Desenvolvimento do padrão de crescimento urbano: modelação da dinâmica do solo urbano em Andaluzia

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Viabilidade económica e energética do biodiesel produzido a partir de Chlorella vulgaris

Contemporaneamente o Homem depara-se com um dos grandes desafios que é o de efetivar a transição para um futuro sustentável. Assim, o setor da energia tem um papel fundamental neste processo de transição, com principal enfoque no setor dos automóveis, sendo este um setor que contribui com elevadas quantidades de gases de efeito estufa libertados para a atmosfera. Também a escassez dos recursos petrolíferos constitui um ponto fundamental no tema apresentado. Com a necessidade de combater esses problemas é que se tem vindo a tentar desenvolver combustíveis renováveis e neutros quanto às emissões. A primeira geração de biocombustíveis obtidos através de culturas agrícolas terrestres preenche em parte esses requisitos, porém, não atinge os valores da procura e ainda competem com a produção de alimentos. Daí o interesse na aposta de uma segunda geração de biocombustíveis produzidos de fontes que não pertencem à cadeia alimentar e são residuais mas, que mesmo assim não permitem satisfazer as necessidades de matériaprima. A terceira geração de biocombustíveis vem justamente responder a estas questões pois assenta em matérias-primas que não competem pela utilização do solo agrícola nem são usadas para fins alimentares, tendo produtividades areais substancialmente superiores às que as culturas convencionais ou biomassas residuais conseguem assegurar. A matéria prima de terceira geração são portanto as microalgas, cujas produtividades em biomassa são extremamente elevadas, para além de produtividades muito superiores em lípidos, hidratos de carbono e/ou outros produtos de valor elevado. No entanto, este tipo de produção de biocombustível ainda enfrenta alguns problemas técnicos que o tornam num processo dispendioso para competir economicamente com outros tipos de produção de biodiesel. Na linha do que foi dito anteriormente, este trabalho apresenta um estudo de viabilidade económica e energética do biodiesel produzido através da Chlorella vulgaris, apresentando as técnicas e resultados de cultivo da Chlorella vulgaris e posteriormente de produção do biodiesel através dos lípidos obtidos através da mesma. Para melhorar a colheita das microalgas, que é uma das fases mais dispendiosas, testou-se o aumento de pH e a adição de um floculante (Pax XL-10), sendo que o primeiro não permitiu obter resultados satisfatórios, enquanto o segundo permitiu obter resultados de rendimento na ordem dos 90%. Mesmo com a melhoria da etapa da colheita, o preço mínimo do biodiesel produzido a partir do óleo de Chlorella vulgaris, com as condições ótimas de cultivo e produtividades máximas encontradas na literatura, foi de 8,76 €/L, pois, na análise económica, o Pax XL-10 revelou-se extremamente caro para utilizar na floculação de microalgas para obtenção de um produto de baixo valor, como é o biodiesel. A não utilização da floculação reduz o preço do biodiesel para 7,85 €/L. O que se pode concluir deste trabalho é que face às técnicas utilizadas, a produção de biodiesel Chlorella vulgaris apenas, não é economicamente viável, pelo que para viabilizar a sustentabilidade do processo seria ainda necessário desenvolver mais esforços no sentido de otimizar a produção de biodiesel, eventualmente associando-a à produção de um outro biocombustível produzido a partir da biomassa extraída residual e/ou da recuperação de outros produtos de maior valor.

Characterisation of microbial communities colonising the hyphal surfaces of arbuscular mycorrhizal fungi.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are symbiotic soil fungi that are intimately associated with the roots of the majority of land plants. They colonise the interior of the roots and the hyphae extend into the soil. It is well known that bacterial colonisation of the rhizosphere can be crucial for many pathogenic as well as symbiotic plant-microbe interactions. However, although bacteria colonising the extraradical AMF hyphae (the hyphosphere) might be equally important for AMF symbiosis, little is known regarding which bacterial species would colonise AMF hyphae. In this study, we investigated which bacterial communities might be associated with AMF hyphae. As bacterial-hyphal attachment is extremely difficult to study in situ, we designed a system to grow AMF hyphae of Glomus intraradices and Glomus proliferum and studied which bacteria separated from an agricultural soil specifically attach to the hyphae. Characterisation of attached and non-attached bacterial communities was performed using terminal restriction fragment length polymorphism and clone library sequencing of 16S ribosomal RNA (rRNA) gene fragments. For all experiments, the composition of hyphal attached bacterial communities was different from the non-attached communities, and was also different from bacterial communities that had attached to glass wool (a non-living substratum). Analysis of amplified 16S rRNA genes indicated that in particular bacteria from the family of Oxalobacteraceae were highly abundant on AMF hyphae, suggesting that they may have developed specific interactions with the fungi.

