Dissertations / Theses: 'Composition biomasse'

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Saavedra, Rios Carolina del Mar. "Etude des carbones durs issus de la biomasse pour l’application dans les batteries Sodium-ion." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://thares.univ-grenoble-alpes.fr/2020GRALI072.pdf.

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Abstract:

La demande croissante en batteries Lithium-ion a suscité une certaine inquiétude concernant l'approvisionnement en matières premières critiques nécessaires à leur production, en particulier les ressources en Li, Co, Ni et Cu. La technologie Sodium-ion apparait comme une alternative pouvant utiliser des ressources abondantes et uniformément réparties, et qui pourrait réduire le coût des batteries par rapport au Lithium-ion. Toutefois, le débouché commercial des batteries Sodium-ion est encore limité par le développement de matériaux d'électrode négative à haute performance et bas coût. L'option la plus prometteuse est un matériau carboné désordonné appelé carbone dur, obtenu par traitement thermique à haute température de précurseurs organiques. Malgré ses bonnes performances, le carbone dur est toujours plus cher que le graphite utilisé dans les batteries Lithium-ion, étant donné le coût élevé de ses précurseurs synthétiques. La biomasse lignocellulosique a récemment attiré l'attention en tant que précurseur du carbone dur, étant donné sa nature renouvelable, son accessibilité et son faible coût. Cependant, la grande variabilité des matières premières de la biomasse ainsi que le faible rendement de la réaction de pyrolyse, rendent leur application commerciale plutôt difficile. De plus, le rôle de la composition de la biomasse sur les propriétés du carbone dur n’est pas complètement compris. Le travail de recherche présenté ici est une approche interdisciplinaire, visant à élucider l'impact de la composition de la biomasse sur les propriétés physico-chimiques et électrochimiques des carbones durs résultants ainsi que le rendement de leur synthèse. Un ensemble de 25 précurseurs ont été sélectionnés pour cette étude. La composition de chaque précurseur, telles que le contenu organique et inorganique élémentaire, et le contenu macromoléculaire, ont été évaluées. Les carbones durs synthétisés ont été caractérisés par des techniques de XRD, Raman, SEM, TEM, SAXS, XPS et de cyclage galvanostatique. Le contenu et la composition inorganique du précurseur, en particulier la présence de composés de Si, Ca et K, ont semblé jouer un rôle essentiel dans le développement de la structure et de la surface du carbone dur. Par conséquent, ils ont un impact négatif important sur les performances du carbone dur, en produisant des irréversibilités élevées. Compte tenu de leur faible teneur en cendres couplé à leur faible cout et leur faible impact environnemental, les résidus forestiers et certain résidus agricoles, semblent être le meilleur compromis pour l'application du carbone dur
The ever-increasing demand for Lithium-ion batteries has raised some concern regarding the supply of the critical raw materials needed for their production, especially the Li, Co, Ni and Cu resources. The Sodium-ion technology appears to be an alternative which potentially uses abundant, and evenly distributed resources, that is able to reduce the cost of the batteries compared to Lithium-ion. However, the commercial intrusion of Sodium-ion batteries is still limited by the development of low-cost and high-performance negative electrode material. The most promising option is a disordered carbonaceous material called hard carbon obtained from high-temperature thermal treatment of organic precursors. Despite its good performance, hard carbon is still more expensive than the graphite used in Lithium-ion batteries, given the high cost of the synthetic precursors. Lignocellulosic biomass has recently attracted attention as a hard carbon precursor, given its renewable nature, accessibility, and low cost. However, the high variability of biomass feedstock, together with the poor yield of the pyrolysis reaction, make their commercial application rather difficult. Moreover, there is no clear understanding of the biomass composition role on the hard carbon properties. The research work presented here is an interdisciplinary approach, aiming to elucidate the biomass composition's impact on the physicochemical and electrochemical properties of the derived hard carbons as well as their synthesis yield. A set of 25 lignocellulosic biomass precursors have been selected for this study. The composition of each biomass precursor, such as the elemental organic and inorganic content, and the macromolecular contents were evaluated in detail. The synthesised hard carbons were characterised by XRD, Raman, SEM, TEM, SAXS, XPS, and galvanostatic cycling techniques. The inorganic content and composition of the precursor, particularly the presence of Si, Ca, and K compounds, was observed to play a critical role in developing the hard carbon structure and surface. Therefore, they have a strong negative impact on hard carbon performances, producing high irreversibility. Because of their low ash-content, coupled with their low cost and environmental impact, precursors such as forestry residues, and some agricultural residues, appeared to be the best compromise for hard carbon application

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Brixius, Peter Jochen. "On the influence of feedstock properties and composition on process development of expanded bed adsorption Einfluss der Eigenschaften und Zusammensetzung biotechnologischer Rohlösungen auf die Prozessentwicklung im Rahmen der Fliessbettadsorption /." [S.l. : s.n.], 2003. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=968548016.

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Herbaut, Mickaël. "Déconstruction de la biomasse lignocellulosique : corrélations entre l’activité et la mobilité enzymatiques." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS047.

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Abstract:

L’objectif principal de cette thèse est de déterminer des facteurs pouvant être considérés comme des marqueurs génériques de la récalcitrance de la biomasse à l’hydrolyse enzymatique. Des analyses chimiques, spectroscopiques et microscopiques ont permis d’étudier la relation entre la dynamique enzymatique et certains facteurs descriptifs de la composition chimique et de la structure d’échantillons de biomasse (paille de blé, miscanthus, peuplier) soumis à quatre prétraitements contrastés.La structure et la composition de la lignine sont les principaux acteurs de la récalcitrance pour chaque biomasse, comme le montre la corrélation négative entre la fluorescence et le rendement d’hydrolyse. Une augmentation de la porosité améliore la saccharification de manières différentes pour chaque biomasse en raison des différences d’organisation de leur paroi. Des mesures de mobilités de sondes fluorescentes de tailles similaires à celles des enzymes ont révélé que les prétraitements impactent la structure pariétale de manière plus importante que la saccharification. Les tailles des pores doivent être au moins 5 fois supérieures au diamètre des enzymes pour qu’elles puissent diffuser efficacement dans les parois, probablement en raison d’une obturation des pores causée par les interactions des enzymes avec la lignine. Des mesures d’interaction des sondes avec la lignine ont montré que la fixation sur la lignine dépend à la fois de la structure du polymère et de son accessibilité déterminée par la taille des pores.Nos résultats ont permis de fournir des informations sur la récalcitrance qui pourront servir de pistes pour permettre une meilleure valorisation de la biomasse
Biomass recalcitrance to enzymatic hydrolysis is a multifactorial phenomenon still challenging to understand. The main objective of this work was to determine factors that could be considered as generic markers of this recalcitrance. The relationship between enzymes dynamics and cell wall chemical and structural properties was studied using a panel of contrasted biomass samples (wheat straw, miscanthus, poplar) submitted to four different pretreatments, using a combination of chemical, spectroscopic and microscopy analyses.Lignin structure and composition were found to be the main factors explaining recalcitrance for all three biomasses, as highlighted by the negative correlations between fluorescence intensity and glucose yield. Increasing porosity improves saccharification differently for each species reflecting the different organisation of their cell walls. Mobility measurements of probes representative of enzyme size revealed that pretreatments have a more important impact on cell wall structure than the subsequent saccharification. Both the activity and mobility of enzymes are governed by pores sizes whose diameter need to be at least 5 times the diameter of the enzymes for the catalyst to diffuse efficiently in the cell wall, likely due to a fill-in effect caused by interactions with lignin. The intertwining between lignin and pores sizes was emphasized by measurements of the probes interactions with lignin revealing that binding depended on lignin structure, but also on its accessibility and on cell wall porosity.Our strategy and results provide insights for the improvement of pretreatment methods allowing a better valorisation of lignocellulosic biomass

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Pierre, Floran. "Traitement thermique du bois en vue de sa valorisation énergétique : effet de l'intensité de traitement sur la composition chimique, les propriétés énergétiques et la résilience mécanique." Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01066141.

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Abstract:

Le contexte global de réchauffement climatique et de fin programmée des carburants d'origine fossile a conduit depuis quelques décennies au développement des biocarburants. Les nombreux inconvénients liés à la première génération de biocarburants ont peu à peu donné naissance aux biocarburants de seconde génération dont l'avantage notable est d'utiliser la partie ligno-cellulosique des plantes. La principale voie de conversion envisagée consiste en une gazeification suivie d'une synthèse Fisher-Tropsch. Mais la dispersion énergétique et géographique de la biomasse ainsi que les nombreuses contraintes liées au processus de fabrication nécessitent la mise au point d'un préconditionnement adéquat. Le matériau utilisé devra en effet être homogène, concentré énergétiquement, stockable et facilement transportable. Il devra aussi être facilement broyable en vue de son injection sous pression dans les gazéifieurs. Une voie de prétraitement possible consiste à torréfier la biomasse. Le présent travail s'inscrit dans cette thématique puisqu'il a permis une caractérisation chimique, énergétique et mécanique du bois (Pinus pinaster et Quercus robur) traité thermiquement (T°C<300°C). Dans une première partie du travail, des analyses chimiques et énergétiques de bois traités thermiquement à différentes intensités ont été réalisées. Les résultats ont permis de quantifier la dégradation chimique et la densification énergétique lorsque l'intensité du traitement augmente. Il s'avère que la perte de masse est un excellent indicateur de ces modifications : des relations de prédiction de l'évolution de ces propriétés ont été établies. Un dispositif d'impact original a été développé dans la seconde partie du travail. Les résultats obtenus montrent une augmentation de la broyabilité du bois lorsque l'intensité de son traitement thermique augmente. Avec l'intensité du traitement, le bois perd d'abord sa résilience, puis son comportement fibreux.Cela permet la formation de fines particules particulièrement adaptées aux processus de fabrication des biocarburants de seconde génération.

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Bartsch, Annette. "Die Eisalgenflora des Weddelmeeres (Antarktis): Artenzusammensetzung und Biomasse sowie Ökophysiologie ausgewählter Arten = Sea ice algae of the Wedddell Sea (Antarctica): species composition, biomass, and ecophysiology of selected species /." Bremerhaven : Alfred-Wegener-Inst. für Polar- und Meeresforschung, 1989. http://www.gbv.de/dms/bs/toc/016186044.pdf.

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Wagner, Heiko, Anne Jungandreas, and Christian Wilhelm. "Surveillance of c-allocation in microalgal cells." Universitätsbibliothek Leipzig, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-147318.

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Abstract:

When microalgae are exposed to changing environmental conditions, e.g., light-dark cycles or oscillations in nutrient availability (CO2, nitrogen, phosphate or silicate) they respond with metabolic changes in the carbon allocation pattern. Short time regulations in the time range of few seconds to minutes can be mirrored best by mass spectroscopy based metabolomics. However, these snap shots do not reflect the alterations in the carbon flow to the cellular macromolecules like protein, carbohydrate or lipid. In this review it is shown how the combination of FTIR spectroscopy and Chla-in-vivo-fluorescence based electron transport rates can reveal changes in the metabolic flux rates of carbon during a shift of the environmental conditions. The review will demonstrate in which time range FTIR spectroscopy can deliver significant information and how FTIR spectroscopy data can synergistically support metabolome analysis by mass-spectroscopy.

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Thera, Korotimi. "Analyse des déterminants génétiques contrôlant la production et la composition de la tige chez le sorgho (Sorghum bicolor [L.] Moench). Intégration des approches bi-et multi-parentales." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, SupAgro, 2017. http://www.theses.fr/2017NSAM0030.

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Abstract:

Le sorgho est une des espèces de céréales les plus importantes au niveau mondial en termes d’alimentation humaine et animale. En outre, de nouvelles voies de valorisations liées à son haut potentiel de production de biomasse émergent (énergie, biomatériaux) avec des possibilités d’applications aux niveaux des pays du Nord et du Sud. L’identification des facteurs génétiques contrôlant la variabilité de la production et de la qualité de la biomasse est un des vecteurs de développement de variétés adaptées aux différentes utilisations. Actuellement, seule une vision partielle de l’architecture génétique de la production et de la qualité de la biomasse est disponible, pénalisant l’efficacité des programmes de sélection. Les principales raisons qui peuvent être évoquées sont : l’utilisation quasi exclusive de populations à base génétique très étroite (population biparentales correspondant à des idéotypes peu divers) et un manque de compréhension des interactions existantes entre la qualité de la biomasse et la phénologie. Dans ce contexte, cette thèse s’est articulée autour de 3 objectifs : i) apporter une meilleure compréhension du déterminisme génétique de la durée du cycle « semis - floraison » et de la hauteur des plantes dans le contexte de variétés sensibles à la photopériode, lesquelles ont été relativement peu travaillées jusqu’à présent , ii) analyser les interactions entre la qualité de la biomasse, la croissance en hauteur, la durée du cycle et la sensibilité au photopériodisme et iii) affiner notre compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la variation de la qualité de la biomasse. Pour mener à bien ces analyses, deux populations de cartographie biparentales, un panel de diversité correspondant aux 35 parents d’un schéma de croisement multiparental (Backcross Nested Association Mapping) ainsi que leurs descendances (29 populations totalisant environ 1200 BC1F4) ont été caractérisés en termes de croissance, de phénologie et de qualité de la biomasse. L’analyse du déterminisme génétique de la phénologie couplée à une approche de modélisation écophysiologique a permis la mise en évidence d’une région chromosomique contrôlant une large part de la variabilité de la photopériode critique. Le gène ELF3 pour lequel plusieurs évidences fonctionnelles ont été mises en évidence chez d’autres espèces, est un candidat potentiel pour expliquer cet effet. Outre une large convergence entre les zones détectées pour la phénologie au sein de cette thèse et les études précédentes, une forte instabilité des zones détectées en fonction des conditions environnementales (dates de semis, année) a été mise en évidence. L’analyse des relations entre la qualité de la biomasse, la croissance en hauteur, la précocité et la sensibilité à la photopériode a mis en évidence des effets important du nanisme et de la date de semis sur la composition des tiges et des relations entre ses composantes. En outre, des différences de réactions à la variabilité des dates des semis ont été observées en fonction de la sensibilité à la photopériode des génotypes considérés. Enfin, la caractérisation de la composition biochimique des tiges (teneur en cellulose, en hémicellulose et en lignine des parois) au sein des 29 populations BC1F4, a mis en évidence de nombreuses zones chromosomiques pour lesquelles des gènes potentiellement causatifs ont été proposés. Ces analyses ont permis d’alimenter un répertoire de régions chromosomiques contrôlant les caractères cibles de la sélection. Les potentialités de ces résultats et des populations développées (bi- et multiparentales) dans le contexte de la sélection ainsi que de la validation des gènes sous-jacents à ces zones sont discutées
Sorghum ranks fifth in terms of grain production at the worldwide level. It contributes to food security in the developing countries and provides a significant share of the animal caloric intake. In addition sorghum is expected to contribute significantly to the emerging energy and biomaterial value chains. In this context, identification of the genetic factors controlling biomass production and quality is of crucial interest to develop varieties fitting the expectations of the different uses. Currently only a partial vision of the genetic architecture of biomass production and quality is available, hampering optimal breeding efficiencies. This can be explained by a limited use of the genetic diversity pool to dissect the genetic control of the traits of interest (mainly restricted to non-photoperiod sensitive varieties until now) and a limited understanding of the relationships between biomass production (largely driven by phenology variability) and quality. In this context, this PhD aimed at i) providing a better understanding of the genetic bases of flowering and height variabilities using photoperiod sensitive genetic material ii) disentangling the interactions between biomass quality, height, cycle duration and photoperiod sensitivity and iii) refining our understanding of the molecular mechanisms involved in the variation in biomass quality. To tackle these challenges, two biparental QTL mapping populations, a diversity panel including 35 parents of a Backcross Nested Association Mapping design and a subset of their progenies (29 populations encompassing a total of 1200 BC1F4) were characterized for their phenology, growth and biomass composition. The analysis of the genetic determinism of phenology coupled with an ecophysiological modeling approach, revealed a chromosomic region controlling a large part of the variability (60%) of critical photoperiod (a component of cycle duration). The gene ELF3, for which functional evidence of impact on photoperiod sensitivity is available in other species can be proposed as a functional driver of the variability induced by this region. Although a significant proportion of the genomic regions detected in this study have already been revealed in previous studies, several new regions have been discovered, underlying the interest of multiparental based designs. Phenology analyses over different sowing dates highlighted the complexity of the genetic determinism of this trait through the detection of genomic regions with variable effects. In depth analyses of biomass quality relationships with height, precocity and photoperiod sensitivity underlined strong dwarfism and sowing dates effects on the components of biomass quality and their relationships. In addition, different behaviors of photoperidiod sensitive and insensitive genotypes to delayed sowing dates have been observed. Finally, characterization of stem biochemical composition (cellulose, hemicellulose and lignin content of the cell walls) on the 29 BC1F4 populations, revealed numerous chromosomic regions with variable effects. Putative candidate genes from these regions of interest have been opposed. These analyses enriched a library of regions impacting the breeding targets linked to biomass production and quality. The potentials of these results and of the populations developed towards optimization of breeding efficiency and gene function validation have been discussed

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Romero, Millán Lina. "Steam gasification of tropical lignocellulosic agrowaste : impact of biomass characteristics on the gaseous and solid by-products." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0011.

