Produção e posterior semeadura de sementes de soja enriquecida com molibdênio: qualidade fisiológica, alterações químicas e nutricionais, métodos e épocas de aplicação

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Modelagem aplicada ao processo de biofixação de CO2 por microalgas

A fixação biológica de dióxido de carbono por microalgas é considerada a melhor forma de fixar CO2. Dentre os microrganismos utilizados destaca-se Spirulina platensis devido às suas altas taxas de fixação de CO2 e variedade de aplicações da biomassa gerada. A aplicação de modelos e simulações pode auxiliar na previsão de custos e na escolha das condições ideais de cultivo. Este trabalho teve como objetivo etsabelecer um modelo cinético no qual a iluminância é o fator limitante para o crescimento da microalga Spirulina platensis. A fim de validar o modelo proposto foi utilizada a microalga S. platensis, cultivada em meio Zarrouk modificado (NaHCO3 1,0 g.L-1 ), em biorreator aberto tipo raceway de 200L, mantido a 30°C, sob iluminação natural. A concentração celular variou de 0,19 a 0,34 g.L-1 e a velocidade específica de crescimento celular obtida a partir da regressão exponencial das curvas de crescimento de cada período iluminado variou de 0,55 a 0,59 d-1 . O modelo proposto gerou dados estimados satisfatórios (r2 =0,97). De acordo com os dados obtidos 16,2% da biomassa é consumida durante o período não iluminado.

Diversity of new root nodule bacteria from Erythrina velutina Willd., a native legume from the Caatinga dry forest (Northeastern Brazil).

This study aims to evaluate the phenotypical characteristics of bacterial isolates from mulungu (Erythrina velutina Willd.) nodules and determinate their Box-PCR fingerprinting. All bacteria were evaluated by the following phenotypic characteristics: growth rate, pH change, colony color and mucus production. The bacterial isolates able to re-nodulate the original host were also evaluated regarding its tolerance to increased salinity and different incubation temperatures, ability to growth using different carbon sources, intrinsic antibiotic resistance and ?in vitro? auxin biosynthesis. The molecular fingerprints were set up using the Box-PCR technique and the isolates were clustered by their profiles. Among the 22 bacterial isolates obtained, eight were able to re-nodulate the original host. Among the nodule inducing isolates, some were tolerant to 1% of NaCl and 39° C and all of them metabolized the maltose, fructose, glucose, sucrose and arabinose, were resistant to rifampicin and produced auxin. The bacteria showed low genetic similarity among them and reference strains, which indicates the great genetic variability of the isolates. The results of this work are the first reports about the bacterial isolates able to nodulate this species. A more deep study of these bacteria may reveal the existence of isolates tolerant to environmental stresses and suitable as a future mulungu inoculant.

Efeitos da nutrição mineral sobre o crescimento, aspecto, composição elementar e fixação de nitrogênio em Azolla

Azolla filiculoides Lam foi cultivado em solução nutritiva arejada, sempre desprovida de N combinado, sendo submetida aos seguintes tratamentos: omissão de P, K, Ca, Mg, S, Fe e Mo, excesso de Mn e Al. As plantas foram colhidas depois de 3 semanas da inoculação. Verificou-se que as deficiências de P, K, Ca e Mg provocaram diminuição na produção de matéria seca e na atividade de nitrogenase. A análise mineral mostrou que: a falta de um elemento provoca redução no seu teor; grande acumulo de Mo; diminuição no teor de Al (do inóculo ou contaminação) no tratamento menos S que garantiu o maior crescimento; efeitos inibitórios ou sinergísticos semelhantes aos descritos no caso de plantas superiores. A toxidez de Al e Mn causou, principalmente a primeira, redução no crescimento e na atividade da nitrogenase. Houve correlações positivas entre: N total e crescimento, atividade de nitrogenase e N total.

