed that the structure of the cerambycid community in the tropical dry forest of the Caribbean region of Colombia depends on these variables, which are closely related to precipitation.

Resumo: A floresta seca tropical está sob constante ameaça devido às muitas atividades antrópicas que são realizadas indiscriminadamente, modificando a floresta e, portanto, afetando espécies que se encontram muito relacionadas com a sua fenologia, tais como os besouros serra-pau (Cerambycidae). Foi analisada a variação espaço-temporal da diversidade de cerambícidos em dois fragmentos de floresta seca tropical ("Reserva campesina La Montaña e La Flecha") na região caribenha da Colômbia. Em cada localidade, quatro quadrantes foram delimitados e os besouros foram coletados usando armadilhas com isca de fruta, guarda-chuva entomológico, captura manual e armadilhas de luz. Quinhentos e oitenta e sete espécimes, de 128 espécies foram coletados, sendo os membros da tribo Ectenessini (Cerambycinae) os mais abundantes. Ao nível de subfamília, Cerambycinae foi a mais abundante (465 espécimes) e diversa (73 espécies), seguida de Lamiinae e Prioninae. Os valores mais altos de riqueza (110 espécies), abundância (428) e biomassa (21.18 g) foram encontrados durante as primeiras chuvas, assim como os valores mais altos de diversidade verdadeira (1D= 73.44, 2D= 34.30). Em relação à diversidade beta, a variação temporal foi determinada e principalmente explicada por uma alta porcentagem de substituição (> 70%). Por último, uma alta diversidade de Cerambycidae foi associada com altos valores de humidade relativa e cobertura vegetal durante a temporada de chuva, mostrando que a estrutura da comunidade de Cerambycidae na floresta seca tropical da Colômbia depende dessas variáveis, as quais são muito relacionadas com a precipitação.

Extração de biomassa aderida ao meio-suporte de um reator de leito móvel com biofilme: agitação mecânica e ultrassom / Extraction of biomass attached to a support media in a moving bed biofilm reactor: mechanical agitation and ultrasound

RESUMO A quantificação de biomassa fixa em reatores de leito móvel com biofilme (MBBRs) é essencial para avaliação e controle do desempenho deles. Entretanto, observa-se que tal quantificação é realizada empregando-se diversas técnicas, o que dificulta comparações entre resultados. No presente trabalho, foram testadas duas das principais técnicas (agitação mecânica e ultrassom) utilizadas para extração de biomassa aderida aos meios-suporte (mídias) de um MBBR sem utilização de agentes químicos. Os desenhos experimentais foram realizados utilizando-se planejamento fatorial completo, e, para tal, foram selecionadas duas variáveis independentes: tempo (T) de exposição de 15 a 60 min; e volume de água destilada utilizado para extração (V) de 100 a 400 mL. O ultrassom mostrou-se superior à agitação mecânica quanto à eficiência no percentual extraído de sólidos suspensos totais (%SST), e embora nenhuma das variáveis (T ou V) tenha contribuído significativamente nas faixas testadas, com base na superfície de respostas, foi conduzido um novo experimento, ampliando a faixa de T de 5 a 90 min. A variável T contribuiu significativamente para o %SST, e o melhor resultado foi obtido com T = 90 min. Recomenda-se o uso de ultrassom, volume de mais fácil manuseio (250 mL) e T = 90 min. Ensaios adicionais são recomendados, tendo em vista a padronização do método.

ABSTRACT Quantification of attached biomass in Moving Bed Biofilm Reactors (MBBR) is essential for performance assessment and process control. However, it is observed that such quantification is performed using the most diverse techniques, which hampers comparisons between results. In this investigation, two of the main techniques used (mechanical agitation and ultrasound) were compared for removal of the biomass attached to the support media of an MBBR reactor without the use of chemical agents. The experiments were planned following full factorial designs using the two independent variables: Exposure time (T) from 15 to 60 min; and Volume of distillate water used for extraction (V) from 100 to 400 mL. The results revealed that ultrasound is superior to mechanical agitation regarding detachment of the total suspended solids (%TSS) and though neither T or V contributed significantly within the interval tested, based on the response surface, a new experiment was performed using an increased T range from 5 to 90 min. Then, exposure time contributed significantly to the %TSS detachment, with the best result at 90 min. The use of ultrasound is therefore recommended, with volume that is easier to handle (250 mL) and time equal to 90 min. Additional tests are recommended for method standardization.