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Abstract:

Dans le contexte économique de la plupart des pays en voie de développement, la gazéification sous vapeur d’eau de résidus agricoles lignocellulosiques pourrait être un procédé intéressant, à la fois pour la génération d’énergie dans des régions isolées et pour la production des produits à valeur ajoutée. Étant donné que la disponibilité des résidus agricoles est souvent saisonnière, différents types de biomasse doivent être utilisés pour assurer le fonctionnement des installations de gazéification. A cet égard, ce travail est axé sur la compréhension de l'impact des caractéristiques de la biomasse sur le procédé de gazéification et les propriétés des sous-produits gazeux et solides. Trois biomasses lignocellulosiques à composition macromoléculaire et inorganique différentes ont été sélectionnées pour cette étude : coques de noix de coco (CS), bambou guadua (BG) et coques de palmier à huile (OPS). La cinétique de décomposition thermique des biomasses a été étudiée sur une échelle thermogravimétrique sous atmosphère inerte et sous vapeur d’eau. Malgré les différences dans la structure macromoléculaire des échantillons, la composition inorganique s’est avérée être le paramètre le plus important influençant la réactivité et la cinétique de gazéification. L'impact bénéfique des métaux alcalins et alcalino-terreux a été confirmé, ainsi que l'effet inhibiteur du Si et du P. Plus précisément, le ratio K/(Si+P) est considéré approprié pour décrire et comparer le comportement des biomasses pendant la gazéification sous vapeur d’eau. En conséquence, une nouvelle approche pour la modélisation de la cinétique de gazéification à partir de la composition inorganique de l’échantillon a été proposée. La validité du ratio K/(Si+P) pour classifier et prédire le comportement des biomasses a également été confirmée par des expériences dans un réacteur à lit fluidisé à l’échelle laboratoire. Les échantillons avec un ratio K/(Si+P) au-dessus de 1 ont montré des réactivités de gazéification supérieures à celles des échantillons dont le ratio était inférieur à 1, et donc, une production de gaz et un rendement énergétique plus élevés. De plus, la composition inorganique a non seulement impacté le taux de gazéification des échantillons, mais également les propriétés du sous-produit solide. En particulier, une réactivité de gazéification plus élevée est liée à des chars avec une surface spécifique et un nombre de groupes fonctionnels plus importants. Une température de 850°C et une fraction de vapeur de 30% dans l’agent de réaction ont été identifiées comme les conditions les plus adaptées à la production simultanée de gaz combustible et de char pouvant être valorisé dans des applications agricoles. Le modèle de gazéification sous vapeur d'eau et les résultats expérimentaux présentés dans ce travail peuvent être une référence pour des applications réelles de gazéification travaillant avec différents types de résidus. Par ailleurs, dans le contexte présenté, la gazéification sous vapeur d’eau de déchets lignocellulosiques peut améliorer l’accès à l’énergie des zones rurales isolées, en promouvant simultanément le développement de projets productifs susceptibles de générer de nouveaux revenus pour les communautés locales
In the context of most developing countries, steam gasification could be a very interesting process for both energy generation in isolated areas and the production of value-added products from lignocellulosic agrowaste. Considering that the availability of agricultural residues is often seasonal, gasification facilities should operate with different feedstocks. In consequence, this work is focused on the understanding of the impact of biomass characteristics on the gasification process and the properties of the gaseous and solid by-products. Three lignocellulosic agrowastes with different macromolecular structure and inorganic composition were selected for this study: Coconut shells (CS), bamboo guadua (BG) and oil palm shells (OPS). The thermal decomposition kinetics of the selected feedstocks was analyzed in a thermogravimetric scale under inert and steam atmosphere. Despite the differences in their macromolecular composition, inorganics showed to be the most important parameter influencing the steam gasification reactivity and kinetics of the samples. The beneficial impact of AAEM was confirmed, as well as the inhibitory effect of Si and P. More specifically, the ratio K/(Si+P) proved to be suitable to describe and compare the steam gasification behavior of lignocellulosic agrowastes. In accordance, a new kinetic modeling approach was proposed to predict the gasification behavior of samples, from the knowledge of their inorganic composition. The validity of the ratio K/(Si+P) to classify and predict the biomass steam gasification behavior was also confirmed from experiments in a lab-scale fluidized bed gasifier. Samples with K/(Si+P) above 1 exhibited higher gasification reactivities compared to samples with ratios below 1, resulting in greater gas yields and higher gas efficiencies. Moreover, inorganics impacted not only the gasification rate of the samples, but also the properties of the gasification solid by-products. In particular, higher gasification reactivities were related to greater char surface areas and contents of oxygenated surface functional groups. A temperature of 850°C and a steam fraction of 30% in the reacting atmosphere proved to be the most suitable gasification conditions for the simultaneous production of fuel gases for energy applications, and a valuable char that could be valorized in soil amendment applications. The gasification model and experimental results presented in this work might be an important reference for real gasification applications working with different kind of residues, when both the gaseous and solid by-products valorization is intended. Moreover, in the presented context, steam gasification of lignocellulosic agrowaste may improve the energy access in rural isolated areas, and simultaneously promote the development of productive projects that could generate new incomes for local communities

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Park, Young-In. "Bioconversion du CO[indice inférieur 2] en biomasse algale et utilisation de l’eau usée municipale comme source additionnelle de carbone et d’oligoéléments." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/6610.

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Abstract:

Les effets de l'eau usée municipale et des fortes concentrations de CO[indice inférieur 2] sur la production de biomasse, sur la morphologie et sur la composition cellulaire d'une source marine d'Arthrospira (Spirulina) platensis (CCMP 1295) ont été étudiés. Après une comparaison de la dynamique de croissances de quatre souches différentes, la souche CPZA, une souche adaptée au milieu de culture « Zarrouk », a été sélectionnée. La production de biomasse a été déterminée massiquement sur des échantillons assechés. Les modifications au niveau de la morphologie ont été examinées journalièrement par microscopie optique, tandis que les contenus en protéines solubles, en glucides ainsi qu'en pigments (chlorophylle-a, phycocyanine et carotènes) ont été dosés par une approche colorimétrique. Le transfert de souche au milieu de culture Zarrouk a accéléré la production de biomasse par un facteur 12 sous des conditions favorables (3.3 klux à 32°C). Sous une intensité lumineuse plus grande (11 klux), la production a augmenté à 2.8 g/kg de solution après huit jours, ce qui représente une augmentation d'un facteur 17 par rapport à la biomasse initiale. L'ajout d'eau usée jusqu'à un pourcentage de 40 % a été effective en terme de production de biomasse, augmentant la culture jusqu'à une concentration de 3.3 g/kg de solution pendant la même période. La composition chimique des cultures restait relativement constante malgré les différences de milieux de culture. Cependant, l'addition d'eau usée a eu une corrélation négative sur la production nette de biomasse ainsi que sur le contenu en pigments, contrairement aux glucides qui ont démontré une augmentation allant parfois jusqu'à un facteur 5 dans une mixture composée à 80 % d'eau usée. Cette concentration d'eau usée a aussi permis d'observer de la chlorose. Malgré ces modifications, la morphologie des cellules n'a pas changé significativement, demeurant approximativement à 1 mm de longueur et aux environs de 10 spirales/trichome. Avec la concentration la plus élevée de CO[indice inférieur 2], la croissance s'est rapidement accélérée, d'abord dans le milieu Zarrouk pur, la production atteignant une densité de 3,6 g/kg solution après 8 jours sous un flux composé à 2 % de CO[indice inférieur 2]. Contrairement à l'addition d'eau usée, un changement systématique en morphologie a été observé. En effet, le trichome devient plus court et la spirale devient moins serrée si l'on compare à une culture employant des concentrations de CO[indice inférieur 2] semblables à celles de l'air ambiant. La concentration des pigments (spécialement les carotènes) et des protéines solubles diminue rapidement avec une augmentation de CO[indice inférieur 2], bien que le contenu en glucide dans ce cas également augmente proportionnellement. Une combinaison d'une haute concentration d'eau usée et de CO[indice inférieur 2] accélérait généralement le taux de croissance au début de culture. Cependant, un contenu atteignant 8 % de CO[indice inférieur 2] s'est démontré fatal pour des cultures impliquant de 20 % à 60 % d'eau usée, et ce, dès le 6e jour. En effet, une lyse prématurée des cellules a été observée. Il est tout de même particulier qu'une combinaison de hautes teneurs en CO[indice inférieur 2] et en eau usée dans le milieu de croissance ait pu mener à une synergie au niveau de la production de la biomasse, tout comme pour la production de chlorophylle-a, de phycocyanine et de protéines solubles. Ces résultats pourront s'avérer intéressants pour le développement d'une éventuelle stratégie de culture d'algue.

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Fournel, Sébastien. "Combustion à la ferme de cultures énergétiques : influence de leurs propriétés physico-chimiques sur les émissions atmosphériques, prédiction de la composition des gaz et cadre de qualité de la biomasse agricole." Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6832.

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Le monde agricole québécois a actuellement la volonté de mettre en place une filière biomasse pour la production de chaleur à la ferme. Toutefois, la législation sur la qualité de l’air du Québec ne permet pas de valoriser aisément des cultures énergétiques à cette fin. Dans la littérature, le manque de facteurs d’émission en lien avec la combustion de biomasses lignocellulosiques limite l’actualisation du règlement, plutôt contraignant dans le moment, pour répondre aux besoins du milieu. Par ailleurs, la variabilité des propriétés physico-chimiques des plantes agricoles rend le dossier encore plus complexe. Le présent projet visait donc à quantifier l’influence des caractéristiques (espèce, composition chimique, date de récolte, forme, etc.) des cultures dédiées ayant le meilleur potentiel de développement au Québec sur les émissions atmosphériques (particules et gaz) lors de la combustion à la ferme. Une revue critique de la littérature a d’abord ciblé, en plus du bois (référence), quatre biomasses agricoles d’intérêt : le saule à croissance rapide, le panic érigé, le miscanthus et l’alpiste roseau. Ces cultures pérennes ont ensuite été acquises de divers producteurs selon la forme du produit (copeaux, granules ou vrac) et sa date de récolte (automne ou printemps). Au total, 12 différentes biomasses ont été brûlées dans une chaudière multi-combustible de 29 kW au Laboratoire sur les énergies en agriculture durable (LEAD) de l’Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA). Au cours de 36 essais expérimentaux (3 répétitions), les paramètres d’opération (masse du combustible, températures de la chambre, de l’effluent gazeux et de l’eau de l’échangeur de chaleur, débits des gaz et du fluide caloporteur, etc.) et les concentrations de 11 gaz (CO, CO[indice inférieur 2], CH[indice inférieur 4], N[indice inférieur 2]O, NO, NO[indice inférieur 2], NH[indice inférieur 3], SO[indice inférieur 2], HCl, H[indice inférieur 2]O et O[indice inférieur 2]) ont été mesurés en continu. Les matières particulaires ont aussi été échantillonnées pour chaque test de combustion à l’aide de la Méthode 5 de l’United States Environmental Protection Agency (USEPA). Au final, aucune des biomasses n’a respecté les valeurs limites de particules décrites par la règlementation environnementale québécoise avec le système de combustion utilisé. Des contraintes technologiques et la vaste gamme de biomasses sélectionnées ont compliqué l’ajustement des conditions optimales d’opération pour chaque combustible. Néanmoins, plusieurs tendances ont été soulevées. Le bois, étant donné ses faibles teneurs en éléments inorganiques, a produit moins de polluants que les plantes à vocation énergétique. Dans leur cas, leurs émissions particulaires et gazeuses ont généralement été proportionnelles à leurs contenus en azote, en soufre, en chlore, en métaux alcalins et en cendres. C’est ce qui explique que le lessivage causé par la fonte des neiges et subi par une culture récoltée au printemps ait entraîné une diminution importante des rejets atmosphériques. De plus, la granulation, qui permet en densifiant et en homogénéisant le produit de mieux contrôler le procédé, a engendré une baisse des composés issus d’une combustion incomplète. L’analyse de l’impact des propriétés physico-chimiques des cultures sur les émissions lors de la combustion a mené à l’établissement d’un cadre potentiel de certification de la qualité de la biomasse agricole. Un modèle de prédiction de la composition des gaz, basé sur la notion d’équilibre thermodynamique et la minimisation de l’énergie libre de Gibbs, a également été développé pour estimer rapidement les rejets de combustion de toute biomasse et ainsi faciliter son classement à l’intérieur du cadre proposé.

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Calvière, Isabelle. "Effets de la nutrition minérale et de la composition botanique sur la croissance de prairies permanentes au printemps : conséquences pour la prévision et le diagnostic de la biomasse récoltable et de sa qualité." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT013A.

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Sur des prairies permanentes, notre objectif est d'evaluer durant le printemps, les effets de la composition botanique et de l'offre en elements mineraux sur l'accumulation de biomasse (precocite du depart en vegetation, vitesse maximale d'accumulation de biomasse, date d'apparition de la phase de ralentissement) et sur l'evolution du rapport feuilles sur tiges (ftr). La question a ete abordee a trois niveaux: (1) etude d'especes representant a priori des fonctionnements tres differents (dactylis glomerata, plantago lanceolata, ranunculus repens, sanguisorba minor et taraxacum officinalis) en cultures isolees; (2) comparaison de populations de dactylis glomerata et festuca rubra cultivees en conditions de deficience ou non en phosphore; (3) etude de communautes presentant plusieurs niveaux de nutrition minerale et des compositions botaniques differenciees. En culture isolee, les caracteristiques morphogenetiques (vitesses d'apparition des feuilles et leurs durees de vie) sont tres differentes entre especes et plus elevees pour les dicotyledones. Une typologie selon la cinetique du nombre de feuilles totalement vertes presentes est proposee afin de comprendre les dynamiques d'accumulation de feuilles vertes. Pour des populations de dactylis glomerata, nous avons mis en evidence un effet de l'environnement lumineux et du niveau de nutrition minerale sur le taux de talles epiees. Les differences de biomasse entre communautes ou populations proviennent davantage d'une difference de niveau de nutrition en azote que d'effet de la composition botanique ou de la nutrition en phosphore. Les differences de biomasses accumulees sont plus liees aux variations de tiges qu'a celles des feuilles. Les ftr sont tres differents entre communautes a une meme date. Cependant, exprimes en fonction de la biomasse aerienne, il apparait une relation unique decroissante, quels que soient le niveau de nutrition minerale et la composition botanique: les communautes ou la croissance des tiges est elevee sont celles ou la biomasse de feuilles diminue au cours de la pousse (contrairement aux autres ou la biomasse de feuilles croit ou stagne)

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Betoulle, Jean-Luc. "Variations spatiales de la production primaire et des apports au sol en éléments minéraux dans cinq faciès d'une mangrove en Guyane française." Toulouse 3, 1998. http://www.theses.fr/1998TOU30288.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse de doctorat consistait à évaluer la production primaire d'une mangrove d'estuaire en Guyane française. Pour répondre à cet objectif, deux approches complémentaires ont été mises en parallèle : l'une a l'échelle locale et l'autre a l'échelle régionale. La première approche abordait des processus internes à la mangrove. A partir de la caractérisation (structure, phytomasse épigée) de la mangrove en cinq stades évolutifs, des dispositifs expérimentaux ont permis de suivre mensuellement les variations spatiales et saisonnières de la chute et de la décomposition des litières et des apports au sol en nutriments. Les résultats sont comparables avec ceux des mangroves se situant aux mêmes latitudes. Les conditions du substrat peuvent expliquer en partie les variations spatiales observées. Les variations saisonnières sont liées aux données climatiques (corrélation significative avec la pluviométrie, l'insolation et le vent). Il semblerait que ce soit l'âge de la population, le mode de croissance des espèces et les conditions de drainage des milieux qui induisent les variations de compositions foliaires en nutriments. La deuxième approche pourrait permettre à terme de spatialiser ces processus à une échelle plus globale. Pour cela, des photographies aériennes à grande échelle, acquises a bord d'un Ulm et à des altitudes variant de 100 à 1500 m, ont été utilisées pour mettre en évidence des relations entre paramètres mesures au sol et des paramètres observables par photo-interprétation.

