Foi conduzido experimento em casa-de-vegetação do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas da ESALQ - USP, durante o período de fevereiro a maio de 2002, com o objetivo de avaliar respostas produtivas, fisiológicas e nutricionais a proporções de nitrato e amônio, das forrageiras Panicum maximum cv. Aruana e Brachiaria brizantha cv. Marandu, cultivados em solução nutritiva, utilizando sílica como substrato. Foi empregado o delineamento experimental de blocos completos ao acaso, com quatro repetições e seis tratamentos. O nitrogênio foi estudado na dose de 210 mg L -1 e nas proporções respectivas de nitrato e amônio de 100/0; 85/15;70/30; 55/45; 40/60 e 25/75%. As soluções foram preparadas a partir da solução completa de Sarruge (1975), devidamente modificada para as proporções desses íons no suprimento de nitrogênio. Dois corte foram realizados nas plantas, separando-se os componentes da parte aérea em folhas emergentes, lâminas de folhas recém-expandidas, lâminas de folhas maduras e colmos mais bainhas. Após o segundo corte, as raízes foram separadas da sílica e lavadas. Durante o crescimento das plantas foram determinados a atividade da redutase do nitrato e o valor SPAD e na ocasião dos cortes foram contados os perfilhos e as folhas das plantas e foi medida a área foliar. No material seco foi obtido a produção de massa e nas amostras moídas foram determinadas as concentrações de nitrogênio total, de nitrato e de amônio. Nas raízes foram avaliadas a superfície e comprimento total. As proporções de 85/15 a 55/45 de nitrato/amônio propiciaram aumento do número de perfilhos e de folhas. A área foliar e a massa seca da parte aérea responderam positivamente ao nitrogênio fornecido em proporção 100/0 a 55/45 de nitrato/amônio. A massa seca, a superfície e o comprimento de raízes foram beneficiadas pelo fornecimento de nitrato/amônio em proporções de 70/30 e 55/45. A aplicação de nitrato e amônio nas proporções de 40/60 e 25/75 resultou em mais elevada concentração de nitrogênio total nos colmos mais bainhas e de amônio nas lâminas de folhas maduras. Os atributos produtivos dos capins foram prejudicados pelo uso da proporção de nitrato/amônio de 25/75. A inclusão de amônio em substituição de parte do nitrato na solução completa de Sarruge beneficia os capins estudados. / A greenhouse experiment was carried out in the Soils and Plant Nutrition Department, at ESALQ-USP from February to May 2002. The objective was to evaluate the response in relation to proportions of nitrate and ammonium in the nutrient solutions of Panicum maximum cv. Aruana and Brachiaria brizantha cv. Marandu. Plants grew in a ground quartz substrate. The experiment was set in complete randomized block design, with four replications. Nitrogen at 210 mg L -1 was studied in proportions 100/0; 85/15; 70/30; 55/45; 40/60 and 25/75% of nitrate and ammonium, respectively. A complete Sarruge (1975) solution was modified to supply nitrogen in the studied proportions. Plants were harvest twice and plant tops was separated in emerging leaves, lamina of recently expanded leaves, lamina of mature leaves and steams plus sheaths. After the second harvest, roots were taken from the substrate and washed. During the growth period the nitrate reductase activity and SPAD units were determined and at the plant harvesting the number of tillers and leaves were counted and leaf area was measured. Dry matter yield was obtained in the oven, dry plants and the concentration of total nitrogen, nitrate and ammonium were determined in the ground sample. Roots were evaluated for the total surface and length. Increases in the number of tillers and leaves were found with the 85/15 to 55/45 proportions of nitrate/ammonium. Leaf area and plant tops dry weight positively responded to the nitrogen supplied form 100/0 to 55/45 as nitrate/ammonium. Nitrate and ammonium applied in the 40/60 and 25/75 proportions showed the highest total nitrogen concentration in stems plus sheaths and the highest ammonium concentration in the lamina of mature leaves. Grasses production was decreased by the use of nitrate/ammonium at 25/75 proportion. The inclusion of ammonium as part of the nitrogen supply in the Sarruge’s nutrient solution is beneficial to the studied forage grasses.

A química limpa tem como principal objetivo o desenvolvimento e a implementação de processos e produtos químicos para reduzir ou eliminar o uso ou a geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao meio ambiente. Neste trabalho, foram desenvolvidos procedimentos analíticos limpos para a determinação de nitrato e nitrito em águas naturais e para o tratamento dos resíduos gerados na determinação espectrofotométrica de nitrito e fenóis. Para tanto, foram exploradas as principais estratégias empregadas em química limpa: substituição dos reagentes tóxicos, minimização do consumo dos reagentes e dos resíduos gerados e tratamento desses resíduos. O procedimento analítico limpo para a determinação de nitrato em águas naturais foi baseado em medidas diretas no ultravioleta, após separação de nitrato dos interferentes utilizando um sistema de análises em fluxo com coluna de resina aniônica. O método desenvolvido emprega um único reagente (HClO4) em quantidades mínimas (18 µL/determinação) e permite a determinação de nitrato entre 0,50 e 25,0 mg L-1, sem interferência de ácido húmico, NO2-, PO43-, Cl-, SO42- e ferro(III) nas quantidades usuais em águas naturais. A freqüência de amostragem e o coeficiente de variação (n = 20) foram estimados em 17 determinações h-1 e 0,7%, respectivamente. Os resultados obtidos para amostras de águas de diferentes procedências foram concordantes com o método de referência (redução a nitrito por limalhas de cádmio cobreado seguida por reação de diazo-acoplamento) a nível de confiança de 95%. O tratamento do resíduo gerado na determinação de nitrito, empregando irradiação (UV) na presença do reagente de Fenton (80 mmol/L H2O2 e 1 mmol/L Fe2+), promoveu completa descoloração do resíduo com diminuição de ca. 87% na concentração de carbono orgânico total. A fotodegradação também foi aplicada no tratamento do resíduo gerado na determinação de fenóis totais com 4-aminoantipirina. A degradação ocorreu na presença de H2O2 e irradiação (UV). A completa supressão da absorção de radiação pela 4-aminoantipirina foi observada após 30 min de recirculação da solução no foto-reator, à vazão de 4 mL/min. O procedimento analítico para a determinação de nitrito foi baseado em sistema de análises em fluxo com multicomutação empregando mini-bombas solenóides para o gerenciamento das soluções. O sistema foi acoplado a um foto-reator para a degradação em linha dos resíduos gerados. O método desenvolvido minimiza as quantidades de reagentes (0,6 mg sulfanilamida e 0,03 mg