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Pedological indicators in the dynamics of greenness in the Brazilian semiarid region
No full textÁreas em processos de desertificação estão se expandindo em todo o mundo, e as regiões áridas e semiáridas como as do Nordeste brasileiro são as mais suscetíveis a este tipo de degradação devido a diferentes fatores, sejam eles antrópicos e/ou naturais. O presente estudo teve como objetivo compreender os efeitos da desertificação nas propriedades físico-químicas do solo, bem como identificar as variáveis mais importantes para predizer sua suscetibilidade à desertificação. Para isso, utilizou-se um banco de dados de perfis de solo coletados nos últimos cinco anos. Ao todo foram selecionados 92 perfis de solos da região do Cariri Paraibano e Seridó Potiguar, que são as porções mais secas da Caatinga e com maior concentração de municípios suscetíveis à desertificação. A partir de uma série temporal entre janeiro de 2001 a dezembro de 2023, e por meio de imagens da coleção MODIS/061/MOD13Q1 foram identificados os estados iniciais da vegetação (alto ou baixo verdor) e três tendências (ganho de verdor, perda de verdor ou estável) totalizando seis classes: degradado com perda de verdor, degradado com ganho de verdor, degradado estável, conservada com perda de verdor, conservada com ganho de verdor e conservada estável. Foi identificado que as áreas conservadas não possuem maior fertilidade natural, diferentemente do que esperaríamos para aquelas que não passam por um processo de intemperismo intenso. O mesmo foi identificado para as áreas degradadas com ganho de verdor que também não possuem fertilidade natural acima de 50% e apresentam solos moderadamente ácidos. Palavras-chave: perda de verdor; ganho de verdor; desertificação; indicadores pedológicos; semiárido brasileiro.Areas in desertification processes are expanding around the world, and arid and semi-arid regions such as those of the Brazilian Northeast are the most susceptible to this type of degradation due to different factors, whether anthropogenic and/or natural. The present study aimed to understand the effects of desertification on the physicochemical properties of the soil, as well as to identify the most important variables to predict its susceptibility to desertification. For this, a database of soil profiles collected in the last five years was used. In all, 92 soil profiles from the Cariri Paraibano and Seridó Potiguar region were selected, which are the driest portions of the Caatinga and with the highest concentration of municipalities susceptible to desertification. From a time series between January 2001 and December 2023, and through images from the MODIS/061/MOD13Q1 collection, the initial states of vegetation (high or low greening) and three trends (greening, browning or stable) were identified, totaling six classes: brown browning, brown greening, brown stable, green browning, greening and green stable. It was identified that green areas do not have greater natural fertility, unlike what we would expect for those that do not go through a process of intense weathering. The same was identified for brown greening areas that also do not have natural fertility above 50% and have moderately acidic soils. Keywords: browning ; greening; desertification; pedological indicators; brazilian semiarid.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - (CNPQ)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Cover crop management on soil quality and the development of arabica coffee in the Matas de Minas
No full textO Brasil é o maior produtor de café do mundo, com destaque especial para Minas Gerais que é o estado de maior produção nacional. Um dos desafios da cultura é o manejo das plantas espontâneas nas entrelinhas do cafeeiro, que quando realizado de forma incorreta, pode potencializar impactos negativos nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, resultando ainda em preocupantes taxas de erosão. Dentre os benefícios esperados do manejo das plantas de cobertura, destacam-se: aporte de serrapilheira, estímulo a microbiota do solo, aumento da matéria orgânica do solo, ciclagem de nutrientes e controle da erosão. Neste cenário, este estudo tem por objetivo geral avaliar os efeitos de diferentes plantas de cobertura na qualidade do solo em sistema agrícola regenerativo implantado com a cultura do cafeeiro sob regime familiar nas Matas de Minas. Os objetivos específicos incluem: i) avaliar o grau de contribuição das diferentes plantas de cobertura para a melhoria do sistema de produção; ii) estudar a decomposição e disponibilidade dos nutrientes das diferentes plantas de cobertura para o cafeeiro; e iii) analisar o custo de controle de cada planta de cobertura baseado no seu respectivo manejo. Para isto, um experimento foi instalado em uma propriedade cafeeira familiar no município de Coimbra-MG, em delineamento em faixas, composto por quatro tratamentos com diferentes manejos das plantas de cobertura nas entrelinhas do cafezal: manejo com herbicida glifosate (HER), utilização de plantas espontâneas como plantas de cobertura (ESP), uso de Urochloa ruzzienzes (BRA), e uso de mix cafeeiro comercial composto por gramíneas e leguminosas (MIX), com cinco blocos dispostos ao longo da declividade. Foram avaliados fatores de desenvolvimento do cafeeiro como diâmetro do caule (DC), altura de plantas (AP), número de nós no ramo ortotrópico (NO), nos ramos plagiotrópicos (NP) e o comprimento dos ramos plagiotrópicos (CP) no início do experimento e 12 meses após sua instalação. No solo, para as profundidades