Colonização de raízes de tomateiro por Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici em solução nutritiva com três fontes de nitrogênio

Os objetivos do presente trabalho foram os de avaliar o efeito do pH sobre a germinação de conídios e o crescimento miceliano de F. oxysporum f. sp. lycopersici e o efeito da fonte de nitrogênio sobre o início do processo de infecção de raízes de mudas de tomateiro (Lycopersicon esculentum). Inicialmente quantificou-se a porcentagem de germinação dos conídios e o crescimento miceliano em meio Caldo Nutritivo com pH variando de 2,0 a 11,0. O pH do meio foi também medido ao final de 14 dias de crescimento do fungo. Avaliou-se, ainda, por meio de isolamentos e observações ao microscópio óptico, o efeito das fontes de nitrogênio sobre o processo de infecção e colonização das raízes. Utilizou-se a cultivar Kada Gigante e solução nutritiva contendo como fontes de nitrogênio N-NH4+, N-NO3- e N-NH4NO3, seguido da adição ou não de conídios do patógeno. As avaliações de pH da solução, das alterações morfológicas da raiz e da colonização pelo patógeno foram feitas até 240 h após a infestação. O N-NO3- proporcionou maiores valores de pH e favoreceu o desenvolvimento radicular, com aumento do tamanho e número de pêlos radiculares, e redução da taxa de adesão de conídios e da colonização por F. oxysporum f. sp. lycopersici comparado a N-NH4NO3 e, principalmente, N-NH4+. Estes resultados, porém, devem-se, mais provavelmente, ao desbalanço iônico nas plantas supridas com N-NH4+, do que ao efeito simples da variação de pH da rizosfera. O patógeno mostrou-se hábil em se desenvolver em faixa ampla de pH, 3 a 9, em meio de cultura.

Influência de diferentes doses de fósforo no crescimento de mudas de angico-vermelho (Parapiptadenia rigida (Bentham) Brenan)

Este experimento foi realizado com o objetivo de estudar os efeitos de diferentes doses de fósforo no crescimento de mudas de angico-vermelho (Parapiptadenia rigida). Como substrato foi utilizado Argissolo Vermelho-Amarelo, coletado na camada superficial (0-20 cm), e como adubação complementar foram adicionados 10 mg/kg de N e 12,5 kg de K, cujas fontes foram (NH4)2SO4 e KCl, respectivamente. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com oito tratamentos e oito repetições, totalizando 64 parcelas, de uma planta cada. Os tratamentos foram constituídos por testemunha (solo sem adição de fósforo) e 90, 180, 270, 360, 450, 540 e 630 mg/kg de P (utilizando CaHPO4 como sal). Os recipientes utilizados foram vasos de polipropileno com capacidade de 2 dm³. A umidade dos vasos foi mantida em 80% da capacidade de campo. Após 130 dias foram avaliados os parâmetros altura da parte aérea, diâmetro do colo, biomassa acima do solo, biomassa radicular e biomassa total. A dose de 450 mg/kg de P resultou no maior crescimento das plantas de Parapiptadenia rigida.

Evaluation of the throughfall and stemflow nutrient contents in mixed and pure plantations of Acacia mangium, Pseudosamenea guachapele and Eucalyptus grandis

The interception of the rainfall by the forest canopy has great relevance to the nutrient geochemistry cycle in low fertility tropical soils under native or cultivated forests. However, little is known about the modification of the rainfall water quality and hydrological balance after interception by the canopies of eucalyptus under pure and mixed plantations with leguminous species, in Brazil. Samples of rainfall (RF), throughfall (TF) and stemflow (SF) were collected and analyzed in pure plantations of mangium (nitrogen fixing tree -NFT), guachapele (NFT) and eucalyptus (non-nitrogen fixing tree -NNFT) and in a mixed stand of guachapele and eucalyptus in Seropédica, State of Rio de Janeiro, Brazil. Nine stemflow collectors (in selected trees) and nine pluviometers were randomly disposed under each stand and three pluviometers were used to measure the incident rainfall during 5.5 months. Mangium conveyed 33.4% of the total rainfall for its stem. An estimative based on corrections for the average annual precipitation (1213 mm) indicated that the rainfall's contribution to the nutrient input (kg ha-1) was about 8.42; 0.95; 19.04; 6.74; 4.72 and 8.71 kg ha-1 of N-NH4+, P, K+, Ca+2, Mg+2 and Na+, respectively. Throughfall provided the largest contributions compared to the stemflow nutrient input. The largest inputs of N-NH4+ (15.03 kg ha-1) and K+ (179.43 kg ha-1) were observed under the guachapele crown. Large amounts of Na+ denote a high influence of the sea. Mangium was the most adapted species to water competitiveness. Comparatively to pure stand of eucalyptus, the mixed plantation intensifies the N, Ca and Mg leaching by the canopy, while the inputs of K and P were lower under these plantations.

