ABSTRACT The objective of this work was to produce and characterize biochar from sugarcane straw, as well as to investigate possible phytotoxic effects on the germination of cotton, maize, and soybean. To this end, the biochar was produced in a double-drum oven and characterized by different techniques. The germination trials were conducted in vitro, with biochar doses varying between 0 and 100 t/ha. The biochar was obtained with a yield of 40%, pH equal to 9.10, electrical conductivity of 2.22 dS/m and specific surface area of 20.3 m2/g. The elemental analysis showed H/C and O/C atomic ratios of 0.41 and 0.21, respectively. The FTIR showed the presence of C=C groups, while SEM/EDS showed a honeycomb porous structure and nutrients such as Mg, K and Ca. The germination test classified the biochar as a phytonutrient for corn and showed no phytotoxicity for soybeans. On the other hand, for cotton, the highest doses (50 and 100 t/ha) caused phytotoxicity. The results of this work meet the global demands for green techniques. Biochar made from sugarcane straw is a promising technology to improve the infertility of poor soils and manage carbon sequestration.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar o biocarvão a partir da palha de cana-de-açúcar, bem como investigar possíveis efeitos fitotóxicos às germinações de algodão, milho e soja. Para tanto, o biocarvão foi produzido em forno de duplo tambor e caracterizado por diferentes técnicas. Os ensaios de germinação foram conduzidos in vitro, com doses de biocarvão variando entre 0 e 100 t/ha. O biocarvão foi obtido com rendimento de 40%, pH igual a 9,10, condutividade elétrica de 2,22 dS/m e área superficial específica de 20,3 m2/g. A análise elementar mostrou razões atômicas H/C e O/C de 0,41 e 0,21, respectivamente. A FTIR mostrou a presença de grupos C=C, enquanto a MEV/EDS mostrou estrutura porosa tipo favo de mel e nutrientes, como o Mg, K e Ca. O ensaio de germinação classificou o biocarvão como fitoestimulante para o milho e mostrou ausência de fitotoxicidade para soja. Por outro lado, para o algodão, as doses mais elevadas (50 e 100 t/ha) causaram fitotoxicidade. Os resultados deste trabalho vêm ao encontro das demandas globais por técnicas verdes. O biocarvão feito da palha de cana-de-açúcar é uma tecnologia promissora para melhorar a infertilidade de solos pobres e gerir o sequestro de carbono.

Abstract The objective of this work is to investigate the conversion of spent coffee grounds (SCG) into biochar (BSC) and the ecotoxicological effects of the product obtained. The SCG and BSC were characterized by characterized by different techniques (TGA/DTG, FTIR, XRD, SEM, EDS, and EDXRF). Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR) was used to characterize the aqueous extract of BSC. The inhibitory effect on lettuce (Lactuca sativa) germination was investigated. Besides, antimicrobial activity evaluation trials were conducted with Azospirillum brasilense and Trichoderma spp. The results showed that in the BSC production process, the extractives and lignocellulosic components in the SCG were partly decomposed. Tests conducted with microorganisms did not reveal any toxic effect of BSC. However, high phytotoxicity against lettuce was recorded for rate 100 t/ha of BSC. This effect was associated with the presence of carboxylic acids identified by 1H NMR in the BSC extract aqueous.

