Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jucimare Romaniw.pdf: 1400489 bytes, checksum: bb5e981f945869a87d2c36817e32582a (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The improper disposal of organic waste from poultry and pigs slaughterhouses can promote environmental pollution. The use of waste compost with or without mineral fertilizers in crop rotations in no-tillage system in the Campos Gerais region would be an alternative.. Moreover, it is important to monitor the risks of environmental quality provided by the use of high doses of organic waste applied in soils. Thus, the experiment was conducted using different levels of organic waste (OW) (0, 25, 50, 75, 100% of organic waste) combined with mineral fertilization (MF) (0, 25, 50, 75, 100 %) for a crop rotation during the period of from 2009 to 2012 under no-tillage Soil samples were collected after 5 crop seasons for assessments of carbon (C) pools. Laboratory experiments to evaluate the of C-CO2 emissions and nitrate leaching and mineralization in columns of PVC with undisturbed and loosened soil. At each columns was applied OW doses such as: (0, 0.5, 1, 2, 4, 8 and 16 Mg ha-1). The cumulative yields have not response to the application of MF and OW. The labile OC fraction extracted by permanganate (C-OXP) had a significant increase in response to the combination between FM and RO (50% OW + 50% MF) which was enabled to increase total organic carbon (TOC). The offset between the C-CO2 emissions and TOC retained soil was positive, and demonstrated the potential for C sequestration with increasing doses of OW in the soil. The nitrates (NO3-) leaching of and its nitrification increases as well increase the N content released by OW. The NO3- showed a lower leaching in columns with loosened soil compared to columns with undisturbed soil. There is confirming their variability in soil upturned the importance of the physical state of the soil nitrification and leaching of NO3-. Residue application from poultry and pigs slaughterhouse increased C mineralization and NO3- promoting increases in productivity, quality chemical, physical and biological soil. The control of the processes of nitrification and leaching of NO3- to the use of ROA need to be considered to synchronize applications via N ROA with losses. / O descarte inadequado de resíduos de abatedouros de aves promove elevado impacto ambiental. A utilização desses resíduos associados ou não ao fertilizante mineral industrial seria uma alternativa para a fertilização das culturas no sistema de plantio direto na região dos Campos Gerais. Dessa forma, o experimento foi desenvolvido com a finalidade de combinar doses do resíduo orgânicos de abatedouro (ROA) com doses do fertilizante mineral industrial (FMI) para as culturas no período de 2009 a 2012 sob sistema de plantio direto. Após 5 safras foram coletadas amostras de solo para avaliações dos compartimentos de carbono (C). Experimentos em laboratório foram implantados para avaliação das emissões de C-CO2, da percolação em colunas com solo indeformado e com revolvimento e sobre a mineralização de NO3- em resposta a doses crescentes de ROA (0, 0,5, 1, 2, 4, 8 e 16 Mg ha-1). Com relação à produtividade acumulada das culturas não foram observadas respostas entre o tratamento com 100% da dose de FMI e as demais doses e combinações com ROA.O C na fração lábil extraída por permanganato (C-OXP) obteve seu maior acumulo no tratamento com a combinação de FMI e ROA (50 % ROA + 50 % FMI) o que possibilitou o incremento do carbono orgânico total (COT). A compensação entre o C-CO2 emitido e o COT do solo retido foi positiva, demonstrando o potencial de sequestro de C com a aplicação de doses crescentes de ROA no solo. A percolação de nitrato (NO3-) e sua nitrificação aumentaram conforme o aumento no teor de N orgânico na forma de ROA aplicado no solo. O NO3- oriundo da mineralização do ROA apresentou menor percolação em colunas com o solo peneirado comparado a aplicação em solo indeformado, confirmando sua menor mobilidade e disponibilidade em solo peneirado e demonstrando a importância do estado físico do solo na nitrificação e percolação de NO3-. A aplicação de resíduo de abatedouro de aves e suínos aumentou o conteúdo do C e de NO3- promovendo incrementos de produtividade, qualidade química, física e biológica do solo. O controle dos processos de nitrificação e da percolação de NO3- em decorrência do uso de ROA precisam ser considerados para sincronizar aplicações de N via ROA com as perdas.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-03-05T18:23:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Leandro Tullio.pdf: 1410480 bytes, checksum: b92ca948d0810d08208334b6703b86c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T18:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Leandro Tullio.pdf: 1410480 bytes, checksum: b92ca948d0810d08208334b6703b86c9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O pH é o principal determinante da diversidade microbiana do solo. Rhizobium freirei é um notável endossimbionte de feijão e reconhecido por sua elevada capacidade de tolerância a estresses ambientais, como o pH ácido. O objetivo deste trabalho foi analisar alterações na expressão gênica, em nível transcricional e traducional, de R. freirei cultivada em pH ácido. A bactéria foi cultivada em caldo TY até alcançar a fase exponencial em pH 6,8 e pH 4,8 e, submetida à extração de proteínas totais. As proteínas foram separadas por eletroforese bidimensional e os perfis proteicos obtidos foram analisados em imagens de alta resolução. Os spots diferencialmente expressos (p ≤ 0,05) foram selecionados para análise em espectrometria de massa e identificação in silico. A expressão diferencial dos genes gshB, gstA e ropB foi analisada após 0, 30 e 60 min de exposição de R. freirei ao pH ácido. De acordo com os resultados, o principal mecanismo de tolerância de R. freirei ao pH ácido parece estar associado à alteração de vias metabólicas centrais, devido ao aumento na expressão de proteínas envolvidas com vias oxidativas (ZwF, KDPG e PckA), relacionadas ao Ciclo do Ácido Tricarboxílico. A maior expressão destas enzimas sugere um aumento no consumo de carboidratos e consequente formação de NADH, que pode ser corroborado pelo aumento na expressão da subunidade NuoC do Complexo 1 da cadeia respiratória, que cataliza a conversão de NADH em NAD+ acoplada ao transporte de prótons para o periplasma, reduzindo a acidificação citosólica. O Complexo 1 é considerado o principal formador de radical superóxido, além disso a maior expressão das enzimas antioxidativas AhpC e GstA em nível traducional, bem como a maior expressão de gstA em nível transcricional, sugere fortemente que o pH ácido induz ao estresse oxidativo em R. freirei. Por outro lado, a menor expressão da proteína AccC pode estar relacionada a um direcionamento do metabolismo central ao consumo de ácidos em detrimento à biossíntese de ácidos graxos, processo em que AccC é fundamental. A menor expressão da subunidade β do Complexo ATPase (AtpD) pode estar direcionada à redução na acidificação do pH interno, por meio da diminuição na