Contrasting patterns of insecticide resistance and knockdown resistance (kdr) in Aedes aegypti populations from Jacarezinho (Brazil) after a Dengue Outbreak

ABSTRACT After a dengue outbreak, the knowledge on the extent, distribution and mechanisms of insecticide resistance is essential for successful insecticide-based dengue control interventions. Therefore, we evaluated the potential changes to insecticide resistance in natural Aedes aegypti populations to Organophosphates (OP) and Pyrethroids (PY) after chemical vector control interventions. After a Dengue outbreak in 2010, A. aegypti mosquitoes from the urban area of Jacarezinho (Paraná, Brazil) were collected in 2011 and 2012. Insecticide resistance to OP Temephos was assessed in 2011 and 2012 by dose–response bioassays adopting WHO-based protocols. Additionally, in both sampling, PY resistance was also investigated by the Val1016Ile mutation genotyping. In 2011, a random collection of mosquitoes was carried out; while in 2012, the urban area was divided into four regions where mosquitoes were sampled randomly. Bioassays conducted with larvae in 2011 (82 ± 10%; RR95 = 3.6) and 2012 (95 ± 3%; RR95 = 2.5) indicated an incipient altered susceptibility to Temephos. On the other hand, the Val1016IIe mutation analysis in 2011, presented frequencies of the 1016Ilekdr allele equal to 80%. Nevertheless, in 2012, when the urban area of Jacarezinho was analyzed as a single unit, the frequency of the mutant allele was 70%. Additionally, the distribution analysis of the Val1016Ile mutation in 2012 showed the mutant allele frequencies ≥60% in all regions. These outcomes indicated the necessity of developing alternative strategies such as insecticide rotations for delaying the evolution of resistance.

Efeito da calagem na relação entre solo e água

Mudanças nas propriedades físicas do solo, principalmente aquelas relacionadas com a retenção de água e agregação, podem estar associadas às variações na eletroquímica do solo. Estudar o efeito da calagem sobre a relação entre solo e água constituiu o objetivo deste trabalho. Em 1994, um experimento foi instalado na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, em um Argissolo Acinzentado distrófico plíntico. Os tratamentos consistiram na aplicação superficial e incorporação de calcário nas doses de zero, 2+2, 8,5 e 17 Mg ha-1. Em 2006, doze anos após a aplicação de calcário, foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada e em triplicata nas camadas de 0-5 cm e 5-10 cm. As amostras foram caracterizadas quanto a algumas propriedades químicas. As propriedades físicas avaliadas foram: i) velocidade de umectação do solo, estimada em um dispositivo de ascensão capilar de água; ii) umidade gravimétrica do solo, medida ao final do teste de ascensão capilar de água, e iii) densidade do solo, estimada pela razão entre a massa e o volume de torrões de solo seco. A velocidade de umectação foi mais intensa nos solos que receberam as maiores doses de calcário. A umidade gravimétrica aumentou linearmente com as doses de calcário, enquanto a densidade do solo não foi alterada. Houve incremento de água no solo entre 5,1 e 6,2 mg g-1 para cada tonelada de corretivo aplicada. Pode-se concluir que, após 12 anos da calagem, as formas de aplicação de calcário não tiveram influência sobre a densidade do solo e sobre a retenção de água; a calagem alterou a relação entre solo e água, tornando o solo mais hidrófilo com o aumento das doses de calcário, independentemente da forma de aplicação do corretivo.

