Legacy effects of grassland management on soil carbon to depth

The importance of managing land to optimise carbon sequestration for climate change mitigation is widely recognised, with grasslands being identified as having the potential to sequester additional carbon. However, most soil carbon inventories only consider surface soils, and most large scale surveys group ecosystems into broad habitats without considering management intensity. Consequently, little is known about the quantity of deep soil carbon and its sensitivity to management. From a nationwide survey of grassland soils to 1 m depth, we show that carbon in grasslands soils is vulnerable to management and that these management effects can be detected to considerable depth down the soil profile, albeit at decreasing significance with depth. Carbon concentrations in soil decreased as management intensity increased, but greatest soil carbon stocks (accounting for bulk density differences), were at intermediate levels of management. Our study also highlights the considerable amounts of carbon in sub-surface soil below 30cm, which is missed by standard carbon inventories. We estimate grassland soil carbon in Great Britain to be 2097 Tg C to a depth of 1 m, with ~60% of this carbon being below 30cm. Total stocks of soil carbon (t ha-1) to 1 m depth were 10.7% greater at intermediate relative to intensive management, which equates to 10.1 t ha-1 in surface soils (0-30 cm), and 13.7 t ha-1 in soils from 30-100 cm depth. Our findings highlight the existence of substantial carbon stocks at depth in grassland soils that are sensitive to management. This is of high relevance globally, given the extent of land cover and large stocks of carbon held in temperate managed grasslands. Our findings have implications for the future management of grasslands for carbon storage and climate mitigation, and for global carbon models which do not currently account for changes in soil carbon to depth with management.

Local and remote tissue injury upon intestinal ischemia and reperfusion depends on the TLR/MyD88 signaling pathway

Innate immune responses against microorganisms may be mediated by Toll-like receptors (TLRs). Intestinal ischemia-reperfusion (i-I/R) leads to the translocation of bacteria and/or bacterial products such as endotoxin, which activate TLRs leading to acute intestinal and lung injury and inflammation observed upon gut trauma. Here, we investigated the role of TLR activation by using mice deficient for the common TLR adaptor protein myeloid differentiation factor 88 (MyD88) on local and remote inflammation following intestinal ischemia. Balb/c and MyD88(-/-) mice were subjected to occlusion of the superior mesenteric artery (45 min) followed by intestinal reperfusion (4 h). Acute neutrophil recruitment into the intestinal wall and the lung was significantly diminished in MyD88(-/-) after i-I/R, which was confirmed microscopically. Diminished neutrophil recruitment was accompanied with reduced concentration of TNF-alpha and IL-1 beta level. Furthermore, diminished microvascular leak and bacteremia were associated with enhanced survival of MyD88(-/-) mice. However, neither TNF-alpha nor IL-1 beta neutralization prevented neutrophil recruitment into the lung but attenuated intestinal inflammation upon i-I/R. In conclusion, our data demonstrate that disruption of the TLR/MyD88 pathway in mice attenuates acute intestinal and lung injury, inflammation, and endothelial damage allowing enhanced survival.

Evaluation of Experimental Autoimmune Uveitis in Mice Treated with FTY720

PURPOSE. FTY720 (fingolimod) is an immunomodulatory drug capable of preventing T-cell migration to inflammatory sites by binding to and subsequently downregulating the expression of sphingosine-1 phosphate receptor 1 (S1P(1)) leading in turn to T-cell retention in lymphoid organs. Additional effects of FTY720 by increasing functional activity of regulatory T cells have recently been demonstrated, raising the conversion of conventional T cells into regulatory T cells and affecting the sequestration of regulatory T cells in normal mice. In this study, the action of FTY720 in the ocular autoimmune model in mice was investigated. METHODS. Mice were immunized with 161-180 peptide and pertussis toxin and were treated with 1 mg/kg/d FTY720 by gavage (7-21 days postimmunization [dpi]) or left untreated. Spleen cells, harvested 21 dpi, were cultured and assayed for cytokine production. Draining lymph node, spleen, and eye cells 21 dpi were assayed for quantification of T-cell populations. Disease severity was evaluated by histologic examination of the enucleated eyes at 21 and 49 dpi. In addition, anti-IRBP antibodies were analyzed by ELISA. RESULTS. FTY720 was effective in suppressing the experimental autoimmune uveitis score. Although there was a reduction in the number of eye-infiltrating cells, FTY did not prevent Treg accumulation at this site. FTY720 leads to a significant increase of CD4(+)IFN-gamma(+) and CD4(+)Foxp3(+) cell percentages in lymph nodes, suggesting that this site could be the source of Treg cells found in the eye. CONCLUSIONS. The data showed that treatment in vivo with FTY720 was able to suppress EAU in mice. These results are indicative of the possible therapeutic use of FTY720 in ocular autoimmune processes. (Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51:2568-2574) DOI:10.1167/iovs.09-4769

