Aplicação da técnica simulated annealing na investigação da ciclagem de nitrogênio na inteface água-sedimento

Neste trabalho é apresentado a aplicação de um método de otimização a fim de estimar parâmetros que normalmente estão presentes na modelagem matemática da dinâmica de espécies químicas na interface água-sedimento. O Problema Direto aqui consistiu na simulação das concentrações das espécies orgânicas e inorgânicas (amônia e nitrato) de nitrogênio, num ambiente idealizado, o qual foi fracionado em quatro camadas: uma camada de água (1 metro) e três camadas de sedimento (0-1 cm, 1-2 cm e 2-10 cm). O Problema Direto foi resolvido pelo Método de Runge Kutta, tendo sido gerada uma simulação de 50 dias. Na estimativa dos coeficientes de difusão e porosidade foi aplicado o Método Simulated Annealing (SA). A eficiência da estratégia aqui adotada foi avaliada através do confronto entre dados experimentais sintéticos e as concentrações calçadas pela solução do Problema Direto, adotando-se os parâmetros estimados pela SA. O melhor ajuste entre dados experimentais e valores calculados se deu quando o parâmetro estimado foi a porosidade. Com relação à minimização da função objetivo, a estimativa desse parâmetro também foi a que exigiu menor esforço computacional. Após a introdução de um ruído randômico às concentrações das espécies nitrogenadas, a técnica SA não foi capaz de obter uma estimativa satisfatória para o coeficiente de difusão, com exceção da camada 0-1 cm sedimentar. Para outras camadas, erros da ordem de 10 % foram encontrados (para amônia na coluna dágua, pro exemplo). Os resultados mostraram que a metodologia aqui adotada pode ser bastante promissora enquanto ferramenta de gestão de corpos dágua, especialmente daqueles submetidos a um regime de baixa energia, como lagos e lagoas costeiras.

Efeito do reforço estrutural em cimentos de ionômero de vidro com fibras de vidro em restaurações classe II de molares decíduos: estudo in vitro

Os objetivos deste estudo foram medir o efeito do reforço estrutural com a adição de fibras de vidro, na resistência ao teste de tração diametral e no selamento marginal de restaurações classe II com cimento de ionômero de vidro em molares decíduos. Fibras de vidro foram incorporadas ao pó do cimento de ionômero de vidro (CIV) na concentração de 40%. As fibras usadas foram do tipo E com comprimentos que variavam de 50m a 210m. A propriedade mecânica foi verificada através do teste de tração diametral, após 15 minutos, 24 horas e 15 dias de estocagem em água. Corpos de prova foram preparados com as dimensões de 4x8 mm para cada intervalo de tempo de acordo com as normas do fabricante e padrões internacionais. Para o teste de microinfiltração foram usados segundos molares decíduos hígidos, onde foram preparadas cavidades classe II padronizadas em dois grupos: a) controle com CIV Ketac Molar Easymix (3M/ESPE); e b) teste Ketac Molar Easymix (3M/ESPE); reforçado com fibras. Estes dentes foram restaurados e deixados em água por 24h e, a seguir, imersos em solução de nitrato de prata a 50% pelo mesmo período. Para que houvesse a precipitação de sais de prata os dentes foram colocados em solução reveladora de radiografias por 15 minutos. Para analisar a microinfiltração os espécimes foram seccionados na direção mesio-distal obtendo duas amostras de observação para cada cavidade restaurada. Os resultados do teste mecânico foram analisados através dos testes de variância ANOVA e de múltiplas variáveis de Tukey. Os resultados da microinfiltração foram analisados através do teste de MANN-WHITNEY. Com a metodologia empregada foi possível concluir que houve aumento dos valores de tração diametral no CIV com a adição de fibras de vidro. Para os intervalos de 24 horas e 15 dias, o CIV reforçado com fibras apresentou valores de tração diametral superiores àqueles do CIV não reforçado, havendo diferença significativa estatística (p<0,05) para os intervalos testados. No teste de microinfiltração os grupos mostraram valores semelhantes de infiltração marginal. A adição das fibras de vidro tipo E aumentou a resistência à tração diametral do CIV testado em relação ao grupo controle e as fibras de vidro não alteraram a adesão do cimento reforçado.

Ecossistema Engenheirado no tratamento descentralizado de águas residuárias de pequenos geradores: A Engenharia Ecológica na Ilha Grande, RJ.

