Accessory minerals and potentially toxic elements in Tanzanian vermiculites with respect to agricultural applications

The study assessed accessory minerals and metals in Tanzanian vermiculites with respect to their potential suitability for agricultural applications. Mineral and chemical analyses were involved. Pot experiments were also conducted to assess plant uptake of metals from soil with vermiculites. Fibrous sepiolite and amphiboles were minerals of health concern found in some samples. The sepiolite fibers had aspect ratios similar to those of asbestos minerals, which cause respiratory disorders and lung cancer when inhaled and thus pose a potential health risk to animals and humans. The amphibole fibers were thicker than 10 μm and are unlikely to be inhaled. Chromium (Cr) and nickel (Ni) concentrations in some samples were greater than the limits permitted in agricultural soils, but the elements are not highly plant available and do not inhibit the uptake of essential macronutrients. Heating vermiculites at 400-600° C enhanced extractability of Cr and Ni and should preferably be avoided. © Taylor & Francis Group, LLC.

Mineralogical and chemical characterization of some vermiculites from the mozambique belt of tanzania for agricultural use

Vermiculite minerals are locally available in the Mozambique Belt of Tanzania but are not currently commercially exploited. In part this may be due to lack of any precise characterization. This study was carried out as a first step to assess the suitability of these vermiculites for crop production by characterization of their mineralogical and chemical compositions. X-ray diffraction and scanning electron microscopy combined with an energydispersive X-ray system were used to establish the mineralogy. Electron microprobe analysis and inductively coupled plasma-mass spectrometry were used to study the chemical compositions and to identify any possible issues related to chemical composition that might affect their use if applied as soil conditioners. The samples were characterized as vermiculites and hydrobiotites with a wide variety of accessory minerals. Accessory minerals that might be of some concern are galena, fibrous amphiboles and sepiolite. The total levels of Ni in all vermiculites, and Cr in some, were also found to be high relative to common European standards and this might limit their potential as soil conditioners. It is clear that a field assessment of the bioavailability of various elements would be necessary before decisions relating to potential agricultural use could be made. © 2009 The Mineralogical Society.

Differential efficiency of the endocytic machinery in tonic and phasic synapses

Efficient synaptic vesicle membrane recycling is one of the key factors required to sustain neurotransmission. We investigated potential differences in the compensatory endocytic machineries in two glutamatergic synapses with phasic and tonic patterns of activity in the lamprey spinal cord. Post-embedding immunocytochemistry demonstrated that proteins involved in synaptic vesicle recycling, including dynamin, intersectin, and synapsin, occur at higher levels (labeling per vesicle) in tonic dorsal column synapses than in phasic reticulospinal synapses. Synaptic vesicle protein 2 occurred at similar levels in the two types of synapse. After challenging the synapses with high potassium stimulation for 30 min the vesicle pool in the tonic synapse was maintained at a normal level, while that in the phasic synapse was partly depleted along with expansion of the plasma membrane and accumulation of clathrin-coated intermediates at the periactive zone. Thus, our results indicate that an increased efficiency of the endocytic machinery in a synapse may be one of the factors underlying the ability to sustain neurotransmission at high rates.

