Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-29T13:21:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4808846 bytes, checksum: 2831c934d7804a3a691a60dbdf466e05 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T13:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4808846 bytes, checksum: 2831c934d7804a3a691a60dbdf466e05 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho de tese tem como foco o estudo de povoamentos puros ou monodominados pela espécie florestal Myracrodruon urundeuva (Fr. All.) conhecida popularmente por aroeira, aroeira-verdadeira ou aroeira-do-sertão. Florestas monodominantes são descritas ao redor do mundo visto que os mecanismos que levam à dominância de determinadas espécies podem auxiliar a compreensão da diversidade em florestas tropicais. Adicionalmente, observa-se que a monodominância de M. urundeuva implica na dinâmica produtiva de agroecossistemas locais. Os fatores que determinam a monodominância em florestas tropicais são incertos, podem variar entre florestas, e no caso da monodominância de M. urundeuva, permanecem não elucidados. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi investigar causas e consequências da monodominância de Myracrodruon urundeuva na região do médio rio Doce, MG. Hipóteses consagradas em estudos da monodominância tropical, somadas a observações de campo, registros etnográficos e revisão de literatura, orientaram a condução de experimentos em campo e laboratório. Dezesseis fragmentos florestais monodominados por M. urundeuva no município de Tumiritinga, e quatro fragmentos no município de Aimorés, serviram de base para a coleta de solos, materiais botânicos, instalação de equipamentos e estudos fitossociológicos. Foram ajustados modelos matemáticos para cálculo de volume de árvores individuais de M. urundeuva; estudadas a composição florística, as estruturas horizontal, interna e paramétrica de florestas sob monodominância de M. urundeuva, e analisadas alterações fitossociológicas em fragmentos monodominados após intervenções de manejo; a fitotoxidez de folhas, cascas e raízes de M. urundeuva foi avaliada através de bioensaios de germinação e desenvolvimento radicular de Cucumis sativus; a rizosfera de M. urundeuva foi estudada por meio de técnicas combinadas de biologia molecular e análises morfológicas, em especial para identificação de comunidades de FMA’s. Parâmetros químicos e físicos de solos, bem como a dinâmica da matéria orgânica e análise de bioindicadores de qualidade do solo, foram avaliados em fragmentos florestais com monodominância e comparados com solos de usos adjacentes. A dinâmica da água no solo em um fragmento florestal monodominado e em uma área de regeneração natural adjacente, foi monitorada por sistemas dataloggers em diferentes profundidades. O conteúdo de umidade volumétrica, obtido após calibração de sensores TDR em laboratório, permitiu estudar o comportamento termal e físico-hídrico dos solos durante um ano hidrológico. Os estudos fitossociológicos demonstraram que a monodominância de Myracrodruon urundeuva é caracterizada por valores de densidade absoluta e dominância relativa superiores a todos os casos de monodominância revisados no presente estudo. Observou-se que o manejo nestes sistemas deve em especial favorecer a redução da dominância nas classes diamétricas inferiores, acompanhada da introdução de espécies para a cobertura do solo. Foi observado efeito fitotóxico de metabólitos secundários de M. urundeuva, sendo que o extrato metanólico de folhas inibiu o crescimento radicular da espécie alvo com a maior intensidade. Foi verificada associação de FMA’s com M. urundeuva em monodominância, e os perfis de géis DGGE indicam haver diferenças estruturais nas comunidades microbianas dos solos estudados. A diversidade, densidade e atividade de microorganismos no solo foram afetadas pelos sistemas de uso estudados e demonstraram que solos sob monodominância estão em condição de estresse. A monodominância de M. urundeuva foi observada exclusivamente em solos argilosos e eutróficos com elevada saturação de Ca2+ e a monodominância alterou a constituição e dinâmica da matéria orgânica do solo. Foi observado que os solos sob monodominância de M. urundeuva permanecem grande parte do ano com conteúdo de umidade próximo ou abaixo do ponto de murcha permanente nas camadas superficiais e intermediárias de solos. A monodominância de M. urundeuva pode ser explicada pelo conjunto de características intrínsecas à espécie associadas a características do meio onde a espécie se desenvolve e modifica. A eficiência reprodutiva, as elevadas taxas de crescimento de plântulas, a resistência à herbivoria e ataque de patógenos, associadas à tolerância ao estresse hídrico e a exploração de nichos específicos através de associações com FMA’s, parece conferir elevado ingresso e sobrevivência de plântulas de M. urundeuva em sistemas pós-distúrbio e garantir vantagens adaptativas e competitivas frente a outras espécies. Possíveis efeitos alelopáticos, associados à condição de estresse hídrico, solos de horizonte A decapitado, com ausência de banco de sementes e ausência de serrapilheira, e elevada biomassa radicular, parecem modificar condições no sub-bosque, impedir ou retardar o ingresso de outras plantas, e, desta forma, manter o status quo monodominante. / This thesis work is focused on the study of pure population or mono-dominated by the Myracrodruon urundeuva species. Mono-dominant forests are described around the world as the mechanisms that lead to the dominance of certain species and may help understand the diversity in tropical forests. Additionally, it is observed that the M. urundeuva monodominance implies in the productive dynamics of local agro- ecosystems. The factors that determine the monodominance in tropical forests are uncertain. They may differ between forests, and in the case of the M. urundeuva monodominance, remains unclear. In this context, the aim of this work was to investigate causes and consequences of the Myracrodruon urundeuva monodominance in the middle region of Rio Doce, in the state of Minas Gerais. Consecrated hypothesis in studies of tropical monodominance, coupled with field observations, ethnographic records and literature review guided the experiments in the field and in the laboratory. Sixteen forest fragments mono-dominated by M. urundeuva in the city of Tumiritinga, and four fragments in the city of Aimorés, formed the basis for collecting soil, botanical materials, equipment installation and phytosociological studies. Mathematical models were adjusted to calculate the volume of individual M. urundeuva trees; a study was conducted for floristic composition, horizontal, internal and parametric structures of forests under the M. urundeuva mono-dominance, and an analysis was performed for phytosociological changes in mono-dominated fragments after management interventions; the phytotoxicity on leaves, barks and roots of M. urundeuva was assessed by bioassays of germination and root development of Cucumis sativus; the rhizosphere of M. urundeuva was studied by combined techniques of molecular biology and morphological analysis, in particular to identify the AMF communities. Chemical and physical parameters of soil as well as the dynamics of soil organic matter and biomarkers analysis of soil quality were evaluated in forest fragments with mono-dominance and compared with lands of adjacent uses. The dynamic of water in the soil in a mono-dominated forest fragment and in a surrounding natural regeneration area, was monitored by dataloggers systems at different depths. The volumetric moisture content, obtained after the calibration of TDR sensors in the laboratory, allowed studying the thermal and physical-hydric behavior of the soil during a hydrological year. The phytosociological studies showed that the Myracrodruon urundeuva mono-dominance is characterized by absolute density values and relative dominance superior to all cases of mono-dominance reviewed in this study. It was observed that the management in these systems should particularly favor the reduction of dominance in the lower diameter classes, accompanied by the introduction of species for ground cover. It was observed a phytotoxic effect of secondary metabolites of M. urundeuva, wherein the extract that showed the highest inhibition of root growth of the target species was the methanolic extract of leaves. It was observed AMF association with M. urundeuva in mono- dominance, and the profiles of DGGE gels indicate that there are structural differences in the microbial communities in the soils that