For the last 150 years many studies have shown the importance of earthworms for plant growth, but the exact mechanisms involved in the process are still poorly understood. Many important functions required for plant growth can be performed by soil microbes in the rhizosphere. To investigate earthworm influence on the rhizosphere microbial community, it was performed a macrocosm experiment with and without Pontoscolex corethrurus (EW+ and EW-, respectively) and followed various soil and rhizosphere processes for 217 days with sugarcane. In the second chapter of this thesis it was demonstrate that in EW+ treatments, N2O concentrations belowground (15 cm depth) and relative abundances of nitrous oxide genes (nosZ) were higher in bulk soil and rhizosphere, suggesting that soil microbes were able to consume earthworm-induced N2O. Shotgun sequencing (total DNA) revealed that around 70 microbial functions in bulk soil and rhizosphere differed between EW+ and EW- treatments. Overall, genes indicative of biosynthetic pathways and cell proliferation processes were enriched in EW+ treatments, suggesting a positive influence of worms. In EW+ rhizosphere, functions associated with plant-microbe symbiosis were enriched relative to EW- rhizosphere. Ecological networks inferred from the datasets revealed decreased niche diversification and increased keystone functions as an earthworm-derived effect. Plant biomass was improved in EW+ and worm population proliferated. Considering that earthworms contributed to with extra resources, it was evaluated in chapter three response of the soil resistome of sugarcane macrocosms under the influence of earthworms. Mechanisms of resistance against antimicrobial compounds appear to be an obligatory feature for the ecology and evolution of prokaryotic forms of life. However, most studies on resistance dynamics have been conducted in artificial conditions of anthropogenic inputs of antibiotics into very specific communities such as animal microbiomes. To resolve why and how resistance evolves, it is important to track antibiotics resistance genes (ARGs) (i.e., the resistome) in their natural hosts and understand their ecophysiological role in the environment. The results demonstrated that earthworms influenced changes of ARGs in bulk soil and rhizosphere. Negative correlations between ARGs and taxonomical changes were increased in EW+. Differential betweenness centrality (DBC=nBCEW+ - nBCEW-) values comparing the network models with and without earthworms showed earthworm presence changed the composition and the importance of the keystone members from the models. Redundancy analysis suggested that ARGs may be associated with microbial fitness, as the variance of relative abundance of members of the group Rhizobiales could be significantly explained by the variance of a specific gene responsible for one mechanism of tetracycline detoxification / Ao longo dos últimos 150 anos muitos estudos têm demonstrado a importância das minhocas para o crescimento de plantas. Porém o exato mecanismo envolvido neste processo ainda é muito pouco compreendido. Muitas funções importantes necessárias para o crescimento de plantas podem ser realizadas pela comunidade microbiana da rizosfera. Para investigar a influência das minhocas na comunidade microbiana da rizosfera, foi desenvolvido um experimento de macrocosmo com cana-de-açúcar com e sem Pontoscolex corethrurus (EW+ e EW-, respectivamente) seguindo diversos procedimentos por 217 dias. No Segundo capítulo da tese é demonstrado que no tratamento EW+, as concentrações de N2O dentro do solo (15 cm profundidade) e a abundância relativa dos genes óxido nitroso redutase (nosZ) foram elevadas no solo e na rizosfera, sugerindo que microrganismos do solo foram capazes de consumir a emissão de N2O induzida pelas minhocas. O sequenciamento do DNA total revelou que aproximadamente 70 funções microbianas no solo e na rizosfera apresentaram diferenças entre os tratamentos EW+ e EW-. No geral, genes associados a biossíntese e proliferação de células foram enriquecidos em EW+, sugerindo uma influencia positiva por parte das minhocas. Na rizosfera EW+, funções associadas a simbiose entre planta e microrganismos foram relativamente enriquecidas comparado com rizosfera EW-. Modelos de rede de interação ecológica revelam menor número de diversificação de nichos e aumento de funções importantes como um efeito derivado da influência das minhocas. A biomassa das plantas foi aumentada no tratamento EW+ e a população de minhocas proliferou. Considerando que as minhocas contribuíram com o aumento de nutrientes, foi avaliado no capítulo três a resposta do resistoma presente nas comunidades microbianas dos solos do experimento. Mecanismos de resistência contra compostos antimicrobianos parecem ser características obrigatórias para a ecologia e evolução de procariotos. Entretanto, a maior parte dos estudos sobre genes de resistência tem sido conduzida em condições artificiais utilizando fontes antropogênicas de antibióticos