Efeito da força iônica da solução de equilíbrio na adsorção de cádmio em Latossolos brasileiros

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da força iônica na adsorção de Cd em amostras de 17 Latossolos (horizonte A) de diversas regiões geográficas do Brasil. A reação dos solos com 0,167 mmol L-1 de Cd(NO3)2 foi avaliada por 72 horas em soluções de Ca(NO3)2 a 5, 50 e 150 mmol L-1 (pH 6,5; relação solo:solução 1:100) com forças iônicas de 15, 150 e 450 mmol L-1, respectivamente. A adsorção de Cd decresceu com o aumento da força iônica em todos os solos, com valores médios adsorvidos iguais a 12,17, 6,92 e 5,70 mmol kg-1 para as forças iônicas de 15, 150 e 450 mmol L-1, respectivamente. Na menor força iônica, a fração de Cd adsorvida foi positivamente correlacionada com argila, matéria orgânica, área superficial específica, caulinita, hematita e Fe2O3 extraído pelo ataque sulfúrico, ditionito-citrato-bicarbonato de sódio e pelo oxalato ácido de amônio, além do Al2O3 do ataque sulfúrico. Para a força iônica de 150 mmol L-1, não houve correlação entre a fração de Cd adsorvida e os atributos dos solos, enquanto em 450 mmol L-1 houve correlação com a matéria orgânica e área superficial específica. O Cd não é retido por sítios de adsorção específica, sendo potencialmente biodisponível nesses Latossolos.

Estoque de carbono e nitrogênio e formas de nitrogênio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo

O objetivo deste trabalho foi verificar alterações nos teores e no estoque de C orgânico e N total do solo, e nas suas formas nítrica e amoniacal, em sistemas de manejo implementados em área de cerrado nativo. Foram coletadas amostras no Município de Morrinhos, GO, num Latossolo Vermelho distrófico típico, textura argilosa, em cinco profundidades, nos sistemas: cerrado nativo, pastagem de Brachiaria sp., plantio direto irrigado com rotação milho-feijão, plantio direto irrigado com rotação milho-feijão e arroz-tomate, plantio convencional de longa duração e plantio convencional recente após pastagem. Não houve diferença significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo, embora o plantio convencional de longa duração tenha apresentado variações negativas no estoque de C em relação ao cerrado nativo até 20 cm de profundidade, ao contrário dos sistemas com menor revolvimento. O amônio predominou no cerrado nativo e na pastagem ao longo de praticamente todo o perfil, enquanto os teores de nitrato foram maiores na camada superficial dos sistemas com culturas anuais. A pastagem e o plantio direto, desde que com esquema diversificado de rotação de culturas, são promissores para aumentar os estoques de C orgânico do solo.

Perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico em Cambissolo e Latossolo sob chuva natural

A erosão hídrica é responsável por perdas de nutrientes e carbono dos solos agrícolas. A minimização das perdas de solo, água, nutrientes e carbono orgânico constitui importante aspecto do planejamento conservacionista. Os objetivos deste trabalho foram avaliar as perdas, por erosão hídrica, de solo, água, nutrientes e carbono orgânico em Cambissolo Háplico Tb distrófico típico (CXbd) e Latossolo Vermelho distroférrico típico (LVdf). As coletas foram realizadas depois de cada evento de chuva considerada erosiva. As perdas médias anuais de solo foram de 205,65 Mg ha-1 para o CXbd e de 14,90 Mg ha-1 para o LVdf. As perdas médias anuais de água foram 369 mm para o CXbd e 113 mm para o LVdf, representando, respectivamente, 28,67% e 8,78% do total precipitado. Os atributos mineralógicos, químicos e físicos e o relevo de ocorrência desses solos explicam satisfatoriamente os resultados obtidos. O CXbd apresentou as maiores perdas de nutrientes e carbono orgânico. O carbono orgânico foi encontrado em maior quantidade no sedimento erodido, evidenciado pelo caráter seletivo da erosão.

