ABSTRACT
The phosphate fertilization represents the most costly fraction of soybean crop production. Efficient soybean cultivars for P absorption and utilization in soils of medium available P are highly desirable and might contribute for increasing crop production potential. Thirty two soybean [Glycine max (L.) Merr.] cultivars recommended for 'Cerrado' and differing in growth cycle (early, semi-early, semi-late, and late) were grown in a dystrophic Typic Haplustox Cerrado soil to evaluate the acid phosphatase activity, P content in the diagnostic leaf, and shoot biomass. There were differences among the soybean cultivars within all maturation groups in acid phosphatase activity and shoot biomass. The diagnostic-leaf P-content showed significant differences on semi-late and late maturation groups' cultivars. The acid phosphatase activity correlated positively with the plant shoot biomass from semi-early (r = 0.46) and late (r = 0.47) cultivars, and negatively (r = -0.40) with the P content in the diagnostic leaf of late maturation cultivars. The occurrence of soybean cultivars with high and low acid phosphatase activity within the same maturation groups indicates the existence of different mechanisms involving P mobilization in the soil and internal plant P remobilization.
A adubação fosfatada corresponde à fração mais onerosa do custo de produção da cultura da soja. A obtenção de cultivares de soja eficientes na absorção e utilização de fósforo (P) em condição de média disponibilidade deste nutriente pode contribuir para aumentar o potencial produtivo da cultura. Trinta e dois cultivares de soja [Glycine max (L.) Merr.], de ciclo precoce, semiprecoce, semitardio e tardio, recomendados para o cerrado, foram cultivados em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico, do cerrado, objetivando avaliar a atividade da fosfatase ácida, concentração de P na folha diagnóstico e biomassa da parte aérea. Ocorreram diferenças entre os cultivares dentro de todos os ciclos de maturação na atividade da fosfatase ácida e na biomassa da parte aérea. Cultivares de ciclos semitardio e tardio apresentaram diferenças significativas quanto à concentração de fósforo na folha diagnóstico. A atividade da fosfatase ácida correlacionou-se positivamente com a biomassa da parte aérea nos cultivares dos ciclos semiprecoce (r = 0,46) e tardio (r = 0,47) e, negativamente (r = -0,40), com a concentração de P na folha-diagnóstico, nos cultivares do ciclo tardio. A ocorrência de cultivares de soja com alta e baixa atividade da fosfatase ácida dentro do mesmo ciclo de maturação sinalizam a existência de diferentes mecanismos envolvidos na mobilização de P no solo e remobilização interna deste nutriente na planta entre os grupos de cultivares.
ABSTRACT
The phosphate fertilization represents the most costly fraction of soybean crop production. Efficient soybean cultivars for P absorption and utilization in soils of medium available P are highly desirable and might contribute for increasing crop production potential. Thirty two soybean [Glycine max (L.) Merr.] cultivars recommended for 'Cerrado' and differing in growth cycle (early, semi-early, semi-late, and late) were grown in a dystrophic Typic Haplustox Cerrado soil to evaluate the acid phosphatase activity, P content in the diagnostic leaf, and shoot biomass. There were differences among the soybean cultivars within all maturation groups in acid phosphatase activity and shoot biomass. The diagnostic-leaf P-content showed significant differences on semi-late and late maturation groups' cultivars. The acid phosphatase activity correlated positively with the plant shoot biomass from semi-early (r = 0.46) and late (r = 0.47) cultivars, and negatively (r = -0.40) with the P content in the diagnostic leaf of late maturation cultivars. The occurrence of soybean cultivars with high and low acid phosphatase activity within the same maturation groups indicates the existence of different mechanisms involving P mobilization in the soil and internal plant P remobilization.