Biodiesel do dendê: um estudo de viabilidade econômico financeira no Estado do Pará

O objetivo deste estudo é analisar três modelos de operação de uma usina de extração de óleo de palma, de óleo de palmiste, e de biodiesel, respectivamente, em conjunto com a produção de dendê pela agricultura familiar, visando o fornecimento exclusivo de matéria-prima para a indústria através da parceria com Programa Nacional da Agricultura Familiar. O projeto consiste na construção de uma usina de grande porte, a partir de investimentos de fontes públicas e privadas voltados à construção do complexo industrial e ao financiamento da implantação do cultivo de dendê pelos agricultores. Foram construídos quatro cenários, onde foram analisados os indicadores de performance econômico-financeira de avaliação do arranjo produtivo da indústria e da parte agrícola. Esses cenários visam a tomada de decisões de investimentos, através da utilização dos indicadores econômico-financeiros clássicos para avaliação da viabilidade do dendê como matéria-prima para o complexo industrial da usina. Entre os indicadores utilizados neste trabalho podemos citar como principais: o VPL (Valor Presente Líquido) e a TIR (Taxa Interna de Retorno), e indicadores secundários utilizados como suporte para as análises, tais como Payback Descontado, TIRM (Taxa Interna de Retorno Modificada), dentre outros. Além de indicadores sociais, como geração de renda para as famílias de agricultores, com o objetivo principal de criar valor monetário, gerar emprego e renda e pagar os recursos dos investidores púbicos. A implantação do dendezal está fundamentada no Zoneamento Agroecológico do dendê e será executada em áreas degradas por pastagens para garantir a sustentabilidade, contribuir para a recuperação ambiental através do sequestro de carbono e diminuir a pressão sobre as florestas nativas. Consequentemente, espera-se que o projeto contribua para evitar o avanço do desmatamento na região da Amazônia legal. Para tanto, foram realizadas visitas às plantações de dendê e à usina da Biopalma. Também foram realizadas visitas à Embrapa Ocidental na cidade de Manaus e Embrapa na Cidade de Campinas. Foi proposto um modelo de análise econômica financeira baseado em implantação de uma usina de grande porte para a produção de Biodiesel no Estado do Pará. O estudo apresentou, dentre suas limitações, o fato de ser complexo e amplo. A inexistência de projetos de usina grande envergadura totalmente implantados e funcionando com emprego de tecnologia e capital intensivo, como também a impossibilidade de se realizar esta pesquisa de amplo espectro sem um número consideravelmente maior de organizações envolvidas. Como resultado, os indicadores economicos analisados mostram que há viabilidade do projeto em três dos quatro cenários construídos, demonstrando que o capital dos investidores públicos, privados e do agricultor familiar serão remunerados utilizando às taxas de juros, prazos, condições do mercado de capitais. O objetivo é atrair investimentos para a produção de biodiesel, implantação de empreendimentos agrícolas, indústriais, geração emprego e renda para Agricultura Familiar na cadeia produtiva do dendê.

