Desafios técnicos e barreiras sociais,econômicas e regulatórias na fitorremediação de solos contaminados

A fitorremediação - uso de plantas e comunidades microbianas associadas à rizosfera para degradar, isolar ou imobilizar contaminantes do solo e água - é uma técnica de custo relativamente baixo, vantagens estéticas e que não gera impactos adicionais. A maioria dos estudos com plantas na recuperação de áreas contaminadas tem sido desenvolvida em países de clima temperado, onde o potencial da fitorremediação é limitado por fatores climáticos. No Brasil, o conhecimento acerca do potencial fitorremediador das várias espécies de plantas e comunidades microbianas em solos tropicais é ainda muito escasso, o que, associado à falta de instrumentos de aferição e de apoio à decisão, dificulta a recomendação por parte das agências ambientais e empresas. A presente revisão descreve brevemente os mecanismos de fitorremediação e discute aspectos sociais, econômicos e reguladores que representam entraves ao amplo desenvolvimento da técnica, em comparação com técnicas convencionais, mais conhecidas e aceitas pelas agências e empresas. Finalmente, o mercado brasileiro presente e futuro é discutido, sendo sugerida a criação de protocolos experimentais e instrumentos de apoio à decisão que estimulem a aplicação da fitorremediação nos casos em que ela se apresente como a opção mais adequada.

Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogênio em latossolo de cerrado com a sucessão soja-milho

Os estoques de C e N no solo são determinados pelo balanço entre adição e perda no sistema, sendo o preparo do solo e o sistema de culturas determinantes nesse processo. Este estudo teve por objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo do solo baseados em sistemas de preparo, plantas de cobertura e adubação fosfatada nos estoques de C e N em frações físicas da matéria orgânica do solo e na biomassa e respiração microbiana em um solo cultivado por 11 anos na sucessão soja-milho. O experimento foi iniciado em 1999 em um Latossolo Vermelho argiloso com teor de P adequado para obtenção de 80 a 90 % de rendimentos potenciais de culturas anuais. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com parcelas divididas, tendo três sistemas de manejo baseados em preparo do solo e plantas de cobertura (sistema de preparo convencional com milheto, sistema plantio direto com milheto e sistema plantio direto com mucuna-preta) nas parcelas e duas doses de P (0 e 100 kg ha-1 ano-1 de P2O5 na forma de superfosfato triplo, aplicados no sulco de semeadura) nas subparcelas. Amostras de solo foram retiradas no enchimento de grãos da soja (março de 2010), nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, e submetidas ao fracionamento físico da matéria orgânica do solo e a análises microbianas. O sistema plantio direto promoveu estratificação de C orgânico e N total, enquanto o preparo convencional promoveu distribuição mais homogênea na camada de 0 a 20 cm de profundidade. A adubação fosfatada por 11 anos promoveu acúmulo de C orgânico e N total em solos com adequada disponibilidade inicial de P, com relação àquele que não recebeu adubação com P, independentemente do sistema de preparo e das plantas de cobertura. O sistema plantio direto apresentou maior estoque de C orgânico e N total, maior C biomassa microbiana e menor respiração microbiana em relação ao sistema de preparo convencional, ambos tendo o milheto como planta de cobertura. Quando sob plantio direto, maior estoque de C orgânico e N total, semelhante C biomassa microbiana e maior respiração microbiana foram obtidos com o milheto como planta de cobertura, em relação à mucuna. A taxa de conversão do C adicionado pelas culturas em C orgânico do solo foi de 4,0, 8,2 e 14,3 % para sistema de preparo convencional com milheto, sistema plantio direto com milheto e com mucuna, respectivamente.

Indicadores microbianos de qualidade do solo em diferentes sistemas de manejo

A atividade agrícola, mediante diferentes práticas de manejo, pode alterar a capacidade produtiva do solo. Assim, há necessidade de se avaliar o impacto de uma determinada prática sobre o solo. Este trabalho analisou diversos atributos microbianos para avaliar a qualidade do solo submetido a diferentes sistemas de preparo e de culturas, em relação a um sistema referência. Os atributos analisados foram a atividade das enzimas β-glicosidase, urease, fosfatase ácida e arilsulfatase, juntamente com a determinação da atividade respiratória e da biomassa da microbiota do solo. Os sistemas de manejo avaliados foram os preparos de solo direto (PD) e convencional (PC), e os sistemas de culturas foram duas rotações e pousio no inverno. Além desses sistemas, foi avaliado também o campo natural (CN) - este considerado como condição original do solo para a realização de comparações entre os diferentes manejos. As análises foram realizadas em quatro períodos distintos, ao longo de dois anos agrícolas. Os resultados, nas quatro avaliações, indicaram que a atividade das enzimas, assim como a biomassa e a respiração microbianas, foi menor no PC em relação aos demais sistemas, enquanto o CN e o PD tenderam a apresentar resultados semelhantes, indicando a capacidade do PD em manter a qualidade original do solo. Por sua vez, os sistemas de culturas avaliados não influenciaram significativamente os atributos avaliados.

