RESUMO
The quality of the raw material defines the industrial potential production. The harvest of raw sugarcane promoted a favorable environment for the increase of Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854) pest that affects the plant development. This research was undertaken to evaluate the effects of M. fimbriolata on sugarcane quality and fermentation process. For the technological analysis, four damage levels and two evaluation periods were evaluated, while four fermentation cycles and two evaluation periods were tested for microbiological analysis, with three replications. The determined parameters were Brix (soluble solids), Pol (apparent sucrose), Purity, reducing sugars (RS), total reducing sugars (TRS), Total Acidity, pH and Total Phenolic Compounds in juice. In the fermentation process cellular viability analysis, yeast sprout and bacterial concentration were carried out. The wine was submitted to alcohol content, TRRS (total residual reducing sugars) and fermentation efficiency. The treatment with 60% of damage steams exhibited the lowest averages of Brix, Pol, Purity and TRS of the juice. An increase of the RS% of the juice and content of total phenolic compounds was observed. The cellular and sprouts viability were reduced with the increase in the damages caused by M. fimbriolata. The fermentation process exhibited larger quantities of contaminators. With the damages, the wine TRRS quantity was superior and, consequently there was a decrease of the alcoholic content and fermentation efficiency. The damages caused by M. fimbriolata affected the quality of the raw material, compromising the fermentative process, and increase the production of phenolic compounds and contaminators.
A qualidade da matéria-prima define o potencial de produção da indústria. A colheita de cana sem queima proporcionou um ambiente favorável ao aumento da infestação da Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854), que suga a planta e afeta seu desenvolvimento. Avaliaram-se os danos promovidos pela M. fimbriolata na qualidade da cana e no processo fermentativo. Os tratamentos utilizados foram quatro níveis de danos e duas épocas de avaliações para as análises tecnológicas, e quatro níveis de danos, quatro ciclos fermentativos e duas épocas de avaliações para as análises microbiológicas com três repetições. Foram determinados Brix (sólidos solúveis), Pol (sacarose aparente), Pureza, açúcar redutor total (ART), açúcar redutor (AR), Acidez Total, pH, e teor de compostos fenólicos totais no caldo. No processo fermentativo foram realizadas análises de viabilidade celular, brotos de leveduras e concentração de bactérias. Determinaram-se açúcar redutor residual Total (ARRT), teor alcoólico nos vinhos e a eficiência da fermentação. Os tratamentos com 60% dos colmos danificados apresentaram menor média de Brix, Pol, Pureza e ART do caldo. Verificou-se aumento do AR% caldo e dos teores de compostos fenólicos totais. A viabilidade celular e de brotos foram reduzidas com o aumento dos danos provocados pela M. fimbriolata. O processo fermentativo apresentou maiores quantidades de contaminantes. Com os danos a quantidade de ARRT dos vinhos foi maior, houve redução do teor alcoólico, assim como na eficiência da fermentação. Os danos causados pela M. fimbriolata afetaram a qualidade da matéria-prima, comprometendo o processo fermentativo, além de aumentar a produção de compostos fenólicos e contaminantes.
RESUMO
The quality of the raw material defines the industrial potential production. The harvest of raw sugarcane promoted a favorable environment for the increase of Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854) pest that affects the plant development. This research was undertaken to evaluate the effects of M. fimbriolata on sugarcane quality and fermentation process. For the technological analysis, four damage levels and two evaluation periods were evaluated, while four fermentation cycles and two evaluation periods were tested for microbiological analysis, with three replications. The determined parameters were Brix (soluble solids), Pol (apparent sucrose), Purity, reducing sugars (RS), total reducing sugars (TRS), Total Acidity, pH and Total Phenolic Compounds in juice. In the fermentation process cellular viability analysis, yeast sprout and bacterial concentration were carried out. The wine was submitted to alcohol content, TRRS (total residual reducing sugars) and fermentation efficiency. The treatment with 60% of damage steams exhibited the lowest averages of Brix, Pol, Purity and TRS of the juice. An increase of the RS% of the juice and content of total phenolic compounds was observed. The cellular and sprouts viability were reduced with the increase in the damages caused by M. fimbriolata. The fermentation process exhibited larger quantities of contaminators. With the damages, the wine TRRS quantity was superior and, consequently there was a decrease of the alcoholic content and fermentation efficiency. The damages caused by M. fimbriolata affected the quality of the raw material, compromising the fermentative process, and increase the production of phenolic compounds and contaminators.