N-naftil-etilenodiamina por determinação) e permite a determinação de nitrito entre 0,10 e 1,00 mg L-1 (r = 0,998) com sensibilidade comparável à alcançada no procedimento com adição contínua de reagentes. O limite de detecção (99,7% de confiança), coeficiente de variação (n = 20) e freqüência de amostragem foram estimados em 17 µg L-1, 2,6% e 80 determinações h-1, respectivamente. / Green chemistry has as principal objective the development and implementation of chemical processes and products to minimize or eliminate the use or generation of harmful substances to the human health and the environment. In this work, clean analytical procedures for determination of nitrate and nitrite in natural waters and for the treatment of wastes generated in the spectrophotometric determination of nitrite and phenol were developed. The principal strategies employed in green chemistry were explored to achieve these goals: replacement of the toxic reagents, minimization of reagent consumption and waste generation and waste treatment. The clean analytical procedure for nitrate determination in natural waters was based on the direct spectrophotometric measurement in the ultraviolet, after separation of nitrate from interfering species in a flow-injection system with an anion-exchange resin. The developed method employ only one reagent (HClO4) in minimum amount (18 µL/determination) and can be applied for nitrate determination within 0.50 and 25.0 mg L-1, without interference of humic acid, NO2-, PO43-, Cl-, SO42- and iron(III) in concentrations typically found in natural waters. The sampling rate and the coefficient of variation (n = 20) were estimated as 17 determinations per hour and 0.7%, respectively. Results obtained for natural water samples of different origin were in agreement with the reference method (reduction to nitrite by copperized cadmium filings followed by a diazo-coupling reaction) at the 95% confidence level. The treatment of the waste generated in nitrite determination employing UV irradiation in the presence of Fenton reagent (80 mmol/L H2O2 and 1 mmol/L Fe2+) caused the complete discoloration of the waste and reduced the total organic carbon concentration in 87%. The photodegradation was also applied for the treatment of the waste generated in the determination of total phenols with 4-aminoantipyrine. The degradation occurred in the presence of H2O2 and UV irradiation. Radiation absorption by 4-aminoantipyrine was completely suppressed after 30 min of treatment of solution in the recirculation mode at 4mL/min. The analytical procedure for nitrite determination was based on a flow system with multicommutation employing solenoid micro-pumps for the solution handling. The developed method minimizes the reagent amounts (0.6 mg sulfanilamide and 0.03 mg N-(1-Naphthyl)-ethylene-diamine per determination) and can be applied for nitrite determination within 0.10 and 1.00 mg L-1 (r = 0.998) with sensitivity comparable to the achieved in the procedure with continuous reagent addition. The detection limit (99.7% of confidence), coefficient of variation (n = 20) and sampling rate were estimated as 17 µg L-1, 2.6% and 80 determinations per hour, respectively.

O nitrogênio é o nutriente mineral essencial mais limitante ao crescimento das plantas. Apenas alguns microorganismos procariotos desenvolveram um mecanismo bioquímico que permite reduzir N2, abundante na atmosfera, a amônia, que pode ser assimilada pelas plantas. Muitos destes microorganismos conseguem associar-se simbioticamente com outros organismos, sendo a associação de bactérias do grupo Rhizobium com plantas do grupo das leguminosas a mais importante a nível econômico. Por outro lado, quando existe disponibilidade de nitrato no meio ambiente, a leguminosa abandona a fixação biológica absorvendo nitrato, que é reduzido a amônia pelas enzimas nitrato redutase (NR) e nitrito redutase (NiR) e, ao final, assimilada pelo sistema GS/GOGAT. Apesar de as duas vias terem amônia como produto final, em leguminosas tropicais, principalmente as pertencentes à tribo Phaseolae, quando a amônia provém de associação simbiótica a planta exporta, via xilema, preferencialmente ureídeos, enquanto quando a amônia provém da redução de nitrato, a planta exporta amidas, principalmente asparagina e glutamina. O objetivo do presente trabalho foi identificar, em Canavalia ensiformes (L.), as alterações metabólicas que ocorriam em função da concentração de nitrato fornecida à planta, através da quantificação localizada dos principais compostos nitrogenados do metabolismo de nitrogênio e dos principais sítios de redução de nitrato; bem como estudar o metabolismo de asparagina na leguminosa em questão desde o estádio de germinação até a fase reprodutiva, identificando os sítios preferenciais de metabolismo desta amida. Observou-se que o metabolismo de aminoácidos foi profundamente alterado em função da concentração de nitrato fornecida. Os níveis de aminoácidos solúveis totais não se alteraram drasticamente, o mesmo ocorrendo com os níveis de proteína e ureídeos, considerando-se os diferentes tratamentos em um mesmo estádio de desenvolvimento. Com a alteração do estádio de desenvolvimento, especialmente com o início da fase reprodutiva, o metabolismo de nitrogênio foi profundamente alterado, observando-se inversão no sítio de redução de nitrato, alterações nas concentrações totais de ureídeos e aminoácidos e alterações profundas no metabolismo de aminoácidos, quando se relaciona com o estádio vegetativo. A atividade de nitrato redutase, em Canavalia ensiformes (L.) mostrou-se regulada pela concentração de glutamina presente nos tecidos, tendo se mostrado mais elevada nos tecidos onde os níveis de glutamina eram menores. A alteração no sítio de redução de nitrato em função da mudança no estádio de desenvolvimento foi acompanhada pelo aumento simultâneo na concentração de glutamina solúvel nos tecidos onde a atividade da enzima foi menor. Em função das mudanças no estádio de desenvolvimento, percebeu-se também uma redução no número de sítios de possível atividade da enzima asparaginase, o que foi inferido pela redução no número de tecidos onde a enzima esteve presente, sugerindo então um possível aumento no catabolismo desta amida por ação da enzima asparagina-aminotransferase. Para maior entendimento dos processos que levam às alterações no metabolismo de nitrato, asparagina e aminoácidos de uma forma geral, os mecanismos de síntese e utilização de aminoácidos devem ser analisados para melhor compreensão dos processos envolvidos, através da análise da atividade das principais enzimas envolvidas nestes processos, bem como de estudos da transcrição dos respectivos genes. / Nitrogen is the most limiting essential nutrient for plant growth. Some prokaryotic