were evaluated. The diversity, density and activity of microorganisms in the soil were affected by the use of the systems that were studied and showed that the soils under mono-dominance are under stress conditions. The M. urundeuva mono-dominance was observed exclusively on clay and eutrophic soils with high saturation of Ca2+ and the mono-dominance changed the constitution and dynamics of the soil organic matter. It was observed that the soils under M. urundeuva mono-dominance remain much of the year with moisture content below or near the permanent wilting point in the surface and intermediate layers of the soil. The M. urundeuva mono-dominance can be explained by the intrinsic set of characteristics by the species associated with environment characteristics where the species grows and changes. The reproductive efficiency, high seedling growth rates, resistance to herbivores and pathogen attack, associated with tolerance to water stress and the exploitation of specific niches through associations with AMF, appears to confer high entry and survival of M. urundeuva seedlings in post-disturbance systems and ensuring competitive advantage against other species. Possible allelopathic effects associated with the condition of water stress, decapitated A horizon soils, with no seed bank and absence of leaf litter and high root biomass, appear to modify conditions in the understory, prevent the entry of other plants, and, thus maintaining the monodominant status quo.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-04T14:03:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2753088 bytes, checksum: abdf2bbe670f59f675976970a6dc8094 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-04T14:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2753088 bytes, checksum: abdf2bbe670f59f675976970a6dc8094 (MD5) Previous issue date: 2015-08-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os solos do Monte Martial são jovens (Inceptisols e Entisols), pedregosos e o teor de matéria orgânica do solo é elevado, porém diminui com o aumento da altitude. Os solos apresentam semelhanças físico-químicas e mineralógicas em função da homogeneidade o material de origem sedimentar. As variações relacionadas à cobertura vegetal, à presença de material vulcânico de origem eólica (pequenos fragmentos de vidro vulcânico) e a altitude são em grande parte responsáveis pelos principais processos pedogenéticos aos quais estes solos são submetidos, tais como andosolização (solos florestais e sob Tundra), podzolização (solos florestais) e criogênese (em altitude), todos demonstrando baixo grau de desenvolvimento. Ademais, a alta latitude destes solos os confere temperaturas frias (regime isofrigid), onde o clima polar se instala em maior altitude (> 900 metros de altitude). Os solos florestais estão em ambiente mais quente, e a presença da cobertura vegetal densa funciona como uma barreira física contra o vento e a neve, o que diminui as variações térmicas mais intensas e o congelamento sazonal do solo durante o inverno. Na Tundra, os solos são mais frios, congelam superficialmente e apresentam longo período de condições isotermais. Ao mesmo tempo, os solos sob Tundra apresentam maior variação do conteúdo de água no solo, em função do degelo anual durante o verão. As emissões de gases de efeito estufa foram avaliadas em duas épocas e em 3 sítios de monitoramento, junto aos perfis, sendo um sob floresta e dois sob a Tundra. As emissões de CO2 apresentaram alta correlação positiva com a temperatura (r>0,7), nas duas épocas. A umidade não apresentou boa correlação com nenhum dos três gases mensurados. As emissões dos três gases foram baixas em ambas as épocas, e denotam a tendência de solos com baixo nível de emissões para todos os três gases mensurados (dreno). As emissões de CO2 foram maiores em relação aos demais gases, se mantendo sempre positiva, ou seja, com fluxo positivo de emissões. O contexto dos três artigos apresentados neste trabalho perpassam aspectos fundamentais do meio físico e biótico com grande capacidade de resposta aos possíveis efeitos das mudanças climáticas globais nestes solos. / The soils of Mount Martial are young (Inceptisols and Entisols), stony, and organic matter content is high, but decreases in altitude. The soils exhibit physicochemical and mineralogical similarities depending on the material homogeneity of sedimentary origin, except for variations related to vegetation cover, presence of volcanic material from wind turbines (small fragments of volcanic glass) and altitude, which are largely part responsible for the different pedogenic processes to which these soils are subjected, such as andosolization (under forest and tundra soils), podzolization (forest soils) and criogênese (in altitude), both showing low level of development. Moreover, these high latitude soils gives the cold temperatures (isofrigid regime), where the polar climate settles in altitude. Forested soils are warmer, and the presence of dense vegetation cover acts as a physical barrier against wind and snow, which inhibits the most intense thermal variations and seasonal soil freezing during the winter. In Tundra soils are colder, freeze superficially and have long isotermais conditions. At the same time, the Tundra soils have higher variation of water content in the soil, depending on the annual melt during the summer. Emissions of greenhouse gases were evaluated in two seasons and three monitoring sites, along with profiles, one under forest and two in the Tundra. CO2 emissions showed high positive correlation with temperature (r> 0.7) in both seasons. The moisture did not show good correlation with any of the three measured gases. Emissions of the three gases were low in both sites, and denote the tendency of soils with low emissions for all three measured gases. CO2 emissions were higher compared to other gases, remaining always positive, ie, with positive flow of emissions. The context of three articles presented here underlies fundamental aspects of the physical and biotic environment with great responsiveness to the possible effects of global climate change on these soils.

A classe dos Latossolos é a mais utilizada na agropecuária no Sul de Minas Gerais. As características do intemperismo, as propriedades físicas e químicas e a composição mineralógica proporcionam grande estabilidade a esses solos, o que contribui para reduzir a ação erosiva das chuvas, resultando em solos profundos e bem estruturados. Porém, nos últimos cem anos, estes solos foram submetidos a cultivos e manejos que os expõem a ação da erosão hídrica, o que degradou seus atributos e favoreceu o aumento da erosão, promovendo o assoreando dos corpos de água da região. Para estimar a erosão hídrica na sub-bacia hidrográfica do Córrego Pedra Branca, foi aplicada a equação universal de perdas de solos revisada (RUSLE). Na sub-bacia foram discriminadas três unidades de Latossolos Vermelhos distróficos (LVd1, LVd2 e LVd3) e uma de solos indiscriminados de várzea (SIV). Os Latossolos apresentaram uma perda média de solos de 4,7 t ha-1 ano-1. Da área total, 31,7 % da sub-bacia apresentam erosão acima do limite de tolerância de perda de solo de cada unidade, respectivamente, de 10,45 t ha-1 ano-1 para LVd1; de 9,35 t ha-1 ano-1 para LVd2; de 9,14 t ha-1 ano-1 para a LVd3. As áreas com taxa de erosão superior ao limite de tolerância são resultado principalmente do manejo, da ausência de práticas conservacionistas e da elevada erosividade. Todavia, no cenário simulado com manejos conservacionistas, como plantio direto, as perdas médias diminuiriam para 1,38 t ha-1 ano-1, com apenas 3,93 % da área com perdas de solos acima do limite de tolerância. / The Latosoil (oxisols) class is the most used on agriculture on South of Minas Gerais. Its weathering features, the physical and chemical properties and its mineralogical composition provide high stability to these soils. Such peculiarities contribute to decrease the erosive action of the rainfall, resulting in deep soils and well structured. However, in the last 100 years, cultives and managements have submitted these soils to practices that expose them to the hydric erosion. This occurrence degrades their attributes and favors the erosion increase, promoting the water bodies’ silting on the region. To estimate the water erosion in the watershed Córrego Pedra Branca, we applied the revised universal soil loss equation. In the watershed were discriminated three units of dystrophic Red Latosols ((LVd1, LVd2 and LVd3) were discriminated and one of undiscriminated floodplain soils (SIV), which present an average soil loss of 4,7 t ha-1 year-1 were evaluated. Of the total area, 31,7 % of the watershed presented erosion levels above the limit of loss tolerance as follows: 10,54 t ha-1 year-1 for LVd1; 9.35 t ha-1 year-1 for LVd2; 9,14 t ha-1 year-1 for LVd3; and 9.77 t ha-1 year-1 for the SIV. The area with erosion rate above the tolerance limit resulted from the management, the absence of conservation practices and high erosivity. However, in a simulated scenario with conservation management practices, such as no tillage, average soil losses would decrease to 1,38 t ha-1 year-1, with only 3,93 % of the area with soil losses above the tolerance limit. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-15T17:33:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1122210 bytes, checksum: f3b8ea6c8b07bc43a33d58c50576af76 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-15T17:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1122210 bytes, checksum: f3b8ea6c8b07bc43a33d58c50576af76 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / A contaminação do solo e da água com metais pesados é um crescente problema ambiental em todo o mundo. Dentre os metais pesados está o cádmio (Cd), que é altamente tóxico para humanos, animais e plantas. A toxicidade desse metal causa estresse oxidativo nas plantas, afetando de maneira negativa seu crescimento e metabolismo, desencadeando alterações bioquímicas, fisiológicas e moleculares que limitam a produtividade das culturas. A expressão de alguns genes confere às plantas maior capacidade de enfrentar os estresses, aumentando sua tolerância a condições adversas do ambiente. Trabalhos desenvolvidos com plantas transgênicas mostraram que a expressão ectópica dos genes BiP e ALDH7 confere tolerância aos estresses hídrico e salino nas plantas. Estas observações levaram à hipótese de que as vantagens adquiridas com a expressão ectópica de BiP e ALDH7 nas plantas poderiam também ser efetivas contra toxicidade por metais pesados. Os objetivos deste trabalho foram estudar a toxicidade de Cd em plantas de soja e de tabaco, avaliando seu efeito no crescimento da planta e caracterizando os sintomas de toxidez; e avaliar se plantas transgênicas de soja superexpressando BiP e plantas transgênicas de tabaco expressando ALDH7 apresentam tolerância ao estresse causado por excesso de Cd. As linhagens de soja transformadas utilizadas neste trabalho foram 35S:BIP-2 e 35S:BIP-4, e para o tratamento controle, foram utilizadas linhagens não-transformadas (“wild type”) (WT). As plantas de soja foram cultivadas durante oito dias em solução nutritiva contendo Cd nas doses 0; 0,5; 1,5; 3,0 mg L -1 . As linhagens de tabaco transformadas utilizadas foram TP55-S3 (senso) e TP55anti-4 (anti-senso), e para o tratamento controle, foram utilizadas linhagens não-transformadas (“wild type”). As plantas de tabaco foram cultivadas durante quatro dias em solução nutritiva contendo Cd nas doses 0; 5,5 e 22,5 mg L -1 . A produção de matéria seca nas plantas das três linhagens de soja estudadas diminuiu com o incremento das doses de Cd na solução nutritiva, no entanto, a linhagem WT apresentou sensibilidade ao Cd significativamente maior do que as linhagens transgênicas, em termos de redução relativa de matéria seca. O teor e o conteúdo de Cd aumentaram tanto na raiz como na parte aérea das plantas das três linhagens de soja, entretanto, as linhagens transgênicas apresentaram maior capacidade de absorver o Cd e transportá-lo para a parte aérea, em comparação com a linhagem WT. Com o incremento das doses de Cd na solução nutritiva, a retenção de Cd aumentou no sistema radicular da soja, nas três linhagens. Os sintomas de toxidez de Cd se caracterizaram pelo aparecimento de manchas avermelhadas nos caules, pecíolos e nervuras das folhas, folhas cloróticas, encarquilhadas, murchas e secas, liberação de exsudados avermelhados nos caules e redução do crescimento. Nas plantas expostas à maior dose de Cd, esses sintomas foram mais brandos nas linhagens transgênicas, superexpressando BiP em comparação às plantas controle. Isso sugere a possibilidade dessas plantas apresentarem mecanismo de tolerância ao Cd. Nas três linhagens de tabaco estudadas, a produção de matéria seca das plantas diminuiu com o incremento das doses de Cd na solução nutritiva, no entanto, a linhagem anti-senso apresentou sensibilidade ao Cd significativamente maior do que as linhagens senso e WT, em termos de redução relativa de matéria seca. O incremento nas doses de Cd na solução nutritiva resultou em aumento do teor de Cd tanto nas raízes como na parte aérea das plantas das três linhagens, apresentando pequena variação entre estas. Houve maior absorção de Cd pelas plantas senso e WT, sendo que essa diminuiu com o aumento das doses de Cd na solução nutritiva. A linhagem anti-senso apresentou menor absorção de Cd devido à maior intensidade de danos no sistema radicular, em consequência da sua maior sensibilidade à toxidez do Cd. Houve maior acúmulo de Cd na parte aérea do que na raiz das três linhagens. As plantas apresentaram danos severos no sistema radicular, murcha acentuada, manchas avermelhadas nas nervuras das folhas, encarquilhamento das folhas novas, clorose internerval e redução do crescimento, sendo esses sintomas mais severos nas plantas anti-senso. Não se observou nenhuma vantagem adquirida com a expressão da proteína ALDH7A nas plantas de tabaco. Entretanto, os resultados sugerem que a expressão do ALDH7A em tabaco pode ser importante para ativar mecanismos de resposta ao estresse oxidativo causado pelo Cd nas plantas uma vez que, mesmo não tendo sido observada tolerância diferencial das plantas senso em relação às plantas WT, a supressão da expressão desse gene nas plantas anti-senso levou a maiores danos causados pelo Cd. / The contamination of the soil and water with heavy metals is one of the biggest problem in the environment in the world. Cadmium (Cd) is a heavy metal highly toxic to humans, animals and plants. Cd toxicity causes oxidative stress in plants, which affects the growing and metabolism in a negative way. Moreover, in Cd contaminated areas, it promotes biochemical and physiological changes, which are associated with lower productivity in the crops around the world. It is known that some genes are able to help the plants to cope with different kind of stresses, in such a way that there is an increase in the plant tolerance to adverse environmental conditions. Transgenic plants, which overexpress BiP and ALDH7 genes, have shown tolerance to hydric and salinity stresses. This kind of occurrence has led to the hypotheses that those genes could confer tolerance to heavy metal toxicity. In this work, the focus was the study of the effects of Cd toxicity in soybean and tobacco in plants expressing BiP and ALDH7, respectively. It was evaluated the plant growth under Cd exposure, it was characterized the symptoms of Cd toxicity in those plants and evaluated if the transgenic lines are more tolerant to Cd stress. In the soybean experimental work, it was used two different transgenic lines of BiP (35S-BiP2 and 35S-BiP4) and a non-transgenic line (wild type) (WT) as a control. Soybean plants were grown in hydroponic conditions in Cd enriched nutrient solutions during eight days, to evaluate the effect of different Cd concentrations 0; 0,5; 1,5; 3,0 mg L -1 in transgenic and non-transgenic plant growth. Dry matter weight decreased in all soybean lines as a result of increased Cd concentration in the nutrient solution. However, the WT line showed higher relative reduction of dry weight compared to the soybean transgenic lines, which suggests a higher sensibility of the WT to Cd toxicity. Cadmium concentrations and contents increased in roots and shoots of soybean as the Cd in nutrient solution was increased and, although the transgenic lines had higher efficiency to transport Cd to the leaves, Cd retention was higher in roots than shoots, for the three lines. Cadmium toxicity symptoms in soybean were characterized by red spots on the stem and petioles, redness in leaf nervures, chlorosis, wrinkled leaves, release of red exudates in the stem and decrease in growth. In plants grown exposed to the highest Cd concentration, these symptoms were less apparent in the transgenic lines plants as compared to the control plants. The results found for the soybean BiP overexpressing lines indicate the possibility that those plants have a mechanism that helps the plant to cope with Cd toxicity and make them more tolerant than the WT plants. The experiment with tobacco was performed with plants that express