Reversible ferromagnetic switching in ZnO:(Co,Mn) powders

We report here on the magnetic properties of ZnO:Mn- and ZnO:Co-doped nanoparticles. We have found that the ferromagnetism of ZnO:Mn can be switched on and off by consecutive low-temperature annealings in O2 and N2, respectively, while the opposite phenomenology was observed for ZnO:Co. These results suggest that different defects (presumably n-type for ZnO:Co and p-type for ZnO:Mn) are required to induce a ferromagnetic coupling in each case. We will argue that ferromagnetism is likely to be restricted to a very thin, nanometric layer at the grain surface. These findings reveal and give insight into the dramatic relevance of surface effects to the occurrence of ferromagnetism in ZnO-doped oxides.

Carbono orgânico e fósforo microbiano em sistema de integração agricultura-pecuária submetido a diferentes intensidades de pastejo em plantio direto

Sistemas de integração agricultura-pecuária têm despertado maior interesse de pesquisadores nos últimos anos por proporcionarem maior estabilidade e sustentabilidade à produção agropecuária, em relação ao modelo de produção mais especializado atualmente predominante. Um dos indicadores desta estabilidade e sustentabilidade que vem sendo utilizado é o teor de C do solo. Neste sentido, o presente estudo objetivou avaliar os estoques nas frações do C orgânico total e P da biomassa microbiana de um Latossolo Vermelho distroférrico, sob sistema de integração agricultura-pecuária, em plantio direto submetido a diferentes intensidades de pastejo, no inverno, por seis anos. As amostras de solo foram coletadas em novembro de 2006, em área experimental sob sistema de integração instalado em maio de 2001. Anteriormente, a área, localizada no município de São Miguel das Missões - RS, vinha sendo cultivada há 10 anos sob sistema plantio direto. O delineamento foi o de blocos completos ao acaso com três repetições. Os tratamentos foram intensidades de pastejo de 10, 20 e 40 cm de altura do pasto aplicadas no ciclo da pastagem, durante o período hibernal, em uma pastagem constituída por aveia e azevém, além de uma área testemunha sem pastejo. Foram determinados os estoques de C orgânico total e particulado, os teores de P e C da biomassa microbiana, bem como a atividade da biomassa microbiana. Os estoques de C orgânico total não foram influenciados pelas intensidades de pastejo, porém os estoques de C orgânico particulado foram menores na área com maior intensidade de pastejo. Neste tratamento, o estímulo à biomassa microbiana e ao crescimento radicular foram maiores. O teor de P da biomassa aumentou com a diminuição da intensidade de pastejo, ocorrendo o inverso com a biomassa microbiana. O C orgânico particulado foi o atributo mais sensível em demonstrar variações no C orgânico do solo sob as condições de manejo da pastagem adotadas.

Atributos químicos do solo em função da aplicação superficial de calcário em sistema de integração lavoura-pecuária submetido a pressões de pastejo em plantio direto

A utilização de extensas áreas usadas unicamente com culturas para cobertura do solo no inverno para pastejo de animais para produção de carne ou leite pode se tornar uma fonte alternativa de renda aos produtores de grãos no verão, no sul do Brasil. A presença de bovinos em áreas utilizadas apenas com lavouras em plantio direto pode, no entanto, promover alterações em atributos do solo, cuja magnitude depende do manejo adotado. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes pressões de pastejo sobre a correção da acidez do solo a partir da aplicação superficial de calcário em um Latossolo Vermelho sob plantio direto. Os tratamentos consistiram do manejo do pasto em diferentes alturas (10, 20, 30 e 40 cm), além de áreas sem pastejo, aplicadas durante o inverno. Em dezembro de 2001, foi feita uma amostragem de solo para avaliação de atributos químicos do solo após o primeiro ciclo de pastejo, nas camadas de 0-25, 2,5-5, 5-7,5, 7,5-10, 10-12,5, 12,5-15, 15-17,5, 17,5-20 e 20-25 cm. Na seqüência, foram aplicados 4,5 t ha-1 (PRNT 62 %) de calcário em superfície, em toda a área, sendo cultivada soja em sucessão ao pastejo. Amostragens de solo seguiram-se ao final do primeiro, segundo, terceiro, quarto e quinto ciclos de soja, correspondendo aos 6, 12, 24, 36 e 48 meses após a aplicação de calcário. Foram avaliados: o pH-H2O; o índice SMP; os teores de Ca, Mg, K e Al trocáveis e de carbono orgânico total (COT). A aplicação superficial de calcário foi eficiente na correção da acidez, de forma variável em profundidade, com o atributo químico avaliado e com o tempo, atingindo até 25 cm de profundidade. A presença de bovinos em pastejo na área incrementou o efeito em profundidade da calagem superficial. As diferentes adições de resíduo ao solo não afetaram os teores de COT do solo.