Efeito do ferro (59Fe) e do zinco (65Zn) e da natureza de três tipos de solos na produção de matéria seca e na composição química do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) cv. carioca e na fixação de nitrogênio atmosférico por esta leguminosa

No presente trabalho, conduzido em casa de vegetação, procuramos estudar os efeitos dos micronutrientes ferro e zinco na produção de materia seca, composição química do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) e na fixação do nitrogênio atmosférico, em três solos, classificados como Terra Roxa Estruturada (TRE), Latossol Vermelho Escuro (LVE) e Podzólico Vermelho Amarelo (PVA). Procuramos também determinar os índices de aproveitamento destes micronutrientes pelo feijoeiro e sua distribuição na parte aérea e na raiz. O delineamento experimental foi um fatorial 3x7, sendo três solos e sete tratamentos por solo, com três repetições. Nos tratamentos, foram utilizados duas doses de ferro e duas doses de zinco em separado ou combinando as doses menores e maiores destes micronutrientes (Fe1Zn1, Fe2Zn2). As doses de ferro foram 1,5 e 3,0 ppm e as de zinco foram 2,5 e 5,0 ppm. Foram aplicados 7,5 µCi de 59Fe/kg de solo nos vasos correspondentes à dose menor de ferro e 5,0 e 10,0 µCi de 65Zn/kg de solo nos vasos correspondentes respectivamente à dose menor e maior de zinco. Todos os tratamentos receberam uma adubação básica. O comportamento do feijoeiro apresentou grande variação entre os três tipos de solos, para todas as variáveis. Não houve influência dos tratamentos de ferro e zinco na produção de parte aérea e raiz e nem no peso e numero dos nodulos. A dose de 3,0 ppm de ferro diminuiu a capacidade dos nódulos de fixarem nitrogênio atmosférico em relação à dose de 1,5 ppm enquanto que a dose de 5,0 ppm de zinco aumentou esta capacidade, em relação à dose de 2,5 ppm. Houve um efeito significativo dos tratamentos na concentração de nitrogênio, potássio, ferro e zinco na parte aérea e na concentração de nitrogênio, e zinco na raiz. A absorção de zinco dos fertilizantes e a percentagem do zinco na planta proveniente do adubo foram influenciadas diretamente pelas doses de zinco. O maior coeficiente de aproveitamento do zinco do adubo foi de 4,0%.

Marcha de absorção do nitrogênio do solo, do fertilizante e da fixação simbiótica em feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) walp.) e feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.) determinada com uso de 15N

O feijão-comum e o feijão-caupi estão entre as principais fontes de proteína vegetal para grande parte da população mundial, sobretudo aquela de baixa renda, e o N é o principal constituinte de proteínas. Os objetivos deste trabalho foram de avaliar, por meio da técnica isotópica e tendo como plantas-controle arroz e soja não nodulante, as contribuições relativas das fontes de N (N2-fixação simbiótica, N-solo e N-fertilizante) no desenvolvimento do feijão-comum e caupi ao longo do ciclo e comparar o método isotópico (MI) com o método da diferença (MD) para avaliação da fixação simbiótica de N2. A pesquisa foi realizada em casa de vegetação no Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP, utilizando-se vasos com 5 kg de terra de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 16 tratamentos e três repetições. Os tratamentos (fatorial 8 x 2) compreenderam oito épocas de coleta: 17, 24, 31, 38, 47, 58, 68 e 78 dias após a semeadura (DAS) e duas culturas: feijão-comum e feijão-caupi. Utilizou-se uma dose de 10 mg kg-1 de N no solo, na forma de ureia, enriquecida com 10 % de átomos de 15N em excesso. A fixação simbiótica forneceu a maior parte do N acumulado nas plantas de feijão e caupi, seguida, em ordem decrescente, pelo solo e fertilizante. A maior taxa de fixação simbiótica de N ocorreu a partir da fase de prefloração do feijão e do caupi. Após a fase inicial (24 DAS), o arroz e a soja não nodulante tornaram-se adequadas plantas-controle da fixação simbiótica de N2. Houve boa concordância entre o MI e o MD, exceto nos estádios iniciais das culturas.