de 0-5 cm, 5-10 cm e 10-20 cm, nas linhas e entrelinhas, foram avaliadas a química do solo (pH, P, K, Ca, Mg, Al e CTCe), carbono total (CT), nitrogênio total (NT) e aspectos físicos, densidade do solo (Ds), densidade de partículas (Dp), macro e microporosidade (Ma e Mi), porosidade total (PT), argila dispersa em água (ADA), condutividade hidráulica em meio saturado (CH). A resistência mecânica á penetração, bem como a umidade e temperatura do solo foram avaliadas em quatro períodos distintos, caracterizando o período chuvosos e seco no início do experimento e após 12 meses. Os custos de cada manejo foram coletados de acordo com as operações realizadas. Os dados foram analisados no software SPEED Stat, considerando a significância de p<0,10. A adoção de plantas de cobertura na cafeicultura de montanha demonstrou impactos relevantes na fertilidade do solo, ciclagem de nutrientes e custos de manejo. Não foram observadas alterações significativas no crescimento dos cafeeiros nem nos atributos químicos do solo, indicando que mudanças nesses parâmetros podem exigir um período mais prolongado de avaliação. A presença da braquiária e do consórcio de plantas (mix) promoveu maior acúmulo de potássio no solo, evidenciando o papel dessas coberturas na mobilização desse nutriente. O mix de plantas também apresentou melhores valores de pH e capacidade de troca catiônica (CTC), destacando seu potencial na melhoria do condicionamento químico do solo. Entretanto, tanto o mix quanto a braquiária apresentaram os maiores custos de manejo, devido à necessidade de investimento inicial em sementes e fertilizantes. Por outro lado, os menores custos foram associados ao uso de herbicidas e à manutenção das plantas espontâneas, o que ressalta o potencial dessas espécies espontâneas na cobertura do solo. Esse resultado também aponta para a necessidade de avaliar o uso do herbicida em conjunto com outros aspectos do manejo de cobertura, considerando a sustentab Palavras-chave: Coffea arábica L.; plantas de cobertura; Urochloa ruziziensis; leguminosa; cafeiculturaBrazil is the world's largest coffee producer, with special emphasis on the state of Minas Gerais, which leads national production. One of the main challenges in coffee cultivation is the management of spontaneous plants in the interrows. When performed incorrectly, this practice can amplify negative impacts on the soil's physical, chemical, and biological attributes, leading to concerning erosion rates. Among the expected benefits of cover crop management are: litter input, stimulation of soil microbiota, increase in soil organic matter, nutrient cycling, and erosion control. In this context, the main objective of this study was to evaluate the effects of different cover crops on soil quality in a regenerative agricultural system under family farming conditions in the Matas de Minas region. The specific objectives were: (i) to assess the contribution of different cover crops to improving the production system; (ii) to study the decomposition and nutrient availability from the cover crops to the coffee plants; and (iii) to analyze the control cost of each cover crop based on its respective management. To this end, an experiment was conducted on a family- owned coffee farm in Coimbra, Minas Gerais, using a strip-plot design with four treatments involving different cover crop managements in the interrows: glyphosate herbicide application (HER), use of spontaneous plants as cover (ESP), use of Urochloa ruziziensis (BRA), and use of a commercial coffee mix composed of grasses and legumes (MIX), arranged in five blocks along the slope. Coffee plant development parameters such as stem diameter (SD), plant height (PH), number of nodes on the orthotropic branch (NO), number of nodes on the plagiotropic branches (NP), and length of the plagiotropic branches (PL) were evaluated at the beginning of the experiment and 12 months later. Soil evaluations were conducted at depths of 0–5 cm, 5–10 cm, and 10–20 cm, both within the rows and interrows, assessing chemical properties (pH, P, K, Ca, Mg, Al, and effective CEC), total carbon (TC), total nitrogen (TN), and physical attributes such as soil bulk density (Bd), particle density (Pd), macro- and microporosity (Mac and Mic), total porosity (TP), water-dispersible clay (WDC), and saturated hydraulic conductivity (Ks). Soil penetration resistance, moisture, and temperature were assessed in four different periods, representing rainy and dry seasons, at the beginning of the experiment and after 12 months. Management costs were recorded based on the operations performed. Data were analyzed using SPEED Stat software, considering a significance level of p < 0.10. The adoption of cover crops in mountainous coffee cultivation showed relevant impacts on soil fertility, nutrient cycling, and management costs. No significant changes were observed in coffee plant growth or soil chemical attributes, suggesting that longer-term evaluations may be necessary to detect such effects. The presence of Brachiaria and the plant mix promoted higher potassium accumulation in the soil, highlighting their role in nutrient mobilization. The plant mix also showed higher pH and cation exchange capacity (CEC) values, reinforcing its potential to improve the soil’s chemical condition. However, both the mix and Brachiaria incurred higher management costs due to the initial investment in seeds and fertilizers. Conversely, the lowest costs were associated with the use of herbicides and spontaneous vegetation, revealing the potential of these native species as ground cover. These findings also point to the need to assess herbicide use in conjunction with other cover crop management practices, considering the long-term sustainability of the production system. Keywords: Coffea arábica L.; cover plants; Urochloa ruziziensis; legumes; coffee cropsCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)AGRISUS – FEAL