the ALDH7 in sense orientation (TP55-S3) and antisense orientation (TP55anti- 4) and non-transgenic plants (wild type) as control. The tobacco plants were grown in nutrient solutions that received Cd at the concentrations 0; 5.5 e 22.5 mg L -1 , by four days. The three tobacco lines showed a decrease in dry weight production when Cd concentration was raised in nutrient solution. The line TP55anti-4 presented a higher sensibility to Cd compared to WT and TP55-S3 lines, when the data of relative decrease in dry matter yield were compared. Cadmium concentrations in roots and shoots increased as a result of the raise in the Cd concentrations in the nutrient solutions, for the three lines, with low variation among them. Cadmium absorption was higher in WT and TP55-S3 plants and decreased when the solution Cd concentration was raised. The lower Cd absorption in TP55anti-4 was due to more severe damage that occurred in its root system, which is related to the higher sensibility of those plants to Cd toxicity. Cadmium accumulation was higher in shoots than in roots for the three tobacco lines. It was observed severe damage in the root system, along with loss of cell turgor, red spots in the leaves nervures, wrinkled leaves, chlorophyll loss and decrease in growth. All these symptoms were more severe in the TP55anti-4 line. Even though no acquired advantage had been observed in the tobacco plants expressing ALDH7A as compared to the WT plants, the results indicate that the expression of the ALDH7A in tobacco may be important to activate a tolerance mechanism to cope the oxidative stress caused by Cd. This is based on the observation that although no differential tolerance had been observed for the sense plants as compared to the WT plants, the suppression of this gene in the TP55anti-4 plants has led to more severe damage caused by Cd toxicity in those plants.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-16T11:36:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 741473 bytes, checksum: 0130fcb9fda52745c298570474eb72a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T11:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 741473 bytes, checksum: 0130fcb9fda52745c298570474eb72a4 (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A ureia pode apresentar baixa eficiência agronômica quando aplicada na superfície do solo, fato atribuído à intensa volatilização de NH 3 . Devido à predominância da ureia no mercado de fertilizantes nitrogenados, nas últimas décadas, tem-se buscado alternativas para o controle da hidrólise de ureia e, assim, prolongar o fornecimento de N para a absorção das culturas. Inibidores da urease tem recebido a maior parte da atenção, particularmente N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT) que é comercializado como Agrotain ® . Alternativamente, cobre e zinco podem ser utilizados para inibir a atividade da urease, tendo a vantagem de fornecer micronutrientes as plantas. Outra alternativa que vem sendo estudada é o emprego de compostos com elevada CTC e com alto poder tampão de acidez, como o carvão oxidado, com o propósito de prolongar a disponibilidade do NH 4+ no solo proveniente da hidrólise da ureia. A eficiência do carvão oxidado (OCh, 150 g kg -1 fertilizante) foi avaliado quando aplicado com ou sem Cu e/ou Zn (~0,5-2 g kg -1 fertilizante) em relação ao uso de ureia sem alterações, para aumentar a absorção de N pela forrageira Capim-mombaça (Panicum maximum). A forragem foi cultivada em casa de vegetação em Latossolo de textura média, sendo o material vegetal colhido aos 5, 14, 28, 42 e 56 dias após a aplicação superficial de 15 N na forma de grânulos de ureia com ou sem OCh, enriquecido ou não com Cu e/ou Zn, para determinação da produção da matéria seca, do teor e conteúdo de N e de 15 N nas plantas proveniente da ureia. Amostras de solo foram também coletadas em conjunto com a primeira e quarta colheita do material vegetal, para determinação da concentração das frações trocáveis de NH 4+ e NO 3 ‒ . Nas condições estudadas, a produção de matéria seca não foi afetada pelo uso de OCh com Cu e/ou Zn; no entanto, a disponibilidade de NH 4+ foi prolongada pela presença de OCh. A aplicação da ureia com Zn aumentou significativamente a absorção pelas plantas de N-ureia e o uso eficiente do N, presumivelmente refletindo a interação antagonista de Zn com superfosfato que foi aplicado para prevenir a deficiência de P. Também foi feita uma comparação dos efeitos de OCh e NBPT na transformação de N-ureia no solo. Para este propósito, quatro solos com diferentes texturas e CTC foram incubados durante 0, 1, 3, 7 e 14 dias após a aplicação de 15 N-ureia misturada ou não com OCh (150 g kg -1 fertilizante) ou NBPT (0,5 g kg -1 fertilizante). Após cada período de incubação, foi determinada a recuperação do 15 N na forma de NH 3 volatilizada, do N trocável (NH 4+ , NO 3 ‒ e NO 2 ‒ ) e do N imobilizado. O OCh teve pouco efeito sobre qualquer parâmetro medido; no entanto, a eficácia do NBPT no retardamento da hidrólise da ureia conduziu a um acúmulo gradual de NH 4+ que reduziu a volatilização de NH 3 , o acumulo de NO 2 ‒ e a imobilização de N- ureia. / Urea fertilizer can have a low agronomic efficiency when applied to the soil surface, due to N losses through NH 3 volatilization. Because of the predominance of urea in the commercial fertilizer market in recent decades, different approaches have been proposed for controlling the hydrolysis of urea and thus prolong the availability and supply of N for crop uptake. Urease inhibitors have received most of the attention, particularly N- (n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) that is marketed as Agrotain ® . Alternatively, copper and zinc can be used to inhibit urease activity, which has the advantage of supplying plant-essential micronutrients. Another possibility, currently under investigation, is the use of compounds with high CEC and buffering capacity, such as oxidized charcoal, to prolong the availability of NH 4+ released in soil by urea hydrolysis. The efficiency of oxidized charcoal was assessed (OCh, 150 g kg -1 fertilizer) when applied with or without Cu and/or Zn (~ 0.5-2 g kg -1 fertilizer), relative to the use of unamended urea, for increasing N uptake by Capim-mombaça (Panicum maximum). The forage was grown in a greenhouse on a coarse-textured Oxisol, and plant material was harvested 5, 14, 28, 42 and 56 days after surface application of 15 N urea granules with or without OCh, used alone or with Cu and/or Zn, for measurement of dry matter production, total N uptake and 15 N recovery. Soil samples were also collected along with the first and fourth harvests, to determine exchangeable NH 4+ and NO 3 ‒ concentrations. Under the conditions studied, dry matter production was unaffected by the use of OCh with Cu and/or Zn; however, NH 4+ availability was prolonged by the presence of OCh. The application of Zn with urea significantly increased plant uptake of urea N and N use efficiency, presumably reflecting the antagonistic interaction of Zn with superphosphate that was applied to prevent P deficiency. A comparison was made of the effects of OCh and NBPT on the transformation of urea N in the soil. For this purpose, four soils differing in texture and CEC were incubated for 0, 1, 3, 7 and 14 days after application of pelletized 15 N urea applied with or without OCh (150 g kg -1 fertilizer) or NBPT (0.5 g kg -1 fertilizer). After each incubation period, 15 N recovery was determined as volatilized NH 3 , exchangeable NH 4+ , (NO 3 ‒ + NO 2 ‒ )-N and immobilized organic N. The OCh had little effect on any parameter measured; however, the efficacy of NBPT in retarding urea hydrolysis led to a gradual accumulation of NH 4+ that reduced NH 3 volatilization, the accumulation of NO 2 ‒ and immobilization of urea N.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-16T13:14:56Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6971547 bytes, checksum: 52ae979a8ad8e5bd8c3c0f3355aee943 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T13:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6971547 bytes, checksum: 52ae979a8ad8e5bd8c3c0f3355aee943 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo foi conduzido na região ocidental do Haiti, com área de abrangência de 4.300 km 2 . Sob influência de condições climáticas oscilando de semiárido a úmido, a região possui formações rochosas compostas por diversos tipos de calcários, de materiais vulcânicos bem como os sedimentos destes. Apresenta relevo fortemente ondulados e uma variedade grande de solos eutróficos, os quais sofrem com intensos processos erosivos como resultado da grande pressão antrópica os quais estão submetidos. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de entender o pedossistema da região ocidental do Haiti, focalizando os aspectos geoambientais, pedogenéticos e de mapeamento. Com este propósito, estruturou-se a tese em quatro capítulos, compreendendo os aspectos de compartimentação geoambiental; o estudo das características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas; análises da dinâmica de uso e cobertura do solo; e por fim, o mapeamento digital de classes de solos. Para tanto, realizou-se um levantamento pedológico com descrição e coleta de amostras de solos em 140 pontos georreferenciados, os quais incluíram perfis completos, tradagem e mini trancheiras, com subsequentes análises físicas, químicas e mineralógicas das amostras. Foram realizadas análises e interpretações de elementos constituintes da paisagem em que está inserida a região, auxiliando-se em ferramentas e técnicas de geoprocessamento e de sensoriamento remoto. Por meio de uma abordagem paramétrica semi- automatizada de classificação, foi possível compartimentar a região em seis unidades fisiográficas ou domínios geoambientais, usando as características topográficas, do clima, da vegetação e dos solos. A partir dos pontos amostrados, os solos foram também mapeados por meio das técnicas convencional e de mapeamento digital. Os resultados mostraram que, em 28 anos, a região sofreu profundas mudanças no uso e cobertura do solo, destacando a grande extensão das áreas urbanas e redução drástica da cobertura vegetal. Os processos morfoclimáticos e pedogenéticos associados à riqueza química dos materiais de origem, promoveram solos em maioria jovens e rasos, com alta fertilidade natural, indicada pelos altos valores de CTC e de saturação por bases (>90%). Esses solos têm a sua mineralogia composta predominantemente por calcita, feldspatos, plagioclásio e quartz nas frações areia e silte; e por argilominerais 2:1 na fração argila. Os solos mais intemperizados ocorrem na região de Kenscoff, onde o clima chuvoso e a superfície de topografia vigorosa ocasionaram o processo de monossialitização. A cobertura pedológica é dominada por Neossolos, seguidos por Cambissolos e Chernossolos, e inclui ainda extensivas áreas de afloramentos rochosos, devido à intensa atuação dos mecanismos de perdas em detrimento da pedogênese. A alta fragilidade do ambiente dessa região apresenta um quadro de difícil reversão sem a aplicação de políticas ambientais suficientemente articuladas, associadas a medidas de mitigação adaptadas. As abordagens adotadas nesse trabalho podem ser utilizadas para nortear estudos futuros, seja nas demais regiões do país, seja em outros países tropicais. / This study was conducted in western Haiti, covering a surface area of 4300 km 2 . Under the influence of climatic conditions ranging from semi-arid to humid, the region has rock formations composed of various types of limestone associated with volcanic rocks and sediments. The region has rugged relief and a wide variety of eutrophic soils, which are intensively eroded; because of human pressure they are submitted. This study aimed to understand the western Haiti’s pedosystem, focusing on geo-environmental, pedogenetic and mapping aspects. For this purpose, this thesis was structured in four chapters, comprising geo-environmental stratification; study of soil morphological, physical, chemical, and mineralogical characteristics; land use and land cover dynamic; and finally the digital mapping of soil classes. Thus, a soil survey that involved soil description and sampling with 140 georeferenced observation points was carried out, including complete soil profiles, auger observations and mini pits with subsequent physical, chemical and mineralogical samples analysis. Based on GIS tools and remote sensing techniques, analysis and interpretation of landform elements were performed. Through a semi-automated parametric classification methodology, it was possible to partition the region into six physiographic units or geo-environmental areas, using topographical features, climate, vegetation and soil. The sampling points allowed performing conventional and digital soil mapping (DSM) techniques. It was verified that in 28 years the region has undergone deep changes in land use and land cover, highlighting the great extent of urban areas and drastic reduction in vegetation cover. The morphoclimatic and pedogenetic processes associated with rich chemical composition of parental materials promoted mostly young and shallow soils with high natural fertility, indicated by high CEC and base saturation (>90%). Mineralogy of these soils predominantly consist of calcite, feldspaths, plagioclase and quartz in sand and silt size fractions, while 2:1 clay minerals predominate in the clay fraction. The most weathered soils occur in Kenscoff region, where the rainy weather and high altitude have undergone the monosiallitisation process. It has been found that the soil cover was mainly composed by Neossolos (Entisols), followed by Cambissolos (Inceptisols), Chernossolos (Molisols) and extensive rocky outcrops areas, due to intense loss of material mechanism at the expense of pedogenesis. The high fragility of the environment represents nearly irreversible issues without the use of sufficiently articulated environmental policies associated with adapted mitigation measures. The approach applied in this research can guide future studies, either in other regions of the country, or in other tropical countries. / Tese com páginas em parte cinza

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-17T11:15:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1064157 bytes, checksum: 858f8081ddc7936d67db799211167458 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T11:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1064157 bytes, checksum: 858f8081ddc7936d67db799211167458 (MD5) Previous issue date: 2016-02-03 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A determinação do P disponível é realizada com o uso de diferentes soluções extratoras que apresentam diversas constituições químicas, variações na relação solo-extrator e mecanismos de extração. O extrator Mehlich-1 é utilizado no Brasil pela sua boa capacidade preditiva em solos ácidos, com baixa CTC, muito intemperizados, pobres ou sem formas de P ligado a Ca, condições que atualmente não estão mais presentes em grande parte dos solos cultivados no país. Neste sentido, mediante a hipótese de perda da capacidade preditiva do extrator Mehlich-1 nas atuais condições de uso do solo, o presente trabalho tem por objetivos determinar a disponibilidade de P no solo pelos extratores Mehlich-1 (M1), Mehlich-3 (M3) e Resina Mista (RM); determinar as taxas de recuperação (trP) e os níveis críticos de P (ncP) para os três extratores em diferentes solos; avaliar o potencial do Mehlich-3 prever a disponibilidade de P em solos cultivados; determinar modelos preditivos das trP e dos ncP para cada extrator e ajustar tabelas de interpretação da disponibilidade de P no solo pelo extrator M3. Os tratamentos foram gerados pelo fatorial 12×6, sendo 12 amostras de solo na profundidade de 0-20 cm, provenientes de áreas cultivadas e não cultivadas e seis doses de P (dP) (compostas por 80 % de Superfosfato triplo e 20 % de Bayóvar), aplicadas de forma localizada, em 10 % do volume de solo. As unidades experimentais foram constituídas de vasos plásticos com capacidade para 2,0 dm3, onde foram cultivadas quatro plantas de milho híbrido por 45 d em casa de vegetação. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com quatro repetições. As dP foram aplicadas após a calagem e no momento da semeadura. Os demais nutrientes foram aplicados na forma de solução nutritiva durante o cultivo. Após o cultivo, foram determinados a produção de matéria seca (mMS-PA), o teor total de P (ttP-PA) e o conteúdo de P da parte aérea (cP-PA). Foram retiradas amostras de solo de todas as unidades experimentais após o cultivo para determinação dos teores disponíveis de P (tdP) pelos extratores. A amostragem foi realizada na parte superior média dos vasos, de modo a se obter uma amostra composta entre a região que recebeu o P de forma localizada e a região que não recebeu P. As maiores mMS-PA foram obtidas nos solos coletados em áreas cultivadas e nos menos tamponados. Os maiores tdP foram obtidos com o extrator M1 (59,9 mg/dm3, contra 36,2 mg/dm3 do M3 e 35,7 mg/dm3 da RM), que também apresentou as maiores trP. Houve alta correlação entre o tdP pelos três extratores. A capacidade preditiva dos extratores M1 e M3 quanto à disponibilidade de P, medida pela correlação entre o tdP no solo e o cP-PA das testemunhas foram iguais (r = 0,84**) e superiores à da Resina Mista (r = 0,73**). Para os três extratores foram obtidos ncP semelhantes aos obtidos em trabalhos de calibração no campo. O P-rem e a proporção de argila foram as duas características relacionadas à capacidade tampão (CT) que melhor se correlacionaram às trP e aos ncP pelos extratores M1 e M3, com maiores correlações obtidas com o P-rem. A RM não apresentou sensibilidade à CT. Em função disso, foram propostas faixas de interpretação dos tdP-M3 em função das características proporção de argila e P-rem. Recomenda-se o Mehlich-3 como extrator do P disponível em solos com diferentes características, desde que se utilize uma medida da CT dos solos como o P-rem ou a proporção de argila. / The determination of available P is performed with the use of various extracting solutions which have different chemical constitutions, variating in the soil-extractant ratio and in the extraction mechanisms. The Mehlich-1 extractant is used in Brazil as it presents a good predictive ability of P availability in acid soils, with low CEC, very weathered, poor or without P forms binded to Ca, conditions that are not anymore present in most of the cultivated soils in the country. Therefore, we hyphotize a loss in the predictive capacity of the Mehlich-1 extractant on current land use conditions. Thus, the present study aims to determine the availability of P in soils by Mehlich-1 (M1), Mehlich-3 (M3) and Mixed Resin (MR) extractants; determine the recovery rates (Prr) and the P critical levels (Pcl) for the three extractants in different soils; evaluate Mehlich-3’s potential to predict the availability of P in fertilized soils; determine predictive models of Prr and Pcl for each extractant and to adjust interpretation tables for the availability of P extracted by M3. The experiment is a factorial 12 × 6; with 12 soil samples at a depth of 0-20 cm, from cultivated and uncultivated areas and six rates of P (Pr) (composed of 80% of Triple Superphosphate and 20% Bayóvar), applied at a localized form, in 10% of soil volume. The experimental units consisted of plastic pots with a capacity of 2,0 dm3, where four plants of hybrid maize were grown for 45 d in greenhouse. The experimental design was a randomized block with four replications. The Pr were applied after liming and at the time of sowing. The other nutrients were applied as a solution during cultivation. After the cultivation, the production of shoot dry matter (Dm-S), P total content (Ptc-S) and shoot P content (Pc-S) were determined. Soil samples were taken from all experimental units after cultivation to determine the available P content (aPc) by the extractants. Sampling was conducted in the middle top of the pots, in order to obtain a sample that contains soil from the region that received P and the region that has not received P. Higher Dm-S were obtained in soils collected in cultivated areas and those with less buffering capacity (BC). The highest aPc was obtained with the extractor M1 (59.9 mg/dm3 against 36,2mg/dm3 of M3 and 35.7 mg/dm3 of RM) which also had the highest Prr. There was high correlation between the aPc with the three extractants.The prediction capacity of the extractors M1 and M3 for available P, calculated as the correlation between the aPc in the soil and the cP-S of the control, were both equal (r = 0,84**) and higher than the MR (r = 0,73**). For the three extractants the clP was similar to those obtained in field experiments. The remaining P (rem-P) and clay content were the two features related to BC that best correlated with Prr and Pcl of the extractors M1 and M3, with a higher correlation with rem-P. The MR showed no sensitivity to BC. As a result, interpretation ranges of aPc- M3 based on the characteristics of clay content and rem-P are proposed. Thus, the M3 extractant is recommended to determine the available P in different soils, but it must be used a measure of the BC as the rem-P or clay content for the interpretation of the results. / Dissertação embargada até 31/5/17 devido não ter sido indicado no termo se era confidencial.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-17T13:11:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6645123 bytes, checksum: 83f71dcce9fa8879f480a490a4f8f0ce (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T13:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6645123 bytes, checksum: 83f71dcce9fa8879f480a490a4f8f0ce (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A RPPN Serra do Caraça se enquadra na borda leste da província geológica do Quadrilátero Ferrífero, estado do Minas Gerais. A Reserva abrange refúgios ecológicos montanos e altimontanos em litologia predominantemente quartzítica, sendo portanto um forte fator de distribuição dos geoambientes locais. No local, diferentes patamares com vegetação principalmente endêmica formam um complexo entre campos cerrados e enclaves de mata atlântica. Além disso, a área em estudo contempla um dos mais complexos sistemas cársticos em quartzitos do Brasil. É notório a ocorrência de feições como dolinas e cavidades. Nesse contexto, procurou-se identificar, caracterizar e mapear os geoambientes para entender as dinâmicas e as relações ecológicas, para subsidiar as estratégias de manejo e visitação do parque. Para definir as unidades geoambientais utilizou-se uma metodologia pedogeomorfológica, identificando as principais características ecogeográficas. Utilizaram-se imagens satelitais ASTER de alta resolução e mapa 1: 50.000 planialtimétrico, para auxiliar as campanhas de estudo in loco. Foram abertos doze perfis de solos em diferentes níveis da paisagem, contemplando os topos, afloramentos, encostas, vales de acúmulo e diques. Cada perfil foi descrito e os horizontes coletado, identificação dos principais processos pedogenéticos e posteriormente submetidos às análises físicas, químicas e mineralógicas. As rochas de cavidades naturais foram analisadas por difratometria de raios-X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura com microssonda EDS acoplada (MEV/EDS), procurando assim entender a gênese deste sistema cárstico quartzítico. Também foram identificadas as principais fitofisionomias vegetais, através da descrição em campo e coleta, quando necessário. Produziu-se o mapa das unidades geoambientais, sendo cada unidade caracterizada pormenorizadamente, procurando estabelecer as interações entre eles. Foram identificadas nove unidades: Campos rupestres, Campos cerrados, Brejos e turfeiras, Matas de encosta, Matas nebulares e Matas de candeias. Particular ênfase foi dada aos ambientes desenvolvidos sobre intrusões de rochas metabásicas, que proporcionaram solos distróficos porém texturalmente mais argilosos, com maior retenção hídrica e consequentemente desenvolveram fitofisionomias contrastantes, de maior porte. Todos os outros perfis se mostraram com texturas substancialmente arenosas, alumínicos e ácidos. Os dados levaram a entender que na RPPN, a taxa de pedogênese é menor que a morfogênese, sendo os ambientes definidos pelo controle morfoestrutural. As análises MEV/EDS das amostras de rochas mostraram mobilidade do Fe e Al intergranulares, podendo capear saprolitos e formar concreções nas paredes das grutas. A caracterização das unidades geoambientais permitiu esclarecer as relações entre os diferentes níveis da paisagem da Serra do Caraça, corroborada pelas análises físicas, químicas e mineralógicas dos solos, que em geral se mostraram gibbsiticos, com distrofismo e elevada saturação por alumínio. Assim, dado às condições extremas desses solos, as espécies vegetais ocorrentes indicam um alto grau de especialização e endemismo, que sujerem adaptações que otimizam a ciclagem biogeoquímica, tolerância à toxidez, e bioacumulação de alumínio. / The RPPN Serra do Caraça falls on the eastern edge of the geologic province of the Iron Quadrangle, State of Minas Gerais. The Reserve covers ecological and montane highland refuges in lithology predominantly quartzite and is therefore a strong distribution factor of local Geoenvironments. On site, different levels with mostly endemic vegetation form a complex between savanna and niche of Atlantic forest. In addition the study area includes one of the most complex karst systems in quartzite from Brazil, it is clear the present features such as sinkholes and cavities. In this context we sought to identify, characterize and map the Geoenvironments to understand the