Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A salinidade à um fator conhecido por limitar o crescimento e a produtividade das plantas. Dentre os processos afetados està a absorÃÃo e assimilaÃÃo de Nitrato (NO3-). AlÃm disso, a salinidade induz a produÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio que levam a danos oxidativos e aumento da pressÃo de elÃtrons na cadeia transportadora de elÃtrons fotossintÃticos. Assim, neste presente estudo foram utilizadas diferentes abordagens para testar a hipÃtese de que o processo de assimilaÃÃo do nitrato pode aliviar a pressÃo de elÃtrons atuando como um dissipador e assim mitigar os efeitos negativos da salinidade e toxicidade do amÃnio em plantas de Jatropha curcas. Plantas submetidas à salinidade (NaCl 100 mM) e supridas com NO3- 10 mM mostraram maior absorÃÃo, atividade de NR e conteÃdo de proteÃnas solÃveis quando comparada com plantas supridas com NO3- 1mM. A alta assimilaÃÃo de nitrato de alta foi associada com um maior crescimento foliar, assimilaÃÃo de CO2 e menor dano de membrana em plantas tratadas com NaCl. AlÃm disso, uma melhor performance das plantas sob salinidade e supridas com NO3- 10 mM foi indicada por maior rendimento quÃntico efetivo do PSII e taxa de transporte de elÃtrons e menor excesso de energia ao nÃvel de PSII e quenching nÃo-fotoquÃmico. Em outra abordagem, os dados mostraram que o NO3- exÃgeno e sua assimilaÃÃo podem mitigar a toxicidade do NH4+, especialmente quando combinado com a salinidade, conforme mostrado pelos distÃrbios no metabolismo oxidativo, atividade fotoquÃmica e assimilaÃÃo de CO2. Estes efeitos foram demonstrados quando diferentes razÃes de NO3-/NH4+ foram aplicadas em plantas intactas e discos foliares incubados com tungstato (um inibidor da NR) e dose Ãnica de NH4+ na presenÃa ou ausÃncia de MSO (um inibidor de GS). A atividade da GS em Jatropha curcas foi fortemente aumentada pelo NH4+ permitindo manter nÃveis nÃo-tÃxicos de amÃnia em tecidos sob moderadas/altas concentraÃÃes de amÃnio externos. Paralelamente, quando a relaÃÃo exÃgena de NO3-/NH4+ diminuiu, as plantas sofreram reduÃÃo no acÃmulo de matÃria seca associada com acumulaÃÃo de espÃcies de oxigÃnio, diminuiÃÃo da eficiÃncia fotoquÃmica, surgimento de uma aparente fotoinibiÃÃo e reduÃÃo na assimilaÃÃo de CO2. Tomados em conjunto, os dados obtidos indicam que a assimilaÃÃo de NO3- à capaz de mitigar os efeitos negativos da salinidade e de NH4+ , visto pelo seu efeito de proteÃÃo contra danos oxidativos e por atuar como um dissipador de elÃtrons das membranas tilacÃides minimizando fotodanos e estimulando a assimilaÃÃo de CO2 em plantas de Jatropha Curcas.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As zeÃlitas sintÃticas apresentam uma sÃrie de vantagens sobre as naturais em diversas aplicaÃÃes. Estudos recentes tÃm demonstrado que as zeÃlitas sÃo mais eficientes que as argilas na capacidade em reter Ãgua e exercer trocas iÃnicas de espÃcies iÃnicas importantes para a agricultura, alÃm de permitir acomodar apreciÃvel quantidade de sais que podem servir como fontes de nitrogÃnio e outros para vegetais. Tendo em vista a importÃncia tecnolÃgica das zeÃlitas, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar a zeÃlita 4A, atravÃs de uma nova metodologia baseada na diagÃnese acelerada envolvendo um metacaulim. Neste estudo foram avaliados tambÃm os aspectos quantitativos e termocinÃticos aplicando o modelo de Osawa (estabilidade tÃrmica), do nitrato de amÃnio (NH4 + e NO3 -) ocluido na estrutura de uma zeÃlita 4A, a partir do qual pode vir a simular uma forma de cultivo com nitrogÃnio menos dispendioso. A zeÃlita 4A foi obtida atravÃs de uma nova metodologia baseada na diagÃnese acelerada do metacaulim, com a caracterizaÃÃo dos precursores e produtos por meio de difraÃÃo de raios-X (refinamento pelo MÃtodo de Rietveld).O tratamento tÃrmico para preparaÃÃo da zeÃlita ocluida conduz inevitavelmente à mistura na qual a zeÃlita fica com sua estrutura saturada pelo nitrato de amÃnio. Este sal interage com os vÃrios poros da zeÃlita, de forma que esta caracterÃstica irà estabelecer domÃnio sobre a propriedade de liberaÃÃo, com o emprego de diferentes quantidades de energia, tornando-a controlÃvel e lenta, comportamento desejÃvel para o uso na agricultura. Uma zeÃlita 4A foi