Dessorção e lixiviação de chumbo em espodossolo tratado com agentes quelantes

A baixa degradabilidade no solo de quelantes sintéticos usados para induzir a fitoextração pode significar elevado risco ambiental pela lixiviação de metais pesados. Agentes quelantes naturais, mais rapidamente degradados no solo, podem ser uma alternativa para os quelantes sintéticos. Este trabalho objetivou avaliar a capacidade de três agentes quelantes sintéticos e dois quelantes naturais de cadeia alifática na dessorção de Pb de um Espodossolo contaminado pela deposição de escórias resultantes da reciclagem de baterias automotivas. A lixiviação de Pb promovida pelos quelantes foi também estudada. O trabalho compreendeu dois experimentos: (1) dessorção de Pb utilizando as concentrações de 0, 2, 5, 10, 20 e 30 mmol kg-1 dos ácidos cítrico e oxálico e dos quelantes sintéticos EDTA, DTPA e NTA; (2) lixiviação realizada em colunas de PVC com concentrações de 0, 10 e 20 mmol kg-1 de ácido cítrico, ácido oxálico, EDTA e NTA. O uso do EDTA promoveu elevada dessorção e lixiviação de Pb, não sendo recomendado para programa de fitoextração na área em estudo. A elevada dessorção de Pb, aliada à baixa lixiviação promovida pelo NTA, qualifica o quelante para indução da fitoextração de Pb no solo. Os quelantes naturais não apresentaram riscos para a lixiviação de Pb nas concentrações estudadas, mas parecem pouco promissores para a fitoextração do elemento, devido à baixa dessorção.

Teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni E Co em solos de referência de Pernambuco

Metais pesados formam um grupo de elementos com particularidades relevantes e de ocorrência natural no ambiente, como elementos acessórios na constituição de rochas. Esses elementos, apesar de associados à toxidez, exigem tratamento diferenciado em relação aos xenobióticos, uma vez que diversos metais possuem essencialidade (Fe, Mn, Cu, Zn e Ni) e benefício (Co) comprovados para as plantas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi determinar os teores naturais dos metais Fe, Mn, Zn, Ni, Cu e Co nos solos de referência de Pernambuco. Foram coletadas amostras de solo nas três regiões fisiográficas (Zona da Mata, Agreste e Sertão), dos dois primeiros horizontes dos 35 solos de referência do Estado de Pernambuco. A digestão das amostras baseou-se no método 3051A (USEPA, 1998), e a determinação foi efetuada em ICP-OES. Correlações significativas foram estabelecidas entre os metais e entre estes e a fração argila do solo, em ambos os horizontes, indicando a associação comum da maioria dos metais com solos mais argilosos. A maioria dos solos apresentou teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co menores que os de solos de outras regiões do País, com litologia mais máfica, o que corrobora o fato de que os teores desses elementos são mais diretamente relacionados aos minerais Fe-magnesianos. Os resultados indicam baixo potencial dos solos de Pernambuco em liberar Cu, Co e Ni para plantas, enquanto deficiências de Zn, Fe e Mn são menos prováveis. Os teores naturais de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co determinados podem ser utilizados como base para definição dos Valores de Referência de Qualidade para os solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.

Tolerância e potencial fitorremediador de Stizolobium aterrimum associada ao fungo micorrízico arbuscular Glomus etunicatum em solo contaminado por chumbo

A poluição do solo com metais pesados tem aumentado significativamente nos últimos anos, devido à ação antrópica. Diversas técnicas podem ser utilizadas para reverter ou minimizar a condição de contaminação do solo, porém muitas delas são prejudiciais ao solo. Uma alternativa é a utilização da fitorremediação, já que as plantas possuem a capacidade de absorver elementos do solo e, dessa maneira, promover sua descontaminação com teores excessivos de metais e outros elementos potencialmente tóxicos. A associação de plantas com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) pode influenciar a absorção desses elementos. Com o objetivo de avaliar o potencial fitorremediador de plantas de Stizolobium aterrimum associadas ou não a FMAs em solos com concentrações crescentes de Pb, realizou-se um experimento sob condições de casa de vegetação, em esquema fatorial 4 x 2. Os tratamentos consistiram na adição de quatro doses de Pb (0, 250, 500 e 1.000 mg dm-3) e da inoculação ou não de FMA. Os resultados mostraram que a planta foi tolerante ao Pb nas doses utilizadas. A associação com FMA não influenciou a absorção de Pb pela planta. No entanto, a micorrização influenciou a fixação biológica de N2, observando-se maior atividade da enzima nitrogenase em plantas micorrizadas. Apesar dos bons resultados obtidos com relação à tolerância dessa planta ao Pb, mais estudos precisam ser realizados acerca da absorção desse elemento, principalmente em solo multicontaminado, que é a realidade encontrada em sistemas poluídos.