Eficiência biológica e econômica de pasto de capim-tanzânia adubado com nitrogênio no final do verão

O objetivo deste trabalho foi avaliar o ganho de peso vivo, a capacidade de suporte e a eficiência bioeconômica em pastos de Panicum maximum, cultivar Tanzânia, com aplicação de uma segunda dose de adubação nitrogenada no final do verão. Anualmente foram aplicados em cobertura: 50, 17,48, e 33,2 kg ha-1 de N, P e K, respectivamente, em novembro. A metade da área recebeu 50 kg ha-1 de N adicional em março. Os tratamentos foram pastos de capim-tanzânia com 50 e 100 kg ha-1 de N. Os piquetes foram submetidos ao pastejo rotacionado. Foram utilizados quatro animais por piquete, e animais adicionais foram colocados e removidos para manter resíduos semelhantes pós-pastejo. Não houve efeito da adubação nitrogenada sobre o ganho médio diário. No entanto, o pasto adubado com 100 kg ha-1 de N (1,8 UA ha-1) resultou em maior capacidade de suporte e maior produtividade (780 kg ha-1 por ano de PV) do que o adubado com 50 kg ha-1 de N (1,5 UA ha-1) e com 690 kg ha-1 por ano de PV, em média. A eficiência da conversão do N em produto animal foi de 1,8 kg de PV por hectare para cada quilograma adicional de N aplicado. O uso da adubação nitrogenada no final do verão é uma alternativa bioeconomicamente viável para a produção sustentável de carne.

Fixação de nitrogênio: estrutura, função e modelagem bioinorgânica das nitrogenases

Biological nitrogen fixation, catalyzed by nitrogenases, contributes about half of the nitrogen needed to global agriculture. For forty years synthetic chemists and theoreticians have tried to understand and model the structure and function of this important metalloenzyme. Ten years after the first report on the crystal structure of the MoFe protein, scientists still have not been able to synthesize a chemical equivalent of the FeMo cofactor nor the structure knowledge revealed the key to its catalytic activity. This paper with 104 references presents a review of the most relevant advances in chemical nitrogen fixation and their relation with the nitrogenases.

Otimização de reator sequencial em batelada para remoção biológica de carbono e nitrogênio com controle difuso