PEASANT AND SCIENTIFIC KNOWLEDGE ON PLANOSOLS AS A SOURCE OF MATERIALS IN THE MAKING OF NON-INDUSTRIAL POTTERY

Ethnopedological studies have mainly focused on agricultural land uses and associated practices. Nevertheless, peasant and indigenous populations use soil and land resources for a number of additional purposes, including pottery. In the present study, we describe and analyze folk knowledge related to the use of soils in non-industrial pottery making by peasant potters, in the municipality of Altinho, Pernambuco State, semiarid region at Brazil. Ethnoscientific techniques were used to record local knowledge, with an emphasis on describing the soil materials recognized by the potters, the properties they used to identify those soil materials, and the criteria employed by them to differentiate and relate such materials. The potters recognized three categories of soil materials: “terra” (earth), “barro” (clay) and, “piçarro” (soft rock). The multi-layered arrangement of these materials within the soil profiles was similar to the arrangement of the soil horizon described by formal pedologists. “Barro vermelho” (red clay) was considered by potters as the principal ceramic resource. The potters followed morphological and utilitarian criteria in distinguishing the different soil materials. Soils from all of these sites were sodium-affected Alfisols and correspond to Typic Albaqualf and Typic Natraqualf in the Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 2010).

Assessing changes in Cd phytoavailability to tomato in amended calcareous soils.

A plot study was conducted to assess changes in Cd phytoavailability to a tomato cultivar in an agricultural soil in Southeastern Spain amended in two different ways (A and B), under controlled conditions. The experimental soil corresponded to a fine-loamy carbonatic thermic Calcidic Haploxeroll (Soil Survey Staff, 1998). A) Soil was amended with a single application of sewage sludge from a municipal source that had a total Cd concentration of 0.5 mg kg-1 at a rate that represented a final average concentration in the mixture of soil and sludge of less than 50 µg Cd kg-1. B) The amendment consisted of the addition of a mineral fertiliser with the same amount of NPK as in the sewage sludge application. The final levels of Cd were supposed to be negligible. A plot series without amendments was also performed (C). DTPA plus triethanolamine, and ammonium acetate extractable fractions in soils were analysed for all the plots. The time-dependent Cd accumulation in different parts of the tomato plants was studied by means of a Cd salt treatment. For each block (A, B, and C) four levels of Cd (0, 3, 30, 100 mg kg-1) were added as CdCl2. There was a significant increase in plant Cd after the initial cropping. Tomato stems, leaves and fruits were analysed separately for Cd determination. Differential Cd distribution and accumulation in tomato parts was detected.

Transporte de glifosato pelo escoamento superficial e por lixiviação em um solo agrícola

Glyphosate was determined in runoff and leaching waters in agricultural soil that received an application of active ingredient and was exposed to simulated intensive rain conditions. The concentrations decreased during the simulation period and the concentrations of the runoff were higher than those achieved in the samples of leaching waters. The concentrations were lower than the pattern in the Brazilian Regulation MS N. 518/2004 for drinking water. The transported load of the applied active ingredient by the leaching was of 15.4% (w/w) and for the runoff was of 1.7% (w/w).

Fuel consumption of a tractor in function of wear, of ballasting and tire inflation pressure

When using appropriate inflation pressures and load capacity (ballast), it may obtain a higher yield and prolongation of the life of the tire, besides it may minimize the problems of loss of traction, increased slippage and fuel consumption. This study aimed to evaluate the fuel consumption of a tractor operating with new and worn tires in three conditions of ballasting and three inflation pressures, when driving on compacted soil with vegetation cover. The experiment was conducted at the experimental unit from the Department of Animal Science, Federal University of Lavras, state of Minas Gerais, Brazil, in an agricultural soil compacted by cattle trampling and with vegetation cover. It was used a tractor 4x2 with front wheel assist, of a 65.62 kW engine power. The tires were of R1 type, diagonal (front: 12.4 to 24; and rear: 18.4 to 30), the average height of the clutches of the new tires were 0.3 and 0.35 m for front and rear tires, respectively, and for the worn tires were 0.018 and 0.0045 m, for the front and the rear tires, respectively. The results showed advantages for the tractor equipped with new tires.