em comunidades microbianas muito específicas como por exemplo o microbioma animal. Para resolver por que e como a resistência evolui, é importante estudar genes de resistência a antibióticos (GRA) (i.e., resistoma) no seu ambiente natural e entender seu papel ecofisiologico no ambiente. Os resultados demonstraram que minhocas influenciaram a mudança na composição de GRA no solo e na rizosfera. Tratamentos EW+ apresentaram maior número de correlações negativas entre ARG e grupos taxonômicos. A medida de centralidade diferencial (DBC=nBCEW+ - nBCEW-) comparando os modelos de rede de interações obtidos mostrou que a composição e o nível de importância dos indivíduos mais influentes é alterado nos tratamentos EW+ comparado com EW-. Além disso, por meio de uma análise de redundância (RDA) foi demonstrado que as alterações na abundancia relativa de GRA podem ser explicadas pelas alterações verificadas em grupos taxonômicos

O óxido nitroso (N2O) é o terceiro mais importante gás de efeito estufa. Globalmente, a maior fonte de N2O são os processos de nitrificação e desnitrificação no solo. Cerca de dois terços da emissão do solo ocorrem nos trópicos e aproximadamente 20% são originados nos ecossistemas de florestas tropicais úmidas, como a Floresta Amazônica. O presente estudo envolveu a realização de medidas de perfis verticais de N2O utilizando aviões de pequeno porte desde a superfície até cerca de 4 km sobre duas florestas da região leste e central da Amazônia: Flona Tapajós (2000-2009) e Rebio Cuieiras (2004-2007); e a estimativa dos fluxos de N2O da região entre a costa brasileira e as florestas acima mencionadas utilizando dois métodos de cálculo de fluxo: Método de Integração de Coluna e Modelo de Inversão FLEXPART. As medidas de N2O em escala regional até o presente momento são únicas e representam uma nova abordagem nas emissões nesta escala. Pelos dois métodos, o fluxo calculado entre a costa brasileira e a Rebio Cuieiras apresentou pouca sazonalidade e valor médio de 1,9±1,6 mgN2Om2dia1 para o Método de Integração de Coluna e 2,3±0,9 mgN2Om2dia1 para o Modelo de Inversão Flexpart. Para a região entre a costa e a Flona Tapajós, o Modelo de Inversão - FLEXPART apresentou cerca da metade (0,9±1,7 mgN2Om2dia1) do valor do fluxo de N2O calculado pelo Método de Integração de Coluna (2,0±1,1 mgN2Om2dia1) no mesmo período (2004-2008). Uma provável explicação é a não representatividade de atividades antrópicas pelo modelo de inversão, uma vez que este representou bem uma região menos impactada. As duas regiões estudadas apresentaram emissão de N2O semelhante na estação chuvosa. Pelo Método de Integração de Coluna a região entre a costa e a Flona Tapajós apresentou fluxo de N2O durante a estação seca (1,8±0,9 mgN2Om2dia1) muito próximo do fluxo calculado na estação chuvosa. Encontrou-se uma correlação entre os perfis de N2O ii e CO, traçador de queimadas, sendo esta uma das possíveis causas desta emissão. A taxa CO:N2O encontrada para os 38 perfis amostrados nesta estação foi de 82±69 mol CO:molN2O, cerca de 10 vezes maior que o apresentado em literaturas anteriores. / Nitrous oxide (N2O) is the third most important anthropogenic greenhouse gas. Globally, the main sources of N2O are nitrification and denitrification in soils. About two thirds of the soil emissions occur in the tropics and approximately 20% originate in wet rainforest ecosystems, like the Amazon forest. The work presented here involves aircraft vertical profiles of N2O from the surface to 4 km over two sites in the Eastern and Central Amazon: Tapajós National Forest (2000-2009) and Cuieiras Biologic Reserve (2004-2007), and the estimation of N2O fluxes for regions upwind of these sites using two methods: Column Integration Technique and Inversion Model FLEXPART. To our knowledge, these regional scale N2O measurements in Amazonia are unique and represent a new approach to looking regional scale emissions. For the both methods, the fluxes upwind of Cuieiras Biologic Reserve exhibited little seasonality, and the annual mean was 1.9±1.6 mgN2Om2day1 for the Column Integration Technique and 2.3±0.9 mgN2Om2day1 for Inversion Model - FLEXPART. For fluxes upwind of Tapajós Nacional Forest, the Inversion Model - FLEXPART presented about half (0.9±1.7 mgN2Om2day1) of the Column Integration Technique (2.0±1.1 mgN2Om2day1) for the same period (2004-2008). One reason could be because the inversion model does not consider anthropic activities, once it had a good representation for less impacted area. Both reagions presented similar emission during wet season. By Column Integration Technique, fluxes upwind Tapajós Nacional Forest were similar for dry and wet seasons. The dry season N2O fluxes exhibit significant correlations with CO fluxes, indicating a larger than expected source of N2O from biomass burning. The average CO:N2O ratio for all 38 profiles sampled during the dry season was 82±69 mol CO:molN2O and suggests a larger biomass burning contribution to the global N2O budget than previously reported.