Isolamento e prospecção de bactérias endofíticas e epifíticas na cana-de-açúcar em áreas com e sem cupinicida

A exploração e o conhecimento dos mecanismos de interação bactéria-planta podem ser utilizados para a produção sustentável de diversas culturas, como a cana-de-açúcar. O objetivo deste trabalho foi isolar e prospectar bactérias associadas à cultura da cana-de-açúcar com capacidade de fixar nitrogênio e solubilizar fosfato inorgânico em áreas com e sem aplicação de cupinicida. Bactérias endofíticas, de folha e raiz, e do rizoplano foram isoladas de três variedades comerciais (RB 92579, RB 867515 e RB 863129) de cana-de-açúcar, cultivadas no Nordeste brasileiro, em áreas com e sem aplicação de cupinicida, aos quatro meses após o plantio. Foram obtidos 272 isolados, selecionados quanto à sua capacidade de solubilizar fosfato inorgânico e fixar nitrogênio. O uso do cupinicida não provocou alterações nas comunidades microbianas endofíticas de folha e raiz e epifíticas do rizoplano. As variedades estudadas apresentam uma comunidade bacteriana associada com potencial aplicação para a promoção de crescimento vegetal, pois possuem a capacidade de fixar N2 e solubilizar fosfato inorgânico.

Atributos bioquímicos e químicos do solo rizosférico e não rizosférico de culturas em rotação no sistema de semeadura direta

Sistemas autossustentáveis favorecem as populações microbianas devido à conservação e ao aumento da matéria orgânica no solo. Além disso, as plantas que fazem parte desses sistemas promovem o efeito rizosférico, por meio da zona de influência das raízes, que resulta no aumento da atividade e na modificação da população microbiana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da rotação de culturas de inverno sobre sequências de verão, em sistema de semeadura direta, nos atributos bioquímicos (amilase, urease, celulase e protease) e químicos (carbono orgânico total - COT, carboidratos totais e proteínas totais) em solo rizosférico (SR) e não rizosférico (SNR). Este estudo foi constituído de três culturas de inverno: milho (Zea mays L.), girassol (Helianthus anuus L.) e guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), que estavam em rotação sobre três sequências de verão: soja/soja (Glycine max L.), milho/milho e soja/milho, e duas posições no solo: solo aderido às raízes das plantas (SR) e solo da entrelinha de plantio (SNR). As atividades da amilase, celulase, protease e urease no SR foram 16, 85, 62 e 100 % maiores do que no SNR; para COT e proteínas totais a diferença foi de 21 %. Das culturas de inverno, o milho foi a que mais estimulou as atividades das enzimas amilase, celulase, urease e protease no SR, bem como a atividade das enzimas amilase, urease e protease no SNR. De modo geral, os teores de proteínas totais não foram influenciados pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão; os carboidratos totais foram influenciados pelas culturas de inverno milho e girassol. Para o COT houve influência apenas da sequência de verão milho/milho. Os atributos bioquímicos e químicos avaliados neste estudo podem ser utilizados como indicadores das alterações no solo promovidas pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão.

Métodos de controle de plantas daninhas e seus impactos na qualidade microbiana de solo sob cafeeiro