microorganisms have developed a biochemical mechanism, which allows the reduction of N2, which is abundantly present in the atmosphere, to ammonium that can be assimilated by the plants. Many of these microorganisms form symbiotic associations with other organisms. This is especially true for leguminous plants that form symbiotic associations with bacteria belonging to the Bradyrhizbium, Rhizobium, and Sinorhizobium groups. Bacterial nitrogen fixation from these interactions are extremely important for the global nitrogen balance and plays a major economically role in agriculture. On the other hand, when nitrate is available in the environment, leguminous plants interrupt the symbiotic fixation process to directly use of the nitrate, which is reduced to ammonium by the enzymes nitrate reductase (NR) and nitrite reductase (NiR), and is finally assimilated by the GS/GOGAST system. Although both will result in ammonium as the end-product, in tropical leguminous plants species, mainly those of the Phaseoleae tribe, when ammonium is produced by the symbiotic association the plant translocates mainly ureides via xylem, whereas the plant translocate mainly amides such as asparagine and glutamine, when the ammonium is produced by nitrate reduction. The objective of this study was to identify in Canavalia ensiformes (L.), metabolic alterations dependent upon the concentration of nitrate supplied to the plant. Specific attention was given to the quantity of nitrogen compounds from nitrogen metabolism and asparagine metabolism from the early stage of germination to the reproductive stage, with the identification of the main locations of metabolism for this amide. Amino acids metabolism was significantly altered when nitrate was supplied at different concentrations. Total soluble amino acids, total protein and ureide contents were not dramatically altered when considering the different treatments at the same developmental stage. However, nitrogen metabolism was shown to be drastically altered when different development stages were compared, particularly at the beginning of the reproductive stage, at which time a switch in the location of nitrate reduction, alterations in the total concentration of ureides and amino acids were observed, when compared to the vegetative stage. Nitrate reductase activity of Canavalia ensiformes was shown to be regulated by the concentration of glutamine present in the tissues, exhibiting higher activity in tissues containing lower concentrations of glutamine, which coincided with the shift of the site of nitrate reduction with the changing developmental stage. The understanding of the processes leading to the alterations in the metabolism of nitrate, asparagine, amino acids, and the mechanism related to the synthesis and utilization of amino acids requires further studies.

A adubação nitrogenada e sua implicação no metabolismo do cafeeiro ainda não são bem conhecidas nas condições de campo, em cafeicultura altamente tecnificada, com temperatura média de outono-inverno superior a 22 ºC e maior quantidade de horas-luz. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a atividade das enzimas redutase do nitrato (RN), glutamina sintetase (GS) e urease em função da dose de nitrogênio (sem N, 200, 400, 600 e 800 kg ha-1). Avaliou-se também a influência das doses de N (uréia) nas concentrações de N-total, nitrato, amônio, clorofila e carotenóides presentes nas folhas; as flutuações de macro e micronutrientes; bem como a correlação entre a produtividade e doses de N. Objetivou-se também identificar a época do pico da atividade da RN. Os experimentos foram realizados no Oeste baiano e em Piracicaba, SP. As avaliações foram realizadas nas fases fenológicas: vegetação, antese, fruto chumbinho, granação e maturação. A maior atividade da RN ocorreu com o fornecimento de 800 kg ha-1 de N, sem variação nas demais doses, bem como não influenciou a atividade da GS e urease. As concentrações de nitrato e amônio não aumentaram com as doses de N, mas a concentração de aminoácidos foi crescente com a dose do nutriente. A maior atividade da RN verificou-se na fase de vegetação e granação dos frutos, a qual foi superior às 12:00 h, enquanto as atividades da GS e urease foram superiores na fase de granação dos frutos. A maior concentração de nitrato se deu entre a fase de fruto chumbinho e início da granação e do amônio no final da granação. O pico da atividade da RN aconteceu aos 25 dias após a adubação nitrogenada. O uso de altas doses de N não prejudicou a concentração de macro e micronutrientes foliar. Finalmente, a máxima produtividade do cafeeiro foi obtida com a aplicação de 400 kg ha-1 de N. / The nitrogen fertilization and its implication in the nitrogen metabolism of coffee plants are not well known in high technology production under field conditions with autumn-winter average temperatures above 22 º C and a larger photoperiod. The objective of this work was to evaluate the nitrate reductase, glutamine synthetase and urease activity due to nitrogen fertilization rates (without N, 200, 400, 600 e 800 kg ha-1). In the present work was evaluated also the influence of nitrogen rates on total nitrogen, nitrate, ammonium, chlorophylls and carotenoids concentration in the leaves, the variation of macro and micronutrients as well as the correlationship between coffee yield and nitrogen fertilization rates. Moreover, the goal of this study was to identify the period of peak activity of nitrate reductase. The experiment was carried out at western of Bahia State and Piracicaba, State of Sao Paulo, Brazil. The periods of evaluations were plant growth, anthesis, pin head fruits, filling and maturation fruits stage development. The highest nitrate reductase activity occurred with 800 kg ha-1 N supply and no changes on this enzyme were observed regarding other rates. Therefore, the nitrogen rates did not affect the glutamine synthetase and urease activity. The nitrate and ammonium concentration did not increase with nitrogen rates; however, the aminoacids concentration increased due to nitrogen fertilization rates. The highest activity of nitrate reductase was observed at 12:00h during plant growth and filling fruits stage development. On the other hand, the higher activity of glutamine synthetase and urease were during filling fruits stage. The highest nitrate concentration was detected during between pin head and beginning of filling fruits stage, and the highest ammonium concentration was during end of filling fruits stage development. The peak activity of nitrate reductase was 25 days after nitrogen fertilization. The high nitrogen rates did not affect the macro and micronutrients concentration in the leaves. The greater coffee yield was provided with 400kg ha-1 of nitrogen supply.