Força iônica da solução de equilíbrio na adsorção de arsênio em latossolos brasileiros

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da força iônica da solução de equilíbrio sobre a adsorção e dessorção de arsênio, em 17 latossolos, de diferentes regiões geográficas brasileiras. A adsorção de As foi avaliada em dois valores de força iônica (15 e 150 mmol L-1), duas doses de As (15 e 150 µmol L-1), relação solo:solução final de 1:100 e pH 5,5. Não houve diferença nas porcentagens de adsorção, entre os valores de força iônica 15 e 150 mmol L-1 (63,51 e 64,46%). A porcentagem de dessorção na dose 15 µmol L-1 foi inferior a 15%, nos dois valores de força iônica, exceto para os solos LVd4 e LAd1, em que a porcentagem de dessorção foi superior a 20%.

Erosão hídrica pós-plantio em florestas de eucalipto na região centro-leste de Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi avaliar as perdas de solo e água por erosão hídrica, em parcelas-padrão sob chuva natural, no período pós-plantio, em diferentes sistemas de manejo de florestas de eucalipto. O experimento foi instalado em Latossolo Vermelho-Amarelo, muito argiloso, relevo ondulado. As coletas de dados foram realizadas no período de outubro de 2002 a fevereiro de 2004, em eventos de chuva considerada erosiva. Os sistemas estudados foram: mata nativa; pastagem plantada; eucalipto plantado em nível; eucalipto plantado na direção do declive; eucalipto plantado na direção do declive com queima de restos culturais; e solo descoberto. Entre os sistemas florestais, o eucalipto em nível é o que mais se aproxima da mata nativa, em perdas de solo, indicando assim maior sustentabilidade desse sistema. Os maiores valores de perda de água são encontrados no sistema eucalipto plantado na direção do declive com queima de restos culturais, sugerindo que o fogo aumenta a repelência à água e diminui a taxa de infiltração de água no solo. Todos os sistemas de manejo do eucalipto estudados apresentaram perdas de solo inferiores ao limite de tolerância.

Atributos biológicos indicadores da qualidade do solo em pastagem cultivada e nativa no Pantanal

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos atributos biológicos do solo, em razão da conversão floresta nativa pastagem cultivada e submissão de pastagens nativas a sistema pastejo contínuo, um Neossolo Quartzarênico, no Pantanal sul-mato-grossense. O trabalho consistiu avaliação três florestas nativas; Brachiaria decumbens com diferentes idades de formação, implantadas em substituição às florestas nativas; e três pastagens nativas (uma sob sistema de pastejo contínuo e duas sem pastejo por 3 e 19 anos). Foram coletadas amostras de solo nas profundidades 0-10 e 10-20 cm, em três transectos de 100 m estabelecidos em cada ambiente de estudo, cada um dos quais constituiu uma repetição. Os atributos avaliados foram: carbono orgânico total (COT), carbono microbiano (Cmic), quociente microbiano (qMIC), respiração basal (RB) e quociente metabólico (qCO2). A substituição da floresta nativa por pastagem cultivada promoveu redução nos teores de COT, Cmic e qMIC e elevação da RB; o sistema de pastejo contínuo em pastagem nativa promoveu redução nos teores de COT e no Cmic. O Cmic é o atributo mais sensível às alterações impostas ao solo, pelos sistemas de pastagens cultivada e nativa, pois foi marcado por reduções mais expressivas.

A new method to simulate the hydrological state of soil under natural conditions

Micro, macro and mesofauna in the soil often respond to fluctuating environmental conditions, resulting in changes of abundance and community structure. Effects of changing soil parameters are normally determined with samples taken in the field and brought to the laboratory, i.e. where natural environmental conditions may not apply. We devised a method (STAFD - soil tubes for artificial flood and drought), which simulates the hydrological state of soil in situ using implanted cores. Control tubes were compared with treatment tubes in which floods of 15, 30, 60 and 90 days, and droughts of 60, 90 and 120 days were simulated in the field. Flooding and drought were found to reduce number of individuals in all soil faunal groups, but the response to drought was slower and not in proportion to the expected decrease of the water content. The results of the simulated floods in particular show the value of the STAFD method for the investigation of such extreme events in natural habitats.