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Hracherrass, Ahmed. "Etude des peuplements de Teline linifolia (L. ) Webb. Et Berth. En forêt de la Mamora (Maroc) : organisation spatiale, biométrie, biomasse, productivité et composition phytochimique." Aix-Marseille 3, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX30055.

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Abstract:

Le present travail a mis l'accent sur 4 volets principaux: 1) l'influence des facteurs stationnels (epaisseur du sable, couvert du chene liege) sur les differents parametres biometriques de teline linifolia en general et sur sa phytomasse en particulier. Ce volet nous a permis de degager les points suivants: a) les differents parametres mesures de teline linifolia montrent leur optimum d'efficience dans la classe ii (100-200 cm) en ce qui concerne l'epaisseur du sable et dans la classe ii en ce qui concerne le couvert du chene liege (25-50%); b) l'influence de la profondeur du sol est plus marquee que celle du couvert, sur les parametres morphometriques de teline linifolia; c) des equations de regressions pour l'estimation et la prediction de la phytomasse de teline linifolia ont ete developpees en tenant compte de la profondeur du sol et du couvert du chene liege, comme variables explicatives; 2) des recherches de correlation entre la biomasse totale et ses composantes et les parametres biometriques mesures de teline linifolia (dg, hg, diag, rg) ont ete engagees; 3) l'etude de la composition chimique et de la mineralomasse de teline linifolia a montre que les feuilles sont les organes les plus riches en elements mineraux (4,687% dont 2,341% d'azote), suivies des fruits et du bois avec des teneurs respectives de 3,207% et 2,090% d'elements doses. De meme, l'azote est l'element le plus represente quel que soit l'organe envisage. Compare a d'autres especes, teline linifolia presente en general une concentration en azote superieure aux autres especes et qui reste voisine de celle des papilionacees. Les resultats obtenus montrent que la biomasse seche totale du peuplement de teline linifolia est en moyenne de 779,735 gr/m2 soit 7,8 t/ha (975 kg/ha/an). La mineralomasse globale accumulee est en moyenne de 21,589 gr. Les feuilles, les fruits et le bois accumulent respectivement 35,8%, 12,6% et 51,6% de la mineralomasse globale; 4) la prise en compte des parametres abiotiques (epaisseur de la couche de sable) et biotiques (densite du couvert du chene liege) montre, en premier lieu le role, pour la composition chimique en elements mineraux et azotee, de la profondeur du sable et en second lieu l'influence du couvert arbore

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Passicousset, Joël. "Descripteurs physico-chimiques de la biomasse lignocellulosique en hydrolyse enzymatique : vers une caractérisation in-situ." Thesis, Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2019. http://www.theses.fr/2019IAVF0004.

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Abstract:

Une des pistes envisagées pour réduire l’impact environnemental des activités humaines dans le secteur des transports est la production d’éthanol à partir de biomasse lignocellulosique. Parmi les différentes technologies envisagées pour ces substrats constitués majoritairement de cellulose, d’hémicelluloses, et de lignine, le procédé de conversion biochimique en éthanol représente une voie prometteuse, par la maturité relative de la filière, et la faisabilité immédiate de l’incorporation d’éthanol dans l’essence pour le parc automobile actuel. L’étape de prétraitement qui a pour but de rendre la cellulose plus accessible et plus digeste à l’étape d’hydrolyse enzymatique doit encore être optimisée afin de rendre économiquement viable ce procédé. Afin d’étudier les liens entre les conditions opératoires de prétraitement, les modifications physicochimiques apportées, et leurs effets sur la digestibilité des substrats, une palette d’échantillons avec une forte variabilité de paramètres physicochimiques était nécessaire. Ils ont été produits à partir d’une paille de blé prétraitée par cuisson acide et explosion vapeur avec une large gamme de paramètres opératoires. Une caractérisation multi-échelle et multi-technique a permis de connaître précisément les modifications physicochimiques opérées par le prétraitement. Ces résultats ont permis d’identifier les descripteurs pertinents permettant d’expliquer la réactivité d’un substrat en hydrolyse enzymatique. Un modèle empirique a ainsi pu être proposé pour traduire la réactivité de ces substrats prétraités en fonction des paramètres clés identifiés. Enfin, le suivi in situ au cours de l’hydrolyse enzymatique de la dégradation de la matrice et de l’adsorption des enzymes sur les tissus par microscopie à autofluorescence UV a permis de mieux appréhender les mécanismes d’hydrolyse de la biomasse prétraitée, dépendamment des conditions opératoires de prétraitement
One of the paths that are envisioned to reduce the environmental footprint of human’s activities in the field of the transportation is about ethanol production from lignocellulosic biomass. Amongst all the different processes that are projected to convert such substrates made of cellulose, hemicelluloses, and lignin, the bioconversion process into ethanol represents a promising option since it is quite mature, and ethanol is readily usable in the current gas-cars fleet. The pretreatment step that aims at making cellulose more accessible and more digestible to the enzymatic hydrolysis still needs improvements in order to make this process economically viable. To study the relations between operating conditions, physicochemical modifications, and their effects on substrates’ digestibility, a wide range of samples with a high variability of their physicochemical parameters was needed. Samples were produced from a wheat straw that was dilute-acid and steam exploded with a wide range of operating conditions. Multi-technique and multi-scale analyses led to a precise characterisation of the physicochemical effects provoked by the pretreatment. These results also allowed identifying key substrate parameters that are responsible for the substrate enzymatic digestibility. Based on the observations, an empirical model was proposed to express the substrate digestibility as a function of these critical parameters. Finally, in situ monitoring of tissue degradation and enzyme adsorption-desorption on plant tissues during saccharification was carried using UV-autofluorescence microscopy. Thanks tothese experiments, hydrolysis mechanisms on pretreated matrices are now better understood, and depend upon pretreatment operating conditions

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Sauzède, Raphaëlle. "Etude et paramétrisation de la distribution verticale de la biomasse phytoplanctonique dans l'ocean global." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066625/document.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse concernent la paramétrisation de la distribution verticale de la biomasse et de la structure des communautés phytoplanctoniques dans l’océan global. Nous avons d’abord développé une méthode neuronale de calibration de la fluorescence en concentration en chlorophylle a ([Chl]) associée à la biomasse phytoplanctonique totale et à trois classes de taille de phytoplancton. Cette méthode, FLAVOR, a été entrainée et validée à l’aide une base de données de ~900 profils de fluorescence et de pigments mesurés pat HPLC. Une base de données globale de ~49000 profils de fluorescence a ensuite été assemblée et calibrée en termes de biomasse chlorophyllienne et composition du phytoplancton. Ce travail représente une première étape vers une vision tridimensionnelle de la biomasse phytoplanctonique. Nous avons ensuite développé deux réseaux de neurones (SOCA) pour estimer la distribution verticale de deux paramètres bio-optiques, [Chl] et le coefficient de rétrodiffusion. Ces réseaux de neurones requièrent comme données d’entrée des données satellites de couleur de l’eau co-localisées avec un profil hydrologique collecté par un flotteur Argo. Ils ont été entrainés et validés avec une base de données globale composée de ~5 000 profils de propriétés bio-optiques et hydrologiques acquises par des flotteurs Bio-Argo. Les bases de données utilisées pour développer les méthodes FLAVOR et SOCA proviennent de régions océaniques représentatives de l’océan global, permettant ainsi l’application de ces méthodes à la majorité des eaux océaniques. Finalement, nous avons mené une étude focalisée sur l’Atlantique Nord qui exploite les outils développés. Les champs tridimensionnels de biomasse obtenus, couplés à un modèle bio-optique de production primaire, permettent d’étudier les cycles saisonniers de la distribution verticale de la biomasse phytoplanctonique et de la production primaire dans différentes bio-régions de l’Atlantique Nord
This PhD work focuses on the parameterization of the vertical distribution of phytoplankton biomass and community structure in the global open ocean. First we have developed a neural network-based method for the calibration of the fluorescence in chlorophyll a concentration [Chl] associated with the total phytoplankton biomass and with three phytoplankton size classes. This method, (FLAVOR for Fluorescence to Algal communities Vertical distribution in the Oceanic Realm), was trained and validated using a database of ~900 concomitant fluorescence and HPLC-determined pigment profiles. A global database comprising ~49 000 fluorescence profiles was assembled and calibrated with FLAVOR. The resulting database represents a first step towards a global three-dimensional view of phytoplankton biomass and community composition. Second, two neural networks (SOCA for Satellite Ocean Color and Argo data to infer vertical distribution of bio-optical properties) were developed to infer the vertical distribution of two bio-optical proxies of the phytoplankton biomass, [Chl] and the particulate backscattering coefficient, using as input satellite-derived products matched up with a hydrological Argo profile. The SOCA methods were trained and validated using a global database of ~5 000 profiles of bio-optical and hydrological properties collected from Bio-Argo floats with concomitant satellite products. The database used to develop FLAVOR and SOCA originates from various oceanic regions largely representative of the global ocean, making the methods applicable to most oceanic waters. Finally, we proposed a study dedicated to the North Atlantic where the tools developed in this thesis are used in conjunction with a bio-optical primary production model. This allows us to characterize the seasonal cycle of the vertical distribution of the phytoplankton biomass and primary production in various bio-regions of the North Atlantic

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Sylvestre, Alexandre. "Caractérisation de l'aérosol industriel et quantification de sa contribution aux PM2.5 atmosphériques." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4714/document.

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Abstract:

La connaissance des principales sources de l’aérosol permet d’améliorer, d’adapter et de cibler les mesures prises pour réduire les concentrations de particules fines. Ainsi, l’identification et la hiérarchisation des sources de particules fines sont des étapes essentielles à la mise en place d'une politique efficace d'amélioration de la qualité de l'air. Le travail mené durant cette thèse s’inscrit dans cette démarche puisqu'il avait pour objectif de quantifier les sources de PM2.5 en milieu industriel. Afin de répondre à cet objectif, deux campagnes de prélèvements ont été réalisés dont une sous les vents des principales activités industrielles afin de caractériser leurs émissions (profils) et une en zones urbaines caractéristiques de l’exposition de la population aux particules fines. Les résultats ont permis d'obtenir des empreintes représentatives des principales activités industrielles de la zone d'étude. L’analyse ME-2 menée a permis, avec la combinaison d’analyses radiocarbones, de déterminer que la source de combustion de biomasse est la source majoritaire pendant l’automne et l’hiver où les épisodes de PM2.5 ont été observés. La source industrielle est la source majoritaire des PM2.5 au printemps et en été mais ne constitue pas un driver fort de la concentration des PM2.5. Toutefois, cette étude a montré que les sources industrielles impactent significativement la population de particules (taille, composition, etc.) dans la zone d’étude
In order to limit the impact of air quality on human health, public authorities need reliable and accurate information on the sources contribution. So, the identification of the main sources of PM2.5 is the first step to adopt efficient mitigation policies. This work carry out in this thesis take place in this issue and was to determine the main sources of PM2.5 inside an industrial area. To determinate the main sources of PM2.5, two campaigns were lead to collect daily PM2.5 to: 1/ determine the enrichment of atmospheric pollutants downwind from the main industrial activities and 2/ collect PM2.5 in urban areas characteristic of the population exposition. Results allowed to obtain very representative profiles for the main industrial activities implanted inside the studied area. ME-2 analysis, combined to radiocarbon measurements, allowed to highlight the very high impact of Biomass Burning sources for all the PM2.5 pollution events recorded from early autumn to March. This study showed that industrial sources, even if they are the major sources during spring and summer, are not the major PM2.5 driver. However, this study highlights that industrial sources impact significantly the aerosol population (size, composition, etc.) in the studied area

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Arnoult, Stéphanie. "Contribution à la définition d’idéotypes de miscanthus valorisables pour la production de bioéthanol de 2ème génération et perspectives en sélection." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10098/document.

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Abstract:

Face à l’épuisement du pétrole, l’Europe s’oriente vers la production de bioéthanol 2ème génération à partir de biomasse végétale. L’espèce Miscanthus x giganteus est prometteuse de par son fort rendement et ses faibles impacts environnementaux. Cependant, sa diversité génétique est faible et sa composition de biomasse pas forcément optimale pour produire du bioéthanol 2ème génération. Cette thèse explore donc différentes espèces de Miscanthus pour définir des idéotypes et des pistes en sélection afin d’améliorer le miscanthus pour ce débouché. Trois approches ont été menées : une étude bibliographique, une étude expérimentale au champ et des tests en pilote industriel. L’étude bibliographique montre une forte variabilité environnementale et génotypique pour les caractères associés à la production et à la composition de biomasse. L’analyse des données expérimentales révèle des caractères antagonistes : une forte production de biomasse est associée à de fortes teneurs en cellulose et lignines, mais à de faibles teneurs en hémicelluloses, solubles et cendres. De fortes teneurs en lignines contribuent également à réduire l’efficacité de la transformation de la biomasse en bioéthanol 2ème génération. Enfin, des outils de phénotypage ont été définis : la hauteur de végétation et le volume aérien de la plante permettent de prédire la production de biomasse des stades adultes à partir des stades jeunes. La spectroscopie proche infra-rouge permet aussi de prédire la composition de la biomasse. Ce travail contribue à la définition d’idéotypes de miscanthus pour une valorisation en bioéthanol 2ème génération en proposant des critères, des outils et des perspectives en sélection
In front of the depletion of oil resources, Europe is moving towards the 2nd-generation bioethanol production from plant biomass. The Miscanthus x giganteus species is promising due to its high biomass production and its low environmental impacts. However, the genetic diversity of this species is low and its biomass composition is not necessary optimal for the 2nd-generation bioethanol production. This thesis therefore aims to explore several Miscanthus species in order to define ideotypes and to propose guidelines to target miscanthus breeding for 2nd-generation bioethanol production. It was based on three approaches: a literature review, an experimental field study, and tests in pilot at industrial scale. The review of literature showed a strong environmental and genotypic variability for traits related to biomass production and composition. Moreover, the experimental data analysis showed antagonisms between the traits of interest: a high biomass production was associated with high cellulose and lignin contents, but low hemicellulose, soluble, and ash contents. High biomass lignin content also reduced the efficiency of the biomass conversion to 2nd-generation bioethanol. Lastly, breeding tools were defined: canopy height and aboveground plant volume enabled to predict the biomass production of mature crops from early stages. The near infrared spectroscopy also provided accurate prediction of the miscanthus biomass composition. This contributes to the definition of miscanthus ideotypes for 2nd-generation bioethanol production by providing selection criteria, breeding tools, and breeding prospects

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Hess, Manon. "Restauration écologique des communautés végétales après éradication d'espèces invasives : Rôle de la dynamique de colonisation et des effets de priorité Using limiting similarity to enhance invasion resistance: theoretical and practical concerns Priority effects: Emerging principles for invasive plant species management Giving recipient communities a greater head start and including productive species boosts early resistance to invasion." Thesis, Avignon, 2020. http://www.theses.fr/2020AVIG0357.