Características simbióticas e fenotípicas de Azorhizobium doebereinerae, microissimbiote de Sesbania virgata

Foram realizados quatro experimentos em casa de vegetação. O primeiro e o segundo experimentos tiveram por objetivo verificar a capacidade de nodulação e a eficiência simbiótica de Sesbania virgata com estirpes de rizóbio homólogas (isoladas de nódulos da mesma espécie inoculada com amostras de solos da floresta amazônica e do Sudeste brasileiro, identificadas como Azorhizobium doebereinerae) e com estirpes de rizóbio isoladas de outras espécies de leguminosas. No terceiro e quarto experimentos, o objetivo foi analisar se a presença de A. doebereinerae em solos de diferentes ecossistemas, em dois municípios do Sul de Minas Gerais, estava relacionada com a presença de S. virgata. Em todos os experimentos foram adicionados três tratamentos- controle para verificar a ausência de contaminação e adequação das condições experimentais para expressão da eficiência simbiótica, além servirem de referências para comparação dos demais tratamentos. Dois controles foram sem inoculação: um sem nitrogênio mineral e outro em que foi adicionado nitrogênio mineral (35 mg.L-1 N- NH4 NO3). No terceiro controle, foi inoculada a estirpe BR 5401T, recomendada como inoculante para S. virgata e também estirpe tipo de A. doebereinerae. Os tratamentos foram aplicados sete dias após a repicagem das sementes para os frascos de vidro contendo 800 mL de solução nutritiva sem nitrogênio, onde permaneceram durante 50 dias. Objetivou-se, ainda, estudar a diversidade cultural e fenotípica de isolados de A. doebereinerae de solos da Amazônia e dos isolados obtidos nos experimentos III e IV. No primeiro e segundo experimentos, verificou-se que S. virgata somente nodulou quando foi inoculada com estirpes de rizóbio homólogas. No terceiro e quarto experimentos, observou-se que S. virgata nodulou somente com a inoculação de amostras de solos coletadas próximas de S. virgata. Concluiu-se que os isolados de A. doebereinerae de solos da Amazônia e os isolados dos experimentos III e IV, de solos de Minas Gerais, apresentaram alta similaridade simbiótica e fenotípica entre si e com a estirpe BR 5401T e a simbiose entre S. virgata e A. doebereinerae, independentemente da estirpe, foi altamente eficiente.

Crescimento de mudas de Gonçalo-Alves (Astronium fraxinifolium) sob diferentes fontes e doses de nitrogênio

A degradação do cerrado e a perda de sua biodiversidade demandam a revegetação de áreas desse bioma, onde existem espécies com potencial de uso econômico e ambiental pouco conhecidos. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito de diferentes fontes e doses de nitrogênio sobre o crescimento de mudas de Gonçalo-Alves (Astronium fraxinifolium), espécie arbórea nativa do cerrado ameaçada de extinção. O experimento foi realizado em estufa na UNESP/Campus de Ilha Solteira. O solo utilizado (Latossolo Vermelho) foi coletado na profundidade de 0,0 a 0,20 m, em Selvíria (MS). As fontes de nitrogênio utilizadas ((NH4)2SO4, NH4NO3 e Ca(NO3)2) foram aplicadas nas doses de 0; 50; 100; 150 e 200 mg dm-3. O N aplicado na forma de Ca(NO3)2 apresentou melhor resultado para o solo utilizado. O crescimento das mudas de Gonçalo-Alves não foi influenciado pelas diferentes fontes de N, mas respondeu às doses. A altura da planta, o diâmetro do coleto, o teor de clorofila foliar, o peso da matéria fresca e seca da parte aérea e do sistema radicular, o peso seco total, bem como o IQD e a razão entre o peso da matéria seca da parte aérea e do sistema radicular, apresentaram valor máximo para doses que variaram de 59,0 a 72,5 mg dm-3 de N, permitindo sugerir a dose de 72,5 mg dm-3 de N como suficiente para o crescimento satisfatório de mudas de Gonçalo-Alves.