Em várias regiões do mundo, assim como no Brasil, um alto percentual da população e até comunidades inteiras não têm acesso a um sistema de tratamento de esgoto centralizado, sendo comum o uso das fossas sépticas e/ou sumidouros e, em muitos casos, os esgotos são lançados in natura diretamente nos corpos hídricos. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de baixo custo de implantação e operação com vistas à minimização dos impactos ambientais e em atendimento a pequenas comunidades isoladas e de interesse social, o presente projeto desenvolveu com base em sistemas apresentados na literatura, um ecossistema engenheirado compacto para o tratamento de esgoto domiciliar de pequenos geradores. O sistema é composto por tratamento preliminar (caixa controladora de vazão e caixa de gordura), primário (fossa séptica), secundário (filtro aerado submerso e decantador secundário) e um conjunto de tanques vegetados por macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) intercalados por um tanque de algas para remoção da carga poluidora remanescente e nutrientes. O sistema foi instalado no CEADS/UERJ na Vila de Dois Rios, Ilha Grande, litoral Sul do Rio de Janeiro, operado e monitorado desde Abril de 2009, sendo que o presente estudo referese aos primeiros 200 dias de monitoramento. A remoção da carga poluidora foi monitorada na vazão de 200 L/h, posteriormente corrigida para 52 L/h, almejando alcançar os padrões de lançamento da Resolução CONAMA 357 e a NBR 13969 da ABNT, para os parâmetros de OD, pH, Temperatura, Nitrato, N amoniacal, DBO5, DQO, SSD, Cloreto e, Óleos e Graxas e outros parâmetros não incluídos na Resolução (Cond. Elétrica, COT, Alcalinidade, Dureza, Nitrito, Fósforo total e demais Sólidos (ST, SST, SSV, SSF e SDT ). Os resultados obtidos indicam que o sistema foi mais eficiente quando operado na vazão de 52 L/h, quando apresentou as seguintes taxas de remoção: 96 % (Nitrito); 71 % (Nitrato); 47 % (N amoniacal); 96,7 % (DQO); 95,7 % (DBO5); 10 % (Fósforo total). O sistema apresentou uma evolução ao longo do tempo de operação e após a redução na vazão, garantiu o enquadramento de 12 dos 14 parâmetros analisados (exceto N amoniacal e Fósforo total), nos padrões de lançamento contemplados pela Legislação Federal, CONAMA 357 e Legislação Estadual do RJ, SP, MG e GO. Para aumento da eficiência de tratamento, recomenda-se redimensionamento do filtro aerado submerso-decantador e tanques vegetados, com base nas recomendações do PROSAB 2.

Avaliação de condicionadores em solo para uso em telhados verdes com vistas à retenção hídrica.

As inundações são fenômenos naturais que ocorrem devido às chuvas de grande magnitude, agravadas nas áreas urbanas pela impermeabilização do solo e ineficiência dos sistemas de drenagem. Os telhados verdes surgem como uma medida compensatória estrutural que pode reter parte da água precipitada, adiando o pico de escoamento. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver uma combinação de solo e condicionadores para telhado verde, promovam um aumento relevante na capacidade de retenção hídrica e um maior adiamento do pico de escoamento das águas pluviais. Este estudo foi dividido em duas etapas. Na Etapa 1, foram analisadas, em colunas de percolação, três condicionadores nas seguintes concentrações: Gel retentor Stockosorb (2; 4; 6 g/dm3), Fertilizante de liberação lenta Osmocote (4,7; 7,1; 9,0 g/dm3) e Zeólita (30; 50; 70 g/dm3), em três eventos (regas) consecutivos de chuva simulada na intensidade de 57 mm/h. A avaliação das concentrações mais adequadas dentre as testadas para cada condicionante foi baseada nas análises referentes à retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min) e à qualidade da água percolada (pH, oxigênio dissolvido, turbidez e sólidos). Na Etapa 2, foi avaliada, em vasos, a influência da presença de três espécies de plantas (Arachis pintoi; Raphanus sativus; Lavandula angustifolia) em dois tipos de meio: solo sem condicionadores; solo com condicionadores nas melhores concentrações indicadas na Etapa 1, sendo simulada apenas um evento de chuva de 57 mm/h. Foram analisados parâmetros biológicos (germinação; plantas sobreviventes; comprimento do caule e da raiz; pesos da biomassa do caule e da raiz); retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min); qualidade da água percolada (pH; oxigênio dissolvido; turbidez; sólidos; nitrato; amônia; fósforo total). Os resultados da Etapa 1 indicaram que o gel promoveu de forma significativa um aumento na retenção hídrica, e adiou o início da percolação de água, além de promover ligeira elevação do pH na água percolada. A adição de zeólita resultou em um aumento significativo da retenção hídrica, porém tal aumento não é vantajoso visto que este representa um custo adicional que poderia ser reduzido com o aumento da proporção do gel na coluna. A adição de fertilizantes não promoveu mudanças na qualidade da água percolada. Na Etapa 2, somente o efeito da presença de A. pintoi (maior produção de biomassa de raiz e caule) e R. sativus foram avaliadas. A presença dos condicionantes no solo proporcionou um desempenho significativamente superior em relação a retenção hídrica (altura do substrato e adiamento do pico de chuva) e qualidade da água percolada (pH e turbidez) quando comparados aos testes realizados na presença somente de solo. O fertilizante influenciou nas altas concentrações dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água percolado nos resultados. A presença do gel no substrato, resultou numa capacidade superior de retenção de hídrica, e consequentemente no adiamento do pico de intensidade de chuva. Sendo assim, recomenda-se a aplicação do gel em telhados verdes para futuros estudos em ambientes externos.

