Orientador: Liliane Santos de Camargos / Resumo: O manganês é um micronutriente que se enquadra no critério de essencialidade das plantas, no entanto sua presença altera o teor de outros nutrientes como o fósforo, quando aplicado em solo. A leguminosa herbácea tropical Stizolobium aterrimum Piper & Tracy (Mucuna-preta) é uma planta constantemente utilizada em sistema de cultura consorciada para conservação de matéria orgânica, por conta de sua biomassa. Desta forma, o trabalho visa a utilização dessa leguminosa como tolerante e com potencial fitorremediador para a retirada de manganês em concentrações tóxicas do solo. Portanto. foi avaliado seu crescimento e metabolismo em solos com concentrações tóxicas de manganês, analisando massa fresca, seca, indicadores de estresse oxidante, parâmetros da fotossíntese e metabólitos (aminoácidos, açucares solúveis totais, clorofila, ureídeos, proteína, nitrato e amônia), índice de tolerância e quantificação de manganês nos tecidos. Os dados foram avaliados por análise de variância e Soctt-Knott a 5% de probabilidade, utilizando o software SISVAR®. S aterrimum, consegue germinar em solos com altas concentrações de manganês; produz grande quantidade de biomassa seca e fresca mesmo em doses potencialmente tóxicas de manganês, não apresenta indicadores de estresse oxidativo; S. aterrimum é uma planta tolerante e com potencial de fitorremdiador para manganês. / Abstract: Manganese is a micronutrient that meets the criteria of essentiality of plants, however its presence changes the content of other nutrients such as phosphorus, when applied to soil. The tropical herbaceous legume Stizolobium aterrimum Piper & Tracy (Mucuna-preta) is a plant constantly used in a intercropping system for the conservation of organic matter, due to its biomass. Thus, the work aims to use this legume as a tolerant and with phytoremediation potential for the removal of manganese in toxic concentrations of the soil. Therefore. its growth and metabolism in soils with toxic concentrations of manganese was evaluated, analyzing fresh, dry mass, oxidative stress indicators, photosynthesis parameters and metabolites (amino acids, total soluble sugars, chlorophyll, ureides, protein, nitrate and ammonia), tolerance and quantification of manganese in tissues. The data were evaluated by analysis of variance and Soctt-Knott at 5% probability, using the SISVAR® software. S aterrimum, can germinate in soil with high concentrations of manganese; it produces a large amount of dry and fresh biomass even in potentially toxic doses of manganese, it does not show oxidative stress indicators; S. aterrimum is a tolerant plant with potential for phytoremediation for manganese. / Mestre

Adequate nutrition plays a key role in the phytoextraction of soil contaminants and may influence the response of plants to heavy metal toxicity. Nevertheless, there is no information on the influence of nitrogen (N), particularly in the forms of nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+), on tanzania guinea grass (Panicum maximum cv. Tanzania) under cadmium (Cd) stress. Thus, in the present work, it was aimed to study the effect of these ions on the mitigation of Cd toxicity in this grass. Plants were grown in a greenhouse, using plastic pots containing nutrient solution and ground quartz as substrate. The experiment was laid out in a randomized complete block design, in a 3 × 3 factorial arrangement, with six replications. The factors tested were NO3-/NH4+ ratios (100/0, 70/30 and 50/50) and Cd rates (0.0, 0.5 and 1.0 mmol L-1). Morphological, physiological and biochemical changes in the plants were studied throughout two growth periods. In addition to causing oxidative stress and visual toxicity symptoms, Cd exposure resulted in reduced chlorophyll content and photosynthetic activity, negatively affecting shoot and root growth. Moreover, it altered N metabolism and induced the accumulation of NO3- and NH4+ mainly in shoots, increasing plant total N concentration. The exclusive use of NO3- mitigated toxicity symptoms by favoring Cd accumulation in roots, maintaining normal N metabolism and increasing guaiacol peroxidase activity. On the other hand, although the simultaneous supply of NO3- and NH4+ increased the uptake, transport and accumulation of this metal by the grass, it also increased the photosynthetic capacity along with the synthesis of proline and protein. The use of these N forms at a 50/50 ratio increased the tolerance of the plants to Cd by inducing high superoxide dismutase and glutathione reductase activities in shoots and roots, respectively, maintaining cellular homeostasis and reducing oxidative stress. Cd uptake and accumulation in tanzania guinea grass are strongly related to the form of N available, and the negative effects of this metal on photosynthesis and on the balance between oxidants and antioxidants are attenuated by the partial replacement of NO3- by NH4+ in the nutrient solution. / A nutrição adequada desempenha papel fundamental na fitoextração de contaminantes do solo e pode influenciar a resposta das plantas à toxidez por metais pesados. No entanto, não há informações sobre a influência do nitrogênio (N), particularmente nas formas de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+), no capim tanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia) sob estresse por cádmio (Cd). Assim, no presente