A adubação fosfatada corresponde à fração mais onerosa do custo de produção da cultura da soja. A obtenção de cultivares de soja eficientes na absorção e utilização de fósforo (P) em condição de média disponibilidade deste nutriente pode contribuir para aumentar o potencial produtivo da cultura. Trinta e dois cultivares de soja [Glycine max (L.) Merr.], de ciclo precoce, semiprecoce, semitardio e tardio, recomendados para o cerrado, foram cultivados em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico, do cerrado, objetivando avaliar a atividade da fosfatase ácida, concentração de P na folha diagnóstico e biomassa da parte aérea. Ocorreram diferenças entre os cultivares dentro de todos os ciclos de maturação na atividade da fosfatase ácida e na biomassa da parte aérea. Cultivares de ciclos semitardio e tardio apresentaram diferenças significativas quanto à concentração de fósforo na folha diagnóstico. A atividade da fosfatase ácida correlacionou-se positivamente com a biomassa da parte aérea nos cultivares dos ciclos semiprecoce (r = 0,46) e tardio (r = 0,47) e, negativamente (r = -0,40), com a concentração de P na folha-diagnóstico, nos cultivares do ciclo tardio. A ocorrência de cultivares de soja com alta e baixa atividade da fosfatase ácida dentro do mesmo ciclo de maturação sinalizam a existência de diferentes mecanismos envolvidos na mobilização de P no solo e remobilização interna deste nutriente na planta entre os grupos de cultivares.
ABSTRACT
The fermentation of yeast reserve carbohydrates, glycogen and trehalose is a procedure to increase protein level of yeast cells and improve ethanol production. This work studied on the degradation kinetics of glycogen and trehalose carried out with two industrial strains of Saccharomyces cerevisiae (PE-2 and SA-1) and the effect of different temperatures (38º, 40º, 42º and 44ºC) on degradation rate. Endogenous fermentation was carried out in a yeast suspension at 20% (w/v) based on wet weight, suspended in fermented media with 3.0 to 4.5 % (v/v) of ethanol. The degradation of the carbohydrate reserves at 40ºC followed first-order kinetics, showing that its rate is mainly dependent on the carbohydrate concentration in the cell. The degradation rate (k) ranged from 0.0387 to 0.0746 h-1. Analyzing other parameters at 40ºC, it was observed that viability and dry and wet yeast biomass were reduced while cell protein, ethanol, glycerol and nitrogen in the medium increased. Glycogen and trehalose degradation at different temperatures (38º, 40º, 42º e 44ºC) showed that at 38ºC the degradation rate was slow and from 42ºC on the degradation of glycogen stopped after few hours of incubation. Thus, from a practical point of view, the best incubation temperature is around 40ºC. The application of the Arrhenius equation showed that activation energy from 40º to 42ºC was 165.90 and 107.94 kcal.ºK-1.mol-1 for trehalose and glycogen respectively for PE-2 strain, and 190.64 and 149.87 kcal.ºK-1.mol-1 respectively for SA-1 strain.
A fermentação dos carboidratos de reserva, glicogênio e trealose é um procedimento para aumentar o nível de proteína das células de leveduras com simultâneo aumento na produção de etanol. Este trabalho estudou a cinética de degradação do glicogênio e trealose em duas linhagens industriais de Saccharomyces cerevisiae (PE-2 e SA-1), bem como o efeito de diferentes temperaturas (38º, 40º, 42º e 44ºC) na velocidade de degradação. A fermentação endógena foi conduzida com suspensão de leveduras a 20% (m/v) em massa úmida, no vinho com 3 a 4,5% (v/v) de etanol. A degradação dos carboidratos de reserva, a 40ºC, seguiu uma cinética de primeira ordem, mostrando que sua taxa é dependente da concentração dos carboidratos na célula. A taxa especifica de degradação (k) variou de 0,0387 a 0,0746 h-1. Em relação a outros parâmetros analisados a 40ºC, foi observado que a viabilidade e biomassa seca e úmida foram reduzidas, enquanto a reserva de proteína celular e etanol, glicerol e nitrogênio no meio aumentaram. A degradação do glicogênio e trealose em diferentes temperaturas (38ºC, 40ºC, 42ºC e 44ºC) mostrou que a 38ºC a taxa de degradação foi a menor, ao passo que a partir de 42ºC ou superior, a degradação do glicogênio não mais progrediu após poucas horas de incubação. Portanto, do ponto de vista prático, a melhor temperatura de incubação é em torno de 40ºC. A aplicação da equação de Arrheniusmostrou que as energias de ativação de 40ºC a 42ºC foram 165,90 e 107,94 kcal.ºK-1.mol-1 para trealose e glicogênio respectivamente para a linhagem PE-2, e 190,64 e 149,87 kcal.ºK-1/mol-1, para a linhagem SA-1 respectivamente.