For the last 150 years many studies have shown the importance of earthworms for plant growth, but the exact mechanisms involved in the process are still poorly understood. Many important functions required for plant growth can be performed by soil microbes in the rhizosphere. To investigate earthworm influence on the rhizosphere microbial community, it was performed a macrocosm experiment with and without Pontoscolex corethrurus (EW+ and EW-, respectively) and followed various soil and rhizosphere processes for 217 days with sugarcane. In the second chapter of this thesis it was demonstrate that in EW+ treatments, N2O concentrations belowground (15 cm depth) and relative abundances of nitrous oxide genes (nosZ) were higher in bulk soil and rhizosphere, suggesting that soil microbes were able to consume earthworm-induced N2O. Shotgun sequencing (total DNA) revealed that around 70 microbial functions in bulk soil and rhizosphere differed between EW+ and EW- treatments. Overall, genes indicative of biosynthetic pathways and cell proliferation processes were enriched in EW+ treatments, suggesting a positive influence of worms. In EW+ rhizosphere, functions associated with plant-microbe symbiosis were enriched relative to EW- rhizosphere. Ecological networks inferred from the datasets revealed decreased niche diversification and increased keystone functions as an earthworm-derived effect. Plant biomass was improved in EW+ and worm population proliferated. Considering that earthworms contributed to with extra resources, it was evaluated in chapter three response of the soil resistome of sugarcane macrocosms under the influence of earthworms. Mechanisms of resistance against antimicrobial compounds appear to be an obligatory feature for the ecology and evolution of prokaryotic forms of life. However, most studies on resistance dynamics have been conducted in artificial conditions of anthropogenic inputs of antibiotics into very specific communities such as animal microbiomes. To resolve why and how resistance evolves, it is important to track antibiotics resistance genes (ARGs) (i.e., the resistome) in their natural hosts and understand their ecophysiological role in the environment. The results demonstrated that earthworms influenced changes of ARGs in bulk soil and rhizosphere. Negative correlations between ARGs and taxonomical changes were increased in EW+. Differential betweenness centrality (DBC=nBCEW+ - nBCEW-) values comparing the network models with and without earthworms showed earthworm presence changed the composition and the importance of the keystone members from the models. Redundancy analysis suggested that ARGs may be associated with microbial fitness, as the variance of relative abundance of members of the group Rhizobiales could be significantly explained by the variance of a specific gene responsible for one mechanism of tetracycline detoxification / Ao longo dos últimos 150 anos muitos estudos têm demonstrado a importância das minhocas para o crescimento de plantas. Porém o exato mecanismo envolvido neste processo ainda é muito pouco compreendido. Muitas funções importantes necessárias para o crescimento de plantas podem ser realizadas pela comunidade microbiana da rizosfera. Para investigar a influência das minhocas na comunidade microbiana da rizosfera, foi desenvolvido um experimento de macrocosmo com cana-de-açúcar com e sem Pontoscolex corethrurus (EW+ e EW-, respectivamente) seguindo diversos procedimentos por 217 dias. No Segundo capítulo da tese é demonstrado que no tratamento EW+, as concentrações de N2O dentro do solo (15 cm profundidade) e a abundância relativa dos genes óxido nitroso redutase (nosZ) foram elevadas no solo e na rizosfera, sugerindo que microrganismos do solo foram capazes de consumir a emissão de N2O induzida pelas minhocas. O sequenciamento do DNA total revelou que aproximadamente 70 funções microbianas no solo e na rizosfera apresentaram diferenças entre os tratamentos EW+ e EW-. No geral, genes associados a biossíntese e proliferação de células foram enriquecidos em EW+, sugerindo uma influencia positiva por parte das minhocas. Na rizosfera EW+, funções associadas a simbiose entre planta e microrganismos foram relativamente enriquecidas comparado com rizosfera EW-. Modelos de rede de interação ecológica revelam menor número de diversificação de nichos e aumento de funções importantes como um efeito derivado da influência das minhocas. A biomassa das plantas foi aumentada no tratamento EW+ e a população de minhocas proliferou. Considerando que as minhocas contribuíram com o aumento de nutrientes, foi avaliado no capítulo três a resposta do resistoma presente nas comunidades microbianas dos solos do experimento. Mecanismos de resistência contra compostos antimicrobianos parecem ser características obrigatórias para a ecologia e evolução de procariotos. Entretanto, a maior parte dos estudos sobre genes de resistência tem sido conduzida em condições artificiais utilizando fontes antropogênicas de antibióticos em comunidades microbianas muito específicas como por exemplo o microbioma animal. Para resolver por que e como a resistência evolui, é importante