Balanço do carbono orgânico no solo sob integração lavoura-pecuária no sul do Brasil

A integração lavoura-pecuária tem apresentado um avanço recente em áreas historicamente utilizadas com pecuária de corte extensiva no sul do Brasil. O inadequado manejo das pastagens de inverno associado ao uso da monocultura da soja no verão podem limitar o aporte de resíduos vegetais ao solo e reduzir os estoques de C orgânico do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do aumento da freqüência de pastejo no inverno e de sistemas de culturas de verão no estoque de C orgânico total do solo (COT). O experimento, realizado por quatro anos sob sistema plantio direto, seguiu um delineamento de blocos ao acaso, em arranjo bifatorial 3x3, com quatro repetições. O fator A foi constituído por três intervalos de pastejos durante o inverno: sem pastejo (SP), pastejo a cada 28 dias (P28) e pastejo a cada 14 dias (P14). O fator B constou de três sistemas de culturas de verão: monocultura de soja (Mon-S), monocultura de milho (Mon-M) e rotação anual de soja e milho (Rot-S/M). Foram quantificadas as adições de C ao solo via resíduos vegetais e os estoques de COT do solo segundo os métodos de camada e massa equivalentes de solo. O aumento da freqüência de pastejo diminuiu o aporte de C oriundo das pastagens de inverno de 5,3 Mg ha-1 no tratamento SP, para 1,7 e 1,3 Mg ha-1 nos tratamentos P28 e P14, respectivamente. O milho foi a cultura que proporcionou o maior aporte de C ao solo, com uma média de 6,0 Mg ha-1, enquanto a soja adicionou apenas 2,2 Mg ha-1. Os estoques de C orgânico calculados com base em camadas equivalentes de solo foram superestimados nos tratamentos P14 e P28 e subestimados no tratamento SP em comparação aos resultados obtidos com base nas massas equivalentes de solo, que foram utilizados para comparação dos sistemas de manejo. Os estoques de C orgânico nas camadas de 0-0,025, 0,025-0,05 e 0,05-0,10 m foram linearmente relacionados à adição anual de C pelas culturas (pastagem + culturas anuais), sendo necessária a adição de 4,48 Mg ha-1 ano-1 para a manutenção do estoque original de C orgânico da camada de 0-0,10 m. A baixa adição de C ao solo pelos resíduos vegetais no tratamento P14 resultou numa emissão líquida estimada de C para a atmosfera (0,05 a 0,27 Mg ha-1 ano-1 ), enquanto o solo no tratamento SP atuou como um dreno de C atmosférico (0,19 a 0,30 Mg ha-1 ano-1). No tratamento P28, o comportamento do solo como fonte ou dreno de C dependeu do sistema de cultura de verão, tendo sido estimada uma emissão líquida de C do solo sob Mon-S (0,04 Mg ha-1 ano-1 ) e uma retenção líquida de C sob Mon-M (0,15 Mg ha-1 ano-1 ) e Rot-S/M (0,11 Mg ha-1 ano-1 ). O maior intervalo entre pastejos, durante o inverno, associado à utilização do milho no verão contribuiu para maiores adições de resíduos vegetais e acúmulo de C orgânico no solo.

The bZIP transcription factor Rca1p is a central regulator of a novel CO₂ sensing pathway in yeast.

Like many organisms the fungal pathogen Candida albicans senses changes in the environmental CO(2) concentration. This response involves two major proteins: adenylyl cyclase and carbonic anhydrase (CA). Here, we demonstrate that CA expression is tightly controlled by the availability of CO(2) and identify the bZIP transcription factor Rca1p as the first CO(2) regulator of CA expression in yeast. We show that Rca1p upregulates CA expression during contact with mammalian phagocytes and demonstrate that serine 124 is critical for Rca1p signaling, which occurs independently of adenylyl cyclase. ChIP-chip analysis and the identification of Rca1p orthologs in the model yeast Saccharomyces cerevisiae (Cst6p) point to the broad significance of this novel pathway in fungi. By using advanced microscopy we visualize for the first time the impact of CO(2) build-up on gene expression in entire fungal populations with an exceptional level of detail. Our results present the bZIP protein Rca1p as the first fungal regulator of carbonic anhydrase, and reveal the existence of an adenylyl cyclase independent CO(2) sensing pathway in yeast. Rca1p appears to regulate cellular metabolism in response to CO(2) availability in environments as diverse as the phagosome, yeast communities or liquid culture.

