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Natural system, light and nutrition in seedlings of Saccharum officinarum in vitro
No full textSugarcane is one of the main crops in Brazil, planted in almost the entire territory and adapted to the different regions of the country. The objective of this work was to evaluate the influence of the natural ventilation system, light intensity, light spectrum and composition of the culture medium on the in vitro cultivation of sugarcane. Lateral shoots were cultivated in MS medium and maintained in a completely randomized design (DIC). Article I - 3x3 double factorial scheme, with three numbers of explants per flask (5, 10 and 20) and three ventilation systems (Without filter - SC, with two filters - SVN2 and four filters - SVN4). Article II - kept under five light intensities: 26, 70, 100, 113 and 144 μmol m−2 s−1 and under different light spectra: monochromatic white; red; blue and combinations of blue - %A and red - %V: (30:70; 70:30; and 50:50). Article III - reduction of the original concentration of NH4NO3 and KNO3 salts, in percentage and light intensity, with three concentrations of NH4NO3 and KNO3 (25, 50 and 100%) and five light intensities (26, 70, 100, 113 and 144 μmol m−2 s−1). The third experiment also consisted of increasing the original concentration of CaCl.2 and MgSO4 salts (100, 200 and 400%) and pH variations (5.50; 5.75 and 6.00). After 35 days of in vitro cultivation, agronomic growth parameters and photosynthetic pigments were evaluated. There was less accumulation of dry mass with the increase in the number of explants per flask. For the agronomic growth parameters, the natural ventilation system with four filters and 5 explants per flask provided greater gains. However, the natural ventilation system with four filters, 10 and 20 explants per flask resulted in accumulation of seedling dry mass, which favored plant growth during the acclimatization phase. The use of porous membranes in the micropropagation of sugarcane with 10 and 20 explants per flask can be recommended. The light intensity of 113 μmol m−2 s−1 resulted in the highest production of dry mass and photosynthetic pigments, providing the highest seedling vigor. The white, blue and red monochromatic light spectra resulted in seedlings with higher dry mass accumulation (MSPA, MSR, MST), and the 50% blue:50% red spectrum in the biosynthesis of photosynthetic pigments. In the third experiment, the root system reached greater lengths with higher intensities and lower nitrogen concentrations. The stem diameter of the seedlings was also better developed as the light intensity increased, regardless of the salt concentration. Increasing the concentration of NH4NO3 and KNO3 salts reduced root dry mass accumulation. The highest averages of the photosynthetic pigments were obtained when subjected to the highest light intensity, in all nitrogen concentrations. At intensities 70, 113 and 144 μmol m−2 s−1 there was the highest total dry mass production. Culture medium with 200% of the Ca and Mg strength of DM and pH 5.5 favored the highest production of dry mass.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do Brasil, plantada em quase todo o território e adaptada as diferentes regiões do país. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência de sistema de ventilação natural, intensidade de luz, espectro luminoso e composição do meio de cultura no cultivo in vitro de cana-de-açúcar. Brotações laterais foram cultivadas em meio MS e mantidas sob delineamento inteiramente casualizados (DIC). Artigo I - esquema fatorial duplo 3x3, sendo três números de explante por frasco (5, 10 e 20) e três sistemas de ventilação (Sem filtro - SC, com dois filtros - SVN2 e quatro filtros - SVN4). Artigo II - mantidas sob cinco intensidades de luz: 26, 70, 100, 113 e 144 μmol m−2 s−1 e sob diferentes espectros de luz: monocromática branca; vermelho; azul e combinações de azul - %A e vermelho - %V: (30:70; 70:30; e 50:50). Artigo III - redução da concentração original dos sais NH4NO3 e KNO3, em porcentagem e da intensidade de luz, sendo três concentrações de NH4NO3 e KNO3 (25, 50 e 100%) e cinco intensidades de luz (26, 70, 100, 113 e 144 μmol m-2s-1). O terceiro experimento também consistiu no aumento da concentração original dos sais CaCl.2 e MgSO4 (100, 200 e 400%) e variações do pH (5,50; 5,75 e 6,00). Após 35 dias de cultivo in vitro, foram avaliados os parâmetros de crescimento