Objetivou-se avaliar o uso de nitrato de cálcio (NC) na alimentação de ruminantes com vistas à mitigação da emissão de metano. Foram utilizadas quatro fêmeas de cada subespécie, Bos taurus taurus (Holandês) e vBos taurus indicus (Nelore), com peso médio inicial de 909,0 kg ± 72,0 e 387,0 kg ± 25,5, respectivamente, alimentadas com diferentes níveis de nitrato de cálcio na dieta (0%, 1%, 2% e 3%), sendo utilizado delineamento quadrado latino 4X4 replicado. O experimento teve duração de 4 períodos de 28 dias cada. Foram avaliados, a ingestão, excreção e digestibilidade de nutrientes, por meio de marcador externo dióxido de titânio, o comportamento ingestivo, com monitoramento visual por 24 horas, parâmetros sanguíneos, dinâmica ruminal, com esvaziamento total do rumen, contagem de protozoários, fermentação ruminal, pela técnica ex-situ, parâmetros urinários e balanço de nitrogênio, com coleta manual de urina tipo spot, e a biodigestão dos dejetos, por biodigestores do tipo batelada. Os taurinos apresentaram valores superiores para CMS, ingestão e digestibilidade de nutrientes e excreção de MS, PB, FDN, FDA, N, MO e EB, e inferiores para CMS em relação ao PV e PM. Os zebuínos apresentaram maiores taxas de ingestão, ruminação e mastigação de MS e FDN em min/kg, tendo valores inferiores para as mesmas taxas em kg/min. A genética e a dose de nitrato influenciaram as variáveis séricas, porém sem valores fora da normalidade. Quanto à dinâmica ruminal, os taurinos apresentaram valores absolutos superiores, e valores em relação ao PV e PM inferiores. Os zebuínos apresentaram maiores pH médio e mínimo e menos tempo de pH abaixo de 6,2, e maior contagem de protozoários. As concentrações de N-NH3, volume e produção de CH4 foram maiores para os zebuínos. Os taurinos apresentaram valores mais elevados para N microbiano (g/dia) e balanço de N retido (g/kg N ingerido), e menores valores para balanço de N nas fezes (g/kgN ingerido) e N microbiano (mg/kgPM.d-1). O aumento no nível de NC na dieta aumentou a digestibilidade de EE e ENN, tempo médio ruminando e taxa de mastigação de MS e FDN (min/kg), e diminuiu o CMS em relação ao PV e PM e excreção de MS, EE, ENN, MO e EB. A taxa de ingestão de MS e FDN (kg/min), a concentração de creatinina na urina (mg/kgPV), o tempo total comendo e balanço de nitrogênio amoniacal o rúmen sofreram efeito quadrático com a adição de NC na dieta. A porcentagem de FDN, PB e EE nos afluentes dos bidigestores sofreram influência da dose de nitrato na alimentação das vacas. Os biodigestores contendo os dejetos de taurinos tiveram os afluentes com maiores valores de FDN e FDA e menor teor de sólidos totais (ST), com menor volume de biogás e CH4 e menor relação de CH4/quantidade de fezes. Os taurinos apresentaram melhor aproveitamento do alimento, produzindo menos CH4, com menor rendimento verdadeiro de produção de metano nos biodigestores. A adição de NC afetou o consumo, digestibilidade e utilização do nitrogênio porém, sem afetar a produção de CH4 nem a eficiencia dos biodigestores. / The aim of the present study was evaluate the use of calcium nitrate in the feeding of ruminants to mitigate of methane. Four females cattle from each subspecies of cattle, Bos taurus taurus (Holstein) and Bos taurus indicus (Nellore), with initial average weight of 909,0 kg ± 72,0 e 387,0 kg ± 25,5, respectively, were used, and they were fed with distinct levels of calcium nitrate in the diet (0%, 1%, 2% e 3%) at four periods of 28 days each. Experimental design was composed by a replicated Latin square 4X4. Were avaluated: ingestion, excretion and digestibility of nutrients, by means of external marker titanium dioxide; the observation of behavior parameters during 24 hours; serum analysis; rumen content collection, aiming assessment of fermentation; protozoa count; ruminal fermentation by the ex-situ technique; manual urine collection for measurement of urinary compounds and nitrogen balance; and the anaerobic digestion of feces using batch digesters. Holsteins presented higher values for the DMI, ingestion and digestibility of the nutrients and excretion of DM, CP, NDF, ADF, N, OM e GE, and lower values for DMI at body weight (BW) and metabolic weight (MW) basis. Nellore cattle showed higher rates of ingestion, rumination and chewing of DM e NDF min/kg, having lower values for the same rates in kg/min. Serum variables were influenced by genetics and nitrate levels, but without values beyond normality. As rumen dynamics, Holsteins presented superior absolute values and inferior values when these parameters were calculated in BW and MW basis. The zebu cattle presented medium and minimum pH larger and less time pH below 6.2, having larger count for protozoa count. Nellore had higher concentrations for NH3, CH4 and production of CH4. Holstein presented higher values for microbial N (g/day) and N retained balance (g/kg N ingested) and lower values for N balance in feces (g/kgN ingested) and microbial N (mg/kgMW.d-1). The increase in the level of CN in the diet increased linearly the digestibility of EE and NNE, average time ruminating, chewing rate for DM and NDF (min/kg), and decreased the DMI in BW and MW basis and the excretion of DM, EE, NNE, OM and GE. The intake rate of DM and NDF kg/min, creatinine in urine (mg/kgBW), the total time eating and NH3 balance showed quadratic effect by increasing the addition of CN in the diet. The levels of nitrate on animal feed influenced the percentage of NDF, CP and EE in the batch digesters afluents. The biodigestors containing the taurine feces presented the highest values of NDF/ ADF affluent and lowest values for total solids (TS), lower volume of biogas and CH4 and lower ratio of CH4/amount of feces. Taurines presented better use of the feed, producing lesser CH4, and lower ultimate methane yield at batch digesters. The CN levels affected the intake, digestibility and nitrogen metabolism, however without affecting the production of CH4 or the batch digester efficiency.