Integração lavoura e pecuária e os atributos físicos de solo manejado sob sistema plantio direto

Atributos físicos de solo foram avaliados num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Passo Fundo, RS, dez anos após o estabelecimento (1993 a 2003) de cinco sistemas de produção integrando culturas produtoras de grãos, pastagens de inverno e forrageiras perenes: I) trigo/soja, aveia-branca/soja e ervilhaca/milho; II) trigo/soja, aveia-branca/soja e forrageiras anuais - aveia-preta + ervilhaca/milho; III) forrageiras perenes da estação fria - festuca + trevo-branco + trevo-vermelho + cornichão; IV) forrageiras perenes da estação quente - pensacola + aveia-preta + azevém + trevo-branco + trevo-vermelho + cornichão; e V) alfafa para feno, acrescentada em 1994, como tratamento adicional, com repetições em áreas contíguas ao experimento. Metade das áreas sob os sistemas III, IV e V retornou ao sistema I a partir do verão de 1996. As culturas, tanto de inverno como de verão, foram estabelecidas sob plantio direto. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso com quatro repetições. Amostras de solo também foram coletadas em fragmento de floresta subtropical ao lado do experimento. O aumento da densidade do solo e da microporosidade, e a redução da porosidade total e da macroporosidade, devido aos distintos sistemas de produção de grãos com pastagens, não atingiram níveis capazes de promover degradação do solo. Os sistemas com pastagens perenes apresentaram menor densidade do solo e maior porosidade total e macroporosidade na camada 0-2 cm, em relação aos sistemas de produção de grãos ou produção de grãos com pastagens anuais.

Propriedades físicas do solo em sistemas de manejo na integração agricultura-pecuária

A qualidade do solo no sistema de integração agricultura-pecuária depende do sistema de manejo do solo e da pastagem. A pesquisa foi realizada em Santa Catarina em um Cambissolo Húmico alumínico, em área com pastagem nativa pastejada por nove anos, dessecada em maio de 2003 para semear pastagem anual de inverno e cultivo de milho no verão. O experimento, conduzido no delineamento com parcelas subdivididas, consistiu da combinação de sistemas de manejo da pastagem e de sistemas de preparo do solo para o cultivo de verão, com os seguintes tratamentos: azevém sem pastejo e dessecado ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém sem pastejo, roçado e removido ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em preparo convencional; e azevém pastejado e milho em preparo reduzido. O pastejo foi realizado durante dois períodos de 14 e 10 dias, com carga animal de 6,0 Mg ha-1. Amostras de solo foram coletadas em diferentes épocas para determinações físicas e do teor total de C de compostos orgânicos (COT). O preparo do solo com arado ou escarificador foi o fator que mais modificou as propriedades do solo, reduziu o teor de COT, a estabilidade dos agregados, a densidade e a umidade e aumentou a porosidade total, a macroporosidade e a capacidade de aeração do solo, comparado ao sistema de plantio direto, no qual os efeitos do manejo da pastagem não modificaram as propriedades físicas do solo. A transição de pastagem nativa pastejada para o sistema de integração agricultura-pecuária no sistema de plantio direto preserva melhor a qualidade física do solo em relação ao preparo convencional, e o preparo reduzido tem desempenho intermediário.

Size effects in the magneto-optical response of Co nanoparticles

A study of the magneto-optical (MO) spectral response of Co nanoparticles embedded in MgO as a function of their size and concentration in the spectral range from 1.4 to 4.3 eV is presented. The nanoparticle layers were obtained by sputtering at different deposition temperatures. Transmission electron microscopy measurements show that the nanoparticles have a complex structure which consists of a crystalline core having a hexagonal close-packed structure and an amorphous crust. Using an effective-medium approximation we have obtained the MO constants of the Co nanoparticles. These MO constants are different from those of continuous Co layers and depend on the size of the crystalline core. We associate these changes with the size effect of the intraband contribution to the MO constants, related to a reduction of the relaxation time of the electrons into the nanoparticles.