Aproveitamento energético dos resíduos de cascas de coco verde para produção de briquetes / Energetic improvement of waste of green coconut shells to briquettes production

RESUMO A casca de coco verde é considerada um resíduo de complexa degradação, podendo ser também foco de proliferação de doenças. Com base nessa premissa e com a necessidade de se estudarem novas fontes renováveis de energia, a utilização de resíduos de casca de coco verde como fonte energética apresenta aspectos benéficos, desde que seja viável econômica e tecnicamente. Assim, este artigo visa avaliar o potencial energético da casca do coco verde por meio da produção de briquetes. Foram realizadas análises das características físico-químicas dos briquetes e da biomassa in natura. Como resultados, foram encontrados poder calorífico de 13,6 MJ/kg para biomassa in natura; já para os briquetes, com aglutinantes água e amido, os valores foram de 15,6 e 11,7 MJ/kg, respectivamente. O poder calorífico da biomassa in natura não resultou valores inferiores quando comparados com a literatura de referência, porém sua umidade e teor de cinzas se apresentaram bastante elevados. Para os briquetes produzidos, esses valores se reduzem e o poder calorífico é considerado alto e eficiente para fins de geração de calor. Dessa forma, verifica-se o potencial de utilização dos resíduos da casca como alternativa energética, além das vantagens socioeconômicas e ambientais.

ABSTRACT A green coconut shell is considered a residue of complex degradation, and can also be a focus of proliferation of diseases. Based on this premise, it is necessary to study new renewable sources of energy, the use of residues of green coconut shell as an energy source has beneficial aspects, since economically and technically viable. Thus, this article aims to evaluate the energy potential of the green coconut shell through the briquettes production. Analyzes of the physic-chemical characteristics of the briquettes and of the in natura biomass were carried out. As a result, a calorific value of 13.6 MJ/kg was found for in natura biomass, for the briquettes, with binder water and starch, presented calorific value of 15.6 and 11.7 MJ/kg, respectively. The calorific value in the in natura biomass did not result in much lower values compared to the reference literature; however, its humidity and ash content were quite high. For the briquettes produced, these values are reduced and the calorific value is considered high and efficient if it is treated for purposes of heat generation. Thus, the potential for using bark residues as an alternative energy is verified, in addition to the socioeconomic and environmental advantages.

Captura de carbono en biomasa de sistemas de uso del suelo, municipio de Yopal, Casanare, Colombia / Carbon capture regarding biomass from rural land use systems near the municipality of Yopal, Casanare, Colombia / Captura de carbono na biomassa de sistemas de uso da terra, município de Yopal, Casanare, Colômbia

Resumen El cambio climático, ocasionado por el incremento en la concentración de gases efecto invernadero (GEI), genera alteraciones en el clima del planeta, aumentando la temperatura media global, lo que afecta patrones de precipitación. El área de estudio se ubicó en el Municipio de Yopal, corregimiento Tacarimena, compuesta por ocho veredas, la cual presenta clima cálido - húmedo con promedio de precipitación anual de 2270 mm; temporada seca de diciembre-marzo y lluviosa de abril-noviembre y alturas inferiores a 380 m. En concordancia con la necesidad del desarrollo bajo en carbono, la presente investigación estima la biomasa arriba y abajo del suelo y con éstas el carbono total almacenado en siete sistemas de uso del suelo: 1) plátano con sombrío (SAF+ plátano), 2) cacao con sombrío (Ca+S), 3) cítricos (C), 4) sistema silvopastoril bajo (SSPB), 5) sistema silvopastoril alto (SSPA), 6) bosques de galería (BG), y 7) mata de monte (MM). Se trabajó con diseño experimental completamente al azar con cinco repeticiones, para un total de 35 unidades experimentales. Se establecieron parcelas temporales de muestreo, tomando datos en 832 árboles de 66 especies botánicas. Se estimó la biomasa arriba del suelo mediante modelos alometricos, utilizando datos de campo (diámetro a la altura del pecho dap y la altura total). La biomasa abajo del suelo (raíces) se estimó empleando el modelo general para bosques tropicales. Todos los usos del suelo en estudio ofrecen el servicio ecosistémico de captura de carbono, siendo el BG y la MM los de mayor carbono, mientras que el SAF+plátano almacenó la menor cantidad de carbono. Potenciales cambios de sistemas productivos a sistemas forestales (BG y MM) implican una ganancia de carbono (adicionalidad), mientras que los cambios contrarios, es decir deforestación, representan emisiones de CO2. Estos resultados son claves para la orientación a políticas y proyectos de captura de carbono.