O estudo da eletrorredução de nitrato teve início na década de 70 e o catalisador mais estudado para esta reação é a platina, embora, para fins ambientais, o paládio seja mais indicado por apresentar maior seletividade para a formação de N2. Neste trabalho a eletrorredução de nitrato foi estudada em eletrodos de Pd, Pt e Pt com camadas de Pd. Primeiramente foi feito um estudo com nanopartículas de Pt, Pd e Pt com uma monocamada de Pd dispersas em carbono, mas a dificuldade em sugerir um mecanismo nesse tipo de eletrodo levou à utilização de eletrodos monocristalinos, que tem a superfície conhecida. Foram feitos estudos eletroquímicos em eletrodos de Pd(hkl) que não apresentaram grande atividade frente a redução de nitrato, uma vez que o potencial inferior não foi menor que 0,2 V, para evitar excessiva absorção de hidrogênio. Em Pt(hkl) os resultados obtidos estão de acordo com os publicados na literatura e comprovam a sugestão de que o produto final é NH4 +. Para observar a atividade do paládio frente à reação, foram utilizados eletrodos monocristalinos de Pt (hkl) com multicamadas de paládio, que se comportam como monocristais de paládio, mas sem absorver hidrogênio. Nestes materiais foram feitos estudos eletroquímicos e de FTIR. Verificou-se que a atividade dos eletrodos depende da estrutura e do eletrólito, mas a definição de um mecanismo fica comprometida pelo fato do solvente (H2O ou D2O) favorecer a formação de um produto ou outro, embora tenha sido comprovada a formação de NO(ads) em todos os casos. / The study of nitrate electro-reduction started in the 70s and the most studied catalyst for this reaction is platinum, however because of environmental reasons, palladium is more indicated since it has higher selectivity for the formation of N2. In this work the nitrate electro-reduction was studied on Pd, Pt and Pt modified with Pd layers. First, a study involving carbon-supported nanoparticles of Pt, Pd and Pt with a Pd single layer was carried out, but the difficulty suggesting a reaction mechanism for this kind of electrode has driven to the use of single crystals, because of their defined surface structure. So, electrochemical studies were made on Pd(hkl) electrodes, but these materials did not present great activity for nitrate reduction, because the electrode potential was not decreased below 0,2 V, to avoid large hydrogen absorption. For Pt(hkl) the obtained results are in agreement with those published previously, confirming the suggestion that NH4 + is the final product. To characterize the palladium activity for this reaction, Pt(hkl) single crystals with palladium multilayer were employed, because these materials have a behavior similar to palladium single crystals, but without hydrogen absorption. Electrochemical and FTIR experiments were done to characterize the i vs E responses and to follow the reaction intermediates and products. It was seen that the activity depends on the electrode structure and the electrolyte, but the mechanism determination pointed to a uncertain situation where the solvent (H2O or D2O) drives to the formation of one product or another, although the production of NO(ads) has been observed in all cases.

Amostras da água subterrânea foram coletadas em poços piezométricos localizados em dois transectos ao longo das vertentes e dois transectos ao longo da cabeceira de drenagem de uma microbacia experimental, durante o período de maio de 2005 a abril de 2006. Em cada transecto os poços piezométricos estavam localizados respectivamente na parte alta da vertente, sob floresta plantada de Eucalyptus, na meia encosta, sob mata ciliar, e adjacente ao riacho. As análises destas amostras também foram comparadas com a análise simultânea da água do riacho, coletada na calha da estação linimétrica da microbacia. As análises químicas incluíram principalmente nitrato (N-NO3 -) e amônio (N-NH4 +), além do ferro, silício, alumínio, carbono orgânico dissolvido (DOC) e pH. O objetivo foi inferir sobre aspectos do funcionamento hidrológico da zona ripária, em termos de alteração da concentração dos íons analisados entre os pontos amostrados. A fim de inferir sobre o efeito da vegetação e das características do solo nas modificações da água subterrânea ao longo da vertente, foi realizado inventário para determinação da área basal da vegetação e análise granulométrica e química do solo. Os principais resultados mostram que na zona ripária adjacente ao riacho há maior concentração de matéria orgânica no solo e de amônio na água subterrânea. As concentrações de amônio e nitrato na água do riacho foram sempre menores do que as concentrações nos piezômetros adjacentes ao riacho próximo ao vertedor. Isso indica que na zona ripária ocorrem modificações na água subterrânea que garantem a manutenção do ecossistema lótico. Também foi possível identificar diferenças ao longo da microbacia, entre a cabeceira de drenagem e a área próxima ao vertedor, o que demonstra que a zona ripária não é homogênea na área da microbacia. A geologia, a granulometria e o teor de matéria orgânica do solo, a precipitação, o aumento do nível freático e a influência da água subterrânea, foram os principais fatores de alteração das demais variáveis do estudo. / Groundwater samples were collected in piezometers located in two transects through the hillslope and two in the headwater of an experimental catchment from May 2005 to April 2006. In each transect there were one piezometer in the upland under the Eucalyptus planted forest, one piezometer at the middle slope in the riparian area, and the other piezometer was located by the stream with a total of 12 piezometers. The samples collected fortnightly were analyzed and compared with the stream water collected in the stream gauging station. The main variables analyzed were nitrate (N-NO3 -) and ammonium (N-NH4 +) as well as iron, silicon, aluminum, dissolved organic carbon (DOC) and pH. The objective was to infer about riparian zone hydrology, based on the difference among chemical composition of the samples. A characterization of the experimental catchment was performed from a vegetation inventory and soil analysis in order to assess the influence of soil properties and vegetation nutritional demand on the chemistry of the solutions. Chemical analyses demonstrated that in the riparian zone close to the stream soil organic matter content was higher than in other topographic positions as well as concentrations of ammonium in the groundwater throughout the year. The concentrations of ammonium and nitrate in the groundwater beside the stream were always higher. These results indicated that in riparian zone the modifications in the groundwater contribute to the lotic ecosystem maintenance. The results also indicated that the riparian zone is heterogeneous along the catchment area and that the behavior of headwater and downstream may be different. The geology, soil granulometric and organic matter level, precipitation and groundwater level were the main factors that influenced the studied variables.