Bioprospecção de extratos metanólicos de macroalgas marinhas do litoral do Rio Grande do Norte: avaliação das atividades anticoagulante, antioxidante e antiproliferativa

Seaweeds are organisms known to exhibit a variety of biomolecules with pharmacological properties. The coast of Rio Grande do Norte has over 100 species of seaweeds, most of them not yet explored for their pharmacological potential. Sugars and phenolic compounds are the most studied of these being assigned a range of biological properties, such as anticoagulant , antiinflammatory, antitumor and antioxidant activities. In this work, we obtained methanolic extracts from thirteen seaweeds of the coast of Rio Grande do Norte (Dictyota cervicornis; Dictiopterys delicatula; Dictyota menstruallis; D. mertensis; Sargassum filipendula; Spatoglossum schröederi; Acanthophora specifera; Botryocladia occidentalis; Caulerpa cupresoides; C. racemosa; C. prolifera; C. sertularioides e Codium isthmocladum). They were evaluated as anticoagulant and antioxidant drugs, as well as antiproliferative drugs against the tumor cell line HeLa. None of the methanolic extracts showed anticoagulant activity, but when they were evaluated as antioxidant drugs all of extracts showed antioxidant activity in all tests performed (total antioxidant capacity, sequestration of superoxide and hydroxyl radicals, ferric chelation and reductase activity), especially the algae D. mentrualis, D. cilliolata and C. prolifera, who had the greatest potential to donate electrons.In addition, the ability of iron ions chelation appears as the main antioxidant mechanism of the methanolic extracts of these seaweeds mainly for the extract of the C. racemosa seaweed, which reached almost 100% activity. In the MTT assay, all extracts showed inhibitory activity at different levels againts HeLa cells. Moreover, D. cilliolata (MEDC) and D. menstrualis (MEDM) extracts showed specific activity to this cell line, not inhibiting the viability of 3T3 normal cell line, so they were chosen for detailing the antiproliferative mechanism of action. Using flow cytometry, fluorescence microscopy and in vitro assays we demonstrated that MEDC and MEDM induced apoptosis in HeLa cells by activation of caspases 3 and 9 and yet, MEDC induces cell cycle arrest in S phase. Together, these results showed that the methanolic extracts of brown seaweed D. menstrualis and D. cilliolata may contain agents with potential use in combatting cells from human uterine adenocarcinoma. This study also points to the need for more in-depth research on phytochemical and biological context to enable the purification of biologically active products of these extracts

A kinetic model for Xylella fastidiosa adhesion, biofilm formation, and virulence

Xylella fastidiosa is the causal agent of citrus variegated chlorosis and Pierce's disease which are the major threat to the citrus and wine industries. The most accepted hypothesis for Xf diseases affirms that it is a vascular occlusion caused by bacterial biofilm, embedded in an extracellular translucent matrix that was deduced to be the exopolysaccharide fastidian. Fourier transform infrared spectroscopy analysis demonstrated that virulent cells which form biofilm on glass have low fastidian content similar to the weak virulent ones. This indicates that high amounts of fastidian are not necessary for adhesion. In this paper we propose a kinetic model for X fastidiosa adhesion, biofilm formation, and virulence based on electrostatic attraction between bacterial surface proteins and xylem walls. Fastidian is involved in final biofilm formation and cation sequestration in dilute sap. (C) 2004 Federation of European Microbiological Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo de materiais mesoporosos funcionalizados com diferentes aminas para captura do dióxido de carbono através do processo de adsorção