RESUMO Devido a sua grande importância mundial, a cultura do feijoeiro requer uma produção em grande escala, tornando necessária a utilização de fertilizantes. Dentre eles, a ureia se destaca como um dos mais importantes. No entanto, observam-se perdas significativas do nitrogênio por meio de lixiviação, volatilização e desnitrificação. Para contornar esse problema, vários grupos de pesquisa têm estudado o revestimento de fertilizantes com polímeros, uma vez que, por meio deles, é possível controlar a liberação de nutrientes, bem como a sua disponibilidade no solo. Nesse contexto, o presente trabalho revestiu grânulos de ureia por meio de uma mistura simples de difenilmetano diisocianato e poliol poliéter. Foram produzidos cinco tipos de revestimentos variando as proporções dos reagentes. Todas as amostras foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura e foram realizados ensaios in vivo com Phaseolus vulgaris L.. Os espectros de infravermelho confirmaram a polimerização por meio da formação da ligação de uretana. As micrografias evidenciaram um recobrimento com espessura inferior a 30 µm. Os ensaios de liberação controlada da ureia em água mostraram que os revestimentos poliméricos retardam a liberação da ureia em aproximadamente 50 % durante um período de 200 min. Já os ensaios in vivo mostraram que a utilização da ureia com revestimentos nas proporções (em massa) de 60:40 e 50:50 (difenilmetano diisocianato/poliol poliéter) elevaram o teor de massa seca em 52 e 22 %, respectivamente. Com isso, conclui-se que é possível revestir fertilizantes nitrogenados de forma simples com eficiência, otimizando a liberação dos nutrientes no solo e tornando-os mais sustentáveis.

ABSTRACT Due to its great global importance, bean crop requires large-scale production, making necessary the usage of fertilizers. Among them, urea stands out as one of the most important. However, significant losses of nitrogen are constantly observed through leaching, volatilization and denitrification. In order to circumvent this problem, several research groups have studied the coating of fertilizers with polymers, since, through them, it is possible to control the release of nutrients as well as their availability in the soil. In this context, the present work aim son coating urea granules by means of a simple mixture of diphenylmethane diisocyanate and polyol polyether. Five types of coatings have been produced by varying the proportions of the reactants. All samples were characterized by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. In addition, in vivo assays were performed with Phaseolus vulgaris L.. Infrared spectra confirmed the polymerization by formation of the urethane bond. The micrographs showed coating with a thickness of less than 30 μm. Controlled release urea tests in water have shown that the polymer coatings delay release of the urea by approximately 50% over a period of 200 min. The results of the in vivo tests, in turn, showed that the use of urea with coatings in the 60:40 and 50:50 mass proportions (diphenylmethane diisocyanate/polyol polyether) increased the dry mass content in 52 and 22 %, respectively. In this way, it can be concluded that it is possible to coat nitrogen fertilizers simply with efficiency, allowing the release of nutrients into the soil and making it more sustainable.

Para contribuir para o desenvolvimento de produtos antibacterianos obtidos de própolis produzidos por abelhas nativas do Brasil, 29 tipos de própolis coletados de diferentes colméias no Estado de Minas Gerais, Brasil, foram avaliados quanto à atividade in vitro contra Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, e Staphylococcus aureus. Dentre as amostras de abelhas nativas, somente a de Frieseomelitta varia (Lepeletier, 1836) inibiu, em teste in vitro, o crescimento bacteriano. Consequentemente, essa própolis foi submetida a métodos cromatográficos para o fracionamento biomonitorado por teste de difusão em Agar com as referidas bactérias, o que resultou no isolamento e identificação do ácido 3,5-diprenil-4-hidroxicinâmico (artepelin C), que apresentou CIM de 62,5 e 250 µg/mL frente a B. subtilis e S. aureus, respectivamente. Esses resultados indicam o potencial de F. varia para a produção de própolis terapêutica.

To contribute to the development of antibacterial products from propolis produced by native Brazilian bees, twenty-nine samples of propolis collected from hives in the state of Minas Gerais, Brazil, were screened for in vitro activity against Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus. Among the samples from native Brazilian bees, only that from Frieseomelitta varia (Lepeletier, 1836) inhibited in vitro bacterial growth. Consequently, this propolis underwent fractionation by chromatographic methods monitored through Agar-diffusion assays with these bacteria, which resulted in the isolation and identification of 3,5-diprenyl-4-hydroxycinnamic acid (artepillin C), which showed MIC of 62.5 and 250 µg/mL against B. subtilis and S. aureus, respectively. This result indicates the potential of F. varia to produce therapeutic propolis.