Disponibilidade de fósforo em solos cultivados com arroz irrigado por alagamento no Rio Grande do Sul

Nos solos cultivados com arroz irrigado por alagamento no Estado do Rio Grande do Sul, a maior fração do P inorgânico está ligada a óxidos de Fe. Espera-se que um extrator que tenha a capacidade de extrair o P adsorvido a estes óxidos possa ser mais eficiente para avaliar a disponibilidade de P para as plantas de arroz. Considerando o exposto, realizou-se um experimento, em casa de vegetação, com amostras de cinco solos do Rio Grande do Sul com o objetivo de avaliar a disponibilidade de P no solo para o arroz. Foram testados os seguintes métodos: Mehlich-1, Mehlich-3, resina de troca aniônica em lâminas, Olsen e P-oxalato a pH 6. Os solos foram previamente incubados com três doses de P na forma de superfosfato triplo e, posteriormente, cultivados com arroz, em condições reduzidas, durante 38 dias. Os coeficientes de determinação obtidos entre o P acumulado pelas plantas de arroz e o P extraído dos solos foram: 0,83* para o Mehlich-1, 0,81* para o Mehlich-3, 0,88* para a resina de troca, 0,85* para o Olsen e 0,59* para o P-oxalato. A separação dos solos em dois grupos segundo o material de origem e os teores de óxidos de Fe de baixa cristalinidade, extraídos com oxalato a pH 6, resultou em melhor eficiência dos métodos testados para avaliar a disponibilidade do P para o arroz.

Formas de fósforo no solo sob pastagens naturais submetidas à adição de fosfatos

A maioria das pastagens naturais no bioma Campos no sul do Brasil cresce em solos com baixa disponibilidade de fósforo (P), mas com altos teores de P total e de P orgânico. Este trabalho objetivou avaliar as alterações nas formas de P no solo, ao longo de um ciclo de crescimento de pastagens naturais, decorrentes da aplicação de fontes de fosfato. Em três experimentos instalados em áreas de pastagem natural, foi aplicado P nas formas de hiperfosfato de Gafsa, superfosfato triplo e testemunha, arranjados em blocos casualizados com três repetições. Nos experimentos instalados no município de Candiota, RS, em pastagens naturais sob Luvissolo Úmbrico e Neossolo Litólico, foram aplicados 100 kg ha-1 de P2O5 em setembro de 2010. Na pastagem sob Argissolo Vermelho no município de Santa Maria, RS, foram aplicados 180, 90, 100 e 100 kg ha-1 de P2O5 nos anos de 1997, 1998, 2002 e 2010, respectivamente. Amostras de solo foram coletadas (0-10 cm) ao longo da estação de crescimento da pastagem (0, 55, 116, 171 e 232 dias, após aplicação do fosfato em Candiota; e 0, 50, 83, 129, 159 e 186 dias, após aplicação do fosfato em Santa Maria). Foram analisados os teores de P disponível por resina de troca aniônica, o P imobilizado na biomassa microbiana do solo, o P extraído por NaOH 0,1 mol L-1, o P orgânico total e o P total. Os teores de P disponível aumentaram rapidamente com a aplicação de fosfato solúvel, mas no final do período de avaliação esses se equivaleram ao do fosfato natural, que foi semelhante à testemunha. A aplicação de fertilizantes fosfatados sob pastagens naturais com baixa disponibilidade de P aumentou a importância das frações inorgânicas lábeis às plantas, tornando-as menos dependentes da mineralização das frações orgânicas. As frações orgânicas, inclusive o P microbiano, não são bons indicadores da biodisponibilidade de P em pastagens naturais sob Argissolos, Neossolos e Luvissolos do sul do Brasil fertilizadas com fosfatos.

Análise de especiação redox de arsênio in situ usando a técnica de difusão de filmes finos por gradiente de concentração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Adsorção e disponibilidade de fósforo para o crescimento inicial de mamoneira em solos com diferentes classes texturais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fertilização fosfatada no desempenho agronômico e acúmulo de nutrientes do meloeiro

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Efeito da moagem do solo no teor de fósforo disponivel por Mehlich-1, resina em esferas e em lâmina