Intensive use of machinery and engines burning fuel dumps into the atmosphere huge amounts of carbon dioxide (CO2), causing the intensification of the greenhouse effect. Climate changes that are occurring in the world are directly related to emissions of greenhouse gases, mainly CO2, gases, mainly due to the excessive use of fossil fuels. The search for new technologies to minimize the environmental impacts of this phenomenon has been investigated. Sequestration of CO2 is one of the alternatives that can help minimize greenhouse gas emissions. The CO2 can be captured by the post-combustion technology, by adsorption using adsorbents selective for this purpose. With this objective, were synthesized by hydrothermal method at 100 °C, the type mesoporous materials MCM - 41 and SBA-15. After the synthesis, the materials were submitted to a calcination step and subsequently functionalized with different amines (APTES, MEA, DEA and PEI) through reflux method. The samples functionalized with amines were tested for adsorption of CO2 in order to evaluate their adsorption capacities as well, were subjected to various analyzes of characterization in order to assess the efficiency of the method used for functionalization with amines. The physic-chemical techniques were used: X- ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption and desorption (BET/BJH), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), CNH Analysis, Thermogravimetry (TG/DTG) and photoelectron spectroscopy X-ray (XPS). The CO2 adsorption experiments were carried out under the following conditions: 100 mg of adsorbent, at 25 °C under a flow of 100 ml/min of CO2, atmospheric pressure and the adsorption variation in time 10-210 min. The X-ray diffraction with the transmission electron micrographs for the samples synthesized and functionalized, MCM-41 and SBA-15 showed characteristic peaks of hexagonal mesoporous structure formation, showing the structure thereof was obtained. The method used was efficient reflux according to XPS and elemental analysis, which showed the presence of amines in the starting materials. The functionalized SBA -15 samples were those that had potential as best adsorbent for CO2 capture when compared with samples of MCM-41, obtaining the maximum adsorption capacity for SBA-15-P sample

Principais conclusões do workshop conjunto dos programas FAPESP BIOTA-BIOEN-mudanças climáticas: ciência e políticas públicas para uma economia mais verde, no contexto da RIO+20

Este Ponto de Vista resume as conclusões de um Workshop conjunto, organizado pelos três Programas da FAPESP na Área Ambiental - BIOTA (O Instituto Virtual da Biodiversidade) - BIOEN (Pesquisa em Bioenergia) - Mudanças Climáticas, para discutir a contribuição da comunidade científica para a RIO+20, a Conferência das Nações Unidas para o Desenvolvimento Sustentável. O grupo de pesquisadores brasileiros reunidos pela FAPESP no início de março de 2012 levantou as seguintes preocupações: a) o número reduzido de oportunidades para a comunidade científica interagir com Conferências como a RIO+20; b) as graves deficiências do ZeroDraft, documento produzido pela Divisão das Nações Unidas para o Desenvolvimento Sustentável para a RIO +20; c) o fato do foco de pesquisa dos três Programas de Pesquisa Ambiental da FAPESP - biodiversidade, bioenergia e mudanças climáticas - não estarem na pauta das discussões da RIO+20; d) que pouca ênfase é dada aos oceanos na Agenda da Conferência; e) em relação aos mecanismos de mercado associados com a transição para uma economia mais verde, a necessidade de enfatizar a redução de subsídios perversos e a promoção de incentivos econômicos para atividades ou processos de mitigação e/ou seqüestro de carbono; f) a necessidade de estimular o desenvolvimento e a consolidação da pesquisa na área de avaliação e valoração de serviços ambientais, no Brasil. Os participantes do Workshop reconheceram a necessidade de aprofundar o conhecimento sobre as convenções, tratados e acordos internacionais assinados e ratificados pelo Brasil, bem como as instituições internacionais, programas e iniciativas que promovem a participação da comunidade científica no debate de políticas ambientais globais. Finalmente, do ponto de vista dos três programas da FAPESP dois pontos foram destacados: a) que é imperativo aprofundar o conhecimento científico em cada uma das três áreas focais - biodiversidade, bioenergia e mudanças climáticas - porque é necessário aumentar a massa crítica de pesquisadores e do conhecimento para participar das discussões internacionais nessas áreas estratégicas; b) também é imperativo apoiar e promover projetos de pesquisa que integrem as áreas focais dos três programas, estimulando a constituição de equipes inter e transdisciplinares. Esta é uma tendência mundial na área das mudanças ambientais globais, e os participantes dos três programas sentem que podem dar uma contribuição significativa para o avanço do conhecimento, para o debate internacional e para a efetiva solução dos problemas.