agronômico e pigmentos fotossintéticos. Houve menor acúmulo de massa seca com o aumento do número de explantes por frasco. Para os parâmetros de crescimento agronômico o sistema de ventilação natural com quatro filtros e 5 explante por frascos proporcionaram maiores ganhos. No entanto, o sistema de ventilação natural com quatro filtros, 10 e 20 explantes por frascos resultou em acúmulo de massa seca das plântulas, o que favoreceu o crescimento da planta durante a fase de aclimatização. Recomenda-se o uso de membranas porosas na micropropagação de cana-de-açúcar com 10 e 20 explantes por frasco. A intensidade de luz de 113 μmol m-2 s-1 resultou na maior produção de massa seca e de pigmentos fotossintéticos, proporcionando o maior vigor da plântula. Os espectros luminosos monocromáticos branco, azul e vermelho resultaram em plântulas com maior acumulo de massa seca (MSPA, MSR, MST), e o espectro 50% azul:50% vermelhos na biossíntese dos pigmentos fotossintéticos. No terceiro experimento, o sistema radicular atingiu maiores comprimentos com maiores intensidades e menores concentrações de nitrogênio. O diâmetro do colmo das plântulas também foram melhores desenvolvidos à medida que aumentou a intensidade de luz independente da concentração de sais. O aumento da concentração dos sais de NH4NO3 e KNO3 reduziu o acumulo da massa seca da raiz. As maiores medias dos pigmentos fotossintético, foram obtidas quando submetidas a intensidade de luz mais alta, em todas as concentrações de nitrogênio. Nas intensidades 70, 113 e 144 μmol m−2 s−1 houve a maior produção de massa seca total. Meio de cultura com 200% da força de Ca e Mg do MS e pH 5,5 favoreceu a maior produção de massa seca
Influence of the host fruit on the control of Ceratitis capitata by entomopathogenic nematodes
No full textCeratitis capitata (Diptera: Tephritidae) is a key pest in fruit production worldwide, being a polyphagous insect, causing damage to several orchards of economic interest. Currently, the use of chemical products to control the population of fruit flies is common, but the side effects are harmful to the environment and human health, in addition to selecting resistant populations. Biological control by entomopathogenic nematodes (EPN) is an important Integrated Pest Management (IPM) tactic for C. capitata, and studies show that the nutritional factor influences the development rate of fruit flies, which may interfere with the insect susceptibility and in EPN progeny. Thus, the objective of this work was to evaluate the efficiency of NEP from the genera Heterorhabditis and Steinernema on C. capitata larvae fed on different fruit-based diets. The bioassays were conducted at the Laboratory of Pathology and Microbial Control of Insects at the Federal University of Lavras – UFLA, under controlled conditions (25 ± 2°C, RH 70 ± 10%, 12h of photophase). Third-instar larvae that developed on an artificial diet were collected, applying 1 mL of suspension containing 100 infective juveniles (IJ)/insect from native and exotic EPN isolates, evaluating whether the diet formed a physical barrier and favored resistance to NEP. Another bioassay was carried out to identify the optimal dosage, susceptibility of C. capitata larvae to EPN, and, subsequently, inoculation of C. capitata eggs was performed on different fruit-based diets, including guava, apple, orange, mango and artificial diets. It was also analyzed the progeny and the effectiveness of IJ from larvae fed with different diets on Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidade). C. capitata larvae were found to be susceptible to all EPN isolates, regardless of diet, and the mortality rate ranged from 38.3% (Heterorhabditis amazonenses RSC05) to 92.8% (Steinernema brazilense). For larvae without diet, mortality ranged from 53.3% (Heterorhabditis amazonenses RSC05) to 90.1%, with emphasis on S. feltiae. The JI of all isolates were recovered, both in the presence and absence of diet, and the mortality rate of larvae of C. capitata that received diet was lower than that of larvae without diet. Larvae mortality was proportional to the increase in IJ concentration, with LD50 16.41 IJ/Insect and 11.94 IJ/Insect, and LD90 of 108.01 IJ/Insect and 147.9 IJ/Insect for S. feltiae and S. brazilense respectively. The susceptibility of the larvae fed different diets showed a difference in the virulence of the EPN, and for S. feltiae, the treatment with the mango-based diet was lower (77.3%) and the artificial diet was higher (94.8%) in mortality. For S. brazilense the mortality rate ranged from 66.8% (mango-based diet) to 90.5% (orange-based diet). With this, it is concluded that there is a variation in the susceptibility of C. capitata larvae to EPN according to the food source, being necessary to carry out studies to verify the nutritional factors that interfere in the action of the entomopathogen.