A moagem intensa de amostras de solo é necessária à utilização do método da resina de troca iônica, para a determinação do P disponível, adotado em alguns laboratórios no Brasil. Como conseqüência dessa moagem, espera-se a extração de P da fração lábil do interior de agregados, aumentando o teor "disponível" e, por outro lado, aumentando a superfície específica da amostra, expondo sítios adicionais de adsorção e fixação de P. Objetivou-se com este trabalho conhecer o efeito de diferentes graus de moagem das amostras de solo sobre a eficiência de extração do Mehlich-1 e da resina na forma de esferas e de lâminas na determinação do P disponível em amostras de solo. Para isso, realizaram-se dois experimentos, um constituído por amostras superficiais de 14 solos não cultivados, nas quais foram determinados os teores de P pelos métodos: Mehlich-1, resina em esfera e resina em lâmina com amostras de solo submetidas a diferentes graus de moagem. No segundo experimento, utilizaram-se os mesmos métodos de extração em amostras de três solos, dos 14 solos utilizados no experimento anterior, adubados e cultivados com milho. Os resultados mostraram que a moagem das amostras de solo não aumentou a extração de P pelo Mehlich-1 e resina em lâmina. Todavia, para a resina em esfera, a moagem causou aumento da extração de P, principalmente para os solos adubados e cultivados. O P determinado pelos métodos correlacionou-se bem com a resposta vegetal, embora essa correlação, quando as amostras foram moídas, tenha sido inferior.

Fluxo difusivo de micronutrientes catiônicos afetado pelo tipo, dose e época de incorporação de adubos verdes ao solo

Os solos brasileiros, principalmente os do cerrado, são bastante intemperizados e pobres em alguns micronutrientes catiônicos na solução do solo. A utilização de técnicas de manejo, como a adubação verde, pode favorecer o fluxo difusivo (FD) e a disponibilidade desses nutrientes para as plantas. O presente trabalho visou avaliar se a incorporação de adubos verdes ao solo, em diferentes doses e épocas, modifica o FD e a forma iônica de transporte dos micronutrientes Zn, Cu, Fe e Mn no solo. Para tanto, foram incorporados dois resíduos vegetais largamente cultivados como adubo verde: o feijão guandu (Cajanus cajan) ou o milheto (Pennisetum americanum) por diferentes períodos (0, 15, 25, 35, 45 e 55 dias) e doses (0, 9, 18 e 36 t ha-1) num Latossolo Vermelho, argiloso, em condições de laboratório. Para avaliar o FD, utilizaram-se resinas de troca aniônica (positivamente carregada) e de troca catiônica (negativamente carregada) na forma de lâmina, incubadas junto ao solo em câmaras de difusão durante 15 dias. Os resultados obtidos demonstraram que houve aumento do FD do Cu e do Fe com o aumento das doses de material vegetal, principalmente no início do período de incubação, e maior fluxo desses dois micronutrientes para a resina aniônica em relação à catiônica, possivelmente por ser o seu transporte no solo mais dependente da formação de complexos organometálicos com carga líquida negativa. Já para Zn e Mn, o fluxo difusivo foi maior para a resina catiônica. O aumento do tempo de incubação favoreceu o fluxo difusivo de Mn e Zn e reduziu o do Cu e Fe.

Recuperação e purificação de proteínas do soro de queijo tipo coalho usando cromatografia de troca iônica e interação hidrofóbica em leito na forma expandida

Expanded Bed Adsorption plays an important role in the downstream processing mainly for reducing costs as well as steps besides could handling cells homogenates or fermentation broth. In this work Expanded Bed Adsorption was used to recover and purify whey proteins from coalho cheese manufacture using Streamline DEAE and Streamline SP both ionic resins as well as a hydrophobic resin Streamline Phenyl. A column of 2.6 cm inner diameter with 30 cm in height was coupled to a peristaltic pump. Hydrodynamics study was carried out with the three resins using Tris-HCl buffer in concentration of 30, 50 and 70 mM, with pH ranging from 7.0 to 8.0. In this case, assays of the expansion degree as well as Residence Time Distribution (RTD) were carried out. For the recovery and purification steps, a whey sample of 200 mL, was submitted to a column with 25mL of resin previously equilibrated with Tris/HCl (50 mM, pH 7.0) using a expanded bed. After washing, elution was carried out according the technique used. For ionic adsorption elution was carried out using 100 mL of Tris/HCl (50 mM, pH 7.0 in 1M NaCl). For Hydrophobyc interaction elution was carried out using Tris/HCl (50 mM, pH 7.0). Adsorption runs were carried out using the three resins as well as theirs combination. Results showed that for hydrodynamics studies a linear fit was observed for the three resins with a correlation coefficient (R2) about 0.9. In this case, Streamline Phenyl showed highest expansion degree reaching an expansion degree (H0/H) of 2.2. Bed porosity was of 0.7 when both resins Streamline DEAE and Streamline SP were used with StremLine Phenyl showing the highest bed porosity about 0.75. The number of theorical plates were 109, 41.5 and 17.8 and the axial dipersion coefficient (Daxial) were 0.5, 1.4 and 3.7 x 10-6 m2/s, for Streamline DEAE, Streamline SP and Streamline Phenyl, respectively. Whey proteins were adsorved fastly for the three resins with equilibrium reached in 10 minutes. Breakthrough curves showed that most of proteins stays in flowthrough as well as washing steps with 84, 77 and 96%, for Streamline DEAE, Streamline SP and Streamline Phenyl, respectively. It was observed protein peaks during elution for the three resins used. According to these peaks were identified 6 protein bands that could probably be albumin (69 KDa), lactoferrin (76 KDa), lactoperoxidase (89 KDa), β-lactoglobulin (18,3 KDa) e α-lactoalbumin (14 KDa), as well as the dimer of beta-lactoglobulin. The combined system compound for the elution of Streamline DEAE applied to the Streamline SP showed the best purification of whey proteins, mainly of the α-lactoalbumina