Biocarvão ativado a partir de resíduos industriais: otimização e aplicação em um contexto de bioeconomia circular
No full textFundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Análise da histerese do controlador on-off de pH no cultivo da microalga Scenedesmus obliquus BR003
No full textThis study evaluated the effect of hysteresis in hydrogen potential control on Scenedesmus microalgae cultures. Based on the hypothesis that hysteresis alters cellular conditions and the amount of carbon dioxide injected, a binary control logic with margins above and below a reference value was explored to identify the optimal hysteresis value and hydrogen potential range. The study was conducted in two procedures. Procedure one investigated three different hydrogen potential ranges (6.0–9.0) with varying hysteresis values, assessing their impact on cell growth. The results showed that the 7.0–8.0 range with a 0.5 hysteresis provided the best growth. It was also found that allowing the hydrogen potential to reach values above 8.0 or below 6.5, even with hysteresis, significantly impairs growth. Procedure two focused on evaluating dry mass production by maintaining a constant hysteresis of 0.5 within a wider range (6.5–8.5) and shifting the reference value to three different points within this interval. The findings revealed that a 0.5 hysteresis with a reference between 7.0 and 7.5 is the most suitable for binary hydrogen potential control in microalgae cultures. Additionally, the 7.5 reference value with 0.5 hysteresis offers a significant advantage in terms of energy consumption by the control system. Keywords: operational range, dry biomass, embedded systems.Neste estudo foi implementado na plataforma Arduíno Mega 2560 um controlador on-off com histerese para avaliar o efeito dessa histerese desse controlador no controle do potencial hidrogeniônico (pH) no cultivo da microalga Scenedesmus obliquuos utilizando fotobioreator de bancada, neste tipo de fotobioreator utiliza-se água como meio de cultivo onde foram adicionados o inóculo de microalgas e os nutrientes previamente pesados e calculados para o volume total do fotobioreator que foram consumidos durante os dias de cultivo. A análise do crescimento do cultivo foi medida através das curvas de absorbância de 680 e 750 nanômetros, a cada dia de cultivo uma amostra era coletada e com o uso de um espectofotômetro, as absorbâncias eram medidas e os valores plotados em um planilha eletrônica, ao final do cultivo com os dados obtidos foi feita a regressão logística para cada curva do cultivo a fim de levanter os parâmetros pertinentes tais como a taxa de crescimento e a assíntota da curva de cultivo. Com esse procedimento pode-se testar a hipótese de que a histerese altera as condições celulares e a quantidade de dióxido de carbono injetada, foi explorada uma lógica de controle binária com margens acima e abaixo de um valor de referência , que foi o de pH=7,5, para identificar o valor ideal de histerese e a faixa de potencial hidrogeniônico mais adequada. O estudo foi conduzido em dois procedimentos, o primeiro ocorrido entre os dias 21 de maio de 2025 e o dia 18 de junho de 2025 onde se investigou dentro da faixa de potencial hidrogeniônico compreendida dentre 6,0 a 9,0, três diferentes valores de histerese (0,5; 1,0; e 1,5), gerando os intervalos (7,0 – 8,0) ; (6,5 – 8,5) e (6,0 – 9,0) respectivamente, o intuito era o de avaliar o impacto de cada faixa com a sua respective histerese no crescimento celular. Os resultados mostraram que a faixa entre 7,0 e 8,0 com histerese de 0,5 proporcionou o melhor crescimento. Também foi observado que permitir que o potencial hidrogeniônico ultrapasse 8,0 ou fique abaixo de 6,5, mesmo com histerese, prejudica significativamente o crescimento celular. O segundo procedimento, ocorrido entre os dias 9 de julho de 2025 e o dia 14 de agosto de 2025, utilizando o mesmo tipo de fotobioreator e a metodologia aplicada no cultivo 1, teve como foco a avaliação da produção de biomassa seca, mantendo histerese constante de 0,5 dentro de uma faixa mais ampla (6,5–8,5) e alterando o valor de referência para três pontosdiferentes dentro desse interval, gerando os subintervalos de cultivos (7,0 - 8,0), (6,5- 7,5) e (7,5 a 8,5) em elação ao pH central de 7,5 . Os resultados revelaram que a histerese de 0,5 com valor de referência entre 7,0 e 7,5 é a mais adequada para o controle binário do potencial hidrogeniônico em cultivos de microalgas. Além disso, o valor de referência em 7,5 com histerese de 0,5 oferece uma vantagem significativa em termos de consumo de energia pelo sistema de controle. O tempo de operação da válvula solenoide responsável pela injeção de CO2 foi monitorado e registrado automaticamente pelo sistema de aquisição de dados real time clock (RTC) e cartão de memória (SD), permitindo determinar o consumo energético associado ao controle de pH. Os dados processados em Python possibilitaram o cálculo do tempo total de ativação e, a partir da tensão e corrente medidas, estimou-se a energia elétrica demandada durante os cultivos principais e suas duplicatas. Palavras-chave: biomassa seca, sistemas embarcados, faixa operacional, sistemas de controle.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