A review on soil carbon accumulation due to the management change of major Brazilian agricultural activities

Áreas agrícolas trocam enormes fluxos de CO2, oferecendo uma oportunidade para mitigar o efeito estufa. Neste trabalho, estudou-se o potencial de sequestro de carbono em razão da conversão no manejo das principais atividades agrícolas do Brasil. Dados de vários estudos têm indicado que no sistema soja/milho e nas respectivas rotações, ocorre um sequestro de carbono no solo significativo ao longo dos anos de conversão do plantio convencional para o plantio direto, com uma média de 0,41 Mg C ha-1 ano-1. O mesmo efeito tem sido observado nos canaviais, porém há maiores acúmulos de carbono no solo quando as áreas de cana-de-açúcar são convertidas da colheita baseada na queima para a mecanizada, em que grandes quantidades de palha são deixadas na superfície do solo (1,8 Mg C ha-1 ano-1). Esse maior potencial de acúmulo de carbono no solo nos canaviais, comparado com outras culturas, está diretamente relacionado com a maior produção primária dessa cultura. Apesar disso, muito desse potencial de sequestro é perdido, uma vez que os canaviais são reformados, sob preparo intensivo do solo. As áreas de pasto mostram uma depleção nos estoques de carbono, quando convertidas de áreas naturais; porém, a integração dessas áreas com agricultura pode promover o aumento nos estoques de carbono do solo. Os trabalhos têm mostrado que as principais atividades agrícolas do Brasil possuem um grande potencial de mitigação, especialmente na forma de acúmulo de carbono no solo, sendo uma oportunidade para estratégias futuras.

Influence of liming on residual soil respiration and chemical properties in a tropical no-tillage system

Devido às mudanças climáticas do planeta, principalmente ao aquecimento global, as formas de utilização dos solos na agricultura têm atraído grande atenção de pesquisadores. Mudanças de manejo podem influenciar a respiração do solo e, por conseguinte, alterar drasticamente o sequestro de C. Os objetivos deste trabalho foram avaliar, em semeadura direta, a influência da calagem nas emissões de CO2 do solo e correlacioná-las aos atributos químicos deste após dois anos da calagem. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados, com seis repetições. Os tratamentos constituíram de quatro doses de calcário e uma testemunha. Decorridos dois anos da calagem, avaliou-se a emissão residual de CO2 do solo, coletaram-se amostras nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade e determinaram-se os teores de P, Ca2+ e Mg2+ e valores de pH e de saturação por bases. A emissão residual de CO2 do solo, quando a dose recomendada foi aplicada, foi 24,1 % superior, quando comparada à do solo sem aplicação de calcário, e 47,4 % maior, quando se aplicou o dobro da dose recomendada. A calagem melhorou as condições químicas do solo, e a emissão de CO2 aumentou linearmente com o aumento das doses. A emissão de CO2 do solo apresentou correlações positivas com os teores de P, Ca2+ e Mg2+ e com os valores de pH e de saturação por bases e negativas com os teores de H + Al e Al3+. Maiores coeficientes de correlação entre as taxas de emissão de CO2 do solo e os atributos químicos deste ocorreram na camada de 10-20 cm.

Estoques e frações de carbono orgânico em Latossolo Amarelo submetido a diferentes sistemas de manejo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

População protozoários ciliados e degradabilidade ruminal em búfalos e bovinos zebuínos sob dieta à base de cana-de-açúcar

