Proposal for an index to classify irrigation water quality: a case study in northeastern Brazil

One way of classifying water quality is by means of indices, in which a series of parameters analyzed are joined a single value, facilitating the interpretation of extensive lists of variables or indicators, underlying the classification of water quality. The objective of this study was to develop a statistically based index to classify water according to the Irrigation Water Quality Index (IWQI), to evaluate the ionic composition of water for use in irrigation and classify it by its source. For this purpose, the database generated during the Technology Generation and Adaptation (GAT) program was used, in which, as of 1988, water samples were collected monthly from water sources in the states of Paraíba, Rio Grande do Norte and Ceará. To evaluate water quality, the electrical conductivity (EC) of irrigation water was taken as a reference, with values corresponding to 0.7 dS m-1. The chemical variables used in this study were: pH, EC, Ca, Mg, Na, K, Cl, HCO3, CO3, and SO4. The data of all characteristics evaluated were standardized and data normality was confirmed by Lilliefors test. Then the irrigation water quality index was determined by an equation that relates the standardized value of the variable with the number of characteristics evaluated. Thus, the IWQI was classified based on indices, considering normal distribution. Finally, these indices were subjected to regression analysis. The method proposed for the IWQI allowed a satisfactory classification of the irrigation water quality, being able to estimate it as a function of EC for the three water sources. Variation in the ionic composition was observed among the three sources and within a single source. Although the water quality differed, it was good in most cases, with the classification IWQI II.

Teores foliares de nutrientes em genótipos de bananeira

A diagnose foliar é bastante útil na determinação do estado nutricional das plantas. As exigências nutricionais da bananeira podem diferir em função das suas características genéticas. O trabalho objetivou determinar os teores de macro e micronutrientes na terceira folha de genótipos de bananeira. Foram selecionados 24 genótipos de bananeira (triplóides e tetraplóides), em dois ciclos de produção (1999 e 2000), do Banco Ativo de Germoplasma de Banana da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, determinando-se os teores foliares de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e de micronutrientes (B, Cl, Cu, Fe, Mn e Zn). Os resultados indicaram que existe variação nos teores foliares entre plantas do mesmo grupo genômico e entre os ciclos de produção, com teores médios mais elevados no segundo ciclo para N, P, Ca, Mg, S, Cu e Mn e mais baixos para K, Cl, B, Fe e Zn. O N variou de 21,6 a 28,5 g kg-1, o K de 13,7 a 30,8 g kg-1 e foram os macronutrientes com teores mais elevados nas folhas. O teor de Cl variou de 10,4 a 24,7 g kg-1, o Mn de 43 a 574 mg kg-1 e o Fe de 56 a 212 mg kg-1, sendo os micronutrientes com teores mais elevados nas folhas.

Hipocalcemia não puerperal em vacas leiteiras sob pastejo de aveia e azevém: estudo de fatores predisponentes

A Hipocalcemia Não Puerperal (HNP) é uma condição rara e pouco compreendida. Não há estudos que expliquem a sua relação com a ingestão de pastagens de inverno como base da alimentação volumosa. Os objetivos deste trabalho foram descrever aspectos clínicos de dois casos naturais de HNP, e estudar o balanço mineral e eletrolítico de vacas leiteiras de alta e de média produção alimentadas em pastagem de inverno em diferentes estágios de evolução. Foram acompanhados dois casos de HNP em vacas leiteiras, mantidas em pastagens de aveia ou de azevém no município de Francisco Beltrão, PR. De três propriedades localizadas no mesmo município, foram selecionadas vacas lactantes hígidas de alta produção da raça Holandesa (n=11) e de média produção das raças Holandesa (n=8) e Jersey (n=9), mantidas em pastagem mista de aveia e azevém, de junho a outubro de 2011, e complementadas com silagem de milho. Amostras de sangue, de urina e dos alimentos ingeridos foram colhidas antes do ingresso na pastagem (maio), e nos estágios inicial (junho), intermediário (julho) e final (setembro) do ciclo de maturação da forragem. Foram determinadas as concentrações séricas e urinárias de Ca, P, Mg, Na+, K+, Cl- e creatinina e calculada as excreções fracionadas. Nas amostras de alimento foram determinadas a matéria seca (MS) e as concentrações de Ca, P, Mg, Na, K, Cl e S, e calculou-se a diferença entre cátions e ânions da dieta (DCAD) nos diferentes momentos. Com base nas evidências pode-se afirmar que vacas leiteiras em lactação mantidas em pastagem de aveia e/ou de azevém nos meses de inverno podem desenvolver hipocalcemia e exibir sinais clínicos e resposta ao tratamento similares aos da hipocalcemia puerperal clássica, mesmo não sendo recém paridas. A ingestão de aveia e azevém, substituindo parcialmente a silagem de milho como volumoso da dieta, não provoca desequilíbrio eletrolítico e não interfere com a calcemia, a fosfatemia ou a magnesemia de vacas lactantes de alta e de média produção. A utilização das forrageiras de inverno como a única ou principal fonte de volumoso da dieta parece ser o fator desencadeante da doença e pode estar relacionada com o excesso de cátions ingeridos devido à elevada concentração de K, principalmente, quando a planta é jovem.