Tratamento de águas residuárias de fecularia por meio de lagoas de estabilização

Embora o uso de lagoas de tratamento seja uma tecnologia amplamente conhecida e utilizada para resíduos orgânicos, no caso específico dos resíduos líquidos da industrialização da mandioca, as experiências são reduzidas. Assim, o objetivo deste trabalho foi de avaliar a eficiência na redução da carga poluidora de lagoas de tratamento de resíduos líquidos de fecularia. Para tanto, foram coletadas amostras na entrada do sistema e em cada uma das sete lagoas da Fecularia Horizonte, em Marechal Cândido Rondon - PR, no período de maio a setembro de 2004. Os seguintes parâmetros foram avaliados: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Sólidos Totais (ST), Sólidos Fixos (SF), Sólidos Voláteis (SV), N-NH4+, Condutividade Elétrica (CE), Fósforo (P), Cloretos (CL-) e pH. O sistema promoveu redução de 96,3% de DQO e 96,4% de DBO, e fósforo e sólidos apresentaram comportamento semelhante. Já N-NH4+, CL- e CE oscilaram durante o sistema com redução, sobretudo nas lagoas de polimento.

Uniformidade de distribuição do potássio e do nitrogênio em sistema de irrigação por gotejamento

O uso da fertirrigação possibilita a obtenção de bons resultados, todavia é notada a necessidade de trabalhos que venham possibilitar a adoção correta da técnica. Dessa forma ,o presente trabalho buscou comparar a uniformidade de distribuição do potássio e do nitrogênio em sistema de irrigação por gotejamento. A solução de fertilizantes foi injetada durante 25 minutos, sendo recolhidas amostras de solução em diferentes momentos, durante e após ter sido finalizada a operação de injeção, tendo sido especificado o tempo de 35 minutos após o início da operação de injeção da solução de fertilizantes, como tempo-limite para a coleta da última amostra. As amostras coletadas tiveram os teores de potássio (K+) e nitrogênio (NO3- + NH4+) determinados. Com os resultados obtidos, concluiu-se que não houve variação significativa da uniformidade de distribuição de nitrogênio e de potássio no sistema de irrigação por gotejamento; maiores tempos de funcionamento de sistemas de irrigação, quando em operação de fertirrigação, possibilitam melhores uniformidades de distribuição do fertilizante, e deve-se calcular o tempo de lavagem do sistema de irrigação, pois é uma forma de melhorar a uniformidade de distribuição do fertilizante no campo.

Kinetic behavior of nitrification in the post-treatment of poultry wastewater in a sequential batch reactor

A sequential batch reactor with suspended biomass and useful volume of 5 L was used in the removal of nutrients and organic matter in workbench scale under optimal conditions obtained by central composite rotational design (CCRD), with cycle time (CT) of 16 h (10.15 h, aerobic phase, and 4.35 h, anoxic phase) and carbon: nitrogen ratio (COD/NO2--N+NO3--N) equal to 6. Complete cycles (20), nitrification followed by denitrification, were evaluated to investigate the kinetic behavior of degradation of organic (COD) and nitrogenated (NH4+-N, NO2--N and NO3--N) matter present in the effluent from a bird slaughterhouse and industrial processing facility, as well as to evaluate the stability of the reactor using Shewhart control charts of individual measures. The results indicate means total inorganic nitrogen (NH4+-N+NO2- -N+NO3--N) removal of 84.32±1.59% and organic matter (COD) of 53.65±8.48% in the complete process (nitrification-denitrification) with the process under statistical control. The nitrifying activity during the aerobic phase estimated from the determination of the kinetic parameters had mean K1 and K2 values of 0.00381±0.00043 min-1 and 0.00381±0.00043 min-1, respectively. The evaluation of the kinetic behavior of the conversion of nitrogen indicated a possible reduction of CT in the anoxic phase, since removals of NO2--N and NO3--N higher than 90% were obtained with only 1 h of denitrification.

Effect of cycle time and airflow in biological nitrogen removal from poultry slaughterhouse wastewater using sequencing batch reactor

This study aimed to evaluate the influence of airflow (0.25, 0.50 and 0.75 L.L-1.min-1) and cycle time (10.45 h, 14.25 h and 17.35 h) on a sequencing batch reactor (SBR) performance in promoting nitrification and denitrification of poultry slaughterhouse wastewater. The operational stages included feeding, aerobic and anoxic reactions, sedimentation and discharge. SBR was operated in a laboratory scale with a working volume of 4 L, keeping 25% of biomass retained inside the reactor as inoculum for the next batch. In the anoxic stage, C: N ratio was maintained between 5 and 6 by adding cassava starch wastewater. A factorial design (22) with five repetitions was designed at the central point to evaluate the influence of cycle time and airflow on total inorganic nitrogen removal (N-NH4++N-NO2-+N-NO3-) and in the whole process (nitrification and denitrification). The highest total inorganic nitrogen removal (93.3%) was observed for airflow of 0.25 L.L-1.min‑1 and a cycle time of 14.25 h. At the end of the experiment, the sludge inside the reactor was characterized by fluorescent in situ hybridization (FISH), indicating the presence of ammonia and nitrite oxidizing bacteria.

