Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito microbicida de nanopartículas de prata (AgNPs) em fungos potencialmente toxigênicos que afetam a cultura do cacau (Theobroma cacao). Esses fungos, isolados de frutos doentes, foram caracterizados fenotípica e genotipicamente. O efeito microbicida foi avaliado pela medição do crescimento radial do micélio, em meios de cultura sintéticos, e em diferentes concentrações de AgNPs nos tecidos vegetais. O efeito inibitório foi monitorado em placas de Petri, e as mudanças nas estruturas fúngicas foram observadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Dois fungos potencialmente toxigênicos foram altamente prevalentes: Aspergillus flavus e Fusarium solani. Os ensaios de inibição, realizados em meios sintéticos líquidos e sólidos, mostraram que as AgNPs não afetaram significativamente o crescimento desses fungos, mesmo à concentração mais elevada (100 ppm). Em contraste, elas produziram efeito inibidor positivo nos tecidos vegetais, especialmente no córtex infectado com A. flavus, em que uma dose de 80 ppm inibiu totalmente o crescimento do fungo. No entanto, uma vez que os fungos tenham conseguido penetrar no interior dos frutos, seu crescimento é inevitável, e o efeito das AgNPs é reduzido. Em F. solani, o nanomaterial estudado apenas induziu algumas alterações de textura e pigmentação. O efeito microbicida das nanopartículas de prata sintetizadas quimicamente é maior nos tecidos das plantas do que no meio de cultura.

Abstract: The objective of this work was to evaluate the microbicidal effect of silver nanoparticles (AgNPs) on potentially toxigenic fungi affecting cocoa (Theobroma cacao) crops. These fungi, isolated from diseased cocoa pods, were characterized phenotypically and genotypically. The microbicidal effect was assessed by measuring radial mycelial growth, in synthetic culture media, and at different AgNP concentrations in plant tissues. The inhibition effect was monitored in Petri dishes, and changes in fungal structures were observed through scanning electron microscopy. Two potentially toxigenic fungi were highly prevalent: Aspergillus flavus and Fusarium solani. The inhibition assays, performed in liquid and solid synthetic culture media, showed that AgNPs did not significantly affect the growth of these fungi, even at the highest concentration (100 ppm). By contrast, they showed a positive inhibitory effect in plant tissues, especially in the cortex, when infected with A. flavus, in which an 80 ppm dose completely inhibited fungal growth. However, once fungi have managed to penetrate inside the pods, their growth is unavoidable, and AgNP effect is reduced. On F. solani, the studied nanomaterial only induced some texture and pigmentation changes. The microbicidal effect of chemically synthesized silver nanoparticles is greater in plant tissues than in culture media.

RESUMO O cacau é uma importante cultura comercial nos trópicos e estimar as emissões de carbono para áreas de melhoria de segmentação é um esforço que vale a pena. Portanto, o principal objetivo do presente trabalho foi avaliar a pegada de carbono (CF) de grãos de cacau colombianos por kg utilizando a metodologia por PAS 2050. Nesta pesquisa, discutiram-se os resultados e apresentou-se uma visão geral das limitações percebidas e dos desafios atuais de pesquisa CF. Os resultados mostram que todas as cargas foram calculadas e encontram-se rebaixadas para a tecnologia convencional. A compostagem contribuiu com aproximadamente 34.00E + 00 g de metano e 2.55E + 00 g de óxido nitroso por quilograma de cacau. Assim, esta prática é capaz de reduzir o CF por 6.00E + 00 kg CO2 eq kg-1, que é certamente significativo. Resíduos deixados no solo, como é o caso da casca de cacau, têm um forte impacto sobre a CF de ambas as tecnologias estudadas devido à decomposição anaeróbia da matéria orgânica, o que representa mais de 85% das emissões. Pode-se concluir que o processo de produção selecionado pode emitir cargas ambientais com a mesma ordem de grandeza, utilizando-se das duas abordagens tecnológicas diferentes, vulgarmente utilizadas neste campo. Então, definitivamente, não é uma necessidade generalizada para promover a modernização da produção de cacau por uma transição em que as velhas e menos produtivas plantas são substituídas pelos chamados clones, a fim de garantir a produtividade do cacau mundial de qualidade.

ABSTRACT Cocoa is an important commercial crop in the tropics; and estimating the carbon emissions in the producing-areas is a worthwhile effort. The main goal of the current paper was to evaluate the carbon footprint (CF) per kilogram of Colombian cocoa bean produced under conventional and agroforestry managements, following the methods proposed by PAS 2050. In this research, we compared our results to other worldwide researches, showing an overview of the current limitations and challenges involving the CF researches. Our results showed that all calculated environmental burdens were lower for the conventional management. In the agroforestry practice, composting of cocoa pod husks contributed with approximately 34.00E+00 g methane and 2.55E+00 g nitrous oxide emissions per kilogram of cocoa grain produced. Therefore, such practice could reduce CF by 6.00E+00 kg CO2 Eq kg-1, which is certainly a significant amount. These cocoa residues left on the ground have a strong impact on CF of both studied managements due to the anaerobic decomposition of organic matter, which represents more than 85% of emissions. We concluded that both evaluated production processes can emit environmental burdens at the same magnitude. Definitely, there is a widespread need to improve cocoa production system by changing old and less productive plants to the so called clones to ensure cocoa yield and quality worldwide.

RESUMOO objetivo principal da presente pesquisa é avaliar a pegada hídrica da produção do cacau Colombiano (Theobroma cacao L.). A exigência hídrica da cultura, tanto quanto a de irrigação, foi avaliada com base nas condições de clima, solo e da cultura no país. A estimativa da necessidade de água foi baseada em dados de seis municípios selecionados pela representatividade dos seus maiores níveis de rendimento, produtividade e dinâmica comercial do Brasil. De acordo com os resultados a pegada hídrica atingiu 17,100 m3 t-1. A nível de província, o maior recorde para este parâmetro foi observado em Tolima com 23,239 m3t-1 enquanto Huila registrou o nível mais baixo, com 13,475 m3 t-1. O consumo de água por unidade de cultura pode ser influenciado não só pelas condições agro-meteorológicas, mas também pelo nível de produção; portanto, regiões com baixos valores de pegada hídrica para uma cultura específica geralmente têm condição climática favorável. A evapotranspiração é relativamente baixa e os maiores rendimentos foram obtidos na agricultura com maiores níveis de produção; em razão da complexidade de um fenômeno hidrológico, como a evapotranspiração de uma cultura, a magnitude dessas diferenças pode ser considerada pequena.

ABSTRACTThe main objective of the present research was to calculate the water footprint of the Colombian cocoa (Theobroma cacao L.) production. The evaluation of crop water requirement and irrigation requirement were based on climate, soil and crop conditions in the country. The water requirement estimation was based on data from six municipalities selected for their representativeness of the highest yield, productivity and commercial dynamics of the country. The results show that the Water footprint reached 17,100 m3 t-1. At the province level, the highest record for this parameter was observed in Tolima, with 23,239 m3t-1, while Huila registered the lowest level, with 13,475 m3t-1. Water use per crop unit can be influenced not only by agro-meteorological conditions, but also by the level of production. Therefore, a region with a low water footprint value for a specific crop usually has a favorable climatic condition. Crop evapotranspiration was found to be relatively low, and the highest yields were obtained in association with more productive cropping levels. Given the complexity of a hydrological phenomenon like crop evapotranspiration, the magnitude of these differences may be considered to be small.