Renal effects of uroguanylin and guanylin in vivo

Uroguanylin and guanylin are newly discovered endogenous heat-stable peptides that bind to and activate a membrane bound guanylyl cyclase signaling receptor (termed guanylyl cyclase C; GC-C). These peptides are not only found in blood but are secreted into the lumen of the intestine and effect a net secretion of electrolytes (Na+, K+, Cl-, HCO3-) and fluid into the intestine via a cyclic guanosine-3',5'-monophosphate (cGMP) mechanism. GC-C is also the receptor for Escherichia coli heat-stable enterotoxin (STa) and activation by STa results in a diarrheal illness. Employing mouse renal in vivo models, we have demonstrated that uroguanylin, guanylin, and STa elicit natriuretic, kaliuretic, and diuretic effects. These biological responses are time- and dose-dependent. Maximum natriuretic and kaliuretic effects are observed within 30-40 min following infusion with pharmacological doses of the peptides in a sealed-urethra mouse model. Our mouse renal clearance model confirms these results and shows significant natriuresis following a constant infusion of uroguanylin for 30 min, while the glomerular filtration rate, plasma creatinine, urine osmolality, heart rate, and blood pressure remain constant. These data suggest the peptides act through tubular transport mechanisms. Consistent with a tubular mechanism, messenger RNA-differential display PCR of kidney RNA extracted from vehicle- and uroguanylin-treated mice show the message for the Na+/K+ ATPase g-subunit is down-regulated. Interestingly, GC-C knockout mice (Gucy2c -/-) also exhibit significant uroguanylin-induced natriuresis and kaliuresis in vivo, suggesting the presence of an alternate receptor signaling mechanism in the kidney. Thus, uroguanylin and guanylin seem to serve as intestinal and renal natriuretic peptide-hormones influencing salt and water transport in the kidney through GC-C dependent and independent pathways. Furthermore, our recent clinical probe study has revealed a 70-fold increase in levels of urinary uroguanylin in patients with congestive heart failure. In conclusion, our studies support the concept that uroguanylin and guanylin are endogenous effector peptides involved in regulating body salt and water homeostasis.

Crescimento, partição de matéria seca e retenção de Na+, K+ e Cl- em dois genótipos de sorgo irrigados com águas salinas

Os mecanismos de tolerância à salinidade são complexos e dependem de mudanças fisiológicas e anatômicas que ocorrem na planta inteira. Este trabalho teve como objetivo avaliar a retenção de íons, o crescimento e a partição de matéria seca em dois genótipos de sorgo forrageiro [Sorghum bicolor (L.) Moench] irrigados com água com crescentes níveis de salinidade. Sementes selecionadas foram germinadas em vasos com 12 kg de Argissolo Vermelho-Amarelo textura arenosa em condições de casa de vegetação. O delineamento foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 5, composto por dois genótipos (CSF 18, sensível, e CSF 20, tolerante) e cinco concentrações de sais na água de irrigação, correspondentes às condutividades elétricas (CEa) de 0,5 (controle), 2,0, 4,0, 6,0 e 8,0 dS m-1, com quatro repetições. A aplicação dos tratamentos (concentrações de sais) teve início aos cinco dias após a emergência, e a coleta das plantas foi realizada aos 44 dias depois do início dos tratamentos. Foram determinadas a produção e a partição de matéria seca, bem como a distribuição das raízes nos vasos e os teores de íons (Na+, K+ e Cl-) nas diversas partes da planta. A salinidade reduziu a área foliar e a produção de matéria seca da parte aérea e das raízes; a redução no crescimento da parte aérea foi maior no genótipo CSF 18. A salinidade alterou a partição de fotoassimilados de forma similar nos dois genótipos, resultando em aumento na proporção entre fontes e drenos, o que pode contribuir para a aclimatação das plantas ao estresse salino. As plantas de sorgo mostraram eficiente mecanismo de retenção de Na+, prevenindo seu acúmulo nos tecidos foliares. Esse mecanismo, no entanto, provocou diminuição na suculência foliar. Os teores foliares de K+ e a retenção de Na+ nos colmos foram maiores no genótipo CSF 20 (tolerante).