Construção e operação de wetland como polimento de lixiviado de aterro de resíduos sólidos urbanos.

O presente trabalho tem o objetivo de avaliar a metodologia de construção, de plantio, de manutenção, de operação e a eficiência de um sistema de tratamento por wetland construído como etapa de polimento da Estação de Tratamento de Lixiviado (ETC) de Aterro já encerrado de Resíduos Sólidos Urbanos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Parte do efluente tratado por lodos ativados na ETC foi direcionado e tratado no wetland construído. Foi escolhido o projeto de Fluxo Horizontal Subsuperficial e a vegetação selecionada foi a taboa (Typha latifolia) que é nativa da área do aterro. Em média, foram feitas três amostragens mensais do afluente e do efluente do wetland, de maio a outubro de 2013. A eficiência do sistema foi avaliada por meio de parâmetros físico-químicos e de parâmetros coletivos específicos. A eficiência de remoção de Demanda Química de Oxigênio (DQO) foi de 60%, nitrogênio amoniacal de 67%, nitrito de 72% e nitrato de 57%. Outro parâmetro avaliado foi a toxicidade aguda, foram utilizados os organismos teste Danio rerio (peixe), a Daphnia similis (microcrustáceo) e a Aliivibrio fischeri (bactéria luminescente). Durante o período foram coletados diariamente as vazões de entrada e saída, a condutividade elétrica e o índice pluviométrico. Os resultados mostraram que o uso de wetland como etapa de polimento pode ser uma alternativa para o tratamento de lixiviado.

Produção in vitro, análise fitoquímica e avaliação da atividade antineoplásica de metabólitos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) obtidos por diferentes estratégias biotecnológicas

Hovenia dulcis Thunberg, natural da Ásia Oriental, é cultivada no Brasil onde é conhecida como uva-do-japão. A espécie possui várias indicações na medicina popular e alguns estudos apontam o seu potencial antineoplásico, tripanocida e hepatoprotetor. Metabólitos secundários são substâncias não essenciais para a sobrevivência celular, mas que fornecem vantagens adaptativas aos vegetais, sendo atribuído, para algumas delas, atividades biológicas importantes. Substâncias de interesse medicinal têm sido obtidas por técnicas da cultura de tecidos vegetais, como a calogênese e a cultura de células em suspensão, que permitem a síntese de matéria-prima de forma contínua e homogênea, independentemente de fatores ambientais e sazonais. O presente estudo objetivou o estabelecimento de culturas in vitro de H. dulcis, visando à produção de metabólitos de interesse, com vistas à avaliação do seu potencial antineoplásico sobre células K562. Foram testados protocolos para o estabelecimento de diferentes sistemas, como culturas de calos, de células em suspensão (CCS) e compact callus clusters (CCC) e ainda a avaliação do uso de elicitores na otimização de metabólitos produzidos in vitro. Foi verificado que a adição dos fitorreguladores KIN e TDZ, substituindo o BAP, não foi capaz de induzir a formação de calos friáveis, bem como a manutenção das culturas em ausência de luz. O uso do nitrato de prata promoveu a friabilidade de calos em todas as concentrações testadas, considerando-se 2,0 mg.L-1 a melhor concentração. Foram alcançadas taxas de 100% de formação de CCS tanto na presença, quanto em ausência de AgNO3. O maior acúmulo de biomassa foi verificado na concentração mais baixa de PIC (0,625 mg.L-1). A análise dos espectros de RMN indicou a presença de (+)-dihidromiricetina, (+)-galocatequina, hovenitina II, hovenosideo G, hodulosideo III, hodulosideo IV, hodulosideo I e hovenidulciosideo B1 nas culturas de calos friáveis. No estabelecimento de culturas CCC, observou-se a formação de calos compactos verdes em todas as concentrações de ANA testadas. O aumento da velocidade de rotação para 135 rpm aumentou a dispersão das células com consequente formação dos agregados celulares desejados. A seleção de linhagens celulares demonstrou ser um método eficiente na uniformização do tamanho desses agregados e tal uniformidade se manteve estável por mais de cinco subcultivos em 100% das culturas. Uma fração rica em saponinas foi obtida a partir dos agregados celulares, correspondendo a 1,46% da massa seca. A análise por RMN sugeriu a presença das saponinas Hovenosideo G e dos hovenidulciosideos A2 e B2. O uso de elicitores em cultura de calos mostrou-se adequado à produção de metabólitos secundários, sem alterações morfológicas nos mesmos. A elicitação alterou o perfil cromatográfico analisado por HPLC. Na elicitação com 5,0 mg.L-1 de extrato de levedura foi verificado um aumento de quase três vezes (12,280 3,396 equivalentes de quercetina/mg de extrato) na síntese de flavonoides. Finalmente, os estudos de ação antitumoral in vitro demonstraram citotoxicidade dos extratos de calos não elicitados de H. dulcis sobre linhagem de leucemia mieloide crônica (IC50 de 74,05 μg.mL-1.) e inibição do crescimento de tais células (K562), sugerindo o potencial antineoplásico para um produto biotecnológio (calo) desta espécie.