Minas Gerais destaca-se como o Estado que mais produz café no Brasil. Essa cultura é extremamente suscetível à presença de plantas daninhas, que podem ser manejadas por meio de métodos manuais, mecanizados e, ou, químicos, com impacto nos custos da produção e qualidade do solo. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito exercido por diferentes métodos de controle de plantas daninhas na linha e entrelinha de cafeeiro, sobre a microbiota do solo e seus processos, que destacadamente têm sido utilizados em virtude de sua extrema sensibilidade e baixo custo. Para isto, amostras de solo foram retiradas em abril de 2010, em Latossolo Roxo distrófico da fazenda experimental da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), em São Sebastião do Paraíso, MG, na profundidade de 0-10 cm, no centro da rua (entrelinha) do café, e a 20 cm do caule da planta do café (linha), para determinar os atributos: densidade de bactérias e fungos totais, solubilizadores de fosfato, celulolíticos, amonificantes, bactérias diazotróficas não simbióticas, carbono da biomassa e atividade microbianas, quociente metabólico (qCO2) e atividade enzimática pela hidrólise de diacetato de fluoresceína. O cafeeiro foi submetido a sete métodos de controle de plantas daninhas: roçadora, grade, enxada rotativa, herbicida pós-emergência, herbicida pré-emergência, capina manual e sem capina. Os resultados evidenciaram a complexidade dos efeitos desses diferentes métodos na microbiota do solo e seus processos, com menores impactos para capina manual e enxada rotativa. Os impactos dos métodos roçadora, grade, sem capina e aplicação de herbicidas de pré-emergência foram considerados intermediários, enquanto a aplicação de herbicidas de pós-emergência, na entrelinha do cafeeiro, promoveu os maiores impactos negativos nos atributos avaliados. Esses impactos devem ser considerados quando houver avaliação e escolha do método a ser empregado para o controle de plantas daninhas em cafeeiro.

Composição diferencial das comunidades bacterianas na rizosfera de variedas de cana-de-açúcar

A cultura da cana-de-açúcar é de extrema importância no cenário agrícola nacional. No entanto, pouco se sabe sobre a estruturação das comunidades microbianas associadas aos solos e às rizosferas de tais plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura e diversidade das comunidades de bactérias associadas ao solo e à rizosfera de seis variedades de cana-de-açúcar cultivadas no Estado de São Paulo (Brasil). As análises foram realizadas com base em métodos independentes de cultivo, em que a técnica de PCR-DGGE revelou alterações na rizosfera para os grupos de bactérias totais e também para os grupos de Alphaproteobacteria e Betaproteobacteria. Após essa análise, quatro amostras (três de rizosfera e uma de solo) foram usadas para o sequenciamento da região V6 do gene 16S DNAr na plataforma Ion Torrent TM. Essa análise gerou um total de 95.812 sequências, dentro das quais houve a predominância das afiliadas aos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobateria . Os resultados revelaram que as comunidades bacterianas na rizosfera são distintas daquelas encontradas no solo. Foi possível ainda observar efeito diferencial de plantas das variedades. Alguns grupos bacterianos apresentaram menor frequência na rizosfera (Acidobacteria ), enquanto outros se mostraram fortemente estimulados pela presença das raízes, comumente para todas as variedades (Betaproteobacteria , Nitrospora e Chloroflexi ), ou em respostas variedade-específicas (Bacilli e Sphingobacteria ).

Pó de forno de aciaria elétrica na microbiota do solo e no crescimento de soja

Devido à grande produção de resíduos de siderurgia, tem sido indicado seu aproveitamento na agricultura como fonte alternativa de micronutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação do pó de forno de aciaria elétrica na microbiota de solos e sua potencialidade no fornecimento de micronutrientes à soja. O experimento foi realizado em casa de vegetação, com delineamento inteiramente ao acaso, com dois tipos de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho (LV)) e quatro doses de pó de aciaria elétrica (0, 0,75, 1,50 e 3,00 g vaso-1 equivalendo a 0, 1, 2 e 4 t ha-1), com quatro repetições. Os solos foram corrigidos e fertilizados antes da adição do resíduo e semeadura de soja inoculada, em vasos de plástico de 1,5 L (duas plantas por vaso). Na floração, coletaram-se as plantas e amostras de solo de todos os tratamentos, para determinação da matéria seca da parte aérea e raízes, teores foliares de B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd e Pb, número de nódulos e sua matéria seca, atividade da nitrogenase dos nódulos, presença de diazotróficos associativos, respiração microbiana, C-biomassa microbiana e qCO2. Há respostas diferenciadas das comunidades microbianas dos solos LVA e LV ao resíduo de siderurgia aplicado, e essas comunidades demonstram maior sensibilidade ao efeito do resíduo de siderurgia do que os parâmetros de crescimento e nodulação da soja. O resíduo de siderurgia apresenta potencial de utilização como fonte de Zn à cultura da soja, nas doses de 0,5 e 1,4 t ha-1 em relação ao LVA e LV, respectivamente.