Fast and slow voltage modulation of apical Cl- permeability in toad skin at high [K+]

The influence of voltage on the conductance of toad skin was studied to identify the time course of the activation/deactivation dynamics of voltage-dependent Cl- channels located in the apical membrane of mitochondrion-rich cells in this tissue. Positive apical voltage induced an important conductance inhibition which took a few seconds to fully develop and was instantaneously released by pulse inversion to negative voltage, indicating a short-duration memory of the inhibiting factors. Sinusoidal stimulation at 23.4 mM [Cl-] showed hysteresis in the current versus voltage curves, even at very low frequency, suggesting that the rate of voltage application was also relevant for the inhibition/releasing effect to develop. We conclude that the voltage modulation of apical Cl- permeability is essentially a fast process and the apparent slow components of activation/deactivation obtained in the whole skin are a consequence of a gradual voltage build-up across the apical membrane due to voltage sharing between apical and basolateral membranes

Cl- and regulation of pH by MDCK-C11 cells

The interaction between H+ extrusion via H+-ATPase and Cl- conductance was studied in the C11 clone of MDCK cells, akin to the intercalated cells of the collecting duct. Cell pH (pHi) was measured by fluorescence microscopy using the fluorescein-derived probe BCECF-AM. Control recovery rate measured after a 20 mM NH4Cl acid pulse was 0.136 ± 0.008 pH units/min (dpHi/dt) in Na+ Ringer and 0.032 ± 0.003 in the absence of Na+ (0 Na+). With 0 Na+ plus the Cl- channel inhibitor NPPB (10 µM), recovery was reduced to 0.014 ± 0.001 dpHi/dt. 8-Br-cAMP, known to activate CFTR Cl- channels, increased dpHi/dt in 0 Na+ to 0.061 ± 0.009 and also in the presence of 46 nM concanamycin and 50 µM Schering 28080. Since it is thought that the Cl- dependence of H+-ATPase might be due to its electrogenic nature and the establishment of a +PD (potential difference) across the cell membrane, the effect of 10 µM valinomycin at high (100 mM) K+ was tested in our cells. In Na+ Ringer, dpHi/dt was increased, but no effect was detected in 0 Na+ Ringer in the presence of NPPB, indicating that in intact C11 cells the effect of blocking Cl- channels on dpHi/dt was not due to an adverse electrical gradient. The effect of 100 µM ATP was studied in 0 Na+ Ringer solution; this treatment caused a significant inhibition of dpHi/dt, reversed by 50 µM Bapta. We have shown that H+-ATPase present in MDCK C11 cells depends on Cl- ions and their channels, being regulated by cAMP and ATP, but not by the electrical gradient established by electrogenic H+ transport.

Acúmulo e liberação de P, K, Ca e Mg em crotalária e milheto solteiros e consorciados

As características das leguminosas e gramíneas usadas como plantas de cobertura são bastante conhecidas, mas a velocidade com que os nutrientes associados à biomassa vegetal tornam-se disponíveis às culturas é ainda pouco estudada. O objetivo deste trabalho foi determinar o acúmulo e a taxa de liberação de nutrientes de crotalária e milheto solteiros ou consorciados. O delineamento experimental adotado foi blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos foram crotalária, milheto, crotalária + milheto e vegetação espontânea. O acúmulo de P e Mg foi influenciado pela produção de massa, com valores elevados na crotalária, enquanto o acúmulo de Ca resultou tanto do maior teor quanto da maior produção de massa nos tratamentos com a leguminosa. A liberação de nutrientes dos resíduos apresentou dinâmica semelhante, com duas fases distintas: a primeira com taxas mais elevadas nos primeiros 15 dias e a segunda mais lenta a partir dessa fase. As taxas de liberação de K, Ca e Mg foram semelhantes, independentemente dos tratamentos. Os resíduos da crotalária apresentaram maior liberação de P do que as da vegetação espontânea, com meia vida de 11 dias e a vegetação espontânea de 17 dias. O Ca foi liberado mais lentamente do que os demais nutrientes, e o Mg mais rapidamente. As plantas espontâneas e o milheto apresentam importante potencial na reciclagem de K, e a crotalária se destacou na reciclagem de Ca e Mg.

