Orientador: Lucia Maria Carareto Alves / Coorientador: Alessandro de Mello Varani / Banca: Hugo Miguel Preto de Morais Sarmento / Banca: Rodrigo Matheus Pereira / Banca: Everlon Cid Rigobelo / Banca: Silvana Pompéia do Val de Moraes / Resumo: O composto orgânico produzido a partir de carcaças, resíduos animais e vegetais é uma alternativa viável para a substituição total ou parcial dos fertilizantes minerais utilizados na atualidade. No processo de compostagem participam diferentes populações microbianas, e com isso o composto torna-se um sistema rico para utilização como fertilizante no solo, complementando assim as necessidades nutricionais e microbianas do meio ambiente. Entretanto, há poucos trabalhos envolvendo análise da diversidade bacteriana em solos sob uso de composto orgânico feito a partir de carcaças, e também pouco se conhece sobre o impacto ambiental do uso agrícola de composto orgânico na qualidade da água. Existe também a questão se há influência da água utilizada para irrigação na qualidade do solo. O objetivo central desse trabalho foi analisar a diversidade bacteriana e perfil funcional de um solo de horta e da água de um córrego utilizada para irrigação. E como objetivo secundário, através do isolamento de bactérias da água verificar o potencial biotecnológico de produção e uso de exopolissacarídeo como bioemulsificante de óleo e hidrocarbonetos. As amostras de solo e água utilizadas nesse trabalho foram coletadas na área do departamento rural da Fundação Parque Zoológico de São Paulo, em setembro de 2014. Todo material coletado foi transportado até o Laboratório de Bioquímica de Micro-organismos e de Plantas, onde realizou-se a extração de DNA total e sequenciamento através de tecnologia Ion ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The organic compost produced from carcasses, animal and vegetable waste is a viable alternative to full or partial replacement of mineral fertilizers used nowadays. In the composting process there are involved different microbial populations, and the compost becomes a rich system for use as a fertilizer in the soil, thereby supplementing the nutritional and microbial requirements of the medium. However, there are few studies involving the analysis of bacterial diversity in soil under use of organic compost made from carcasses, and also little is known about the environmental impact of agricultural use of organic compost in water quality. Furthermore, there is also the question of whether there is influence of the water used for irrigation on soil quality. Because of these questions, the central objective of this study was to analyze the bacterial diversity and functional profile of a soil from vegetable garden and freshwater used for irrigation from a local stream. As a secondary objective, we aimed to verify the production and biotechnology potential of a bacterial exopolysaccharide as oil and hydrocarbons bioemulsifier. Soil and freshwater samples used in this study were collected at rural department of the Zoo Foundation Park of São Paulo, in September 2014. All material collected was transported to the Laboratório de Bioquímica de Micro-organismos e de Plantas where we proceeded with the total DNA extraction experiments, sequencing through Ion Proton technology (Life Technologies), bacterial isolation, production and application of exopolysaccharide as bioemulsifier. By analyzing the metagenomic DNA it was observed that both freshwater and soil were plenty of bacterial communities normally found in agricultural areas under influence of organic amendments. Through the analysis of genes related to biogeochemical cycles, it was found abundance ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-10Bitstream added on 2014-06-13T20:24:16Z : No. of bitstreams: 1 000737544.pdf: 4940477 bytes, checksum: 0101681bb21fe135e941ea5c67aaaadf (MD5) / A composição e a diversidade de comunidades microbianas podem ser usadas como indicadores da qualidade do solo, pois respondem rapidamente às mudanças ambientais. A intensificação da agricultura causa significante perda de diversidade, reduzindo a habilidade do ecossistema resistir a períodos de estresse e efeitos ambientais indesejáveis. Esta redução é mais evidente quando se trata de sistemas de monocultura, impactando os microrganismos e diversos invertebrados, e também reduz a capacidade de auto-regulação do solo. Assim, este trabalho tem como objetivo analisar a diversidade bacteriana em solos de floresta e em solos cultivados com canade- açúcar (Saccharum spp.) em diferentes períodos do ano que possa estar relacionada com a dinâmica dos ciclos biogeoquímicos, bem como um estudo comparativo entre diferentes áreas de cultivo e técnicas de sequenciamento. As amostras de solo foram coletadas no município de Santa Rita do Passa Quatro, SP. Amostras de DNA metagenômico de cada solo foram extraídas e construídas quatro bibliotecas com amplicons do gene 16S rRNA e quatro bibliotecas com amplicons da região V1 e V2 (Vi) do gene 16S rRNA. Um estudo comparativo com sequencias obtidas nas mesmas condições em outra área situada no município de Mococa, SP também foi analisado. Através dos dados obtidos, foi verificado que em solos de Floresta, independente do período do ano e área analisada, os filos bacterianos e a atividade dos organismos em relação aos ciclos biogeoquímicos, permaneceram praticamente inalterados. Este fato pode ser atribuído à estabilidade desde tipo de ecossistema, no qual existe ciclagem constante de nutrientes. Nas amostras