A qualidade da matéria-prima define o potencial de produção da indústria. A colheita de cana sem queima proporcionou um ambiente favorável ao aumento da infestação da Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854), que suga a planta e afeta seu desenvolvimento. Avaliaram-se os danos promovidos pela M. fimbriolata na qualidade da cana e no processo fermentativo. Os tratamentos utilizados foram quatro níveis de danos e duas épocas de avaliações para as análises tecnológicas, e quatro níveis de danos, quatro ciclos fermentativos e duas épocas de avaliações para as análises microbiológicas com três repetições. Foram determinados Brix (sólidos solúveis), Pol (sacarose aparente), Pureza, açúcar redutor total (ART), açúcar redutor (AR), Acidez Total, pH, e teor de compostos fenólicos totais no caldo. No processo fermentativo foram realizadas análises de viabilidade celular, brotos de leveduras e concentração de bactérias. Determinaram-se açúcar redutor residual Total (ARRT), teor alcoólico nos vinhos e a eficiência da fermentação. Os tratamentos com 60% dos colmos danificados apresentaram menor média de Brix, Pol, Pureza e ART do caldo. Verificou-se aumento do AR% caldo e dos teores de compostos fenólicos totais. A viabilidade celular e de brotos foram reduzidas com o aumento dos danos provocados pela M. fimbriolata. O processo fermentativo apresentou maiores quantidades de contaminantes. Com os danos a quantidade de ARRT dos vinhos foi maior, houve redução do teor alcoólico, assim como na eficiência da fermentação. Os danos causados pela M. fimbriolata afetaram a qualidade da matéria-prima, comprometendo o processo fermentativo, além de aumentar a produção de compostos fenólicos e contaminantes.
RESUMO
Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) has become a key pest in the sugarcane (Saccharum officinarum) fields of center-south Brazil. Although some control technologies have shown to be efficient, the damage promoted by this spittlebug species and its interaction with sugarcane are poorly characterized. At high infestation levels the symptoms are similar to those of severe water restriction. This work was conducted to determine whether the stress promoted by spittlebug infestation can be measured in terms of free proline accumulation. The water restriction tolerance of two sugarcane genotypes was also compared. Two experiments were set up in a greenhouse and arranged in a completely randomized design in a 2 x 2 x 4 factorial, with two cultivars (SP80-1816 and RB72454), two stress levels (control and ten nymphs per plant or 50% water restriction), and four sampling dates. The water deficit caused by spittlebug nymphs sucking xylem sap does not result in proline accumulation, illustrating that there are different mechanisms to sense when the water deficit is caused by insect feeding or water potential variation in root cells. The cultivar RB72454 accumulates more free-proline, and the dry mass accumulation and stalk growth are less affected in this cultivar under water restriction. The levels of compatible solutes probably cannot be used to measure spittlebug infestation stress in sugarcane and RB72454 is more tolerant to water shortage than SP80-1816.
A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. Em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.
