Bases para o estudo da genética de populações dos Hymenoptera em geral e dos Apinae sociais em particular

This paper deals with problems on population genetics in Hymenoptera and particularly in social Apidae. 1) The studies on populations of Hymenoptera were made according to the two basic types of reproduction: endogamy and panmixia. The populations of social Apinae have a mixed method of reproduction with higher percentage of panmixia and a lower of endogamy. This is shown by the following a) males can enter any hive in swarming time; b) males of Meliponini are expelled from hives which does not need them, and thus, are forced to look for some other place; c) Meliponini males were seen powdering themselves with pollen, thus becoming more acceptable in any other hive. The panmixia is not complete owing to the fact that the density of the breeding population as very low, even in the more frequent species as low as about 2 females and 160 males per reproductive area. We adopted as selection values (or survival indices) the expressions according to Brieger (1948,1950) which may be summarised as follows; a population: p2AA + ²pq Aa + q2aa became after selection: x p2AA + 2pq Aa + z q²aa. For alge-braics facilities Brieger divided the three selective values by y giving thus: x/y p2 AA + y/y 2 pq Aa + z/y q²aa. He called x/y of RA and z/y of Ra, that are survival or selective index, calculated in relation to the heterozygote. In our case all index were calculated in relation to the heterozygote, including the ones for haploid males; thus we have: RA surveval index of genotype AA Ra surveval index of genotype aa R'A surveval index of genotype A R'a surveval index of genotype a 1 surveval index of genotype Aa The index R'A ande R'a were equalized to RA and Ra, respectively, for facilities in the conclusions. 2) Panmitic populations of Hymenoptera, barring mutations, migrations and selection, should follow the Hardy-Weinberg law, thus all gens will be present in the population in the inicial frequency (see Graphifc 1). 3) Heterotic genes: If mutation for heterotic gene ( 1 > RA > Ra) occurs, an equilibrium will be reached in a population when: P = R A + Ra - 2R²a _____________ (9) 2(R A + Ra - R²A - R²a q = R A + Ra - 2R²A _____________ (10) 2(R A + Ra - R²A - R²a A heterotic gene in an hymenopteran population may be maintained without the aid of new mutation only if the survival index of the most viable mutant (RA) does not exced the limiting value given by the formula: R A = 1 + √1+Ra _________ 4 If RA has a value higher thah the one permitted by the formula, then only the more viable gene will remain present in the population (see Graphic 10). The only direct proof for heterotic genes in Hymenoptera was given by Mackensen and Roberts, who obtained offspring from Apis mellefera L. queens fertilized by their own sons. Such inbreeding resulted in a rapid loss of vigor the colony; inbred lines intercrossed gave a high hybrid vigor. Other fats correlated with the "heterosis" problem are; a) In a colony M. quadrifasciata Lep., which suffered severely from heat, the percentage of deths omong males was greater .than among females; b) Casteel and Phillips had shown that in their samples (Apis melifera L). the males had 7 times more abnormalities tian the workers (see Quadros IV to VIII); c) just after emerging the males have great variation, but the older ones show a variation equal to that of workers; d) The tongue lenght of males of Apis mellifera L., of Bombus rubicundus Smith (Quadro X), of Melipona marginata Lep. (Quadro XI), and of Melipona quadrifasciata Lep. Quadro IX, show greater variationthan that of workers of the respective species. If such variation were only caused by subviables genes a rapid increasse of homozigoty for the most viable alleles should be expected; then, these .wild populations, supposed to be in equilibrium, could .not show such variability among males. Thus we conclude that heterotic genes have a grat importance in these cases. 4) By means of mathematical models, we came to the conclusion tht isolating genes (Ra ^ Ra > 1), even in the case of mutations with more adaptability, have only the opor-tunity of survival when the population number is very low (thus the frequency of the gene in the breeding population will be large just after its appearence). A pair of such alleles can only remain present in a population when in border regions of two races or subspecies. For more details see Graphics 5 to 8. 5) Sex-limited genes affecting only females, are of great importance toHymenoptera, being subject to the same limits and formulas as diploid panmitic populations (see formulas 12 and 13). The following examples of these genes were given: a) caste-determining genes in the genus Melipona; b) genes permiting an easy response of females to differences in feeding in almost all social Hymenoptera; c) two genes, found in wild populations, one in Trigona (Plebéia) mosquito F. SMITH (quadro XII) and other in Melipona marginata marginata LEP. (Quadro XIII, colonies 76 and 56) showing sex-limited effects. Sex-limited genes affecting only males do not contribute to the plasticity or genie reserve in hymenopteran populations (see formula 14). 6) The factor time (life span) in Hymenoptera has a particular importance for heterotic genes. Supposing one year to be the time unit and a pair of heterotic genes with respective survival indice equal to RA = 0, 90 and Ra = 0,70 to be present; then if the life time of a population is either one or two years, only the more viable gene will remain present (see formula 11). If the species has a life time of three years, then both alleles will be maintained. Thus we conclude that in specis with long lif-time, the heterotic genes have more importance, and should be found more easily. 7) The colonies of social Hymenoptera behave as units in competition, thus in the studies of populations one must determine the survival index, of these units which may be subdivided in indice for egg-laying, for adaptive value of the queen, for working capacity of workers, etc. 8) A study of endogamic hymenopteran populations, reproduced by sister x brother mating (fig. 2), lead us to the following conclusions: a) without selection, a population, heterozygous for one pair of alleles, will consist after some generations (theoretically after an infinite number of generation) of females AA fecundated with males A and females aa fecundated with males a (see Quadro I). b) Even in endogamic population there is the theoretical possibility of the presence of heterotic genes, at equilibrium without the aid of new mutations (see Graphics 11 and 12), but the following! conditions must be satisfied: I - surveval index of both homozygotes (RA e Ra) should be below 0,75 (see Graphic 13); II - The most viable allele must riot exced the less viable one by more than is permited by the following formula (Pimentel Gomes 1950) (see Gra-fic 14) : 4 R5A + 8 Ra R4A - 4 Ra R³A (Ra - 1) R²A - - R²a (4 R²a + 4 Ra - 1) R A + 2 R³a < o Considering these two conditions, the existance of heterotic genes in endogamic populations of Hymenoptera \>ecames very improbable though not - impossible. 