Responses and adaptations of collembolan communities (Hexapoda: Collembola) to flooding and hypoxic conditions

Standard ecological methods (pitfall traps, trunk eclectors and soil cores) were used to evaluate collembolan community responses to different flooding intensities. Three sites of a floodplain habitat near Mainz, Germany, with different flooding regimes were investigated. The structures of collembolan communities are markedly different depending on flooding intensity. Sites more affected by flooding are dominated by hygrophilic and hygrotolerant species, whereas the hardwood floodplain is dominated by mesophilic species. The survival strategies of the hygrophilic and hygrotolerant species include egg diapause and passive drifting. The physiological adaptations to hypoxic conditions of several collembolan species were analyzed using a microcalorimeter. The activities were tested under normoxic and hypoxic/anoxic conditions as well as during post-hypoxic recovery. Lactate was increased after hypoxic intervals in the species studied, suggesting that, in addition to a massive decrease in metabolic rate, a modest glycolytic activity may be involved in the tolerance to hypoxia.

Estoques de carbono e nitrogênio em solo sob florestas nativas e pastagens no bioma Pantanal

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto da conversão da floresta nativa em pastagem cultivada, e exposição da pastagem nativa ao sistema de pastejo contínuo, sobre os estoques de C e N no solo, em ecossistemas naturais do Pantanal. Foram avaliados três remanescentes de floresta nativa, três áreas de pastagens de Urochloa decumbens com diferentes idades de formação, e uma pastagem nativa submetida ao sistema de pastejo contínuo e sem pastejo, por 3 e 19 anos. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-40 cm, com três repetições. A conversão de florestas em pastagens promoveu redução nos estoques de carbono orgânico e carbono microbiano no solo, principalmente nas pastagens cultivadas há mais tempo. Contudo, não houve alteração nos estoques de nitrogênio total. As perdas nos estoques de carbono ocorreram nas três frações húmicas, mas, proporcionalmente, as maiores perdas ocorreram nas frações ácidos húmicos e fúlvicos. As pastagens cultivadas e nativas, sob pastejo contínuo, não são capazes de acumular mais carbono no solo do que os ecossistemas naturais.

Aggregate stability in soils cultivated with eucalyptus

The objective of this work was to evaluate the aggregate stability of tropical soils under eucalyptus plantation and native vegetation, and assess the relationships between aggregate stability and some soil chemical and physical properties. Argisols, Cambisol, Latosols and Plinthosol within three eucalyptus-cultivated regions, in the states of Espírito Santo, Rio Grande do Sul and Minas Gerais, Brazil, were studied. For each region, soils under native vegetation were compared to those under minimum tillage with eucalyptus cultivation. The aggregate stability was measured using the high-energy moisture characteristic (HEMC) technique, i.e., the moisture release curve at very low suctions. This method compares the resistance of aggregates to slaking on a relative scale from zero to one. Thus, the aggregate stability from different soils and management practices can be directly compared. The aggregate stability ratio was greater than 50% for all soils, which shows that the aggregate stability index is high, both in eucalyptus and native vegetation areas. This suggests that soil management adopted for eucalyptus cultivation does not substantially modify this property. In these soils, the aggregate stability ratio does not show a good relationship with clay or soil organic matter contents. However, soil organic matter shows a positive relationship with clay content and cation exchange capacity.

The timing of exploratory decision-making revealed by single-trial topographic EEGanalyses.