De SNPs para haplótipos: Avaliando abordagens de marca única e haplótipos para GWAS e predição genômica em milho duplo haploide
No full textSingle nucleotide polymorphisms (SNPs) are typically considered biallelic for practical purposes, although multiallelic variants can occur. In contrast, haplotypes derived from combinations of SNPs are inherently multiallelic and may capture epistatic interactions among the constituent alleles. In our study, we compared the single-SNP and two haplotype-based approaches for GWAS and genomic prediction models using 487 doubled haploid (DH) maize lines derived from the Iowa Stiff Stalk Synthetic population. The DH lines were evaluated for anthesis-silking interval (ASI), plant (PH, cm) and ear height (EH, cm), flag leaf angle (FLA), number of primary tassel branches (NTB) and tiller rate (TR) across three environments in Iowa, United States. After quality control, we used a total of 13,846 SNP markers to perform genomic analyses. For both single-SNP and haplotype-based approaches, we considered the compressed mixed linear (CMLM) and GBLUP models to run the GWAS and genomic prediction analyses, respectively. Our results showed that genomic regions for FLA were only identified by haplotype approaches, while genomic regions associated with EH were identified by both single-SNP and haplotype-based approaches. Overall, we identified 13 and seven candidate genes within the genomic regions associated with FLA and EH, respectively, whereas no candidate genes were found for NTB and PH. We observed that the use of haplotypes for genomic prediction resulted in slightly higher prediction ability compared to single-SNP based prediction. However, the training set and the trait under consideration played a significant role in the prediction ability. In conclusion, integrating both single-SNP and haplotype-based GWAS approaches enhances the identification of causal variants and allows for selecting the most effective genomic prediction method tailored to each trait’s genetic architecture. Keywords: Zea mays L.; single nucleotide polymorphism; genome-wide association studies; complex traits; genetic architecture.Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) são tipicamente considerados bialélicos para fins práticos, embora variantes multialélicas possam ocorrer. Em contraste, haplótipos derivados da combinação de SNPs são inerentemente multialélicos e podem capturar interações epistáticas entre os alelos constituintes. Neste estudo, comparamos abordagens baseadas em SNPs individuais e em haplótipos para análises de GWAS e predição genômica, utilizando 487 linhagens de milho duplo haploides (DH) derivadas da população Iowa Stiff Stalk Synthetic. As linhagens DH foram avaliadas para intervalo entre antese e emissão de estigma (ASI), altura de planta (PH, cm) e espiga (EH, cm), ângulo da folha bandeira (FLA), número de ramos do pendão (NTB) e índice de perfilhamento (TR) em três ambientes no estado de Iowa, Estados Unidos. Após o controle de qualidade, utilizamos um total de 13.846 marcadores SNP nas análises genômicas. Tanto para as abordagens com SNPs individuais quanto com haplótipos, utilizamos os modelos linear misto comprimido (CMLM) e GBLUP para as análises de GWAS e predição genômica, respectivamente. Nossos resultados mostraram que regiões genômicas associadas a FLA foram identificadas apenas pelas abordagens baseadas em haplótipos, enquanto regiões associadas a EH foram detectadas por ambas as abordagens. No total, identificamos 13 e sete genes candidatos nas regiões genômicas associadas a FLA e EH, respectivamente, enquanto nenhum gene candidato foi encontrado para NTB e PH. Observamos que o uso de haplótipos na predição genômica resultou em uma capacidade preditiva ligeiramente superior em comparação à predição baseada em SNPs individuais. No entanto, a população de treinamento e a característica avaliada desempenharam um papel significativo na capacidade de predição. Em conclusão, a integração de abordagens de GWAS baseadas em SNPs individuais e em haplótipos aprimora a identificação de variantes causais e permite a seleção do método de predição genômica mais eficaz, ajustado à arquitetura genética de cada característica. Palavras-chave: Zea mays L.; polimorfismo de nucleotídeo único; estudos de associação genômica ampla; características complexas; arquitetura genética.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Wild yeasts in wine production: exploitation for the development of new products
Get PDFCatas Altas é um município de Minas Gerais que se destaca pela produção de vinhos de fermentação natural, um conhecimento milenar e inexplorado pela comunidade científica. Por isso, este estudo investigou a produção de vinho de jabuticaba em Catas Altas, integrando aspectos culturais, históricos e técnico- científicos da vitivinicultura local. A pesquisa abrangeu a escrita de um capítulo do livro Trending Topics on Fermented Foods visando a divulgação da cultura de produção de vinhos selvagens no mundo. Além disso, foi realizada a análise de conformidade dos vinhos das safras de 2022, 2023 e 2024 às normas brasileiras (Instruções Normativas 14/2018 e 34/2012). Observou-se uma evolução notável na qualidade do vinho ao longo dos anos, evidenciada pelo aprimoramento das técnicas de manejo e boas práticas de produção. Em 2022, duas amostras apresentaram teor alcoólico abaixo do padrão, enquanto a partir de 2023 todas as amostras atenderam aos critérios normativos para este parâmetro. A acidez total observada foi um indicativo da necessidade de readequação das estratégias de manejo e coleta dos