entrada de prótons. Tal abrangência de vias metabólicas envolvidas sugere que a resposta adaptativa ao pH ácido possui caráter multigênico, cuja predominância de proteínas citoplasmáticas reforça a importância do metabolismo central para sua capacidade de tolerar pH acidificado. Ao contrário de trabalhos que enfocam genes ou mecanismos específicos de tolerância, nossos resultados mostraram, pela primeira vez, que o metabolismo central parece ser o principal mecanismo de tolerância ao pH ácido em R. freirei e que há fortes indícios da correlação entre estresse ácido e oxidativo. / The pH is the main controller of microbial diversity of soil. Rhizobium freirei is a remarkable bean endosymbiont and recognized by its ability to tolerate environmental stresses, such as acidic pH. The aim of this study was to analyze changes in gene expression at transcriptional and translational level of R. freirei grown in acidic pH. Bacteria was grown in TY medium until exponential phase in two treatments: pH 6,8 and pH 4,8. The protein extraction was performed and the extract was separated by two-dimensional electrophoresis. High-resolution images of the profiles were analyzed and the spots that showed statistical difference in the relative volume (%vol) between treatments were selected for identification by mass spectrometry (MS) and in silico identification. Differential expression of R. freirei was assessed by analysis of gshB, gstA and ropB genes after 0, 30 and 60 min of exposure in acidic pH. According to the results, the changing of central metabolic pathways seems to be the main mechanism of tolerance to acid stress in R. freirei, due to the increased expression of proteins involved in oxidative pathways (Zwf, aldolase KDPG and PckA) related to the Tricarboxilic Acid cicle (TCA). The increased expression of these proteins suggests higher carbohydrate consumption and NADH formation, reinforced by elevated expression of NuoC subunit of respiratory chain Complex 1, that converts NADH into NAD+ coupled to proton transport to periplasm and consequent decreases the cytosolic acidification. The Complex 1 of the respiratory chain is the main superoxide former; moreover the higher expression of the antioxidative enzymes AhpC and GstA at translational level, and the higher expression of gstA at transcriptional level, strongly suggests an oxidative stress induced by acid pH condition. On the other hand, the decreased AccC protein expression supports the trend of the central metabolism to acid-consuming reactions, in contrast to fatty acids biosynthesis pathways, where AccC is essential. Down-regulation of the β subunit of ATPase Complex can be related to regulation of cytosolic acidity by reduction of proton entry through ATPase Complex. Such broad range of pathways involved in the response to acid conditions suggests an adaptive response of multigenic character mainly involving cytoplasmic proteins, and reinforces the importance of the central metabolism for R. freirei ability to tolerate acidic pH conditions. In contrast to studies focused in few genes or specific mechanisms of tolerance, our results shows by the first time that the central metabolism appears to be the main mechanism of acid tolerance in R. freirei and suggests a correlation between acid and oxidative stress responses.

A fenilcetonúria (PKU) é causada pela deficiência severa da atividade da fenilalanina hidroxilase (PAH), enzima responsável pela conversão de fenilalanina (Phe) em tirosina (Tyr), levando ao aumento dos níveis sanguíneos e teciduais de Phe, bem como de seus metabólitos fenilpiruvato (PPA), fenilactato (PLA) e fenilacetato (PAA). Os pacientes com PKU apresentam disfunção neurológica severa, manifestando convulsões, retardo mental e psicomotor, sintomas que estão associados ao acúmulo desse aminoácido e seus metabólitos. A restrição dietética, que faz parte do tratamento da PKU, nem sempre é mantida pelos pacientes e pode afetar o status antioxidante devido à restrição de nutrientes. Estudos recentes em ratos e com pacientes fenilcetonúricos mostram que o estresse oxidativo (EO) pode estar envolvido na neurofisiopatologia dessa doença, possivelmente devido ao aumento na produção de espécies reativas, e diminuição das defesas antioxidantes. O cérebro, órgão afetado na doença, é extremamente sensível ao EO devido a baixas defesas antioxidantes, alta concentração de ferro e lipídeos insaturados. Aparentemente o fígado não é afetado na PKU, mas é um importante órgão de detoxificação e reservatório de GSH (tripeptídeo antioxidante). O ácido lipoico (AL) é um potente antioxidante facilmente adquirido da dieta, absorvido pelo organismo e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção de EO em modelos de doenças neurodegenerativas. Um estudo recente demonstrou um efeito protetor do AL contra o EO gerado por uma concentração tóxica de Phe em cérebro de ratos jovens. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do AL na prevenção do EO gerado em um modelo crônico de PKU induzido por injeções diárias de Phe e α-metilfenilalanina (inibidor da PAH). No presente trabalho, o modelo de hiperfenilalaninemia (HPA) causou, no cérebro, aumento de dano a lipídeos, proteínas e DNA; aumento da atividade da superóxido dismutase e diminuição da atividade da catalase, além de mostrar que essas enzimas podem ter um papel importante neste processo, uma vez que suas atividades são afetadas diretamente pela presença de Phe e seus metabólitos. Também foi possível descrever algumas espécies reativas específicas geradas no processo oxidativo envolvido na HPA, como de H2O2, NO• e O2 •-. E ainda, identificou-se que o EO não está restrito ao cérebro e que o fígado pode ter um papel importante em defesa ao EO encontrado na doença. As enzimas glutationa peroxidase, glutationa redutase, glicose-6-fosfato desidrogenase e o conteúdo total de GSH foram diminuídos pela HPA em cérebro dos animais e a atividade da glutamato cisteína ligase foi aumentada. Já no fígado, todas as enzimas relacionadas ao metabolismo da GSH foram aumentadas pela HPA. O tratamento com AL foi capaz de prevenir as alterações enzimáticas além de impedir o dano a biomoléculas. O AL também preveniu o aumento da produção de H2O2 e NO• no cérebro dos animais submetidos ao tratamento de HPA. Quanto ao metabolismo da GSH, o AL foi capaz de manter as atividades enzimáticas aos níveis do controle além de restaurar a produção de GSH no cérebro dos animais afetados pela HPA. De acordo com os resultados, é possível que um tratamento com antioxidantes seja eficaz na manutenção da homeostasia redox nos pacientes servindo como uma abordagem terapêutica inovadora e adicional ao tratamento dietético já aplicado aos pacientes de PKU. / Phenylketonuria (PKU) is caused by a severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), the enzyme responsible for the conversion of phenylalanine (Phe) to tyrosine (Tyr), leading to increased blood and tissue levels of Phe and its metabolites phenylpyruvate (PPA), phenylactate (PLA) and phenylacetate (PAA). Patients with PKU have severe neurological dysfunction, characterized by seizures, mental retardation and psychomotor