Fertilization and cover crop effects on soil nitrogen and plant nutrition in a young guarana plantation

Fruit tree production is gaining an increasing importance in the central Amazon and elsewhere in the humid tropics, but very little is known about the nutrient dynamics in the soil-plant system. The present study quantified the effects of fertilization and cover cropping with a legume (Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth.) on soil nitrogen (N) dynamics and plant nutrition in a young guarana plantation (Paullinia cupana Kunth. (H.B. and K.) var. sorbilis (Mart.) Ducke) on a highly weathered Xanthic Ferralsol. Large subsoil nitrate (NO3-) accumulation at 0.3-3 m below the guarana plantation indicated N leaching from the topsoil. The NO3- contents to a depth of 2 m were 2.4 times greater between the trees than underneath unfertilized trees (P<0.05). The legume cover crop between the trees increased soil N availability as shown by elevated aerobic N mineralization and lower N immobilization in microbial biomass. The guarana N nutrition and yield did not benefit from the N input by biological fixation of atmospheric N2 by the legume cover (P>0.05). Even without a legume intercrop, large amounts of NO3- were found in the subsoil between unfertilized trees. Subsoil NO3- between the trees could be utilized, however, by fertilized guarana. This can be explained by a more vigorous growth of fertilized trees which had a larger nutrient demand and exploited a larger soil volume. With a legume cover crop, however, more mineral N was available at the topsoil which was leached into the subsoil and consequently accumulated at 0.3-3 m depth. Fertilizer additions of P and K were needed to increase subsoil NO3- use between trees.

Does nitrogen availability have greater control over the formation of tropical heath forests than water stress?A hypothesis based on nitrogen isotope ratios

Global scale analyses of soil and foliage δ15N have found positive relationships between δ15N and ecosystem N loss (suggesting an open N cycle) and a negative relationship between δ15N and water availability. We show here that soils and leaves from tropical heath forests are depleted in 15N relative to 'typical' forests suggesting that they have a tight N cycle and are therefore limited by N rather than by, often suggested, water availability.

The influence of nitrogen and oxygen additions on the thermal characteristics of aluminium-based thin films

The ternary aluminium oxynitride (AlNxOy) system offers the possibility to obtain a wide range of properties by tailoring the ratio between pure Al, AlNx and AlOy and therefore opening a significant number of possible applications. In this work the thermal behaviour of AlNxOy thin films was analysed by modulated infrared radiometry (MIRR), taking as reference the binary AlOy and AlNx systems. MIRR is a non-contact and non-destructive thermal wave measurement technique based on the excitation, propagation and detection of temperature oscillations of very small amplitudes. The intended change of the partial pressure of the reactive gas (N2 and/or O2) influenced the target condition and hence the deposition characteristics which, altogether, affected the composition and microstructure of the films. Based on the MIRR measurements and their qualitative and quantitative interpretation, some correlations between the thermal transport properties of the films and their chemical/physical properties have been found. Furthermore, the potential of such technique applied in this oxynitride system, which present a wide range of different physical responses, is also discussed. The experimental results obtained are consistent with those reported in previous works and show a high potential to fulfil the demands needed for the possible applications of the systems studied. They are clearly indicative of an adequate thermal response if this particular thin film system is aimed to be applied in small sensor devices or in electrodes for biosignal acquisition, such as those for electroencephalography or electromyography as it is the case of the main research area that is being developed in the group.

Caracterización genética de la cepa Sinorhizobium meliloti 3DOh13 y evaluación de la capacidad fijadora de nitrógeno en alfalfa. Genetic characterization of the strain Sinorhizobium meliloti 3DOh13 and assessment of the capacity to fix nitrogen in alfalfa.