Teores naturais de bário em solos de referência do estado de Pernambuco

O bário (Ba) é um metal alcalino terroso de ocorrência natural no solo. É constituinte de carbonatos, sulfatos e silicatos e ocorre como substituto isomórfico de elementos como Ca e K nos minerais. Quando disponível em elevados teores no solo, o Ba pode causar toxidez a diversos organismos vivos. Para considerar que determinado solo está livre de contaminação por esse elemento, faz-se necessário conhecer os teores de Ba nesse solo em condição natural. Portanto, a determinação de teores naturais de Ba em solos é essencial para a construção de uma legislação que sirva de base ao monitoramento e remediação de áreas contaminadas por esse elemento e que seja adequada à realidade pedológica local. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa foi determinar os teores naturais de Ba como base de referência de qualidade para os Solos de Referência do Estado de Pernambuco. Foram coletadas amostras dos dois primeiros horizontes dos 35 perfis de referência, as quais foram submetidas à digestão ácida em micro-ondas (método 3051A). Nos extratos obtidos foi efetuada a determinação dos teores de Ba por ICP-OES. Observaram-se teores de Ba superiores aos valores de prevenção e de investigação estabelecidos pela legislação brasileira (CONAMA, 2009), corroborando a necessidade de maior conhecimento das diversidades regionais para a elaboração de normas nacionais. Os teores naturais de Ba determinados nos solos podem ser utilizados como base para a definição dos valores de referência de qualidade para Ba nos solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.

Variação nos atributos do solo em sistemas de manejo com adição de cama de frango

A cama de frango constitui-se em adubo orgânico com boas características agronômicas, podendo ser bom condicionador das propriedades físicas do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar alterações nas propriedades do solo em sistemas de plantio direto com adição de cama de frango. O estudo foi feito em três camadas (0-10, 10-20 e 20-30 cm) e três repetições, em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico submetido a plantio direto contínuo nos últimos anos, com rotação principalmente de soja, milho, algodão e milheto. Os tratamentos foram: sistema com adubação mineral (S2), com adição de cama de frango crua (S3), com adição de cama de frango compostada (S4) e uma área não manejada de Cerrado nativo (S1). Os sistemas de manejo induziram em ordem crescente - S4, S2, S3 - à degradação dos atributos do solo em relação à vegetação nativa (S1), e isso foi quantificado pelos menores valores de carbono total, diâmetro e estabilidade de agregados, macroporosidade e condutividade hidráulica saturada e pelos maiores valores de densidade e resistência do solo à penetração e microporosidade. A cama de frango crua revelou-se mais vantajosa na disponibilidade de nitrogênio total e menos eficiente em garantir a qualidade física do solo. A cama de frango compostada proporcionou atributos mais semelhantes às condições naturais.