symptoms that are associated with the accumulation of this amino acid and its metabolites. A restrict diet important for PKU treatment, is not always maintained by patients and this can affect the antioxidant status due to nutrient limitation. Recent studies in rats and patients with PKU show that oxidative stress may be involved in the neuropathophysiology of this disease, possibly due to increased production of reactive oxygen species and decreased antioxidant defenses. The brain, organ affected in the disease, is extremely sensitive to oxidative stress due to low antioxidant defenses and high concentrations of Fe and unsaturated lipids. Apparently, the liver is not affected in PKU, but it is an important organ of detoxification and GSH reservoir (tripeptide antioxidant). Lipoic acid (LA) is a potent antioxidant easily acquired from the diet, absorbed by the body and has been suggested for the treatment and prevention of oxidative stress in different neurodegenerative diseases in many studies. A recent study showed a protective effect of LA against the oxidative stress generated by a toxic concentration of Phe in the brain of young rats. The aim of this study was to evaluate the effect of LA in preventing the oxidative stress generated in a chronic model of PKU induced by daily injections of Phe and α-methylphenylalanine (PAH inhibitor) for 7 days. The hyperphenylalaninemia (HPA) model caused in brain an increase of damage to lipids, proteins and DNA; increased superoxide dismutase activity and decreased catalase activity, showing that these enzymes may play an important role in this process, since their activities are directly affected by the presence of Phe and its metabolites. It was also reported some specific reactive species generated in the oxidation process involved in HPA as H2O2 , NO• and O2 • -. In addition, it was found that oxidative stress is not restricted to the brain, and the liver may play an important role in defense to oxidative stress found in the disease. Activities of glutathione peroxidase, glutathione reductase, glucose-6-phosphate dehydrogenase and total content of GSH were decreased by the HPA in the brain of animals and the activity of GCL was increased. In the liver, all enzymes related to GSH metabolism were increased by the HPA. Treatment with LA was able to prevent the enzymatic changes in addition to preventing damage to biomolecules. The overproduction of H2O2 and NO• by HPA model was inhibited by LA treatment. Regarding to GSH metabolism, LA was able to maintain enzyme activities and GSH production at control levels in the brain of animals affected by HPA. According to our results, it is possible that a treatment with antioxidants is effective in maintaining redox homeostasis in patients and may be a novel therapeutic approach additional to dietary treatment already applied to PKU patients.

As cianobactérias são organismos que vivem dispersos em ecossistemas aquáticos e fazem parte do fitoplâncton. Quando em ambientes eutrofizados por excesso de nutrientes, crescem de maneira acelerada nas chamadas florações (do inglês blooms), e além de poluírem fisicamente as reservas de água, são capazes de produzir potentes toxinas. Outros metabólitos produzidos pelas cianobactérias tem despertado interesse por seu potencial para aplicação farmacêutica e biotecnológica, que abrangem moléculas como proteínas, peptídeos e lipídeos. Os avanços de técnicas cromatográficas e de espectrometria de massas tem possibilitado estudos mais precisos e amplos de biomoléculas de interesse em organismos como cianobactérias. A espécie Sphaerospermopsis torques-reginae já foi registrada no Brasil, porém existem poucos estudos na literatura sobre metabólitos secundários produzidos por essa espécie, cuja produção de anatoxina-a(s) já foi registrada. A produção de anatoxina-a(s) é de difícil estudo, em razão da inexistência de padrão analítico para quantificá-la e das próprias características da molécula. Neste estudo foi avaliada a influência de fatores ambientais sobre o crescimento, formação de heterócitos e produção de pigmentos de uma linhagem de S. torques-reginae, isolada de um reservatório em Pernambuco, quando foi classificada como Anabaena spiroides e posteriormente reclassificada. Para isso foram utilizadas técnicas tradicionais de mensurações do crescimento e de extração dos compostos de interesse em cultivos com variações da fonte de nitrogênio e da intensidade luminosa. O perfil de ácidos graxos foi avaliado por técnica de GC-MS, avaliando a influência das variáveis luz e nitrogênio. Foram identificados ácidos graxos de interesse para a produção de biodiesel e também ácidos graxos essenciais como o 18:2ω6 e o 18:3ω3. Foi avaliado também o perfil de peptídeos por técnica de MALDI-TOF, focando em massas entre 2 e 20 kDa. Os resultados obtidos neste estudo contribuem para o aumento do conhecimento sobre as cianobactérias brasileiras e sobre a espécie S. torques-reginae, ainda pouco estudada, dando uma visão geral sobre a produção de metabólitos secundários. / Cyanobacteria are organisms that live dispersed in aquatic ecosystems and belong to phytoplankton. In environments eutrophized by excess of nutrients, they grow at an accelerated rate in so-called blooms, and in addition to physically pollute water supplies, they are able to produce potent toxins. Other metabolites produced by cyanobacteria has attracted attention for its potential to pharmaceutical and biotechnological applications, comprising molecules such as proteins, peptides and lipids. Advances in chromatographic and mass spectrometry techniques has enabled more accurate and extensive studies of biomolecules of interest in organisms like cyanobacteria. The specie Sphaerospermopsis torques-reginae has been recorded in Brazil, but there are few studies on secondary metabolites produced by this specie, whose production of anatoxin-a(s) has already been registered. The production of anatoxin-a (s) is difficult to study because of the lack of analytical standard to quantify it and because of the characteristics of the molecule. In this study, we evluated the influence of environmental factors on growth, heterocysts differentiation and pigment production in a strain of S. torque-reginae. This strain was isolated from a water reservoir in Pernambuco, Brazi, when it was classified as Anabaena spiroides and subsequently reclassified. We used traditional techniques for growth measurements and extraction of compounds with interest from cultures in differents condtions of nitrogen source and light intensity. The fatty acids profile was evaluated by GC-MS technique, assessing the influence of light and nitrogen variations. We identified fatty acids with interest for biodiesel production. Essential fatty acids such as 18:2ω6 and 18:3ω3 were also identified. We also evaluated the peptides profile by MALDI-TOF technique, focusing on mass range between 2 and 20 kDa. The results reached with this study contribute to increase the knowledge about the brazilian cyanobacterias and about the species S. torques-reginae, still little studied, giving an overview on their metabolites production.