sintetizada em escala piloto e usada como carreador de nitrogÃnio. Foram realizadas anÃlises termogravimÃtricas para determinar a relaÃÃo da energia de ativaÃÃo com a massa residual, no qual foram estabelecidos parÃmetros energÃticos para disponibilidade de nitrogÃnio (NH4NO3) no substrato natural para cultivo de milho. A energia de ativaÃÃo para 60% m/m de nitrogÃnio introduzido nos poros da zeÃlita 4A resultou em dois patamares de energia. As caracterÃsticas geoquÃmicas e fÃsico-quÃmicas do solo favorecem seu uso como suporte para a zeÃlita ocluida com NH4NO3. A produÃÃo de matÃria seca no cultivo com diferentes concentraÃÃes de nitrogÃnio ocluido na zeÃlita se mostrou mais eficiente do que o fertilizante tradicional, demonstrando haver melhor aproveitamento de nitrogÃnio com reduÃÃo das perdas por lixiviaÃÃo, mostrando-se a viabilidade de sua aplicaÃÃo como uma alternativa de cultivo eficiente e menos dispendioso a baixas concentraÃÃes de nitrogÃnio. Palavras-chaves: caulim, zeÃlita, oclusÃo, nitrato de amÃnio, milho, Zea mays L. / Synthetic zeolites presented a series of advantages over the natural ones in several applications. Recent works have shown that zeolites are more efficient than clay regarding to their ability to retain water and to allow ionic exchange of important substances for agriculture use as well as to lodge large amounts of salts which can be useful as nitrogen and other compounds source for vegetables. Due to the technological importance of zeolites, this work aims to synthesize 4A zeolite by means of a new methodology based on fast diagenisis involving a metakaolin. This study also evaluates the quantitative and thermokinetic aspects by means of Ozawa method (thermal stability) of the ammonium nitrate (NH4 + and NO3 -) occluded within the 4A zeolite structure, from which one could simulate a new and low-cost way of cultivation. 4A zeolite was obtained by a new methodology based on the fast diagenisis of kaolin, with the characterization of their precursors and products carried out by X-ray diffraction measurements (refined by Rietveld Method). The thermal treatment necessary for the preparation of occluded zeolite gives rise inevitably to a mixture in which the zeolite remains within its structure saturated with ammonium nitrate. This salt interacts with the several pores of the zeolite in such a way that this property will dominate the salt liberation process, by using different amounts of energy and making it to be controllable and slow, which is the desired behaviour for agriculture purposes. A 4A zeolite has been synthesized in pilot scale and it was used as nitrogen carrier. Thermogravimetric analysis were carried out in order to determinate the relationship between the activation energy and residual mass, in which the energetic parameters have been established for the nitrogen in the NH4NO3 form within the natural substrate during the corn cultivation. The activation energy for 60% w/w of the nitrogen introduced in the 4A zeolite pores resulted in two energy platforms. The geochemical and physical-chemical soil characteristics favoured its use as support for the NH4NO3 occluded zeolite. The production of dry matter in the cultivation with different concentrations of the occluded nitrogen turned out to be more efficient than the traditional fertilizers; allowing one to conclude there is a better performance of nitrogen with a reduction of losses by lixiviation so that its application is feasible as an economic form of cultivation, at low nitrogen concentations.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O desenvolvimento de novas tecnologias que buscam a reduÃÃo no uso de fertilizantes, especialmente os nitrogenados, à essencial para a sustentabilidade do sistema de produÃÃo na cultura do milho (Zea mays L.). O uso de microrganismos na agricultura à uma alternativa amplamente pesquisada, que busca a diminuiÃÃo no uso de fertilizantes nitrogenados com consequente reduÃÃo da degradaÃÃo do meio ambiente. O presente trabalho objetivou comprovar a hipÃtese do efeito da inoculaÃÃo de bactÃrias diazotrÃficas endofÃticas, sobre o crescimento e teores de nutrientes em dois hÃbridos de milho submetidos a quatro doses de adubaÃÃes nitrogenadas e sobre a atividade microbiana do solo. O experimento foi conduzido em casa de vegetaÃÃo, por um perÃodo de 90 dias. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, avaliando-se dois hÃbridos de milho (AG 1051 e BM 3061), os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2 x 4, com quatro repetiÃÃes, inoculado e nÃo inoculado com o produto comercial a base de Azospirillum brasilense e submetidos a quatro diferentes doses de nitrogÃnio (0; 0,5; 1,0 e 1,5 g vaso-1). Neste ensaio, houve interaÃÃo significativa entre os fatores inoculaÃÃo e doses de nitrogÃnio para o acÃmulo de nitrogÃnio da raiz e no acÃmulo de fÃsforo da parte aÃrea do hÃbrido AG 1051, em relaÃÃo ao hÃbrido BM 3061 apresentou interaÃÃo significativa sobre o acÃmulo do potÃssio da parte aÃrea. Na avaliaÃÃo, houve efeitos isolados dos fatores inoculaÃÃo e doses de nitrogÃnio para a massa seca da raiz, no acÃmulo de nitrogÃnio e potÃssio da parte aÃrea do hÃbrido AG 1051, para o hÃbrido BM 3061 efeitos significativos para o teor de fÃsforo da parte aÃrea e do potÃssio na raiz. O fator isolado da inoculaÃÃo com Azospirillum brasilense revelou efeito significativo apenas sobre a respiraÃÃo basal do solo sob influencia do hÃbrido BM 3061. Os dados relativos à altura, diÃmetro do colmo, Ãrea foliar, teor de clorofila, massa seca das folhas, colmo e raiz das plantas de milho, cultivadas em condiÃÃes de casa de vegetaÃÃo, revelam que houve efeitos significativos atribuÃdos apenas à adiÃÃo de fertilizantes nitrogenados, independentemente da inoculaÃÃo com Azospirillum brasilense. Conclui-se que a inoculaÃÃo com Azospirillum brasilense nesse estudo pouco contribuiu com as variÃveis avaliadas, o hÃbrido de milho AG 1051 se mostrou mais sensÃvel à inoculaÃÃo do que o BM 3061, e que os hÃbridos de milhos sÃo sensÃveis à variaÃÃo do teor de nitrogÃnio aplicado no solo. / The development of new technologies that seek to reduce the use of fertilizers, especially nitrogen, is essential for the sustainability of the production system in maize (Zea mays L.). The use of microorganisms in agriculture is a widely researched alternative, seeking a reduction in the use of nitrogen fertilizers with consequent reduction in environmental degradation. This study aimed at proving the hypothesis of the effect of inoculation with endophytic diazotrophic bacteria on growth and nutrient content in two maize hybrids subjected to four levels of nitrogen fertilization and on the soil microbial activity. The experiment was conducted in a greenhouse for a period of 90 days. The experimental design was randomized blocks, evaluating two maize hybrids (AG 1051 and BM 3061), the treatments were arranged in a 4 x 2 factorial design, with four replicates, inoculated and not inoculated with the commercial product based on Azospirillum brasilense and subjected to four different doses of nitrogen (0, 0.5, 1.0 and 1.5 g pot-1). In this trial, there was a significant interaction between inoculation factors and nitrogen doses root nitrogen accumulation and shoot phosphorus accumulation of the hybrid AG 1051. Regarding the BM 3061 hybrid, it showed a significant interaction on the shoot potassium accumulation. In the assessment, there have been isolated factors of inoculation and nitrogen doses for root dry mass, the accumulation of nitrogen and potassium of shoots for AG 1051. For BM 3061 hybrid, there were significant effects of phosphorus content of shoots and root potassium. The isolated factor of inoculation with Azospirillum brasilense showed significant effect only on the basal soil respiration under the influence of the hybrid BM 3061. Data on height, stem diameter, leaf area, chlorophyll content, dry mass of leaves, stems and roots of maize plants grown under greenhouse conditions showed significant effects attributed solely to the addition of nitrogen fertilizer, regardless of inoculation with Azospirillum brasilense. It was concluded that inoculation with Azospirillum brasilense in this study contributed little to the parameters evaluated, the maize hybrid AG 1051 was more sensitive to the inoculation with BM 3061, and that the maize hybrids are sensitive to the variation of the nitrogen content applied to the soil.