estudar genes de resistência a antibióticos (GRA) (i.e., resistoma) no seu ambiente natural e entender seu papel ecofisiologico no ambiente. Os resultados demonstraram que minhocas influenciaram a mudança na composição de GRA no solo e na rizosfera. Tratamentos EW+ apresentaram maior número de correlações negativas entre ARG e grupos taxonômicos. A medida de centralidade diferencial (DBC=nBCEW+ - nBCEW-) comparando os modelos de rede de interações obtidos mostrou que a composição e o nível de importância dos indivíduos mais influentes é alterado nos tratamentos EW+ comparado com EW-. Além disso, por meio de uma análise de redundância (RDA) foi demonstrado que as alterações na abundancia relativa de GRA podem ser explicadas pelas alterações verificadas em grupos taxonômicos

Esta tese teve como objetivo avaliar o desempenho de catalisadores de Rh suportados em cério-zircônio (CZ) e em óxido misto de magnésio e alumínio (HT) derivado de hidrotalcita na reação de redução do NO pelo CO em meio estequiométrico. Os suportes puros e impregnados com Rh foram nomeados CZ, RhCZ, HT e RhHT. Os suportes foram preparados por coprecipitação e o metal nobre foi adicionado no teor de 0,15% (m/m) por impregnação a seco. Foram realizados testes de caracterização como fisissorção de N2, DRX, TPR, espectroscopia Raman, DRIFTS, TGA-DTA e TPD-CO/NO. Para a avaliação catalítica, foi utilizada uma mistura de 1%NO + 1%CO em He e a atividade e seletividade foram expressas através das concentrações dos gases envolvidos ao longo de uma rampa de temperatura desde a temperatura ambiente até 500C. Os resultados de caracterização indicaram nítidas diferenças estruturais e físico-químicas entre os dois tipos de catalisadores nas isotermas de adsorção de N2, nos perfis de redução e nos difratogramas, já dando indícios de que os mecanismos de reação seriam diferentes. Pelas análises de DRIFTS identifica-se a presença de bandas características de espécies de CO adsorvidas no Rh somente para o catalisador RhCZ a baixa temperatura, ressaltando a interação Rh-CZ, também evidenciadas pelos resultados de Raman, mas que provavelmente não ocorrem com o óxido misto de Al e Mg. Observou-se que o suporte de CZ foi mais ativo a baixas temperaturas que o suporte de HT, porém o catalisador RhHT foi mais seletivo a N2 a 350C e emitiu menos N2O ao longo da faixa de temperatura avaliada do que o catalisador RhCZ. Resultados de TPD de NO e comparações de curvas experimentais e teóricas envolvendo as concentrações de CO, CO2 e NOx durante os testes catalíticos, acompanhados também pelas análises de DRIFTS nas mesmas condições, indicam que a redução do Rh e a afinidade do catalisador pelo NO são importantes para favorecer a maior seletividade da reação de redução do NO pelo CO a N2. / The aim of this work was to evaluate the catalytic performance of cerium-zirconium and hydrotalcite-like Mg-Al mixed oxide as supports in the reduction of NO by CO catalyzed by rhodium. The pure supports and metallic catalysts were named CZ, RhCZ, HT and RhHT. The supports were prepared by coprecipitation and were impregnated with 0,15% wt. of Rh. Characterization tests such as N2 fisisorption, XRD, TPR, Raman spectroscopy, DRIFTS, TGA-DTA and NO/CO TPD were performed. To measure the catalytic activity, a gas mixture containing 1% NO + 1% CO in He was used. Activity and selectivity were expressed by means of the gas concentrations measured all over a temperature range, from room temperature to 500C. The characterization results clearly indicated structural and physicochemical differences between the two supports in N2 adsorption isotherms, XRD and TPR profiles and therefore, they would work through different mechanisms. DRIFTS analyses indicated the presence of bands resulting from the adsorption of CO on Rh at low temperatures on RhCZ catalyst, evidencing the great synergy between Rh and CZ, already indicated by Raman results. This synergic effect probably did not occur in RhHT catalyst. The CZ support was more active at low temperatures than HT, however, RhHT catalyst was more selective to N2 at 350 C and emitted less N2O than RhCZ through the evaluated temperature range.The NO TPD results and the comparison of theoretical and experimental CO, CO2 and NOx curves during catalytic tests, also followed by DRIFTS, indicate that Rh reduction and the affinity with NO are important parameters to achieve higher selectivity to N2 in the reduction of NO by CO.