No Brasil, os sistemas de produção em ruminantes são principalmente a base do fornecimento de forragens cultivadas em grandes, medianas ou pequenas extensões do território nacional. A maior parte destas pastagens estão em um avançado estado de degradação por causa de um mal aproveitamento das vantagens que oferecem as gramíneas utilizadas nestes sistemas de produção. Um dos motivos pelos quais muitos estes sistemas ainda não são sustentáveis, é o mal uso ou não uso de suplementos no solo, levando o esgotamento de recursos em el solo muy importantes para o bom desenvolvimento de uma gramínea como o é o nitrogênio e o potássio. Como consequência disto, o desempenho animal, fator crítico nos sistemas de produção pecuário são baixos e o rendimento econômico faz que a empresa produtora de carne e leite bovino não seja rentável. Objetiva-se com este estudo avaliar o efeito a eficiência biológica de doses crescentes de adubação em pastagens de capim-marandu e capimmombaça durante os períodos de verão e outono com 3 tratamentos, e duas repetições. Foram 3 as doses de adubação avaliadas: 1) 50 kg N/ha + 50 kg K2O/ha; 2) 300 kg N/ha + 300 kg K2O/ha e 3) 600 kg N/ha + 600 kg K2O/ha, sobre os seguintes parâmetros: 1) massa de forragem produzida em cada um dos tratamentos no pré-pastejo; 2) Composição morfológica; 3) taxa de lotação; 4) frequência de pastejo; 5) composição químico-bromatológica. Foram utilizados 6 piquetes, cada um de 2 ha (3 de variedade Marandu e 3 de variedade Mombaça), nos quais foram coletadas as informações do trabalho de campo. Adicionalmente, dois piquetes com as mesmas dimensões, cada um, com uma das variedades de capim estudadas foram usados como área de reserva. Todos os piquetes foram divididos em 6 partes iguais e contaram com uma área de lazer de 15x30 metros. 181 novilhas foram utilizadas como agentes desfoliadores em ciclos de pastejo de 5 dias de ocupação e 25 de descanso para o campi-marandu e 7 dias de ocupação e 35 de descanso para o campi-mombaça. No período da seca foi testado o desempenho de 103 novilhas entre prenhes e vazias suplementadas com dietas a base de cana-de açúcar e 4 fontes de proteína (farelo de soja, farelo de soja + uréia, uréia e uréia de liberação lenta). A taxa de lotação tive um efeito linear positivo às doses de N e KCl avaliadas. A qualidade do capim foi pouco influenciada pelos tratamentos. Todos os suplementos usados na época da seca permitiram manter o peso médio e obter um ganho de peso adicional. O uso de adubos nitrogendos e potássicos permite aumentar a eficiência do uso da terra permitindo disponibilizar áreas dedicadas à pecuária para outro tipo de atividades no agronegócio. / In Brazil the ruminant production systems are mainly based on the offer of pastures cultivated in large, medium or small areas of the country. Most of the prairies in these production systems are in an advanced state of degradation due to misuse of the gramineae advantages making them unsustainable. The misuse or non-use of soil supplements leads to the depletion of resources such as nitrogen and potassium highly important for the proper development of grass. As a consequence the animal performance, a critical factor in livestock production systems is low, causing a negative impact on economic efficiency of the meat and milk production enterprise making it not profitable. The aim of this study was to evaluate the effect and biological efficiency of increasing doses of fertilizers on Marandu and Mombaça pasture prairies during summer and autumn periods with three treatments in two repetitions. With three fertilizer doses evaluated: 1) 50 Kg of N/ha + 50 Kg of K2O/ha; 2) 300 Kg of N/ha + 300 Kg of K2O/ha and 3) 600 Kg of N/ha + 600 Kg of K2O/ha; on the following parameters: 1) mass of forage produced in each of the treatments on the pre-grazing, 2) morphological composition, 3) livestock rate, 4) frequency of grazing, 5) chemical and bromatological composition. 6 paddocks were used, each one of 2 ha (3 with Marandu variety and 3 Mombaça variety) were field work information was collected. Additionally, two fields with the same dimensions mentioned above, each one with the grass varieties tested were used as a reserve area. All paddocks were divided into 6 equal parts and counted with a rest area of 15 x 30 meters. 181 heifers were used to consume the accumulated pasture in grazing cycles, 5 days of occupation and 25 days off in Marandu pasture prairies and 7 days of occupation and 35 days off for Mombaça pasture prairies. In the drought period the performance of 103 pregnant heifers both pregnant and non-pregnant was evaluated, they were fed with diets supplemented with sugar cane and 4 protein sources (soybean meal; soybean meal+ urea; urea; and slow release urea).Lifestock rate had a positive linear effect on increasing doses of the N and KCl evaluated.. Pasture quality was poorly influenced by the treatments. All supplements used in the dry season allowed maintaining weight and additional weight gain. The use of nitrogen and potassium fertilizers allowed the increase of efficiency of soil and to use areas dedicated to livestock to other activities in the agribusiness.