Este trabalho apresenta a estruturação de um controle difuso, para a automação de reatores seqüenciais em batelada (RSB), no processo de remoção biológica de matéria orgânica e nitrogênio em águas residuárias domésticas, utilizando parâmetros inferenciais, pH, ORP e OD, em que as variáveis controladas foram as durações da reação aeróbia e anóxica. O experimento, em escala de bancada, foi composto por dois reatores seqüenciais em batelada, com volume útil de 10 L, no qual 6 L foram alimentados com esgoto sintético, com características de águas residuárias domésticas. O sistema de automação foi composto pela aquisição dos parâmetros eletroquímicos (pH, ORP e OD), pelos dispositivos atuadores (motor-bomba, aerador e misturador) e pelo controle predeterminado ou difuso. O programa computacional CONRSB foi implementado de forma a integrar o sistema de automação. O controle difuso, implementado, foi constituído pelos procedimentos de: normalização, nebulização, inferência, desnebulização e desnormalização. As variáveis de entrada para o controlador difuso, durante o período: aeróbio foram dpH/dt, dpH/d(t-1) e o pH ; anóxico foram dORP/dt, dORP/d(t-1) e o OD. As normalizações das variáveis crisps estiveram no universo de [0,1], utilizando os valores extremos do ciclo 1 ao 70. Nas nebulizações foram aplicadas as funções triangulares, as quais representaram, satisfatoriamente, as indeterminações dos parâmetros. A inferência nebulosa foi por meio da base heurística (regras), com amparo do especialista, em que a implicação de Mamdani foi aplicada Nessas implicações foram utilizadas dezoito expressões simbólicas para cada período, aeróbio e anóxico. O método de desnebulização foi pelo centro de áreas, que se mostrou eficaz em termos de tempo de processamento. Para a sintonia do controlador difuso empregou-se o programa computacional MATLAB, juntamente com as rotinas Fuzzy logic toolbox e o Simulink. O intervalo entre as atuações do controlador difuso, ficou estabelecido em 5,0 minutos, sendo obtido por meio de tentativas. A operação do RSB 1, durante os 85 ciclos, apresentou a relação média DBO/NTK de 4,67 mg DBO/mg N, sendo classificado como processo combinado de oxidação de carbono e nitrificação. A relação média alimento/microrganismo foi de 0,11 kg DBO/kg sólido suspenso volátil no licor misto.dia, enquadrando nos sistemas com aeração prolongada, em que a idade do lodo correspondeu aos 29 dias. O índice volumétrico do lodo médio foi de 117,5 mL/g, indicando uma sedimentação com características médias. As eficiências médias no processo de remoção de carbono e nitrogênio foram de 90,8% (como DQO) e 49,8%, respectivamente. As taxas específicas médias diárias, no processo de nitrificação e desnitrificação, foram de 24,2g N/kg SSVLM.dia e 15,5 g N/kg SSVLM.dia, respectivamente. O monitoramento, em tempo real, do pH, ORP e OD, mostrou ter um grande potencial no controle dos processos biológicos, em que o pH foi mais representativo no período aeróbio, sendo o ORP e o OD mais representativos no período anóxico. A operação do RSB com o controlador difuso, apresentou do ciclo 71 ao 85, as eficiências médias no processo de remoção de carbono e nitrogênio de 96,4% (como DQO) e 76,4%, respectivamente. A duração média do período aeróbio foi de 162,1 minutos, que tomando como referência o período máximo de 200,0 minutos, reduziu em 19,0% esses períodos. A duração média do período anóxico foi de 164,4 minutos, que tomando como referência o período máximo de 290,0 minutos, apresentou uma redução de 43,3%, mostrando a atuação robusta do controlador difuso. O estudo do perfil temporal, no ciclo 85, mostrou a atuação efetiva do controlador difuso, associada aos pontos de controle nos processos biológicos do RSB. Nesse ciclo, as taxas máximas específicas de nitrificação e desnitrificação observadas, foram de 32,7 g NO3 --N/kg sólido suspenso volátil no licor misto.dia e 43,2g NO3 --N/kg sólido suspenso volátil no licor misto.dia, respectivamente.

Eficiência da azospirillum brasilense na fixação de nitrogênio em milho

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Fixação de nitrogênio e micorrização em leguminosas de mata ciliar

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC

Avaliação biomecânica da fixação das endopróteses com e sem cola biológica e alterações histológicas aórticas. Estudo experimental em porcos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nodulação e fixação de nitrogênio em leguminosas florestais.

A família das leguminosas muitas vezes é considerada predominantemente herbácea porque as espécies mais conhecidas como feijão, soja e forrageiras são anuais. Na verdade, entretanto, a grande maioria (97% das Caesalpinioideae, 95% das Mimosoideae e 38% das Papilionoideae) desta família são espécies arbóreas. Ao contrário das espécies herbáceas mais conhecidas que todas, formam nódulos e fixam N2 pois muitas das espécies arbóreas não são capazes de nodular. Apenas uma pequena parte destas espécies (18%) tem sido examinada a respeito. Estudos recentes das espécies florestais brasileiras mais importantes adicionaram 63 espécies noduladas e 16 não-noduladas às listas disponíveis na literatura. Espécies noduladas deveriam receber preferência nos estudos de reflorestamento, e a capacidade de nodular e fixar N2 precisa ser considerada no preparo das sementeiras. Mudas bem noduladas obtidas de sementeiras inoculadas e sem N, na fórmula de adubação, estabelecem-se melhor e crescem muito mais rápido no campo. Para algumas das espécies mais importantes (Mimosa caesalpiniaefolia, Prosopis juliflora e Leucaena leucocaephala), já existem inoculantes disponíveis, e para as outras espécies estão em fase de teste. Leguminosas arbóreas bem estabelecidas podem fixar até 600 kg de N/ha por ano.