9) Genie mutation offects more hymenopteran than diploid populations. Thus we have for lethal genes in diploid populations: u = q2, and in Hymenoptera: u = s, being u the mutation ratio and s the frequency of the mutant in the male population. 10) Three factors, important to competition among species of Meliponini were analysed: flying capacity of workers, food gathering capacity of workers, egg-laying of the queen. In this connection we refer to the variability of the tongue lenght observed in colonies from several localites, to the method of transporting the pollen in the stomach, from some pots (Melliponi-ni storage alveolus) to others (e. g. in cases of pillage), and to the observation that the species with the most populous hives are almost always the most frequent ones also. 11) Several defensive ways used for Meliponini to avoid predation are cited, but special references are made upon the camouflage of both hive (fig. 5) and hive entrance (fig. 4) and on the mimetism (see list in page ). Also under the same heading we described the method of Lestrimelitta for pillage. 12) As mechanisms important for promoting genetic plasticity of hymenopteran species we cited: a) cytological variations and b) genie reserve. As to the former, duplications and numerical variations of chromosomes were studied. Diprion simile ATC was cited as example for polyploidy. Apis mellife-ra L. (n •= 16) also sugests polyploid origen since: a) The genus Melipona, which belongs to a" related tribe, presents in all species so far studied n = 9 chromosomes and b) there occurs formation of dyads in the firt spermatocyte division. It is su-gested that the origin of the sex-chromosome of Apis mellifera It. may be related to the possible origin of diplo-tetraploidy in this species. With regards to the genie reserve, several possible types of mutants were discussed. They were classified according to their survival indices; the heterotic and neutral mutants must be considered as more important for the genie reserve. 13) The mean radius from a mother to a daghter colony was estimated as 100 meters. Since the Meliponini hives swarm only once a year we may take 100 meters a year as the average dispersion of female Meliponini in ocordance to data obtained from Trigona (tetragonisca) jaty F. SMITH and Melipona marginata LEP., while other species may give different values. For males the flying distance was roughly estimated to be 10 times that for females. A review of the bibliography on Meliponini swarm was made (pg. 43 to 47) and new facts added. The population desity (breeding population) corresponds in may species of Meliponini to one male and one female per 10.000 square meters. Apparently the males are more frequent than the females, because there are sometimes many thousands, of males in a swarm; but for the genie frequency the individuals which have descendants are the ones computed. In the case of Apini and Meliponini, only one queen per hive and the males represented by. the spermatozoos in its spermateca are computed. In Meliponini only one male mate with the queen, while queens of Apis mellijera L. are fecundated by an average of about 1, 5 males. (Roberts, 1944). From the date cited, one clearly sees that, on the whole, populations of wild social bees (Meliponini) are so small that the Sewall Wright effect may become of great importance. In fact applying the Wright's formula: f = ( 1/aN♂ + 1/aN♀) (1 - 1/aN♂ + 1/aN♀) which measures the fixation and loss of genes per generation, we see that the fixation or loss of genes is of about 7% in the more frequent species, and rarer species about 11%. The variation in size, tergite color, background color, etc, of Melipona marginata Lep. is atributed to this genetic drift. A detail, important to the survival of Meliponini species, is the Constance of their breeding population. This Constance is due to the social organization, i. e., to the care given to the reproductive individuals (the queen with its sperm pack), to the way of swarming, to the food storage intended to control variations of feeding supply, etc. 14) Some species of the Meliponini are adapted to various ecological conditions and inhabit large geographical areas (e. g. T. (Tetragonisca jaty F. SMITH), and Trigona (Nanno-trigona testaceicornis LEP.) while others are limited to narrow regions with special ecological conditions (e. g. M. fuscata me-lanoventer SCHWARZ). Other species still, within the same geographical region, profit different ecological conditions, as do M. marginata LEP. and M. quadrifasciata LEP. The geographical distribution of Melipona quadrifasciata LEP. is different according to the subspecies: a) subsp anthidio-des LEP. (represented in Fig. 7 by black squares) inhabits a region fron the North of the S. Paulo State to Northeastern Brazil, ,b) subspecies quadrifasciata LEP., (marked in Fig. 7 with black triangles) accurs from the South of S. Paulo State to the middle of the State of Rio Grande do Sul (South Brazil). In the margined region between these two areas of distribution, hi-brid colonies were found (Fig. 7, white circles); they are shown with more details in fig. 8, while the zone of hybridization is roughly indicated in fig. 9 (gray zone). The subspecies quadrifasciata LEP., has 4 complete yellow bands on the abdominal tergites while anthidioides LEP. has interrupted ones. This character is determined by one or two genes and gives different adaptative properties to the subspecies. Figs. 10 shows certains meteorological isoclines which have aproximately the same configuration as the limits of the hybrid zone, suggesting different climatic adaptabilities for both genotypes. The exis-tance of a border zone between the areas of both subspecies, where were found a high frequency of hybrids, is explained as follows: being each subspecies adapted to a special climatic zone, we may suppose a poor adaptation of either one in the border region, which is also a region of intermediate climatic conditions. Thus, the hybrids, having a combination of the parent qualities, will be best adapted to the transition zone. Thus, the hybrids will become heterotic and an equilibrium will be reached with all genotypes present in the population in the border region.