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae) é uma praga chave na fruticultura mundial, sendo um inseto polífogo, causando danos em diversos pomares de interesse econômico. Atualmente é comum o uso de produtos químicos para o controle populacional das moscas-das-frutas, porém os efeitos colaterais é danoso ao meio ambiente e à saúde humana, além de selecionar populações resistentes. O controle biológico por nematoides entomopatogênicos (NEP), é uma importante tática de Manejo Integrado de Pragas (MIP) para C. capitata, e, estudos demonstram que o fator nutricional influencia a taxa de desenvolvimento das moscas-das-frutas, podendo interferir na susceptiblidade do inseto e na progênie dos NEP. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de NEP dos gêneros Heterorhabditis e Steinernema sobre larvas de C. capitata alimentadas por diferentes dietas à base de frutos.Os bioensaios foram conduzidos no Laboratório de Patologia e Controle Microbiano de Insetos da Universidade Federal de Lavras – UFLA, em condições controladas (25 ± 2°C, UR 70 ± 10%, 12h de fotofase). Foram coletadas larvas de terceiro instar que se desenvolveram em dieta artificial, aplicando-se 1 mL de suspensão contendo 100 juvenis infectantes (JI)/inseto de isolados nativos e exóticos de NEP, avaliando se a dieta formou barreira física e se favoreceu a resistência aos NEP. Posteriormente foi feito bioensaio para identificar a dosagem ótima, susceptibilidade das larvas de C. capitata aos NEP, e, subsequentemente foi feita a inoculação de ovos de C. capitata em diferentes dietas a base de fruta, sendo dietas à base de goiaba, maçã, laranja, manga e dieta artificial. Foi também, analisada a progênie e a eficácia dos JI provindos de larvas alimentadas com as diferentes dietas em Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidade). Verificou-se que as larvas de C. Capitata foram suscetíveis a todos os isolados de NEP, independente da dieta, e a taxa de mortalidade variou entre38,3% (Heterorhabditis amazonensis RSC05) a 92,8% (Steinernema brazilense). Para as larvas sem dieta, a mortalidade variou de 53,3% (Heterorhabditis amazonensis RSC05) a 90,1%, com destaque paraS. feltiae. Os JI de todos os isolados foram recuperados, tanto na presença como na ausência de dieta, e a taxa de mortalidade de larvas de C. capitata que receberam dieta foi menor que a das larvas sem dieta. A mortalidade das larvas foi proporcional ao aumento da concentração dos JI, com DL50 16,41JI/Inseto e 11,94 JI/Inseto, e DL90 de 108,01 JI/Inseto e 147,9 JI/Inseto para S. feltiae e S. brazilense respectivamente.A susceptibilidade das larvas alimentadas com diferentes dietas demonstrou diferença na virulência dos NEP, sendo que para S. feltiae, o tratamento com a dieta à base de manga foi inferior (77,3%)e dieta artificial foi maior (94,8%) na mortalidade. Para S. brazilense a taxa de mortalidade variou de 66,8% (dieta à base de manga) a 90,5% (dieta à base de laranja). Com isso, conclui-se que há uma variação na susceptibilidade das larvas de C. capitata ao NEP de acordo com a fonte de alimentação, sendo necessário realizar estudos para verificar os fatores nutricionais que interferem na ação do entomopatógeno
Physiological quality of tomato seeds coated with essential oil nanoemulsion in the control of fusariosis
No full textArquivo retido, a pedido da autora, até março de 2024.Several crops intended for food production are susceptible to pest attacks and diseases. In case of tomato (Solanum lycopersicum L.), the fields are affected by many pathogens, especially Fusariosis, which is caused by Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici (FOL). The chemical treatment of seeds has caused the development of resistant variants, environmental pollution and risks to workers' health. Therefore, the use of essential oils extracted from plants is an alternative treatment. The aim of this work was to evaluate the effect of the coating starch-based, incorporated with nanoemulsion in thyme essential oil on the physiological