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O vapor dágua está presente na exaustão veicular em quantidades significativas e, nas condições de operação do catalisador automotivo, essa espécie pode promover uma série de fenômenos térmicos que podem reduzir a vida útil do sistema. Dentro desse contexto, essa dissertação tem como objetivo estudar os efeitos da desativação hidrotérmica nas propriedades físico-químicas e estruturais, e no desempenho de três catalisadores automotivos comerciais à base de Pd/Rh, designados A, C e E. Esses sistemas foram submetidos a tratamento térmico a 1000C por 12 horas, sob três tipos de correntes gasosas, com a seguinte composição: N2, 14% H2O/N2 e 18% H2O/N2. A caracterização dos catalisadores consistiu das seguintes técnicas: FRX, ICP-OES, ATG-ATD, fisissorção de N2, TPD-H2 e TPR. A partir dos resultados obtidos para as amostras envelhecidas, foram constatados vários fenômenos característicos da degradação térmica, como sinterização da alumina e do óxido misto CeO2-ZrO2, transições de fases cristalina na alumina e segregação de fases no óxido misto. A avaliação da atividade catalítica foi realizada com base na reação de redução do NO pelo CO, e nas reações de oxidação do CO e do C3H8. Para os catalisadores C e E, os envelhecimentos acarretaram em perda de atividade, e os resultados da avaliação catalítica apresentaram uma boa correlação com as propriedades texturais e a redutibilidade desses catalisadores. Em contrapartida, para o catalisador A, os tratamentos térmicos o ativaram para todas as reações. Apesar de os três sistemas terem apresentado boa atividade frente à redução do NO pelo CO, foi observada, para todas as amostras, a formação indesejável de N2O em quantidades significativas, indicando que eles foram pouco seletivos na faixa de temperatura analisada / Water vapor is present in vehicular exhaust in significant amounts and may promote a series of thermal phenomena in the operating conditions of the automotive catalyst, reducing its lifetime. Thus, this dissertation aims to study the effects of hydrothermal deactivation in physicochemical and structural properties, and in catalytic performance of three Pd/Rh-based commercial automotive catalysts nominated A, C and E. These systems were subjected to heat treatment at 1000 C for 12 hours under three types of gas streams with the following composition: N2, 14% H2O/N2 and 18% H2O/N2. The catalysts characterization consisted of the following techniques: XRF, ICP-OES, TGA-DTA, N2 physisorption, TPD-H2 and TPR. The results obtained for the aged samples showed various phenomena characteristic of thermal degradation like sintering of alumina and CeO2-ZrO2 mixed oxide, alumina phase transitions and mixed oxide demixing. The evaluation of the catalytic activity was based on the reduction of NO by CO and the oxidation of CO and C3H8. For catalysts C and E, the aging process resulted in loss of activity, and results of the catalytic evaluation showed a good correlation with the textural properties and reducibility of these catalysts. On the other hand, the heat treatments activated catalyst A for all reactions. Although the three systems showed good activity in the reduction of NO by CO, the undesirable formation of N2O in significant amounts was observed for all samples, indicating that they lacked selectivity in the examined temperature range

Esta tese teve como objetivo avaliar o desempenho de catalisadores de Rh suportados em cério-zircônio (CZ) e em óxido misto de magnésio e alumínio (HT) derivado de hidrotalcita na reação de redução do NO pelo CO em meio estequiométrico. Os suportes puros e impregnados com Rh foram nomeados CZ, RhCZ, HT e RhHT. Os suportes foram preparados por coprecipitação e o metal nobre foi adicionado no teor de 0,15% (m/m) por impregnação a seco. Foram realizados testes de caracterização como fisissorção de N2, DRX, TPR, espectroscopia Raman, DRIFTS, TGA-DTA e TPD-CO/NO. Para a avaliação catalítica, foi utilizada uma mistura de 1%NO + 1%CO em He e a atividade e seletividade foram expressas através das concentrações dos gases envolvidos ao longo de uma rampa de temperatura desde a temperatura ambiente até 500C. Os resultados de caracterização indicaram nítidas diferenças estruturais e físico-químicas entre os dois tipos de catalisadores nas isotermas de adsorção de N2, nos perfis de redução e nos difratogramas, já dando indícios de que os mecanismos de reação seriam diferentes. Pelas análises de DRIFTS identifica-se a presença de bandas características de espécies de CO adsorvidas no Rh somente para o catalisador RhCZ a baixa temperatura, ressaltando a interação Rh-CZ, também evidenciadas pelos resultados de Raman, mas que provavelmente não ocorrem com o óxido misto de Al e Mg. Observou-se que o suporte de CZ foi mais ativo a baixas temperaturas que o suporte de HT, porém o catalisador RhHT foi mais seletivo a N2 a 350C e emitiu menos N2O ao longo da faixa de temperatura avaliada do que o catalisador RhCZ. Resultados de TPD de NO e comparações de curvas experimentais e teóricas envolvendo as concentrações de CO, CO2 e NOx durante os testes catalíticos, acompanhados também pelas análises de DRIFTS nas mesmas condições, indicam que a redução do Rh e a afinidade do catalisador pelo NO são importantes para favorecer a maior seletividade da reação de redução do NO pelo CO a N2. / The aim of this work was to evaluate the catalytic performance of cerium-zirconium and hydrotalcite-like Mg-Al mixed oxide as supports in the reduction of NO by CO catalyzed by rhodium. The pure supports and metallic catalysts were named CZ, RhCZ, HT and RhHT. The supports were prepared by coprecipitation and were impregnated with 0,15% wt. of Rh. Characterization tests such as N2 fisisorption, XRD, TPR, Raman spectroscopy, DRIFTS, TGA-DTA and NO/CO TPD were performed. To measure the catalytic activity, a gas