RESUMO
Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) has become a key pest in the sugarcane (Saccharum officinarum) fields of center-south Brazil. Although some control technologies have shown to be efficient, the damage promoted by this spittlebug species and its interaction with sugarcane are poorly characterized. At high infestation levels the symptoms are similar to those of severe water restriction. This work was conducted to determine whether the stress promoted by spittlebug infestation can be measured in terms of free proline accumulation. The water restriction tolerance of two sugarcane genotypes was also compared. Two experiments were set up in a greenhouse and arranged in a completely randomized design in a 2 x 2 x 4 factorial, with two cultivars (SP80-1816 and RB72454), two stress levels (control and ten nymphs per plant or 50% water restriction), and four sampling dates. The water deficit caused by spittlebug nymphs sucking xylem sap does not result in proline accumulation, illustrating that there are different mechanisms to sense when the water deficit is caused by insect feeding or water potential variation in root cells. The cultivar RB72454 accumulates more free-proline, and the dry mass accumulation and stalk growth are less affected in this cultivar under water restriction. The levels of compatible solutes probably cannot be used to measure spittlebug infestation stress in sugarcane and RB72454 is more tolerant to water shortage than SP80-1816.
A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. Em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.
RESUMO
The spittlebug (Mahanarva fimbriolata) has become a key pest of the sugarcane crop in Brazil with the increase of green-cane harvesting, causing stalk yield and cane quality losses. This research was undertaken to evaluate the effects of the spittlebug (Mahanarva fimbriolata) on cane quality and juice fermentation. The experiment was arranged in a completely randomized 5 × 2 factorial design, with five spittlebug infestation levels (0-0.5; 0.6-2.5; 2.6-5; 5.1-8; 8.1-12.5 nymphs m-1), controlled or not with thiamethoxam (0.2 kg of active ingredient ha-1). To conduct fermentation, Saccharomyces cerevisiae (fresh and pressed baker's yeast) was inoculated to musts at a concentration of 30 g L-1. Microbiological analyses were performed at the beginning, middle and end of the fermentation process. The alcohol content and total residual reducing sugars were measured in the wine. Spittlebug attack influenced negatively sugarcane quality, yeast cell and bud viability, and wine alcohol content. Insecticide application resulted in higher cane quality and cell and bud viabilities, resulting in increased fermentation yield.
A cigarrinha-das-raízes (Mahanarva fimbriolata) tornou-se praga-chave na cultura da cana-de-açúcar com a expansão das áreas de colheita sem queima, comprometendo a produtividade e a qualidade da matéria-prima e consequentemente o processamento industrial. Essa pesquisa objetivou avaliar os efeitos da cigarrinha-das-raízes (Mahanarva fimbriolata) sobre a qualidade da cana-de-açúcar e a fermentação do caldo. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 × 2, sendo cinco níveis iniciais de infestação da cigarrinha-das-raízes (0-0,5; 0,6-2,5; 2,6-5; 5,1-8; 8,1-12,5 ninfas m-1), controlados ou não com o inseticida thiamethoxam (0,2 kg de ingrediente ativo ha-1). Para a fermentação alcoólica, o fermento prensado Saccharomyces cerevisiae foi inoculado aos mostos na concentração de 30 g L-1. As analises microbiológicas foram realizadas no início, meio e final do processo. O teor alcoólico e os açúcares redutores residuais totais foram analisados nos vinhos. O ataque da cigarrinha-das-raízes influenciou negativamente a qualidade da cana-de-açúcar, viabilidade celular e de brotos de leveduras e o teor alcoólico dos vinhos. A aplicação do inseticida controlou a praga e resultou em melhor qualidade da cana, viabilidade de células e brotos de leveduras, aumentando a produção de etanol.
RESUMO
The spittlebug (Mahanarva fimbriolata) has become a key pest of the sugarcane crop in Brazil with the increase of green-cane harvesting, causing stalk yield and cane quality losses. This research was undertaken to evaluate the effects of the spittlebug (Mahanarva fimbriolata) on cane quality and juice fermentation. The experiment was arranged in a completely randomized 5 × 2 factorial design, with five spittlebug infestation levels (0-0.5; 0.6-2.5; 2.6-5; 5.1-8; 8.1-12.5 nymphs m-1), controlled or not with thiamethoxam (0.2 kg of active ingredient ha-1). To conduct fermentation, Saccharomyces cerevisiae (fresh and pressed baker's yeast) was inoculated to musts at a concentration of 30 g L-1. Microbiological analyses were performed at the beginning, middle and end of the fermentation process. The alcohol content and total residual reducing sugars were measured in the wine. Spittlebug attack influenced negatively sugarcane quality, yeast cell and bud viability, and wine alcohol content. Insecticide application resulted in higher cane quality and cell and bud viabilities, resulting in increased fermentation yield.