potential of tomato seeds. Initially, the seeds of cultivars Ibiza and Napolitano were disinfested and subsequently inoculated with Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici. Eight treatments were defined for each cultivate: T1 (untreated tomato seeds - Control); T2 (seeds inoculated with F. oxysporum.); T3 (seeds inoculated and treated with 0 ppm thyme EO nanoemulsion); T4 (seeds inoculated and treated with nanoemulsion of Thyme EO 5,000ppm); T5 (seeds inoculated and treated with thyme EO nanoemulsion 10,000ppm); T6 (2 layers of incorporated coating with thyme EO nanoemulsion at 0 ppm); T7 (2 layers coating incorporated with thyme EO nanoemulsion at 5,000 ppm) and T8 (2 layers of coating incorporated with thyme EO nanoemulsion a 10,000ppm) which underwent to the following tests; water content, seed health, first counting, germination, emergence, emergence speed index, accelerated aging and image analysis. The experimental design was the completely randomized design (CRD), with 4 replications and Scott-Knott applied at 5% probability, and also a multivariate statistics through the analysis of the principal components (PCA). It was concluded that there was no phytotoxic effect of the oil essential in the germination of tomato seeds, with the exception of the use of two layers coating incorporated with thyme EO nanoemulsion at 10,000 ppm. Considering the cultivars Ibiza and Napolitano, the other treatments were efficient in control of fusariosis without affecting the quality of tomato seeds.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Diversas culturas destinadas à produção de alimentos estão sujeitas ao ataque de pragas e doenças. No caso específico do tomate (Solanum lycopersicum L.), as lavouras são afetadas por inúmeros patógenos com destaque para a Fusariose causada pelo agente etiológico Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici (FOL). O tratamento químico errado de sementes tem levado ao desenvolvimento de cepas resistentes, poluição do meio ambiente e riscos à saúde dos trabalhadores. Diante disso, o uso de óleos essenciais extraídos de plantas é um tratamento alternativo. O objetivo neste trabalho foi avaliar o efeito do revestimento ativo à base de amido, incorporado com nanoemulsão em óleo essencial de tomilho, na qualidade fisiológica de sementes de tomate. Inicialmente, as sementes das cultivares Ibiza e Napolitano foram desinfestadas, e posteriormente, inoculadas com Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici. Foram definidos 8 tratamentos para cada cultivar, sendo eles; T1 (sementes de tomate sem tratamento - Controle); T2 (sementes inoculadas com F. oxysporum.); T3 (sementes inoculadas e tratadas com nanoemulsão de OE de tomilho 0 ppm); T4 (sementes inoculadas e tratadas com nanoemulsão de OE de tomilho 5.000ppm); T5 (sementes inoculadas e tratadas com nanoemulsão de OE de tomilho 10.000ppm); T6 (2 camadas de revestimento incorporado com nanoemulsão de OE de tomilho a 0 ppm); T7 (2 camadas de revestimento incorporado com nanoemulsão de OE de tomilho a 5.000 ppm) e T8 (2 camadas de revestimento incorporado com nanoemulsão de OE de tomilho a 10.000ppm), em que foram submetidos aos seguintes testes; teor de água, sanidade, primeira contagem de germinação, germinação, emergência, índice de velocidade de emergência, envelhecimento acelerado e análise de imagem. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado (DIC), com 4 repetições e aplicado Scott-Knott a 5% de probabilidade, e também uma estatística multivariada através da análise dos componentes principais (PCA). Concluiu- se que não houve efeito fitotóxico do óleo essencial na germinação das sementes de tomate, com exceção do uso de duas camadas de revestimento incorporado com nanoemulsão de OE de tomilho a 10.000 ppm. Para as cultivares Ibiza e Napolitano, os demais tratamentos mostraram-se eficientes no controle da fusariose sem afetar a qualidade de sementes de tomate
Avaliação de testes e estratégias diagnósticas em programas de controle e erradicação da brucelose bovina