Concentração do potássio do solo em sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto submetido a intensidades de pastejo

A dinâmica de K em sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) diverge daquelas de outros sistemas de manejo, porque os sistemas ILP são mais complexos e envolvem, além das práticas relacionadas à cultura de interesse econômico, a introdução do animal. Objetivou-se, neste trabalho, avaliar as concentrações do K do solo em um sistema ILP, em plantio direto, com diferentes intensidades de pastejo (aveia-preta + azevém) de bovinos no inverno e a cultura da soja cultivada no verão. O experimento foi iniciado em maio de 2001 em área pertencente à Fazenda do Espinilho, localizada no município de São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico que vinha sendo cultivado em plantio direto desde 1991. Os tratamentos constaram de intensidades de pastejo: 10, 20, 30 e 40 cm de altura do pasto e um tratamento sem pastejo, distribuídos num delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições. Os teores de K disponível eram originalmente altos e assim se mantiveram ao longo do tempo, independentemente do tratamento de pastejo. Em todas as situações houve a formação de um gradiente decrescente de concentração de K a partir da superfície, sendo maior após pastagem que após soja. A ausência do pastejo, apesar de propiciar menor ciclagem de K, resultou em maiores teores do nutriente no solo, em relação às áreas com animais, especialmente aquelas intensamente pastejadas, devido às perdas causadas, provavelmente, pelas excretas.

Biomassa microbiana do solo em sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto, submetido a intensidades de pastejo

Em sistemas de integração lavoura-pecuária, boa parte do suprimento de nutrientes para as pastagens provém das excreções dos animais, na forma de esterco e de urina, o que resulta em estímulo à atividade e ao acúmulo de nutrientes nas suas células. Este estudo foi desenvolvido num experimento de integração lavoura-pecuária em plantio direto, iniciado em 2001, e objetivou avaliar o impacto de diferentes intensidades de pastejo da pastagem de inverno (aveia-preta + azevém; 10, 20 e 40 cm, e um tratamento sem pastejo) sobre a atividade microbiana e sobre os teores e estoques de C, N e P na biomassa microbiana na camada de 0-10 cm de um Latossolo Vermelho, no Sul do Brasil, durante o ciclo da pastagem. Os teores e estoques dos nutrientes na biomassa e a atividade microbiana foram alterados pela intensidade de pastejo e pela época no ciclo da pastagem. Os teores de C e de P microbiano aumentaram do início da pastagem, em maio, até o período de grande produção de fitomassa, em setembro, após o qual decresceram, acompanhando o início de senescência da pastagem. Por sua vez, o N microbiano decresceu de maio para novembro, possivelmente devido à absorção desse nutriente pelas plantas. Sistemas de integração lavoura-pecuária em plantio direto mantêm a qualidade biológica do solo, sendo, sob adequada lotação animal, similar ao sistema plantio direto sem a entrada de animais. No entanto, sob alta intensidade de pastejo (10 cm) há perdas nessa qualidade do solo em condições de estresse hídrico.

Intervalo hídrico ótimo de um latossolo vermelho distroférrico sob plantio direto em sistema de integração lavoura-pecuária

O intervalo hídrico ótimo (IHO) é considerado um moderno indicador da qualidade física do solo para o crescimento e desenvolvimento das plantas. O objetivo deste estudo foi determinar o IHO para avaliar a qualidade física de um Latossolo Vermelho distroférrico sob plantio direto em sistema de integração lavoura-pecuária. A área de estudo é constituída de um sistema de integração lavoura-pecuária com cultivo de soja no verão e aveia (Avena strigosa Schreb) + azevém (Lolium multiflorum Lam) no inverno, manejado com diferentes alturas de pastejo: 7, 14, 21 e 28 cm de altura e testemunha sem pastejo. Foram retiradas amostras indeformadas nas camadas de 0-7,5 e 7,5-15 cm, nas quais foram determinadas a densidade do solo (Ds), as curvas de retenção de água e de resistência do solo à penetração e estimado o IHO. A densidade do solo crítica (Dsc) foi tomada como aquela em que o IHO = 0. Independentemente dos tratamentos, foi constatado que com o aumento da densidade do solo são necessários maiores teores de água para que a resistência do solo à penetração não seja maior que 2,5 MPa, bem como menores teores de água, para que a aeração do solo não se torne limitante. Nos tratamentos com 21 e 28 cm de altura de pastejo, verificou-se maior amplitude do IHO em relação à testemunha, sugerindo que a integração lavoura-pecuária cria um ambiente físico positivo no solo, desde que se mantenha uma carga animal adequada para evitar o sobrepastejo das áreas. No tratamento com 7 cm, a degradação física do solo é muita elevada na camada superficial e certamente predispõe as culturas a estresses de resistência sob secamento do solo e de aeração com elevados teores de água sob períodos prolongados. Verificou-se redução progressiva da proporção de amostras com valores de Ds > Dsc do tratamento com 7 cm para a testemunha, indicando que o pisoteio excessivo dos animais resulta numa perda da qualidade física do solo na camada de 0-7,5 cm do tratamento com 7 cm. Para manter qualidade física do solo adequada sob pastejo de aveia e azevém no inverno, na camada de 0-7,5 cm, a altura de pastejo deve ser mantida acima de 21 cm da superfície do solo.