Decision-making in an uncertain environment is driven by two major needs: exploring the environment to gather information or exploiting acquired knowledge to maximize reward. The neural processes underlying exploratory decision-making have been mainly studied by means of functional magnetic resonance imaging, overlooking any information about the time when decisions are made. Here, we carried out an electroencephalography (EEG) experiment, in order to detect the time when the brain generators responsible for these decisions have been sufficiently activated to lead to the next decision. Our analyses, based on a classification scheme, extract time-unlocked voltage topographies during reward presentation and use them to predict the type of decisions made on the subsequent trial. Classification accuracy, measured as the area under the Receiver Operator's Characteristic curve was on average 0.65 across 7 subjects. Classification accuracy was above chance levels already after 516 ms on average, across subjects. We speculate that decisions were already made before this critical period, as confirmed by a positive correlation with reaction times across subjects. On an individual subject basis, distributed source estimations were performed on the extracted topographies to statistically evaluate the neural correlates of decision-making. For trials leading to exploration, there was significantly higher activity in dorsolateral prefrontal cortex and the right supramarginal gyrus; areas responsible for modulating behavior under risk and deduction. No area was more active during exploitation. We show for the first time the temporal evolution of differential patterns of brain activation in an exploratory decision-making task on a single-trial basis.

Early auditory processing

ABSTRACT (English)An accurate processing of the order between sensory events at the millisecond time scale is crucial for both sensori-motor and cognitive functions. Temporal order judgment (TOJ) tasks, is the ability of discriminating the order of presentation of several stimuli presented in a rapid succession. The aim of the present thesis is to further investigate the spatio-temporal brain mechanisms supporting TOJ. In three studies we focus on the dependency of TOJ accuracy on the brain states preceding the presentation of TOJ stimuli, the neural correlates of accurate vs. inaccurate TOJ and whether and how TOJ performance can be improved with training.In "Pre-stimulus beta oscillations within left posterior sylvian regions impact auditory temporal order judgment accuracy" (Bernasconi et al., 2011), we investigated if the brain activity immediately preceding the presentation of the stimuli modulates TOJ performance. By contrasting the electrophysiological activity before the stimulus presentation as a function of TOJ accuracy we observed a stronger pre-stimulus beta (20Hz) oscillatory activity within the left posterior sylvian region (PSR) before accurate than inaccurate TOJ trials.In "Interhemispheric coupling between the posterior sylvian regions impacts successful auditory temporal order judgment" (Bernasconi et al., 2010a), and "Plastic brain mechanisms for attaining auditory temporal order judgment proficiency" (Bernasconi et al., 2010b), we investigated the spatio-temporal brain dynamics underlying auditory TOJ. In both studies we observed a topographic modulation as a function of TOJ performance at ~40ms after the onset of the first sound, indicating the engagement of distinct configurations of intracranial generators. Source estimations in the first study revealed a bilateral PSR activity for both accurate and inaccurate TOJ trials. Moreover, activity within left, but not right, PSR correlated with TOJ performance. Source estimations in the second study revealed a training-induced left lateralization of the initial bilateral (i.e. PSR) brain response. Moreover, the activity within the left PSR region correlated with TOJ performance.Based on these results, we suggest that a "temporal stamp" is established within left PSR on the first sound within the pair at early stages (i.e. ~40ms) of cortical processes, but is critically modulated by inputs from right PSR (Bernasconi et al., 2010a; b). The "temporal stamp" on the first sound may