No full textArquivo retido, a pedido da autora, até abril de 2024.Due to the impact of Brucella abortus infection on livestock and public health, the control and eradication of bovine brucellosis is an important goal in several countries where the disease is endemic. The diagnosis of Brucella spp. in brucellosis control and eradication programs is usually based on bacteriological and serological tests. Although important for disease diagnosis, phenotypic typing methods generally have lower discriminatory power compared to genotypic methods and therefore make it difficult to track outbreaks and control disease spread. In this sense, the objective of the present study was to evaluate, in a general context, the guidelines that influence and strategies in a bovine brucellosis control and eradication program, having as specific objectives: to estimate the values of diagnostic sensitivity (DSe) and diagnostic specificity (DSp ) of the main serological tests used in the diagnosis of bovine brucellosis, as well as the estimation of conditional dependence and outline strategies for the reduction and eradication of bovine brucellosis applied to control programs. In addition to assessing the potential risks of using oocytes from animals positive for brucellosis in reproductive biotechnologies and performing a broad phenotypic and genotypic characterization of two strains of B. abortus biovar 4 described for the first time in cattle in Brazil, providing high-resolution epidemiological data on rare isolates of B. abortus among cattle in the country. The main results that we can highlight from the studies that make up this thesis are: the serological tests most used for the diagnosis of bovine brucellosis worldwide showed overestimation of Dse and DSp estimates; all serological tests, except iELISA_SOD, that were evaluated showed conditional dependence; iELISA_SOD can be used for the diagnosis of infected animals, increasing the range of serological tests available for the diagnosis of bovine brucellosis, with the advantage of being free of S-LPS. In contrast, iELISA_MDH showed low utility as a diagnostic test for bovine brucellosis, as well as for differentiating infection from vaccination; even in the ovarian follicular fluid of seropositive cows there is no presence of Brucella spp., which offers greater safety for the reproductive biotechnologies performed from the follicular aspirate of these animals; and the typing of B. abortus strains isolated from cattle in Brazil confirmed the occurrence of B. abortus biovar 4 in the country, providing subsidies for the surveillance of the pathogen within the program for the control and eradication of bovine brucellosis in the country.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Devido ao impacto da infecção por Brucella abortus na pecuária e na saúde pública, o controle e erradicação da brucelose bovina é uma meta importante de vários países onde a doença é endêmica. O diagnóstico de Brucella spp. nos programas de controle e erradicação da brucelose é geralmente baseado em testes bacteriológicos e sorológicos. Embora importantes para o diagnóstico da doença, os métodos de tipagem fenotípica geralmente têm menor poder discriminatório em comparação com os métodos genotípicos e, portanto, dificultam o rastreamento de surtos e o controle da disseminação da doença. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi avaliar em um contexto geral as diretrizes que influenciam e estratégias em um programa de controle e erradicação da brucelose bovina, tendo como objetivos específicos: estimar os valores de sensibilidade diagnóstica (DSe) e especificidade diagnóstica (DSp) dos principais testes sorológicos utilizados no diagnóstico da brucelose bovina, bem como a estimação da dependência condicional e traçar estratégias para a redução e erradicação da brucelose bovina aplicados a programas de controle. Além de avaliar os riscos potenciais da utilização de oócitos de animais positivos para brucelose em biotecnologias reprodutivas e realizar uma ampla caracterização fenotípica e genotípica de duas cepas de B. abortus biovar 4 descritas pela primeira vez em bovinos do Brasil, fornecendo dados epidemiológicos de alta resolução sobre isolados raros de B. abortus entre bovinos no país. Os principais resultados que podemos destacar oriundos dos estudos que compõem a presente tese são: os testes sorológicos mais utilizados para o diagnóstico da brucelose bovina em todo o mundo apresentaram superestimação das estimativas de Dse e DSp; todos os testes sorológicos, exceto iELISA_SOD, que foram avaliados apresentaram dependência condicional; o iELISA_SOD pode ser utilizado para o diagnóstico de animais infectados, aumentando a gama de testes sorológicos disponíveis para o diagnóstico de brucelose bovina, com a vantagem de ser livre de S-LPS. Em contraste, o iELISA_MDH mostrou baixa utilidade como teste diagnóstico para brucelose bovina, bem como para diferenciar infecção de vacinação; mesmo no fluido folicular ovariano em vacas soropositivas não há presença de Brucella spp., o que oferece maior segurança para as biotecnologias reprodutivas realizadas a partir do aspirado folicular desses animais; e a tipagem de cepas de B. abortus isoladas de bovinos no Brasil confirmou a ocorrência de B. abortus biovar 4 no país, dando subsídios para a vigilância do patógeno dentro do programa de controle e erradicação da brucelose bovina no país