Sob a perspectiva de aumento da demanda global por biocombustíveis, em particular o etanol durante as próximas décadas, espera-se um crescimento ainda maior da indústria sucroalcooleira no Brasil. Aliada à expansão da cultura da cana-de-açúcar, as bacias nas quais se inserem esses plantios estão sujeitas a alterações no regime hidrológico, bem como à elevação do uso de fertilizantes nitrogenados, o que possui implicações na quantidade e qualidade da água nos corpos hídricos. Com intuito de avaliar esses impactos, o presente estudo visou caracterizar as vias hidrológicas e o transporte de nitrogênio associado a elas em vertentes cobertas por cana-de-açúcar localizadas em microbacias do Rio Corumbataí, noroeste do estado de São Paulo. Para isso, foram monitorados alguns processos hidrológicos, entre eles: precipitação total, precipitação interna, escoamento pelo caule, escoamento superficial, umidade do solo em quatro profundidades (15 cm, 30 cm, 50 cm e 90 cm) e deflúvio durante período de 21 de julho de 2012 a 22 de maio de 2013. A precipitação totalizou 1095 mm durante o período de estudo, dos quais em torno de 35% foram interceptados pela cultura. Não foram encontradas diferenças significativas entre o efeito de diferentes variedades de cana-de-açúcar no que se refere às perdas por interceptação. Além dessa, a parcela de água de chuva escoada pelo caule, a precipitação interna, o escoamento superficial e o deflúvio corresponderam, respectivamente, a 14%, 51%, 4,7% e 7,7% do total precipitado. Nesses compartimentos hidrológicos, de um modo geral, foram observadas baixas concentrações de nitrogênio, com exceção ao escoamento superficial, que apresentou altas concentrações, principalmente de nitrato. O aporte (deposição) de nitrogênio ao sistema, 2,81 kg N ha-¹, foi superior à perda fluvial: 0,45 kg N ha-¹ / The recent years have shown us that there is a perspective of increasing the global biofuels demand, particularly ethanol. In conjunction with the expansion of sugarcane crop, the watersheds in which these crops are founded are subject to hydrological changes, as well as the elevation of the use of nitrogen fertilizers. It has implications in the quantity and quality of water in streams. In order to assess these impacts, the present study aimed to characterize the hydrological flow paths and the associated nitrogen transport in hillslopes under sugarcane in two small watersheds at Corumbataí River, northwest of São Paulo. For this, we monitored some hydrological flow paths, including: gross rainfall, throughfall, stemflow, surface runoff, soil moisture at four depths (15 cm, 30 cm, 50 cm and 90 cm) and streamflow during period of 21 July 2012 to May 22, 2013. Gross rainfall was 1095 mm and around 35% was intercepted by the sugarcane canopy. No significant differences between different varieties of sugarcane were found for interception losses. In addition, rainfall was partitioned into stemflow, throughfall, surface runoff and streamflow as the following: 14%, 51%, 4.7% and 7.7%, respectively. Hydrological flow paths in general carried low nitrogen concentration, being the surface runoff the exception, which carried high levels of nitrate. The nitrogen input in the system was 2.81 kg N ha-¹, and the loss by streamflow was 0.45 kg N ha-1

Alguns ecossistemas chamam atenção devido à particular combinação de condições ambientais únicas, que resultam na evolução de espécies capazes de colonizar estes ambientes. Os manguezais compõem um bioma composto por espécies de plantas, animais e microrganismos que interagem neste ambiente, que tem como principal característica a interface entre o continente e o oceano em regiões intertropicais. Nosso objetivo foi acessar via sequenciamento massivo de DNA e RNA (via Illumina HiSeq 2000) o perfil taxonômico e funcional da comunidade microbiana de quatro manguezais com distintos níveis de contaminação. As sequências foram analisadas na plataforma MG-RAST, para a análise taxonômica foi utilizado BlastN contra a base de dados RDP ou M5NR, enquanto que a análise funcional foi baseada na comparação por BlastX das sequências obtidas com as disponíveis no banco de dados M5RNA e M5Nr. Na análise funcional, as sequências classificadas foram ainda integradas na classificação hierárquica SEED (subsystems), KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) e COG (Clusters of Orthologous Group). No total, foram obtidas 682 milhões de sequências válidas ( 88,2, 303,1 e 290,9 milhões a partir das análises de DNA, RNA total e RNA purificado, respetivamente). Estas indicaram como grupos taxonômicos mais abundantes as classes Gammaproteobacteria e Deltaproteobacteria (dentro do domínio Bacteria), e Methanomicrobia e Methanobacteria (dentro do domínio Archaea). Além destas observações, alterações na representação de determinados grupos quando as análises de DNA e RNA são comparadas. Em relação a classificação funcional das sequências, foi possível observar uma similaridade no número de funções encontradas nos diferentes manguezais, mas uma maior quantidade de sequências anotadas foi observada, como esperado, na análise de DNA. De maneira mais detalhada, o estudo das funções relacionadas a transformação de nitrogênio e enxofre indicou que há uma correlação entre a abundância de sequências de um referido gene na análise metagenômica, e sua correspondente quantidade dentro dos grupos de dados de metatranscriptômica. Os grupos microbianos mais representados nestes ciclos foram Deltaproteobacteria e Gammaproteobacteria, atuantes principalmente nos processos de fixação de nitrogênio atmosférico (N2), desnitrificação e redução de sulfato, enquanto que para oxidação do enxofre as classes mais frequentes foram Gammaproteobacteria, Betaproteobacteria e Epsilonproteobacteria. De maneira geral, este estudo fornece indícios sobre a atividade microbiana nos manguezais, e indica que as frequentemente correlações observadas entre os resultados da análise metagenômica e metatranscriptômica, porém essas correlações se tornam menos evidentes quando analisamos em nível de ordem ou em níveis mais específicos. / Some ecosystems call particular attention due to unique combination of environmental conditions that result in evolution of species capable of colonizing these environments. Mangroves constitute a biome composed of species of plants, animals and micro-organisms that interact in this environment, whose main characteristic is the interface between the continent and the ocean in tropical areas. Our goal was to access via massive sequencing of DNA and RNA (via Illumina HiSeq 2000) the taxonomic and functional profile of the microbial community four mangroves with different levels of contamination. The sequences were analyzed on MG-RAST platform for taxonomic analysis was performed using BLASTN against the RDP database or M5NR, while the functional analysis was based on comparison of the sequences obtained by BlastX available on M5RNA with the database and M5Nr . In functional analysis, the sequences were classified yet integrated into the hierarchical classification SEED (subsystems), KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) and COG (Clusters of Orthologous Group). A total of 682 million valid sequences were obtained (88.2, 303.1 and 290.9 million from DNA analyzes, purified total RNA and RNA, respectively). These indicated as the most abundant taxa Gammaproteproteobacteria and Deltaproteobacteria classes (within the domain Bacteria), and Methanomicrobia and Methanobacteria (within the domain Archaea). In addition to these observations, changes in the representation of particular groups when analyzes of DNA and RNA are compared. Regarding the functional classification of the sequences was observed in the number of a similarity functions found in different mangrove, but a greater amount of annotated sequences was observed, as expected, the analysis of DNA. In more detail, the study of the functions related to transformation of nitrogen and sulfur indicated that there is a correlation between the abundance of sequences of said gene in metagenomic analysis, and its corresponding quantity within the metatranscriptômica data groups. The microbial groups were over-represented in these cycles and Deltaproteobacteria Gammaproteobacteria mainly active in nitrogênioatmosférico fixation processes (N2), the denitrification and sulfate reduction, while for sulfur oxidation were the most frequent class Gammaproteobacteria, and Betaproteobacteria Epsilonproteobacteria. Overall, this study provides evidence of microbial activity in the mangroves, and often indicates that the correlations observed between the results of metagenomics and metatranscriptômica analysis, but these correlations become less evident when we look at order level or other specific levels.