frutos. Paralelamente, 63 mostos foram coletados em outubro de 2023, antes e após o processo de maceração, para isolamento, caracterização e identificação das leveduras presentes. Das 49 leveduras isoladas, as principais espécies encontradas foram Saccharomyces cerevisiae Hanseniaspora guilliermondii e Kurtzmaniella quercitrusa. Uma possível nova espécie de levedura foi encontrada, evidenciando a relevância e a exclusividade dos produtos locais. Após triagem tecnológica por meio de testes de resistência a glicose (0 - 35%), etanol (0 - 18%) e metabissulfito de sódio (0 - 200 mg/L) 20 isolados foram selecionados para avaliação do potencial fermentativo em mosto de uva a 16 ºBrix a 18 ºC. A fermentação foi acompanhada durante 7 dias por meio da avaliação do teor de açúcares redutores e nitrogênio amino livre e do conteúdo ácidos orgânicos. Os isolados G-011 (Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632), G-041 (Kurtzmaniella quercitrusa CBS 4412) e C-032 (Kurtzmaniella quercitrusa CBS 4412) destacaram-se por sua capacidade fermentativa e resiliência, enquanto as demais apresentaram algumas limitações. Essas análises destacam a relevância das leveduras selvagens na vinificação e seu potencial como estratégia tecnológica para aprimorar os vinhos de jabuticaba, promovendo o uso de leveduras nativas de Catas Altas na produção de vinho tinto. Palavras-chave: Vinho de jabuticaba; ; Fermentação; ; Potencial fermentativo; ; Maturação das jabuticabas; ; Qualidade do vinho.Catas Altas is a municipality in Minas Gerais known for its production of naturally fermented wines, a centuries-old practice that remains largely unexplored by the scientific community. This study investigated the production of jabuticaba wine in Catas Altas, integrating cultural, historical, and technical-scientific aspects of local viticulture. The research included the authorship of a chapter in the book Trending Topics on Fermented Foods, aiming to promote awareness of wild wine production worldwide. Additionally, an evaluation was conducted to assess the compliance of jabuticaba wines from the 2022, 2023, and 2024 harvests with Brazilian regulations (Normative Instructions 14/2018 and 34/2012). A remarkable improvement in wine quality was observed over the years, driven by advancements in management techniques and the best production practices. In 2022, two samples exhibited alcohol content below the regulatory standard. However, starting in 2023, all samples met the normative criteria for this parameter. The observed total acidity highlighted the need to adjust fruit handling and harvesting strategies. In parallel, 63 must samples were collected in October 2023, both before and after the maceration process, to isolate, characterize, and identify the yeast species present. Among the 49 isolated yeasts, the predominant species were Saccharomyces cerevisiae, Hanseniaspora guilliermondii, and Kurtzmaniella quercitrusa. A potentially new yeast species was discovered, emphasizing the uniqueness and significance of local products. Following a technological screening based on resistance tests to glucose (0–35%), ethanol (0–18%), and sodium metabisulfite (0–200 mg/L), 20 isolates were selected for fermentation potential evaluation in grape must at 16° Brix and 18°C. The fermentation process was monitored for seven days by assessing the levels of reducing sugars, free amino nitrogen, and organic acids. The isolates G-011 (Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632), G-041 (Kurtzmaniella quercitrusa CBS 4412), and C-032 (Kurtzmaniella quercitrusa CBS 4412) stood out for their fermentative capacity and resilience, while others exhibited some limitations. These findings highlight the importance of wild yeasts in winemaking and their potential as a technological strategy to enhance jabuticaba wine production, fostering the use of native Catas Altas yeasts in red wine production. Keywords: Jabuticaba wine; ; Fermentation; ; Fermentative potential; ; Jabuticaba maturation; ; Wine qualityCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Photosynthetic, metabolic and productive responses of medical cannabis (Cannabis sativa L.) under water deficit
Get PDFA seca é uma das principais limitações para a produtividade e o rendimento de canabinoides em Cannabis sativa, mas os mecanismos fisiológicos que explicam a variação genotípica nas respostas à seca ainda são pouco compreendidos. Hipotetizou-se que (i) genótipos mais vigorosos manteriam taxas fotossintéticas mais elevadas; (ii) a seca restringiria a fotossíntese tanto por limitações difusionais quanto não difusionais; e (iii) o déficit hídrico alteraria a produção de canabinoides de forma dependente do genótipo. Para testar essas hipóteses, dois genótipos contrastantes — um dominante em tetrahidrocanabinol (THC) e outro dominante em canabidiol (CBD) — foram cultivados em vasos sob condições de casa de vegetação, com a imposição de déficit hídrico no início da floração. As relações hídricas foliares permaneceram estáveis entre genótipos e tratamentos, indicando que os parâmetros hidráulicos não explicaram as diferenças de desempenho dos genótipos. Embora as plantas CBD tenham se mostrado mais vigorosas, elas não apresentaram maiores taxas fotossintéticas sob boa disponibilidade de água. Sob seca, as plantas THC dependeram principalmente da regulação estomática, enquanto as plantas CBD exibiram limitações adicionais no mesofilo e no metabolismo bioquímico, resultando em reduções mais acentuadas na taxa de fotossíntese. Apesar dos ajustes fotoprotetores contrastantes, ambos os genótipos