Neste trabalho são apresentados resultados relacionados à determinação de nitrato, nitrito e amônio por técnicas eletroquímicas. Para a determinação de nitrato foi utilizada uma lâmina de cobre cuja superfície é renovada continuamente empregando um processo de ativação (oxidação do cobre e subseqüente redução de íons Cu(II)) com potencial controlado em sistema FIA. As condições ótimas foram alcançadas por meio de 60 s para a etapa de ativação, vazão do transportador 3,0 mL min-1 e volume de amostra 150 µL. A repetibilidade foi estimada em 4,7% (n=9) com freqüência de amostragem de 60 amostras h-1. Trabalhando nas condições otimizadas um aumento na concentração de nitrato gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 0,1 2,5 mmol L-1 (-Ip (µA) = 0,13 + 4,6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0,9991). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 4,2 (S/N = 3) e 14 (S/N = 10) µmol L-1, respectivamente. O mesmo sensor foi utilizado para determinações de nitrito por voltametria de pulso diferencial e a otimização dos parâmetros relativos ao processo de ativação (tempos de dissolução e redeposição) foi efetuada com o intuito de aumentar a sensibilidade. As condições ótimas foram de 30 s para a etapa de ativação, com uma repetibilidade de 1,9% (n=10), e o aumento nas concentrações de nitrito gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 50 µmol L-1 - 1,44 mmol L-1 (-Ip (µA) = -0,13 + 53,52 [NO2-] (mmol L-1 ), R2 = 0,9996). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 2,8 (S/N = 3) e 9,4 (S/N = 10) µmol L-1, respectivamente. O estudo da morfologia da superfície do eletrodo de cobre durante o processo de ativação foi realizado por AFM com o objetivo de compreender o impacto das mudanças microestruturais no sinal de corrente para nitrato e nitrito. Os resultados indicam que após a ativação do eletrodo a superfície apresenta cristais com uma textura rugosa e ocorre aumento da área superficial, justificando o aumento de sinal de corrente. Para a determinação de amônio foram fabricados eletrodos íon seletivo (ISE) com membrana polimérica de forma tubular, os quais foram acoplados em um sistema de injeção em fluxo. A influência de parâmetros como vazão do transportador e alça de amostragem foi investigada e melhores resultados foram obtidos em 0,5 mL min-1 e 250 µL, respectivamente. Nas condições otimizadas a repetibilidade das determinações foi de 1,3 % (n=10) com freqüência de amostragem de 13 amostras h-1. Tendo em conta as otimizações do sistema FIA, injeções sucessivas de soluções de amônio com concentrações crescentes permitiram obter uma reta com coeficiente angular de 51,2 mV (R2 = 0,9836) no intervalo de 0,2 5 mg L-1. Os limites de detecção foram calculados em 0,05 mg L-1, respectivamente. / This paper presents results related to the determination of nitrate, nitrite and ammonium by electrochemical techniques. A copper electrode whose surface is continuously renewed using an activation process with controlled potential in a FIA system was used for nitrate determinations. The optimum conditions were achieved by an activation step of 60 s, carrier stream of 3.0 mL min-1 and sample volume of 150 µL. The repeatability was estimated as 4.7% (n = 9) with a sampling frequency of 60 samples h-1. At these optimized experimental conditions an increase in nitrate concentration caused a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 0.1 to 2.5 mmol L-1 (-Ip (µA) = 0.13 + 4.6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0.9991). The limits of detection and quantification were estimated as 4.2 (S/N = 3) and 14 (S/N = 10) µmol L-1, respectively. The same sensor was used for the determination of nitrite by differential pulse voltammetry and the optimization of the parameters involved in the activation process (dissolution and redeposition time) was performed in order to increase the sensitivity. Optimum conditions were established at 30 s for the activation step, with a repeatability of 1.9% (n = 10) and increased concentrations of nitrite generated a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 50 µmol L-1 to 1.44 mmol L-1 (-Ip (µA) = -0.13 + 53.52 [NO2-] (mmol L-1), R2 = 0.9996). The limits of detection and quantification were estimated as 2.8 (S/N = 3) and 9.4 (S/N = 10) µmol L-1, respectively. The study of the morphology of the copper electrode surface upon the activation process was performed by AFM in order to understand the influence of microstructural changes in the current signal for nitrate and nitrite. The results indicated that after the activation the electrode surface presented a rough texture with a concurrent increase in the surface area, justifying the current increase. Ion-selective eletrodes (ISE) with a polymeric membrane in a tubular shape were fabricated for the determination of ammonium in a flow injection system. The influence of parameters such as the carrier stream and the sample volume was investigated and best results were obtained at 0.5 mL min-1 and 250 mL, respectively. Under optimum conditions the repeatability of the determinations was 1.3% (n = 10) with a sampling frequency of 13 samples h-1. Taking into account the optimization of the FIA system, successive injections of solutions with increasing concentrations of ammonium yielded a straight line with slope of 51.2 mV (R2 = 0.9836) in the range 0.2 to 5 mg L-1. The limits of detection were calculated as 0.05 mg L-1, respectively