de cana-de-açúcar, observou-se variação na frequência dos organismos encontrados em relação a diferentes coletas... / Microbial communities diversity and composition can be used as soil quality indicators, because respond quickly to environmental changes. Agriculture intensification causes significant loss of diversity, reducing the ability of the ecosystem to resist to periods of stress and undesirable environmental effects. This reduction is more evident when dealing with monoculture systems, impacting the microorganisms and several invertebrates, and also reduce the capacity of the soil self regulation. So, this study aims to analyze the bacterial diversity in forest soils and in soils cultivated with sugar cane (Saccharum spp.) in different periods of the year that can be related to biogeochemical cycles dynamic, as well as a comparative study between farming areas and sequencing techniques. Metagenomic DNA samples of each soil were extracted and built four libraries with gene 16S rRNA amplicons and four libraries with amplicons from gene 16S rRNA region Vi. A comparative study with obtained sequences in same conditions in another area situated in the municipality of Mococa, SP was also analyzed. Through the obtained data, it was found that in forest soils, regardless of the period of year and the area analyzed, bacterial phyla and organisms’ activity in relation to biogeochemical cycles, remained practically unchanged. This fact can be assigned to this type of ecosystem stability, in which there is a constant nutrients cycling. In soil samples cultivated with sugar cane, was observed variation in organisms frequency found in relation to different collections...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-13Bitstream added on 2014-06-13T19:03:35Z : No. of bitstreams: 1 000737578.pdf: 3803187 bytes, checksum: b8c4f772c3838e4786b19e09a8dc45b5 (MD5) / Os manguezais apresentam características que os diferenciam dos demais ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi estudar os grupos microbianos (bactérias totais, esporuladas, Gram-negativas, actinobactérias, nitrificantes, desnitrificantes e fungos), as atividades metabólicas de bactérias e fungos, as atividades microbianas relacionadas ao ciclo do C, N, P (atividade respiratória, da desidrogenase, amonificante, nitrificante, da urease, da protease, solubilizadora de fosfato e da fosfatase ácida), além das análises químico-físicas (umidade, matéria orgânica, carbono orgânico total, carbono solúvel, carboidratos totais, fracionamento do fósforo, pH e salinidade) do solo de manguezal e compará-las com os de floresta e restinga. As amostras de solos foram coletadas durante o verão e o inverno, nas profundidades de 0 – 2 cm, 2 – 5 cm e 5 – 10 cm. Os micro-organismos isolados foram testados quanto à habilidade de produzir amilase, fosfatase ácida e/ou solubilizar fosfato inorgânico. Os resultados foram interpretados com análise estatística univariada. Excetuando os fungos totais, as contagens dos demais grupos microbianos decresceram significativamente (p < 0,05) na seguinte ordem: floresta > manguezal > restinga. As populações de actinobactérias predominaram no solo de floresta, porém foram semelhantes (p < 0,05) nos solos de manguezal e de restinga. O número das bactérias desnitrificantes foi similar nos solos de floresta e de manguezal e maior que o do solo de restinga. As contagens dos micro-organismos decresceram significativamente 11 e 21% da camada superficial para a 2 – 5 cm e 5 – 10 cm, porém as desnitrificantes aumentaram 44 e 166%. Enquanto o número de bactérias totais, esporuladas, Gram-negativas, nitrificantes e desnitrificantes decresceu (p < 0,05) 32% em média do verão para o inverno, o das actinobactérias permaneceu invariável e dos fungos aumentou 29%... / Mangroves has characteristics that differentiate them from other ecosystems. The objective of this study was to evaluate the frequency of microbial groups (total, sporulating, Gram-negative, actinomycetes, nitrifying, denitrifying bacteria and fungi), the bacteria and fungi metabolic activities, microbial activities related to the cycle of C, N, P (respiration, dehydrogenase, ammonium-oxidizing, urease, protease, solubilizing phosphate and acid phosphatase activities), and chemical-physical analysis (moisture, organic matter, total organic carbon, soluble carbon, carbohydrates, fractionation phosphorus, pH and salinity) from mangrove soil, comparing them with the restinga and forest soils. Soil samples were collected during the summer and winter, at depths of 0 – 2 cm, 2 – 5 cm and 5 - 10 cm. The microorganisms isolated were tested for their ability to produce amylase, acid phosphatase and/or solubilize inorganic phosphate. Results were interpreted with univariate statistical analysis. Except fungi total scores of other microbial groups decreased significantly (p < 0.05) in the following order: forest > mangrove > restinga. Populations of actinomycetes predominated in the forest soil, but were similar (p < 0.05) in mangrove soils and restinga. The denitrifying bacteria number was similar in forest and mangrove soil and higher than restinga soils. The microorganism counts decreased significantly 11 and 21% the surface layer for 2 - 5 cm and 5 - 10 cm, however, denitrifying increased 44 and 166%. While total number, sporulating, Gram-negative, nitrifying and denitrifying bacteria decreased (p < 0.05), on average 32% from summer to winter, actinomycetes remained unchanged and fungi increased 29%...