dynamics and ecological relationships, to support management strategies and visiting the park. To define the environmental Units used a methodology pedogeomorphological identifying key characteristics ecogeographic. We used high-resolution ASTER satellite images and map 1: 50,000 planialtimetric to assist the on-site study of campaigns. Twelve soil profiles were opened at different levels of the landscape, covering the tops, outcrops, slopes, valleys and accumulation of dikes. Each profile was described and collected horizons, identifying key processes pedogenetic and subsequently subjected to physical, chemical and mineralogical. The rocks of natural cavities were analyzed by diffraction of X-ray (XRD) and scanning electron microscopy coupled with EDS microprobe (SEM / EDS), thus seeking to understand the genesis of this quartzite karst system. Also the main plant vegetation types were identified by describing the field and collect when needed. The map of the geo-environmental units was produced, each unit being characterized in detail, trying to establish the interactions between them. Nine units were identified: Outcrops, Savannas, Swamps and Bogs, Hillside Forest, Elfin Forest and Lamps. Particular emphasis was given to the developed environments on intrusion metabasic rocks, which provided dystrophic soils but texturally more clayey, with greater water retention and consequently developed contrasting vegetation types, of greater size. All other profiles have proven to substantially sandy textures, aluminic and acids. The data led to the understanding that the PRNP pedogenesis rate is less than the morphogenesis, the environments being defined by morphostructural control. Analyses SEM / EDS of rock samples showed the mobility of Fe and Al intergranular and can coat saprolite and form concretions on the walls of caves. Characterization of geoenvironmental units has clarified the relationships between the different levels of landscape Caraça, corroborated by physical, chemical and mineralogical soil, which generally showed gibbsitic, with dystrophic and high aluminum saturation. So, given the extreme conditions of these soils, the plant species occurring indicate a high degree of specialization and endemism, which suggest adaptations that optimize the biogeochemical cycling, tolerance toxicity, and aluminum bioaccumulation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-17T13:56:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 469985 bytes, checksum: ca10eaa766572ed83776aa3369c00f38 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T13:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 469985 bytes, checksum: ca10eaa766572ed83776aa3369c00f38 (MD5) Previous issue date: 2016-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Floresta Amazônica é um importante bioma brasileiro e encontra-se pressionada pelo crescimento econômico do país nas últimas décadas, o que tem contribuído para a degradação de seus recursos naturais. O desenvolvimento de cidades, indústrias e da agricultura promovem a emissão de compostos químicos danosos ao ambiente, dentre eles os metais pesados, que são oriundos principalmente da queima de combustíveis fósseis, do uso de inseticidas, pesticidas, herbicidas, de aterros sanitários, rejeitos de mineração e outros. Assim, a quantificação dos teores naturais de metais nos solos, bem como o conhecimento de suas principais características, apresenta-se de grande relevância na preservação e manutenção deste recurso natural. O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização química, física e mineralógica de solos do estado do Amazonas – Brasil, bem como quantificar os teores de metais pesados nos mesmos e, consequentemente, definir os Valores de Referência de Qualidade (VRQ’s) desses metais. Além disso, foram conduzidos estudos de particionamento, bioacessibilidade e avaliação de risco em uma amostra de solo que apresentou elevado teor de cromo. Os resultados de caracterização química, física e mineralógica dos solos indicaram a presença de solos distintos na região. Os solos de várzea, que recebem contribuição de sedimentos provenientes dos Andes, apresentaram mineralogia expansiva, maior fertilidade natural e potencial para uso agrícola, diferenciando-se dos demais. Observou-se uma distinção entre os solos de terra firme associada principalmente aos atributos de fertilidade e à mineralogia, o que reflete os diferentes materiais de origem da região. Solos de maior riqueza em nutrientes e com mineralogia expansiva foram encontrados principalmente na região do Alto Solimões, tendo como material de origem os sedimentos da Formação Solimões. Já os solos de menor fertilidade e mineralogia do tipo gibbsítica foram encontrados predominantemente nas regiões sudeste e noroeste do estado, sendo formados sobre rochas ígneas e metamórficas dos escudos das Guianas e Brasil Central. De maneira geral, os teores de metais pesados nos solos são baixos, sendo os teores mais elevados obtidos em solos formados sobre rochas ígneas e metamórficas. Os solos de várzea (Gleissolos e Neossolos Flúvicos) apresentaram os maiores teores de elementos considerados de maior mobilidade, tais como Ba, Pb, Co, Zn, Ni, Cu e Mn. Já os solos de terra firme apresentaram os maiores teores de elementos considerados de menor mobilidade, como Fe, Cr, V, Ti, Zr e Al. Para o estado do Amazonas, sugerem-se dois VRQ's por metal, sendo um para os solos de várzea e o outro para os solos de terra firme, tendo em vista que a dinâmica de metais nestes ambientes é distinta. Entre os solos estudados, um apresentou teor de Cr acima de 2000 mg kg-1 e os resultados das análises do referido solo indicaram que uma exposição a esta concentração apresenta-se como de potencial risco a saúde humana. / Amazon rainforest is an important brazilian biome and is being pressured by economic growth this country on last decades, which has contributed to the degradation of their natural resources. Development of cities, industries and agriculture promote emission of harmful chemicals to the environment, including the heavy metals, which are mainly from burning fossil fuels, insecticides, pesticides, herbicides, landfills, mining tailings and other. Quantification of natural levels of metals in soils and improve knowledge of the soils are great relevance in the preservation and maintenance this natural resource. The objective of this work was to perform the chemical, physical and mineralogical characterization of soils of the state of Amazonas - Brazil, and to quantify the heavy metals contents, consequently, to define the Quality Reference Values (QRVs) of the metals. In addition, partitioning, bioaccessibility and risk assessment studies were conducted in a soil sample that showed high chromium content. The results of chemical, physical and mineralogical characterization of the soils indicate the presence of distinct soils in the region. Soils of várzea, which receive contribution of sediments from the Andes, presented expansive mineralogy, greater natural fertility and potential for agricultural use, differing from the others. There is difference between the terra firme soils related mainly with the attributes of the fertility and mineralogy, reflecting the different parental materials of the soils of the region. Soils richer in nutrients and with expansive mineralogy were found mainly in the region of Alto Solimões, having as parental material the sediments of the Solimões Formation. On the other hand, soils of lower fertility and with mineral of the gibbsite type were found in the southeast and northwest regions of the state, being the igneous and metamorphic rocks the parental material of the soils that are on the region Guianas and Central Brazil. Overall, levels of heavy metals in the soils are low, being the highest contents obtained in soils formed on igneous and metamórficas rocks. Soils of Várzea (Gleysoils and Fluvic Neossol) presented the highest contents of elements considered of greater mobility, such as Ba, Pb, Co, Zn, Ni, Cu and Mn. Terra firme soils presented the highest levels of elements considered to be less mobile, such as Fe, Cr, V, Ti, Zr and Al. For the state of Amazonas, two QRVs are per metal are suggested, one for floodplain (Varzea Soils) soils and the other for terra firme soils, considering that the dynamics of metals in these environments are different. Among the studied soils, one presented Cr content above 2000 mg kg-1 and the results of the analyzes this soil indicate that an exposure to this concentration presents as a potential risk to human health. / O autor não apresentou título em inglês.