Proposal for robust sphericity tests regarding the presence of outliers and the high dimensionality of the data
No full textFor the sphericity hypothesis, the study of ten tests was proposed to verify the robustness regarding
the presence of outliers and the high dimensionality of the data. As the likelihood ratio
test degenerates when p ≥ n, the test statistic proposed by John (1971) was applied, as it is
robust when p ≥ n, and its modifications, in which the covariance matrix was replaced by its
robust comedian estimator (JAsR), its bootstrap version (JB) and the modification of the bootstrap
version, which replaced the sample covariance matrix by its robust comedian estimator
(JBR) . The likelihood ratio test (LRTAs) was also studied, as well as the LRTAs with modified
test statistics, following the same criteria as the J statistic: LRTAsR, LRTB and LRTBR. An
adaptation of the maximum test statistic proposed by Chen et al. (2020) was also used: TB and
TBR. The normal and contaminated normal distributions with 30% contamination were used.
It was concluded that the bootstrap versions of the tests performed better, as they were robust
in terms of the presence of outliers, and that JB and JBR were also robust in relation to the high
dimensionality of the data.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Para a hipótese de esfericidade, propôs-se o estudo de dez testes para verificar a robustez quanto
a presença de outliers e à a alta dimensionalidade dos dados. Como o teste da razão de verossimilhanças
se degenera quando p ≥ n, aplicou-se a estatística do teste de John (1971) (JAs)
por ser robusta quando p ≥ n, sua versão modificada: trocando a matriz de covariância pelo
estimador comedian (JAsR) e as abordagens bootstrap (JB) e bootstrap modificada (JBR). Foi
estudado também o teste da razão de verossimilhanças (LRTAs), assim como o LRTAs com a
estatística de teste modificada, seguindo o mesmo critério da estatística J: LRTAsR, LRTB e
LRTBR. Utilizou-se ainda uma adaptação da estatística do teste de máximo proposto por Chen
et al. (2020): TB e TBR. Foram utilizadas as distribuições normal e normal contaminada com
30% de contaminação. Concluiu-se que as versões bootstrap dos testes apresentaram um desempenho
melhor, pois foram robustas quanto à presença de outliers, e que o JB e o JBR foram,
ainda, robustos em relação à alta dimensionalidade dos dados
UFVBeefChain
Get PDFAdministração - AD06-Adm Prod (planejamento da fábrica, engenharia do produto, prot ótipo, planejamento
da produçã o, controle de qualidade); Agricultura AG01-Agricultur (agropecuária, desenvolvimento rural, extensão rural, planejamento e
política agrícola, zoneamento agrícola); AG10-Prod Animl (produto animal, zootecnia: tipos de criação, veterinária ou medicina
veterinária, zoopatologia, produto veterinário; veterinária preventiva); Informação IF07-Ciênc Info (sistema de informação, rede
de informação, teoria da
informação, fluxo de
informação)
Abordagem de novas formulações de revestimento à base de amido catiônico para papel kraftliner
No full textArquivo retido, a pedido do autor, até abril de 2024.Traditional packaging materials are based mainly on polyethylene and polypropylene, which are not biodegradable and compromise their disposal if left in the environment. As an alternative, paper is already widely used as a packaging material and a low-cost option with adequate manufacturing know-how. However, it has limitations in terms of permeability and hydrophilicity. The coating technique on the paper surface is an excellent option to provide better barrier properties and reduce its hygroscopicity. Additionally, making coatings with natural or biodegradable materials, such as starches, is preferable to reduce environmental pressure. Using natural components mixed with starch in its cationic form with high viscosity at low solid content for coating