mixture containing 1% NO + 1% CO in He was used. Activity and selectivity were expressed by means of the gas concentrations measured all over a temperature range, from room temperature to 500C. The characterization results clearly indicated structural and physicochemical differences between the two supports in N2 adsorption isotherms, XRD and TPR profiles and therefore, they would work through different mechanisms. DRIFTS analyses indicated the presence of bands resulting from the adsorption of CO on Rh at low temperatures on RhCZ catalyst, evidencing the great synergy between Rh and CZ, already indicated by Raman results. This synergic effect probably did not occur in RhHT catalyst. The CZ support was more active at low temperatures than HT, however, RhHT catalyst was more selective to N2 at 350 C and emitted less N2O than RhCZ through the evaluated temperature range.The NO TPD results and the comparison of theoretical and experimental CO, CO2 and NOx curves during catalytic tests, also followed by DRIFTS, indicate that Rh reduction and the affinity with NO are important parameters to achieve higher selectivity to N2 in the reduction of NO by CO.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The application of pig slurry (PS) in agricultural areas, mostly grown under no-till, can cause a substantial increase in N losses by nitrous oxide emissions (N2O) into the atmosphere, both for the characteristics of the PS and for the straw kept on the ground at SPD. However, little is known about the influence of the biochemical composition of the straw used in no till on emissions of N2O, after the application of PS as well as on how the collecting system of this gas can affect the quantification of N2O emissions. Thus, two field studies were conducted. In the study I , was evaluated the influence of the sampling system on the measurements of N2O following the application of PS on black oat straw. In the Study II was evaluated the influence of stages of decomposition of black oat straw at full flowering (experiment 1) and harvest stages (experiment 2) on emissions of N2O, after application of 50 m3 ha-1 of PS. In study I , two experiments were conducted between January and February 2011, (experiment 1) in the experimental area of Irrigation and Drainage Department, in the Federal University of Santa Maria (UFSM), and between September and October 2012 (experiment 2) in the experimental area of Zootecnic Department (UFSM). The N2O sampling were performed after the application of PS and irrigations at 2 h intervals for every 24 h. In the study II , two experiments were conducted between September and December 2012, in the experimental area of Zootecnic Department (UFSM). All treatments used in both experiments of the study II were arranged in a random block design with three replicates, as follows: T1- Soil (control); T2- PS surface (Soil + PS); T3- straw at time 0 + DLS surface (T0 + PS); T4- straw at time 1 + DLS surface (T1 + PS); T5- straw at time 2 + DLS surface (T2 + PS); T6- straw- at time 3 + DLS surface (T3 + PS); and T7- straw at time 4 + DLS surface (T4 + PS). In study I , the sampling system was influenced for the quantification of N2O emissions, indicating that the sampling during times when emissions are high, for example, in the first 6 hours there would be an overestimation of emissions, suggesting that a sampling 8 hours after the rain stopped would be the best time to estimate the cumulative N2O emission. In study II , in both experiments was observed that the application of PS over the straw increased N2O emissions to the atmosphere. However, in the conditions which this study was conducted, it was not possible to statistically distinguish N2O emissions in relation to different stages of decomposition of the oat straw. / A aplicação de dejetos líquidos de suínos (DLS) em áreas agrícolas, cultivadas principalmente sob o sistema de plantio direto (SPD), pode provocar um aumento substancial das perdas de N pelas emissões de óxido nitroso (N2O) para a atmosfera, tanto pelas características dos DLS quanto da palhada mantida sobre o solo no SPD. No entanto, pouco se sabe sobre a influência da composição bioquímica da palhada utilizada em SPD sobre as emissões de N2O, após a aplicação de DLS, assim como sobre o quanto o regime de coletas desse gás pode afetar a quantificação das emissões de N2O. Dessa forma, foram conduzidos dois estudos a campo. O estudo I objetivou avaliar a influência do regime de coletas sobre as quantificações de N2O após a aplicação de DLS sobre palha de aveia preta. Já o estudo II, objetivou avaliar a influência dos estágios de decomposição de aveia preta em pleno florescimento (experimento 1) e na colheita (experimento 2) sobre as emissões de N2O, após a aplicação de 50 m3 ha-1 de DLS. No estudo I, foram conduzidos dois experimentos, entre janeiro e fevereiro de 2011 (experimento 1) na área experimental do setor de Irrigação e Drenagem da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), e entre setembro e outubro de 2012 (experimento 2) na área experimental do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Santa Maria UFSM. As coletas de N2O foram