La provincia de Córdoba participa con aproximadamente el 23 por ciento del área total sembrada anualmente con alfalfa en nuestro país y, en los últimos años, se ha incrementado levemente, en contraste con las provincias de Buenos Aires, Santa Fe y Entre Ríos, donde ha decrecido. La inoculación de este cultivo con cepas del género Sinorhizobium ha permitido mejorar su rendimiento en los suelos de la región semiárida. La utilización para la siembra de semillas preinoculadas con microorganismos de origen extranjero, cuya eficiencia y adaptación a las condiciones locales no siempre se conocen, y con escasa capacidad de competencia ante las cepas naturalizadas, trae como consecuencia un bajo establecimiento de la nodulación y por consiguiente una escasa reposición del nitrógeno removido del suelo. Aún cuando la inoculación está relativamente difundida, en la actualidad no se ha determinado la proporción relativa de nitrógeno fijado por las cepas introducidas respecto de las nativas o naturalizadas, ni la competencia que se genera en el suelo por la ocupación de los sitios potenciales para la formación de nódulos. Nuestra hipótesis de trabajo es: "la inoculación con cepas de Sinorhizobium meliloti debidamente caracterizadas y eficientes en la fijación del nitrógeno atmosférico mejorará el rendimiento de alfalfa en la región centro-sur de Córdoba". Los objetivos de este estudio son caracterizar fenotípica y genotípica el aislamiento Sinorhizobium meliloti 3DOh13 y evaluar su eficiencia simbiótica en el cultivo de alfalfa, mediante ensayos de infectividad, eficiencia y competencia con cepas nativas. La evaluación de la infectividad de la cepa comprende estudios de cinética de la nodulación, número total de nódulos y ubicación de los mismos en experiencias donde las plantas crecen en condiciones de invernáculo sobre un soporte de tierra:arena:perlita (2:1:1). Se realizarán ensayos de competitividad, coinoculando semillas con la cepa DOh13 y otras nativas, en bolsas plásticas con medio mineral en los que se desafiarán los distintos aislamientos. Se inoculan las plantas con sólo dos aislamientos y los nódulos de la raíz principal serán extraídos a fin de aislar los microorganismos ocupantes, los que serán diferenciados por marca de resistencia a antibioticos. La eficiencia en la fijación de nitrógeno será cuantificada por las técnicas de reducción del acetileno en el nódulo y, en caso de ser necesario, se usará el método de Kjeldahl (N total) para la raíz, tejido aéreo o planta entera. La caracterización genotípica de S. meliloti 3DOh13 incluirá métodos de fingerprint de ADN por técnicas de PCR y secuenciamiento del ADNr 16S. Esta investigación permitirá obtener información precisa sobre la respuesta de alfalfa a la inoculación con la cepa de referencia. El producto que se espera obtener es un nuevo inoculante, formulado con una cepa efectiva en la fijación de nitrógeno, debidamente caracterizada y con probada capacidad de adaptación a los suelos de la región

Sulfur fractions and carbon-nitrogen-phosphorus-sulfur relationships in some Brazilian and Iowa soils

O atual conhecimento relativo à distribuição em percentagem das várias frações de enxofre nos solos provem principalmente dos estudos dos solos de regiões temperadas. Em vista disso, este estudo foi conduzido para determinar as frações do S e as relações C-N-P-S em alguns solos da região subtropical dos Estados de São Paulo e do Paraná, Brasil, e comparar estes valores nestes solos com aqueles nos solos do Estado de Iowa, dos Estados Unidos da América do Norte. As análises das frações de enxofre nos solos dos dois países, indicaram que os solos do Brasil contem sulfato inorgânico adsorvido. Expressos como percentagem do S total, os solos do Brasil acusaram de 5 a 23% (média 11%) de S-sulfato inorgânico, de 20 a 65% (média 40%) de S-ester sulfato, de 5 a 12% (média 7%) de S-ligado ao Carbono e de 24 a 59% (média 42%) de S orgânico não identificado. As percentagens correspondentes nos solos de Iowa foram de 2 a 8% (média 5%) de S-sulfato inorgânico, de 43 a 60% (média 50%) de S-ester sufato, de 7 a 18% (média 11%) de enxofre ligado ao carbono e de 30 a 39% (média 34%) de S orgânico, não identificado. Outrossim, não foi encontrado o enxofre inorgânico não-sulfato em nenhum dos solos analisados. Houve grandes variações nas relações C, N, Ρ e S entre solos brasileiros quando comparados com aqueles do Iowa.

Effect of day time on foliar spraying of several levels of nitrogen fertilizer, NPKS solutions and its components, on common bean leaves

An experiment was carried out in order to determine the effect of day time of foliar spraying of several levels of nitrogen fertilizers, N-P-K-S station, and its components on common bean leaves. Results, based on the visual observations, indicated the maximum levels of each fertilizer that did not cause injuries and showed that the foliar spraying early in the morning is the best day time.

Balanç de nitrogen i anàlisi del consum d'aigua al Baix Empordà

El present treball pretén avaluar l’impacte de les activitats agràries sobre les aigües subterrànies, al Baix Empordà. La ramaderia intensiva genera uns residus que l’agricultura no és capaç d’assumir. Els excedents generats s’infiltren al subsòl, generalment en forma de nitrats (NO3-), provocant la contaminació de les aigües subterrànies. Aquesta pot provocar greus problemes ecològics en els sistemes aquàtics, i afectar a la salut humana. S’ha realitzat un balanç de nitrogen per a les zones agrícoles de l’àrea d’estudi, avaluant els diversos processos que incorporen o extreuen nitrogen al sòl. Paral·lelament, s’ha estudiat el consum d’aigua provocat pel diversos sectors presents a la zona d’estudi, per tal d’avaluar quantitativament la pressió que provoquen sobre els aqüífers. Els resultats obtinguts mostren que la majoria de municipis estudiats generen excedents de nitrogen, justificant la presència de nitrats al subsòl.