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Fisiologia Vegetal do IBUSP com Guzmania monostachia demonstraram que quando essas plantas são submetidas ao déficit hídrico ocorre a indução do CAM, com maior expressão desse metabolismo na porção foliar apical. Para outra espécie (Vriesea gigantea), foi verificada a maior atividade da enzima nitrato redutase (NR) na porção basal durante o período diurno. Em uma bromélia terrestre (Ananas comosus) foi observada a sinalização por citocininas tanto na indução da expressão gênica, quanto na ativação da NR. Outros laboratórios evidenciaram que plantas de Mesembryanthemum crystallinum induzidas ao CAM apresentaram uma provável regulação negativa da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) por citocininas. Em decorrência desses conhecimentos acumulados, surgiram novos questionamentos: haveria variações diuturnas da atividade das enzimas PEPC e NR nas diferentes porções das folhas de G. monostachia induzidas ao CAM? A maior disponibilidade de esqueletos carbônicos à noite (acúmulo de acidez) influenciaria positivamente a atividade da NR, deslocando seu pico de atividade para o período noturno? As variações dos teores endógenos de citocininas acompanhariam as possíveis mudanças da atividade da PEPC e da NR, indicando, assim, a participação dessa classe hormonal na regulação dessas enzimas? O presente trabalho teve por objetivo principal investigar uma possível regulação da atividade das enzimas PEPC e NR por citocininas em folhas destacadas da bromélia epífita com tanque, Guzmania monostachia (Bromeliaceae) induzidas ao CAM. Foi esperado com esta pesquisa aprofundar os estudos sobre a inter-relação entre o comportamento fotossintético, a capacidade de assimilação de nitrogênio e a possível regulação das atividades da PEPC e da NR por citocininas endógenas. Análises de acidez titulável, ácidos orgânicos, amido endógeno e da atividade da enzima malato desidrogenase (MDH) foram realizadas, confirmando a indução do CAM nas folhas isoladas de G. monostachia mantidas em polietilenoglicol (PEG) a uma concentração de 30%. O uso desse composto foi eficiente na redução do conteúdo relativo de água e na imposição da deficiência hídrica foliar. Além disso, pôde-se verificar a maior expressão do CAM na porção apical das folhas mantidas em PEG 30%, quando comparada à porção basal. Análises da atividade da PEPC e da NR permitiram verificar a separação espacial dessas enzimas. A primeira apresentou maior atividade no ápice foliar, enquanto a segunda mostrou a maior atividade na porção basal. Apesar disso, não foi observada a separação temporal dessas enzimas, uma vez que ambas apresentaram picos de atividade noturna. A maior atividade da NR durante o período escuro (01 hora) foi verificada nas folhas-controle ou sob deficiência hídrica. Esse resultado sugere que outros fatores, diferentes do metabolismo CAM, influenciaram para a ocorrência da maior atividade dessa enzima durante o período noturno. Os resultados obtidos ainda sugerem que as citocininas possivelmente atuaram como um regulador negativo para a atividade da PEPC durante o dia, uma vez que os maiores níveis endógenos desse hormônio foram observados durante esse período, enquanto a maior atividade dessa enzima foi verificada durante a noite, quando os teores de Z+iP decaíram significativamente. A aplicação de Z ou iP resultou também num decréscimo da atividade dessa enzima. Por outro lado, as citocininas atuaram como um provável regulador positivo para a atividade da NR, uma vez que a maior atividade noturna dessa enzima foi antecedida em 3 ou 6 horas pelos maiores níveis endógenos de citocininas na porção basal das folhas mantidas em água ou PEG 30%, respectivamente. A aplicação de citocininas-livres aumentou significativamente a atividade da NR na base das folhas destacadas mantidas em água ou PEG 30% / Prior studies undertaken in the Laboratory of Plant Physiology on IBUSP with Guzmania monostachia have shown that during water shortage, CAM induction occurs with greater expression in the apical portion of the leaf. In the case of another species (Vriesea gigantean), more intense nitrate reductase (NR) enzyme activity was observed in the basal portion during the daytime. In a certain terrestrial bromeliad (Ananas comosus), signaling by cytokinins, both in the induction of gene expression as well as NR activation, was observed. According to other laboratories, the cytokinins seem to play a negative regulation of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) in CAM induced Mesembryanthemum crystallinum plants. As a result of accumulated knowledge, new questions have arisen, such as: Are there daily variations in PEPC and NR enzymes activity in the different portions of CAM induced leaves of G. monostachia? Would the more pronounced nocturnal availability of carbon skeletons (accumulation of acidity) positively influence NR activity, with consequential displacement of its peak of activity to this period? Would variations in endogenous cytokinins concentration accompany possible changes in PEPC and NR activity, thereby indicating the participation of this hormonal class in their regulation? The main aim in the present study was to investigate the possible regulation of PEPC and NR activity by cytokinins in detached CAM-induced leaves of the epiphyte tank bromeliad Guzmania monostachia (Bromeliaceae). The expectations with this research were to study more deeply the inter-relationship between photosynthetic behavior, the capacity for nitrogen assimilation and the possible regulation of PEPC and NR activity by endogenous cytokinins. Analyses of titratable acidity, organic acids, endogenous starch and malate dehydrogenase (MDH) enzyme activity confirmed CAM induction in isolated leaves of G. monostachia kept in polyethylene glycol (PEG) at a concentration of 30%. The use of this compound was efficient in reducing relative water content and imposing leaf water deficiency. Furthermore, compared to the basal portion, greater CAM expression could be observed in the apical portion of leaves kept in PEG 30%. Analyses of PEPC and NR activity allowed detecting their mutual spatial separation, seeing that, in the first greater activity was concentrated in the leaf apex, while in the second this was more pronounced in the basal portion. Even so, no temporal separation could be observed, since peak of activity for both occurred at night. The peak of nocturnal NR activity (1 hour) was observed in