青杨组(Section Tacamahaca Spach)杨树不同种群对土壤干旱和重金属锰污染的生态生理响应

土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源，世界面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关，目前危害土壤的主要因素是干旱和重金属污染。杨树具有适应性强、生长快和丰产等特性，本论文以青杨组杨树为模式植物，采用植物生态、生理及生物化学等方法，研究杨树对土壤干旱和锰胁迫的生态生理反应以及种群间差异，研究成果可为我国干旱半干旱地区营造人工林、防止沙漠化提供理论依据，也为恢复与重建重金属污染地区退化生态系统提供科学指导。主要研究结果如下： 1. 青海杨不同种群对干旱胁迫的响应差异 干旱胁迫显著降低了两个青海杨种群（干旱种群和湿润种群）生物量积累，包括株高、基径、干物质积累等，通过植物结构的调整，有更多的生物量向根部分配。干旱胁迫还显著降低了叶绿素和类胡萝卜素含量，增加了游离脯氨酸和总氨基酸含量。另一方面，干旱胁迫诱导了活性氧的积累，作为第二信使，激活了抗氧化系统，包括抗坏血酸（ASA）含量和酶系统如超氧化物歧化酶（SOD），愈创木酚过氧化物酶（GPX），抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）。这样，杨树既有避旱机制又有耐旱机制，使其在干旱胁迫下有相当程度的可塑性。与湿润种群相比，干旱种群杨树有更多的生物量分配到根部，积累了更多的游离脯氨酸和总氨基酸来进行渗透调节，并且有更有效的抗氧化系统，包括更高含量的ASA 和更高活性的APX 和GR，这些使得干旱种群杨树比湿润种群杨树对干旱有更好的耐性。 2. 喷施硝普钠（SNP）对青海杨阿坝种群干旱胁迫耐性的影响 干旱胁迫显著的降低了青海杨阿坝种群的生长和生物量积累以及叶片相对含水量，还诱导了脯氨酸的合成以进行渗透调节。干旱胁迫下过氧化氢（H2O2）显著累积从而造成对膜脂和蛋白的伤害，使得丙二醛和蛋白羰基含量升高。干旱胁迫下喷施SNP可以减轻干旱胁迫造成的伤害，包括增加叶片的相对含水量，增加脯氨酸和总氨基酸的积累，并激活抗氧化酶系统如SOD，GPX和APX，从而减少丙二醛（MDA）和蛋白羰基（C＝O）的积累，但是在水分良好情况下SNP的效果不显著。 3. 青杨不同种群对锰胁迫的生长与形态响应差异 在同一锰浓度下，干旱种群的耐性指数都要高于湿润种群，这表明青杨对干旱和高锰胁迫具有交叉耐性。两个种群的株高，生物量和叶绿素含量都随锰浓度的升高而逐渐下降。就累积浓度而言，0 和0.1 mM 锰胁迫下，干旱种群积累的锰浓度要高于湿润种群，而在高浓度锰胁迫下(0.5 和1 mM)，湿润种群要高于干旱种群。在0，0.1 和0.5 mM下，锰大多积累在根中，叶片次之，茎中最少。而在1 mM，锰更多的积累在叶片中。就累积总量而言，在各个锰浓度胁迫下，根，茎和叶相比，两个种群青杨都是叶片累积的锰总量要高于根和茎。两个种群间比较，对照中没有显著区别，0.1 mM 锰胁迫下，湿润种群根中累积的锰要高于干旱种群，而在地上部中，干旱种群要高于湿润种群。而0.5 和1 mM 锰胁迫下，根、叶、茎+叶、根+茎+叶中，锰累积总量都是湿润种群高于干旱种群。锰胁迫下，青杨叶片数和叶面积包括总叶面积和平均叶面积都显著降低。叶片横切面的光学显微观察结果表明未经锰胁迫的栅栏组织的细胞饱满，海绵组织发达、清晰；胁迫后杨树叶片栅栏组织细胞出现不同程度的皱缩，海绵组织几乎不可见，此外还发现输导组织在胁迫下密度变小和分生组织严重割裂等现象。 4. 青杨不同种群对锰胁迫的生理与生化响应差异 青杨两个种群脱落酸（ABA）含量在锰胁迫下都显著增加，干旱种群的增幅更大。三种多胺含量在锰胁迫下显示了不同的响应趋势：腐胺在两个种群的各个锰处理下都增加，亚精胺只在干旱种群中显著增加，而精胺除了干旱种群在1 mM 下有所增加外，在锰胁迫下变化很小。谷胱甘肽含量随锰浓度升高而增加，在0.5 mM 锰时达到最高值，1mM 时有所下降。植物络合素（PCs）含量与非蛋白巯基（NP-SH）趋势相似，随锰浓度的升高而增加，且干旱种群中含量要高于湿润种群。锰处理还引起氧化胁迫，表现为过氧化氢和丙二醛含量增加。SOD 活性在湿润种群中，在0 到0.5 mM 锰胁迫下活性升高，但在1 mM 锰胁迫时，其活性有所下降。而在干旱种群中，SOD 活性变化较小，并始终维持在一个较高的水平。APX 活性在两个种群中都随锰浓度的升高而增加，干旱种群活性要高于湿润种群。锰胁迫还显著增加了酚类物质的含量，同时GPX 和多酚氧化酶（PPO）活性也随锰浓度的升高而增加。干旱种群的酚类含量和GPX 与PPO 活性都要高于湿润种群。锰胁迫还改变了氨基酸的含量和构成，根据锰胁迫下浓度变化的不同，可以将游离氨基酸分为三组：第一组包括，谷氨酸，丙氨酸和天门冬氨酸，这一组氨基酸含量在锰胁迫下有所下降。第二组包括缬氨酸，亮氨酸和苏氨酸含量在锰胁迫下基本不变化或变化很小。剩下的氨基酸为第三组，这组氨基酸含量在锰胁迫下显著增加，而根据增加的幅度又可以将它们分为两个亚组，丝氨酸，酪氨酸，苯丙氨酸，组氨酸和脯氨酸，在1 mM 下的含量是对照的4 倍以上。异亮氨酸，赖氨酸，精氨酸和甘氨酸含量在1 mM 下是对照含量的2 倍以下。同时，同一锰浓度下，干旱种群比湿润种群积累的氨基酸含量要高。 Soil is the indispensable environment for human survival and important resource foragriculture development. Food and environmental problems facing the world are all closelyrelated to soil and nowadays it is threatened by many factors, among which drought stress andheavy metal pollution are the most serious ones. Poplars (Populus spp.) are importantcomponents of ecosystem and suitable as a source of fuel, fiber and lumber due to their fastgrowth. In this study, different populations of Section Tacamahaca spach were used as modelplants to investigate the adaptability to drought stress and manganese toxicity and differencesbetween populations from dry and wet climate regions. Our results can provide theoreticalevidence for the afforestation and prevention of desertification in the arid and semi-arid areas,and also can supply scientific direction for the reconstruction and rehalibitation of ecosystemscontaminated by heavy metals. The results are as follows: 1. Differences in ecophysiological responses to drought stress in two contrastingpopulations of Populus przewalskii Drought stress not only significantly affected dry mass accumulation and allocation, butalso significantly decreased chlorophyll pigment contents and accumulated free proline andtotal amino acids. On the other hand, drought also significantly increased the levels ofabscisic acid and reactive oxygen species, as secondary messengers, to induce the entire set ofantioxidative systems including the increase of reduced ascorbic acid content and the activities of superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathioneredutase. Thus the combination of drought avoidance and tolerance mechanisms