Plantações clonais de eucalipto no Brasil apresentam as maiores médias de produtividade de madeira entre os principais países produtores. Dentre os fatores responsáveis por este êxito, estão as corretas práticas de manejo, em que as fertilizações minerais constituem uma das principais. Apesar de apresentar boas condições climáticas e atributos físicos do solo favoráveis, as florestas plantadas no Brasil necessitam de fertilizações com macro e micronutrientes. Na maioria dos solos e plantações florestais, as respostas são maiores para P e K, mas acredita-se que, devido às sucessivas rotações de produção e às elevadas quantidades de N exportadas, respostas às fertilizações nitrogenadas serão comuns em futuras rotações de cultivo. O objetivo deste estudo foi identificar as doses de N, P e K e fontes de N adequadas e a resposta à aplicação de Ca em plantações clonais de eucalipto e suas interações com fatores edafoclimáticos. Não apenas os teores nutricionais no solo, mas também os materiais genéticos e as condições climáticas influenciaram as respostas às fertilizações minerais. Em solos com teores entre baixo e médio de matéria orgânica e textura arenosa, foram verificadas respostas em produção de madeira entre 4 e 47% aos 60 meses para a aplicação das maiores doses de N. A ureia apresentou resultados de produção volumétrica de madeira próximos à dose equivalente de nitrato de amônio. A fertilização fosfatada proporcionou ganhos de produtividade em solos com teores de P-resina até 5 mg dm-3. Os ganhos em produtividade diminuíram com a idade dos povoamentos e, entre os 48 e 60 meses após o plantio, ficaram entre 14 e 19 %. Não houve influência climática ou do material genético associadas à fertilização fosfatada. Contrastando ao N e P, as respostas à fertilização potássica aumentaram com a idade em três dos quatro sítios estudados. Os ganhos de produtividade com a aplicação da maior dose de K ficaram entre 2 e 99% nas avaliações realizadas aos 48 e 60 meses após o plantio. Apesar dos teores do nutriente no solo serem considerados muito baixos para todos os locais, as respostas foram diferentes. Em Paulistânia, local com as maiores produtividades, as respostas à aplicação de K foram próximas a zero. O menor déficit hídico neste sítio foi identificado como fator mais influente. Para os três macronutrientes primários, os teores foliares diminuíram com a idade, e mesmo na ausência de respostas eles estiveram abaixo de teores foliares adequados. Não houve resposta à aplicação de Ca. / Clonal eucalyptus plantations in Brazil have the highest average productivity of wood amongst the main producing countries. Among those responsible for this success are the correct management practices, in which mineral fertilizations are a major. Despite showing good weather and favorable physical attributes of the soil, planted forests in Brazil require fertilization with macro and micronutrients. In most of the soils and forest plantations, responses are higher for phosphorus and potassium, but it is believed that due to successive rotations of production and high amounts of N exported, responses to nitrogen fertilization will be common in future rotations of cultivation. The aim of this study was to identify appropriate doses of N, P and K in clonal eucalyptus plantations and their interactions with edaphoclimatic factors. This study found that not only the nutritional content of the soil, but also the genetic materials and climatic conditions influence responses to mineral fertilization. In soils with low to medium organic matter levels and coarse texture responses between 4 and 47% were observed at 60 months, for the application of higher doses of N. Urea showed productivity responses close to the equivalent dose of ammonium nitrate. The P fertilization led to gains in productivity in soils with levels of P-resin up to 5 mg dm-3. Productivity gains evaluated decreased with age of the stands, and between 48 and 60 months after planting, were between 14 and 19%. There was no climate or genetic material linked to phosphorus fertilization influence. In contrast to N and P, the responses to potassium fertilization increased within age in three of the four studied sites. Productivity gains from the implementation of higher dose of K were between 2 and 99% in the assessments at 48 and 60 months after planting. Although the levels in the soil are considered very low for all sites, the answers were different. In Paulistânia, location with the highest yields, responses to K were close to 0. The smaller water deficit in this site was identified as the most influential factor to the results. For the three primary macronutrients, it was found that these foliar concentrations decreased with age, and that even in the absence of answers they were below levels recommended foliar elsewhere. There was no response to the application of Ca.