Atividade e população microbiana envolvida nas transformações do enxofre em solos com diferentes vegetações

O objetivo deste trabalho foi determinar as populações microbianas e suas atividades envolvidas no ciclo do S, de solos virgem e cultivado, e as suas relações com as diferentes frações de S no solo. Das populações de microrganismos pesquisados, apenas foram encontradas as bactérias autótrofas oxidantes de S0 em pH 5,0 e as heterótrofas oxidantes de tiossulfato, que representaram menos de 0,1% das bactérias totais. A média das bactérias autótrofas foi o dobro das heterótrofas. As maiores contagens de bactérias totais, autótrofas e heterótrofas foram encontradas nos solos com milho, de pastagem e de floresta integrada, respectivamente. A atividade da arilsulfatase foi maior em solo de floresta integrada e a da rodanase em solo de pastagem. A arilsulfatase correlacionou com as populações de heterotróficos, C orgânico, S total, S orgânico, matéria orgânica e umidade do solo; e a rodanase com C orgânico, S total e S orgânico. Os teores de S orgânico e sulfato foram de 94-98% e 2-6% do S total, respectivamente. Os maiores teores de S total e orgânico foram encontrados no solo de floresta integrada. O S total correlacionou com o S orgânico, umidade e matéria orgânica, e o S orgânico com a matéria orgânica.

Eficiência da solarização e biofumigação do solo no controle da murcha-bacteriana do tomateiro no campo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da solarização e da biofumigação, sob diferentes condições de aplicação, no controle da murcha-bacteriana do tomateiro no campo, e determinar os efeitos dessas técnicas nas características químicas e microbiológicas do solo. A solarização foi feita por períodos de dois, quatro e seis meses e a biofumigação foi feita por meio da incorporação de 2 e 5% de cama-de-frango ao solo. O trabalho foi realizado em área infestada com Ralstonia solanacearum. Não houve interação entre a solarização e a biofumigação no controle da doença. Apenas a solarização, por quatro meses, e a biofumigação com 5% de cama-de-frango reduziram, significativamente, a incidência da murcha-bacteriana do tomateiro no campo. A solarização provocou redução nos teores de sódio e potássio do solo, apenas aos quatro e seis meses de solarização, e não provocou alterações significativas nas outras características químicas avaliadas. Houve redução na biomassa e na respiração microbianas em decorrência da solarização, com posterior elevação da respiração aos 60 dias após a solarização. A biofumigação elevou os teores de nutrientes no solo, a biomassa e a respiração microbiana. A solarização, por quatro meses, e a biofumigação com adição de cama-de-frango 5% v/v são eficientes na redução da incidência de R. solanacearum em áreas com alta infestação.

Utilização de bactérias ácido-lácticas isoladas do trato intestinal de tilápia-do-nilo como probiótico

O objetivo deste trabalho foi isolar bactérias ácido-lácticas do intestino de tilápias-do-nilo, e avaliar seu potencial probiótico. Foram isoladas cepas de bactérias ácido-lácticas, e foi avaliada a inibição aos patógenos in vitro. As cepas com os melhores resultados foram identificadas e utilizadas no experimento de colonização do trato intestinal de tilápias-do-nilo, via suplementação na dieta, em delineamento inteiramente ao acaso, com três tratamentos e quatro repetições. Foram avaliados: o total de bactérias, as bactérias ácido-lácticas, Vibrio ssp. e Pseudomonas ssp. A cepa com melhor resultado foi utilizada na infecção experimental, em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 2x3: dieta suplementada com a cepa e dieta-controle; e os peixes não submetidos à injeção, peixes submetidos à injeção de solução salina e à injeção de Enterococcus durans, com três repetições. Foram avaliados os parâmetros hematológicos. As duas cepas identificadas foram: Lactobacillus plantarum e Lactobacillus brevis, que colonizaram o trato intestinal de tilápias, contudo L. plantarum teve menor número total de bactérias e de Pseudomonas ssp. Foi observado maior número total de eritrócitos, trombócitos, leucócitos, linfócitos, neutrófilos e monócitos, em peixes alimentados com L. plantarum e submetidos à injeção de E. durans. O L. plantarum tem efeito probiótico e melhora o sistema imune das tilápias.

Atividade antioxidante e antimicrobiana de extratos de atemoia (Annona cherimola Mill. x A. squamosa L.)

