Production of cellulases by Penicillium oxalicum through solid state fermentation using agroindustrial substrates / Produção de celulases por Penicillium oxalicum em fermentação em estado sólido usando diferentes substratos agroindustriais

The purpose of this study was to define the factors that influence the production of cellulases by Penicillium oxalicum, a strain obtained from a leaf-cutting ant colony and identified based on the ITS gene. The experimental design included solid state fermentation using sugarcane bagasse and lignocellulosic sorghum as the lignocellulosic substrate. The variables were analyzed using a 25-1 fractional factorial design, with three replicates on the central point. All the variables analyzed influenced the production of at least one of the three cellulose types analyzed. The highest values observed were: FPase 4.2 U g-1, CMCase 9.2 U g-1 and Avicelase 8.4 U g-1 using lignocellulosic sorghum as the substrate. The best conditions for enzyme production were: incubation temperature at 40ºC, initial moisture of 60%, pH of 4.0 and a growth period of four days using lignocellulosic sorghum as the substrate.

O estudo teve como foco a determinação de fatores que influenciam a produção de celulases por uma cepa isolada de ninho de formigas cortadeiras e identificada por meio do gene ITS como Penicillium oxalicum. O processo produtivo foi Fermentação em Estado Sólido utilizando como substrato lignocelulósico bagaço de cana-de-açúcar e sorgo lignocelulósico. As variáveis foram analisadas através de um planejamento fatorial fracionário 25-1, com três repetições no ponto central. Todas as variáveis analisadas influenciaram a produção de pelo menos um dos três tipos de celulases analisados. As maiores atividades observadas foram: FPase 4,2 U g-1; CMCases 9,2 U g-1 e avicelase 8,4 U g-1, utilizando sorgo lignocelulósico como substrato. As melhores condições para produção foram: temperatura de incubação a 40oC, umidade inicial 60%, pH 4,0, tempo de cultivo de quatro dias, utilizando como substrato sorgo lignocelulósico.

Plant population and row spacing on biomass sorghum yield performance / Espaçamento entrelinhas e população de plantas no desempenho produtivo do sorgo biomassa

ABSTRACT: Biomass sorghum is one of the most promising crops for the production of electricity through the burning in high-pressure boilers, due to its high calorific value, high yield, seed propagation, short cycle, and to the possibility of full mechanization of its agricultural processes. However, there is still a lack of information about its cultural practices. To this end, this research aimed to evaluate the influence of row spacing and plant population on the yield performance of biomass sorghum. The experimental design was a randomized block, in factorial scheme of 4 x 4, with four row spacings (0.5, 0.7, 0.9 and 1.1m), and four plant populations (80,000; 100,000; 120,000 and 140,000 plants ha-1), with three replications. The characteristics evaluated were: plant height, stem diameter, number of leaves, number of tillers per plant, fresh weight per plant and biomass. Total biomass yield was greatly influenced by the row spacing, showing a sharp reduction when row spacing increased, in the two years of study, changing from 180.27 to 114.42t ha-1 in the 2012/13 crop year, and from 146.50 to 102.56t ha-1 in the 2013/14 crop year, for 0.5 and 1.1m between rows, respectively. The lowest yields observed in the second year of the study were due to unfavorable weather conditions in the period.

RESUMO: O sorgo biomassa é uma das culturas mais promissoras para a produção de energia elétrica, através da queima da planta inteira em caldeiras de alta pressão, devido ao seu alto poder calorífico, alta produtividade, propagação por sementes, ciclo curto e por possibilitar mecanização completa de seus processos agrícolas. Contudo, ainda há uma carência de informações acerca do seu manejo cultural. Para tanto, esta pesquisa objetivou avaliar a influência do espaçamento entrelinhas e da população de plantas no desempenho produtivo do sorgo biomassa. Os experimentos foram instalados em Sete Lagoas/MG, na Embrapa Milho e Sorgo, durante duas safras consecutivas. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4 x 4, sendo 4 espaçamentos entrelinhas (0,5; 0,7; 0,9 e 1,1m) e 4 populações de plantas (80.000; 100.000; 120.000 e 140.000 plantas ha-1) e utilizadas três repetições. As características avaliadas foram: altura da planta, diâmetro do colmo, número de folhas, número de perfilhos por planta, massa fresca por planta e biomassa total por área cultivada. A produtividade de biomassa total foi influenciada pelo espaçamento entrelinhas, apresentando uma forte redução com o aumento do espaçamento entrelinhas para os dois anos de estudos, passando de 180,27 para 114,42t ha-1, na safra 2012/13, e de 146,50 para 102,56t ha-1, na safra 2013/14, para espaçamentos entrelinhas de 0,5 e 1,1m, respectivamente. As menores produtividades observadas no segundo ano de estudo foram devido às condições climáticas desfavoráveis no período.