Agriculture when only focused on production leads to an unsustainable use of inputs with negative consequences to the environment and human health. One consequence of the excessive use of fertilizers is the pollution of surface and underground water resources in agricultural eco-systems and their boundaries. The Brazilian Cerrado has been suffering the transformations of the intensive agriculture during the last decades. Due to the poor fertility of soils, in general very sandy and of low pH, the use of agricultural inputs is intensified and the nutrient downward transport by leaching becomes a serious problem in different regions. Information about the current use practices of fertilizer use in the Cerrado environment must be gathered for a healthy transition of this biome. Models based on physical and chemical processes are useful tools to simulate water and nutrient dynamics in agricultural systems, including the related losses due to adopted managements. They have the potential to evaluate different scenarios to predict outcomings of such practices. Among the available models for such processes, SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant model) has been used under several agronomic conditions to describe hydrologic processes, and ANIMO (Nitrogen in Agriculture model) to simulate N cycling in agricultural systems. Our study presents an application of SWAP to adult perennial coffee crops along one productive cycle, with focus on deep drainage losses and irrigation management in a representative Brazilian Cerrado management system. The SWAP/ANIMO combination was used in this study to simulate N absorption by coffee plants and N leaching in the form NO3-N, as a result of an intensive fertilizer management practice. The ANIMO program was calibrated in relation to one N treatment, of 400 kg ha-1 year-1, and was evaluated with independent data of NO3-N in soil solution of another treatment of 800 kg ha-1 year-1. The yearly water balance (WB) obtained from SWAP was similar to that obtained through a sequential climatologic WB of Thornthwaite and Matter. However, the monthly deep drainage values obtained by SWAP as compared to the WB values presented differences with a determination coefficient of 0.77 in a linearization of the results. Irrigation scenarios with intervals of 3(IF3), 5(IF5), 10 (IF10) e 15 (IF15) days between water applications were simulated by SWAP and compared with the irrigation management practiced in the farm where the experiment was carried out. These simulations showed for longer intervals (IF15) drainage losses were smaller, water productivity higher, as well as relative productivity. Measurements of N absorption by plants obtained experimentally were similar to ANIMO simulations. Sensitivity analyses of the model showed that leaching and soil solution concentration of NO3-N are sensitive to soil pH and temperature of the decomposition processes. We conclude that the combination of SWAP with ANIMO was efficient for the description of the N cycle in a Cerrado soil-plant-atmosphere system / A agricultura focada apenas na produção leva ao uso insustentável de recursos resultando em consequências negativas para o meio ambiente e a saúde humana. Uma consequência do uso excessivo de fertilizantes é a contaminação dos recursos hídricos subterrâneos e superficiais em ecossistemas agrícolas e nos seus arredores. Devido o solo da região do Cerrado ser pobre em nutrientes, predominantemente arenoso e com alta acidez, o uso de insumos agrícolas é intensificado e o transporte químico de nutrientes via lixiviação é um problema para a agricultura intensiva nas diferentes regiões. Informações sobre as atuais práticas de uso de fertilizantes e seus efeitos no ambiente de Cerrado precisam ser coletadas para reduzir os impactos da agricultura nesse ecossistema. Modelos baseados em processos físicos e químicos são ferramentas úteis para simular a dinâmica da água e nutrientes no meio agrícola e as perdas associadas aos manejos adotados, com potencial para avaliar diferentes cenários de previsão dos resultados dessas práticas. Entre os modelos baseados em processos, o SWAP (modelo Solo, Água, Atmosfera e Planta) tem sido utilizado com sucesso em várias condições agronômicas para descrever processos hídricos, e o ANIMO (modelo de nitrogênio na agricultura) para simular o ciclo do nitrogênio em sistemas agrícolas. Nosso estudo apresenta uma aplicação do SWAP para culturas de café perenes maduras ao longo de um ciclo produtivo, com foco nas perdas por drenagem e no manejo da irrigação em um sistema típico do Cerrado Brasileiro. A combinação dos modelos SWAP/ANIMO foi utilizada nesse estudo para simular a absorção de N pelas plantas de café e a lixiviação do nitrogênio na forma de nitrato (NO3-N) resultante de uma prática de manejo de fertilizantes intensiva. O ANIMO foi calibrado para o cenário correspondente à aplicação de 400 kg ha-1 ano-1 de fertilizante mineral, e foi avaliado com dados independentes de NO3-N na solução do solo medidos em parcelas de outro tratamento que receberam 800 kg ha-1 ano-1. O balanço hídrico anual obtido pelo SWAP foi semelhante ao obtido pelo balanço sequencial climatológico, de Thornthwaite e Matter. No entanto, os valores mensais de drenagem profunda obtidos pelo SWAP e comparados com os resultados do balanço climatológico apresentaram diferenças, com um coeficiente de determinação de 0,77 na linearização dos resultados. Cenários de irrigação com intervalos de 3 (IF3), 5 (IF5), 10 (IF10) e 15 (IF15) dias entre aplicações de água foram simulados utilizando o SWAP e comparados com a prática de manejo da fazenda onde o estudo experimental foi realizado. As simulações dos cenários com o SWAP mostraram que as irrigações com intervalos mais longos (IF15) apresentam menores quantidades de perdas por drenagem, maior produtividade da água e produtividade relativa da cultura. As medidas de absorção de N pelas plantas obtidas experimentalmente foram similares às estimativas do modelo ANIMO. As analises de sensibilidade do modelo mostraram que as previsões da lixiviação e concentração de NO3-N na solução do solo são sensíveis às variáveis pH do solo e temperatura de referência dos processos de decomposição. Conclui-se que a combinação dos modelos unidimensionais baseados em processos SWAP/ANIMO foi eficaz na descrição do ciclo do N avaliado no sistema solo-planta do Cerrado

