Análise metagenômica da microbiota de ambientes aquáticos do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The screening for genes in metagenomic libraries from soil creates opportunities to explore the enormous genetic and metabolic diversity of microorganisms. Rivers are ecosystems with high biological diversity, but few were examined using the metagenomic approach. With this objective, a metagenomic library was constructed from DNA soil samples collected at three different points along the Jundiaí-river (Rio Grande do Norte-Brazil). The points sampled are from open area, rough terrain and with the direct incidence of sunlight. This library was analyzed functionally and based in sequence. For functional analysis Luria-Bertani solid medium (LB) with NaCl concentration varied from 0.17M to 0.85M was used for functional analysis. Positives clones resistant to hypersaline medium were obtained. The recombinant DNAs were extracted and transformed into Escherichia coli strain DH10B and survival curves were obtained for quantification of abiotic stress resistance. The sequences of clones were obtained and submitted to the BLASTX tool. Some clones were found to hypothetical proteins of microorganisms from both Archaea and Bacteria division. One of the clones showed a complete ORF with high similarity to glucose-6-phosphate isomerase which participates in the synthesis of glycerol pathway and serves as a compatible solute to balance the osmotic pressure inside and outside of cells. Subsequently, in order to identify genes encoding osmolytes or enzymes related halotolerance, environmental DNA samples from the river soil, from the water column of the estuary and ocean were collected and pyrosequenced. Sequences of osmolytes and enzymes of different microorganisms were obtained from the UniProt and used as RefSeqs for homology identification (TBLASTN) in metagenomic databases. The sequences were submitted to HMMER for the functional domains identification. Some enzymes were identified: alpha-trehalose-phosphate synthase, L-ectoina synthase (EctC), transaminase L-2 ,4-diaminobutyric acid (EctB), L-2 ,4-diaminobutyric acetyltransferase (EctA), L-threonine 3 dehydrogenase (sorbitol pathway), glycerol-3-phosphate dehydrogenase, inositol 3-phosphate dehydrogenase, chaperones, L-proline, glycine betaine binding ABC transporter, myo-inositol-1-phosphate synthase protein of proline simportadora / PutP sodium-and trehalose-6-phosphate phosphatase These proteins are commonly related to saline environments, however the identification of them in river environment is justified by the high salt concentration in the soil during prolonged dry seasons this river. Regarding the richness of the microbiota the river substrate has an abundance of halobacteria similar to the sea and more than the estuary. These data confirm the existence of a specialized response against salt stress by microorganisms in the environment of the Jundiaí river

Avaliação da correlação entre os parâmetros, carbono orgânico total e elementos tóxicos, em solo de um posto de serviço e revenda de combustíveis

Today a major responsibility for the contamination of soil and groundwater and surface water are establishments known as gas stations of fuel which has attracted increasing attention from both the general population as the state agencies of environmental control due to leaks in storage tanks and mainly to disruption of pipe corrosion of tanks and pumping. Other services, like oil changes and car wash are also causes for concern in this type of establishment. These leaks can cause or waste produced, and the contamination of aquifers, serious health problems and public safety, since most of these stations located in urban areas. Based on this, the work was to evaluate soil contamination of a particular service station and fuel sales in the city of Natal, through the quantification of heavy metals like Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn of total organic carbon (TOC) and organic matter using different techniques such as optical emission spectrometry with inductively coupled plasma source (ICP OES), Total Organic Carbon analyzer and gravimetric analysis respectively. And also to characterize the soil through particle size analysis. Samples were taken in 21 georeferenced points and collected in the same period. The soils sampled in sampling stations P3, P5, P6, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P17, P18 and P20 showed the smallest size fractions ranging from fine sand to medium sand. The other study sites ranged from fine sand to medium sand, except the point P8 showed that only the type size medium sand and P19, indicating a particle size of the coarse type. The small correlation of organic matter with the elements studied in this work suggests that these are not of anthropogenic origin but geochemical support

Sistema inteligente para estimar a porosidade em sedimentos a partir da análise de sinais GPR

This Thesis presents the elaboration of a methodological propose for the development of an intelligent system, able to automatically achieve the effective porosity, in sedimentary layers, from a data bank built with information from the Ground Penetrating Radar GPR. The intelligent system was built to model the relation between the porosity (response variable) and the electromagnetic attribute from the GPR (explicative variables). Using it, the porosity was estimated using the artificial neural network (Multilayer Perceptron MLP) and the multiple linear regression. The data from the response variable and from the explicative variables were achieved in laboratory and in GPR surveys outlined in controlled sites, on site and in laboratory. The proposed intelligent system has the capacity of estimating the porosity from any available data bank, which has the same variables used in this Thesis. The architecture of the neural network used can be modified according to the existing necessity, adapting to the available data bank. The use of the multiple linear regression model allowed the identification and quantification of the influence (level of effect) from each explicative variable in the estimation of the porosity. The proposed methodology can revolutionize the use of the GPR, not only for the imaging of the sedimentary geometry and faces, but mainly for the automatically achievement of the porosity one of the most important parameters for the characterization of reservoir rocks (from petroleum or water)