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-17T14:23:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1830423 bytes, checksum: 0cf2bf390969c90872fc5915b2c557a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T14:23:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1830423 bytes, checksum: 0cf2bf390969c90872fc5915b2c557a9 (MD5) Previous issue date: 2015-12-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A presente tese trata-se de estudos relacionados ao desenvolvimento de fertilizantes utilizando processos térmicos e químicos, e avaliações agronômicas. Para o trabalho 1, uma rocha silicatada potássica, chamada verdete (RV) foi calcinada na presença e ausência de um agente fundente (AF), o CaCl 2 .2H 2 O, variando a temperatura de calcinação e proporção (m m -1 ) AF/RV, objetivando a produção de um fertilizante potássico solúvel. Foram medidos os teores de K solúveis em água e investigadas transformações minerais por meio de difração de raios X (DRX) ou do ambiente molecular do K, por meio de espectroscopia de absorção de raios X (XAS). Demonstrou-se que a RV tem baixa solubilidade em água, entretanto quando calcinada em condições ótimas de temperatura (850 o C) e proporção (m m -1 ) AF/RV (1.7) é possível extrair em água até 95% (m m -1 ) do K total da rocha. De acordo com a análise de Potassium K-edge XANES, a formação de silicato de potássio de baixa cristalinidade (bc- K 2 SiO 3 ) é linear positiva com o aumento da temperatura até 1100 o C, já a formação de KCl é otimizada a 850 o C. Os teores de K extraídos em água diminuíram de 900 para 1100 o C, e a análise Linear Combination Fitting analysis (LCF) indicou diminuição da espécie KCl (elevada solubilidade) e aumento da proporção de bc-K 2 SiO 3 (baixa solubilidade), sugerindo a conversão de formas solúveis de K em fases vítreas de baixa solubilidade. Elevados resíduos da análise LCF, de até 0,04, indicam a formação de desconhecidas espécies de K, que não foram utilizadas como padrões para essa análise. Para o segundo trabalho, fosfatos naturais oriundos de Patos, Araxá e do Perú (Bayóvar) reagiram com diferentes concentrações de efluente ácido (EA). Teores solúveis de P em água, ácido cítrico e em citrato neutro de amônio, comprovaram o aumento da solubilização desses fosfatos com o aumento da concentração de EA. Entretanto, para o fosfato de Patos, ajustes quadráticos revelaram que o EA promoveu maior extração de P em concentrações entre 40 e 60% (v v - ). Análises de Phosphorus K-edge XANES e DRX mostraram que ao longo da dissolução da apatita, com o aumento da concentração do EA, ocorre formação de sulfatos de cálcio (DRX) e espécies de P mais solúveis (XANES), como fosfato tricálcico amorfo, fosfato dicálcico, fosfato monocálcio e fosfato de ferro amorfo. Análise na pré-borda do P (~2148 eV) mostra que a formação de fosfatos de ferro (III) é progressiva com o aumento da concentração do efluente. Adicionalmente, a suavização da pós-edge (~ 2155 eV) com o aumento da concentração do efluente, confirma a formação de espécies de P menos rica em Ca. Para o trabalho 3, foram produzidos fertilizantes potássicos por meio de calcinação e ataque ácido da RV, utilizando cloreto de cálcio como AF e o EA de indústria metalúrgica, respectivamente. Caracterizações mineralógicas da RV calcinada (VC) e acidificada (VA) confirmaram a formação de minerais potássicos solúveis, a sylvita (KCl) e a arcanita (K 2 SO 4 ), respectivamente. Foram realizados ensaios em casa de vegetação utilizando milho (Zea mays L.), capim (Panicum maximum cv. Mombaça), e eucalipto (clone I144) como plantas teste. Como fontes de K, utilizou-se a RV, VC, VA e o KCl. A RV mostrou-se ser pouco reativa, com insignificante efeito nos cultivos de milho e eucalipto. Entretanto, pequeno efeito residual foi observado no cultivo de capim, subsequente ao milho. De forma geral, as performances do VC e VA em termos de absorção de K pelo milho, capim e eucalipto foram equivalentes ou superiores ao KCl. Os resultados obtidos com essa tese mostram que é possível obter fertilizante potássico com eficiência agronômica equiparável ao KCl, a partir do reaproveitamento de um resíduo e exploração de uma rocha silicatada. A calcinação mostrou-se mais eficaz que a acidificação da RV, entretanto estudos de viabilidade econômica com tais processos são necessários. A reutilização do EA na solubilização de fosfatos naturais parece ser promissora, diante do expressivo aumento de reatividade dos fosfatos de Araxá, Patos e Bayóvar alcançados com a acidificação. Entretanto, estudos com plantas são necessários para a comprovação da eficácia desses produtos como fertilizantes. / This thesis presents studies related to development of potassium and phosphate fertilizers using thermal and chemical processes, and agronomic evaluations. For work 1, a potassium silicate-rock, called verdete (VR), was calcined in presence and absence of a melting agent (MA), CaCl 2 .2H 2 O, considering different calcination temperatures and MA/VR ratios (w w - ), aiming to produce a soluble potassium fertilizer. It were measured soluble K contents in water and also was investigated mineral transformations, by X ray diffraction (XRD) or changes in K molecular environment, through X ray absorption spectroscopy (XAS). VR has low water solubility, however when it was calcined in optimal conditions of temperature (850 o C) and MA/VR ratio (1.7 w w -1 ) was possible to extract in water 95% of total K. According to Potassium K-edge XANES analysis, the formation of potassium silicate low crystalline (lc-K 2 SiO 3 ) increases over temperature calcination until 1100 o C, already KCl formation, is optimized at 850 o C. Amounts of extracted K in water (Kwater) decreased from 900 o C to 1100 o C, when Linear Combination Fitting analysis (LCF) indicated decreasing of KCl specie (high solubility) and increase of lc-K 2 SiO 3 (low solubility), suggesting the conversion of soluble K phases into low soluble vitreous K phases. High residues of LCF, until 0.04, suggest the presence of unknown K species, which were not used as standards to perform this analysis. In second work, phosphate rocks (PRs) from Patos and Araxá (Brazil) and Bayóvar (Peru) reacted with different concentrations of an acidic mining waste (AMW) from a metallurgic industry. Extractable P in water, citric acid and in neutral ammonium citrate confirmed the increasing of solubilization of these PRs, over increasing AMW concentration. However, for Patos PR, quadratic fits revealed that AMW promoted optimal P solubilization between 40 and 60% (v v -1 ). Phosphorus K-edge XANES analysis showed that following apatite dissolution, increasing AMW concentration, calcium sulfates were formed (detected by XRD), as well as more soluble P species (detected by XANES), like amorphous tricalcium phosphate, dicalcium phosphate, monocalcium phosphate and amorphous iron (III) phosphate. Analysis in P pre-edge (~2148 eV) reveal that formation of iron (III) phosphate is progressive with increasing AMW concentration. Additionally, mitigation of post-edge shoulder (~2155 eV) with increasing AMW concentration, confirms formation of P species less rich in Ca. For work 3, we produced potassium fertilizers by calcination (CV) and acid attack in VR (AV), using calcium chloride as MA and the AMW, respectively. Mineralogical characterization of VR, CV and AV, confirmed the formation of soluble K minerals, as sylvite (KCl) and arcanite (K 2 SO 4 ), respectively. Greenhouse trials were carried out in protected environment (greenhouse) using maize (Zea mays L.), grass (Panicum maximum cv. Mombaça) and eucalyptus (I144 clone) as test plants. Like K sources, we used VR, CV, AV and KCl. VR showed to be little reactive, demonstrating insignificant effect to maize or eucalyptus growth. However, small residual effect was observed to grass crop (successive cultivation after maize). Overall, VC and AV performances, in terms of K uptake by maize and eucalyptus, were equivalent or higher than KCl. Results obtained with this thesis show that is possible to get potassium fertilizers with agronomic efficiency equiparable with KCl, reusing an acidic waste and exploring a silicate rock. Calcination treatment showed to be more efficient than acidification of VR, however economic viability studies with such processes are necessary. Reusing of AMW to solubilize PR looks promising, because of expressive increasing of reactivity of Araxá, Patos e Bayóvar RPs by their acidification. However, studies with plants are necessary to confirm efficacy of these products as fertilizers.