Os processos de amonificação e nitrificação no solo são de fundamental importância para a disponibilidade de N-mineral às plantas. Recentemente, foi demonstrado que a cana-de-açúcar tem preferência na absorção de NH4 + à NO3 -, podendo apresentar maior produtividade quando fertilizada apenas com Namoniacal. Da mesma forma, estudos indicaram que gramíneas do gênero Brachiaria podem inibir a nitrificação no solo por meio da exsudação radicular de compostos denominados braquiolactanas. Portanto, é oportuno avaliar as taxas de amonificação (TAB) e nitrificação brutas (TNB) de N pela técnica da diluição do isótopo 15N em solos cultivados com cana-de-açúcar e braquiária. Devido à escassez de trabalhos voltados à estimativa da TAB e TNB em solos tropicais, adaptações na metodologia são requeridas. Objetivou-se, então, realizar ajustes nos protocolos para determinação da TAB e TNB, para, posteriormente, quantificar as referidas taxas em solos sob cultivo de cana-de-açúcar e de algumas espécies de gramíneas para pastagem. Primeiramente, avaliou-se o tempo necessário de agitação de amostras líquidas contendo um sistema de microdifusão para captura do N-mineral presente. Os resultados indicaram que a máxima recuperação isotópica de 15N-mineral e de N-15NH4 + ocorreu em 24 h de agitação. Em sequência foram avaliadas duas técnicas para recuperação do N-15NO3 - (eliminação prévia do N-NH4 + e diluição isotópica) presente em extratos de KCl contendo N-15NO3 - e 15N-mineral. Ambas foram eficientes, sendo recomendada técnica que preconiza a eliminação prévia do N-NH4 +, pela boa operacionalidade proporcionada. A última adaptação efetuada se refere à abundância de 15N no composto marcado a ser aplicado no solo, visto que em estudos com solos temperados, são utilizados compostos altamente enriquecidos no isótopo. Foi constatado que para solos tropicais (agricultáveis e cultivados com cana-de-açúcar, no caso) não há necessidade de alta marcação com 15N nos compostos. Por fim, foi quantificada a TAB e TNB de solos cultivados com cana-de-açúcar e pastagens, com as devidas adaptações metodológicas efetuadas. A TAB dos solos de cana-de-açúcar e pastagem foi superior à TNB. Os solos de pastagem cultivados unicamente com a espécie B. humidicola apresentaram alto conteúdo de N-NH4 + e valores extremamente baixos de N-NO3 - e TNB, indicando inibição biológica da nitrificação. A ação inibitória da nitrificação em solos com ocupação de B. humidicola pode ser uma estratégia interessante para o plantio de cana-de-açúcar, com base na hipótese de preferência de absorção por NH4 + à NO3 - pela cultura. / The ammonification and nitrification processes of soils are of fundamental importance because they release mineral N to the plants. It was recently shown that sugarcane has a preference to uptake NH4 + instead of NO3 -, and may have higher yield when is fertilized with only NH4 +-N. Similarly, studies indicated that some Brachiaria species can inhibit soil nitrification through root exudation of free fatty acids. Therefore, it is appropriate to assess the gross rates of ammonification (GRA) and gross nitrification (GRN) by 15N pool dilution technique Therefore, it is appropriate to assess the gross rates of ammonification (GRA) and gross nitrification (GRN) by the 15N pool dilution technique in soils cropped with sugarcane and pasture. Due to the lack of studies related to the estimate of GRA and GRN in tropical soils, adjustments in methodology are required. Thus, the objectives were to perform some adjustments in the protocols of GRA and GRN to subsequently quantify such rates in soils under sugarcane and some pasture grasses. First, it was assessed the time needed for shaking liquid samples containing a microdiffusion system to capture the mineral N present. Results indicate that the maximum isotopic recovery of 15NH4 +-N and mineral-15N occurred within 24 h of shaking. Following, two methods of recovery the added 15NO3 --N (prior removal of NH4 +-N and isotope dilution procedure) to samples containing KCl were tested. Both methods were effective, but the technique that advocates removal of NH4 +-N is recommended, due to the good operability. The last adjustment made refers to the 15N abundance of labelled compound, since studies with temperate soils usually use highly enriched compounds in the isotope. It was observed that for tropical soils (arable and under sugarcane, in this case) there is no need to use highly enriched 15N-coumpounds. Finally, GRA and GRN were quantified in soils under sugarcane and pasture, applying the adjustments previously made. GRA in soils from sugarcane and pasture was higher compared to GRN. The soils under B. humidicola showed high content of NH4 +-N and extremely low values of NO3 --N and GRN, indicating biological nitrification inhibition. Nitrification inhibition in soils occupied by B. humidicola may be an interesting strategy for sugarcane planting, on the assumption of preference to uptake NH4 + rather than NO3 - in this crop.