HYDROPHOBIC MEMBRANE TECHNOLOGY FOR AMMONIA EXTRACTION FROM WASTEWATERS

ABSTRACT Total Ammoniacal Nitrogen - TAN (NH3 + NH4+) in wastewaters cause environmental degradation concerns due to their negative impacts on air, soil and water. Several technologies are available for TAN removal from the wastewaters. One emerging technology is the use of hydrophobic membrane as non-destructive NH3 extraction. In this paper the authors discuss the uses of gas permeable membrane (GPM) and its physicochemical characteristics that influence gas mass transfer rate, diffusion and recovery mechanisms of NH3 from liquid sources (e.g. animal wastewater). Several aspects of NH3 extraction from liquid manure and other TAN generation sources using GPM technology as well as its applicability for NH3 mitigation from liquid effluents and possible recovery as a nutrient for plant growth are also discussed in this review.

Liberação de CO2, biomassa microbiana e fósforo disponível em solo adicionado de matéria seca de poaia-branca

O presente experimento, inteiramente casualizado, foi desenvolvido em condições de laboratório no Departamento de Defesa Fitossanitária, FCA/UNESP - Botucatu, entre julho e setembro de 1992. Amostras de Areia Quartzosa equivalentes à 40 g de terra seca à 105 oC ± 2 com ou sem adição de 1,9 g de matéria seca de plantas de poaia-branca (Richardia brasiliensis), 0,19 g de nitrogênio (NH4)2SO4 e 0,88 g de apatita de Araxá, foram incubadas no escuro a 25 o C ± 2 , com umidade mantida a 60% da capacidade de retenção de água. Durante a incubação, determinou-se o CO2 liberado, utilizando-se o método de retenção em NAOH seguida de titulometria com HCl; a biomassa microbiana, método de fumigação-incubação; o pH e a quantidade de fósforo extraído por resina. A maior liberação de CO2 ocorreu durante os dez primeiros dias de incubação, com 77% do total de carbono liberado nos tratamentos com adição de poaia, e 37% nos tratamentos sem adição da mesma. A liberação de CO2 foi 57 vezes maior nos tratamentos com poaia em relação ao controle. A poaia também provocou aumentos na biomassa microbiana (média de 8 vezes a biomassa do tratamento controle), e a adição de nitrogênio e/ou fosfato de rocha junto à poaia antecipou os picos de formação de biomassa de 20 para 10 dias de incubação. Os níveis de fósforo disponível foram maiores no tratamento com adição de fosfato de rocha apenas. A poaia também alcalinizou o sistema, não permitindo desta forma, observar-se relação significativa entre pH e teor de fósforo disponível.

Effects of different ammoniacal nitrogen sources on N-metabolism of the atmospheric bromeliad Tillandsia pohliana Mez

Increasing levels of atmospheric ammonia from anthropogenic sources have become a serious problem for natural vegetation. Short-term effects of different ammoniacal sources on the N metabolism of Tillandsia pohliana, an atmospheric bromeliad, were investigated. One-year-old, aseptically grown plants were transferred to a modified Knudson medium lacking N for three weeks. Plants were subsequently transferred to Knudson media supplemented with 0.5, 1.0, or 1.5 mM of N in the forms of NH3 or NH4+ as the sole N source. The activities of glutamine synthetase (GS) and glutamate dehydrogenase (GDH-NADH) were determined after 40 h. The GS activity was stimulated significantly by increasing the levels of the gaseous form. The GDH-NADH activity increased significantly under increasing N concentrations with NH3, while no significant differences were observed with NH4+ as a N source. These results may reflect a faster NH3 absorption by T. pohliana compared to NH4+ uptake. The increased activity of GDH-NADH in NH3 treatment may play a role in protecting the cells from the toxic effects of increased endogenous level of free ammonium. A raise in the concentration of N, especially in the form of NH3, greatly increased the content of free amino acids and soluble proteins. A possible utilisation of T. pohliana to evaluate the changes of atmospheric gaseous ammonia is proposed.