conferredpoplar a high degree of plasticity in response to drought stress. Compared with the wetclimate population, the dry climate population showed lower dry matter accumulation andallocated more biomass to root systems, and accumulated more free proline and total aminoacids for osmotic adjustment. The dry climate population also showed more efficientantioxidant systems with higher content of ascorbic acid and higher activities of ascorbateperoxidase and glutathione redutase than the wet climate population. All these made the dryclimate population superior in adaptation to drought stress than the wet climate population. 2. Effect of exogenous applied SNP on drought tolerance in Populus przewalskii Drought stress significantly increased hydrogen peroxide content and caused oxidativestress to lipids and proteins assessed by the increase in malondialdehyde and total carbonylcontents, respectively. The cuttings of P. przewalskii accumulated proline and other aminoacids for osmotic adjustment to lower water potential, and activated the antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase to maintain thebalance of generation and quenching of reactive oxygen species. Moreover, exogenous SNPapplication significantly heightened the growth performance of P. przewalskii cuttings underdrought treatment by promotion of proline accumulation and activation of antioxidant enzymeactivities, while under well-watered treatment the effect of SNP application was very little. 3. Morphological responses to manganese toxicity in the two contrasting populations ofPopulus cathayana High concentration of manganese caused significant decrease in shoot height andbiomass accumulation. The tolerance index of the dry climate population was significantlyhigher than that of the wet climate population, suggesting the superior Mn tolerance in theformer and the existence of cross-tolerance of drought stress and high Mn toxicity. Injuries tothe leaf anatomical features were also found as the reduced thickness in palisade and spongyparenchyma, the decreased density in the conducting tissue and the collapse and split in themeristematic tissue in the central vein. As for the Mn concentrations in the plant tissues, under0, 0.1 and 0.5 mM, most of the Mn accumulated in the roots, then leaves, and stem the least, while under 1 mM, most of the Mn accumulated in the leaves. As far as the total amounts ofMn extraction are concerned, the leaf extracted more Mn than the root and stem in the twopopulations under various Mn concentrations. There is no difference between the twopopulations under control. Under 0.1 mM, the wet climate population extracted higher Mn inthe root than the dry climate population, while in the shoot, the dry climate populationextracted much more Mn. Under 0.5 and 1 mM, the wet climate population translocated moreMn both in the root and the shoot than the dry climate population. 4. Physiological and biochemical responses to manganese toxicity in the two contrastingpopulations of Populus cathayana Mn treatment resulted in oxidative stress indicated by the oxidation to lipids, proteinsand DNA. A regulated network of defence strategies was employed for the chelation,detoxification and tolerance of Mn including the enhanced synthesis of ABA and polyamines,the accumulation of free amino acids, especially His and Pro, and the activation of theenzymes superoxide dismutase and guaiacol peroxidase. Contents of non-protein thiol,reduced glutathione, phytochelatins and phenolics compounds and activities of superoxide dismutase, guaiacol peroxidase and polyphenol oxidase also increased significantly forantioxidant or chelation functions. The wet climate population not only accumulated lessabscisic acid, free amino acids, phytochelatins and phenolics compounds, but also exhibitedlower activities of superoxide dismutase, guaiacol peroxidase and polyphenol oxidase thusresulting in more serious oxidative damage and more curtained growth.