Influence of the N/K ratio on the production and quality of cucumber in hydroponic system

The objective of this work was to evaluate the quality of fruits and the nutritional status of cucumber CV. Aodai cultivated in nutrient solutions with different N:K ratios. The hydroponic cultivation was initially performed, during the vegetative growth, in nutrient solution with 1:2.0 mmol L-1 N:K, and, later, during fruit setting, in four different nutrient solutions with N:K (w/w) at the ratios 1:1.4, 1:1.7, 1:2.0 and 1:2.5. An additional treatment with a nutrient solution containing the ratio 1:2.2 (w/w) N:K during the vegetative growth and N:K 1:1.4 (w/w) during fruit setting, both with 10% ammonium (NH4+) was included. The treatments were arranged in a randomized design with six replicates. Irrigation was carried out with deionized water until seed germination, and then with nutrient solution until 30 days after germination, when plants were transplanted. Plants in the hydroponic growing beds were irrigated with the solutions for vegetative growth, and, after 21 days, the solutions were replaced by solutions for fruit setting. At 45 and 60 days after transplanting, the fresh weight, length, diameter, volume and firmness of the fruit were evaluated, and, at 45 days after transplanting, the macronutrient concentrations in the leaves were determined. The use of different N:K ratios during fruit setting influenced the cucumber production. The ratio of 1.0:1.7 N: K (w/w), with 10% of N in the form of ammonia, is recommended for the whole cycle.

Effect of N and K doses in nutritive solution on growth, production and coffee bean size

An adequate supply of nutrients is essential for obtaining high yields of coffee. The objective of this study was to evaluate the effect of N, K and the N:K ratio on vegetative and reproductive growth of coffee. For this purpose, coffee plants were grown in nutrient solution containing K in the concentrations of 1.08; 2.15; 3.23 and 5.38 mmol L-1 combined with a dose of 6 mmol L-1 N, resulting in the N:K ratios (w/w): 1:0.5; 1:1; 1:1.5 and 1:2.5. The control treatment consisted of the doses 3 and 1.61 mmol L-1 of N and K respectively, resulting in the N:K ratio (w/w) 1.0:1.5. The following variables were evaluated: height, stem diameter, number of nodes of the eighth plagiotrofic branch (index branch), pairs of plagiotrofic branches and number of nodes in the orthotropic branch every three weeks from the beginning of the experiment. Additionally, it was evaluated the chemical composition of processed beans and leaves between the flowering and the rapid expansion stage of the cherry beans, production of cherry beans per plant and classification of beans according to the size. N influenced mainly the characteristics of vegetative growth and K influenced mainly the reproductive growth evaluated by the production. The lowest production resulted in the highest percentages of beans retained on sieves with holes larger than 16/64", while the highest production promoted an increase in the percentage of beans retained on sieves with holes smaller than 16/64".

Biologia reprodutiva de Cordiera macrophylla (K. Schum.) Kuntze (Rubiaceae), espécie dioica da região sudoeste do Estado de Mato Grosso, Brasil

RESUMO O gênero Cordiera (Rubiaceae) possui aproximadamente 25 espécies e ampla distribuição no Brasil. Seus representantes são árvores ou arbustos dioicos, com flores funcionalmente unissexuadas. Este estudo foi realizado em dois fragmentos de Floresta Estacional Semidecidual, no município de Tangará da Serra, MT. Foram investigadas a fenologia reprodutiva, a razão sexual, a morfologia e a biologia floral, o sistema e o sucesso reprodutivo. Cordiera macrophylla floresceu de julho a setembro, durante a estação seca, com pico sincrônico entre flores pistiladas e estaminadas. Flores estaminadas florescem antecipadamente e por um período mais prolongado que as pistiladas. A antese das flores pistiladas apresentou maior longevidade. A razão sexual foi de 1:1. Flores estaminadas são dispostas em inflorescências umbeliformes e as pistiladas são unifloras, ambas semelhantes morfologicamente. Os frutos são bagas verrucosas, polispérmicas. A taxa de formação de frutos por polinização natural foi de 95%, evidenciando a dependência dos polinizadores para a manutenção da espécie. O sucesso reprodutivo também foi alto, confirmando que a associação entre morfologia e biologia floral favoreceu a espécie nas áreas estudadas.