Relações entre fósforo extraído por resina e respostas da cultura do alho vernalizado à adubação fosfatada em cinco solos com e sem adubação orgânica

Estudaram-se respostas à adubação fosfatada pelo alho vernalizado cv. Roxo Pérola de Caçador em cinco solos com diferentes classes texturais, com e sem adubação orgânica, visando contribuir para o estabelecimento de curva de calibração para fósforo extraído por resina de troca iônica. Foram instalados dois experimentos entre maio e outubro de 1995 e 1996, em vasos (16 L), em casa de vegetação telada do Departamento de Ciência do Solo da Faculdade de Ciências Agronômicas/UNESP, município de Botucatu (SP). Cada experimento constituiu um fatorial com cinco solos e seis doses de fósforo (original, 50, 100, 200, 400 e 800 mg dm-3 de P). A adubação orgânica foi aplicada apenas no primeiro ano, na dosagem de 40 t ha-1 de esterco bovino decomposto. Verificou-se que a aplicação de matéria orgânica dificultou a discriminação dos níveis de fósforo extraído pela resina entre os tratamentos com menores doses de adubação fosfatada. A elevação nos níveis de fósforo aumentou a concentração de clorofila e de N, P, K e Mn e reduziu a concentração de Mg nas folhas; não foram observados efeitos antagônicos do P sobre a absorção de Zn. O nível crítico de fósforo extraído pela resina para os solos utilizados situou-se em torno de 50 mg dm-3 de P, enquanto a concentração foliar crítica de fósforo nas plantas de alho foi de 2,5 g kg-1 de P. A adubação orgânica, na dosagem recomendada para o estado de São Paulo, pode substituir a adubação fosfatada na cultura do alho vernalizado.

Resistência de plântulas de pepineiro a Colletotrichum lagenarium induzida por frações de extrato de Saccharomyces cerevisiae

O objetivo deste trabalho foi purificar frações do extrato de Saccharomyces cerevisiae que induzam a resistência do pepineiro a Colletorichum lagenarium e determinar sua eficiência na proteção de plântulas, em casa de vegetação. A suspensão de células da levedura, seus extratos brutos aquosos autoclavados por 4 e 10 horas, duas frações (sobrenadante e precipitado) resultantes da precipitação etanólica do extrato bruto (4 horas) e as frações do sobrenadante identificadas na cromatografia de troca aniônica foram aplicados a cotilédones de plântulas de pepino. A suspensão de células de levedura não apresentou controle significativo da doença. Os extratos brutos autoclavados reduziram a severidade da antracnose entre 82 a 86% e as frações resultantes da precipitação etanólica em 98%. As frações do sobrenadante não ligadas à resina DEAE-celulose (pico I da cromatografia) ou ligadas à resina (pico II) - constituídas principalmente por carboidratos - foram as mais efetivas na indução de resistência nas plântulas e reduziram a severidade da antracnose em 81 e 72%, respectivamente. A autoclavagem de extratos brutos aquosos de S. cerevisiae é necessária para a extração de moléculas eliciadoras da resistência a C. lagenarium, em cotilédones de pepineiro.