kraftliner paper for packaging purposes is underexplored in literature. Therefore, this work aimed to evaluate cationic starch-based coatings on kraftliner paper to create high-quality multilayer papers with biodegradation and recycling potential with barrier properties. In the first scientific article, cationic starch suspensions were mixed with carnauba wax in proportions of 1:0, 3:1, 1:1, 1:3, and 0:1 (m:m). The second scientific article studied the addition of bentonite in 5%, 7%, and 10% (m/m) to cationic starch suspensions. Then, the third scientific article evaluated the cationic starch suspensions mixed with poly(vinyl alcohol)(PVOH) in proportions of 1:0, 3:1, 1:1, 1:3, and 0:1 (m:m). For each scientific article, the mixtures coated the kraftliner paper in two layers of 15.0±0.5 g/m² and compared to uncoated kraftliner paper (86±1 g/m²) double wet-and-dry kraftliner paper. The suspensions were evaluated for solids content, pH, and viscosity. Also, we analyzed the multilayer papers for chemical, physical, morphological, and mechanical characteristics, in addition to barriers to water, water vapor, oil, and oxygen. All suspensions showed pH >4.0 with good interaction without phase separation. The scanning electron microscopy images showed a thin film for each formulation on the paper, except for the treatment formed by 100% carnauba wax; adding cationic starch to the wax corrected this non-film formation. With coating application, papers showed a decrease of up to 36% in tensile mechanical strength caused by water in the suspensions, which reduced the interaction between paper fibers. Kraftliner paper coated with cationic starch showed high hydrophilicity with a Cobb test of 189±2 g/m² but decreased by 28% and 66% when adding carnauba wax and bentonite, respectively. Furthermore, adding PVOH to cationic starch decreased the water vapor permeability of the papers by 57% and increased the oil barrier from 10 to 12 in the kit oil. Compared to pure cationic starch, the oil barrier also increased when adding 7% bentonite (m/m) to cationic starch. Finally, an oxygen barrier of up to 10 cc/(mm².day) was achieved by adding 75% (m/m) of cationic starch to the PVOH polymer. Incorporating carnauba wax, bentonite, and PVOH into the cationic starch improved the barrier properties to water vapor and oxygen, serving as low-moisture packaging for foods, such as bakery elements. These coatings meet market demands for primary and secondary packages, focusing on an excellent human-environment relationship.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Materiais de embalagem tradicionais baseiam-se principalmente em polietileno e polipropileno não biodegradáveis e comprometem seu descarte se deixados no ambiente. Como alternativa, o papel é amplamente utilizado como material de embalagem e uma opção de baixo custo com processo de fabricação bem estabelecido. No entanto, possui limitações de permeabilidade e hidrofilicidade. A técnica de revestimento do papel é uma excelente opção para proporcionar melhores propriedades de barreira e reduzir sua higroscopicidade. Além disso, é preferível fazer revestimentos com materiais naturais ou biodegradáveis, como amidos, para reduzir a pressão ambiental. A utilização de componentes naturais misturados ao amido em sua forma catiônica com alta viscosidade e baixo teor de sólidos para revestimento de papel kraftliner para fins de embalagem é pouco explorada na literatura. Portanto, esta tese teve como objetivo avaliar revestimentos à base de amido catiônico em papel kraftliner para criar papéis multicamadas de alta qualidade com potencial de biodegradação e reciclagem com propriedades de barreira. No primeiro artigo científico, suspensões de amido catiônico foram misturadas com cera de carnaúba nas proporções de 1:0, 3:1, 1:1, 1:3 e 0:1 (m:m). O segundo artigo estudou a adição de bentonita a 5%, 7% e 10% (m/m) às suspensões de amido catiônico. Em seguida, o terceiro artigo avaliou as suspensões de amido catiônico misturadas com poli(álcool vinílico)(PVOH) nas proporções de 1:0, 3:1, 1:1, 1:3 e 0:1 (m:m). Para cada artigo científico, misturas revestiram o papel kraftliner em duas camadas de 15,0±0,5 g/m² e comparadas ao papel kraftliner não revestido (86±1 g/m²) e papel kraftliner duplamente úmido-e-seco. As suspensões foram avaliadas quanto ao teor de sólidos, pH e viscosidade. Além disso, os papéis multicamadas foram analisados quanto às características