Joined-up archaeology at Old Scatness, Shetland: thin section analysis of the site and hinterland

Excavations on the multi-period settlement at Old Scatness, Shetland have uncovered a number of Iron Age structures with compacted, floor-like layers. Thin section analysis was undertaken in order to investigate and compare the characteristics of these layers. The investigation also draws on earlier analyses of the Iron Age agricultural soil around the settlement and the midden deposits that accumulated within the settlement, to create a 'joined-up' analysis which considers the way material from the settlement was used and then recycled as fertiliser for the fields. Peat was collected from the nearby uplands and was used for fuel and possibly also for flooring. It is suggested that organic-rich floors from the structures were periodically removed and the material was spread onto the fields as fertilisers. More organic-rich material may have been used selectively for fertiliser, while the less organic peat ash was allowed to accumulate in middens. Several of the structures may have functioned as byres, which suggests a prehistoric plaggen system.

UMEB - Unidade Móvel para Ensaio da Barra de Tração

Um equipamento denominado Unidade Móvel de Ensaio da Barra de Tração - UMEB, foi desenvolvido na FCA/UNESP de Botucatu para realizar ensaios de tratores em solo agrícola. Construída a partir de um reboque (trailer), a UMEB foi adaptada para servir como carro dinamométrico instrumentado, utilizado na avaliação do desempenho de tratores submetidos a ensaios na barra de tração. Sua massa total é de 10.500 kg sustentados por um conjunto de seis rodados pneumáticos. Ensaios de campo mostraram que a UMEB proporcionou força de tração acima de 35 kN, mantendo-a constante, em diferentes condições de superfície do solo, mesmo quando a velocidade de deslocamento foi modificada.

Subchronic Toxicity Evaluation of a Treated Urban Sewage Sludge

Disposal of tons of sludge produced daily by sewage treatment plants in large cities is a serious problem. Because recycling and application in agriculture have been proposed, the Brazilian National Environmental Council (CONAMA, 2006) issued a legal norm that regulates the use of the sewage sludge (SS) in crops. Due to the complex chemical nature of such products, characterization by analytical methods for health and environmental risk assessment has severe limitations. To overcome such limitations, it is necessary to (1) assess the toxicological potential of SS and (2) identify possible adverse effects in vivo in order to provide critical information for future environmental regulations. The present study was conducted to determine the potential toxicity of SS obtained from a representative urban treatment plant located in the São Paulo State, Brazil. Male and female Wistar rats were fed ad libitum a pelleted diet containing varying amounts of SS. No relevant clinical, hematological, urinary, or gross organ morphological alterations were observed in both genders of rats orally exposed to SS at up to 3.8 g/kg/d for 90 d. Sewage slude produced increased incidence of centrilobular hepatocyte hyperplasia at the high dose and significantly increased aspartate aminotransferease (AST) activities at all doses in both genders. Although the present data indicate some liver involvement, these alterations were considered adaptative and not toxicologically relevant, as the responses were relatively mild, not dose dependent, and no other parameters were markedly affected. The present results may contribute to the establishment of protocols for potential usage in SS agricultural soil application.

Características da anatomia foliar de espécies de braquiária e sua relação com a sensibilidade a herbicidas

O objetivo deste trabalho foi relacionar as características da anatomia foliar de Brachiaria decumbens (capim-braquiária) e Brachiaria plantaginea (capim-marmelada), em três estádios de desenvolvimento da planta, com a sensibilidade a herbicidas. A semeadura foi feita em vasos plásticos, contendo solo, mantidos em casa de vegetação. Foi amostrada a porção mediana do limbo da terceira folha expandida, a partir da base do colmo, compreendendo três estádios de desenvolvimento da planta: estádio 1 (com 4-6 folhas), estádio 2 (com 3-4 perfilhos) e estádio 3 (plantas adultas no início do florescimento). Foram quantificados os seguintes descritores anatômicos das regiões da quilha (nervura central) e da asa (porção entre a nervura central e a margem do limbo): área da secção transversal; porcentagens de epiderme das faces adaxial e abaxial, esclerênquima, bainha do feixe vascular, feixe vascular e parênquima; espessura da folha; distância entre os feixes vasculares; comprimento do estômato; e número de estômatos e de tricomas (curtos e longos). Os valores obtidos foram submetidos aos testes estatísticos multivariados de Análise de Agrupamento e Análise dos Componentes Principais. Os descritores avaliados permitiram diferenciar o estádio 3 de desenvolvimento da planta em relação aos demais, o qual pode ser considerado o menos sensível à ação dos herbicidas aplicados em pós-emergência.