Lodo de esgoto na agricultura: estudo de caso.

Avaliou-se a mineralização de N e a produtividade do milho em um solo submetido a freqüentes aplicações de doses crescentes de lodo de esgoto. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho-distroférrico, textura média/argilosa. Os tratamentos consistiram de parcelas sem aplicação de fertilizantes ou lodo de esgoto (testemunha), parcelas com aplicação de N mineral (NM), parcelas com dose de lodo de esgoto calculada para fornecer à cultura o mesmo teor de N do tratamento NM (1N) e parcelas com duas (2N), quatro (4N), e oito vezes (8N) a dose de lodo do tratamento 1N. Os conteúdos de N mineral no solo aumentaram com a dose de lodo. As altas concentrações de nitrato em relação às de amônio foram associadas à intensa nitrificação do solo. Altas perdas de nitrato provavelmente ocorreram nos primeiros vinte e sete dias após a incorporação do lodo, mesmo nas menores doses, sugerindo que a utilização de lodo em doses calculadas com base nas necessidades da planta e na sua taxa de mineralização medida em laboratório, poderá superestimar as quantidades a serem aplicadas ao solo.

Assimilacao do nitrogenio pelas plantas de panicum maximum, cv. Vencedor, submetidas a diferentes proporcoes NH4+/NO3-.

Visando a elucidar alguns aspectos do metabolismo do nitrogenio por plantas de Panicum maximum, estudaram-se os efeitos da proporcao NH +4/NO-3 na variacao do pH das solucoes nutritivas de tratamento, no acumulo de materia seca e na distribuicaoo de nitrogenio na planta. Para tal, as plantas foram cultivadas em camara de crescimento na solucao nutritiva (pH 5,5) completa, contendo nitrogenio somente na forma nitrica. Aos 25 dias depois da germinacao, as plantas foram submetidas a 100 ppm de nitrogenio fornecido nas formas nitrica e amoniacal ou amonical, nas seguintes proporcoes 0/100,25/75,50/50,75/25 e 100/0, durante quatro dias. O pH das solucoes nutritivas foi medido e corrigido diariamente. Os resultados demostraram que o pH aumentou na presenca exclusiva de nitrato (pH 6,5) e decresceu na presenca exclusiva de amonio (pH 3,5). Na presenca de ambas as formas de nitrogenio, o pH permaneceu em torno de 5,0 nos dois primeiros dias entao diminui para cerca de 4,5 nos dias subsequentes. Esses resultados indicam que as plantas de Panicum maximum absorveram o nitrato, inicialmente, porem com o tempo adaptaram-se a presenca de amonio e tenderam a absorver ambas as formas. As plantas que receberam nitrato, combinados ou não com amonio, apresentaram o peso da materia seca, N-total e N-soluvel total superiores as que receberam somente amonio como fonte de N, havenso pequena tendencia de maior acumulo na presenca de ambas as fontes. No tratamento 100% de amonio, pN-total e o N-soluvel total diminuiram apreciavelmente, indicando baixa capacidade de essa especie utilizar amonio como fonte única de nitrogenio. Os resultados indicam que, embora as plantas possa absorver as duas formas de nitrogenio, a combinacao entre ambas parece ser a forma ideal para o crescimento das mesmas.