químicas, físicas, morfológicas e mecânicas, além de barreiras à água, vapor de água, óleo e oxigênio. Todas as suspensões apresentaram pH >4,0, com boa interação sem separação de fases. Imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram um filme fino para cada formulação no papel, exceto para o tratamento formado por 100% de cera de carnaúba; a adição de amido catiônico à cera corrigiu essa não formação filme. Com a aplicação do revestimento, os papéis apresentaram diminuição de até 36% na resistência mecânica à tração causada pela presença de água nas suspensões, o que reduziu a interação entre as fibras do papel. O papel Kraftliner revestido com amido catiônico apresentou alta hidrofilicidade com teste Cobb de 189±2 g/m², mas diminuiu 28% e 66% quando adicionado cera de carnaúba e bentonita, respectivamente. Além disso, a adição de PVOH ao amido catiônico diminuiu a permeabilidade ao vapor de água dos papéis em 57% e aumentou a barreira de óleo de 10 para 12 no kit-óleo. Em comparação com o amido catiônico puro, a barreira de óleo também aumentou quando se adicionou 7% de bentonita (m/m) ao amido catiônico. Finalmente, uma barreira de oxigênio de até 10 cc/(mm².dia) foi alcançada pela adição de até 75% (m/m) de amido catiônico ao polímero PVOH. A incorporação de cera de carnaúba, bentonita e PVOH ao amido catiônico melhorou as propriedades de barreira ao vapor de água e oxigênio, servindo como embalagem de baixa umidade para alimentos, como alimentos de panificação. Esses revestimentos atendem às demandas do mercado de embalagens primárias e secundárias com foco na excelente relação homem-ambiente
Carbon supplementation in domestic sewage via mixing with paint booth effluent: influence on the performance of bioremediation and algal biomass production from high-rate algal ponds
No full textThe paint booth effluent (PBE) was used as a carbon supplement to evaluate the treatment of domestic sewage (DS) via microalgae biotechnology. The present study aimed to assess the performance of different mixtures of PBE and DS in the treatment and production of algal biomass in high-rate algal ponds (HRAPs), seeking to determine the optimal mixture between the effluents. The blends were: D1 (0% PBE, 100 % DS), D2 (18.75 % PBE, 81.25 % DS), D3 (37.5 % PBE, 62.5 % DS), D4 (56.25 % PBE, 43.75 % DS) and D5 (75% PBE, 25 % DS). As a result, in the D2 blend, with better carbon, nitrogen, and phosphorus ratio, there was a higher primary and total biomass productivity (0.08 g chl-α/m2.day and 2.0 g VSS/m2.day). The regression adjustment corroborated the results of the D2 mixture, showing PBE dosages between 18 and 25 % as better for algal growth. The insertion of PBE in the medium positively affected the bioremediation performance, increasing the removals with the addition of PBE. The nutrient and organic matter removal efficiencies ranged from values close to 50 %, of total organic carbon in the D1 mixture, and reaching 100 % in the removal of ammoniacal nitrogen. The D2 mixture stands out with the highest nitrogen recovery via the assimilation of organic nitrogen, reaching 19 % more in relation to the initial value. Thus, PBE contributed to the supply of organic carbon to the biomass, favoring the consortium between algae and bacteria
Spatial genetic structure of sympatric populations of eremanthus species in Brazil: implications for management
No full textThere is a consensus that a complex network of factors shapes the genetic diversity in natural populations. Several processes of environmental change influence the allelic dynamics of the species. Therefore, genetic variation evaluation is essential for the conservation, management and understanding of the phylogenetic relationships among species. This study aimed to estimate the diversity and intrapopulation spatial genetic structure of three sympatric tree species of the genus Eremanthus in Brazil accessed by ISSR markers. The study found that Eremanthus glomerulatus presented the values of genetic diversity superior to the Eremanthus erythropappus and Eremanthus incanus. The genetic diversity of Nei (h) ranged from 0.36 to 0.40 and the Shannon genetic diversity index (I) from 0.50 to 0.57. Coancestry was observed in these three species with implications for seed collection. The data obtained in this study can guide conservation projects for the genus Eremanthus, contributing to the sustainable management of populations that coexist in the same habitat