apresentaram níveis semelhantes de dano oxidativo, sugerindo que a fotoproteção não foi um fator decisivo para sua divergência fisiológica. Em nível agronômico, as plantas THC mantiveram maior índice de colheita sob seca, maiores concentrações basais de canabinoides e biomassa de inflorescências com maior valor energético. Já nas plantas CBD, as reduções no conteúdo de canabinoides e no índice de colheita induzidas pela seca refletiram, em grande parte, uma maior limitação fotossintética e menor eficiência no uso de carbono. De modo geral, a resiliência de C. sativa à seca imposta no início da floração parece depender menos da estabilidade hidráulica e mais da manutenção do desempenho fotossintético, do metabolismo secundário e da partição eficiente de biomassa. Essas características representam alvos importantes para o melhoramento de genótipos mais adaptados ao cultivo sob disponibilidade hídrica cada vez mais variável. Palavras-chave: alocação de carbono; déficit hídrico; índice de colheita; performance fotossintética; rendimento de canabinoides.Drought is one of the main constraints on productivity and cannabinoid yield in Cannabis sativa, yet the physiological mechanisms underlying genotypic variation in drought responses remain poorly understood. We hypothesized that (i) more vigorous genotypes would maintain higher photosynthetic rates; (ii) drought would restrict photosynthesis through both diffusional and non-diffusional limitations; and (iii) water deficit would alter cannabinoid production in a genotype-dependent manner. To test these hypotheses, two contrasting genotypes—one tetrahydrocannabinol (THC)-dominant and the other cannabidiol (CBD)- dominant—were grown in pots under greenhouse conditions, with water deficit imposed at the onset of flowering. Leaf water relations remained stable across genotypes and treatments, indicating that hydraulic parameters did not explain genotypic differences in performance. Although CBD plants were more vigorous, they did not exhibit higher photosynthetic rates under well-watered conditions. Under drought, THC plants relied primarily on stomatal regulation, whereas CBD plants showed additional mesophyll and biochemical limitations, resulting in more pronounced reductions in photosynthesis. Despite contrasting photoprotective adjustments, both genotypes exhibited similar levels of oxidative damage, suggesting that photoprotection was not the decisive factor underlying their physiological divergence. At the agronomic level, THC plants maintained a higher harvest index under drought, higher basal cannabinoid concentrations, and inflorescence biomass with greater energetic value. In contrast, in CBD plants, drought-induced reductions in cannabinoid content and harvest index largely reflected stronger photosynthetic limitations and lower carbon-use efficiency. Overall, the resilience of C. sativa to drought imposed at the onset of flowering appears to depend less on hydraulic stability and more on the maintenance of photosynthetic performance, secondary metabolism, and efficient biomass partitioning. These traits represent important targets for breeding genotypes better adapted to cultivation under increasingly variable water availability. Keywords: cannabinoid yield; carbon allocation; drought stress; harvest index; photosynthetic performance.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Competitive intelligence analysis on the use of lignocellulosic agricultural waste in the pulp industry
No full textA indústria de celulose enfrenta desafios crescentes relacionados à sustentabilidade e à segurança do suprimento de matéria-prima, diante do aumento contínuo da demanda global e das limitações impostas pelas florestas plantadas. Neste contexto, resíduos agrícolas surgem como alternativa estratégica para diversificar a matriz de fibras e reduzir a dependência da madeira, especialmente em um cenário de mudanças climáticas e competição por terras agricultáveis. Esta dissertação analisa o potencial de diferentes resíduos agrícolas como matérias-primas para a produção de celulose, com foco em três regiões-chave: América Latina, Europa e China. A metodologia envolveu a revisão sistemática de dados sobre a disponibilidade regional de resíduos, composição lignocelulósica e avaliação técnica das fibras, considerando parâmetros como teor de celulose, lignina e sílica, além da análise das barreiras e oportunidades tecnológicas para seu aproveitamento em larga escala. Os resultados evidenciam que o bagaço de cana-de-açúcar, na América Latina, se destaca como a alternativa mais promissora no curto e médio prazo. Essa recomendação se deve não apenas à ampla geração do resíduo e à infraestrutura industrial já consolidada para seu processamento, mas também às características morfológicas e químicas das fibras, semelhantes às das madeiras duras, que favorecem a adaptação aos processos de polpação existentes. Na Europa, a palha de trigo é apontada como o resíduo mais adequado em função de sua alta produção anual e compatibilidade com as tecnologias convencionais de polpação. Por outro lado, na China, a palha de arroz apresenta grande potencial devido à sua abundância, mas exige soluções tecnológicas específicas, como pré-tratamentos para mitigação do teor de sílica, que podem comprometer os equipamentos de recuperação química. A análise reforça que o aproveitamento de resíduos agrícolas como fonte alternativa de fibras contribui para a bioeconomia circular, a inovação tecnológica e a resiliência produtiva da indústria de celulose, consolidando-se como estratégia de inteligência competitiva