be established via a sensory gating or prior entry mechanism.Behavioral and brain responses to identical stimuli can vary due to attention modulation, vary with experimental and task parameters or "internal noise". In a fourth experiment (Bernasconi et al., 2011b) we investigated where and when "neural noise" manifest during the stimulus processing. Contrasting the AEPs of identical sound perceived as High vs. Low pitch, a topographic modulation occurred at ca. 100ms after the onset of the sound. Source estimation revealed activity within regions compatible with pitch discrimination. Thus, we provided neurophysiological evidence for the variation in perception induced by "neural noise".ABSTRACT (French)Un traitement précis de l'ordre des événements sensoriels sur une échelle de temps de milliseconde est crucial pour les fonctions sensori-motrices et cognitives. Les tâches de jugement d'ordre temporel (JOT), consistant à présenter plusieurs stimuli en succession rapide, sont traditionnellement employées pour étudier les mécanismes neuronaux soutenant le traitement d'informations sensorielles qui varient rapidement. Le but de cette thèse est d'étudier le mécanisme cérébral soutenant JOT. Dans les trois études présentées nous nous sommes concentrés sur les états du cerveau précédant la présentation des stimuli de JOT, les bases neurales pour un JOT correct vs. incorrect et sur la possibilité et les moyens d'améliorer l'exécution du JOT grâce à un entraînement.Dans "Pre-stimulus beta oscillations within left posterior sylvian regions impact auditory temporal order judgment accuracy" (Bernasconi et al., 2011),, nous nous sommes intéressé à savoir si l'activité oscillatoire du cerveau au pré-stimulus modulait la performance du JOT. Nous avons contrasté l'activité électrophysiologique en fonction de la performance TOJ, mesurant une activité oscillatoire beta au pré-stimulus plus fort dans la région sylvian postérieure gauche (PSR) liée à un JOT correct.Dans "Interhemispheric coupling between the posterior sylvian regions impacts successful auditory temporal order judgment" (Bernasconi et al., 2010a), et "Plastic brain mechanisms for attaining auditory temporal order judgment proficiency" (Bernasconi et al., 2010b), nous avons étudié la dynamique spatio-temporelle dans le cerveau impliqué dans le traitement du JOT auditif. Dans ses deux études, nous avons observé une modulation topographique à ~40ms après le début du premier son, en fonction de la performance JOT, indiquant l'engagement des configurations de générateurs intra- crâniens distincts. La localisation de source dans la première étude indique une activité bilatérale de PSR pour des JOT corrects vs. incorrects. Par ailleurs, l'activité dans PSR gauche, mais pas dans le droit, est corrélée avec la performance du JOT. La localisation de source dans la deuxième étude indiquait une latéralisation gauche induite par l'entraînement d'une réponse initialement bilatérale du cerveau. D'ailleurs, l'activité dans la région PSR gauche corrèlait avec la performance de TOJ.Basé sur ces résultats, nous proposons qu'un « timbre-temporel » soit établi très tôt (c.-à-d. à ~40ms) sur le premier son par le PSR gauche, mais module par l'activité du PSR droite (Bernasconi et al., 2010a ; b). « Le timbre- temporel » sur le premier son peut être établi par le mécanisme neuronal de type « sensory gating » ou « prior entry ».Les réponses comportementales et du cerveau aux stimuli identiques peut varier du à des modulations d'attention ou à des variations dans les paramètres des tâches ou au bruit interne du cerveau. Dans une quatrième expérience (Bernasconi et al. 2011B), nous avons étudié où et quand le »bruit neuronal« se manifeste pendant le traitement des stimuli. En contrastant les AEPs de sons identiques perçus comme aigus vs. grave, nous avons mesuré une modulation topographique à env. 100ms après l'apparition du son. L'estimation de source a révélé une activité dans les régions compatibles avec la discrimination de fréquences. Ainsi, nous avons fourni des preuves neurophysiologiques de la variation de la perception induite par le «bruit neuronal».

Valor nutricional e energia metabolizável de subprodutos do trigo utilizados para alimentação de suínos em crescimento