Lixiviação de nitrato de colunas de solo tratado com sulfato de amônio (NH4)2SO4 e N-Serve 24E (Nitrapirina)

Foram montadas colunas de solo contendo 0, 100 e 200 ppm de sulfato de amônio e 0, 1, 2, 4 e 8 ppm de N-Serve. Utilizou-se um solo TRE, o qual foi incubado durante 160 dias a temperatura entre 26ºC-30ºC e à 75% do seu poder de embebição. Após cada lixiviação com água, foram determinados os teores de nitrato nos percolados. Verificou-se que os teores de nitrato obtidos nos tratamentos com N-Serve, foram significativamente menores que aqueles dos tratamentos sem N-Serve. Por outro lado a eficiência do N-Serve aumentou com o aumento da dose do produto. O sulfato de amônio destacou o efeito do inibidor da nitrificação. O tempo de ação do N-Serve no solo aumentou com o aumento da dose do produto. Após os 80 dias de incubação o N-Serve deixou de ser ativo no solo, restabelecendo-se o nível da nitrificação.

O puru-puru da Amazônia (Pinta, Carate, Mal del Pinto etc)

1) "Purú-purú" é uma palavra indígena que quer dizer "pintado" ou "manchado", peculiar à Amazonia Brasileira. Com êsse nome é designada uma dermatose referida entre os selvicolas desde 1774, por Ribeiro Sampaio. Certas tribus, com alta incidência da moléstia passaram a ser cahamadas também "Purú-purús", o mesmo acontecendo com o rio onde habitavam - Rio Purús. 2) A doença existe na bacia do Rio Solimões e seus principais afluentes: Javari, Juruá, Purús, Içá, Japurá, e Negro. Por esses rios, o fóco da dermatose se continua nos países limitrofes com o Brasil: Guianas, Venezuela, Colombia, Perú (Equador) e Bolivia. 3) Desde 1890 essa dermatose foi relacionada à pinta (carate ou mal del pinto) por P. S. de Magalhães, idéa essa depois defendida por Juliano Moreira, Carlos Chagas, Roquete Pinto, Wappeus, O. da Fonseca Filho, Da Matta, Brumpt e outros, baseados na semelhança clínica e na terapêutica. Recentemente (1945), essa provavel identidade das duas dermatoses, recebeu fundamento sorológico de Biocca (que verificou a positividade das reações de Kline e Kahn em doentes de purú-purú), e, pelo presente trabalho, recebe base clínico-epidemio-anatomo-patológica. 4) Sob o ponto de vista clínico, as lesões cutaneas discromicas da moléstia, são de 3 órdens: a) lesões papulo-eritemato-escamosas, isoladas ou não, arredondadas, pruriginosas e de bordos nitidos; b) lesões maculo-escamosas, maiores mais pálidas, ás vezes já mostrando alterações pigmentares na parte central; c) máculas discromod´rmicas, lisas ou ligeiramente escamosas, com maior ou menor alteração pigmentar, as quais assumem diferentes aspéctos, consequentes à hipo - ou hiperpigmentação, variaveis também com a côr do paciente. As colorações predominantes nas manchas, são o branco, o preto e o vermelho, com tonalidades eminentemente variaveis. Embora raramente, nessas extensas dermodiscromias, observa-se superposição de lesões papulo-eritemato-escamosas. O aparecimento dos 3 tipos de leões acima citados, obedece seguramente a um processo evolutivo da dermatose, dando-se na órdem exposta e de acordo com o tempo de doença. Além das lesões discromicas, características da enfermidade, foi observado purido, e infartamento ganglionar. O estado geral dos doentes era bom. A avaliação de anemia e eosinofilia, foi prejudicada pela ocurrência de outros processos mórbidos (malaria e helmintiases). Em 2 pacientes pretos e adultos, havia avançada hiperqueratose palmo-plantar. 