diante de um mercado global cada vez mais voltado à sustentabilidade. Palavras-chave: Resíduos agroindustriais; Fibra não madeira celulose; Fibras alternativas; Sustentabilidade do negócio; Bioeconomia circular.The pulp industry faces increasing challenges related to sustainability and the secure supply of raw materials, due to the continuous growth in global demand and the limitations imposed by planted forests. In this context, agricultural residues emerge as a strategic alternative to diversify the fiber matrix and reduce dependence on wood, especially in a scenario of climate change and competition for arable land. This dissertation analyzes the potential of different agricultural residues as raw materials for cellulose production, focusing on three key regions: Latin America, Europe, and China. The methodology involved a systematic review of data on regional residue availability, lignocellulosic composition, and technical assessment of the fibers, considering parameters such as cellulose, lignin, and silica content, as well as an analysis of the technological barriers and opportunities for large-scale utilization. The results show that sugarcane bagasse in Latin America stands out as the most promising alternative in the short and medium term. This recommendation is supported not only by the wide availability of the residue and the already consolidated industrial infrastructure for its processing but also by the morphological and chemical characteristics of its fibers, similar to those of hardwoods, which facilitate adaptation to existing pulping processes. In Europe, wheat straw is identified as the most suitable residue due to its high annual production and compatibility with conventional pulping technologies. In contrast, in China, rice straw has significant potential thanks to its abundance but requires specific technological solutions, such as pre-treatment methods to mitigate its high silica content, which can compromise chemical recovery equipment. The analysis reinforces that leveraging agricultural residues as an alternative fiber source contributes to circular bioeconomy, technological innovation, and the productive resilience of the cellulose industry, consolidating itself as a competitive intelligence strategy in a global market increasingly oriented toward sustainability. Keywords: Agricultural residues; Cellulose; Alternative fibers; Sustainability; Circular bioeconomy.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Analysis of the relationship between government corruption and life satisfaction in Latin America
No full textO bem-estar é um dos principais objetos de estudo da Economia, sendo a satisfação com a vida frequentemente utilizada como proxy para mensurá-lo. A satisfação com a vida é influenciada por diversos fatores socioeconômicos, incluindo a percepção de corrupção. Nesse contexto, a relação entre a percepção de corrupção e o nível de bem-estar autorrelatado não é consenso na literatura empírica, especialmente na América Latina. Dessa forma, esse estudo tem como objetivo investigar a relação entre percepção de corrupção governamental e satisfação com a vida na região. Para tal, a partir de dados da organização não governamental Latinobarómetro referentes ao ano de 2018, foram estimados modelos Probit Ordenado. Os resultados sugerem a existência de uma relação inversa entre níveis mais elevados de corrupção governamental percebidos pela população e satisfação com a vida. Ademais, por meio da inserção de interações entre percepção de corrupção governamental e classes de renda, raça e sexo foi possível identificar que homens brancos e asiáticos e que pertencem às classes de renda baixa e muito baixa e que possuem maior percepção de corrupção por parte dos governos tendem a reportar menor nível de satisfação com a vida. Palavras-chave: corrupção governamental; satisfação com a vida; probit ordenado; américa latina.Well-being is one of the main subjects of study in Economics, with life satisfaction often used as a proxy for measuring it. Life satisfaction is influenced by various socioeconomic factors, including the perception of corruption. In this context, the relationship between corruption perception and self-reported well-being is not a consensus in the empirical literature, especially in Latin America. Therefore, this study aims to investigate the relationship between the perception of government corruption and life satisfaction in the region. To this end, Ordered Probit models were estimated using data from the non-governmental organization Latinobarómetro for the year 2018. The results suggest an inverse relationship between higher perceived levels of government corruption and life satisfaction. Furthermore, by including interactions between the perception of government corruption and income classes, race, and gender, it was possible to identify that white and Asian men from low and very low-income classes who perceive higher levels of government corruption tend to report lower life satisfaction. Keywords: government corruption; life satisfaction; ordered probit; latin america.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasi
Operational diagnosis of a wastewater treatment plant in a dairy industry: study on the conception of post-treatment