Potencial de fertilizantes e corretivos no aporte de micronutrientes ao solo

Fertilizantes e corretivos, ao serem aplicados nos solos, fornecem micronutrientes como impurezas residuais da sua fabricação, os quais podem ser importantes fontes para as culturas. Em decorrência disso, o objetivo deste trabalho foi quantificar os teores dos micronutrientes Zn, Cu, Fe, Mn e Ni em fertilizantes e corretivos comercializados no Nordeste brasileiro, visando avaliar o potencial desses insumos no fornecimento indireto de micronutrientes às culturas agrícolas. Os insumos analisados neste estudo (24 amostras de fertilizantes e 26 de corretivos) foram coletados nos Estados da Bahia e Pernambuco pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e digeridos pelo método 3051A (USEPA, 1998). As determinações dos micronutrientes foram feitas por espectrofotometria de absorção atômica. Amostras de fertilizante SRM 695 (National Institute of Standards and Technology - NIST) e spikes foram adicionadas para controle de qualidade das análises. Os fertilizantes fosfatados, em geral, apresentaram maiores teores de micronutrientes do que os demais produtos testados. Os fertilizantes e corretivos avaliados representam uma fonte de micronutrientes ao solo que não pode ser desprezada. No entanto, a real disponibilidade desses elementos aportados ao solo necessita ser avaliada em estudos com plantas, pois fatores como solubilidade dos insumos, absorção pelas culturas, reações com o solo e perdas por precipitação e lixiviação devem ser considerados.

Heavy metals in soils and plants in mango orchards in Petrolina, Pernambuco, Brazil

The monitoring of heavy metal concentrations in areas under intensive agriculture is essential for the agricultural sustainability and food safety. This paper evaluates the total contents of heavy metals in soils and mango trees in orchards of different ages (6, 7, 8, 9, 10, 11, 14, 16, 17, 19, and 26 years) in Petrolina, Pernambuco, Brazil. Soil samples were taken from the layers 0-20 cm and 20-40 cm, and mango leaves were collected in the growth stage. Areas of native vegetation (Caatinga) adjacent to the cultivated areas were used for comparison. The total concentrations of heavy metals (Cu, Cr, Fe, Zn, Mn, Ni, and Pb) were determined in soils and leaves. In general, mango cultivation led to Cu and Zn accumulation in the soil surface and to a reduction in the contents of Ni, Pb, Mn, and Fe in surface and subsurface. Since contamination by Cu, Zn, and Cr was detected, these areas must be monitored to prevent negative environmental impacts. For instance, the presence of Cr in mango tree leaves indicates the need to investigate the source of the element in these orchards. The management strategies of the different companies led to deficiency or excess of some metals in the evaluated areas. However, the Fe and Mn levels were adequate for the mineral nutrition of mango in all areas.

Soil carbon and nitrogen stocks in traditional agricultural and agroforestry systems in the semiarid region of Brazil

In the semiarid region of Brazil, inadequate management of cropping systems and low plant biomass production can contribute to reduce soil carbon (C) and nitrogen (N) stocks; therefore, management systems that preserve C and N must be adopted. This study aimed to evaluate the changes in soil C and N stocks that were promoted by agroforestry (agrosilvopastoral and silvopastoral) and traditional agricultural systems (slash-and-burn clearing and cultivation for two and three years) and to compare these systems with the natural Caatinga vegetation after 13 years of cultivation. The experiment was carried out on a typical Ortic Chromic Luvisol in the municipality of Sobral, Ceará, Brazil. Soil samples were collected (layers 0-6, 6-12, 12-20, 20-40 and 40-60 cm) with four replications. The plain, convex and concave landforms in each study situation were analyzed, and the total organic C, total N and densities of the soil samples were assessed. The silvopastoral system promoted the greatest long-term reductions in C and N stocks, while the agrosilvopastoral system promoted the smallest losses and therefore represents a sustainable alternative for soil C and N sequestration in these semiarid conditions. The traditional agricultural system produced reductions of 58.87 and 9.57 Mg ha-1 in the organic C and total N stocks, respectively, which suggests that this system is inadequate for these semiarid conditions. The organic C stocks were largest in the concave landform in the agrosilvopastoral system and in the plain landform in the silvopastoral system, while the total N values were highest in the concave landform in the native, agrosilvopastoral and silvopastoral systems.