Capítulo 2: Estudos vêm sendo realizados na tentativa de se avaliar os efeitos da manipulação da nutrição protéica, devido à sua importância no metabolismo e desempenho de bovinos. O presente estudo teve como objetivo identificar a melhor fonte de nitrogênio não-proteico (uréia, uréia de liberação lenta ou a combinação destas) em substituição parcial ao farelo de soja sobre o desempenho, características de carcaça e qualidade da carne de novilhos Nelore em terminação. Quarenta e seis novilhos Nelore (313,30 ± 22,62 kg) foram distribuídos em um delineamento em blocos e confinados em baias individuais por 74 dias. As dietas foram formuladas isoproteicas e isoenergéticas, com os seguintes tratamentos: 1)Controle: composta por 12% de farelo de soja, 2)Uréia: com a substituição de 6 % da proteína do farelo de soja por uréia, 3)Optigen: com a substituição de 6 % da proteína do farelo de soja por uréia de liberação lenta e 4)Uréia e Optigen: com a substituição de 6 % da proteína do farelo de soja por uréia e uréia de liberação lenta, tendo como volumoso o bagaço e a silagem de cana totalizando 21,5% da MS. Não foram verificados efeitos das dietas (P>0,05) no peso vivo final, ganho médio diário, consumo de matéria seca, eficiência alimentar, características de carcaça e qualidade de carne. A substituição parcial do farelo de soja pelas fontes de NNP (uréia e uréia de liberação lenta) proporcionou desempenho, características de carcaça e qualidade da carne semelhantes. -- Capítulo 3: O objetivo deste trabalho foi identificar a melhor fonte de nitrogênio não protéico (NNP), (uréia, uréia de liberação lenta ou a combinação destas) para a substituição parcial ao farelo de soja, avaliando seus efeitos na fermentação ruminal, digestibilidade aparente total, produção de proteína microbiana, contagem de microrganismos ruminais e parâmetros sanguíneos de bovinos Nelore. Para tanto, quatro novilhos Nelore com cânulas ruminais (PV 407,1 ± 11,7 kg) foram distribuídos em um quadrado latino (4×4) durante quatro períodos de 21 dias. As dietas foram formuladas isoproteicas e isoenergéticas, com os seguintes tratamentos: 1)Controle (CTL): composta por 12% de farelo de soja, 2)Uréia (U): com a substituição de 6 % da proteína do farelo de soja por uréia, 3)Optigen (O): com a substituição de 6 % da proteína do farelo de soja por uréia de liberação lenta e 4)Uréia e Optigen (UO): com a substituição de 6 % da proteína do farelo de soja por uréia e uréia de liberação lenta, tendo como volumoso o bagaço e a silagem de cana totalizando 21,5% da MS. Não foi observado efeito das dietas experimentais (P>0,05) no consumo de nutrientes e digestibilidade aparente total, com exceção do consumo de extrato etéreo que foi maior nos animais alimentados com as fontes de NNP (U:0,19, O:0,20 e UO:0,19 kg/d) em relação a dieta CTL (0,17 kg/d). A concentração de nitrogênio amoniacal, proporção molar, porcentagem e total de ácidos graxos de cadeia curta no líquido ruminal foram semelhantes entre as dietas. No entanto, os animais alimentados com a dieta CTL apresentaram maior (P=0,017) pH ruminal (6,81) em relação as fontes de NNP (U:6,64, O:6,63 e UO:6,76). A quantidade de todos os gêneros de protozoários ciliados foram aumentados no conteúdo ruminal dos animais alimentados com as fontes de NNP em relação à dieta controle (P<0,001). Foi observada maior produção de proteína microbiana para as dietas com NNP, devido aos maiores valores de alantoina (P=0,074), purinas totais (P=0,090), purinas microbianas absorvidas (P=0,091), nitrogênio microbiano (P=0,091) e proteína bruta microbiana (P=0,091) observados quando comparadas a dieta CTL. A concentração plasmática de glicose, uréia no plasma e nitrogênio ureico no soro foram maiores na dieta CTL (P=0,012; 0,017 e 0,017, respectivamente) em relação as fontes de NNP. A substituição parcial de farelo de soja por uréia, uréia de liberação lenta ou a combinação de uréia e uréia de liberação lenta, resultou em melhor eficiência de utilização protéica pelos animais, entretanto, a uréia e a uréia de liberação lenta foram semelhantes nas variáveis analisadas. / Chapter 1: Several studies have been performed to evaluate the effects of protein nutritional manipulation due to its importance to ruminant metabolism and performance. This study aimed to identify the best source of non protein nitrogen (urea, slow releasing urea and their combination) for the partial replacement of soybean meal, and its effect on the animal performance, carcass traits and meat quality. Forty-six Nellore steers (BW 313.30 ± 22.62 kg) were allotted in a randomized block design and fed in individual pens for 74 days. Steers were fed isoproteic and isoenergetic diets as follows: 1)Control (CTL): 12% of soybean meal 2)Urea (U): the replacement of 6% of soybean meal protein for urea, 3)Optigen (O): the replacement of 6% of soybean meal protein for slow releasing urea and 4)Urea and Optigen (UO): the replacement of 6% of soybean meal protein for urea and slow releasing urea, with 21.5% of the total DM of sugarcane silage and bagasse as roughage. No differences (P>0,05) in final body weight, average daily gain, dry matter intake, feed efficiency, carcass traits and meat quality were found among steers fed with the dietary treatments. The partial replacement of soybean meal by NPN sources (urea and slow releasing urea) had animal performance, carcass traits and meat quality similar to the control. -- Chapter 2: This study aimed to identify the best source of non protein nitrogen (urea, slow releasing urea and their combination) for the partial replacement of soybean meal, and its effect on the ruminal fermentation, total apparent digestibility, microbial protein production, ruminal microorganisms and blood parameters in Nelore steers. Four Nelore steers (BW 407,1 ± 11,7 kg) with ruminal canulas were alloted in a (4×4) square design for four 21 days periods. Steers were fed isoproteic and isoenergetic diets as follows: 1)Control (CTL): 12% of soybean meal 2)Urea (U): the replacement of 6% of soybean meal protein for urea, 3)Optigen (O): the replacement of 6% of soybean meal protein for slow releasing urea and 4)Urea and Optigen (UO): the replacement of 6% of soybean meal protein for urea and slow releasing urea, with 21.5% of the total DM of sugarcane silage and bagasse as roughage. There was no effect of experimental diets (P>0.05) on nutrient intake and total apparent digestibility, but ether extract intake was higher in animals fed NPN diets (U:0.19, O:0.20 e UO:0.19 kg/d) when compared to the CTL diet (0.17 kg/d). The ruminal ammonia N concentration and the ruminal short-chain fatty acid concentrations were similar among the diets. Therefore, the animals fed the CTL diet had increased (P=0.017) ruminal pH (6.81) when compared to the NPN diets (U:6.64, O:6.63 e UO:6.76). The NPN diets provided more protozoa than the CTL diet. (P<0.001). It was observed an increase production of microbial protein to the NPN diets due to the higher values of allantoin (P=0.074), total purine (P=0.090), microbial purine absorbed (P=0.091), microbial N (P=0.091) and microbial crude protein (P=0.091) observed when compared to the CTL diet. The CTL diet had higher blood concentration of glucose (P=0.012) plasma urea (P=0.017) and serum urea nitrogen (P=0.017) when compared with the NPN sources. The partial replacement of soybean meal for urea, slow releasing urea or their combination resulted in better efficiency on protein utilization by the animals.