5) Sob o ponto de vista epidemiológico, foram feitas as seguintes observações: a) Idade. A dermtose ocorre em tôdas as idades, mais incide principalmente dos 15 aos 29 anos. Tomando um grupo relativamente homogêneo de doéntes de um mesmo local, 53% têm 15 e mais anos de idade. De 36 doentes que deram informações seguras ou aproximadas quanto à idade em que lhes apareceu a doença, verifica-se que 77% já estavam infectados antes dos 15 anos. Em 5 casos, a infecção se deu antes dos 2 anos de idade. b) Sexo. Nos doentes em conjunto, existiam 34 homens e 35 mulheres. Mas, no grupo homogeneo acima citado, havia ligeira predominância do sexo feminino (60.7%). c) Côr ou raça. Foram encontradas as seguintes percentagens: Pretos - 34.8%, brancos - 27.5% índios - 23.2% e mulatos - 14.5%. Essas diferenças não indicam predileção racial. d) Família. A A dermatose é eminentemente familial. Em grupo de 41 doentes, 34 pertenciam a 8 familias. e) Lesão inicial. Contágio. Em 6 casos ainda existia a lesão inicial, chamada "empigem", isolada ou acompanhada de outras lesões semelhantes. De 33 doentes, 26 (78.8%) referiam a lesão inicial nas partes descobertas do corpo (rosto, braços e mãos, pernas e pés), isto é regiões mais sujeitas a pequenos traumas, que servem como "porta de entrada" do treponema. Os AA não acreditam na existência de um vetor. Pensam que o contágio é direto, as condições eficientes e predisponentes do mesmo, coexistindo no domícilio, onde vivem em promiscuidade e falta de higiene, doentes e sadios. Os autores não encontraram treponemas em córtes impregnados de “purú-purú”, tanto de “lesão recente” como de “lesão tardia”. Atribuem o fracasso ao provável uso de antitreponemicos pelos doentes, uma vez que a terapeutica empírica pelo arsênico e mercúrio é muito espalhada na Amazônia. Histopatológicamente, encontraram na “lesão recente”: hiperqueratose, hiperacantose, exocitose, exoserose e espongiose na epiderme; e infiltração de células redondas, edema e diltação dos capilares no derma papilar e subpapilar; pela impregnação, acharam irregularidade na distribuição do pigmento melanico, assim como melanóforos entre as células inflamatórias do derma. Na “lesão tardia” observaram: notável atrofia do epiderme, reduzida às vezes , a 3 a 5 camadas celulares, havendo desaparecimento das papilas dérmicas; no derma, havia discreta infiltração de células redondas, relacionadas aos vasos sanguineos, ao lado de macrófagos melaniferos mais ou menos abundantes; pela impregnação, quanto às alterações pigmentares, foram observadas todas as graduações, desde a completa ausência de pigmento na basal, até um acúmulo notável de melanina, atingindo as próprias células de Malpighi. 7) Com o tratamento pelo “neo-salvarsan” os AA observaram grandes melhoras e mesmo cura aparente, com 6 a 8 injeções. Certas manifestações acromicas vitiligoides, antigas, não mostraram modificações apreciáveis com a terapêutica. 8) No Brasil, fora da Amazônia, tem sido descrito casos isolados de purú-purú, porém, na opinião dos autores, todos ou quase todos, são provavelmente, manifestações discromicas tardias de sífilis ou bouba, semelhantes aos publicados por um deles (F. N. G). Pensam do mesmo modo, quanto aos casos de pinta descritos fora da América: África, Egito, Argeria, Sahara, Trípoli, Turquestão, Filipinas, Iraque, Índia, Ceilão, etc. Ainda nesta mesma ordem de idéas, os autores negam validade ao conceito epidemiológico da existência de “casos isolados”, a não ser procedentes das “zonas pintogenas”. 9) Um dos autores (F. N. G.) emite a seguinte hipótese, que considera sugestiva, embora dificilmente demonstrável: Os treis treponemas (T. pallidum, T. pertenue e T. carateum), oriundos de um ancestral comum. tornaram-se peculiares respectivamente ao branco, ao preto e ao índio, mantendo-se assim isolados. Secundariamente, com as correntes migratórias, misturaram-se as doenças...