Resumo: A ciclagem de nutrientes em florestas tropicais é um processo de grande importância para a manutenção do funcionamento desses ecossistemas, pois por meio da liberação dos elementos minerais presentes na fitomassa ocorre o suprimento da maior parte dos nutrientes necessários ao crescimento e desenvolvimento das plantas. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a deposição de serapilheira e ciclagem de nutrientes em florestas secundárias na região de ocorrência da Floresta Ombrófila Densa Submontana no litoral do Paraná. Para isso, foram realizadas coletas mensais de serapilheira depositada em três áreas distintas: floresta secundária menos desenvolvida (FS-1), floresta secundária intermediária (FS-2) e floresta secundária mais desenvolvida (FS-3). A serapilheira foi separada nas frações ramos, órgãos reprodutivos, restos e folhas. As folhas foram triadas novamente para separar as espécies conhecidas, sendo as demais classificadas como folhas diversas. Em seguida, foram determinados o peso seco das amostras de serapilheira e os teores de carbono (C), dos macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg), micronutrientes (Cu, Mn, Fe e Zn) e Na nas diferentes frações e nas folhas de algumas espécies. A deposição média anual de fitomassa foi ligeiramente maior nas áreas FS-3 e FS-1. Com relação à variação temporal, a deposição ficou mais concentrada nos meses quentes e com maior precipitação do ano, padrão comum para florestas ombrófilas. A fração folhas foi a mais abundante em todas as áreas, porém sua proporção diminuiu nas florestas mais desenvolvidas, com aumento da porcentagem dos galhos, o que está ligado à evolução estrutural da floresta. Analisando a deposição das folhas de algumas espécies, observou-se uma tendência de diminuição da proporção das espécies pioneiras, enquanto as secundárias aumentam essa quantidade nas florestas mais desenvolvidas. Isso está ligado às mudanças florísticas ocorridas na floresta, com a substituição de grande parte das espécies pioneiras por secundárias ou climácicas. Para concentração da maioria dos macro e micronutrientes, o arranjo fatorial mostrou interação significativa entre as frações e as estações do ano. O teor de N aumentou nas florestas mais desenvolvidas, para a maioria das frações e espécies, o que consequentemente diminuiu a relação C/N. Alguns padrões se repetiram nas três áreas, como maior concentração de K e menores de Mn e Fe nos órgão reprodutivos; e maiores teores de P nos ramos e de Mg nas folhas diversas. O teor de Na foi elevado na floresta secundária intermediária, devido à exposição da parcela aos ventos vindo do mar. Alguns nutrientes, como N, K e Cu, apresentaram maiores teores no inverno, o que está relacionado à menor precipitação nesse período, devido à mobilidade desses elementos na planta. Comparando as áreas, percebe-se que a concentração de grande parte dos nutrientes aumentou nas florestas mais desenvolvidas, assim como a quantidade média anual de nutrientes depositados. Esses resultados são compatíveis com resultados obtidos em outras áreas de Floresta Ombrófila Densa.