Liquid nitrogen cryopreservation of Bracoccidioides brasiliensis in Fava's Netto medium

The aplicability of Fava's Netto medium in the liquid nitrogen cryopreservation technique of Paracoccidioides brasiliensis cells was demonstrated.

Eliminació simultània de fòsfor i nitrogen en aigües residuals, utilitzant microorganismes DPAO en un reactor discontinu seqüencial (SBR)

En aquest estudi es realitzà eliminació biològica simultània de fòsfor i nitrogen en un Reactor Discontinu Seqüencial (SBR), el qual conté una biomassa enriquida amb Organismes Desnitrificadors Acumuladors de Fòsfor (DPAO) que utilitzen com a única font de carboni l’àcid propiònic i com acceptors d’electrons: nitrit en la fase anòxica i oxigen en l’aeròbica. L’SBR opera amb cicle de 8 h alternant fase anaeròbica, anòxica i aeròbica. El seguiment del sistema es realitzà mitjançant mesures on-line (titrimetria) i off-line (quantificació d’àcid propiònic, nitrit i fòsfor), utilitzant l’HPLC per quantificar l’àcid propiònic i cromatografia iònica per les mesures de nitrit i fòsfor. Amb aquest sistema es pretén augmentar la captació de fòsfor en la fase anòxica fet que s’aconseguí realitzant diferents canvis al reactor per tal de maximitzar el consum de nitrit en aquesta fase, ja fos allargant el temps de fase o augmentant la concentració de biomassa. Aquest experiment ha suposat un augment de la captació de fòsfor (33 mg P-PO4 3-/L), de l’eliminació neta de fòsfor (17 mg P-PO4 3-/L) i de consum de nitrit (27 mg N-NO2-). Per altra banda, es pretenia veure els efectes a curt termini de l’eliminació de la fase aeròbica a partir del seguiment de 2 cicle puntuals i d’un cicle de 32 h sense fase aeròbica. En ambdós casos s’aconseguí una eliminació neta de fòsfor.

Reactive Nitrogen and Oxygen Intermediates in Patients with Cutaneous Leishmaniasis

The metabolisms of reactive nitrogen and oxygen intermediates (RNI and ROI) in patients with cutaneous leishmaniasis (CL) were investigated and compared with those of healthy subjects. To determine RNI metabolism, nitrite plus nitrate concentrations were measured spectrophotometrically. Nitrite concentration in plasma was determined directly by the Griess method. Nitrate levels in plasma were measured after reduction into nitrite by using copper-cadmium-zinc. ROI metabolism was evaluated by measuring erythrocyte superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase activities. Plasma nitrite plus nitrate levels and erythrocyte superoxide dismutase activity were higher in the patient group than healthy subjects (p<0.01). In contrast, erythrocyte catalase and glutathione peroxidase activities were lower (p<0.05, p<0.01, respectively). ROI metabolism was altered in relation to hydrogen peroxide elevation in patients with CL. These alterations in ROI enable nitric oxide (NO) to amplify its leishmanicidal effect. The determination of ROI and RNI in patients with CL may be a useful tool to evaluate effector mechanisms of NO and clinical manifestations.

Eliminació autotròfica de nitrogen en una pila biològica (microbial fuel cells )