trabalho, objetivou-se estudar o efeito desses íons na mitigação da toxidez por Cd nesse capim. As plantas foram cultivadas em casa de vegetação, utilizando vasos plásticos contendo solução nutritiva e quartzo moído como substrato. O experimento foi arranjado em delineamento de blocos completos ao acaso, em esquema fatorial 3 × 3, com seis repetições. Os fatores testados foram proporções de NO3-/NH4+ (100/0, 70/30 e 50/50) e doses de Cd (0,0, 0,5 e 1,0 mmol L-1). Foram estudadas alterações morfológicas, fisiológicas e bioquímicas nas plantas ao longo de dois períodos de crescimento. Além de causar estresse oxidativo e sintomas visuais de toxidez, a exposição ao Cd resultou em baixos teor de clorofila e atividade fotossintética, afetando negativamente o crescimento da parte aérea e das raízes. Além disso, ela alterou o metabolismo do N e induziu o acúmulo de NO3- e NH4+ principalmente na parte aérea, aumentando a concentração de N total na planta. O uso exclusivo do NO3- mitigou sintomas de toxidez favorecendo o acúmulo de Cd nas raízes, mantendo o metabolismo normal do N e aumentando a atividade da guaiacol peroxidase. Por outro lado, embora o suprimento simultâneo de NO3- e NH4+ tenha aumentado a absorção, o transporte e o acúmulo desse metal pelo capim, também aumentou a capacidade fotossintética juntamente com a síntese de prolina e proteína. O uso dessas formas de N na proporção de 50/50 aumentou a tolerância das plantas ao Cd induzindo altas atividades da superóxido dismutase e da glutationa redutase na parte aérea e nas raízes, respectivamente, mantendo a homeostase celular e reduzindo o estresse oxidativo. A absorção e o acúmulo de Cd no capim tanzânia estão fortemente relacionados à forma de N disponível, e os efeitos negativos desse metal na fotossíntese e no balanço entre oxidantes e antioxidantes são atenuados pela substituição parcial de NO3- por NH4+ na solução nutritiva.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-17T20:57:43Z No. of bitstreams: 1 JOELMA SALES DOS SANTOS - TESE PPGEA 2012..pdf: 13860742 bytes, checksum: fac37c1ab0eb02e62c3c72dbd0f37041 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T20:57:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOELMA SALES DOS SANTOS - TESE PPGEA 2012..pdf: 13860742 bytes, checksum: fac37c1ab0eb02e62c3c72dbd0f37041 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / CNPq / A reutilização de resíduos na agricultura tem-se tornado uma alternativa promissora e viável, de vez que pode substituir a adubação química, proporcionando um elevado aporte de nutrientes às plantas, o que possibilita a redução dos custos de produção. Neste sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar o uso de composto orgânico oriundo de lixo doméstico e a irrigação com água residuária doméstica tratada no desenvolvimento, produção e qualidade da fibra do algodoeiro, bem como seu potencial em absorver os metais zinco e cobre. Para isto, as plantas foram cultivadas em ambiente protegido pertencente à Universidade Federal de Campina Grande, município de Campina Grande, PB. O delineamento experimental foi em blocos casualizados em esquema fatorial 6x2, com 3 repetições; as 6 doses de nitrogénio disponível em composto de resíduo sólido foram (0, 60, 100, 140, 180 e 220 kg de N ha'1) e 2 tipos de água (água potável e água residuária doméstica tratada). Verilicou-se que as doses de nitrogénio e os tipos de água utilizados não influenciaram significativamente, no que diz respeito ao desenvolvimento, à produção e qualidade da fibra do algodoeiro BRS 286, a fibra produzida por esta cultivar se encontra dentro dos parâmetros aceitáveis pela indústria têxtil. As plantas de algodão se mostraram mais eficientes na absorção e translocação do zinco quando irrigadas com água residuária doméstica tratada. A adubação orgânica oriunda da compostagem de lixo urbano e a irrigação residuária doméstica tratada, podem substituir a adubação química no cultivo de algodoeiro cultivar BRS 286. / The reuse of waste in agriculture has become a viable and promising alternative, since it can replace chemical fertilizer, providing a high input of nutrients to plants, which enables the reduction of costs production. In this sense, the objective was to evaluate the use of compost derived from household waste and irrigation with treated domestic wastewater in the development, production and quality of cotton fiber, as well as its potential to absorb the metais zinc and copper. For this, the plants were grown in a greenhouse belonging to the Federal University of Campina Grande, Campina Grande, Paraíba state. The experimental design was a randomized block in 6 x 2 factorial with three replicates, and six doses of nitrogen available in compost solid waste were (0, 60, 100, 140, 180 and 220 kg N ha"1) and two types of water (drinking water and treated domestic wastewater). It was found that the nitrogen and the type of water used had no significant effect, as regards the development, production and quality of cotton fiber BRS 286, the fiber is produced by cultivating parameters is within the acceptable industry textiles. The cotton plants were more efficient in uptake and translocation of zinc when irrigated with treated domestic wastewater. The organic fertilizer coming from the composting of urban waste and treated domestic wastewater irrigation can replace chemical fertilizers in the cultivation of cotton cultivar BRS 286.