Orientadora: Lúcia Maria Carareto Alves / Banca: Antonio Carlos Monteiro / Banca: Haroldo Alves Pereira Júnior / Banca: Luciano Takeshi Kishi / Banca: Mariana Carina Frigieri Salaro / Resumo: A composição e a diversidade de comunidades microbianas podem ser usadas como indicadores da qualidade do solo, pois respondem rapidamente às mudanças ambientais. A intensificação da agricultura causa significante perda de diversidade, reduzindo a habilidade do ecossistema resistir a períodos de estresse e efeitos ambientais indesejáveis. Esta redução é mais evidente quando se trata de sistemas de monocultura, impactando os microrganismos e diversos invertebrados, e também reduz a capacidade de auto-regulação do solo. Assim, este trabalho tem como objetivo analisar a diversidade bacteriana em solos de floresta e em solos cultivados com canade- açúcar (Saccharum spp.) em diferentes períodos do ano que possa estar relacionada com a dinâmica dos ciclos biogeoquímicos, bem como um estudo comparativo entre diferentes áreas de cultivo e técnicas de sequenciamento. As amostras de solo foram coletadas no município de Santa Rita do Passa Quatro, SP. Amostras de DNA metagenômico de cada solo foram extraídas e construídas quatro bibliotecas com amplicons do gene 16S rRNA e quatro bibliotecas com amplicons da região V1 e V2 (Vi) do gene 16S rRNA. Um estudo comparativo com sequencias obtidas nas mesmas condições em outra área situada no município de Mococa, SP também foi analisado. Através dos dados obtidos, foi verificado que em solos de Floresta, independente do período do ano e área analisada, os filos bacterianos e a atividade dos organismos em relação aos ciclos biogeoquímicos, permaneceram praticamente inalterados. Este fato pode ser atribuído à estabilidade desde tipo de ecossistema, no qual existe ciclagem constante de nutrientes. Nas amostras de cana-de-açúcar, observou-se variação na frequência dos organismos encontrados em relação a diferentes coletas... / Abstract: Microbial communities diversity and composition can be used as soil quality indicators, because respond quickly to environmental changes. Agriculture intensification causes significant loss of diversity, reducing the ability of the ecosystem to resist to periods of stress and undesirable environmental effects. This reduction is more evident when dealing with monoculture systems, impacting the microorganisms and several invertebrates, and also reduce the capacity of the soil self regulation. So, this study aims to analyze the bacterial diversity in forest soils and in soils cultivated with sugar cane (Saccharum spp.) in different periods of the year that can be related to biogeochemical cycles dynamic, as well as a comparative study between farming areas and sequencing techniques. Metagenomic DNA samples of each soil were extracted and built four libraries with gene 16S rRNA amplicons and four libraries with amplicons from gene 16S rRNA region Vi. A comparative study with obtained sequences in same conditions in another area situated in the municipality of Mococa, SP was also analyzed. Through the obtained data, it was found that in forest soils, regardless of the period of year and the area analyzed, bacterial phyla and organisms' activity in relation to biogeochemical cycles, remained practically unchanged. This fact can be assigned to this type of ecosystem stability, in which there is a constant nutrients cycling. In soil samples cultivated with sugar cane, was observed variation in organisms frequency found in relation to different collections... / Doutor

Orientador: Ely Nahas / Banca: Marli de Fátima Fiori / Banca: Diva de Souza Andrade / Banca: José Eduardo Corá / Banca: Jackson Antônio Marcondes de Souza / Resumo: Os manguezais apresentam características que os diferenciam dos demais ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi estudar os grupos microbianos (bactérias totais, esporuladas, Gram-negativas, actinobactérias, nitrificantes, desnitrificantes e fungos), as atividades metabólicas de bactérias e fungos, as atividades microbianas relacionadas ao ciclo do C, N, P (atividade respiratória, da desidrogenase, amonificante, nitrificante, da urease, da protease, solubilizadora de fosfato e da fosfatase ácida), além das análises químico-físicas (umidade, matéria orgânica, carbono orgânico total, carbono solúvel, carboidratos totais, fracionamento do fósforo, pH e salinidade) do solo de manguezal e compará-las com os de floresta e restinga. As amostras de solos foram coletadas durante o verão e o inverno, nas profundidades de 0 - 2 cm, 2 - 5 cm e 5 - 10 cm. Os micro-organismos isolados foram testados quanto à habilidade de produzir amilase, fosfatase ácida e/ou solubilizar fosfato inorgânico. Os resultados foram interpretados com análise estatística univariada. Excetuando os fungos totais, as contagens dos demais grupos microbianos decresceram significativamente (p < 0,05) na seguinte ordem: floresta > manguezal > restinga. As populações de actinobactérias predominaram no solo de floresta, porém foram semelhantes (p < 0,05) nos solos de manguezal e de restinga. O número das bactérias desnitrificantes foi similar nos solos de floresta e de manguezal e maior que o do solo de restinga. As contagens dos micro-organismos