Comparison of digestion methods to determine heavy metals in fertilizers

The lack of a standard method to regulate heavy metal determination in Brazilian fertilizers and the subsequent use of several digestion methods have produced variations in the results, hampering interpretation. Thus, the aim of this study was to compare the effectiveness of three digestion methods for determination of metals such as Cd, Ni, Pb, and Cr in fertilizers. Samples of 45 fertilizers marketed in northeastern Brazil were used. A fertilizer sample with heavy metal contents certified by the US National Institute of Standards and Technology (NIST) was used as control. The following fertilizers were tested: rock phosphate; organo-mineral fertilizer with rock phosphate; single superphosphate; triple superphosphate; mixed N-P-K fertilizer; and fertilizer with micronutrients. The substances were digested according to the method recommended by the Ministry for Agriculture, Livestock and Supply of Brazil (MAPA) and by the two methods 3051A and 3052 of the United States Environmental Protection Agency (USEPA). By the USEPA method 3052, higher portions of the less soluble metals such as Ni and Pb were recovered, indicating that the conventional digestion methods for fertilizers underestimate the total amount of these elements. The results of the USEPA method 3051A were very similar to those of the method currently used in Brazil (Brasil, 2006). The latter is preferable, in view of the lower cost requirement for acids, a shorter digestion period and greater reproducibility.

Valores de referência de qualidade para metais pesados em solos do Rio Grande do Norte

O crescimento industrial e o populacional têm aumentado os teores de metais pesados nos solos e impactado a qualidade desse recurso. Nesse contexto, as agências de proteção ambiental vêm despendendo esforços para o estabelecimento de índices que possam identificar áreas suspeitas de contaminação. Valores de Referência de Qualidade para Solos (VRQs) refletem a concentração natural de determinada substância no solo, sem interferência antrópica. O trabalho objetivou estabelecer os VRQs para os metais Ag, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb, V e Zn exigidos pelo Conama, para composição da legislação direcionada ao monitoramento desses elementos nos solos do Estado do Rio Grande do Norte. Foram coletadas 416 amostras de solo em áreas de mata nativa ou com mínima influência antrópica. A abertura das amostras foi efetuada pelo método EPA-3051A, sendo os metais determinados por espectrometria de emissão ótica (ICP-OES) e absorção atômica (AA). Os resultados do trabalho comprovaram que estudos regionalizados são essenciais para definição de VRQs. Os VRQs calculados para o Rio Grande do Norte foram mais restritivos que os de outros estados do país. A análise fatorial de confirmação dos dados foi útil para obtenção de VRQs mais confiáveis e demonstrou que para o Estado esses valores podem ser estabelecidos com apenas duas repetições por local de coleta. Nesse sentido, é primordial um planejamento prévio, de distribuição dos locais de amostragem, de maneira que os diversos compartimentos geomorfológicos, pedológicos e geológicos do Estado sejam representados.

Physical-hydraulic properties of a sandy loam typic paleudalf soil under organic cultivation of 'montenegrina' mandarin (Citrus deliciosa Tenore)¹

Citrus plants are the most important fruit species in the world, with emphasis to oranges, mandarins and lemons. In Rio Grande do Sul, Brazil, most fruit production is found on small properties under organic cultivation. Soil compaction is one of the factors limiting production and due to the fixed row placement of this crop, compaction can arise in various manners in the interrows of the orchard. The aim of this study was to evaluate soil physical properties and water infiltration capacity in response to interrow management in an orchard of mandarin (Citrus deliciosa Tenore 'Montenegrina') under organic cultivation. Interrow management was performed through harrowing, logs in em "V", mowing, and cutting/knocking down plants with a knife roller. Soil physical properties were evaluated in the wheel tracks of the tractor (WT), between the wheel tracks (BWT), and in the area under the line projection of the canopy (CLP), with undisturbed soil samples collected in the 0.00-0.15, 0.15-0.30, 0.30-0.45, and 0.45-0.60 m layers, with four replicates. The soil water infiltration test was performed using the concentric cylinder method, with a maximum time of 90 min for each test. In general, soil analysis showed a variation in the physical-hydraulic properties of the Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico (sandy loam Typic Paleudalf) in the three sampling sites in all layers, regardless of the management procedure in the interrows. Machinery traffic leads to heterogeneity in the soil physical-hydraulic properties in the interrows of the orchard. Soil porosity and bulk density are affected especially in the wheel tracks of the tractor (WT), which causes a reduction in the constant rate of infiltration and in the accumulated infiltration of water in this sampling site. The use of the disk harrow and mower leads to greater harmful effects on the soil, which can interfere with mandarin production.