Transporte de fósforo e de potássio em colunas com agregados de um latossolo vermelho distrófico

O objetivo do trabalho foi comparar os coeficientes dispersivo-difusivos de fósforo e de potássio e descrever o transporte desses nutrientes em diferentes classes de agregados de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com milho por vários anos, usando dois modelos teóricos. O experimento foi realizado, em laboratório, com colunas de percolação, utilizando cinco classes de agregados (2,0-1,0, 1,0-0,5, 0,5-0,25, 0,25-0,105 e < 0,105 mm). A eluição foi realizada em um cilindro de vidro de 2 cm de diâmetro interno e 30 cm de comprimento, preenchido com agregados até 10 cm da borda superior. A coluna foi saturada, sob vácuo, com uma solução de CaCl2 0,005 mol L-1. A velocidade de percolação do efluente foi controlada e mantida próxima daquela obtida para a menor classe de agregados. Aplicou-se, a seguir, a solução saturante até percolação constante, seguida de um pulso de uma solução de KH2PO4 que continha 1.550 e 1.950 mg L-1 de fósforo e de potássio, respectivamente (Co). No efluente coletado, determinou-se a concentração de fósforo e de potássio (C), que permitiu obter a relação C/Co, de acordo com o número de volume de poros da solução percolada. Isso permitiu obter a curva de eluição experimental para esses elementos, a qual foi comparada com curvas teóricas estimadas por dois modelos, um dos quais considera o transporte dispersivo e o outro, o dispersivo-difusivo. O coeficiente dispersivo-difusivo para o potássio foi maior do que para o fósforo nas classes de agregados de diâmetro maior que 0,5 mm. Nas de menor diâmetro, ocorreu o contrário, indicando que o fósforo foi transportado mais rapidamente que o potássio nessas colunas de agregados. O modelo que considera apenas o fluxo dispersivo apresentou melhor predição de transporte do fósforo e do potássio, em todas as classes de agregados. As curvas teóricas descreveram melhor o transporte de potássio do que o de fósforo.

Cádmio em Latossolo Vermelho cultivado com milho em colunas: mobilidade e biodisponibilidade

Com vistas em avaliar a dinâmica do cádmio no sistema solo-planta, instalou-se um experimento em colunas de PVC (0,10 m de diâmetro e 0,80 m de altura), preenchidas com amostras de Latossolo Vermelho distrófico típico com 320 g kg-1 de argila (elevou-se V % a 70) onde se aplicou biossólido (pH 6) contaminado com Cd, incorporado na camada de 0-0,2 m da coluna. Os tratamentos com biossólido contaminado com cádmio foram (mg kg-1): 0 (testemunha), 2.500 e 5.000 de Cd e dois adicionais (2.500 Cd + 2.500 Pb e 5.000 Cd + 5.000 Pb). Cultivou-se milho nas colunas por um período de 80 dias. As concentrações de Cd nas amostras de solo e na parte aérea do milho foram determinadas em extrato nitro-perclórico. A alta concentração do Cd no solo restringiu-se apenas à camada de incorporação, não havendo lixiviação do elemento na coluna do solo. A concentração de 12 mg kg-1 de Cd não foi suficiente para provocar sintomas visuais de fitotoxidez de Cd em milho. O Pb adicionado juntamente com o Cd não apresentou interferência no sistema solo-planta.

Eluição de Magnésio, Cálcio e Potássio de acordo com o tempo de difusão em colunas com agregados de um Latossolo Vermelho distrófico típico

O transporte de nutrientes até às raízes é essencialmente efetuado por fluxo de massa e difusão. À medida que os nutrientes presentes na solução móvel ou de interagregados vão-se exaurindo, eles se movimentam por difusão do interior para a superfície dos agregados. Com o objetivo de determinar a quantidade de Mg, Ca e K no efluente de colunas com agregados de um Latossolo Vermelho distrófico típico, em resposta ao tempo de difusão, realizou-se um experimento utilizando água destilada como eluente. Os tratamentos corresponderam a um arranjo fatorial 4 x 5, sendo quatro classes de agregados (2,0-1,0; 1,0-0,5; 0,5-0,25; e 0,25-0,105 mm) e cinco tempos de difusão (0, 1, 2, 4 e 6 dias). As colunas receberam um volume de água destilada igual a 10 vezes o seu volume de poros, recolhendo-se cinco frações de dois volumes de poros de efluente nos intervalos indicados para cada tempo de difusão. Os agregados menores liberaram mais Mg, Ca e K para a solução nos espaços interagregados que os maiores. A quantidade de Mg, Ca e K eluída aumentou com o tempo de difusão, a partir da segunda fração analisada.

Poda de raízes e adubação para crescimento do cafeeiro cultivado em colunas de solo