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Abstract:

Les plantes invasives posent d’importants problèmes environnementaux et de santé publique, et leur contrôle est aujourd’hui un défi majeur. Elles rencontrent des conditions particulièrement favorables après des perturbations conduisant à une suppression du couvert végétal. La mise en place d’un couvert végétal séquestrant rapidement ces ressources parait alors une réponse probante pour réduire l’invasion. Néanmoins, les caractéristiques des communautés nécessaires pour exercer une résistance efficace dans les premières phases d’installation sont encore peu connues.Je me suis intéressée à deux mécanismes qui pourraient influencer la résistance à l’invasion des communautés végétales herbacées lors des premiers stades d’installation après une perturbation majeure, que sont (1) la ‘limiting similarity’, impliquant que la coexistence d’espèces partageant la même niche écologique est limitée par l’exclusion compétitive, et (2) les effets de priorité, qui surviennent lorsque l’installation d’une espèce affecte la performance ou la survie d’une espèce arrivant par la suite. L’examen de la littérature confirme que l’application de la ‘limiting similarity’ pour lutter contre les plantes invasives est complexe et n’a, jusqu’à aujourd’hui, fait preuve d’efficacité. Intégrer les effets de priorité aux méthodes de contrôle des plantes invasives après une perturbation semble d’avantage prometteur. Une des stratégies consiste en la mise en place d’un couvert végétal exerçant de forts effets de priorité négatifs, diminuant le succès d’installation des plantes invasives. Deux expérimentations en serre ont été réalisées à cet effet, visant à jouer sur les effets de priorité de la communauté native receveuse afin d’en comprendre l’implication dans la résistance à l’invasion. Dans une première expérimentation, le temps d’avance de la communauté receveuse sur l’arrivée de trois espèces invasives (i.e. Ambrosia artemisiifolia, Bothriochloa barbinodis et Cortaderia selloana), la composition en espèces et la densité des semis ont été manipulés. Une meilleure résistance à l’invasion a été observée lorsque les communautés produisent une forte biomasse aérienne, cette dernière étant associée à la présence d’espèces productives. Retarder l’arrivée des espèces invasives a également réduit le succès d’invasion, mais ceci uniquement lorsque la production de biomasse était suffisamment importante. Une seconde expérimentation a porté sur l’influence de l’identité de la première espèce installée dans la communauté receveuse ainsi que l’ordre de semis des espèces (semis simultané de la communauté ou séquentiel) sur la structuration de la communauté et les conséquences sur sa résistance à l’invasion par A. artemisiifolia. Des différences minimes dans la dynamique de colonisation de la communauté receveuse a substantiellement affecté sa structure, sa production de biomasse, la concentration du sol en nutriments, ainsi que sa résistance précoce à l’invasion. Le semis séquentiel a généralement diminué la résistance à l’invasion par rapport au semis simultané de l’ensemble de la communauté. Les espèces installées en premier ont généré des effets de priorité d’intensité variable, vraisemblablement par le biais de la compétition racinaire, impactant l’invasibilité.En conclusion, la dynamique de colonisation a considérablement influencé le succès d'invasion par le biais de différences de production de biomasse et de préemption des ressources. Les effets de priorité des communautés récemment établies et la résistance à l'invasion associée pourraient être améliorés en (1) maximisant le temps d’avance à la communauté receveuse par rapport aux espèces invasives, (2) introduisant des espèces capables de produire rapidement de la biomasse et de préempter les ressources du sol, et (3) évitant le semis séquentiel, en particulier lorsque les premières espèces installées sont des espèces productives fixatrices d'azote
Invasive plant species cause serious environmental and sanitary issues and their control is today a major challenge. Disturbances involving vegetation removal and an increase in resource availability offer particularly favorable conditions for invasive plant colonization. Establishing a plant cover rapidly sequestering resources could be a relevant strategy to limit invasion. However, little is known about the characteristics enabling newly established communities to exert strong invasion resistance, especially in the early growth stages.In this thesis, I focused on two potential determinants of invasion resistance of herbaceous plant communities in the early growth stages after a major disturbance, which are (1) the concept of limiting similarity, stating that the coexistence of species sharing the same ecological niche is limited by competitive exclusion, and (2) priority effects, which occur when the establishment of a species affects the performance or survival of later arriving species. The application of limiting similarity to control invasive plants appears complex, ineffective and unsuitable for the most common situations. In contrast, integrating priority effects into invasive plant management strategies seems more promising. One strategy consists in restoring a plant cover exerting strong negative priority effects, decreasing the success of subsequent invasive plant establishment. In two greenhouse experiments, I explored the role of priority effects in early invasion resistance. In a first experiment, I manipulated species composition, sowing density and the elapsed time between community sowing and invasion by Ambrosia artemisiifolia, Bothriochloa barbinodis and Cortaderia selloana. A higher invasion resistance was observed when communities produced a high aboveground biomass, which was associated with the presence of productive species. Delaying invasive species arrival also decreased invasion success, but only if it allowed a sufficient increase in biomass production. A second experiment investigated how the identity of the first native colonizer (one of two grasses: Dactylis glomerata and Lolium perenne, or one of two legumes: Onobrychis viciifolia and Trifolium repens) and the timing of species establishment (synchronous vs. sequential sowing) influenced the structuration of the recipient community and its resistance to invasion by A. artemisiifolia. Small differences in assembly history of the recipient community substantially affected community structure, biomass production, soil nutrient content, as well as early invasion resistance. Sequential sowing generally decreased invasion resistance compared with a synchronous sowing. Early colonizers generated priority effects of variable strength most likely via belowground competition, which affected A. artemisiifolia’s invasion success. A prior establishment of the N-fixing legume T. repens particularly boosted A. artemisiifolia’s performance. In conclusions, this thesis work highlights the inadequacy of revegetation strategies based on limiting similarity and reveals promising perspectives of manipulating assembly history and priority effects for designing invasion resistant communities. Assembly history significantly influenced early invasion success by inducing differences in biomass production and resource preemption by the recipient community. Priority effects of newly established communities and associated invasion resistance could be enhanced by (1) giving as much time advance as possible to the recipient community over invasives, (2) introducing species displaying an ability to rapidly produce biomass and preempt soil resources, or (3) avoiding sequential sowing especially when early colonizers are nitrogen-fixing, productive species

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Blais, Marie-Amélie. "Étude en mésocosmes des impacts de l'acidification et du réchauffement sur la composition élémentaire de la biomasse planctonique et le cycle de l'azote dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27839.

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Abstract:

Les changements globaux ont le potentiel d'altérer les cycles biogéochimiques entraînant des répercussions pour tout le réseau alimentaire. Puisque l'azote est généralement l'élément limitant en milieu estuarien, une altération de son cycle pourrait influencer l'ampleur et le type de production primaire ainsi que la composition de la communauté phytoplanctonique qui l'effectue. Il en va de même pour la composition de la matière organique qui peut affecter la valeur nutritive des algues pour les consommateurs de même que l'efficacité de la pompe biologique. Actuellement, aucune étude portant sur les impacts combinés de l'acidification et du réchauffement des eaux de l'estuaire maritime du Saint-Laurent n'a été réalisée. L'objectif de ce projet de maîtrise fut d'évaluer expérimentalement, à l'aide de mésocosme, les impacts cumulés que ces changements pourraient avoir sur la dynamique des nutriments et de l'azote en particulier ainsi que sur la composition élémentaire de la matière organique. Une combinaison factorielle de six pH (7,2; 7,4; 7,6; 7,8; 8,0 et un pH sans contrôle) et de deux températures (10 et 15°C) fut employée. Les résultats de l'expérience suggèrent que les organismes responsables des processus à l'étude sont tolérants à une diminution considérable du pH. Ceux-ci furent toutefois affectés par la hausse de température, qui entraîna une diminution du ratio N:P de consommation des nutriments, accéléra le développement de la floraison phytoplanctonique et l'épuisement des nutriments, puis mena à un changement taxonomique en fin d'expérience. Ce changement est possiblement responsable des différences observées dans la composition de la matière organique particulaire (POM) lors du déclin de la floraison planctonique (diminution des ratios POC:PON, POC:POP, POC:BSi et hausse du ratio BSi:PON). Ces résultats suggèrent que pour l'estuaire maritime du Saint-Laurent, le réchauffement pourrait entraîner des changements stœchiométriques au sein de la POM avec des conséquences probables pour les niveaux trophiques supérieurs et la pompe biologique.

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Lescure, Jean-Paul. "La reconstitution du couvert végétal après agriculture sur brulis chez les Wayapi du Haut Oyapock (Guyane française)." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066120.

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Abstract:

Présentation de la forêt primaire; ses aspects structuraux, floristiques et son originalité pour la Guyane sont soulignés. Différentes parcelles en régénération, dont l’âge varie de 6 mois à environ cent ans, sont ensuite analysées au niveau architectural, structural et floristique. Les données ainsi mises en évidence sont interprétées en terme d'évolution dans le temps de la végétation et permettent de proposer un schéma du processus de reconstitution.

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Costa, da Cruz Ana Rita. "Compositional and kinetic modeling of bio-oil from fast pyrolysis from lignocellulosic biomass." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1006/document.

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Abstract:

La pyrolyse rapide est une des voies de conversion thermochimique qui permet la transformation de biomasse lignocellulosique en bio-huiles. Ces bio-huiles, différentes des coupes lourdes du pétrole ne peuvent pas être directement mélangés dans les procédés de valorisation. En effet, en raison de leur forte teneur en oxygène, les bio-huiles nécessitent une étape de pré-raffinage, telle que l’hydrotraitement, pour éliminer ces composants.L’objectif de ce travail est de comprendre la structure, la composition et la réactivité de la bio-huile grâce à la modélisation de données expérimentales. Pour comprendre leur structure et leur composition, des techniques de reconstruction moléculaire basées sur des données analytiques, ont été appliquées, générant un mélange synthétique, dont les propriétés correspondent à celles du mélange. Pour comprendre leur réactivité, l'hydrotraitement de molécules modèles a été étudié: gaïacol et furfural. Pour cela, un modèle déterministe et stochastique a été créé pour chacun d’eux. L’approche déterministe visait à récupérer une gamme de paramètres cinétiques, qui ont ensuite été affinés par l’approche stochastique créant un nouveau modèle. Cette approche a permis de générer un réseau de réactions en définissant et en utilisant un nombre limité de familles et règles des réactions. Finalement, le mélange synthétique a été utilisé dans la simulation stochastique de l’hydrotraitement de la bio-huile, étayée par la cinétique des molécules modèles.En conclusion, ce travail a permis de recréer la fraction légère de la bio-huile et de simuler leur l'hydrotraitement, via les paramètres cinétiques des composés modèles, qui prédisent de manière raisonnable les effluents de l'hydrotraitement de celles-ci, mais sont inadéquat pour le bio-huile
Fast pyrolysis is one of the thermochemical conversion routes that enable the transformation of solid lignocellulosic biomass into liquid bio-oils. These complex mixtures are different from oil fractions and cannot be directly integrated into existing petroleum upgrading facilities. Indeed, because of their high levels of oxygen compounds, bio-oils require a dedicated pre-refining step, such as hydrotreating, to remove these components.The aim of the present work is to understand the structure, composition and reactivity of bio-oil compounds through modeling of experimental data. To understand the structure and composition, molecular reconstruction techniques, based on analytical data, were applied generating a synthetic mixture, whose properties are consistent with the mixture properties. To understand the reactivity, the hydrotreating of two model molecules was studied: Guaiacol and Furfural. A deterministic and stochastic model were created for each compounds. The deterministic approach intended to retrieve a range of kinetic parameters, later on refined by the stochastic simulation approach into a new model. This approach generates an reaction network by defining and using a limited number of reaction classes and reaction rules. To consolidate the work, the synthetic mixture was used in the stochastic simulation of the hydrotreating of bio-oils, supported by the kinetics of the model compounds.In sum, the present work was able to recreate the light fraction of bio-oil and simulate the hydrotreating of bio-oils, via the kinetic parameters of model compounds, which can reasonably predict the effluents of the hydrotreating of these, but are unsuitable for bio-oil.Fast pyrolysis is one of the thermochemical conversion routes that enable the transformation of solid lignocellulosic biomass into liquid bio-oils. These complex mixtures are different from oil fractions and cannot be directly integrated into existing petroleum upgrading facilities. Indeed, because of their high levels of oxygen compounds, bio-oils require a dedicated pre-refining step, such as hydrotreating, to remove these components.The aim of the present work is to understand the structure, composition and reactivity of bio-oil compounds through modeling of experimental data. To understand the structure and composition, molecular reconstruction techniques, based on analytical data, were applied generating a synthetic mixture, whose properties are consistent with the mixture properties. To understand the reactivity, the hydrotreating of two model molecules was studied: Guaiacol and Furfural. A deterministic and stochastic model were created for each compounds. The deterministic approach intended to retrieve a range of kinetic parameters, later on refined by the stochastic simulation approach into a new model. This approach generates an reaction network by defining and using a limited number of reaction classes and reaction rules. To consolidate the work, the synthetic mixture was used in the stochastic simulation of the hydrotreating of bio-oils, supported by the kinetics of the model compounds.In sum, the present work was able to recreate the light fraction of bio-oil and simulate the hydrotreating of bio-oils, via the kinetic parameters of model compounds, which can reasonably predict the effluents of the hydrotreating of these, but are unsuitable for bio-oil

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Bekmirzaev, Gulom. "Relations eau et cultures de légumes : effet des sols salins et conditions de sècheresse sur la croissance, composition minérale et photosynthèse." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10010/document.

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Abstract:

La salinité est un problème mondial qui retarde la croissance des plantes et ralenti la productivité à cause de la salinisation progressive des sols et de l'eau, une de ces nouvelles techniques est l'utilisation d'espèces végétales pour enlever le sel. Afin d'étudier la capacité potentielle de certaines plantes pour éliminer les sels du sol, deux espèces Portulaca oleracea et Tetragonia tetragonioides et la laitue (Lactuca Sativa L) ont été étudiées pour évaluer leurs efficacités à éliminer les sels d'un sol sableux. Les plantes ont été analysées selon certains critères de croissance et de composition minérale des feuilles et du sol. On constate, d'après les résultats obtenus, que la T. tetragonioides est le meilleur choix des espèces testés qui permet la réduction de la salinité. Il y a d'autres avantages pour l’utilisation de cette espèce comme : 1) une production élevée de biomasse; 2) plusieurs récoltes au cours de l'année (été et hiver); 3) teneurs élevés en minéraux; 4) l'importance de l'horticulture, en tant que culture de feuille végétale; 5) multiplication facile des semences; 6) tolérance à la sécheresse et des conditions arides ; 7) contrôle en raison de son excellente couverture du sol qui réduit les phénomènes d'érosion. L’espèce P. Oleracea a une tolérante élevée pour la sécheresse suivie de l’espèce T. tetragonioides. D'autre part, la laitue est une culture irriguée et par conséquent, ne suffit pas à réduire la salinité du sol. Suite aux observations, il a été montré que cette nouvelle technique de culture permet de contrôler la salinité et c’est un bon outil de remédiation pour maintenir la durabilité du paysage et des zones irriguées
Conventional techniques used to control the soil salinization process - soil leaching or fertilization enhancing - contribute highly to soil and aquifers contamination; on the other hand, the use of salt tolerant species will be very useful to the plants, but does not solve the problem of soil or groundwater contamination. Hence, the only way to control the salinization process to maintain the sustainability of landscapes and agricultural fields is to combat the salinization problems with environmentally safe and clean techniques. One of these new techniques is the use of salt removing species. In order to study the potential capacity to remove soil salts, two horticultural species Portulaca oleracea and Tetragonia tetragonioides, and the salt sensitive crop lettuce (Lactuca Sativa L) were evaluated for their efficiency to remove salts from sandy soil. Plants were analysed relatively to total growth and mineral composition of the leaves and soil. According to the results, it was seen that T. tetragonioides is the best salt removing species and complementary, it has other benefits, which are as follows: 1) high biomass production; 2) several harvests; 3) high content of minerals; 4) horticultural importance; 5) easy multiplication; 6) easy crop management; 7) tolerance to drought conditions; 8) soil erosion control. P. oleracea is a high drought tolerant species, followed by T. tetragonioides. As concluding remarks, it was shown that this new technique to control salinity is a powerful and environmental clean tool to maintain the sustainability of the landscape and of the irrigated areas

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Fernandes, Paula. "Effets des modes de gestion des terres en zone sahélienne sur les termes et l'évolution de leur bilan organique et biologique : consequences pour une production céréalière soutenue : cas du Sénégal." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1999_FERNANDES_P.pdf.