Macroinvertebrate traits as biomonitoring tools in agricultural scenarios

Os ecossistemas de água doce – responsáveis por funções ambientais importantes e pelo fornecimento de bens e serviços insubstituíveis – têm vindo a ser severamente afectados por perturbações antropogénicas. A conversão de floresta em terreno agrícola afecta os sistemas aquáticos através de uma série de mecanismos: sedimentação; excesso de nutrientes; contaminação; alterações hidrológicas; e remoção de vegetação ripícola. As comunidades de macroinvertebrados de água doce – devido à sua diversidade, ubiquidade e sensibilidade às perturbações ambientais – revelam-se como particularmente adequadas para estudos de avaliação da integridade ecológica destes sistemas expostos simultaneamente a múltiplos factores de impacto. O uso sistemático de respostas biológicas para avaliação de mudanças ambientais – ou biomonitorização – pode ser levado a cabo através de diversas metodologias, que, de uma forma geral, não consideram aspectos funcionais das comunidades biológicas e têm aplicabilidade geograficamente restrita. A biomonitorização através de atributos biológicos (características que reflectem a adaptação das espécies ao seu meio ambiente) revela-se como uma ferramenta promissora na resolução dos problemas referidos, apresentando vantagens adicionais: relações causa-efeito directas; melhoria na diferenciação de impactos; e integração da variabilidade natural. O presente estudo apresenta uma revisão critica do estado-da-arte actual na área do uso de atributos biológicos em biomonitorização. Até à data de publicação, não estava disponível nenhum outro trabalho com a base conceptual do uso de atributos de macroinvertebrados enquanto descritores de comunidades e para efeitos de biomonitorização e gestão de sistemas de água doce. Descrevem-se as teorias ecológicas de suporte destas metodologias (conceitos de habitat-molde e de filtros paisagísticos) e os estudos que aplicaram estas teorias em cenários reais, tendo-se chamado a atenção para questões técnicas e possíveis soluções. As necessidades futuras nesta área englobam: o desenvolvimento de uma só ferramenta de biomonitorização de aplicação alargada; uma maior compreensão da variabilidade natural nas comunidades biológicas; diminuição dos efeitos de soluções de compromisso biológico e sindromas; realização de estudos autoecológicos adicionais; e detecção de impactos específicos em cenários de impacto complexos. Um dos objectivos deste estudo foi contribuir para a melhoria das técnicas de biomonitorização através de atributos, focalizando em comunidades de macroinvertebrados ribeirinhas em diferentes regiões biogeográficas (as bacias hidrográficas dos rios: Little e Salmon em New Brunswick, Canadá; Anllóns na Galiza, Espanha; Reventazón em Cartago, Costa Rica). Em cada região, foram estudados gradientes de uso agrícola de solo, incluindo desde bacias hidrográficas quase exclusivamente cobertas por floresta até bacias sob a influência maioritária de actividades agrícolas intensivas. Em cada gradiente de uso de solo, a caracterização da comunidade biológica (por amostragem de macroinvertebrados em troços de rápidos) foi acompanhada pela caracterização do habitat circundante (incluindo propriedades da bacia hidrográfica, análise química das águas e outras propriedades à escala local). A comunidade de macroinvertebrados foi caracterizada através de informação taxonómica, métricas estruturais, índices de diversidade, métricas de tolerância, índices bióticos e através da compilação de atributos biológicos e fisiológicos gerais, de história de vida e de resistência a perturbações. Análises estatísticas univariadas e multivariadas foram usadas para evidenciar os gradientes biológicos e físico-químicos, confirmar a sua co-variação, testar a significância da discriminação de níveis de impacto e estabelecer comparações inter-regionais. A estrutura de comunidades revelou os complexos gradientes de impacto, que por sua vez co-variaram significativamente com os gradientes de uso de solo. Os gradientes de impacto relacionaram-se sobretudo com entrada de nutrientes e sedimentação. Os gradientes biológicos definidos pelas medidas estruturais seleccionadas co-variaram com os gradientes de impacto estudados, muito embora apenas algumas variáveis estruturais tenham individualmente discriminado as categorias de uso de solo definidas a priori. Não foi detectada consistência nas respostas das medidas estruturais entre regiões biogeográficas, tendo-se confirmadado que as interpretações puramente taxonómicas de impactos são difíceis de extrapolar entre regiões. Os gradientes biológicos definidos através dos atributos seleccionados também co-variaram com os gradientes de perturbação, tendo sido possível obter uma melhor discriminação de categorias de uso de solo. Nas diferentes regiões, a discriminação de locais mais impactados foi feita com base num conjunto similar de atributos, que inclui tamanho, voltinismo, técnicas reproductivas, microhabitat, preferências de corrente e substrato, hábitos alimentares e formas de resistência. Este conjunto poderá vir a ser usado para avaliar de forma predictiva os efeitos das modificações severas de uso de solo impostas pela actividade agrícola. Quando analisadas simultaneamente através dos atributos, as comunidades das três regiões permitiram uma moderada mas significativa discriminação de níveis de impacto. Estas análises corroboram as evidências de que as mudanças nas comunidades de macroinvertebrados aquáticos em locais sob a influência de agricultura intensiva podem seguir uma trajectória convergente no espaço multidimensional, independentemente de factores geográficos. Foram fornecidas pistas para a identificação de parâmetros específicos que deverão ser tidos em conta no planeamento de novos programas de biomonitorização com comunidades de macroinvertebrados bentónicos, para aplicação numa gestão fluvial verdadeiramente ecológica, nestas e noutras regiões. Foram ainda sugeridas possíveis linhas futuras de investigação.