Produção de xarope de açúcar invertido obtido por hidrólise heterogênea, através de planejamento experimental

A utilização de açúcar líquido na indústria alimentícia constitui em vantagem nas aplicações onde o açúcar é adicionado em solução. O xarope de açúcar invertido reúne a elevada solubilidade da frutose à difícil cristalização da glicose, aumentando seu poder edulcorante e diminuindo os riscos de cristalização. Essas propriedades contribuem para aumentar o valor desses xaropes para uso em vários produtos alimentícios, sobretudo na indústria de refrigerantes. O produto de maior interesse comercial é aquele com nível de inversão próximo a 55%, pois nessa faixa a solubilidade é máxima possibilitando trabalhar com concentrações em torno de 76,5% de sólidos solúveis, diminuindo assim a susceptibilidade à contaminação microbiana, sem riscos de cristalização. O objetivo deste trabalho foi desenvolver as etapas de produção do xarope de açúcar invertido produzido a partir de resinas de troca-iônica, visando obter um produto final de alta qualidade que atenda às necessidades da indústria de refrigerantes, utilizando como ferramenta o planejamento experimental. O processo de obtenção do xarope invertido foi iniciado com a descoloração do xarope de sacarose através de duas colunas contendo resina aniônica, para então ser invertido pela eluição numa coluna de resina catiônica. O produto obtido foi isento de qualquer objeção ao paladar, inodoro, praticamente livre de cor (56 ICUMSA) e hidroximetil furfural (11ppm). A contagem microbiológica para fungos, leveduras e bactérias foi menor que 1 unidade/mL.

Relações entre fósforo extraído por resina e respostas da cultura do alho vernalizado à adubação fosfatada em cinco solos com e sem adubação orgânica

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

Estudo de métodos de tratamento de efluentes (troca iônica e eletroquímico) separados e sequenciais para eliminação de derivados de petróleo

The produce of waste and the amount of the water produced coming from activities of petroleum production and extraction has been a biggest challenge for oil companies with respect to environmental compliance due to toxicity. The discard or the reuse this effluent containing organic compounds as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) can cause serious environmental and human health problems. Thus, the objective this paper was study the performance of two process (separately and sequential) in one synthetic effluent for the benzene, toluene and xylene removal (volatile hydrocarbons presents in the produced water) through of electrochemical treatment using Ti/Pt electrode and exchange resin ionic used in the adsorption process. The synthetic solution of BTX was prepared with concentration of 22,8 mg L-1, 9,7 mg L-1 e 9,0 mg L-1, respectively, in Na2SO4 0,1 mol L-1. The experiments was developed in batch with 0.3 L of solution at 25ºC. The electrochemical oxidation process was accomplished with a Ti/Pt electrode with different current density (J = 10, 20 e 30 mA.cm-2). In the adsorption process, we used an ionic exchange resin (Purolite MB 478), using different amounts of mass (2,5, 5 and 10 g). To verify the process of technics in the sequential treatment, was fixed the current density at 10 mA cm-2 and the resin weight was 2.5 g. Analysis of UV-VIS spectrophotometry, chemical oxygen demand (COD) and gas chromatography with selective photoionization detector (PID) and flame ionization (FID), confirmed the high efficiency in the removal of organic compounds after treatment. It was found that the electrochemical process (separate and sequential) is more efficient than absorption, reaching values of COD removal exceeding 70%, confirmed by the study of the cyclic voltammetry and polarization curves. While the adsorption (separately), the COD removal did not exceed 25,8%, due to interactions resin. However, the sequential process (electrochemical oxidation and adsorption) proved to be a suitable alternative, efficient and cost-effectiveness for the treatment of effluents petrochemical.

Purificação, modelagem e simulação da adsorção de bioprodutos por troca iônica em coluna de leito expandido