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Abstract:

En zone sahélienne, la matière organique du sol (MOS) et sa fraction microbienne (BMc) sont deux composantes essentielles de la fertilité des terres, la MOS pour sa fonction bien connue de réserve de nutriments et son rôle dans les propriétés physiques du sol, la BMc comme moteur de la majeure partie des processus biologiques intervenant sur la MOS. Notre objectif est (1) d'évaluer l'effet d'apports de matière organique sur la fertilité des sols en se basant sur des variables chimiques et biologiques et sur les composantes du rendement et (2) de rechercher les relations entre ces différentes variables afin de définir des types de comportement des sols susceptibles d'expliquer la grande variabilité de la réponse à un apport de fumier en milieu paysan. Nous disposons d'essais annuels et pérennes en station et d'un essai multilocal en milieu paysan. Nos variables sont les caractéristiques physico-chirniques des sols, la BMc et la nitrification nette quantifiée in situ (Nitm) et en laboratoire en conditions optimales (Nitpot) pour les variables biologiques, et le rendement utilisé comme variable intégratrice. Cette étude confirme la décroissance très rapide de la MOS dès la mise en culture (-40% de C en 1ère année) et présente également des résultats nouveaux : (1) elle valide, en milieu paysan, l'augmentation de la BMc en cours de cycle observée par d'autres auteurs en station; (2) elle précise les relations entre composante biologique (BMc et Nitm) et composante chimique (CEC et MOS) ; (3) elle montre que la variabilité de la réponse du sol et de la plante est fonction de la composition du fumier et de la zone écologique ; cette variabilité est utilisée pour définir des types de comportement des sols ; ( 4) elle montre que l'effet du fumier est encore notable après 2 ans sur le rendement et la BMc. Ce travail nous a également conduit à des études méthodologiques. La connaissance fine des mécanismes biologiques des sols passe par une étude en conditions contrôlées
In the sahelian zone, sail organic matter (SOM) and microbial biomass (MBc) are two essential components of soil fertility, SOM because of it's role in sail physical properties and stock of nutrients, and MBc as the key of most of the biological processes involved in SOM evolution. Our objective is (1) to evaluate the effects of organic inputs on sail fertility, using chemical and biological variables as well as yield components and (2) to determine the relationships between these variables so as to define types of soil behaviour that could explain the large variability of the response to manure in field conditions. We worked on medium-term and annual experiments as weil as a multilocal experiment in field conditions. Our variables are soil physico-chemical caracteristics, MBc, nitrification determined in situ (Nitn1) and in controlled conditions (Nitpot) as the biological variables, and plant prùductivity as an integrative variable. Our results confirm the fast degradation of SOM the first year of cultivation after 15 years of herbaceous fallow (-40% C the first year). This study also presents new results : (1) it validate, in field conditions, the increase of MBc during the cultivation period observed by other authors in agronomical station and precises the relationships between soil biological component (MBc and Nitm) and chemical ones (CEC, SOM) ; (3) it shows that the variability of the soil and plant reponse to manure is a function of it's composition and of the ecological zone; this variability is used to define types of sail behaviour; (4) it shows that residual effects of manure is still sensible, even after two years, on yield and MBc. This work also led to methodological studies. Controlled conditions are necessary for a better knowledge of biological mecanisms

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Rodriguez, Indalesio. "Composition related effects on thermal reactivity of organic feedstocks /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 1996. http://hdl.handle.net/1773/9895.

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Brereton, Nicholas James Beresford. "SRC willow development, biomass composition and biofuel potential." Thesis, Imperial College London, 2011. http://hdl.handle.net/10044/1/6920.

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Abstract:

The aims of this PhD were to examine nitrogen allocation and partitioning in Short Rotation Coppice (SRC) willow in regard to tree development and to investigate biomass composition and cell wall structure for the purpose of assessing and understanding biofuel potential. To address these topics four major experiments were performed and are presented in the thesis. An investigation of SRC willow development and nitrogen dynamics was conducted as a pot trial comprising 14 different genotypes from a willow mapping population. The genotypes were selected on the extremity and consistency of their field biomass yields. Fertiliser enriched with the stable isotope nitrogen 15 was applied as a means of nitrogen surveillance. One of the findings was that higher biomass yielding varieties of SRC willow had increased nitrogen-use-efficiency yet less (or later) nitrogen remobilisation in the autumn. The recalcitrance of the cell wall to enzymatic saccharification was assessed across 138 field-grown genotypes of the same willow mapping population. The aim was to identify any relationships between glucose yield and several biomass yield traits and to identify any quantitative trait loci (QTL) associated with enzymatic saccharification. Four QTL associated to enzymatic saccharification were identified and no relationship was found between glucose and biomass yield traits. A third experiment aimed to modify cell wall composition and structure of a single cultivar of willow grown in a pot trial. Tension wood, fibre cells containing an extra cell wall layer unique to angiosperms, and cellulose synthesis inhibited phenotypes were both induced. These modifications were accomplished through chemical and environmental treatments during development and their impact on composition and cell wall recalcitrance was assessed. Tension wood formation was found to increase glucose yields. The final main experiment used 35 of the UK’s leading biomass yielding willow varieties, grown in the field, to assess not only the variation in composition and enzymatic saccharification but also to identify any relationships between these two traits and a variety of morphological traits. The final part of the experiment investigated how variation in these traits interacted with dilute acid pretreatment. Surprisingly lignin content did not significantly correlate with cell wall recalcitrance to enzymatic saccharification. Another important finding was that enzymatic saccharification without the pretreatment correlated with enzymatic saccharification after the pretreatment. General introduction and general materials and methods chapters are included. A final summary discussion chapter is also included in order to address the overall impact of these findings on biofuel potential.

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Celik, Hamza. "Modulation of cellulosome composition in Clostridium cellulolyticum : a two-component system controls the expression of genes encoding hemicellulases." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4753.

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Abstract:

La composition des cellulosomes (complexes multi-enzymatiques impliqués dans la dégradation des polysaccharides de la paroi végétale) produits par Clostridium cellulolyticum varie en fonction du substrat de croissance. En particulier, l’expression d’un regroupement de 14 gènes prédits comme codants pour des hémicellulases (appelés xyl-doc) est induite par la présence de paille et non de cellulose. L’hypothèse a été faite que le système à deux composants putatif, codé par les deux gènes en amont des gènes xyl-doc, est impliqué dans cette régulation. Mes résultats montrent que le régulateur de réponse (appelé XydR) est impliqué dans l’activation de la transcription des gènes xyl-doc et d’un gène additionnel codant pour une protéine de fonction inconnue. Cette protéine possède cependant un module de liaison aux sucres prédit comme ciblant les hémicelluloses. Les régions promotrices, incluant les sites potentiels de liaison de XydR, ont été identifiées en amont des gènes régulés et un lien transcriptionnel entre tous les gènes xyl-doc a été mis en évidence.Un deuxième objectif de mon travail a été d’identifier le signal inducteur présent dans la paille susceptible d’être capté par le senseur apparenté à XydR. Il a été montré que la transcription des gènes cibles est spécifiquement induite par l’arabinose et le xylose qui sont les résidus glucidiques les plus abondants dans les hémicelluloses et donc relargués lors de leur dégradation.Finalement, des études biochimiques des produits de certains des gènes régulés ont montré qu’au moins trois des gènes codaient pour des produits impliqués dans la dégradation des hémicelluloses
The composition of the cellulosomes (multi enzymatic complexes involved in the degradation of plant cell wall polysaccharides) produced by Clostridium cellulolyticum differs according to the growth substrate. In particular, the expression of a cluster of 14 hemicellulase-encoding genes (called xyl-doc) is induced by the presence of straw and not of cellulose. The hypothesis was made that the putative two-component regulatory system, encoded by the genes localized upstream of xyl-doc, was involved in this regulation.My results provided evidence that the response regulator (called XydR) is involved in the activation of the transcription of xyl-doc genes and of an additional gene encoding a protein of unknown function harboring a carbohydrate binding module predicted to target hemicelluloses. Promoter regions, including XydR binding sites, have been identified upstream of the regulated genes and the transcriptional link between all xyl-doc genes has been demonstrated. A second aim of my work has been to identify the inducing signal present in straw that could be sensed by the cognate sensor of XydR. It was shown that the transcription of the target genes is specifically induced by arabinose and xylose which are the most abundant sugar residues present in hemicellulose and thus released by its degradation.Finally, biochemical studies of the products of some of the regulated genes demonstrated that at least three genes encoded products involved in hemicellullose degradation

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Kalinauskaitė, Solveiga. "Environmental and energy efficiency evaluation of straw treatment and conversion technology." Doctoral thesis, Lithuanian Academic Libraries Network (LABT), 2014. http://vddb.library.lt/obj/LT-eLABa-0001:E.02~2014~D_20141223_145125-20389.

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Abstract:

Research goal. We seek to validate optimal composition of straw biomass fuel and energy efficiency of straw utilization for energy needs, to assess straw biomass fuel preparation technology in respect to energy efficiency, and to determine emissions that are generated during straw combustion. Research objectives. The following objectives were planned to reach the goal of the research: 1) Process analysis of preparation of biomass fuel (pellets and briquettes) for burning, 2) Validation of mixture of lime additive (CaO) into straw biomass fuel, 3) Property analysis of prepared biomass fuel, 4) Measurement and assessment of emissions generated while burning straw biomass fuel, 5) Assessment of energy consumption by straw pellet production equipment.
Tyrimų tikslas. Pagrįsti šiaudų biokuro optimalios sudėties paruošimo ir panaudojimo energinėms reikmėms efektyvumą, atlikti šiaudų biokuro paruošimo technologijos energinį vertinimą ir nustatyti deginimo metu išskiriamas emisijas. Tyrimų uždaviniai. Tyrimų tikslui pasiekti numatyta: 1) Atlikti šiaudų biokuro (briketų ir granulių) paruošimo deginimui technologinę analizę; 2) Pagristi kalkių priedo (CaO) įmaišymo į šiaudų biokuro sudetį tikslingumą; 3) Ištirti pagaminto šiaudų biokuro savybes; 4) Nustatyti ir įvertinti šiaudų biokuro deginimo metu išskiriamas emisijas; 5) Įvertinti šiaudų granulių gamybos technologinės įrangos energijos sanaudas.

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Cromar, Nancy Judith. "Composition of biomass and computer modelling of high rate algal ponds." Thesis, Edinburgh Napier University, 1994. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.394903.

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RABEMANOLONTSOA, HARIFARA F. "QUANTIFICATION OF CHEMICAL COMPOSITION FOR VARIOUS BIOMASS SPECIES AS BIOREFINERY FEEDSTOCKS." Kyoto University, 2012. http://hdl.handle.net/2433/157392.

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Schiavone, Marion. "Combination of biochemical, molecular and biophysical approaches to investigate the impact of strain background and production process on the yeast cell wall composition and molecular architecture." Thesis, Toulouse, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAT0043.

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Abstract:

L’intérêt pour la paroi de la levure s’est accru récemment par l’explosion des activités de bioraffineries augmentant la production de biomasse, et par le besoin de valoriser cette biomasse dans d’autres débouchés comme en nutrition animale et en œnologie pour leurs propriétés probiotiques et de sorption. Le but de cette thèse était de combiner des approches biochimiques, biophysiques et les puces à ADN afin d'étudier les relations entre ces paramètres ainsi que de mettre en évidence l'impact des souches, des conditions de croissance et des procédés sur la composition et les propriétés biophysiques de la paroi cellulaire. Une méthode acido-enzymatique a été développée pour quantifier spécifiquement chacun des quatre composants de la paroi cellulaire de la levure, à savoir les mannanes, la chitine, les β-1,3-glucanes et les β-1,6-glucanes. Cette méthode a été validée sur des souches mutantes et a permis d’évaluer les effets de divers stress. Ultérieurement, l'utilisation de la microscopie à force atomique (AFM) a permis l'étude des mêmes souches et de quatre souches utilisées dans la fermentation industrielle. Ils ont démontré des propriétés nanomécaniques et adhésives distinctes, en raison de différences dans la composition et la structure de la paroi cellulaire. Dans la dernière partie, les effets du procédé d’autolyse et du séchage à lit fluidisé sont présentés. Ce procédé industriel ne modifie pas la composition de la paroi cellulaire, mais induit une modification de la topographie et des propriétés de surface de la cellule. En outre, en utilisant l'AFM nous avons imagés sur S. cerevisiae des patchs hautement adhésifs formant des nanodomaines à la surface de la cellule
Due to increasing yeast biomass production resulting from the expansion of the Biorefinery as an alternative to petrol-based energy, the yeast cell wall is receiving an increasing interest as an added value product targeting agro-nutrition markets, such as in animal nutrition and in wine for its probiotic and sorption properties. The purpose of this thesis was therefore to combine DNA microarrays, biochemical and biophysical approaches in order to investigate the relationships between these parameters as well as to highlight the impact of strains, growth conditions and processes on the cell wall composition and biophysical properties. To achieve this objective, an acido-enzymatic method was developed to specifically quantify each of the four components of the yeast cell wall, namely mannan, chitin, β-1,3-glucan and β-1,6-glucan. This method was validated on mutant strains and allowed highlighten various stresses effects. Then, the use of atomic force microscopy (AFM) has allowed investigating the same strains and four strains used in industrial fermentation. They demonstrated distinct nanomechanical and adhesive properties, due to differences in their cell wall structure and composition. In the last part, the effects of the autolysis and fluid-bed drying processes are presented. This industrial process does not change the composition of the cell wall but induces a modification in topography and surface properties of the cell. Moreover, using AFM we imaged on S. cerevisiae cell surface highly adhesive patches forming nanodomains

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Silva, Caroline Aparecida da. "Caracterização da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos do Aterro municipal de Santo André visando seu aproveitamento energético via biodigestão anaeróbia." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2016.

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Orientadora: Prof. Dra. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016.
A geração de resíduos sólidos é um problema que vem se agravando com o passar dos anos. A proteção ao ambiente, o combate à poluição e a oferta de saneamento básico são direitos do cidadão, segundo a Constituição Federal, portanto, o governo deve se responsabilizar pelas práticas de controle ambiental. O Plano Nacional de Resíduos Sólidos é um documento elaborado a partir da Política Nacional de Resíduos Sólidos que fortalece os princípios da gestão integrada e sustentável de resíduos, propõe medidas de incentivo nos sistemas de coleta, tratamento e destinação de resíduos sólidos. Esse trabalho apresenta um panorama geral dos Resíduos Sólidos Urbanos do município de Santo André, com o objetivo de caracterizar a fração orgânica para avaliar a possibilidade de tratamento com aproveitamento energético via processo bioquímico de biodigestão anaeróbia. Para tal, foram determinadas as características químicas da fração orgânica dos RSU dispostos no Aterro Municipal de Santo André, tais como teor de umidade, sólidos fixos e voláteis, relação carbono/nitrogênio (C/N) e composição centesimal. Foram estudados resíduos de origens domiciliar e comercial, da CRAISA (Companhia Regional de Abastecimento Integrado de Santo André) e de feiras livres. Os resultados obtidos foram comparados e relacionados. Os valores médios obtidos foram: Sólidos totais de (65,75 ± 8,9)% para as rotas dos resíduos úmidos, (81,61 ± 2,18)% para a CRAISA e (71,8% ± 14,7)% para as feiras livres; Sólidos Voláteis de (72,23% ± 12,28)% para as rotas dos resíduos úmidos, (85,35% ± 1,21)% para a CRAISA e (84,33% ± 9,36)% para as feiras livres; o teor de lipídios foi de (5,43% ± 0,51)% para as rotas dos resíduos úmidos, (2,31% ± 0,44)% para a CRAISA e (3,24% ± 0,23)% para as feiras livres; o teor de proteína foi de (12,23% ± 2,10)% para as rotas dos resíduos úmidos, (8,75% ± 0,44)% para a CRAISA e (9,69% ± 1,17)% para as feiras livres; a razão C/N de 21,63 para as rotas dos resíduos úmidos, 27,97 para a CRAISA e 28,59 para as feiras livres, situando-se, portanto, dentro dos resultados ótimos para que o processo de biodigestão anaeróbia ocorra.
Solid Waste production is a problem it has intensified over the years. The environment protection, that pollution and sanitation availablity is a civil right, according to Federal Constitution, so the government must be responsable for environmetal control practices. The Solid Waste National Plan is a document drawn up from the Solid Waste National Policy that strengthens the principles of integrated and sustainable waste management, it proposes measures to promote the collection, treatment and disposal of solid waste. This study presents an overview of Municipal Solid Waste of Santo André in Brazil, in order to characterize the organic fraction to evaluate the possibility of energy recovery treatment by biochemical process of anaerobic digestion. To this end, it was determined the chemical characteristics of the organic fraction of MSW disposed in the Municipal Landfill of Santo André, such as moisture content, fixed and volatile solids, carbon / nitrogen ratio (C/N) and chemical composition. It were studied the household and commercial waste sources, the CRAISA (Regional Integrated Supply Company of St. Andrew) and fairs. Some results were compared and interrelated. Average values form: Total Solids 65.75 ± 8.9% for the routes of solid waste, 81.61 ± 2.18% for CRAISA and 71.8% ± 14.7% for open-market; Volatile Solids of 72.23% ± 12.28% for the routes of wet waste, 85.35% ± 1.21% for CRAISA and 84.33% ± 9.36% for for open-market; the 5.43% lipid content ± 0.51% for the routes of wet waste, 2.31% ± 0.44% for CRAISA and 3.24% ± 0.23% for for open-market; the protein content was 12.23% ± 2.10% for the routes of wet waste, 8.75% ± 0.44% for CRAISA and 9.69% ± 1.17% for for open-market; the C / N ratio of 21.63 for the routes of wet waste, 27.97 to 28.59 and CRAISA for for open-market, standing therefore in the excellent results for the process of anaerobic digestion occurs.