A cigarrinha-das-raízes (Mahanarva fimbriolata) tornou-se praga-chave na cultura da cana-de-açúcar com a expansão das áreas de colheita sem queima, comprometendo a produtividade e a qualidade da matéria-prima e consequentemente o processamento industrial. Essa pesquisa objetivou avaliar os efeitos da cigarrinha-das-raízes (Mahanarva fimbriolata) sobre a qualidade da cana-de-açúcar e a fermentação do caldo. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 × 2, sendo cinco níveis iniciais de infestação da cigarrinha-das-raízes (0-0,5; 0,6-2,5; 2,6-5; 5,1-8; 8,1-12,5 ninfas m-1), controlados ou não com o inseticida thiamethoxam (0,2 kg de ingrediente ativo ha-1). Para a fermentação alcoólica, o fermento prensado Saccharomyces cerevisiae foi inoculado aos mostos na concentração de 30 g L-1. As analises microbiológicas foram realizadas no início, meio e final do processo. O teor alcoólico e os açúcares redutores residuais totais foram analisados nos vinhos. O ataque da cigarrinha-das-raízes influenciou negativamente a qualidade da cana-de-açúcar, viabilidade celular e de brotos de leveduras e o teor alcoólico dos vinhos. A aplicação do inseticida controlou a praga e resultou em melhor qualidade da cana, viabilidade de células e brotos de leveduras, aumentando a produção de etanol.
RESUMO
The increased rate of sugarcane harvest without previous burn has provided a very favorable environment to the froghopper Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854), with high moisture and low temperature variation. Few works have studied the response of sugarcane to this pest, so little is known about resistant cultivars. Plant phenolics are widely studied compounds because of their known antiherbivore effect. This research aims to determine if the attack of M. fimbriolata nymphs stimulates the accumulation of total phenolics in sugarcane. The experiment was carried out in greenhouse and arranged in completely randomized design, in a 3 X 2 X 4 factorial with three replications. Second instar nymphs of M. fimbriolata were infested at the following rates: control, 2-4 and 4-8 nymphs per pot (first-second infestations, respectively). Pots were covered with nylon net and monitored daily to isolate the effect of leaf sucking adults. Leaf and root samples were collected and kept frozen in liquid nitrogen until analyses. Infested plants showed higher levels of phenolics in both root and leaf tissues. In roots, the cultivar SP80-1816 accumulated more phenolic compounds in response to the infestation of M. fimbriolata. On the other hand, higher levels were found in leaves and roots of control plants of SP86-42, which might be an indication of a non-preference mechanism. The increase of total phenolics in sugarcane infested with root-sucking froghopper nymphs does not seem to be useful to detect the resistance to this pest.