Abstract Climate change caused by increased greenhouse gas (GHG) concentration causes alterations in the planet's climate and increases the average global temperature, thereby affecting rainfall patterns. This study's target area was the town of Tacarimena in the municipality of Yopal; it has eight rural areas. The area is located around 380 masl and has a warm, humid climate, a mean annual rainfall of 2,270 mm, a dry season between December and March and a rainy season from April to November. This research has estimated seven land-use systems' above- and below-ground biomass and total carbon storage in line with a low-carbon development policy: 1) plantain with shade (SAF + plantain), 2) cocoa with shade (Ca + S), 3) citrus (C), 4) low-lying silvopastoral system (LSS), 5) high-lying silvopastoral system (HSS), 6) gallery forest (GF) and 7) bush (B). A completely randomised experimental design with five repetitions was used, giving 35 experimental units. Temporary sampling plots were established for taking information regarding 832 trees from 66 botanical species. Allometric models were used for estimating above-ground biomass using field data/measurements (diameter at breast height (DBH) and total height (TH). A general tropical forest model was used for estimating below-ground biomass. All the land-use systems being studied had the essential ecosystem service of carbon capture/CO2 sequestration where GF and B had the highest carbon storage; on the contrary, SAF + plantain stored the lowest amount of carbon. Changing from production to forestry systems (GF and B) implies increased carbon capture (additionality), whereas the opposite (i.e. deforestation) represents CO2 emission. Such results represent a key input for policy design and carbon capture projects.

Resumo A mudança climática, causada pelo aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEEs), gera alterações no clima do planeta e um aumento na temperatura média global, afetando os padrões de precipitação. A área de estudo foi localizada no município de Yopal, distrito Tacarimena, composto por oito vilarejos, que tem um clima quente - úmido com precipitação anual média de 2.270 mm, além de uma estação seca de dezembro a março e uma estação chuvosa entre abril e novembro. De acordo com a necessidade de desenvolvimento baixo em carbono, esta pesquisa estima a biomassa acima e abaixo do solo e com eles o total de carbono armazenado em sete sistemas de uso da terra: 1) banana com sombra (SAF + banana), 2) cacau sombreado (Ca + S), 3) cítricos (C), 4) sistema silvopastoril baixo (SSPB), 5) sistema silvopastoril alto (SSPA), 6) floresta riparia (BG), e 7) fragmento de floresta (MM). Desenvolveu-se um desenho experimental inteiramente casualizado com cinco repetições, totalizando 35 unidades experimentais. Parcelas temporárias de amostragem foram estabelecidas, tomando dados de 832 árvores de 66 espécies botânicas. A biomassa acima do solo foi estimada com modelos alométricos, inserindo os dados de campo: diâmetro à altura do peito (dap) e a altura total. A biomassa abaixo do solo foi estimada usando um modelo geral para florestas tropicais. Todos os usos da terra em estudo oferecem o serviço ecossistêmico de captura de carbono, sendo BG e MM os que apresentam o maior carbono, enquanto que SAF + banana armazenou a menor quantidade de carbono. Mudanças potenciais de sistemas de produção para sistemas florestais (BG e MM) implicam em ganho de carbono (adicionalidade), entanto que as mudanças opostas, como o desmatamento, representam emissões de CO2. Esses resultados são chaves para orientar políticas e projetos de captura de carbono.

Analysis of Nostoc muscorum biomass production in a hydroponic system / Análisis de la producción de biomasa de Nostoc muscorum en sistema hidropónico / Análise da produção de biomassa de Nostoc muscorum num sistema hidropônico

Abstract Nostoc is a genus of filamentous cyanobacteria with biotechnological applications in human nutrition, biomedicine, biofertilization and commercial production of biofuels. However, the low growth rate in liquid medium due to its periphytic nature and its tendency to form biofilms, limits its large-scale production. Therefore, the aim of this study was to evaluate the biomass production of Nostoc muscorum in a modified hydroponic system. Cultures of N. muscorum were made by triplicate, in a hydroponic system under semicontrolled conditions of temperature (29 ± 13 °C), light intensity (32 ± 54 µmol/m2/s) and photoperiod (12 hours), for a total of 23 days inside a greenhouse. Temperature, pH, conductivity and dry biomass production were monitored on alternating days. The results showed that the maximum dry biomass production was 0.2276 ± 0.0114 g/m2/day, and the average productivity was 0.4149 ± 0.0207 g/m2/day. The maximum biomass production of N. muscorum was achieved on day thirteen with 0.3185 ± 0.0159 g/m2/day. The correlation statistical analysis of environmental variables did not show significant differences; thus, temperature, pH and electrical conductivity did not affect the biomass production of N. muscorum. Consequently, the algal growth was influenced by the species physiology only. The support used in the hydroponic system allowed the adhesion and development of the algae mucilaginous layer without requiring drying periods as in conventional crops. The hydroponic system provided a continuous flow of nutrients hat could prevent the attack of opportunistic bacteria and fungi, generating a high growth rate of N. muscorum. The hydroponic system represents a viable alternative for the production of N. muscorum biomass under greenhouse conditions at large scale.