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Rigdon, Anne R. "Coverage impacts biomass composition, conversion to ethanol yields and microbial communities during storage." Diss., Kansas State University, 2013. http://hdl.handle.net/2097/16541.

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Abstract:

Doctor of Philosophy
Department of Grain Science and Industry
Dirk E. Maier
Increased mandates for the production of transportation fuels from renewable resources have thrust the conversion of lignocellulosic biomass, e.g., energy crops and agricultural residues, to ethanol into commercial production. The conversion of biomass to ethanol has been implemented; transportation and storage logistics are still obstacles to overcome by industry. Limited harvest windows throughout the year necessitate extended periods of biomass storage to maintain a consistent, year-round supply to the biorefinery. Sorghum biomass stored with no coverage (NN), covered with tarp (NT), wrapped in plastic (PN) and covered with a tarp and wrapped in plastic (PT) for six months was analyzed for changes in biomass components—cellulose, hemicellulose and lignin, cellulose and hemicellulose degrading enzymes, and conversion to ethanol yields. Treatment NN had increased enzyme activity, and reduced cellulose content and ethanol yields; while biomass covered maintained enzyme activity, cellulose content and ethanol yields. Sequencing of the Large SubUnit (LSU) region and the internal transcribed spacer (ITS) regions of ribosomal RNA gene gave consistent results of fungal community dynamics in biomass stored as previously described. Fungal community richness and diversity increased, while evenness decreased in uncovered biomass during storage. Covered and uncovered storage treatments and over time were found to exhibit distinctly different fungal communities. In contrast, bacterial communities were found to be unresponsive to storage treatments and durations. Cladosporium, Alternaria and Cryptococcus were found to be the most abundant in the stored biomass. Covering of biomass strongly limits the arrival and establishment of new fungal propagules in stored biomass, reducing biomass degradation by these often pathogenic, saprobic or endophytic communities. Overall, covering of biomass during storage is essential for optimal substrate retention for downstream processing into ethanol. In addition, storage and transportation logistics of three real-world scenarios were evaluated for the conversion of wheat straw, corn stover and sorghum stalks residues to ethanol at a biorefinery located in Southwest Kansas. Economic evaluation revealed that transport and storage of residues at satellite storage facilities was most economical for farmers and would create opportunity for the operation of profitable facilities that would supply the local biorefinery on demand throughout the year.

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Mbambo, Sifiso Walter. "Scales of variability of phytoplankton composition and biomass in Algoa Bay, South Africa." Master's thesis, University of Cape Town, 2014. http://hdl.handle.net/11427/9193.

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Abstract:

Includes bibliographical references
This study investigated the variability of environmental drivers of phytoplankton communities and biomass at different time scales in Algoa Bay. This research was motivated by Pacific oyster culturing at an Algoa Bay oyster farm. Time series of winds, sea surface temperatures (SSTs) and fluorescence were presented for the period from September/October 2010 to May/June 2012. The time series showed strong seasonal and interannual variability in the winds and SSTs. SSTs ranged from 12.5–25.5°C with a mean (±S.D.) of 18.4 ± 2.3°C. The dominance of south-easterly and south-westerly winds in summer of 2010/11 resulted in cooler temperatures and higher chlorophyll-a concentrations than were found in 2011/12. The summer of 2011/12 had non-persistent south-westerly winds that lead to warm temperatures and low chlorophyll-a concentrations. Two short field trips in early summer 2011 and early autumn 2012 sampled physical, chemical and biological variables. There was minor variability in the winds during these sampling periods and little spatial variability in SST. However, there were spatial differences in nutrient concentrations and chlorophyll-a distributions. The sampling trip in early summer 2011 found a strong thermocline at a depth of approximately 15 m, and SST ranged between 13.5 and 21°C. In early autumn 2012, deep water mixing was evident when the thermocline dropped to about 30 m, with a range of SSTs from 16.5–21°C. Temperature and nutrient values were significantly correlated (at p < 0.001) for NO3, PO4, and SiO4 in both field trips. Phytoplankton community structure in early summer 2011 showed a 30% level of similarity in grouping of species for stations closest to the shore, which had depleted NO3 concentrations. There was a dominance of dinoflagellates of Gonyaulax polygramma and other species, which are known for creating hypoxic conditions in the water column, leading to shellfish mortalities. In early autumn 2012 there was a strong grouping of samples at a 50% level of similarity alongshore, at stations with high NO3 concentrations. In this period pennate diatoms of Pseudo-nitzschia sp. were abundant; this genus has been reported to produce the neurotoxin, domoic acid. Variable environmental conditions with low chlorophyll-a concentrations at Algoa Bay’s marine culture site indicate unsuitable conditions for Pacific oyster production.

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Parma, Daniele de Freitas. "Growth characterization and chemical composition of the cell wall of native species of bamboos." Universidade Federal de Viçosa, 2017. http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/21109.

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Abstract:

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Os bambus são plantas predominantes em áreas florestais e tornou-se uma escolha favorita para o sequestro de carbono, para absorver o CO 2 atmosférico e restaurar o equilíbrio aditivo do sistema climático da Terra, devido à sua alta taxa de crescimento em comparação com a maioria das outras espécies de plantas. Ademais, os bambus são utilizados na produção de polpa e papel ou carvão e carbono ativo. Além disso, tem funções ecológicas e ambientais no controle da erosão do solo, conservação da água e reabilitação de terras. A quantificação de sua biomassa fornece, dentre outras coisas, uma estimativa de material celulósico disponível para uma fonte potencial de energia renovável. Assim, os objetivos deste estudo foram (i) Quantificar a biomassa e o teor carbono das espécies de Merostachys (M. fischeriana, M. tatianae e M. ximenae), compreendendo a sua distribuição nos diferentes compartimentos (folha, ramos e colmo). (ii) Avaliar os modelos utilizados para quantificação de biomassa de bambus, de acordo com as variáveis biométricas coletadas - circunferência e diâmetro do colmo na base e na altura do peito, altura total do colmo e número de nós. (iii) Quantificar o teor de umidade (iv) Identificar e quantificar os principais componentes da parede celular do colmo - celulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Para quantificar a produtividade de M. fischeriana, M. tatianae e M. ximenae, vinte indivíduos de cada espécie foram coletados em área de Floresta Atlântica no Sudeste do Brasil. As plantas foram medidas, cortadas, pesadas e secas. Para quantificar os componentes químicos da parede celular do colmo, três amostras (base, meio e ápice) de cada um dos cinco indivíduos das três espécies foram liofilizadas e homogeneizadas para se obter pó fino. O desenho amostral utilizado foi baseado em fatores aninhados comparando as regiões entre si e dentro de cada espécie. A distribuição de biomassa em Merostachys foi maior no colmo, com detecção de algumas diferenças interespecíficas. A biomassa seca individual correlacionou-se fortemente com as variáveis biométricas, diâmetro da base do colmo, diâmetro na altura do peito e altura total. Assim, os modelos de regressão simples testados para as espécies explicam a biomassa total individual, sendo esta a variável dependente. A produtividade de Merostachys, em cultivo com espaçamento de 3m x 3m, é altamente competitiva com outras espécies de bambu; mesmo com outras plantas (i.e. Pinus). Merostachys tem uma taxa média de crescimento diário de 0,07 m, alcançando sua altura máxima em quatro meses e seu pleno desenvolvimento, com folhas e ramos, em 6-9 meses. O teor de umidade diminui a partir da base em direção ao ápice, bem como em relação à idade. Verificou-se que não houve diferença significativa entre o teor de celulose, hemicelulose, lignina e cinzas entre as espécies de Merostachys, bem como entre a base, meio e ápice. No entanto, apenas M. tatianae apresentou diferenças significativas (p = 0,0026) para a concentração de lignina entre as regiões. A concentração média de celulose em Merostachys fischeriana, M. tatianae e M. ximenae variou de 78-82%. Em Merostachys o valor encontrado para a holocelulose foi superior a 98%, sendo esse valor relacionado à concentração de celulose, uma vez que o teor de hemicelulose observado é congruente com o verificado para outras espécies de bambu. O teor de lignina foi de 0,86-1,06%. A concentração de cinzas foi de 0,52-0,68% semelhante à observada para algumas espécies de Eucalyptus. Estudos de quantificação dos componentes químicos da parede celular de bambu são raros. O conhecimento abrangente da biomassa e dos componentes químicos nas espécies de bambu facilitará o uso de materiais no setor industrial florestal e ajudará a melhorar sua utilização na indústria química e bioquímica relacionada. Além disso, esses resultados podem apoiar estudos taxonômicos e ecológicos.
Bamboos are predominant plants in forest areas and it have become a favorite choice for carbon sequestration to absorb atmospheric CO 2 and restorer additive balance of the Earth’s climate system, due to its high growth rate compared to most other plant species. Furthermore, the bamboos are used to produce pulp and paper or charcoal and active carbon for special purposes. Furthermore, it has ecological and environmental functions in soil erosion control, water conservation and land rehabilitation. Thus, the quantification of its biomass provide among other things, an estimate of cellulosic material provide a potential source of renewable energy and base for carbon sequestration studies. Thus, the aim of this study were (i) Estimate biomass and carbon storage is Merostachys species (M. fischeriana, M. tatianae and), in order to understand its distribution along different compartments (foliage, branches and culm). (ii) Evaluate biomass models according to biometric variables collected - circumference and diameter of the culm at the base and at the height of the breast, total height and number of nodes. (iii) Quantify moisture and carbon content. (iv) Identify and quantify the main components of the culm cell wall - cellulose, hemicellulose, lignin and ash. To quantify the productivity of M. fischeriana, M. tatianae and M. ximenae, twenty individuals of each specie were collected in Atlantic forest area in Southeastern Brazil. The plants were measured, cut, weighed and dried. To quantify the chemical components of the culm cell wall, three samples (base, medium and apex) of each of the five individuals of the three species were lyophilized and homogenized to obtain fine powder (40-60 mesh). The design of nested factors comparing the areas with each other and within each species was used. The allocation of biomass in Merostachys species was higher in the culm, with detection of some interspecific differences. Individual dry biomass correlates strongly with biometric variables the culm base diameter, diameter at breast height and total height. Thus, simple regression models, considering only those independent variables fit well to express the individual total dry weight as the dependent variable. The productivity of Merostachys with culture spaced 3m x 3m is highly competitive with other species of bamboo cultures; even with other plants (i.e. Pinus). Merostachys has an average daily growth rate of 0.07 m, reaching its maximum height in four months and its full development, with leaves and branches, 6-9 months. The moisture content is decreasing from the base toward the apex, as well as in relation to age. We verified that there was no significant difference between the content of cellulose, hemicellulose, lignin and ash between species of Merostachys as well as between the base, middle and apex. However, only M. tatianae presented significant differences (p = 0.0026) for the lignin concentration between regions. The average concentration of cellulose in Merostachys fischeriana, M. tatianae and M. ximenae ranged from 78-82%. In Merostachys the value found for holocellulose was higher than 98%, being this value related to the cellulose concentration, since the observed hemicellulose content is congruent with that verified for other species of bamboo. The lignin content was 0.86-1.06%. The ashes concentration between 0.52-0.68% was similar to that observed for some species of Eucalyptus. Studies of quantification of the chemical components of bamboo cell wall are rare. Comprehensive knowledge of biomass and chemical components in the bamboo species will facilitate the use of materials in the forestry industrial sector and help to enhance their utilization in the chemical and biochemical related industry. In addition, these results can be supporting taxonomic and ecological studies.

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Maranan, Melchor C. "Rapid assessment of chemical composition, calorific value and specific gravity of hybrid poplar wood using near infrared spectroscopy." Online access for everyone, 2006. http://www.dissertations.wsu.edu/Thesis/Summer2006/m%5Fmaranan%5F10704728.pdf.

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Stone, Gayle Louise. "Microplankton Biomass and Composition in Relation to the Gulf Stream Front Off Southeast Florida." NSUWorks, 1997. http://nsuworks.nova.edu/occ_stuetd/320.

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Abstract:

The optical front of the Gulf Stream off southeast Florida is an abrupt and distinct visual boundary between green coastal water and deep blue Gulf Stream water. The goal of the research presented in this thesis was to describe phytoplankton biomass and composition in relation to the position and strength of this optical front. Twenty-seven cruises were conducted off the coast of Fort Lauderdale, Florida between July 1990 and March 1992. On each cruise, a transect of vertical CTD casts was conducted across the front to a depth of 100 m. Estimates of vertical frontal strength (buoyancy frequency) and horizontal frontal strength (salinity and density gradients across the front) were calculated from the CTD data. Biological samples were collected at three stations, one at the front and one on each side of the front, for the estimation of chlorophyll concentration by fluorometry and for the microscopic enumeration of the microplankton. Results showed that chlorophyll concentration estimates were not correlated with the estimates of vertical frontal strength, horizontal frontal strength or the distance of the front from shore (via the Spearman rank-order correlation). Chlorophyll concentrations at the Gulf Stream station were significantly lower than those at both the inshore and front stations, but chlorophyll concentrations at the front were not significantly different from those inshore (via the Kruskal-Wallis H test) Chlorophyll concentrations at the front, however, were elevated above average during the late summer/early fall when the mixed layer depth was shallower than average. Total microplankton abundance did not differ significantly between the three stations. However, when the microplankton were divided into major taxonomic categories, significant differences in abundances between the three stations were detected. In general, abundances were highest near shore and declined offshore. Except for a weak correlation between Pyrrhophyta and the salinity gradient across. the front, abundances of microplankton groups did not correlate with the physical variables measured. Scenarios that might explain these results are discussed.

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Pang, Bairen. "Effect of irrigation on grain sorghum ethanol yield and sorghum mutants on biomass composition." Thesis, Kansas State University, 2017. http://hdl.handle.net/2097/38194.

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Abstract:

Master of Science
Department of Biological & Agricultural Engineering
Donghai Wang
Bioprocessing is widely involved in our daily life and significantly relative to the general public because bio-products are widely used in eating, clothing, and living as well as transportation. Due to the public concern of the environmental deterioration, limited fossil fuel resources, and energy price volatility, biofuel as a clean, safe and sustainable energy needs to be developed in response to this growing concern. Sorghum, an important dryland crop, represents a renewable resource currently grown on 8 million acres throughout the United States. Due to climate variability and the continuous decline of water resources, utilization of dryland to grow sorghum and forage sorghum is critically important in order to ensure available energy resources and sustainable economic development. The objectives of this research were 1) to study the impact of deficit irrigation strategies on sorghum grain attributes and bioethanol production, and 2) to evaluate the potential fermentable sugar yield of pedigreed sorghum mutants. Results showed that average kernel weight and test weight of grain sorghum increased as irrigation capacity increased, whereas kernel hardness index decreased as irrigation capacity increased. Starch content increased as irrigation level increased and protein contents decreased as irrigation level increased. Irrigation also had a significant effect on starch properties and bioethanol yield. Sorghum mutants had a significant effect on chemical composition and physical properties such as glucan content, glucan mass yield, ash content, and high heating value, and also had a significant effect on fermentable sugars yield and enzymatic conversion efficiency.