Três búfalos e três bovinos zebuínos adultos com cânulas ruminais foram alimentados à vontade com dieta de cana-de-açúcar fresca e picada, suplementada com 3 kg de concentrado/animal, durante 13 semanas. Após duas semanas de adaptação, amostras do conteúdo ruminal foram coletadas semanalmente, em dois tempos de amostragem: antes da alimentação e 40 minutos após para determinação da concentração e composição da fauna ruminal. Na quinta semana do experimento, os conteúdos ruminais foram misturados e reinoculados entre animais de mesma espécie e, na última semana, estimadas as degradabilidades in situ da MS, PB e FDN da cana-de-açúcar e MS e PB do concentrado. A concentração média de protozoários foi maior em bovinos, de 4,85 x 10(5)/mL, que em búfalos, de 3,82 x 10(5)/mL. As composições genéricas para Entodinium e subfamília Diplodiniinae foram 79,2 e 6,2% em bovinos e 32,0 e 54,9% em búfalos, respectivamente. Não houve interação significativa entre espécies animais e tempo de amostragem. Houve aumento da concentração média dos holotricos após 40 minutos da alimentação. As degradabilidades efetivas dos nutrientes estudados foram semelhantes entre as duas espécies animais, observando-se diferenças na cinética da degradação. Concluiu-se que os búfalos apresentaram menor concentração de ciliados no rúmen, maior composição de Diplodiniinae e menor de Entodinium que os bovinos; os holotricos exibiram capacidade de migração e seqüestro no rúmen em ambas as espécies; e as diferenças na fauna ruminal não influenciaram a degradabilidade efetiva dos nutrientes da cana-de-açúcar e do concentrado.

Greenhouse gas balance due to the conversion of sugarcane areas from burned to green harvest in Brazil

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

Dinámica del suelo y estoque de carbono después de diez años de la restauración de tierras degradadas usando especies arbóreas del bosque atlántico

Brazil's Atlantic Forest ecosystem has been greatly affected by land use changes, with only 11.26% of its original vegetation cover remaining. Currently, Atlantic Forest restoration is receiving increasing attention because of its potential for carbon sequestration and the important role of soil carbon in the global carbon balance. Soil organic matter is also essential for physical, chemical and biological components of soil fertility and forest sustainability. This study evaluated the potential for soil recovery in contrasting restoration models using indigenous Atlantic Forest tree species ten years after their establishment. The study site is located in Botucatu municipality, São Paulo State-Brazil, in a loamy dystrophic Red-Yellow Argisol site (Typic Hapludult). Four treatments were compared: i) Control (Spontaneous Restoration); ii) Low Diversity (five fast-growing tree species established by direct seeding); iii) High Diversity (mixed plantings of 41 species established with seedlings) and; iv) Native Forest (well conserved neighboring forest fragment). The following soil properties were evaluated: (1) physical-texture, density and porosity; (2) chemical-C, N, P, S, K, Ca, Mg, Al and pH; (3) biological-microbial biomass. Litter nutrient concentrations (P, S, K, Ca and Mg) and C and N litter stocks were determined. Within ten years the litter C and N stocks of the Low Diversity treatment area were higher than Control and similar to those in both the High Diversity treatment and the Native Forest. Soil C stocks increased through time for both models and in the Control plots, but remained highest in the Native Forest. The methods of restoration were shown to have different effects on soil dynamics, mainly on chemical properties. These results show that, at least in the short-term, changes in soil properties are more rapid in a less complex system like the Low Diversity model than in the a High Species Diversity model. For both mixed plantation systems, carbon soil cycling can be reestablished, resulting in increases in carbon stocks in both soil and litter.

Síndromes oculares secundárias a infecção pelo Herpesvirus felino-1-Revisão

The feline infectious respiratory disease is the most common diagnosed infection in the veterinary clinic routine, being the Feline Herpesvirus1 the most important causal agent. Once infected, the cat will become a lifetime latent carrier, experiencing episodes of viral reactivation and spontaneous spread especially when there is a stress factor involved. This virus acts in the upper respiratory system and is also associated with eye diseases. The diagnosis is made by viral isolation and treatment protocol is based on a topic antiviral therapy, even though many of them are epiteliotoxic and may progress with intense discomfort in felines.The purpose of this paper is to describe the main ocular manifestations and syndromes seen in cats suffering from feline herpesvirus. Conjunctivitis, epithelial and stromal keratitis, corneal ulceration and indolent ulcers are the main ocular manifestations associated with viral infection, whereas symblepharon, keratoconjunctivitis sicca, proliferative keratitis and corneal sequestration are the main eye syndromes that can be observed in infected animals.