Resumen Nostoc es un género de cianobacterias filamentosas con aplicaciones biotecnológicas en nutrición humana, biomedicina, biofertilización y producción comercial de biocombustibles. Sin embargo, su baja tasa de crecimiento en medio líquido por su naturaleza perifítica y su tendencia a formar biofilms, limita su producción a gran escala. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue analizar la producción de biomasa de Nostoc muscorum en un sistema hidropónico modificado. Para ello, se realizaron cultivos de N. muscorum por triplicado, en un sistema hidropónico bajo condiciones semicontroladas de temperatura (29 ± 13°C), intensidad lumínica (32 ± 54 µmol/m2/s) y fotoperiodo (12 horas), durante 23 días en un invernadero. La temperatura, el pH, la conductividad eléctrica y la producción de biomasa seca, fueron monitoreados en días alternados. Los resultados arrojaron que la producción máxima de biomasa seca fue de 0.2276 ± 0.0114 g/m2/día, y la productividad promedio fue de 0.4149 ± 0.0207 g/m2/día. A su vez, la producción máxima de biomasa de N. muscorum se obtuvo el día trece con 0.3185 ± 0.0159 g/m2/día. El análisis estadístico de correlación de variables ambientales no arrojó diferencias significativas, por lo que la temperatura, el pH y la conductividad eléctrica no afectaron la producción de biomasa de N. muscorum. Consecuentemente, el crecimiento algal fue influenciado por la fisiología de la especie. El soporte empleado en el sistema hidropónico permitió la adherencia y el desarrollo de la capa mucilaginosa de la cianobacteria sin requerir períodos de desecación como en los cultivos convencionales. El sistema hidropónico proporcionó un flujo continuo de nutrientes que podría prevenir el ataque de bacterias y hongos oportunistas, generando una alta tasa de crecimiento. De este modo, este sistema hidropónico representa una alternativa viable para la producción de biomasa de N. muscorum en condiciones de invernadero a gran escala.

Resumo Nostoc é um gênero de cianobactérias filamentosas com aplicações biotecnológicas em nutrição humana, biomedicina, biofertilização e produção comercial de biocombustíveis. Entretanto, sua baixa taxa de crescimento em meio líquido, devido à sua natureza perifítica e sua tendência a formar biofilmes, limita sua produção em larga escala. Portanto, o objetivo deste estudo foi analisar a produção de biomassa de Nostoc muscorum num sistema hidropônico modificado. Para isso, foram realizadas culturas de N. muscorum em triplicata num sistema hidropônico sob temperatura (29 ± 13°C) e intensidade da luz (32 ± 54 µmol/m2 /s) semicontroladas com fotoperíodo de 12 horas durante 23 dias numa estufa. A temperatura, o pH, a condutividade elétrica e a biomassa seca foram monitorados em dias alternados. Os resultados mostraram que a produção máxima de biomassa seca foi de 0,2276 ± 0,0114 g/m2 /dia e a produtividade média foi de 0,4149 ± 0,0207 g/ m2 /dia. No entanto, a produção máxima de biomassa de N. muscorum foi obtida no dia treze com 0,3185 ± 0,0159 g/m / dia. A análise estatística da correlação de variáveis ambientais não mostrou nenhuma diferença significativa, de modo que a temperatura, o pH e a condutividade eléctrica não afetaram a produção de biomassa de N. muscorum e o crescimento foi influenciado pela fisiologia da espécie. O suporte utilizado permitiu a adesão e desenvolvimento da camada mucilaginosa das algas sem a necessidade de períodos de secagem como nas culturas convencionais. O sistema hidropônico proporcionou um fluxo contínuo de nutrientes que impede o ataque de bactérias e fungos oportunistas, gerando uma alta taxa de crescimento. Portanto, este sistema hidropônico representa uma alternativa viável para a produção de biomassa de N. muscorum em larga escala sob condições de estufa.