A produção de proteínas através de microrganismos tornou-se uma técnica muito importante na obtenção de compostos de interesse da indústria farmacêutica e alimentícia. Extratos brutos nos quais as proteínas são obtidas são geralmente complexos, contendo sólidos e células em suspensão. Usualmente, para uso industrial destes compostos, é necessário obtê-los puros, para garantir a sua atuação sem interferência. Um método que vem recebendo destaque especialmente nos últimos 10 anos é o uso da cromatografia de troca iônica em leito expandido, que combina em uma única etapa os passos de clarificação, concentração e purificação da molécula alvo, reduzindo assim o tempo de operação e também os custos com equipamentos para realização de cada etapa em separado. Combinado a este fato, a última década também é marcada por trabalhos que tratam da modelagem matemática do processo de adsorção de proteínas em resinas. Está técnica, além de fornecer informações importantes sobre o processo de adsorção, também é de grande valia na otimização da etapa de adsorção, uma vez que permite que simulações sejam feitas, sem a necessidade de gasto de tempo e material com experimentos em bancada, especialmente se é desejado uma ampliação de escala. Dessa forma, o objetivo desta tese foi realizar a modelagem e simulação do processo de adsorção de bioprodutos em um caldo bruto na presença de células, usando inulinase e C-ficocianina como objeto de estudo e purificar C-ficocianina utilizando resina de troca iônica em leito expandido. A presente tese foi então dividida em quatro artigos. O primeiro artigo teve como objeto de estudo a enzima inulinase, e a otimização da etapa de adsorção desta enzima em resina de troca iônica Streamline SP, em leito expandido, foi feita através da modelagem matemática e simulação das curvas de ruptura em três diferentes graus de expansão (GE). As máximas eficiências foram observadas quando utilizadas maiores concentrações de inulinase (120 a 170 U/mL), e altura de leito entre 20 e 30 cm. O grau de expansão de 3,0 vezes foi considerado o melhor, uma vez que a produtividade foi consideravelmente superior. O segundo artigo apresenta o estudo das condições de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica, onde foi verificado o efeito do pH e temperatura na adsorção e após construída a isoterma de adsorção. A isoterma de adsorção da C-ficocianina em resina Streamline Q XL feita em pH 7,5 e a 25°C (ambiente), apresentou um bom ajuste ao modelo de Langmuir (R=0,98) e os valores qm (capacidade máxima de adsorção) e Kd (constante de equilíbrio) estimados pela equação linearizada da isoterma, foram de 26,7 mg/mL e 0,067mg/mL. O terceiro artigo aborda a modelagem do processo de adsorção de extrato não clarificado de C-ficocianina em resina de troca iônica Streamline Q XL em coluna de leito expandido. Três curvas de ruptura foram feitas em diferentes graus de expansão (2,0, 2,5 e 3,0). A condição de adsorção de extrato bruto não clarificado de C-ficocianina que se mostrou mais vantajosa, por apresentar maior capacidade de adsorção, é quando se alimenta o extrato até atingir 10% de saturação da resina, em grau de expansão 2,0, com uma altura inicial de leito de 30 cm. O último artigo originado nesta tese foi sobre a purificação de C-ficocianina através da cromatografia de troca iônica em leito expandido. Uma vez que a adsorção já havia sido estudada no artigo 2, o artigo 4 enfoca na otimização das condições de eluição, visando obter um produto com máxima pureza e recuperação. A pureza é dada pela razão entre a absorbância a 620 nm pela absorbância a 280 nm, e dizse que quando C-ficocianina apresenta pureza superior a 0,7 ela pode ser usada em como corante em alimentos. A avaliação das curvas de contorno indicou que a faixa de trabalho deve ser em pH ao redor de 6,5 e volumes de eluição próximos a 150 mL. Tais condições combinadas a uma etapa de pré-eluição com 0,1M de NaCl, permitiu obter C-ficocianina com pureza de 2,9, concentração 3 mg/mL, e recuperação ao redor de 70%.

Níveis críticos de fósforo em solos cultivados com cana-de-açúcar em Pernambuco

Em Pernambuco, a disponibilidade de P é avaliada sem se considerarem características físicas, químicas, ou, mineralógicas dos solos. Este trabalho teve como objetivos determinar os níveis críticos de P em diferentes solos, utilizando-se diferentes extratores químicos, considerando-se a quantidade e a qualidade da fração argila e relacionar as características físicas, químicas e mineralógicas dos solos com os níveis críticos de P. Os solos foram classificados como: Argissolo Amarelo distrocoeso (PAdx); Latossolo Amarelo distrófico (LAd); Argissolo Amarelo distrófico (PAd); Gleissolo háplico eutrófico (GXve) e Espodossolo cárbico duripânico (EKo). Os tratamentos consistiram em sete doses de P, determinadas de acordo com a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram coletadas amostras de solo na área útil das parcelas. Essa amostragem foi realizada 30 dias após o plantio e aplicação das doses de P, numa profundidade de 0,0-0,2 m. Nessas amostras, determinaram-se o teor de P pelos extratores Mehlich-1, Mehlich-3, Bray-1 e Resina de Troca Iônica (RTA). Com os teores de P no solo e a produção agrícola, determinaram-se os níveis críticos de P no solo. A RTA extraiu mais P independentemente do tipo de solo. Os níveis críticos de P no solo foram dependentes da CMAP, da quantidade de argila e do P remanescente (P-rem), quando o extrator para avaliação do P disponível foi o Mehlich-1. Os níveis críticos no solo determinados pela RTA não foram dependentes de nenhuma característica química e, ou, física dos solos.