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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.85.2006.tde-22052007-145313
Documento
Autor
Nome completo
David Tsai
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2006
Orientador
Banca examinadora
Rela, Paulo Roberto (Presidente)
Villavicencio, Anna Lucia Casañas Haasis
Walder, Julio Marcos Melges
Título em português
"Aplicação da radiação por feixe de elétrons como agente esterilizante de microorganismos em substrato turfoso"
Palavras-chave em português
feixe de eletrons
irradiacao
turfa
Resumo em português
A inoculação de sementes de leguminosas de grãos tais como soja [Glycine max. (L.)], feijão (Phaseolus vulgaris L.) e pastagens tem sido uma estratégia efetiva e conveniente para introduzir estirpes eficientes de Bradyrhizobium/Rhizobium em solos agrícolas sem histórico de cultivo anterior dessa cultura ou quando as estirpes ivas são ineficientes no processo biológico de aquisição de nitrogênio. Através do uso de substrato turfoso previamente esterilizado como veículo da bactéria, os efeitos ambientais adversos podem ser amenizados, pois este substrato atua diretamente, na sobrevivência da bactéria através do fornecimento de nutrientes. O Brasil requer que os substratos turfosos sejam pré-esterilizados através de radiação gama de cobalto-60 (60Co), sendo recomendada a dose de 50 kGy para uma efetiva eliminação de patógenos e saprófitas, que podem competir com a bactéria introduzida. Recentemente, a utilização de aceleradores de elétrons foi considerada uma nova alternativa de radiação para pré-esterilização da turfa, pois, por se constituir de processo oxidativo avançado, gera radicais altamente reativos, eficientes na eliminação de agentes contaminantes. Esta técnica é considerada ecologicamente mais segura que a radiação gama, além de ser um processo mais rápido. Há, porém, a característica de ter menor profundidade de penetração da radiação em relação ao 60Co. O presente estudo comparou o método usando doses crescentes de radiação gama por 60Co e por feixe de elétrons (0, 10, 20, 30, 40 e 50 kGy). Os dados experimentais (7, 14, 21 e 28 dias para a fase curta e 150, 180 e 210 dias para a fase longa de incubação) mostraram um elevado número de células da bactéria Rhizobium tropici CM-01 gusA+ inoculada em substratos turfosos submetidos aos dois processos de esterilização, sendo que ambos processos atenderam aos padrões mínimos requeridos pelas normas brasileiras (validade de 180 dias e presença acima de 1 x 108 células/g de substrato). Sob doses mais elevadas, acima de 40 kGy, o método por feixe de elétrons foi mais eficiente em eliminar actinobactérias, consideradas sérias antagonistas de bactérias inoculantes em turfas e que surgiram após 150 dias. Em um segundo estudo, usando o isolado CM-01 celB+ por um período de 30 dias, os resultados confirmaram a eficiência do método por feixe de elétrons na fase de crescimento bacteriano, mesmo para dose baixa de 10 kGy.
Título em inglês
APPLICATION OF ELECTRON BEAM RADIATION FOR PEAT STERILIZATION AND SUPPRESSION OF MICROBE CONTAMINANTS
Palavras-chave em inglês
electron beam
radiation
turf
Resumo em inglês
Inoculation of root nodule bacteria into legume seeds such as soybean [Glycine max. (L.)], common bean (Phaseolus vulgaris L.) and forrage pasture has been effective and convenient as this simple procedure may introduce effective strains of Bradyrhizobium/Rhizobium into agricultural soils without a past history of successful cropping systems with the legume hosts. Peat-based substrates previously sterilized have been used for decades as bacteria carrier, protecting them from the prevailing harsh conditions in tropical soils and ensuring their survival with nutrient and protection against the soil antagonists. The Brazilian Government requires that all peat-based substrates must be gamma-sterilized from a cobalt-60 (60Co) source, prior the introduction of the root nodule bacteria into the package. The recommendation is for a dose up to 50 kGy for an effective suppression of pathogens and saprophytes, in order to avoid competition among the substrate microbiota. Recently, the use of the electron beam (EB) accelerator has shown to be a new alternative for peat pre-sterilization, as this technique may promote reactive free-radicals which are efficient to suppress microbial contaminants. This fast technology is considered more environment and ecology friendly-sound than gamma radiation (γ). The disvantage of not reaching higher depth than gamma rays from 60Co must be considered, and attempts of optimizing the technique are crucial. This study compared both methods by using increasing rates of radiation by 60Co by the EB method - 0, 10, 20, 30, 40 e 50 kGy in a commercial peat used for inoculants. Experimental data from days 7, 14, 21 and 28 days (growth period) and 150, 180 and 210 days (storage period) indicated high numbers of the strain Rhizobium tropici CM-01, labelled with gusA+ (Study 1) and celB+ (Study 2) from both eat-sterilizing techniques, reaching values above the minimum of 1x108 cells g-1 peat. At high rates, above 40 kGy, and after long incubation periods (ex. after 150 days), EB method was more efficient to suppress actinobacteria, one serious antagonist for rhizobia. Strain CM-01 celB+, data for the period of bacterial growth confirmed the efficiency of the method even at rates as low as 10 kGy.
 
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MestradoDavidTsai.pdf (1.81 Mbytes)
Data de Publicação
2007-06-22
 
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