Em casa de vegetação, foram estudados os efeitos de níveis de fertilidade, poda de raízes e adubação localizada sobre o crescimento da parte aérea e do sistema radicular de plantas de cafeeiro cultivar Catuaí Vermelho. Amostras subsuperficiais (30 a 70 cm) de um LVA de Viçosa-MG foram acondicionadas em colunas de PVC compostas por três anéis de 15 cm de altura e 20 cm de diâmetro. Quatro tratamentos com três níveis de fertilidade [baixo (FB); médio (FM); alto (FA) e médio sem corte de raízes, em apenas dois anéis (FM2)], foram instalados antes do plantio, utilizando três níveis de calagem e três doses de esterco de galinha. As doses de P e K aplicadas no plantio foram inversamente proporcionais aos níveis de fertilidade propostos. Oito meses após o plantio, o anel inferior foi retirado, podando-se o sistema radicular. As amostras de solo do anel inferior foram substituídas por novas amostras nas quais foram aplicadas quatro adubações localizadas [baixa (AB); média (AM); alta (AA) e média mais esterco de galinha (AM2)]. Dezessete meses após o plantio, foram feitas avaliações da parte aérea e do sistema radicular. A altura das plantas e o número de ramos decresceram linearmente com o nível de fertilidade, em razão das menores doses de P e K adicionadas na adubação de plantio. Esta tendência também foi observada na produção de matéria seca da parte aérea; entretanto, o crescimento do sistema radicular não foi afetado. A poda de raízes não influiu no crescimento e na produção de matéria seca da parte aérea e das raízes, exceto quando se adicionou esterco de galinha na adubação localizada no nível de fertilidade média, promovendo, neste caso, efeito negativo. As adubações localizadas no nível de fertilidade baixo não afetaram o crescimento da parte aérea nem do sistema radicular; no nível médio, verificou-se efeito quadrático positivo e, no nível alto, observou-se aumento linear no crescimento das plantas de café, mostrando que as adubações de plantio baseadas nos níveis de fertilidade foram suficientes no nível baixo, equilibradas no nível médio e insuficientes no nível alto.

Simulação do transporte e da sorção de imazaquin em colunas de solo

Dentre os métodos disponíveis para avaliar o comportamento de agrotóxicos no solo, destacam-se o método "batch" (análise em batelada) e o deslocamento miscível. O objetivo deste estudo foi avaliar a sorção e a mobilidade do imazaquin em solos com diferentes características químicas, físicas e mineralógicas, utilizando as técnicas de deslocamento miscível e "batch". Os ensaios foram realizados no laboratório de Ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (CENA/USP), Piracicaba, São Paulo. Os solos utilizados, classificados como Neossolo Quartzarênico (RQ), Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), foram secos ao ar e peneirados em malha 2 mm, sendo então procedida a caracterização química, física e mineralógica das amostras. Foi selecionada para o estudo a molécula do Imazaquin. No ensaio do deslocamento miscível, foi aplicada uma solução de CaCl2, obtendo-se uma curva de eluição do Cl-, utilizado como traçador. As curvas de eluição do Cl- foram ajustadas a um modelo baseado na equação de convecção-dispersão para transporte ideal. Após a eluição do Cl-, aplicou-se a solução que continha 14C-imazaquin que gerou as curvas de eluição para esta molécula. A curva foi ajustada a um modelo bicontínuo que considera o não-equilíbrio durante o transporte. No ensaio de sorção com o método "batch", foram utilizadas soluções de imazaquin radiomarcado variando de 0,67 a 10,72 mmol L-1 para obtenção das isotermas ajustadas pela equação de Freundlich. A taxa de lixiviação foi alta para todos os solos, sendo maior para o RQ. As curvas de eluição do Cl- foram simétricas para todos os solos e apresentaram um bom ajuste ao modelo que considera o transporte ideal, indicando que não houve não-equilíbrio relacionado com o transporte. Para o imazaquin, as curvas de eluição foram assimétricas, com prolongamento da parte posterior da curva, e apresentaram bom ajuste ao modelo bicontínuo, evidenciando que ocorreu não-equilíbrio no processo de sorção. A comparação dos dois métodos empregados mostrou que o coeficiente de sorção determinado no método "batch" foi maior. Tal resultado evidencia que a sorção, durante o processo de lixiviação, pode ser superestimada por métodos que consideram a sorção sob condições de equilíbrio químico.

Reatividade de corretivos da acidez e condicionadores de solo em colunas de lixiviação

A acidez do solo é um dos principais fatores limitantes na produção agrícola. O calcário é o corretivo mais utilizado, porém tem lenta mobilidade no perfil do solo, sendo lenta a correção além da camada de incorporação. Por isso, outros produtos têm sido testados para a correção da acidez, como os silicatos, ou para a amenização de seus efeitos em camadas de solo mais profundas, como o gesso. Este trabalho teve como objetivo comparar o efeito do calcário, gesso e silicatos quanto à sua capacidade de fornecer Ca, Mg, Si e corrigir o pH do solo em profundidade. Foram utilizadas amostras de um Neossolo Quartzarênico Órtico típico coletado sob mata natural com baixos teores de Ca e Mg trocáveis e acidez elevada. Foram montados lisímetros, divididos em 12 anéis de 5 cm, que foram preenchidos pelo solo amostrado, incorporando-se, no primeiro anel (0-5 cm), o equivalente a 500 e 1.000 kg ha-1 de Ca, na forma de silicato de cálcio (Wollastonita), silicato de Ca e Mg, termofosfato, calcário comercial (calcítico) e gesso agrícola, num delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. As colunas de solo foram incubadas por quarenta dias, aplicando-se o equivalente a 2.000 mm de água destilada (cinco vezes/semana) durante os quarenta dias de incubação. Determinaram-se o pH CaCl2, Ca e Mg trocáveis e Si disponível. O gesso aumentou os teores de Ca em todo o perfil do solo, mas não corrigiu a acidez. Os silicatos corrigiram a acidez do solo e aumentaram os teores de Ca trocável com maior eficiência que o calcário. A aplicação de silicato de Ca e Mg e de termofosfato aumentou a concentração de Mg no solo até à profundidade de 25 cm. O Si foi carreado até às camadas mais profundas dos lisímetros (55 cm), independentemente da fonte de Si utilizada.