L’aigua i l’energia formen un binomi indissociable. En relació al cicle de l’aigua, des de fa varies dècades s’han desenvolupat diferents formes per recuperar part de l’energia relacionada amb l’aigua, per exemple a partir de centrals hidroelèctriques. No obstant, l’ús d’aquesta aigua també porta associat un gran consum energètic, relacionat sobretot amb el transport, la distribució, la depuració, etc... La depuració d’aigües residuals porta associada una elevada demanda energètica (Obis et al.,2009). En termes energètics, tot i que la despesa elèctrica d’una EDAR varia en funció de diferents paràmetres com la configuració i la capacitat de la planta, la càrrega a tractar, etc... es podria considerar que el rati mig seria d’ aproximadament 0.5 KWh•m-3.Els principals costos d’explotació estan relacionats tant amb la gestió de fangs (28%) com amb el consum elèctric (25%) (50% tractament biològic). Tot i que moltes investigacions relacionades amb el tractament d’aigua residual estan encaminades en disminuir els costos d’operació, des de fa poques dècades s’està investigant la viabilitat de que l’aigua residual fins i tot sigui una font d’energia, canviant la perspectiva, i començant a veure l’aigua residual no com a una problemàtica sinó com a un recurs. Concretament s’estima que l’aigua domèstica conté 9.3 vegades més energia que la necessària per el seu tractament mitjançant processos aerobis (Shizas et al., 2004). Un dels processos més desenvolupats relacionats amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica és la digestió anaeròbia. No obstant, aquesta tecnologia permet el tractament d’altes càrregues de matèria orgànica generant un efluent ric en nitrogen que s’haurà de tractar amb altres tecnologies. Per altre banda, recentment s’està investigant una nova tecnologia relacionada amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica: les piles biològiques (microbial fuel cells, MFC). Aquesta tecnologia permet obtenir directament energia elèctrica a partir de la degradació de substrats biodegradables (Rabaey et al., 2005). Les piles biològiques, més conegudes com a Microbial Fuel Cells (acrònim en anglès, MFC), són una emergent tecnologia que està centrant moltes mirades en el camp de l’ investigació, i que es basa en la producció d’energia elèctrica a partir de substrats biodegradables presents en l’aigua residual (Logan., 2008). Els fonaments de les piles biològiques és molt semblant al funcionament d’una pila Daniell, en la qual es separa en dos compartiments la reacció d’oxidació (compartiment anòdic) i la de reducció (compartiment catòdic) amb l’objectiu de generar un determinat corrent elèctric. En aquest estudi, bàsicament es mostra la posada en marxa d'una pila biològica per a l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals.

Anàlisi comparativa dels processos emergents sharon i anammox per al tractament d’aigües amb una alta càrrega de nitrogen

Estudi de tractaments innovadors en aigües residuals amb elevada concentració de nitrogen mitjançant la tecnologia ANAMMOX (Anaerobic Ammonium Oxidation) i SHARON i posterior anàlisi teòrica de la gestió dels fangs residuals d’una EDAR

High host-plant nitrogen content: a prerequisite for the evolution of ant-caterpillar mutualism?

The amount of nitrogen required to complete an insect's life cycle may vary greatly among species that have evolved distinct life history traits. Myrmecophilous caterpillars in the Lycaenidae family produce nitrogen-rich exudates from their dorsal glands to attract ants for protection, and this phenomenon has been postulated to shape the caterpillar's host-plant choice. Accordingly, it was postulated that evolution towards myrmecophily in Lycaenidae is correlated with the utilization of nitrogen-rich host plants. Although our results were consistent with the evolutionary shifts towards high-nutrient host plants serving as exaptation for the evolution of myrmecophily in lycaenids, the selection of nitrogen-rich host plants was not confined to lycaenids. Butterfly species in the nonmyrmecophilous family Pieridae also preferred nitrogen-rich host plants. Thus, we conclude that nitrogen is an overall important component in the caterpillar diet, independent of the level of myrmecophily, as nitrogen can enhance the overall insect fitness and survival. However, when nitrogen can be obtained through alternative means, as in socially parasitic lycaenid species feeding on ant brood, the selective pressure for maintaining the use of nutrient-rich host plants is relaxed, enabling the colonization of nitrogen-poor host plants.

Urea nitrogen, creatinine, and uric acid levels in postmortem serum, vitreous humor, and pericardial fluid.

Urea nitrogen, creatinine, and uric acid are relatively stable in postmortem serum and may, therefore, be used for diagnostic purposes when chronic kidney disease and end-stage renal failure are investigated as causes of death. Nevertheless, uncertainties remain in defining the best alternative to postmortem serum for the identification and assessment of significantly decreased kidney function. In this study, we investigated urea nitrogen, creatinine, and uric acid levels in postmortem serum, pericardial fluid, and vitreous humor in a series of medico-legal cases (500 autopsies) with various causes of death. No postmortem interval-related differences were observed in any of the investigated fluids for any analyzed parameter, confirming the biochemical stability of all compounds after death. Data analysis failed to reveal statistically significant differences between postmortem serum and pericardial fluid urea nitrogen, creatinine, and uric acid concentrations. Conversely, statistically significant differences were observed in all analyzed biomarkers between postmortem serum and vitreous humor levels, with lower concentrations of all markers measured in vitreous. The results of this study suggest that, in order to estimate as accurately as possible blood analyte concentrations at the time of death, pericardial fluid should be preferred to vitreous humor.