Caracterização e distribuição das formas do nitrogênio orgânico em três solos da Amazônia Central

As formas orgânicas do nitrogênio em solos são determinadas mediante a identificação e quantificação dos compostos orgânicos liberados, quando os solos são tratados com ácido a alta temperatura. Ainda não se conhecem na literatura trabalhos sobre a natureza química do N orgânico nos solos da Amazônia. O presente trabalho teve como objetivos identificar e quantificar a transformação do nitrogênio proveniente de fertilizantes marcados com 15N nas frações orgânicas nitrogenadas de três solos da Amazônia Central: dois solos de terra firme, classificados como Latossolo Amarelo e Podzólico Vermelho Amarelo e um solo de várzea, classificado como Glei Pouco Húmico. Foram utilizadas amostras de solos de um ensaio de adubação desenvolvido em condições de casa de vegetação, onde, após cultivo, procedeu-se o fracionamento do N orgânico do solo por meio da hidrólise ácida. Foram determinadas as seguintes frações: N-solúvel em ácido e destilado (NSAD), N-solúvel em ácido e não destilado (NSAnD) e N-não hidrolisado (NnH). Nos solos de terra firme, o N orgânico foi encontrado principalmente na forma de N solúvel em ácido e não destilado (NSAnD). Entre 63 a 66% (Latossolo) e 69 a 73% (podzólico) do 15N imobilizado no solo foram encontrados na fração NSAnD. Esses resultados demonstram a importância da imobilização microbiana do N nesses solos. No solo de várzea, ao contrário, houve pouca diferença entre os teores de 15N do fertilizante imobilizado nas frações NSAnD e NSAD. Entre 46 e 53% do total de 15N imobilizado foram encontrados na fração NSAnD, enquanto que 42 a 52% ficaram na fração NSAD. Nesse solo, a presença de argila tipo 2:1 pode ter contribuído para o alto estoque de 15N orgânico incorporado na fração NSAD, devido à fixação de íons NH4+.

Matéria seca, relação C/N e acúmulo de nitrogênio, fósforo e potássio em misturas de plantas de cobertura de solo

O interesse em consorciar plantas de cobertura no inverno tem aumentado nos últimos anos na região Sul do Brasil. Por ser uma prática agrícola recente, é importante avaliar a produção de matéria seca e o acúmulo de nutrientes de espécies consorciadas ou cultivadas isoladamente. Realizou-se um experimento no período de 1998 a 2000, na UFSM (RS), num Argissolo Vermelho distrófico arênico, consorciando-se aveia preta (Avena strigosa Schieb) + ervilhaca comum (Vicia sativa L.) e aveia preta + nabo forrageiro (Raphanus sativus L. var. oleiferus Metzg.) em diferentes quantidades de sementes. Os nove tratamentos foram: (1) 100 % aveia preta (AP); (2) 100 % ervilhaca comum (EC); (3) 100 % nabo forrageiro (NF); (4) 15 % AP + 85 % EC; (5) 30 % AP + 70 % EC; (6) 45 % AP + 55 % EC; (7) 15 % AP + 85 % NF; (8) 30 % AP + 70 % NF, e (9) pousio invernal (vegetação espontânea). Avaliou-se a produção de matéria seca (MS), bem como as concentrações de nitrogênio, fósforo, potássio e carbono do tecido vegetal. O cultivo consorciado de plantas de cobertura proporcionou produção de matéria seca estatisticamente semelhante àquela da aveia e do nabo em culturas isoladas e superior à da ervilhaca. O acúmulo de N na fitomassa dos tratamentos envolvendo consórcio de aveia + ervilhaca não diferiu daquele da ervilhaca isolada e, na média dos três anos, foi superior ao da aveia isolada em 32 kg ha-1 de N. Consorciando aveia + ervilhaca, houve um aumento médio de 67 % na relação C/N da fitomassa, em relação à ervilhaca. As plantas de cobertura proporcionaram maior produção de MS e foram mais eficientes no acúmulo de N, P e K do que a vegetação espontânea do pousio invernal. Os resultados indicaram que o consórcio de aveia + ervilhaca e de aveia + nabo no outono/inverno proporcionou maior produção de biomassa do que o cultivo isolado de cada espécie, pois combinou a elevada capacidade de produção de fitomassa de aveia e nabo com a fixação de N2 atmosférico da ervilhaca.