control leaves or those undergoing water deficiency, thereby implying that factors, other than CAM metabolism, exerted an influence on the occurrence of more intense activity of this enzyme at this time. Furthermore, there were indications that cytokinins possibly act as a negative regulator of PEPC activity during the daytime, when the highest endogenous levels of this hormone were observed, whereas it was apparent that the most intense activity of this enzyme actually occurred at night, when Z+iP rates decreased significantly. Z or iP application also induced a decrease in the activity of this enzyme. On the other hand, the cytokinins acted as a positive regulator of NR activity, since the nocturnal peak of activity of this enzyme was preceded by 3 or 6 hours by higher endogenous levels of cytokinins in the basal portion of leaves maintained in water or PEG 30%, respectively. The application of free cytokinins induced a significant increase in NR activity in the base of detached leaves kept in water or PEG 30%

Com o presente estudo objetivou-se avaliar o efeito da interação entre a adição de monensina e diferentes níveis de nitrato de cálcio à dieta de bovinos como manipuladores do metabolismo ruminal. Foram utilizadas oito fêmeas bovinas da raça Nelore, com peso vivo médio de 519 ± 56 kg, alimentadas com diferentes níveis de nitrato de cálcio na dieta (0%, 1,5%, 3% e 4,5%) e adição ou não de monensina (30 ppm), sendo utilizado delineamento quadrado latino 4 x 4 replicado, em um arranjo fatorial 2 x 4. Foram avaliados o consumo de matéria seca e de água, comportamento ingestivo, digestibilidade aparente total, excreção dos nutrientes, degradabilidade ruminal, taxa de passagem, parâmetros urinários, pH ruminal e os parâmetros e produtos da fermentação ruminal. A coleta de conteúdo ruminal foi realizada no dia 25 antes (0), 3, 6, 9, e 12 horas após a alimentação matinal para quantificação dos produtos da fermentação ruminal, além da concentração de nitrogênio amoniacal (N-NH3) e a contagem total e diferencial de protozoários. A interação entre a monensina e os níveis de nitrato de cálcio não foi significativa para nenhum dos parâmetros estudados. O consumo de matéria seca apresentou redução de até 10% conforme o aumento dos níveis de nitrato de cálcio. Por outro lado, ao avaliar o comportamento ingestivo, observou-se que os animais passaram mais tempo comendo e menos tempo ruminando conforme o aumento dos níveis de nitrato de cálcio. Não houve efeito da monensina, nem dos níveis de nitrato de cálcio sobre a digestibilidade aparente, excreção dos nutrientes, degradabilidade ruminal, taxa de passagem. Entretanto, a monensina diminuiu a excreção de ureia na urina e a excreção dos derivados de purinas, consequentemente, diminuindo a síntese de nitrogênio microbiano (Nmic). Apesar disso, a eficiência de Nmic não foi alterada. Para os parâmetros de fermentação ruminal, a inclusão dos níveis de nitrato de cálcio reduziu a produção de metano em até 32,4% sem afetar a produção dos AGCC, com exceção do ácido butírico, que apresentou redução de até 25,7%. Adicionalmente não observou-se efeito de ambos os aditivos sobre a concentração de N-NH3, contagem total de protozoários e pH ruminal. O nitrato de cálcio se mostrou eficiente em diminuir a produção de metano ruminal sem influenciar negativamente nos parâmetros de cinética e fermentação ruminal, demonstrando assim ser uma alternativa confiável ao uso na nutrição de ruminantes com vista a mitigação de metano, além de ser uma boa fonte de nitrogênio não proteico para a síntese de Nmic. / The study aimed to evaluate the effect of the interaction between monensin and different levels of calcium nitrate in the diet of cattle as manipulators of ruminal metabolism. Eight Nellore cattle, with initial average weight of 519 ± 56 kg, were fed with different levels of dietary calcium nitrate (0%, 1.5%, 3% and 4.5%) at four periods with 29 days each. The experimental design was composed by a replicate 4x4 Latin square design in a 2x4 factorial arrangement. The dry matter and water intake, ingestive behavior, total apparent digestibility, nutrient excretion, ruminal degradability, passage rate, urinary parameters, ruminal pH and the parameters and products of ruminal fermentation were evaluated. The ruminal content was collected on day 25 before (0), 3, 6, 9 and 12 hours after the morning feeding to quantify ruminal fermentation products, as well as the ammonia nitrogen concentration (N-NH3) and the total protozoa count. The interaction between monensin and calcium nitrate levels was not significant for any of the parameters studied. The dry matter consumption presented reduction of up to 10% as the levels of calcium nitrate increased. On the other hand, when evaluating the ingestive behavior, it was observed that the animals spent more time eating and less time ruminating as the levels of calcium nitrate increased. There was no effect of monensin, nor of calcium nitrate levels on apparent digestibility, nutrient excretion, rumen degradability, passage rate. However, monensin decreased the urine excretion of urea and excretion of the purine derivatives, consequently reducing the synthesis of microbial nitrogen (Nmic). Despite this, the efficiency of Nmic was not altered. For the ruminal fermentation parameters, the inclusion of calcium nitrate levels reduced the production of methane by up to 32.4% without affecting the production of VFAs, with the exception of butyric acid, which presented reduction of up to 25.7%. In addition, both additives had no effect on N-NH3 concentration, total protozoa count and ruminal pH was observed. The calcium nitrate was efficient in reducing the ruminal methane production without negatively influencing the parameters of kinetic and ruminal fermentation, proving to be a good alternative to use in ruminant diets in order to mitigate methane, besides being a good source of non-protein nitrogen for the synthesis of Nmic.