Crescimento e conteúdo de frutanos em plantas de Vernonia herbacea (Vell.) Rusby submetidas à adubação nitrogenada

Vernonia herbacea acumula altas concentrações de frutanos do tipo inulina em seus órgãos subterrâneos de reserva, denominados rizóforos. Foi estudada a influência da adubação nitrogenada no crescimento dessa espécie e na produção de frutanos. Plantas obtidas a partir de fragmentos de rizóforos foram cultivadas em área de cerrado onde receberam três doses de nitrogênio: 6, 12 e 24 kg N.ha-1 na forma de (NH4)2SO4. Plantas jovens, com seis meses de idade, mostraram aumento em altura, área foliar e massa seca da parte aérea e dos rizóforos em resposta ao aumento da dose de nitrogênio. Por outro lado, o teor de frutanos decresceu com o aumento da concentração do nitrogênio. Após doze meses de cultivo, o crescimento das plantas foi estimulado apenas nas doses entre 6 e 12 kg.ha-1 de nitrogênio. Os resultados mostraram, também, que o teor de frutanos em plantas jovens está correlacionado negativamente tanto ao crescimento quanto às concentrações crescentes de nitrogênio. Já as plantas tratadas com 24 kg N.ha-1 chegaram a acumular 6,0 g de frutanos por planta, enquanto nas plantas controle, que não receberam N suplementar, esse valor foi de 3,5 g. Assim, aplicação de 24 kg N.ha-1 é recomendada para uma colheita antecipada (12 meses) visando à produção de frutanos.

Effect of nitrate and ammonium on the growth and protein concentration of Microcystis viridis Lemmermann (Cyanobacteria)

Cyanobacteria are a very important group in aquatic systems, particularly in eutrophic waters. Therefore studies about their success in the environment are essential. Many hypotheses have tried to explain the dominance of Cyanobacteria, and several emphasized the importance of various nitrogen sources for the success of the group. In this study, we measured the effect of ammonium and nitrate on the growth and protein concentration of Microcystis viridis (Cyanobacteria). This species is well-known because bloom formation in eutrophic waters. The study was carried out, in experimental batch cultures, using the WC medium with different nitrogen sources: ammonium, nitrate, ammonium + nitrate (50% ammonium + 50% nitrate) and ammonium at different concentrations (to test for possible NH4+ toxicity). Protein, ammonium and nitrate concentrations were measured at end of each experiment, whereas samples for cell counts were taken daily. Results showed that Microcystis viridis grew faster with ammonium (µ = 0.393 day-1) than with nitrate (µ = 0.263 day-1) and ammonium + nitrate (µ = 0.325 day-1). This pattern is explained by the metabolism of ammonium that presents higher uptake and assimilation rates than nitrate. Maximum cell concentration, however, was higher in the ammonium + nitrate treatment, followed by nitrate treatment. Higher protein concentration were observed in the treatment with nitrate. In the ammonium toxicity test, no difference between the control and NH4+ at 50% was found. Thus, the ammonium concentrations used in these experiments were not toxic. Our results suggest that Cyanobacteria is able to grow on both nitrogen sources even if ammonium may allow faster growth and bloom development.

Effects of nutrient impoverishment on phytoplankton biomass: a mesocosms experimental approach in a shallow eutrophic reservoir (Garças Pond), São Paulo, southeast Brazil

Nutrient impoverishment in mesocosms was carried out in a shallow eutrophic reservoir aiming to evaluate the nutrient removal technique as a method for eutrophication reduction. Garças Pond is located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga Biological Reserve situated in the southeast region of the municipality of São Paulo. Three different treatments were designed, each consisting of two enclosures containing 360 liters of water each. Mesocosms were made of polyethylene bags and PVC pipes, and were attached to the lake bottom. Treatment dilutions followed Carlson's trophic state index modified by Toledo and collaborators, constituting the oligotrophic, mesotrophic, and eutrophic treatments. Ten abiotic and 9 biological samplings were carried out simultaneously. Trophic states previously calculated for the treatments were kept unaltered during the entire experiment period, except for the mesotrophic mesocosms in which TP reached oligotrophic concentrations on the 31st day of the experiment. In all three treatments a reduction of DO was observed during the study period. At the same time, NH4+ and free CO2 rose, indicating decomposition within the enclosures. Nutrient impoverishment caused P limitation in all three treatments during most of the experiment period. Reduction of algal density, chlorophyll a, and phaeophytin was observed in all treatments. Competition for nutrients led to changes in phytoplankton composition. Once isolated and diluted, the mesocosms' trophic state did not change. This led to the conclusion that isolation of the allochthonous sources of nutrients is the first step for the recovery of the Garças Pond.