Híbridos experimentais de melão rendilhado cultivados em solo e substrato

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

Avaliação de características morfométricas na relação solo-superfície da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, Jaboticabal (SP)

Com a análise das características morfométricas procura-se entender a relação solo-superfície, em decorrência dos processos erosivos sobre estruturas e litologias variadas. Neste trabalho, objetivou-se avaliar as características morfométricas do padrão de drenagem e do relevo em microbacias hidrográficas de 2ª ordem de magnitude, em Latossolo Vermelho-Escuro e Argissolo Vermelho-Amarelo, com vistas ao planejamento agroambiental da Bacia Hidrográfica do Córrego Rico, município de Jaboticabal, SP. O estudo foi baseado em fotografias aéreas, pancromáticas, verticais na escala 1:35.000 da região administrativa de Ribeirão Preto. Com técnicas de fotointerpretação, foram traçadas a rede de drenagem e respectivas microbacias hidrográficas, onde as variáveis selecionadas foram determinadas. As classes de risco de degradação, resultando no uso potencial do solo, foram determinadas de acordo com o coeficiente de rugosidade. As características do padrão de drenagem e do relevo repercutiram no comportamento hidrológico e litológico das microbacias hidrográficas, possibilitando a diferenciação entre as unidades de solos. A densidade de drenagem e a amplitude altimétrica foram as características que mais contribuíram para o poder discriminatório na relação solo-superfície. Na análise conjunta do potencial de uso do solo, verificou-se, principalmente, adequação para agricultura nos Latossolos e pecuária e, ou, reflorestamento nos Argissolos.

Diversidade e distribuição espacial de artrópodes associados ao solo em agroecossistemas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise multivariada na compactação de um latossolo vermelho cultivado com milho

Os solos submetidos aos sistemas de produção sem preparo estão sujeitos à compactação, provocada pelo tráfego de máquinas, tornando necessário o acompanhamento das alterações do ambiente físico, que, quando desfavorável, restringe o crescimento radicular, podendo reduzir a produtividade das culturas. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de diferentes intensidades de compactação na qualidade física de um Latossolo Vermelho textura média, localizado em Jaboticabal (SP), sob cultivo de milho, usando métodos de estatística multivariada. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis intensidades de compactação e quatro repetições. Foram coletadas amostras indeformadas do solo nas camadas de 0,02-0,05, 0,08-0,11 e 0,15-0,18 m para determinação da densidade do solo (Ds), na camada de 0-0,20 m. As características da cultura avaliadas foram: densidade radicular, diâmetro radicular, matéria seca das raízes, altura das plantas, altura de inserção da primeira espiga, diâmetro do colmo e matéria seca das plantas. As análises de agrupamentos e componentes principais permitiram identificar três grupos de alta, média e baixa produtividade de plantas de milho, segundo variáveis do solo, do sistema radicular e da parte aérea das plantas. A classificação dos acessos em grupos foi feita por três métodos: método de agrupamentos hierárquico, método não-hierárquico k-means e análise de componentes principais. Os componentes principais evidenciaram que elevadas produtividades de milho estão correlacionadas com o bom crescimento da parte aérea das plantas, em condições de menor densidade do solo, proporcionando elevada produção de matéria seca das raízes, contudo, de pequeno diâmetro. A qualidade física do Latossolo Vermelho para o cultivo do milho foi assegurada até à densidade do solo de 1,38 Mg m-3.

Relações solo-paisagem em uma litosseqüência arenito-basalto na região de Pereira Barreto, SP

Os objetivos deste trabalho foram estudar as relações solo-paisagem em uma litosseqüência de transição arenito-basalto e verificar a similaridade dos limites de superfícies geomórficas mapeados no campo com os limites mapeados a partir de técnicas geoestatísticas. Foi realizado o mapeamento de uma área de 530 ha, utilizando-se equipamento de GPS, e em seguida elaborou-se o Modelo de Elevação Digital, que possibilitou o estabelecimento da transeção de 2.100 m a partir do topo. Ao longo da transeção, o terreno foi estaqueado a intervalos regulares de 50 m, nos quais foram realizadas medidas da altitude para confecção do perfil altimétrico. As superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos e estratigráficos, com base em intensas investigações de campo. Coletaram-se amostras de solo em pontos laterais em 67 locais, nas superfícies geomórficas identificadas, nas profundidades de 0,0-0,25 m e 0,80-1,00 m. Além disso, foram abertas trincheiras nos segmentos de vertente inseridos nas superfícies geomórficas mapeadas. As amostras coletadas foram analisadas quanto a densidade do solo, textura, Ca2+, K+, Mg2+, SB, CTC, V, pH (água e KCl), SiO2, Al2O3 e Fe2O3 (ataque por H2SO4), óxidos de Fe livres extraído com ditionito-citrato-bicarbonato e ferro mal cristalizado extraídos com oxalato de amônio. A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. A compartimentação da paisagem em superfícies geomórficas e a identificação do material de origem mostraram-se bastante eficientes para entendimento da variação dos atributos do solo. A análise individual desses atributos por meio de estatística univariada auxiliou na discriminação das três superfícies geomórficas. O uso de técnicas de geoestatística permitiu a confirmação de que mesmo os atributos do solo apresentaram limites próximos aos das superfícies geomórficas.