Avaliação do regime estacionário em colunas de amostras deformadas de solo sob saturação

Estudos sobre o movimento de solutos no solo freqüentemente são realizados em laboratório, sob condições aparentemente controladas. Uma revisão desses estudos mostrou, no entanto, que a variável tempo, para obtenção do regime estacionário tem sido freqüentemente negligenciada. Face ao exposto, o presente trabalho teve por objetivo registrar o tempo para que o fluxo da água no solo sob condições de saturação atinja o equilíbrio dinâmico, medindo-se a condutividade hidráulica saturada (K0) do solo. A condição de equilíbrio dinâmico é a etapa que antecede a aplicação do íon no solo em estudos de eluição de solutos. Utilizaram-se amostras deformadas de três solos com diferentes granulometrias: muito argilosa, média e arenosa, coletadas em área experimental da ESALQ/USP. As amostras foram acondicionadas em colunas de PVC, e utilizou-se água destilada e deaerada para saturação e posterior escoamento nas colunas, conforme montagem experimental do permeâmetro de carga constante. Pelos resultados, constatou-se que, nas amostras dos solos muito argiloso e médio, o equilíbrio dinâmico foi atingido após 15 dias de drenagem e, para o arenoso, após 27 dias, sendo a variabilidade de K0 maior nos primeiros seis dias depois de iniciado o ensaio. Essa situação evidenciou que a adoção de um tempo fixo para adição dos solutos pode levar a uma baixa confiabilidade nos resultados.

Transporte do paclobutrazol em colunas de solos

O paclobutrazol (PBZ) é um regulador de crescimento utilizado em sistemas agrícolas com o propósito de controlar o crescimento vegetativo, estimulando a capacidade reprodutiva das plantas. Esse regulador de crescimento permanece ativo no solo por muito tempo, e sua meia-vida varia com o tipo de solo e as condições climáticas, podendo afetar severamente o desenvolvimento dos cultivos subseqüentes e, por lixiviação, contaminar os aqüíferos. Este trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos envolvidos no transporte e na sorção do PBZ em colunas, utilizando amostras de um Argissolo Amarelo eutrófico e de um Vertissolo Háplico órtico, ambos da região do Vale do Rio São Francisco. Os ensaios de deslocamento miscível do traçador (solução de KBr) e do paclobutrazol foram realizados considerando duas vazões (0,4 e 1,6 cm³ min-1) para ambos os solos. As variáveis hidrodispersivas foram obtidas pelo ajuste do modelo convecção dispersão (CDE) às curvas de eluição experimentais do KBr, e as variáveis do modelo CDE-2 sítios de sorção, às curvas de eluição experimentais do PBZ por intermédio do programa CXTFIT 2.0. O paclobutrazol foi mais facilmente transportado no Vertissolo Háplico que no Argissolo Amarelo. A taxa de recuperação foi menor para a menor vazão para ambos os solos. A quantidade de PBZ não recuperada pode ser atribuída, sobretudo, à histerese no processo de sorção irreversível. O modelo CDE a dois sítios de sorção representa adequadamente os dados experimentais das curvas de eluição do paclobutrazol. Os resultados obtidos evidenciam que o paclobutrazol, utilizado em pomares com manga irrigada cujos solos são o Argissolo Amarelo e o Vertissolo Háplico, oferece risco real de contaminação das águas subterrâneas da região.

Distribuição do amônio, nitrato, potássio e fósforo em colunas de latossolos fertirrigadas