decresceram significativamente 11 e 21% da camada superficial para a 2 - 5 cm e 5 - 10 cm, porém as desnitrificantes aumentaram 44 e 166%. Enquanto o número de bactérias totais, esporuladas, Gram-negativas, nitrificantes e desnitrificantes decresceu (p < 0,05) 32% em média do verão para o inverno, o das actinobactérias permaneceu invariável e dos fungos aumentou 29%... / Abstract: Mangroves has characteristics that differentiate them from other ecosystems. The objective of this study was to evaluate the frequency of microbial groups (total, sporulating, Gram-negative, actinomycetes, nitrifying, denitrifying bacteria and fungi), the bacteria and fungi metabolic activities, microbial activities related to the cycle of C, N, P (respiration, dehydrogenase, ammonium-oxidizing, urease, protease, solubilizing phosphate and acid phosphatase activities), and chemical-physical analysis (moisture, organic matter, total organic carbon, soluble carbon, carbohydrates, fractionation phosphorus, pH and salinity) from mangrove soil, comparing them with the restinga and forest soils. Soil samples were collected during the summer and winter, at depths of 0 - 2 cm, 2 - 5 cm and 5 - 10 cm. The microorganisms isolated were tested for their ability to produce amylase, acid phosphatase and/or solubilize inorganic phosphate. Results were interpreted with univariate statistical analysis. Except fungi total scores of other microbial groups decreased significantly (p < 0.05) in the following order: forest > mangrove > restinga. Populations of actinomycetes predominated in the forest soil, but were similar (p < 0.05) in mangrove soils and restinga. The denitrifying bacteria number was similar in forest and mangrove soil and higher than restinga soils. The microorganism counts decreased significantly 11 and 21% the surface layer for 2 - 5 cm and 5 - 10 cm, however, denitrifying increased 44 and 166%. While total number, sporulating, Gram-negative, nitrifying and denitrifying bacteria decreased (p < 0.05), on average 32% from summer to winter, actinomycetes remained unchanged and fungi increased 29%... / Doutor

Resumo: A Floresta Estadual do Palmito é um remanescente do Bioma Mata Atlântica, com vegetação característica de Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas, e encontra-se atualmente em diferentes fases sucessionais. Esta formação florestal ocorre sobre Espodossolos arenosos e de baixa fertilidade, sendo que a ciclagem de nutrientes é fundamental para a sustentabilidade deste ecossistema, entretanto pouco se sabe dos principais processos e nutrientes envolvidos nesta ciclagem. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de gerar informações importantes para a compreensão da dinâmica biogeoquímica em ecossistemas da Floresta Atlântica no litoral do Paraná. As parcelas de estudo foram selecionadas para representar três tipologias florestais com diferenças em idade, diversidade florística e histórico de uso da terra. Para o monitoramento da precipitação total, foi instalado pluviômetro em clareira próxima às parcelas de estudo. Em cada tipologia florestal foram instalados coletores de precipitação interna, cápsulas porosas a 15 e 40 cm de profundidade no perfil do solo, para a coleta de soluções de solo e piezômetros para coleta de soluções do lençol freático. As amostragens das soluções foram realizadas a cada 21 dias, de julho de 2000 a dezembro de 2004. A dinâmica da precipitação pluviométrica mostrou-se, para a maior parte dos anos, semelhante à dinâmica anual histórica, registrada em estação metereológica próxima ao local de estudo. Foram observadas diferenças na interceptação da precipitação entre as tipologias florestais sendo explicadas pelas diferenças com relação a cobertura florestal, porte e número de estratos arbóreos. As concentrações de alguns íons nas soluções de precipitação total e interna sofreram influência caracterizada pelo efeito de diluição/concentração em função do volume precipitado. Sódio e cloreto, íons de origem marinha, foram os principais componentes das soluções de precipitação total e interna, caracterizando a influência da vegetação como captadora destes elementos. A composição química das soluções de solo foi diferente das soluções de precipitação, sendo composta principalmente por elementos resultantes do processo de mineralização e decomposição da matéria orgânica. Isso sugere a contribuição da vegetação sobre a composição química destas soluções; sendo diferenciada nas três tipologias florestais devido às diferenças existentes na constituição da serapilheira. As soluções do lençol freático apresentaram composições e concentrações parecidas com as das soluções de solo, entretanto os valores de pH foram maiores, indicando uma neutralização dos ácidos orgânicos possivelmente pela complexação com alumínio presente nas soluções. A composição química das soluções de precipitação pode sofrer influência sazonal, pelo efeito de diluição/concentração em função do volume precipitado. A entrada de sódio e cálcio nos ecossistemas através da precipitação foi expressiva, sendo também marcante para potássio e magnésio. A ordem decrescente de entrada de elementos minerais através da precipitação externa foi Na>Ca>Mg>K>NO3 e Na>Ca> K>Mg>NO3 para precipitação interna