Alteração da qualidade do solo em zona ripária sob diferentes usos: potencial de poluição para um manancial tropical

The demographic growth press environments that are more susceptible to perturbations, like riparian areas, without knowing about the effects of replacing these natural environments by different land uses on soil quality and, consequently, on watershed. The study of soil quality has evolved as an important tool for soil sustainable management of this component of the biosphere that affects aquatic and terrestrial ecosystems functions. Thus, physical and chemical soil proprieties were measured to assess soil quality under different land uses (agricultural, pasture, urban, industrial and natural vegetation,) in the riparian zone of Extremoz Lake, an important human water source, evaluating whether the soil offers potential risk to water pollution. Data were subjected to descriptive statistics and Principal Component Analysis (PCA). The results showed negative changes in soil quality such as alkalinization and increase in P, Pb, Mn and Zn contents in most anthropized areas. The sandy texture and low organic matter content in all soils showed the fragility of the soil to erosion and leaching of elements in excess to water bodies, evidencing that this soils has potential to diffuse contaminants. Conservative management of soil is necessary to provide an adequate ecological state in riparian zones of the Extremoz Lake, thus allowing controlling and buffering diffuse sources of pollution to this important water supply source

Análise de fauna e flutuação populacional de Carabidae e Staphylinidae (Coleoptera) em sistemas de plantio direto e convencional

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

Adição de areia para dispersão de solos na análise granulométrica

A acurácia da análise granulométrica depende da obtenção de suspensões de solo completamente dispersas e estáveis para possibilitar a separação das suas frações granulométricas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficácia da adição de quantidades e tamanhos de grãos de areia na fase de dispersão da análise granulométrica de solos, visando à maior acurácia na obtenção dos resultados da análise granulométrica. Os solos utilizados foram: Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef), LatossoloVermelho acriférrico (LVwf), Latossolo Vermelho eutrófico (LVe), Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico (PVAe) e Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef). A dispersão das amostras dos solos foi realizada por meio da adição de hidróxido de sódio e agitação rotativa (60 rpm) por 16 h. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com esquema fatorial 6 x 2, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos por seis quantidades (0, 5, 10, 15, 20 e 25 g) e dois diâmetros (2,0-1,0 e 1,0-0,5 mm) de areia, adicionados na fase de dispersão da análise granulométrica dos solos. de acordo com as equações ajustadas, a adição de areia com diâmetro entre 1,0 e 0,5 mm nas quantidades de 21,4 g para LVef, 19,6 g para LVwf e 25,8 g para NVef proporciona, respectivamente para esses solos, aumentos de 50, 38 e 14,5 % nos teores de argila. No LVe e no PVAe não se justifica a adição de areia na análise granulométrica, pois esses solos não apresentaram problemas de dispersão. Os resultados demonstram que a adição de 25 g de areia, com diâmetro entre 1,0 e 0,5 mm, na fase de dispersão da análise granulométrica de solos argilosos com altos teores de óxidos de Fe e com dificuldades de dispersão, é eficiente para promover efetiva dispersão das partículas primárias do solo.

Compactação do solo e intervalo hídrico ótimo no crescimento e na produtividade da cultura do milho

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

Variabilidade espacial de atributos do solo e de fatores de erosão em diferentes pedoformas