A busca por medidas sustentáveis para melhorar e suprir a demanda por alimentos que o crescimento populacional exige, aliado a escassez de terras produtivas, além do acúmulo excessivo de metais no ambiente devido a atividades como mineração e aplicação de fertilizantes no solo, foram as duas problemáticas que motivaram o presente estudo. O uso de fungos promotores do crescimento vegetal: Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum e Trichoderma asperella, pode tanto vir a influenciar o aumento da produtividade como potencializar a fitorremediação de metais pesados no solo. Esses fatos são explicados pela capacidade do consórcio fúngico de sintetizar e induzir as plantas a produzir fitohormônios direcionados para o melhor desenvolvimento das raízes do hospedeiro. O maior desenvolvimento de raízes pode estimular a fitoextração de metais do solo e conferir tolerância das plantas à contaminação. Na intenção de avaliar a influência dos fungos no desenvolvimento das plantas, foram realizados tratamentos das sementes de soja e milho e aplicação na parte aérea da cultura da cana-de-açúcar. Já para analisar a influência desses organismos no processo de fitorremediação de Cu, Zn e Mn em colunas de solos cultivados com Jacaranda mimosifolia D. Don, os fungos foram inoculados no solo e na parte aérea das plantas. Todos os tratamentos tiveram 6 repetições e suas médias foram submetidas à análise de variância e teste de média ao nível de 5% de probabilidade. O consórcio fúngico condicionou o crescimento de raízes de soja e milho, aumentou a colonização micorrízica arbuscular em soja e cana-de-açúcar. No jacarandá, os fungos melhoraram o desenvolvimento de raízes e parte aérea, maior acúmulo de Mn e Zn na planta, melhor translocação de Mn e Zn das raízes para a parte aérea, além de diminuir o estresse fisiológico. Além disso, a aplicação conjunta de fungos e biochar nas mudas proporciona proteção à sua atividade fotossintética e reduz o risco ambiental de contaminação por metais por diminuir o total de Cu, Mn e Zn lixiviado. O biochar foi adquirido por meio da pirólise lenta do resíduo do beneficiamento da madeira de eucalipto e aplicado superficialmente no solo. Com isso, esse estudo mostrou que os fungos utilizados apresentam potencial para colaborar com o aumento da produtividade de culturas comerciais e colaborar com a melhoria na remediação de solos contaminados com íons metálicos. / The search for sustainable measures to improve and meet the demand for food that population growth requires, combined with the scarcity of productive land, in addition to the excessive accumulation of metals in the environment due to activities such as mining and application of soil fertilizers, were the two problems that motivated the present study. The use of fungi plant growth promoters: Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum and Trichoderma asperella can both influence on increasing productivity as the phytoremediation of heavy metals in the soil. These facts are explained by the capacity of the fungal Consortium to synthesize and induce plants to produce phytohormone targeted for the better development of the roots of the host. The further development of roots can stimulate phytoextraction of metals from the soil and give plants tolerance to contamination. In order to evaluate the influence of fungi on the development of plants, were done seed treatments of soybeans and corn and application in aerial part of the culture of sugar cane. To analyze the influence of these organisms in the process of phytoremediation of Cu, Zn and Mn in soil columns cultivated with Jacaranda mimosifolia D. Don, fungi were inoculated in soil and aerial part of plants. All treatments had 6 reptitions and their averages were subjected to analysis of variance and average test at 5% probability. The fungal consortium has conditioned the growth of roots of soybeans and corn, mycorrhizal colonization increased in soybeans and sugar cane. In jacarandá, fungi have improved the development of roots and shoots, greater accumulation of Mn and Zn in plant, best of Mn and Zn translocation from roots to shoots, in addition to decrease physiological stress. In addition, the joint application of fungus and biochar in seedlings provides protection to photosynthetic activity and reduces the risk of environmental contamination by metals by decreasing the amount of Cu, Mn and Zn leached. The biochar was acquired through the slow pyrolysis of the eucalyptus wood processing residue and applied superficially to the soil. With that, this study showed that fungi used present potential to contribute to the increased productivity of commercial crops and contribute to the improvement in the remediation of soils contaminated with metal ions. / Dissertação (Mestrado)