Qualidade ambiental em sistema intensivo de produção de bovinos de leite, na microbacia do Ribeirão Canchim

Sistemas intensivos de produção animal podem causar impactos ambientais negativos, como degradação da base de recursos (naturais, humanos e financeiros) , contaminação por produtos químicos e acúmulo de dejetos, bem como competição por alimentos humanos, e reduzir a lucratividade por unidade produzida. Há a necessidade de avaliação desses impactos. O objetivo deste projeto foi: a) avaliar os impactos de um sistema intensivo de produção de bovinos de leite, em pastagem tropical, na qualidade ambiental da microbacia hidrográfica (MBH) do ribeirão Canchim; b) avaliar características físicas, químicas e biológicas da base de recursos e do manejo determinantes da qualidade ambiental, bem como selecionar possíveis indicadores de sustentabilidade ecológica para sistemas intensivos de produção de bovinos de leite. Em pastagens intensamente manejadas pode haver acúmulo de matéria orgânica e fósforo na camada superficial, à semelhança de áreas de plantio direto na palha, permitindo troca de informações entre técnicos que atuam nesses sistemas de produção. Verificou-se a necessidade de desenvolver uma técnica de rotina melhorada para quantificação de material orgânico, ocorrente na superfície e dentro do solo (raízes, biomassa microbiana), a fim de melhor avaliar a disponibilidade potencial de nutrientes para as plantas, além daquela determinada nas análises de rotina atual. A acidificação do solo ocorre com aplicação intensa de adubos nitrogenados e aplicação insuficiente de calcário, sendo que a intensificação no uso de corretivos de pH e adubos nitrogenados e/ou adubos verdes pode gerar alterações eletroquímicas nas camadas inferiores ( 100 a 250 cm) .Estas camadas podem reter nitrato lixiviado, em solos profundos. A lixiviação de nitrato, em áreas de pastagem, pode ser preocupante quando utilizadas doses de N acima de 100 kg/ha por aplicação (quatro a cinco no período das águas), em especial na forma de nitrato (nitrato de amônio). O uso mais intenso de corretivos e fertilizantes, nas condições de estudo, não elevou a condutividade elétrica do extrato de saturação a níveis preocupantes. A lixiviação de cátions, em sistemas intensivos, ocorre quando as cargas pH- dependentes estão ou são desativadas, tanto para K como para Ca e Mg, e quando são manejados adubos verdes ou adubos nitrogenados sintéticos, tanto em áreas de pastagem como de plantio direto. A taxa de decomposição de material orgânico no solo é mais intensa no período das águas em solo menos protegido da insolação, variando de 12% a 49% por mês. Não foi detectada alteração na taxa de decomposição por microartrópodes, o que sugere que a quantidade de resíduos de acaricidas nos excrementos é baixa ou inexistente e assim contraria a hipótese inicial de presença desses pesticidas nas fezes. No monitoramento do sistema de produção, os dados levantados permitiram verificar grande variabilidade espacial do ambiente na MBH, que se constitui em laboratório real complexo e completo para representar grande extensão do ambiente na região Sudeste e Centro-Oeste, onde ocorre o manejo de pastagens e áreas agrícolas de forma intensiva e de onde poderão surgir respostas de manejo e impacto ambienta! bastante significativos para a economia da região. Verificou-se que a variabilidade temporal de características do solo é muito sensível a mudanças nas práticas de manejo. A medida da condutividade hidráulica é muito sensível, mas parece sofrer influência de variações grandes na umidade do solo e na umidade relativa e na temperatura do ar, podendo dificultar comparações temporais. Verificou-se que o teor de iodo no leite tem sua fonte na ração concentrada ou no sal enriquecido com minerais, podendo o leite de sistemas intensivos constituir fonte complementar de iodo para a dieta humana deficiente, além de indicador para a qualidade de manejo do sistema de produção. O monitoramento das caracterfsticas físicas, qufmicas e microbiológicas da água permite diferenciar bem os corpos de água segundo o manejo em sua área de captação. Foram detectados "vazamentos" de nitrato e fósforo para os corpos de água, mesmo em áreas consideradas protegidas, e, embora estejam ocorrendo em baixo nfvel, necessitam de maiores estudos para seu estancamento. Verificou-se a necessidade de ajustes metodológicos e de legislação que contemplem não somente a saúde pública, mas também o impacto ecológico. As caracterfsticas atmosféricas mantiveram-se dentro da média dos últimos anos, embora tenha sido observada pior distribuição das chuvas, agravando os perfodos de déficit hfdrico ao longo do ano. Os possíveis indicadores de qualidade do solo, em sua maior parte, exigem ajustes e maiores estudos, embora já possam constituir ferramentas de grande valia. Foi verificado que o monitoramento de nitrato precisa ocorrer também em profundidade (mfnimo até 160 cm), sendo aconselhável a determinação do pH em água junto com a do Ca,CI2, também em profundidade. Para monitorar a qualidade da água, é aconselhável a determinação de, pelo menos, de fósforo total, nitrato e coliformes fecais.