No full textO crescimento da indústria alimentícia, especialmente no setor lácteo, tem gerado grandes volumes de águas residuárias poluídas, o que exige sistemas de tratamento eficientes para cumprir as normas ambientais. O sistema de lodos ativados é amplamente utilizado, mas enfrenta desafios como complexidade operacional e baixa eficiência na remoção de patógenos. Neste trabalho visa-se diagnosticar a operação de uma estação de tratamento de efluentes em uma indústria de laticínios e propor estratégias para otimizar sua eficiência, incluindo a implementação de um sistema de pós-tratamento adequado. O estudo foi realizado em uma estação de tratamento de efluentes de um laticínio localizado na Zona da Mata Mineira. Coletas foram realizadas em pontos estratégicos para analisar as vazões de entrada e saída, o lodo gerado e os principais parâmetros de monitoramento, como Oxigênio Dissolvido (OD) e pH. Além disso, foram dimensionadas alternativas de tratamento terciário (Wetland Construído, Lagoa Facultativa e Escoamento Superficial) para determinar a opção mais vantajosa no complemento do tratamento da unidade, com base nas metodologias propostas por Reed, Von Sperling, US EPA e a NBR 17.076.A vazão de entrada e saída da estação apresenta variações devido ao descarte de lodo e horários de operação. O pH e a concentração de OD estão fora das faixas recomendadas, prejudicando a eficiência do sistema de lodos ativados. A baixa sedimentabilidade do lodo e a produção excessiva de substâncias poliméricas extracelulares (EPS) resultam em bulking viscoso e filamentoso, o que afeta a clarificação e a eficiência do processo. Bactérias filamentosas como o Tipo 0675 e Haliscomenobacter hydrossis aumentam o volume do lodo e competem por nutrientes. Além disso, os parâmetros do efluente final e do percolado estão acima dos limites estabelecidos pela legislação, indicando a necessidade de ajustes no processo. O escoamento superficial exige menos espaço e infraestrutura, sendo vantajoso em locais com área limitada e reduzindo custos de aquisição de terrenos. Porém, a lagoa facultativa se destaca na remoção de DBO, nitrogênio e coliformes, resultando em efluentes mais limpos, com menor impacto ambiental e aptos para reuso. Embora exija maior área e custos com terrenos, a lagoa facultativa é baseada em processos biológicos naturais e apresenta menor complexidade operacional. Desse modo, destaca-se a necessidade de aprimorar o monitoramento da estação de tratamento de efluentes, especialmente para as vazões de saída. Recomenda ajustes nos parâmetros operacionais, como o uso de malhas difusoras de oxigênio e controle do pH, além da implementação de coagulantes e biocidas para combater o bulking viscoso. Aumentar a eficiência do sistema de oxigenação e ajustar a relação F/M também são essenciais. Por fim, sugere a criação de uma lagoa facultativa para garantir o cumprimento das exigências ambientais. Palavras-chave: Lodos ativados; Monitoramento ambiental; Recuperação de recursos.The growth of the food industry, especially in the dairy sector, has generated large volumes of polluted wastewater, requiring efficient treatment systems to comply with environmental regulations. The activated sludge system is widely used but faces challenges such as operational complexity and low efficiency in pathogen removal. This study aims to diagnose the operation of a wastewater treatment plant in a dairy industry and propose strategies to optimize its efficiency, including the implementation of an appropriate post-treatment system. The research was conducted at a wastewater treatment plant in a dairy facility located in the Zona da Mata region of Minas Gerais, Brazil. Samples were collected at strategic points to analyze the inlet and outlet flow rates, the sludge generated, and key monitoring parameters such as Dissolved Oxygen (DO) and pH. Additionally, tertiary treatment alternatives (Constructed Wetland, Facultative Pond, and Surface Flow) were designed to determine the most advantageous option for complementing the plant's treatment process, based on methodologies proposed by Reed, Von Sperling, the US EPA, and NBR 17.076. The plant's inlet and outlet flow rates vary due to sludge disposal and operational schedules. The pH and DO concentration are outside the recommended ranges, affecting the efficiency of the activated sludge system. Poor sludge settleability and excessive production of extracellular polymeric substances (EPS) result in viscous and filamentous bulking, impacting clarification and overall process efficiency. Filamentous bacteria such as Type 0675 and Haliscomenobacter hydrossis increase sludge volume and compete for nutrients. Moreover, the final effluent and leachate parameters exceed the limits established by legislation, indicating the need for process adjustments. Surface flow treatment requires less space and infrastructure, making it advantageous in areas with limited land availability and reducing land acquisition costs. However, the facultative pond stands out for its efficiency in removing BOD, nitrogen, and coliforms, resulting in cleaner effluents with lower environmental impact and potential for reuse. Although it requires a larger area and higher land costs, the facultative pond relies on natural biological processes and has lower operational complexity. Therefore, improving the monitoring of the wastewater treatment plant, particularly regarding effluent flow rates, is essential. Adjustments to operational parameters, such as using oxygen diffusion grids and pH control, along with the implementation of coagulants and biocides to combat viscous bulking, are recommended. Enhancing the oxygenation system’s efficiency and adjusting the F/M ratio are also crucial. Finally, the study suggests the creation of a facultative pond to ensure compliance with environmental requirements. Keywords: Activated sludge; Environmental monitoring; Resource recovery