ADUBAÇÃO FOSFATADA E COMPACTAÇÃO DO SOLO: SISTEMA RADICULAR DA SOJA E DO MILHO E ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO

Associadas aos benefícios no solo da semeadura direta, podem ocorrer a formação de gradiente vertical de fertilidade e a de uma camada compactada provocada pelo intenso tráfego de máquinas agrícolas, podendo modificar o crescimento radicular das culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar as doses e formas de aplicação da adubação fosfatada e a compactação do solo pelo tráfego de máquinas nos atributos físicos e no sistema radicular da soja e do milho nas condições da Chapada dos Parecis, MT. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico argiloso em delineamento em blocos casualizados, no esquema fatorial 2 × 4 × 4 e três repetições, sendo duas formas de adubação fosfatada (a lanço e no sulco), quatro doses de P2O5 (0, 50, 100 e 150 kg ha-1) e quatro níveis de compactação (PT0, PT2, PT4 e PT8 – semeadura direta com compactação induzida por tráfego de trator em zero, duas, quatro e oito passadas, respectivamente). O tráfego de máquinas ocasionou compactação do solo em semeadura direta, aumentando a densidade do solo (Ds) e resistência do solo à penetração (RSP) e reduzindo a macroporosidade e porosidade total, sem efeito da adubação fosfatada. A resposta das espécies à forma de adubação fosfatada foi diferenciada, não apresentando influência no crescimento radicular da soja. No milho, quando fornecida a lanço proporcionou maior área de raízes na camada de 0,00-0,05 m; e, quando no sulco, foram observadas entre as camadas menores diferenças na área radicular. Nas camadas de 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, a RSP de 1,48 e 1,84 MPa (Us = 0,28 m3 m-3) e Ds de 1,32 e 1,35 kg dm-3, respectivamente, proporcionaram redução de 19 e 27 % no diâmetro médio das raízes do milho e aumento de 110 e 49 % no diâmetro das raízes da soja.

Carbon in Humic Fractions of Organic Matter in Soil Treated with Organic Composts under Mango Cultivation

ABSTRACT Soil organic matter (SOM) plays a key role in maintaining the productivity of tropical soils, providing energy and substrate for the biological activity and modifying the physical and chemical characteristics that ensure the maintenance of soil quality and the sustainability of ecosystems. This study assessed the medium-term effect (six years) of the application of five organic composts, produced by combining different agro-industrial residues, on accumulation and chemical characteristics of soil organic matter. Treatments were applied in a long-term experiment of organic management of mango (OMM) initiated in 2005 with a randomized block design with four replications. Two external areas, one with conventional mango cultivation (CMM) and the other a fragment of regenerating Caatinga vegetation (RCF), were used as reference areas. Soil samples were collected in the three management systems from the 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20 m layers, and the total organic carbon content and chemical fractions of organic matter were evaluated by determining the C contents of humin and humic and fulvic acids. Organic compost application significantly increased the contents of total C and C in humic substances in the experimental plots, mainly in the surface layer. However, compost 3 (50 % coconut bagasse, 40 % goat manure, 10 % castor bean residues) significantly increased the level of the non-humic fraction, probably due to the higher contents of recalcitrant material in the initial composition. The highest increases from application of the composts were in the humin, followed by the fulvic fraction. Compost application increased the proportion of higher molecular weight components, indicating higher stability of the organic matter.