Ciclagem e balanço de potássio e produtividade de soja na integração lavoura-pecuária sob semeadura direta

A ciclagem e balanço de nutrientes em sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) são processos que envolvem o componente solo, a planta e o animal, além da fertilização, em que o manejo dos animais, por alterar as condições bióticas e abióticas do solo, altera a velocidade de decomposição dos resíduos. Objetivou-se avaliar a ciclagem e o balanço de K em sistema ILP sob semeadura direta, em função da intensidade de pastejo por bovinos em pastagem, no inverno, e sua relação com a produtividade de soja, cultivada no verão. O experimento foi iniciado em maio de 2001 em Latossolo Vermelho distroférrico, em área que vinha sendo cultivada em semeadura direta desde 1991. Os tratamentos constaram de intensidades de pastejo contínuo, por bovinos jovens, em mistura de azevém + aveia-preta, representados por alturas do pasto: 10, 20, 30 e 40 cm e sem pastejo (testemunha), distribuídos num delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições, em que se avaliou um ciclo pastagem/soja (safra 2007/08). Na ciclagem, foram considerados os teores de K na pastagem, na soja e nos animais e, no balanço desse nutriente, na lavoura e no solo, foram considerados os seus teores no solo e as entradas, como fertilizante e saídas, nos grãos de soja e no tecido animal. A ciclagem do K aumentou com o aumento da intensidade de pastejo, e o seu balanço no sistema, apesar de negativo, com maior déficit nas áreas com maior intensidade de pastejo, não influenciou a produtividade da soja.

Integração de dados do quickbird e atributos do terreno no mapeamento digital de solos por redes neurais artificiais

No presente estudo, foi realizada uma avaliação de diferentes variáveis ambientais no mapeamento digital de solos em uma região no norte do Estado de Minas Gerais, utilizando redes neurais artificiais (RNA). Os atributos do terreno declividade e índice topográfico combinado (CTI), derivados de um modelo digital de elevação, três bandas do sensor Quickbird e um mapa de litologia foram combinados, e a importância de cada variável para discriminação das unidades de mapeamento foi avaliada. O simulador de redes neurais utilizado foi o "Java Neural Network Simulator", e o algoritmo de aprendizado, o "backpropagation". Para cada conjunto testado, foi selecionada uma RNA para a predição das unidades de mapeamento; os mapas gerados por esses conjuntos foram comparados com um mapa de solos produzido com o método convencional, para determinação da concordância entre as classificações. Essa comparação mostrou que o mapa produzido com o uso de todas as variáveis ambientais (declividade, índice CTI, bandas 1, 2 e 3 do Quickbird e litologia) obteve desempenho superior (67,4 % de concordância) ao dos mapas produzidos pelos demais conjuntos de variáveis. Das variáveis utilizadas, a declividade foi a que contribuiu com maior peso, pois, quando suprimida da análise, os resultados da concordância foram os mais baixos (33,7 %). Os resultados demonstraram que a abordagem utilizada pode contribuir para superar alguns dos problemas do mapeamento de solos no Brasil, especialmente em escalas maiores que 1:25.000, tornando sua execução mais rápida e mais barata, sobretudo se houver disponibilidade de dados de sensores remotos de alta resolução espacial a custos mais baixos e facilidade de obtenção dos atributos do terreno nos sistemas de informação geográfica (SIG).