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Falk, Joel. "Effect of fuel composition and combustion conditions on phosphorus behavior during combustion of biomass." Licentiate thesis, Luleå tekniska universitet, Energivetenskap, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-71240.

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Gustafsson, Eva. "Characterization of particulate matter from atmospheric fluidized bed biomass gasifiers." Doctoral thesis, Linnéuniversitetet, Institutionen för teknik, TEK, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:lnu:diva-11473.

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Abstract:

Through biomass gasification, biomass can be converted at high temperature to a product gas rich in carbon monoxide, hydrogen, and methane. After cleaning and upgrading, the product gas can be converted to biofuels such as hydrogen; methanol; dimethyl ether; and synthetic diesel, gasoline, and natural gas. Particulate matter (PM) is formed as a contaminant in the gasification process, and the aim of this work was to develop and apply a method for sampling and characterization of PM in the hot product gas. A particle measurement system consisting of a dilution probe combined in series with a bed of granular activated carbon for tar adsorption was developed, with the aim of extracting a sample of the hot product gas without changing the size distribution and composition of the PM. The mass size distribution and concentration, as well as the morphology and elementary composition, of PM in the size range 10 nm to 10 µm in the product gas from a bubbling fluidized bed (BFB) gasifier, a circulating fluidized bed (CFB) gasifier and an indirect BFB gasifier using various types of biomass as fuel were determined. All gasifiers and fuels displayed a bimodal particle mass size distribution with a fine mode in the <0.5 µm size range and a coarse mode in the >0.5 µm size range. Compared with the mass concentration of the coarse mode the mass concentration of the fine mode was low from all gasifiers. The evaluation of the results for the fine-mode PM was complicated by condensing potassium chloride for the CFB gasifier when using miscanthus as fuel and by condensing tars for the indirect BFB gasifier when using wood C as fuel. The mass concentration of the coarse-mode PM was higher from the CFB gasifier than from the two BFB gasifiers. The coarse-mode PM from the BFB gasifier when using wood A as fuel was dominated by char. In the CFB gasifier the coarse-mode PM was mainly ash and bed material when using all fuels. The coarse-mode PM from the indirect BFB gasifier when using wood C as fuel was mainly ash.

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Pereira, Juliano Bicalho. "Composição, distribuição, biomassa e produção secundária do zooplâncton do Sistema estuarino de Santos, São Paulo, Brasil." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21131/tde-09082011-135919/.

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Abstract:

A composição, distribuição, abundância, biomassa e produção secundária do zooplâncton do Sistema estuarino de Santos foram estudadas na baía de Santos (4 estações), canal de Santos (3 estações) e canal da Bertioga (4 estações), entre novembro de 2004 e outubro de 2005, em relação à temperatura, salinidade, material em suspensão, nutrientes dissolvidos e clorofila-a. Nas 114 amostras analisadas, o zooplâncton foi constituído de 101 táxons distribuídos em 10 filos: Arthropoda (subfilo Crustacea), Annelida (classe Polychaeta), Bryozoa, Chaetognatha, Chordata (subfilo Tunicata), Cnidaria, Ctenophora, Echinodermata, Mollusca e Phoronida, sendo o primeiro dominante. Os copépodes constituíram, em média, 85,5% do zooplâncton total. A comunidade zooplanctônica das três áreas incluiu táxons estuarinos, costeiros e oceânicos, sendo dominantes Oithona hebes, Oithona oswaldocruzi, Acartia lilljeborgi, Acartia tonsa, Bestiolina similis, Balanus spp. (náuplios), Paracalanus quasimodo, Paracalanus spp. (copepoditos), Parvocalanus scotti, Euterpina acutifrons, Pseudodiaptomus acutus, Oikopleura dioica e as larvas de Polydora spp., Aonides spp., Spionidae e Bivalvia. A abundância, biomassa e a produção secundária zooplanctônica foram maiores no canal da Bertioga, enquanto a produtividade foi maior na baía de Santos. Esses fatores estiveram associados, principalmente, à salinidade, temperatura da água e material em suspensão total.
The zooplankton´s composition, distribution, abundance, biomass and secondary production of Santos estuarine system were studied on Santos bay (4 stations), Santos channel (3 stations) and Bertioga channel (4 stations) between November 2004 and October 2005 in relation to temperature, salinity, suspended matter, dissolved nutrients and chlorophyll-a. On the 114 analyzed samples, zooplankton was constituted of 101 taxa distributed among 10 phyla: Arthropoda (subphylum Crustacea), Annelida (class Polychaeta), Bryozoa, Chaetognatha, Chordata (subphylum Tunicata), Cnidaria, Ctenophora, Echinodermata, Mollusca and Phoronida, being Arthropoda the dominant phylum. Copepoda (subphylum Crustacea) constituted on average 85,5% of total zooplankton. The zooplankton community among the three areas included estuarine, coastal and oceanic taxa, being Oithona hebes, Oithona oswaldocruzi, Acartia lilljeborgi, Acartia tonsa, Bestiolina similis, Balanus spp. (naupli), Paracalanus quasimodo, Paracalanus spp. (copepodite), Parvocalanus scotti, Euterpina acutifrons, Pseudodiaptomus acutus, Oikopleura dioica and the larvae of Polydora spp., Aonides spp., Spionidae and Bivalvia dominant. The abundance, biomass and zooplanktonic secondary production were higher on Bertioga channel, whereas the productivity was higher on Santos bay. These factors were associated mainly to salinity, water temperature and total suspended matter.

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Prieto, Calvo Patricia. "Phenology, biomass and community composition changes in European shrublands submitted to experimental warming and drought." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2007. http://hdl.handle.net/10803/3691.

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Abstract:

Esta tesis se ha desarrollado como parte del proyecto VULCAN (Vulnerabibilty assessment of shrubland ecosystems under climatic changes), un proyecto de investigación llevado a cabo en seis ecosistemas de matorrales europeos (Gales-Reino Unido, Dinamarca, Holanda, Hungría, Cerdaña-Italia y Catalunya-España), distribuidos en un gradiente de temperatura (8.2 - 15.6 ºC) y precipitación (511 - 1427 mm). En ella se han incluido datos recogidos durante el periodo 1999-2005.
El objetivo global de la investigación fue el de aportar conocimientos y reducir incertidumbres acerca del funcionamiento de los matorrales europeos y del rol que pueden desempeñar éstos como fuente o sumidero de carbono bajo la perspectiva del cambio climático.
En las parcelas de los diferentes países se instalaron novedosas manipulaciones experimentales para aumentar la temperatura y para reducir el agua disponible en campo, simulando los efectos del cambio climático previstos para las décadas futuras.
En este trabajo se han estudiado los efectos de los tratamientos en la diversidad vegetal, en la productividad primaria aérea, así como en la fenología del crecimiento y en la elongación de ramas de las especies vegetales dominantes de los ecosistemas arbustivos europeos. Además en las parcelas experimentales de Garraf se investigó la sensibilidad de los procesos relacionados con la captación de carbono por la vegetación a nivel de hoja (fluorescencia, fotosíntesis, conductancia estomática) y se estudió la respuesta de la floración no primaveral de las dos especies arbustivas dominantes, Erica multiflora y Globularia alypum.
Los efectos del cambio climático a nivel de ecosistema fueron complejos debido a la gran variabilidad de respuestas de las plantas a los tratamientos según las variables medidas, las especies, estaciones u años, sitios y periodos de experimentación.
En Garraf, una zona que sufrió un incendio en 1994, encontramos una clara reducción en el número de especies por transecto en las parcelas de sequía respecto a las control, sin embargo no encontramos efectos similares en el resto de Europa lo que sugiere que la riqueza de especies en comunidades en proceso de recuperación después de una perturbación puede ser especialmente sensible al cambio climático respecto a otras comunidades en estadios más maduros. Concretamente, encontramos que los tratamientos de calentamiento y sequía redujeron la habilidad competitiva de Pinus halepensis (germinador obligado) frente a los arbustos rebrotadores y que la estrategia en el uso del agua pudo ayudar a G. alypum a mantener una posición dominante en las parcelas de sequía de Garraf.
En los países con menor aridez las respuestas de la biomasa anual acumulada al calentamiento fueron más positivas sin embargo, el hecho de que también encontremos especies mediterráneas como E. multiflora que respondieron positivamente al calentamiento, junto con el hecho de que fenómenos extremos como la ola de calor Europea en 2003 redujeran la productividad primaria, matizan la hipótesis de que sea en los ecosistemas más fríos en los que el calentamiento global de lugar a una mayor absorción de carbono. Concretamente, la respuesta a los tratamientos de la biomasa a nivel de cubierta en Garraf pudo anularse debido a respuestas opuestas de las especies dominantes.
En este estudio, el gradiente geográfico que dibuja los matorrales estudiados no determinó la sensibilidad de las especies al calentamiento ni la intensidad de la respuesta en lo que a fenología del crecimiento y elongación de ramas se refiere. La fenología del crecimiento de algunas especies mediterráneas fue tan sensible al calentamiento experimental (se avanzó) como algunas especies de distribución más septentrional.
Aunque nuestro estudió mostró que la floración de E. multiflora y G. alypum, que tiene lugar en otoño-invierno, dependió en gran medida de la lluvia acumulada y su distribución durante el periodo primavera-verano, los tratamientos experimentales no afectaron esta variable. Estos resultados se explican en parte por la mayor variación de humedad que hubo entre años respecto a la diferencia de humedad que hubo entre las parcelas de sequía y controles.
This PhD thesis has been developed as part of the VULCAN project (Vulnerabibilty assessment of shrubland ecosystems during climatic changes), a research project conducted in six European shrublands (Wales, United Kingdom, Denmark, Holland, Hungary, Italy-Cerdagne and Catalonia-Spain), distributed in a gradient of temperature (8.2 - 15.6 ° C) and precipitation (511 - 1427 mm). It includes data collected during the 1999-2005 period.
The overall objective of the research was to provide knowledge and reduce uncertainties about the functioning of the shrublands and the role that they can play as a source or sink of carbon under the prospect of climate change.
At each site, novel experimental manipulations were installed to increase the temperature and to reduce the water available in field, simulating the effects of climate change projected for the future decades.
In this work we have studied the effects of treatments on plant diversity, aboveground primary productivity, as well as on the phenology of growth and on the shoot elongation of dominant species. In addition, in Garraf we investigated other processes at leaf level such fluorescence, photosynthesis, stomatal conductance and other at plant level such the response of the non-spring flowering species, Erica multiflora and Globularia alypum.
The effects of climate change at the ecosystem level were complex because of the great variability of plant responses to treatment according to the variables, species, seasons or years, sites and periods of experimentation.
In Garraf, an area which suffered a fire in 1994, we found a clear reduction in the number of species per transect on drought plots, but no similar effects were found in the rest of Europe, suggesting that communities in process of recovery after disturbance can be particularly sensitive to climate change compared to other communities in more mature stages. Specifically, we found that the experimental treatments reduced the competitive ability of the obligate seeder Pinus halepensis against native resprouter shrubs and that the water spender strategy of G. alypum may allow this species to maintain a dominant position in drought plots in Garraf.
In sites with lower aridity, the responses of the annual accumulated biomass to warming were more positive. However, the fact that we found Mediterranean species such as E. multiflora responding positively to global warming, coupled with the fact that extreme events such as the European heat wave in 2003 reduced primary productivity, challenge the assumption that it is in colder ecosystems where global warming will result in a greater carbon sequestration. Specifically, opposite responses of the dominant species could cancel out a clear response of biomass accumulation at canopy level in Garraf.
In this study, the geographical gradient did not determine the susceptibility of the species or the intensity of the response of the phenology of growth and shoot elongation to the warming treatment. The phenology of growth of some Mediterranean species was very responsive to warming treatment (mainly advances) as some species of northernmost distribution.
The study also shows that although flowering of E. multiflora and G. alypum, which takes place in the autumn-winter, depended largely on the accumulated rainfall and its distribution during the spring-summer period, the experimental treatments did not affect this variable. These results are explained in part by the greater range of soil moisture between years than between drought and controls plots.

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Kotsedi, Daisy. "The response of microalgal biomass and community composition to environmental factors in the Sundays Estuary." Thesis, Nelson Mandela Metropolitan University, 2011. http://hdl.handle.net/10948/1434.

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Abstract:

The Sundays Estuary is permanently open to the sea and has been described as channel-like along its entire length with a narrow intertidal area (mostly less than 5 - 6 m in width). The estuary experiences regular freshwater inflow with large supplies of nutrients, derived from the Orange River transfer scheme and agricultural return flow. In particular, nitrate concentrations are high as a result of fertilisers used in the Sundays River catchment area. The objectives of this study were to measure microalgal biomass and community composition and relate to flow, water quality and other environmental variables. Surveys in August 2006, March 2007, February, June and August 2008 showed that salinity less than 10 percent mostly occurred from 12.5 km from the mouth and this was also where the highest water column chlorophyll a (>20 μg l-1) was found. Different groups of microalgae formed phytoplankton blooms for the different sampling sessions, which were correlated with high chlorophyll a. These included blooms of green algae (August 2006), flagellates (March 2007), dinoflagellates (June 2008) and diatom species (February and August 2008). The dominant diatom (Cyclotella atomus) indicated nutrient-rich conditions. Green algae and diatoms were associated with low salinity water in the upper reaches of the estuary. Flagellates were dominant throughout the estuary particularly when nutrients were low, whereas the dinoflagellate bloom in June 2008 was correlated with high ammonium and pH. Maximum benthic chlorophyll a was found at 12.5 km from the mouth in February, June and August 2008 and was correlated with high sediment organic and moisture content. Benthic diatoms were associated with high temperature whereas some species in June 2008 were associated with high ammonium concentrations. The middle reaches of the estuary characterise a zone of deposition rather than suspension which would favour benthic diatom colonization. Phytoplankton cells settling out on the sediments may account for the high benthic chlorophyll a because maximum water column chlorophyll a was also found in the REI zone (where salinity is less than 10 percent and where high biological activity occurs) in the Sundays Estuary. The estuary was sampled over five consecutive weeks from March to April 2009 to identify environmental factors that support different microalgal bloom species. Phytoplankton blooms, defined as chlorophyll a greater than 20 μg l-1, were found during Weeks 1, 4 and 5 from the middle to the upper reaches of the estuary. Diatom species (Cylindrotheca closterium, Cyclotella atomus and Cyclostephanus dubius) occurred in bloom concentrations during these weeks. These diatom species are cosmopolitan and indicate brackish nutrient-rich water. Flagellates were the dominant group in Weeks 2 to 4, but positive correlations with chlorophyll a were found during Weeks 1 and 2. During the first week of this study the conditions were warm and calm (measured as temperature and wind speed) and there was a well developed bloom (38 μg l-1). There was a strong cold front from 17 to 19 March, which mixed the water column resulting in the decrease of the chlorophyll a levels (<20 μg l-1) and the bloom collapsed during Weeks 2 and 3. However, in Weeks 4 and 5 conditions were again calm and warmer, which appeared to stimulate the phytoplankton bloom. Nanoplankton (2.7 - 20 μm) was dominant during each week sampled and contributed a considerable amount (55 - 79 percent) to the phytoplankton biomass. Once again subtidal benthic chlorophyll a and water column chlorophyll a were highest 12.5 km from the mouth. Deposition of phytoplankton cells from the water column was evident in the benthic samples. The study showed that the Sundays Estuary is eutrophic and characterised by microalgal blooms consisting of different phytoplankton groups.

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GonÃalves, Josemir de Souza. "Chemical composition and carbohydrate fractionation of Panicum maximum cv. TanzÃnia biomass under three rest periods." Universidade Federal do CearÃ, 2006. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1409.