Na fertirrigação, é conveniente aplicar os nutrientes de forma a conseguir sua localização na profundidade mais adequada para absorção por parte das culturas: em maior profundidadepara a cultura perene e, mais superficialmente, nas culturas de ciclo curto. Com os objetivos de estabelecer em que fração da lâmina de irrigação devem ser aplicada as doses de N (NH4+ e NO3-); K+ e H2PO4-, de investigar qual o melhor fracionamento de suas doses, de modo a localizá-los na profundidade adequada, e de determinar a distribuição na coluna de NH4+, NO3-, K+ e H2PO4- aplicados por fertirrigação, foi realizado um experimento em laboratório, utilizando colunas de percolação. Os tratamentos corresponderam a um fatorial 4 (1 + 7), sendo quatro Latossolos de Minas Gerais [dois Latossolos Vermelho-Amarelos distróficos (LVAd1 e LVAd2), um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf) e um Latossolo Vermelho distrófico (LVd)], uma testemunha (aplicação de água deionizada) e sete formas de aplicação de 1 mmol dm-3 de NH4+, 1 mmol dm-3 de NO3-, 2 mmol dm-3 de K+ e 0,667 mmol dm-3 de H2PO4-. A lâmina de água foi dividida em cinco frações iguais (F1 a F5) e a dose dos nutrientes aplicada integralmente (D), ou fracionada em duas (D1/2) ou em três vezes (D1/3). Assim, a aplicação dos nutrientes foi feita segundo o esquema: F2D, F3D, F4D, F2D1/2F3D1/2 , F3D1/2F4D 1/2, F2D1/2F4D1/2 ou F2D1/3F3D1/3 F4D1/3. Subamostras foram utilizadas na análise de NH4+; NO3-; K+ e H2PO4-, determinando-se a distribuição desses nutrientes na coluna de solo. A mobilidade apresentou a seguinte ordem nos solos LVAd1, LVAd2 e LVd: NO3- > NH4+ > K+ > H2PO4-. Já para o solo LVdf, a ordem foi NH4+ > NO3- > K+ > H2PO4-. A ordem de risco de contaminação de águas subterrâneas por NO3- foi a seguinte: LVAd1 > LVAd2 > LVdf > LVd. A quantidade de água acrescentada a cada coluna, inferior a meio volume de poros, não foi suficiente para deslocar o H2PO4- além do primeiro anel. Para os outros íons em estudo, a localização em maior profundidade, quando aplicados como pulso único, foi verificada com a maior concentração no pulso (D > D1/2 > D 1/3) e com a maior lâmina de água posterior à sua aplicação (F2D > F3D > F 4D e F2D1/2F3D1/2 > F3D1/2F4D1/2 ). Os resultados evidenciam que a mobilidade diferencial de N (NH4+ e NO3-) e K+ exigiria escolha cuidadosa das doses desses nutrientes na solução, a fim de evitar perdas de N (NH4+ e NO3-) por lixiviação, ou localização excessivamente superficial do K+. A baixa mobilidade do H2PO4- mostra que a fertirrigação não seria uma técnica apropriada para sua incorporação no perfil do solo, visando à fertilização das culturas.

Perdas de nutrientes via subsuperfície em colunas de solo sob fertilização mineral e orgânica

O uso de dejetos de animais na produção agrícola pode ocasionar a contaminação ou poluição das águas por nutrientes, principalmente com aplicações consecutivas na mesma área. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de dejeto líquido de bovinos e fertilizantes minerais na lixiviação de NH4+, NO3-, P e K. Para essa avaliação, foram coletadas colunas indeformadas de solo, num experimento de campo que estava sendo conduzido por sete anos consecutivos e que continha 12 tratamentos, resultantes da combinação de quatro doses de dejeto líquido de bovinos com três doses de fertilizante mineral. O experimento de campo era conduzido num Latossolo Bruno distrófico em sistema de plantio direto com sorgo, milho, aveia-preta e azevém em rotação. Em laboratório, essas colunas, de acordo com os respectivos tratamentos de campo, foram submetidas à aplicação do dejeto líquido de bovinos (0, 30, 60 e 90 m³ ha-¹, aplicados em dose única) e dos fertilizantes minerais (0, 50 e 100 % da dose recomendada para o milho - 120, 60 e 60 kg ha-1 de N, P2O5 e K2O). Imediatamente após a aplicação de dejeto e fertilizante, a água percolada por coluna foi coletada e analisada em cinco turnos contínuos, totalizando 516 mm - aproximadamente três volumes de poros. Constatou-se aumento nas concentrações de N-NH4+, P e K com as doses de dejeto e aumento de N-NO3- e K com as doses de fertilizante mineral. No entanto, com exceção do N-NO3-, as concentrações de N-NH4+ e P estiveram abaixo do limite máximo permitido pela legislação brasileira, indicando a importância da infiltração de água no solo na redução do potencial poluidor dos dejetos.

Mobilidade de P, Cu e Zn em colunas de solo sob sistema de semeadura direta submetido às adubações mineral e orgânica

A retenção, no perfil do solo, de elementos minerais aplicados em sua superfície é fundamental para a manutenção da qualidade da água. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de dejeto líquido de suíno e adubo mineral na lixiviação do P, Cu e Zn em colunas indeformadas de solo (25 cm de altura e 20,3 cm de diâmetro) retiradas de uma área de Latossolo Vermelho eutroférrico típico sob semeadura direta. A água foi aplicada nas colunas de forma ininterrupta, na quantidade correspondente a três volumes da porosidade total do solo (10.020 cm³), sendo a coleta e análise dos elementos subdivididas em cinco frações. Cada volume de poros (3.340 cm³) corresponde a um turno de água percolada, e o primeiro volume foi fracionado em três coletas. A concentração dos elementos no solo foi determinada nas camadas de 0 a 2,5, 2,5 a 10 e 10 a 20 cm. A retenção de P, Cu, e Zn no solo, em relação ao aplicado via dejeto líquido de suíno, foi de 99,6, 98,8 e 100 %, respectivamente. Para o P aplicado via adubo mineral, a retenção foi de 89,7 %. Independentemente do tipo de adubo, as concentrações de P, Cu e Zn no solo foram maiores na camada de 0 a 2,5 cm. Esses resultados indicam o baixo potencial de lixiviação desses elementos, o que sugere ser importante o uso de práticas de manejo e conservação do solo e da água que proporcionem a contenção e a infiltração do escoamento superficial.