realizadas logo após a aplicação dos DLS e das irrigações, em intervalos de 2 h, durante 24 h. No estudo II, foram conduzidos 2 experimentos entre setembro e dezembro de 2012, na área experimental do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Santa Maria UFSM. Todos os tratamentos utilizados nos dois experimentos do estudo II foram dispostos em um delineamento de blocos ao acaso com três repetições, sendo eles: T1- Solo (testemunha); T2- DLS em superfície (Solo + DLS); T3- Palha no tempo 0 + DLS em superfície (T0 + DLS); T4- Palha no tempo 1 + DLS em superfície (T1 + DLS); T5- Palha no tempo 2 + DLS em superfície (T2 + DLS); T6- Palha no tempo 3 + DLS em superfície (T3 + DLS); e T7- Palha no tempo 4 + DLS em superfície (T4 + DLS). No estudo I, o regime de coletas influenciou a quantificação das emissões de N2O, indicando que a realização de coletas em momentos em que as emissões são altas, ou seja, nas primeiras seis horas ocorreria uma superestimação das emissões, sugerindo então que uma única coleta após 8 horas do fim das chuvas seria o melhor período para estimar a emissão acumulada de N2O. No estudo II, foi observado em ambos experimentos que a aplicação de DLS sobre a palhada aumentou as emissões de N2O para atmosfera. Entretanto, nas condições em que este estudo foi conduzido, não foi possível distinguir estatisticamente as emissões de N2O em relação ao diferentes estágios de decomposição das palhas de aveia preta.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O vapor dágua está presente na exaustão veicular em quantidades significativas e, nas condições de operação do catalisador automotivo, essa espécie pode promover uma série de fenômenos térmicos que podem reduzir a vida útil do sistema. Dentro desse contexto, essa dissertação tem como objetivo estudar os efeitos da desativação hidrotérmica nas propriedades físico-químicas e estruturais, e no desempenho de três catalisadores automotivos comerciais à base de Pd/Rh, designados A, C e E. Esses sistemas foram submetidos a tratamento térmico a 1000C por 12 horas, sob três tipos de correntes gasosas, com a seguinte composição: N2, 14% H2O/N2 e 18% H2O/N2. A caracterização dos catalisadores consistiu das seguintes técnicas: FRX, ICP-OES, ATG-ATD, fisissorção de N2, TPD-H2 e TPR. A partir dos resultados obtidos para as amostras envelhecidas, foram constatados vários fenômenos característicos da degradação térmica, como sinterização da alumina e do óxido misto CeO2-ZrO2, transições de fases cristalina na alumina e segregação de fases no óxido misto. A avaliação da atividade catalítica foi realizada com base na reação de redução do NO pelo CO, e nas reações de oxidação do CO e do C3H8. Para os catalisadores C e E, os envelhecimentos acarretaram em perda de atividade, e os resultados da avaliação catalítica apresentaram uma boa correlação com as propriedades texturais e a redutibilidade desses catalisadores. Em contrapartida, para o catalisador A, os tratamentos térmicos o ativaram para todas as reações. Apesar de os três sistemas terem apresentado boa atividade frente à redução do NO pelo CO, foi observada, para todas as amostras, a formação indesejável de N2O em quantidades significativas, indicando que eles foram pouco seletivos na faixa de temperatura analisada / Water vapor is present in vehicular exhaust in significant amounts and may promote a series of thermal phenomena in the operating conditions of the automotive catalyst, reducing its lifetime. Thus, this dissertation aims to study the effects of hydrothermal deactivation in physicochemical and structural properties, and in catalytic performance of three Pd/Rh-based commercial automotive catalysts nominated A, C and E. These systems were subjected to heat treatment at 1000 C for 12 hours under three types of gas streams with the following composition: N2, 14% H2O/N2 and 18% H2O/N2. The catalysts characterization consisted of the following techniques: XRF, ICP-OES, TGA-DTA, N2 physisorption, TPD-H2 and TPR. The results obtained for the aged samples showed various phenomena characteristic of thermal degradation like sintering of alumina and CeO2-ZrO2 mixed oxide, alumina phase transitions and mixed oxide demixing. The evaluation of the catalytic activity was based on the reduction of NO by CO and the oxidation of CO and C3H8. For catalysts C and E, the aging process resulted in loss of activity, and results of the catalytic evaluation showed a good correlation with the textural properties and reducibility of these catalysts. On the other hand, the heat treatments activated catalyst A for all reactions. Although the three systems showed good activity in the reduction of NO by CO, the undesirable formation of N2O in significant amounts was observed for all samples, indicating that they lacked selectivity in the examined temperature range

Regulating factors of denitrification and their effect on emissions of N2O from pasture soils in a cattle overwintering area were investigated. The study was based on field experiments performed at three locations along the gradient of animal impact and on laboratory experiments focused on effect of nutrients addition on N2O emissions.