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Abstract:

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior
O experimento foi conduzido no campo avanÃado do NÃcleo de Pesquisa em Forragicultura - NPF (www.npf.ufc.br) localizado na Fazenda Experimental do Vale do Curu â FEVC, pertencente Ã Universidade Federal do CearÃ â UFC. Objetivou-se avaliar a composiÃÃo quÃmica e o fracionamento dos carboidratos da biomassa de Panicum maximum cv. TanzÃnia sob trÃs perÃodos de descanso (PDs) baseados no nÃmero de novas folhas expandidas por perfilho (1,5; 2,5 e 3,5F). Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial 3x3 (3 fraÃÃes e 3 PDs). A colheita das amostras foi feita antes da entrada e apÃs a saÃda dos animais dos piquetes. Posteriormente, as amostras foram separadas nas fraÃÃes folha, colmo e material morto. No LaboratÃrio de NutriÃÃo Animal do Departamento de Zootecnia da UFC (LNA/DZ/UFC), foram determinados os teores de Fibra em Detergente Neutro (FDN), Fibra em Detergente Ãcido (FDA), Hemicelulose (HEM), Celulose (CEL), Lignina (LIG), Extrato EtÃreo (EE), ProteÃna Bruta (PB), NitrogÃnio InsolÃvel em Detergente Neutro (NIDN), NitrogÃnio InsolÃvel em Detergente Ãcido (NIDA), Carboidratos Totais (CT), Carboidratos NÃo Fibrosos (CNF), e das fraÃÃes que compÃem os CT: A+B1, B2 e C. Os teores de FDN e de FDA foram elevados (P<0,05) com o avanÃo dos PDs. A planta inteira (PI) do pasto sob maior PD (3,5F), no prÃ-pastejo, apresentou teores, respectivamente, de 74,0 e 46,3% sendo estes elevados para 77,3 e 50,9% no pÃs pastejo. Os teores de LIG da fraÃÃo folha do pasto sob PD 3,5F (4,2%) sofreram elevaÃÃes (P<0,05) no prÃ-pastejo. Os teores de LIG na PI foram superiores (P<0,05) naquelas submetidas ao PD 3,5F em comparaÃÃo Ãs PIs do PD 1,5F tanto no prÃ-pastejo (4,7 e 5,3%) quanto no pÃs-pastejo (4,7 e 5,3%). Os maiores teores de PB da fraÃÃo folha foram encontrados nos pastos sob PD 1,5F (10,9 e 8,6%), no prÃ e pÃs-pastejo. Os teores de PB na planta inteira variaram de 8,8 a 6,4% (P<0,05) e 6,2 e 4,4% (P<0,05) entre os PDs 1,5 e 3,5F, respectivamente no prÃ e pÃs-pastejo. Os teores de NIDA, tambÃm foram elevados (P<0,05) na PI do PD 3,5F (20,3 e 28,5%), respectivamente no prÃ e pÃs-pastejo. Os teores de CT da fraÃÃo folha e da PI apresentaram teores mÃdios (P>0,05) de 75,4 e 77,4% no prÃ-pastejo e 79,2 e 89,2% no pÃs pastejo. A fraÃÃo C dos carboidratos apresentou variaÃÃo mÃdia de 11,4 a 11,9%, na fraÃÃo folha, enquanto que na PI do pasto sob PD 3,5 F, foram observados os maiores teores (P<0,05) desta fraÃÃo (14,4 e 15,7%), em ambos os casos quando observados no prÃ e pÃs-pastejo. O pasto de capim TanzÃnia manejado sob PD 1,5F apresentou a melhor composiÃÃo quÃmica dos que foram avaliados. Contudo Ã necessÃrio que informaÃÃes sobre a composiÃÃo quÃmica dos pastos sejam levadas em consideraÃÃo em conjunto com as mudanÃas ocorridas na estrutura do pasto para que se possa ter uma maior exatidÃo na avaliaÃÃo da qualidade dos pastos.
The experiment was carried out in the advanced field of the Forage Research Sector - NPF (www.npf.ufc.br) located in the Experimental Farm of the Vale do Curu - FEVC, belonging to Federal University of CearÃ - UFC. The objective was evaluate the chemical composition and the carbohydrate fractionation of Panicum maximum cv. TanzÃnia biomass under three rest periods (RPs) based in the new leaf (L) number expanded for tiller (1.5; 2.5 and 3.5L). Was used the completely randomized design in a factorial arrangement 3x3 (3 fractions and 3 RPs). The harvest of the samples was made before the entrance and after the exit the animals the poles. Later, the samples had been separate in the fractions leaf, culm and death material, being droughts in greenhouse of forced ventilation 65Â C for 72 hours, and processed. In the Laboratory of Animal Nutrition of the Animal Science Department of UFC (LNA/DZ/UFC), were determined the levels of Neutral Detergent Fiber (NDF), Acid Detergent Fiber (ADF), Hemi-cellulose (HC), Cellulose (CEL), Lignin (LIG), Etereal Extract (EE), Crude Protein (PB), Insoluble Nitrogen in Neutral Detergent (INND), Insoluble Nitrogen in Acid Detergent (INAD), Total Total Carbohydrates (TC), Non Fiber Carbohydrates (NFC), and of the fractions that compose the TC: A+B1, B2 and C. The levels of NDF and ADF had been raised (P<0.05) with the advance of the RPs. The entire plant (EP) of the grass under bigger RP (3.5L), in the before grazing, presented levels, respectively, of 74.0 and 46.3% being these raising for 77,3 and 50,9% after grazing. The levels of LIG of leaf fraction of the grass under RP 3.5L (4.2%) had suffered rises (P<0.05) after grazing. The LIG levels in the RP were higher (P<0.05) in those submitted to 3.5L RP in comparison to the EPs of the 1.5L RP in such a way in before grazing (4.7 and 5.3%) how much after grazing (4.7 and 5.3%). The biggest levels of PB of the leaf fraction had been found in the grass under 1.5L RP (10,86 and 8.59%), before grazing and after grazing. The levels of CP in the entire plant had varied of 8.8 6.4% (P<0.05) and 6.16 and 4.4% (P<0.05) between 3.5 and 1.5L RPs, respectively before and after grazing. The INAD levels, had been also raised (P<0.05) in the EP of 3.5L RP (20.3 and 28.5%), respectively before and after grazing. The levels of TC of the leaf fraction and the EP had presented average levels (P>0.05) of 75.4 and 77.4% before grazing and 79.2 and 89.2% after grazing. The C carbohydrates fraction presented average between 11.4 11.9%, in the leaf fraction, whereas in the EP of the grass under 3.5L RP, had been observed biggest levels (P<0.05) of this fraction (14.3 and 15.7), in both cases when observed before grazing and pos-grazing. The TanzÃnia grass under 1.5L RP presented the best chemical composition of that they had been evaluated. However, it is necessary that information on the chemical composition of the grass are taken in consideration in set with the occured changes in the structure of the grass so that if can have a bigger exactness in the evaluation of the quality of the grass.

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Pisani, Olivia. "Local Biomass Control on the Composition and Reactivity of Particulate Organic Matter in Aquatic Environments." FIU Digital Commons, 2011. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/446.

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Abstract:

Freshwater ecosystems have been recognized as important components of the global carbon cycle, and the flux of organic matter (OM) from freshwater to marine environments can significantly affect estuarine and coastal productivity. The focus of this study was the assessment of carbon dynamics in two aquatic environments, namely the Florida Everglades and small prairie streams in Kansas, with the aim of characterizing the biogeochemistry of OM. In the Everglades, particulate OM (POM) is mostly found as a layer of flocculent material (“floc”). While floc is believed to be the main energy source driving trophic dynamics in this oligotrophic wetland, not much is known about its biogeochemistry. The objective of this study was to determine the origin/sources of OM in floc using biomarkers and pigment-based chemotaxonomy to assess specific biomass contributions to this material, on a spatial (freshwater marshes vs. mangrove fringe) and seasonal (wet vs. dry) scales. It was found that floc OM is derived from the local vegetation (mainly algal components and macrophyte litter) and its composition is controlled by seasonal drivers of hydrology and local biomass productivity. Photo-reactivity experiments showed that light exposure on floc resulted in photo-dissolution of POC with the generation of significant amounts of both dissolved OM (DOM) and nutrients (N & P), potentially influencing nutrient dynamics in this ecosystem. The bio-reactivity experiments determined as the amount and rate of CO2 evolution during incubation were found to vary on seasonal and spatial scales and were highly influenced by phosphorus limitation. Not much is known on OM dynamics in small headwater streams. The objective of this study was to determine carbon dynamics in sediments from intermittent prairie streams, characterized by different vegetation cover for their watershed (C4 grasses) vs. riparian zone (C3 plants). In this study sedimentary OM was characterized using a biomarker and compound specific carbon stable isotope approach. It was found that the biomarker composition of these sediments is dominated by higher plant inputs from the riparian zone, although inputs from adjacent prairie grasses were also apparent. Conflicting to some extent with the River Continuum Concept, sediments of the upper reaches contained more degraded OM, while the lower reaches were enriched in fresh material deriving from higher plants and plankton sources as a result of hydrological regimes and particle sorting.

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Brown, Carol A. "Biomass production, composition, and ethanol potential of switchgrass grown on reclaimed surface mines in West Virginia." Thesis, West Virginia University, 2015. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=1573301.

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Abstract:

Growing crops for biofuel production on agricultural land has caused a debate between whether we should grow corn grain on productive, agricultural lands to feed a growing human population or to fuel our vehicles. This has increased interest in growing cellulosic biofuel feedstocks on marginal lands. Switchgrass (Panicum virgatum L.), a warm-season perennial grass, has been shown to be a viable bioenergy crop because it produces high yields on marginal lands under low water and nutrient conditions. West Virginia contains immense acreages of reclaimed surface mine lands and could offer enough area for the production of switchgrass as a feedstock for a biofuel industry.

The first study was established in 2008 to determine switchgrass yields of three different cultivars on two mine sites in West Virginia. The first site, which was reclaimed in the early 1990s using top soil and treated municipal sludge, consistently had the highest yield of the two sites with a sixth-year yield of 8.4 Mg Dry Matter (DM) ha^-1 averaged across varieties. Cave-in-Rock variety produced 13.0 Mg ha^-1 of biomass which was more than the other two varieties. The other site, Hobet, was prepared using crushed, unweathered sandstone in 2008 and average yields were 1.0 Mg ha^-1 for the sixth year of production.

The second study was conducted on two sites which were reclaimed with a layer of topsoil over gray overburden and seeded with Cave-in-Rock 2011. Fertilizer was applied at rates of 0, 33.6, and 67 kg N ha^-1. No fertilizer treatment yielded 0.32 Mg ha^-1 while the fertilizer treatments produced significantly higher yields.

The objective of the third study was to determine if cultivars and samples from fertilizer treatments differed in composition and theoretical ethanol yield. Compositional analysis was done using near infrared reflectance spectroscopy. It was determined that cultivars did not differ in theoretical ethanol yield with averages ranging from 364 to 438 L Mg^-1. Theoretical ethanol production from Cave-in-Rock was significantly higher ranging from 6,092 to 7,348 L ha^-1 due to its high biomass production. Fertilizer treatments did not greatly effect composition of switchgrass, but since it did improve yield this was reflected in greater ethanol production for fertilized treatments. Based on the information presented here, high biomass should be the goal for switchgrass grown for biofuel production. With proper soil substrate and fertilizer regime, switchgrass grown on reclaimed surface mines may have high enough yield and quality to support ethanol production in the future.

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Takeda, Yuri. "Generation of transgenic rice with altered lignin composition and comparative characterization of their biomass utilization properties." Kyoto University, 2019. http://hdl.handle.net/2433/242693.

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Abstract:

Kyoto University (京都大学)
0048
新制・課程博士
博士(農学)
甲第21816号
農博第2329号
新制||農||1066(附属図書館)
学位論文||H31||N5188(農学部図書室)
京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻
(主査)教授梅澤俊明, 教授矢﨑一史, 教授植田充美
学位規則第4条第1項該当

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Shih, Chien-Ju. "Determination of saccharides and ethanol from biomass conversion using Raman spectroscopy effects of pretreatment and enzyme composition /." [Ames, Iowa : Iowa State University], 2010. http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:3403834.

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Richardson, Jennifer Lynn. "An investigation of large-scale tropical biomass burning and the impact of its emissions on atmospheric composition." Diss., Georgia Institute of Technology, 1994. http://hdl.handle.net/1853/25768.

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Karlson, Martin. "Remote Sensing of Woodland Structure and Composition in the Sudano-Sahelian zone : Application of WorldView-2 and Landsat 8." Doctoral thesis, Linköpings universitet, Tema Miljöförändring, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-121536.

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Abstract:

Woodlands constitute the subsistence base of the majority of people in the Sudano-Sahelian zone (SSZ), but low availability of in situ data on vegetation structure and composition hampers research and monitoring. This thesis explores the utility of remote sensing for mapping and analysing vegetation, primarily trees, in the SSZ. A comprehensive literature review was first conducted to describe how the application of remote sensing has developed in the SSZ between 1975 and 2014, and to identify important research gaps. Based on the gaps identified in the literature review, the capabilities of two new satellite systems (WorldView-2 and Landsat 8) for mapping woodland structure and composition were tested in an area in central Burkina Faso. The results shows that WorldView-2 represents a useful data source for mapping individual trees: 85.4% of the reference trees were detected in the WorldView-2 data and tree crown area was estimate with an average error of 45.6%. In addition, WorldView-2 data produced high classification accuracies for five locally important tree species. The highest overall classification accuracy (82.4%) was produced using multi-temporal WorldView-2 data. Landsat 8 data proved more suitable for mapping tree canopy cover as compared to aboveground biomass in the woodland landscape. Tree canopy cover and aboveground biomass was predicted with 41% and 66% root mean square error, respectively, at pixel level. This thesis demonstrates the potential of easily accessible data from two satellite systems for mapping important tree attributes in woodland areas, and discusses how the usefulness of remote sensing for analyzing vegetation can be further enhanced in the SSZ.
Merparten av befolkningen i Sudano-Sahel zonen (SSZ) är beroende av naturresurser och ekosystemtjänster från woodlands (öppen torrskog) för att säkra sin försörjning. Tillgången av fältmätningar av vegetationens struktur och sammansättning är mycket låg i detta område, vilket utgör ett problem för forskning och miljöövervakning. Denna avhandling undersöker nyttan av fjärranalys för att kartlägga och analysera vegetation, främst träd, i SSZ. En omfattande litteraturöversikt genomfördes först för att undersöka hur tillämpningen av fjärranalys har utvecklats i SSZ mellan 1975 och 2014, samt att identifiera viktiga forskningsluckor. Några av de luckor som konstaterades i litteraturgenomgången låg till grund för de följande studierna där två nya satellitsystem (Worldview-2 och Landsat 8) utvärderades för deras användbarhet att kartlägga trädtäckets struktur och artsammansättning i ett woodland-område i centrala Burkina Faso. Resultaten visar att Worldview-2 är en värdefull datakälla för kartering av enskilda träd: 85.4% av referensträden detekterades och trädkronornas storlek uppskattades med ett medelfel av 45.6%. Worldview-2-data producerade även hög klassificeringsnoggrannhet för de fem lokalt viktigaste trädslagen. Den högsta noggrannheten (82.4%) uppnåddes med multi-temporal Worldview-2-data. Landsat 8 data visade sig mer lämpade för kartering av krontäcke, jämfört med biomassa. Medelfelet för karteringen var 41% för krontäcke och 66% för biomassa, på pixelnivå. Avhandlingen visar att lättillgängliga data från två satellitsystem är användbara för kartläggning av viktiga trädattribut i woodlands, samt diskuterar hur nyttan av fjärranalys för vegetationsanalys kan ökas ytterligare i SSZ.

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Mallet, Marc D. "Water uptake and composition of natural Australian cloud condensation nuclei." Thesis, Queensland University of Technology, 2017. https://eprints.qut.edu.au/104437/1/Marc_Mallet_Thesis.pdf.

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Abstract:

This project was an investigation of atmospheric aerosols emitted from the Great Barrier Reef and north Australian fires. The chemical and physical properties of these aerosols were examined to determine their role in cloud formation. Interactions between aerosols and clouds are associated with the largest uncertainty in global climate models. The work of this thesis will contribute towards reducing this uncertainty by providing data for these poorly characterised regions in Australia.

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Dissertations / Theses on the topic 'Composition biomasse'

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