Lacertid lizards as bioindicators of agricultural contamination

Apesar do recente aumento no número de estudos, os lagartos persistem como um dos grupos menos estudados em ecotoxicologia e o desconhecimento em relação à sua resposta à contaminação ambiental é enorme. A nível europeu, os lacertídeos têm sido identificados como potenciais espécies modelo para a ecotoxicologia com répteis. O principal objectivo deste projecto era determinar se um lacertídeo abundante pertencente ao género Podarcis, podia ser utilizado como bioindicador de exposição e toxicidade em zonas agrícolas. Para atingir este objectivo, utilizámos uma estratégia integrada com três fases. Numa primeira fase realizou-se um estudo de campo para documentar o tipo de exposição e parâmetros populacionais de populações de lacertídeos que ocorrem em zonas de uso intenso de pesticidas e zonas de agricultura orgânica. A segunda fase consistiu num estudo de mesocosmo em que se expuseram juvenis a um conjunto de pesticidas em condições controladas durante um período de um ano. Finalmente, a terceira fase incluiu um estudo laboratorial sobre os efeitos do clorpirifos, um dos insecticidas mais utilizado a nível global, em lagartixas. No término de cada um dos estudos, analisaram-se diversos biomarcadores e parâmetros de exposição e toxicidade a pesticidas nos diferentes indivíduos. Este conjunto abrangente de parâmetros foi analisado em diferentes níveis de organização biológica, incluindo parâmetros populacionais, bem como comportamentais, fisiológicos, bioquímicos e histológicos. Em geral, detectaram-se poucas diferenças estatísticas significativas entre as populações dos campos expostos a pesticidas e populações referência. Confirmando a dificuldade que existe em isolar os efeitos de diferentes contaminantes sobre as populações de outros factores locais, ciclos sazonais ou eventos estocásticos. As populações de P. bocagei parecem ser capazes de lidar com o nível observado de exposição a pesticidas. No entanto, indivíduos que vivem em locais expostos a pesticidas parecem estar menos adaptados ecologicamente do que aqueles que vivem em locais referência, apresentando um estado de depleção nutricional e sinais de stress metabólico. Os resultados obtidos com os animais da experiência de mesocosmo parecem reforçar estes resultados. Os animais prosperaram relativamente bem em todos os mesocosmos, independentemente do tratamento ou não com pesticidas, apresentando uma ampla gama de comportamentos naturais. A abordagem laboratorial confirmou P. bocagei como um valioso indicador de exposição sub-letal a doses ambientalmente realistas de clorpirifos. De acordo, com o conjunto d resultados obtidos, P. bocagei parece ser um bioindicador adequado de exposição a pesticidas.

Study of sewage sludge aimed at agricultural soil amendment by thermogravimetric analysis and fourier-transform infrared spectroscopy

Thermal degradation and gaseous products evolving from the pyrolysis of sewage sludge, aimed at agricultural soil amendment, were investigated using Thermogravimetric Analysis in conjunction with Fourier Transform Infrared Analysis (TG-FTIR). The materials were studied in temperatures ranging from 30 to 800 ºC. Furthermore infrared spectra of sewage sludge samples were performed as a complementary technique. In parallel the sewage sludge was spiked with ibuprofen in order to test whether the mentioned techniques are able to detect the drug. Thermal analysis showed the range of 200-400ºC as the most characteristic for weight loss, corresponding with the organic matter volatilization, while the range of 500-800ºC was also characteristic and due to the volatilization of carbonates. On the other hand, ibuprofen-spiking tests identified at temperature range (150-250ºC) where the compound totally volatilizes, therefore, in this work, the detection of ibuprofen by TGA was established for concentrations higher than 0.5 g/kg sludge, concentration 102 times higher than the concentrations measured by other authors in regular sewage sludge (Martín, et al., 2010). A correlation has been found between the ibuprofen concentrations in the sludge and the intensity of the absorption bands, both for FT-IR spectra at the maximum emission temperature for ibuprofen (232ºC) as for the FT-IR spectra of the non-pyrolyzed samples.