As formas do relevo podem ser indicadores da variação dos atributos do solo, pois essa variabilidade é causada por pequenas alterações do declive que afetam os processos pedogenéticos bem como o transporte e o armazenamento de água no perfil do solo. O trabalho foi desenvolvido em Catanduva (SP), com o objetivo de caracterizar a variabilidade espacial de atributos do solo e fatores de erosão em diferentes pedoformas sob cultivo de cana-de-açúcar. de acordo com o modelo de Troeh classificou-se as formas do relevo em duas pedoformas, côncava e convexa. Com a utilização de um DGPS levantaram-se as cotas altimétricas, estabelecendo-se uma malha, com intervalos regulares de 50 m, com 270 pontos na pedoforma côncava e 353 pontos na pedoforma convexa, perfazendo um total de 623 pontos, coletados na profundidade de 0,0 - 0,2 m em uma área de 200 ha. em cada ponto da malha foram determinados os atributos químicos do solo, granulometria, espessura do solo e fatores de erosão locais, tais como erosividade (R), erodibilidade (K), fator topográfico (LS), uso e manejo (C), práticas conservacionistas (P), potencial natural de erosão (PNE), perda de solo (A) e risco de erosão (RE). Os dados foram avaliados primeiramente por uma análise estatística exploratória, calculando-se a média, mediana, variância, coeficiente de variação, coeficiente de assimetria, coeficiente de curtose e teste de normalidade. Posteriormente, a dependência espacial foi verificada por meio da técnica de geoestatística utilizando-se semivariogramas. As maiores perdas de solo, risco de erosão e potencial natural de erosão e menor espessura do solo ocorreram na pedoforma convexa, indicando forte dependência espacial com a forma do relevo. A pedoforma côncava proporcionou maior variabilidade espacial, demonstrando que a forma do relevo condiciona padrões diferenciados de variabilidade. A magnitude da variabilidade dos atributos do solo é mais influenciada pela forma do relevo que pela erosão. A espessura do horizonte A+E integrado com a forma do relevo é um indicador de processos erosivos para classe de Argissolos.

Análise multivariada e variabilidade espacial na estimativa da erodibilidade de um argissolo vermelho-amarelo

A erodibilidade é um fator de extrema importância na caracterização da perda de solo, representando os processos que regulam a infiltração de água e sua resistência à desagregação e o transporte de partículas. Assim, por meio da análise de dependência espacial dos componentes principais da erodibilidade (fator K), objetivou-se estimar a erodibilidade do solo em uma área de nascentes da microbacia do Córrego do Tijuco, Monte Alto-SP, e analisar a variabilidade espacial das variáveis granulométricas do solo ao longo do relevo. A erodibilidade média da área foi considerada alta, e a análise de agrupamento k-means apontou para uma formação de cinco grupos: no primeiro, os altos teores de areia grossa (AG) e média (AM) condicionaram sua distribuição nas áreas planas; o segundo, caracterizado pelo alto teor de areia fina (AF), distribui-se nos declives mais convexos; o terceiro, com altos teores de silte e areia muito fina (AMF), concentrou-se nos maiores declives e concavidades; o quarto, com maior teor de argila, seguiu as zonas de escoamento de água; e o quinto, com alto teor de matéria orgânica (MO) e areia grossa (AG), distribui-se nas proximidades da zona urbana. A análise de componentes principais (ACP) mostrou quatro componentes com 87,4 % das informações, sendo o primeiro componente principal (CP1) discriminado pelo transporte seletivo de partículas principalmente em zonas pontuais de maior declividade e acúmulo de sedimentos; o segundo (CP2), discriminado pela baixa coesão entre as partículas, mostra acúmulo da areia fina nas áreas de menor cota em toda a área de concentração de água; o terceiro (CP3), discriminado pela maior agregação do solo, concentra-se principalmente nas bases de grandes declives; e o quarto (CP4), discriminado pela areia muito fina, distribui-se ao longo das declividades nas maiores altitudes. Os resultados sugerem o comportamento granulométrico do solo, que se mostra suscetível ao processo erosivo devido às condições texturais superficiais e à movimentação do relevo.

Análise espacial de atributos físicos e carbono orgânico em argissolo vermelho-amarelo cultivado com cana-de-açúcar

A agricultura convencional utiliza o solo intensivamente, modificando os seus atributos. Neste estudo, objetivou-se avaliar a variabilidade espacial de alguns atributos físicos e carbono orgânico do solo em um Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado com cana-de-açúcar, usando geoestatística. O trabalho foi realizado em Maracanaú - CE, em uma área de produção de cana-de-açúcar, manejado mediante preparo conservacionista sobre uma cobertura de palhada de cana-de-açúcar. As amostras de solo foram retiradas de uma profundidade de 0,00 - 0,20 m, em uma malha, com intervalo regular de 10 m, totalizando 100 pontos. em cada amostra, foi analisado densidade de partículas, densidade do solo, carbono orgânico, porosidade total, macroposidade e microposidade. O coeficiente de variação indicou variabilidade baixa para densidade de partículas, densidade do solo e porosidade total e média para as variáveis macroporosidade, microporosidade e carbono orgânico. As variáveis analisadas mostraram dependência espacial, a qual foi observada nos mapas de krigagem. A distribuição de poros por tamanho e a porosidade total indicam condições físicas razoavelmente boas, embora com valores de densidade do solo ligeiramente acima do nível considerado adequado para a classe textural do solo.