Production of thermostable glucoamylase by newly isolated Aspergillus flavus A 1.1 and Thermomyces lanuginosus A 13.37

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

Influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da adoção do sistema plantio direto, avaliada por meio da pressão de preconsolidação

Os efeitos do tráfego e do tipo de preparo sobre a estrutura dos solos agrícolas, quando da adoção do sistema plantio direto na região dos Cerrados, têm sido pouco pesquisados. Os estudos desenvolvidos são apenas qualitativos e utilizam-se, geralmente, de propriedades, tais como: a densidade do solo e a resistência do solo à penetração, as quais não possibilitam predizer quanto de pressão o solo pode receber de forma que, em manejos futuros, a compactação possa ser evitada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do preparo inicial do solo quando da adoção do sistema plantio direto sobre a estrutura de um Latossolo Vermelho distrófico por meio da pressão de preconsolidação (sigmap). Os valores de sigmap foram obtidos a partir da elaboração de modelos de compressibilidade, os quais consideraram a influência dos seguintes fatores: (1) preparo inicial do solo: arado de aivecas (AA), arado de discos (AD), grade aradora (GA) e vibrosubsolador (VS); (2) manejo: sistema plantio convencional (PC), o qual foi utilizado como testemunha para avaliar a influência dos preparos e (3) profundidade: superficial (SP - 0,00 a 0,05 m) e profundidade média de trabalho dos implementos (PMT- 0,24 a 0,27 m). Os resultados evidenciaram que a sigmap mostrou-se eficiente na avaliação da influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da instalação do sistema plantio direto no Latossolo Vermelho distrófico, tendo o seu valor variado entre preparos e profundidades estudados. A sigmap evidenciou maior resistência mecânica e, portanto, maior consolidação da estrutura do solo na profundidade SP dos tratamentos da área sob plantio direto. Verificou-se, também, que os preparos iniciais avaliados reduziram a resistência mecânica do solo na profundidade PMT, quando comparados à do sistema plantio convencional. Todavia, são o vibrosubsolador e o arado de discos os implementos recomendados para alívio dessa resistência, isto é, para a melhoria da estrutura do solo nas profundidades SP e PMT, respectivamente, quando da adoção do sistema plantio direto.

Reação do solo e disponibilidade de micronutrientes, em solo de textura média, tratado com lodo de esgoto e cultivado com milho

The evaluation of micronutrient availability in agricultural soil treated with sewage sludge was developed in Field with maize cultivation on a Dystrophic Red Latosol. The experiment used a randomized complete block design, with the treatments in a split-plot scheme, in time, with six doses of sewage sludge (main-plot treatment) in relation to the five sampling periods for the soil (subplot treatment), with four replications. The sewage sludge was applied in the superficial layer (0-20 cm). The micronutrients Fe, Cu, Mn and Zn were extracted from the soils using a DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid) solution. The same micronutrients were analyzed in the plant tissue after the nitric-perchloric decomposition of the maize samples by spectrometric atomic absorption. The results showed an increasing amount of Fe, Mn, Zn, Cu, Cation Exchange Capacity (CEC) and a decreasing pH in the soil. The increasing doses of sewage sludge increased the Fe, Mn, Cu and Zn availability in the soil solution, and the uptake amount by maize plants were always greater than the control values.

Composto e vermicomposto de lixo urbano na produção de mudas de oiti (Licania tomentosa (Benth)) para arborização

Compost and vermicompost, produced from organic fraction of municipal solid wastes were studied as components of potting media for Licania tomentosa (oiti) seedlings production. The objective was to achieve data to amplify the utilization of these products, in order to utilize them to ornamental and urban arborization species. Increasing rates of organic fertilizers were used until the total soil substitution from the potting media. There were no fitotoxic effects. Compost or vermicompost caused higher germination index of seeds and higher growth of plants. The study demonstrated that it is possible to utilize these products in other activities beyond aplication in agricultural soil, and it can generate new markets to this kind of organic fertilizer.