O objetivo deste trabalho foi avaliar o valor nutricional e energético de subprodutos do trigo, em dietas para suínos em crescimento, e obter equações de predição da energia metabolizável. Foram utilizados 36 suínos machos, castrados, alojados em gaiolas metabólicas individuais. Realizou-se a coleta total de fezes e urina em dois períodos de dez dias: cinco para adaptação e cinco para coleta. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, tendo-se considerado o período de coleta como bloco, com seis tratamentos e seis repetições. A dieta referência foi substituída em 30% por um dos subprodutos testados: farinheta, farelo fino, farelo de trigo, farelo grosso e farelo grosso moído; este último usado para avaliar a influência da granulometria na digestibilidade. A fibra bruta foi a variável que proporcionou a melhor estimativa da energia metabolizável. O farelo fino foi superior em energia digestível e metabolizável, em comparação ao farelo grosso moído. O farelo grosso moído apresentou os menores coeficientes de digestibilidade, e a diminuição de seu diâmetro geométrico médio não aumentou a digestibilidade dos nutrientes e da energia. Entre os subprodutos avaliados, a farinheta apresenta maior energia digestível, energia metabolizável e proteína digestível, o que mostra elevado potencial para utilização em dietas para suínos em crescimento.

Primääri-sekundäärivuodon tunnistaminen aktiivisuusmittauksin Loviisan voimalaitoksella

Diplomityössä tutkittiin Loviisan voimalaitoksen primääri- ja sekundääripiirin aktiivisuusmittausten kykyä tunnistaa pienet primääri-sekundäärivuodot. Tarkasteltavat primääri-sekundäärivuotojen suuruudet valittiin laitoksen hätätilanne- ja häiriönselvitysohjeiden mukaisesti. Vuodon vaikutuksia arvioitiin erilaisilla primäärijäähdytteen ominaisaktiivisuuksilla. Ominaisaktiivisuudet primääripiirissä määritettiin nuklidikohtaisesti erilaisille polttoainevuototapauksille. Työssä huomioitiin myös transienteissa mahdollisesti esiintyvä primääripiirin aktiivisuustasoa nostava spiking-ilmiö. Vuodon tarkempaa tunnistamista varten työssä laskettiin tarkasteltaville mittareille kalibrointikertoimet. Primääri-sekundäärivuoto mallinnettiin APROS-simulointiohjelmalla laitoksen eri käyttötiloissa ja kahdella eri vuotokoolla. Varsinainen aktiivisuuslaskenta suoritettiin SEKUN-ohjelmalla. Työssä tätä aktiivisuus- ja päästölaskentaohjelmaa muokattiin ohjelmoimalla siihen tarkasteltavat aktiivisuusmittaukset sekä primääripiirin puhdistus ja ulospuhallus. Laskelmien tuloksena saatiin arviot kunkin tarkasteltavana olleen aktiivisuusmittauksen soveltuvuudesta primääri-sekundäärivuodon tunnistamiseen erilaisissa polttoainevuototapauksissa ja reaktorin eri tehotasoilla. Häiriönselvitysohje I3:n käyttöönottoa edellyttävät vuotokoot määritettiin aktiivisuusmittausten havaitseman perusteella. Erityisesti kuumavalmiustilassa tapauksissa, joissa reaktorisydämessä oletetaan olevan tiiveytensä menettäneitä polttoainesauvoja, spikingin vaikutus jäähdytteiden aktiivisuuspitoisuuksiin ja mittaustuloksiin oli merkittävä. Niiltä osin, kuin tulokset käsittelevät ohjeissa vuodon tunnistamiseen käytettyjä aktiivisuusrajoja, tulokset osoittivat aktiivisuusrajat oikeiksi. Kuumavalmiudessa aktiivisuusmittausten mittausalueet saattavat joissakin tapauksissa rajoittaa primääri-sekundäärivuodon tunnistamista.

Symmetries of the free Schrödinger equation in the non-commutative plane

We study all the symmetries of the free Schr odinger equation in the non-commu- tative plane. These symmetry transformations form an infinite-dimensional Weyl algebra that appears naturally from a two-dimensional Heisenberg algebra generated by Galilean boosts and momenta. These infinite high symmetries could be useful for constructing non-relativistic interacting higher spin theories. A finite-dimensional subalgebra is given by the Schröodinger algebra which, besides the Galilei generators, contains also the dilatation and the expansion. We consider the quantization of the symmetry generators in both the reduced and extended phase spaces, and discuss the relation between both approaches.