O objetivo deste trabalho foi quantificar os teores de fenóis e flavonoides totais, bem como avaliar as atividades antioxidante e antimicrobiana de extratos obtidos dos talos e folhas de atemoia (A. cherimola Mill. x A. squamosa L.), que pertence à família Annonaceae. A atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos de sequestro dos radicais 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) e 2,2'-azinobis-3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico (ABTS), bem como pelo método da cooxidação do β-caroteno/ácido linoleico. A avaliação da atividade antimicrobiana dos extratos foi analisada contra 10 cepas de bactérias. Os resultados da atividade antioxidante dos extratos mostraram que o extrato etanólico dos talos (EEt) foi o antioxidante mais efetivo (IC50 = 10,44 ± 1,25 µg/mL) no método do sequestro do DPPH, bem como no sequestro do radical ABTS (24,81 ± 0,49%). O extrato hexânico das folhas apresentou o melhor percentual de atividade antioxidante no ensaio do β-caroteno/ácido linoleico (41,12 ± 4,35%). Os extratos etanólico dos talos e metanólico das folhas mostraram-se ativos contra cepas de Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis.

Síntese e avaliação da atividade antimalárica de novos ozonídeos

A reação de cicloadição [3+4] entre diferentes dienos (ciclopentadieno, 2-metilfurano e furano) e halocetonas levou aos cicloadutos correspondentes, cuja reação de ozonólise forneceu os ozonídeos 3alfa,5alfa-Dimetil-8,9,10-trioxatriciclo[5.2.1.1(2,6)]undecan-4-ona (6), 2,3alfa,5alfa-Trimetil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo[5.2.1.1(2,6)]undecan-4-ona (9), 2,3beta,5beta-Trimetil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo[5.2.1.1(2,6)]undecan-4-ona (10, isômero exo), 2,3beta,5beta-Trimetil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo [5.2.1.1(2,6)]undecan-4-ona (11, isômero endo), 3alfa-Isopropil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo[5.2.1.1(2,6)]undecan-4-ona (14). A atividade antimalárica dos ozonídeos foi avaliada em testes "in vitro" contra cepas de Plasmodium falciparum, oriundos da Tailândia.

Estudo da presença da toxina microcistina-LR em água utilizada em clínica de hemodiálise e validação de um método análítico

Algumas cepas de algas, em especial as cianobactérias, podem produzir toxinas como as microcistinas, as quais podem ocasionar intoxicação e morte de seres humanos e de animais. A literatura reporta a ocorrência de um acidente em uma clínica de hemodiálise de Caruaru, Pernambuco, aonde vieram a falecer 60 pacientes que faziam hemodiálise, devido à presença da toxina microcistina-LR na água. Nesse estudo foi desenvolvido e validado um método analítico, para a determinação e quantificação da microcistina-LR. A cromatografia líquida de alta performance com detector de UV foi empregada como técnica analítica para a determinação de microcistina-LR. Os parâmetros selecionados para a validação do método foram: linearidade, curva analítica, precisão, sensibilidade e ensaios de recuperação. A curva analítica foi construída com sete pontos a partir do padrão. O método apresentou uma linearidade no intervalo de 0,05 a 5 µg L-1, e o coeficiente de correlação foi superior a 0,99. Com base nestes resultados conclui-se que o método é eficiente e pode ser empregado, em futuras análises, para o monitoramento da microcistina-LR em água utilizada em clínicas de hemodiálise.

Óleos essenciais de uvaia (Eugenia pyriformis Cambess): avaliação das atividades microbiana e antioxidante

A geração de radicais livres, resultado dos processos metabólicos necessários para a produção de energia, causam um grande número de doenças, o que aumenta o interesse pelos compostos antioxidantes presentes em frutos e vegetais e que são responsáveis pela captura destes radicais. Além disso, a aplicação de óleos e extratos de frutos no controle microbiológico justifica o crescimento dos estudos científicos dessas matérias-primas. Nesse contexto o presente trabalho analisou o óleo essencial de diferentes partes do fruto de uvaia (Eugenia pyriformis) em relação à atividade microbiológica, fenóis totais e antioxidantes. O óleo essencial apresentou rendimento maior na casca (1,23 %), seguido pela fração casca com polpa, a fração com menor rendimento foi à semente, sendo quantificados a partir do fruto refrigerado. Os resultados obtidos na microbiologia frente as cepas de Scherichia coli ATCC25922, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Pseudomonas aeruginosas ATCC 27 853 e Enterococcus faecalis ATCC99212 foram de ação bacteriostática em todas as cepas testadas, exceto a bactéria P. aeruginosas. Intervalo de inibição superior a 24 h foi observado para o óleo essencial da casca frente a bactéria P. aeruginosas. A quantificação de fenóis totais não foi possível pois os valores médios encontrados foram inferiores ao LQ (5 μg/mL), por espectrofotometria a 760 nm e as atividade antioxidante mostraram-se não significativas nas concentrações analisadas, em todas as frações.