The economic effects of common agricultural policy on Mediterranean montado/dehesa ecosystem

The decoupling of CAP payments leads production decisions and resources allocation to be more dependent on market prices and competitive advantages. The objective of this paper is to assess the effects of CAP trends on the montado/dehesa traditional ecosystem of Mediterranean regions in terms of farm income, land, labour and capital. A positive mathematical supply model disaggregated by the montado agro-forestry production systems of the Alentejo region in southern Portugal is developed. The results show that decoupling payments of CAP have negative economic effects on agricultural activities and resource use. Agricultural income increases with single farm payments but the foreseen increases in prices do not compensate the loss of the Agenda 2000 area payments in terms of competitiveness. These results reinforce the need to promote alternative agricultural and non-agricultural activities and policies in Mediterranean rural European areas and regions. (C) 2011 Society for Policy Modeling. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Is agricultural policy promoting a new role for farmers?: a case study

European Agenda 2000 considers the integration of environment in CAP and the role farmers can play on natural resources management. Alternative tillage technologies to seed cereals play an important economic and environmental role on the development of a sustainable agriculture and its adoption may depend on the agricultural policy, particularly policies on income support. The results obtained clearly show that the use of alternative soil tillage technologies would be promoted by the change of supports from the first to the second pillar of CAP and we can conclude that, in general, this change will encourage a faster technological adoption. (c) 2006 Society for Policy Modeling. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Combined disaggregation of agricultural land uses, livestock numbers and crops' production: an entropy approach

This paper presents several combined agricultural data disaggregation models in order to recover the farms' land uses, the livestock numbers and main crops' productions. The proposed approach estimates incomplete information at disaggregated level through entropy, using an information prior, and generating information for a combined calculation use of data in the estimation of other variables. The models were applied to the region of Algarve, to some rural pilot areas (Salir-Ameixial-Cachopo and Alcoutim) for livestock data, since this data in some Algarve's inland areas is needed for a European forest fire prevention project, and to the agrarian zones in a more complex framework. The results are promising. They were validated, in cross reference to real data, having proven to be valid and reliable. The total error was small and a considerable level of information heterogeneity was recovered. The total error was about 27,9% for the counties' land uses and 21% for the agrarian zones, and for the livestock it was also acceptable. The level of heterogeneity recovered was always higher than 50%, revealing some improvements regarding previous studies.

Protection to farmers : speech of Hon. D. Wyatt Aiken, of South Carolina, in the House of Representatives, Tuesday, March 6, 1882, upon the Agricultural Appropriation Bill

This speech is about the Agricultural Appropriation Bill, which is a bill making appropriations for the Agricultural Department of the Government for the fiscal year ending in June 30,1883. Mr. Aiken is approved by the chairman to speak and he goes on to explain that he agrees with the majority of the bill with the exception of two or three clauses. He gives the reasoning behind his objections in the rest of the speech.

Nuclear and mitochondrial control of the apoptosis machinery regulates neural stem cell fate

Tese de doutoramento, Farmácia (Bioquímica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Back-trajectories Show Export of Airborne Fungal Spores (Ganoderma sp.) From Forests to Agricultural and Urban Areas in England

We propose here the hypothesis that all of United Kingdom (UK) is likely to be affected by Ganoderma sp. spores, an important plant pathogen. We suggest that the main sources of this pathogen, which acts as a bioaerosol, are the widely scattered woodlands in the country, although remote sources must not be neglected. The hypothesis is based on related studies on bioaerosols and supported by new observations from a non-forest site and model calculations to support our hypothesis. Hourly concentrations of Ganoderma sp. spores were measured from 2006 to 2010 using a 7-day volumetric spore trap at the city of Worcester. The concentrations peak during the night and early in the morning. This suggests that the main spore sources are located a few hours away with respect to air masses transport and reach urban areas thanks to air masses transport. The back-trajectory analysis was applied to determine the location of Ganoderma sp. spore sources. The analysis of back-trajectories demonstrated that 78% of the air masses reached Worcester from a 180° arc direction from the East to West. Three episodes were selected for detailed investigation and they revealed that during the episodes air masses always passed main UK woodlands before the arrival in Worcester, independently of their origin, but the long distance transport under certain conditions might be possible. Our studies suggest that the sources of UK Ganoderma sp. spores are mainly to be found in UK. Hence our studies suggest that research and mitigation strategies in UK should give their main attention to national sources, without neglecting the contribution from long distance transport.

Management of agricultural waste on a sample of farms on the island of São Miguel (Açores)

Dissertação de Mestrado em Ambiente, Saúde e Segurança.