Nanotoxicologia

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Efeito dos salicilatos em Salmo trutta fario

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Eficiencia agronómica de la fertilización nitrogenada del cultivo de trigo, con dos fuentes y en dos zonas del sur bonarense

La eficiencia de uso de nitrógeno (EUN) aplicado con el fertilizante es un dato importante para maximizar la inversión de esta práctica. Existen opiniones encontradas en cuanto a que las diferentes fuentes presentarían diferencias respecto de este parámetro. El objetivo del presente trabajo fue determinar la EUN de dos fertilizantes nitrogenados (urea y nitrato de amonio calcáreo-CAN) aplicados en el cultivo de trigo en dos zonas del sudeste bonaerense, Necochea y Pigüé. Para ello, se realizó un ensayo de fertilización nitrogenada aplicado en cobertura con dosis crecientes de ambos fertilizantes (100, 150 y 250 kg ha-1 en Necochea y 50, 100, 150 y 200 kg ha-1.en Pigüé). Las dosis de fertilizantes se fijaron tomando como referencia las dosis más utilizadas en cada zona. Los resultados evidenciaron diferencias en EUN de los dos fertilizantes evaluados, siendo de 36.2, 37 y 20.7 kg de trigo kg N aplicado-1 para las dosis de 100, 150 y 250 kg ha-1 de CAN y 16.3, 15.1 y 12.2 de trigo kg N aplicado-1 para las dosis de 100, 150 y 250 kg ha-1 de urea respectivamente. Para la localidad de Pigüe se obtuvieron 22.7, 19.2, 19.2, 21.8 kg de trigo kg N apliacado-1 para las dosis de 50, 100, 150 y 200 kg ha-1 de CAN y 6.7, 14.4, 10.4 y 11.7 de trigo kg N aplicado-1 para las dosis de 50, 100, 150 y 200 kg ha-1 de urea respectivamente. En base a los resultados obtenidos se aceptaría la hipótesis de que en ambos ambientes existirán diferencias a favor del CAN en la EUN en fertilizaciones de trigo en cobertura.

Transferencia de nitrógeno de ecosistemas agrícolas recientemente intensificados a acuíferos: efecto de la variación en las precipitaciones

A partir del monitoreo a campo de cultivos, suelo y agua subterránea, modelos de simulación y un experimento en lisímetros se estudió el intercambio de nitrógeno (N) inorgánico entre cultivos y el agua subterránea en sistemas agrícolas recientemente intensificados con suelos ricos en materia orgánica (MO). El monitoreo (1998-2010) en tres posiciones del paisaje de la Pampa Ondulada permitió captar períodos plurianuales húmedos y secos (1506-444 mm año-1) disparadores de cambios intensos en las profundidades freáticas (mayor 1 a menor a 6 m) que afectaron la función del agua subterránea y de los cultivos como moduladores de los flujos de agua y N. Con niveles freáticos superficiales, se redujo la capacidad de almacenaje del agua drenada hacia la zona no saturada, produciéndose un flujo lateral subsuperficial que redistribuyó el N lixiviado desde posiciones altas hacia los bajos y contribuyó a la recarga del acuífero aguas abajo. Este flujo, favorecido por fuertes gradientes hidráulicos, y la concentración local de solutos disparada por el consumo de agua subterránea por los cultivos en la posición de pie de loma, produjeron picos de concentración de cloruro (menor a 500 mg Cl. l-1) y nitrato (menor a 45 mg N-NO3. l-1) en el agua freática superficial. Durante períodos normales a secos los drenajes de diferentes eventos de lluvia se alojan en la zona no saturada, disipando y retrasando la respuesta del nivel freático a eventos individuales. El agua de lluvia fluye verticalmente arrastrando N del suelo hacia una superficie freática profunda (con mayor desfasaje temporal entre la concentración de nitrato del drenaje y la del agua freática a medida que el nivel se profundiza) y luego descarga en el arroyo. La aplicación de un fertilizante enriquecido con 15N a un cultivo de maíz en lisímetros permitió demostrar que la fertilización representa un aporte insignificante (1 por ciento) al flujo de N lixiviado y que el N derivado de la mineralización de la MO del suelo constituye una fuente importante de N lixiviable durante períodos con balance hídrico positivo y/o baja demanda de los cultivos. A partir de los resultados obtenidos se propone un modelo conceptual de los flujos hidrológicos y de N en paisajes ondulados de uso agrícola para situaciones climáticas contrastantes

Fertilización y estres salino en plantas ornamentales anuales

p.93-100