Com a intensificação da colheita mecanizada da cana-de-açúcar sem queima da palhada, a cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854) tornou-se uma das principais pragas da cultura, favorecida pelas condições de umidade e baixa variação de temperatura do solo. Poucos trabalhos são dedicados ao estudo da resposta da planta ao ataque deste inseto, dificultando o conhecimento de cultivares resistentes. Os compostos fenólicos são muito estudados por sua ação anti-herbivoria. A presente pesquisa foi conduzida com o objetivo de verificar se o ataque de ninfas de M. fimbriolata induz alterações na quantidade de fenóis totais em cana-de-açúcar. O experimento foi instalado em casa de vegetação, com condições de temperatura e umidade controladas, com delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 X 2 X 4 e três repetições. Ninfas de segundo ínstar de M. fimbriolata foram inoculadas no sistema radicular das plantas, nos níveis: controle, 2-4 e 4-8 ninfas por vaso (primeira-segunda infestação, respectivamente). Os vasos foram cobertos com tela de nylon para isolar o efeito dos adultos, que eram mortos nos monitoramentos diários. Folhas e raízes foram coletadas e congeladas em nitrogênio líquido até a realização das análises. Plantas atacadas por ninfas de M. fimbriolata apresentaram maiores teores de fenóis totais em raízes e folhas. A cultivar SP80-1816 apresentou-se mais responsiva ao ataque das ninfas em raízes. A cultivar SP86-42 apresentou maiores teores de fenóis em raízes e folhas de plantas controle, podendo ser um indicativo da não-preferência dos insetos por esta variedade. O teor de compostos fenólicos parece não ser um bom marcador para identificar genótipos de cana-de-açúcar resistentes a ninfas de M. fimbriolata.
RESUMO
The increased rate of sugarcane harvest without previous burn has provided a very favorable environment to the froghopper Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854), with high moisture and low temperature variation. Few works have studied the response of sugarcane to this pest, so little is known about resistant cultivars. Plant phenolics are widely studied compounds because of their known antiherbivore effect. This research aims to determine if the attack of M. fimbriolata nymphs stimulates the accumulation of total phenolics in sugarcane. The experiment was carried out in greenhouse and arranged in completely randomized design, in a 3 X 2 X 4 factorial with three replications. Second instar nymphs of M. fimbriolata were infested at the following rates: control, 2-4 and 4-8 nymphs per pot (first-second infestations, respectively). Pots were covered with nylon net and monitored daily to isolate the effect of leaf sucking adults. Leaf and root samples were collected and kept frozen in liquid nitrogen until analyses. Infested plants showed higher levels of phenolics in both root and leaf tissues. In roots, the cultivar SP80-1816 accumulated more phenolic compounds in response to the infestation of M. fimbriolata. On the other hand, higher levels were found in leaves and roots of control plants of SP86-42, which might be an indication of a non-preference mechanism. The increase of total phenolics in sugarcane infested with root-sucking froghopper nymphs does not seem to be useful to detect the resistance to this pest.
Com a intensificação da colheita mecanizada da cana-de-açúcar sem queima da palhada, a cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854) tornou-se uma das principais pragas da cultura, favorecida pelas condições de umidade e baixa variação de temperatura do solo. Poucos trabalhos são dedicados ao estudo da resposta da planta ao ataque deste inseto, dificultando o conhecimento de cultivares resistentes. Os compostos fenólicos são muito estudados por sua ação anti-herbivoria. A presente pesquisa foi conduzida com o objetivo de verificar se o ataque de ninfas de M. fimbriolata induz alterações na quantidade de fenóis totais em cana-de-açúcar. O experimento foi instalado em casa de vegetação, com condições de temperatura e umidade controladas, com delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 X 2 X 4 e três repetições. Ninfas de segundo ínstar de M. fimbriolata foram inoculadas no sistema radicular das plantas, nos níveis: controle, 2-4 e 4-8 ninfas por vaso (primeira-segunda infestação, respectivamente). Os vasos foram cobertos com tela de nylon para isolar o efeito dos adultos, que eram mortos nos monitoramentos diários. Folhas e raízes foram coletadas e congeladas em nitrogênio líquido até a realização das análises. Plantas atacadas por ninfas de M. fimbriolata apresentaram maiores teores de fenóis totais em raízes e folhas. A cultivar SP80-1816 apresentou-se mais responsiva ao ataque das ninfas em raízes. A cultivar SP86-42 apresentou maiores teores de fenóis em raízes e folhas de plantas controle, podendo ser um indicativo da não-preferência dos insetos por esta variedade. O teor de compostos fenólicos parece não ser um bom marcador para identificar genótipos de cana-de-açúcar resistentes a ninfas de M. fimbriolata.