Adubação potássica aplicada na axila foliar e no solo em coqueiro anão verde

RESUMO O potássio (K) influencia diretamente a produtividade do coqueiro anão por ser ativador de enzimas envolvidas na respiração e fotossíntese, entre outras funções. No entanto em muitos casos sua aplicação no solo não tem proporcionado teores foliares adequados. Avaliou-se a influência de níveis de adubação potássica, com KCl, no solo e na axila foliar, nos teores de nutrientes em coqueiro anão verde (Cocos nucifera L.). O experimento foi conduzido, de 31/05/2007 a 31/05/2008, em pomar comercial, em Campos dos Goytacazes, em Neossolo Quartzarênico Órtico típico, no delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco tratamentos e 16 repetições. Os tratamentos consistiram em duas formas de aplicação (no solo e na axila da folha 9) e dois níveis de KCl (1666 e 3333 g de KCl por planta, por ano), níveis 1 e 2 no solo e (833 e 1666 g planta-1 ano-1), níveis 1 e 2 na axila, parceladas em quatro aplicações sendo uma a cada três meses, além de uma testemunha sem KCl. Coletaram-se amostras foliares antes da primeira adubação e três meses após cada adubação. A aplicação de KCl proporcionou aumento dos teores foliares de K e de Cl e diminuiu o de Mg. Os teores foliares de N; P; Ca; S; B; Cu; Fe; Mn e Zn não foram influenciados pelos tratamentos. A aplicação de potássio na axila foliar permite maior absorção desse nutriente pelas plantas. A aplicação foliar minimiza as perdas e possibilita reduzir as quantidades de fertilizante potássico aplicadas.

Impacts of vinasse and methods of sugarcane harvesting on the availability of K and carbon stock of an Argisol

ABSTRACT Soils of tropical regions are more weathered and in need of conservation managements to maintain and improve the quality of its components. The objective of this study was to evaluate the availability of K, the organic matter content and the stock of total carbon of an Argisol after vinasse application and manual and mechanized harvesting of burnt and raw sugarcane, in western São Paulo.The data collection was done in the 2012/2013 harvest, in a bioenergy company in Presidente Prudente/SP. The research was arranged out following a split-plot scheme in a 5x5 factorial design, characterized by four management systems: without vinasse application and harvest without burning; with vinasse application and harvest without burning; with vinasse application and harvest after burning; without vinasse application and harvest after burning; plus native forest, and five soil sampling depths (0-10 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 cm), with four replications. In each treatment, the K content in the soil and accumulated in the remaining dry biomass in the area, the levels of organic matter, organic carbon and soil carbon stock were determined. The mean values were compared by Tukey test. The vinasse application associated with the harvest without burning increased the K content in soil layers up to 40 cm deep. The managements without vinasse application and manual harvest after burning, and without vinasse application with mechanical harvesting without burning did not increase the levels of organic matter, organic carbon and stock of total soil organic carbon, while the vinasse application and harvest after burning and without burning increased the levels of these attributes in the depth of 0-10 cm.

Crescimento e nutrição mineral de cebolinha verde cultivada hidroponicamente sob diferentes concentrações de N, P e K

RESUMO Em cultivos hidropônicos de hortaliças folhosas destacam-se, dentre os fatores que influenciam a produção e qualidade do produto, as exigências nutricionais da cultura. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o efeito de concentrações de N, P e K sobre a produção de matéria seca e a nutrição mineral em cebolinha 'Todo ano' (Allium fistulosum L.), cultivada em condições hidropônicas. Foram conduzidos três experimentos, um com cada nutriente em três níveis: deficiente, adequado e excessivo. Empregou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema de parcelas subdivididas no tempo, com quatro repetições e dez plantas por parcela. Aos 15, 30, 45 e 60 dias após o transplante (DAT), foi avaliada a produção de matéria seca da parte aérea e de raízes. Aos 45 e 60 DAT, avaliaram-se os teores e os acúmulos totais de N, P e K e os teores de Ca e Mg da parte aérea da planta. Em cultivos hidropônicos, as deficiências de N e P são mais limitantes que a de K ao crescimento da cebolinha cultivar 'Todo Ano', sendo que níveis baixos de P afetam principalmente o crescimento do sistema radicular da planta. A deficiência de N afeta a absorção de P, K, Ca e Mg. O excesso de N em cebolinha manifesta-se pelo crescimento excessivo da parte aérea e pelo aumento da flacidez das folhas. Os excessos de P e de K na solução nutritiva não provocam sintomas visuais de toxicidade de P ou de K, mas níveis excessivos de K diminuem os teores de Ca e de Mg da parte aérea da planta.