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O Leuconostoc mesenteroides B742 produz a enzima dextrana-sacarase em meio sintÃtico contendo sacarose (fonte de carbono), fonte de nitrogÃnio e sais. Esta enzima catalisa a formaÃÃo de dextrana quando em meio contendo acarose como Ãnico substrato. Entretanto, quando em meio contendo um aceptor (maltose, frutose, glicose ou outro aÃÃcar simples) como substrato predominante e sacarose como segundo substrato, a enzima produz oligossacarÃdeos prÃbiÃticos. Estes carboidratos nÃo sÃo digeridos por humanos e ao chegarem no intestino grosso sÃo metabolizados pelas bifidobactÃrias e lactobacilos, ali presentes, estimulando o seu crescimento. A maioria dos trabalhos publicados sobre a sÃntese de oligosscarÃdeos com dextrana-sacarase de Leuconostoc mesenteroides sÃo relativos à linhagem B512F e utilizam substratos sintÃticos. O caju, largamente cultivado no CearÃ, possui castanha (verdadeiro fruto) e pedÃnculo (pseudofruto) que à fonte de vitamina C. Considerando-se que o pedÃnculo corresponde a 90% do peso do caju, calcula-se que o paÃs produza cerca de 1,5 milhÃo de toneladas desse produto. No entanto, apenas 5% desse total à aproveitado industrialmente ou para consumo in natura, sendo grande parte perdida no campo. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo o aproveitamento do pedÃnculo como substrato para a sÃntese de oligossacarÃdeos prebiÃticos pela reaÃÃo do aceptor com a enzima dextranasacarase, obtida via processo fermentativo a partir do Leuconostoc mesenteroides B742 no suco de caju clarificado in natura. A substituiÃÃo parcial do extrato de levedura por sulfato de amÃnio como fonte de nitrogÃnio foi tambÃm avaliada. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que o suco de caju clarificado pode ser empregado como uma alternativa de substrato de baixo custo para o crescimento do Leuconostoc mesenteroides B742 e para a produÃÃo de oligossacarÃdeos prebiÃticos via sÃntese enzimÃtica. A enzima bruta apresentou estabilidade superior no suco de caju quando comparada ao meio sintÃtico, tornando este substrato bastante interessante do ponto de vista industrial, uma vez que a purificaÃÃo da enzima à uma das etapas mais caras em processos enzimÃticos. A substituiÃÃo parcial do extrato de levedura por sulfato de amÃnio na produÃÃo da enzima se mostrou eficaz nÃo causando perdas na produÃÃo da enzima. / Leuconostoc mesenteroides B742 produces the enzyme dextransucrose in a medium containing sucrose (carbon source), a nitrogen source and mineral salts. This enzyme catalyses dextran synthesis when the only carbon source is sucrose. When acceptors (maltose, fructose, glucose or other simple sugar) are present as the main substrate and sucrose is the second one, the enzyme synthesizes prebiotic oligosaccharides. These carbohydrates are not digested by humans and reach the large intestine where they are metabolized by bifidobacteria and lactobacilli, the intestine endogenous microbiota, increasing their growth. The most published papers about oligosaccharides synthesis using dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides are related to the strain B512F and the synthesis is carried out using synthetic substrates. The cashew tree, largely grown in Cearà state, has a peduncle (pseudofruit) which is wasted. Considering that the peduncle corresponds to 90 % of the fruit weight, its annual estimated production is about 1,5 millions tons. However, only 5% of this production is industrially used or consumed in natura, being large amounts wasted in the field. This work aimed to the study of the prebiotic oligosaccharide synthesis through the acceptor reaction with dextransucrase enzyme from Leuconostoc mesenteroides B742 in natura clarified cashew apple juice. The partial substitution of yeast extract by ammonium sulfate as nitrogen source was also investigated. According to the results obtained, the clarified cashew apple juice can be used as low cost alternative substrate to grow L.mesenteroides B742 and to produce prebiotic oligosaccharide through enzyme synthesis. The crude enzyme showed higher stability in the clarified cashew apple juice when compared to the synthetic medium, making this substrate interesting for industrial applications because enzyme purification protocols are one of the most expensive steps in enzyme process. The partial substitution of yeast extract by ammonium sulfate also showed technical viability without enzyme yield losses.