O óxido nitroso (N2O) é o terceiro mais importante gás de efeito estufa. Globalmente, a maior fonte de N2O são os processos de nitrificação e desnitrificação no solo. Cerca de dois terços da emissão do solo ocorrem nos trópicos e aproximadamente 20% são originados nos ecossistemas de florestas tropicais úmidas, como a Floresta Amazônica. O presente estudo envolveu a realização de medidas de perfis verticais de N2O utilizando aviões de pequeno porte desde a superfície até cerca de 4 km sobre duas florestas da região leste e central da Amazônia: Flona Tapajós (2000-2009) e Rebio Cuieiras (2004-2007); e a estimativa dos fluxos de N2O da região entre a costa brasileira e as florestas acima mencionadas utilizando dois métodos de cálculo de fluxo: Método de Integração de Coluna e Modelo de Inversão FLEXPART. As medidas de N2O em escala regional até o presente momento são únicas e representam uma nova abordagem nas emissões nesta escala. Pelos dois métodos, o fluxo calculado entre a costa brasileira e a Rebio Cuieiras apresentou pouca sazonalidade e valor médio de 1,9±1,6 mgN2Om2dia1 para o Método de Integração de Coluna e 2,3±0,9 mgN2Om2dia1 para o Modelo de Inversão Flexpart. Para a região entre a costa e a Flona Tapajós, o Modelo de Inversão - FLEXPART apresentou cerca da metade (0,9±1,7 mgN2Om2dia1) do valor do fluxo de N2O calculado pelo Método de Integração de Coluna (2,0±1,1 mgN2Om2dia1) no mesmo período (2004-2008). Uma provável explicação é a não representatividade de atividades antrópicas pelo modelo de inversão, uma vez que este representou bem uma região menos impactada. As duas regiões estudadas apresentaram emissão de N2O semelhante na estação chuvosa. Pelo Método de Integração de Coluna a região entre a costa e a Flona Tapajós apresentou fluxo de N2O durante a estação seca (1,8±0,9 mgN2Om2dia1) muito próximo do fluxo calculado na estação chuvosa. Encontrou-se uma correlação entre os perfis de N2O ii e CO, traçador de queimadas, sendo esta uma das possíveis causas desta emissão. A taxa CO:N2O encontrada para os 38 perfis amostrados nesta estação foi de 82±69 mol CO:molN2O, cerca de 10 vezes maior que o apresentado em literaturas anteriores. / Nitrous oxide (N2O) is the third most important anthropogenic greenhouse gas. Globally, the main sources of N2O are nitrification and denitrification in soils. About two thirds of the soil emissions occur in the tropics and approximately 20% originate in wet rainforest ecosystems, like the Amazon forest. The work presented here involves aircraft vertical profiles of N2O from the surface to 4 km over two sites in the Eastern and Central Amazon: Tapajós National Forest (2000-2009) and Cuieiras Biologic Reserve (2004-2007), and the estimation of N2O fluxes for regions upwind of these sites using two methods: Column Integration Technique and Inversion Model FLEXPART. To our knowledge, these regional scale N2O measurements in Amazonia are unique and represent a new approach to looking regional scale emissions. For the both methods, the fluxes upwind of Cuieiras Biologic Reserve exhibited little seasonality, and the annual mean was 1.9±1.6 mgN2Om2day1 for the Column Integration Technique and 2.3±0.9 mgN2Om2day1 for Inversion Model - FLEXPART. For fluxes upwind of Tapajós Nacional Forest, the Inversion Model - FLEXPART presented about half (0.9±1.7 mgN2Om2day1) of the Column Integration Technique (2.0±1.1 mgN2Om2day1) for the same period (2004-2008). One reason could be because the inversion model does not consider anthropic activities, once it had a good representation for less impacted area. Both reagions presented similar emission during wet season. By Column Integration Technique, fluxes upwind Tapajós Nacional Forest were similar for dry and wet seasons. The dry season N2O fluxes exhibit significant correlations with CO fluxes, indicating a larger than expected source of N2O from biomass burning. The average CO:N2O ratio for all 38 profiles sampled during the dry season was 82±69 mol CO:molN2O and suggests a larger biomass burning contribution to the global N2O budget than previously reported.