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito inibidor dos sais NaCl, MgCl2 e CaCl2, em mistura e separadamente, nas comunidades microbianas em sistema descontínuos e contínuos para o tratamento de esgoto sanitário de regiões de escassez hídrica. Foi avaliado o estabelecimento da nitrificação e desnitrificação simultânea (NDS) sem o controle da concentração de oxigênio dissolvido mediante à aeração contínua por meio de reatores contínuos de leito fixo estruturado na presença (Reator salino, RS) e ausência (Reator Controle, RC) dos sais de estudo. Nos sistemas descontínuos, um planejamento fatorial e ensaios complementares isotônicos para as pressões osmóticas (PO) de 5, 15 e 30 atm foram realizados para a comunidade nitrificante e para a comunidade desnitrificante afim de investigar os efeitos de inibição, antagonismo, sinergismo e estímulo dos sais em mistura e separadamente. Os efeitos dos sais foram diferentes para as comunidades nitrificante e desnitrificante e as maiores taxas específicas de nitrificação e desnitrificação obtidas foram de 0,11 mgN gSSV-1 min-1 e 0,065 mgN gSSV-1 min-1, respectivamente. Os ensaios em batelada permitiram inferir que o efeito de inibição de cada sal é distinto quando em mistura ou separadamente, independentemente da PO aplicada e que o efeito de toxicidade específica de cada sal é superior ao efeito de inibição da PO do meio, podendo estar relacionado à capacidade de osmoregulação dos microrganismos por solutos compatíveis. Nos reatores contínuos, a NDS foi estabelecida sob aeração contínua com concentrações médias de OD de 6 mg L-1, alcançando eficiências de oxidação de NH4+ e de remoção de N-Total de 60% e 56,3% no RC e 95,9% e 65,8% no RS na Fase 1 com PO de 1,7 atm. Isto evidenciou que a presença dos sais em concentração moderada foi benéfica ao sistema nas condições estudadas e para os inóculos aplicados. A deficiência da remoção de N-total em relação ao que foi nitrificado foi atribuída à falta de doadores de elétrons suficientes para promover a desnitrificação heterotrófica. A remoção de DQO no RS foi pouco afetada pelo aumento da PO, tendo eficiência reduzida de 97,2% para 86,2% com o aumento da PO de 1,7 para 9 atm. Análises de PCR/DGGE indicaram que a diversidade microbiana de ambientes salinos é tão grande ou maior que a de ambientes de água doce e o sequenciamento genético evidenciou que os inóculos possibilitaram a inserção de populações capazes de atuar no ciclo do nitrogênio sob condições de elevada salinidade, destacando-se os gêneros Aeromonas, Rheinhemera, Azospirillum, Thioalkalivibrio e Pseudoalteromonas. / The aim of this research was to evaluate the inhibitory effect of NaCl, MgCl2 and CaCl2 salts, in mixture and separately, on microbial communities in batch and continuous systems for the treatment of wastewater from regions with water scarcity. The establishment of simultaneous nitrification and denitrification process (SND) was assessed without dissolved oxygen control and under continuos aeration in structured bed reactors in the presence (Saline Reactor, SR) and absence (Control Reactor, CR) of the studied salts. In the batch reactors, a factorial design and complementary isotonic experiments for the osmotic pressures (OP) of 5, 15 and 30 atm were performed to investigate the effects of inhibition, antagonism, synergism, and stimulation of the salts alone and in mixture. The salts caused distinct effects on the nitrifying and denitrifying communities and the highest nitrification and denitrification specific rates obtained were 0.11 mgN gSSV-1 min-1 and 0.065 mgN gSSV-1 min-1, respectively. In the studied conditions, the results of the batch experiments showed that the inhibitory effect of each salt is different when they are alone or in mixture, regardless of the applied OP. It was observed that the microbial communities are more negatively affected by the specific toxic effect of each salt than by the unspecific inhibitory effect of the OP, which may be related to the osmoregulation capacity of the microorganisms by compatible solutes system. In the continuous reactors CR and SR, SND was established under continuous aeration at average DO concentrations of 6 mg L-1, achieving NH4+ oxidation and total nitrogen removal efficiencies of 60% and 56.3% in CR, and 95.9 % and 65.8% in SR in Phase 1 with OP of 1.7 atm. This data indicates that the presence of the salts in moderate concentration was beneficial to the system for the studied conditions and inoculum. The total nitrogen removal did not achieve higher efficiencies possibly due to the lack of electron donors, which supports heterotrophic denitrification. The COD removal in the SR was not greatly affected by the increase on OP as the efficiency reduced from 97.2% to 86.2% as the OP increased from 1.7 to 9 atm. PCR/DGGE analyses indicated that the microbial diversity of saline environments is as great as in freshwater ones. Genetic sequencing of the biomass showed the presence of bacterial populations capable of consuming oxidized and reduced forms of nitrogen under high osmotic pressure such as the genus Aeromonas, Rheinhemera, Azospirillum, Thioalkalivibrio and Pseudoalteromonas.

Esta pesquisa teve o objetivo de avaliar o pós-tratamento de um Reator UASB com Filtro Biológico Aerado Submerso, no intuito de verificar sua eficácia na nitrificação, submetendo o mesmo a diferentes taxas de recirculação do lodo do decantador final para a entrada do FBAS. A necessidade do pós-tratamento, deve-se ao fato do efluente do reator UASB, mesmo tendo uma boa eficiência na remoção de matéria orgânica, seu efluente não atende a Legislação ambiental brasileira, logo, o pós-tratamento tem o principal papel de completar a remoção de matéria orgânica, e também efetuar a remoção de nitrogênio amoniacal, que de acordo com a Resolução CONAMA Nº 357, de 17 de março de 2005, o padrão de lançamento é de até 20 mgN/L. Esse estudo foi desenvolvido em unidade de escala piloto, em três regimes distintos de operação, situada no Centro Tecnológico de Hidráulica ? CTH, constituída por um FBAS com um volume útil de 605 L, seguido de decantador, tratando o efluente de um reator UASB de 25 m3. Os três regimes de operação tiveram tempo de duração de 75, 80 e 54 dias, respectivamente, com vazões de alimentação de 500 L/h nos dois primeiros regimes e 200 L/h no regime 3. As taxas de recirculação foram respectivamente 0,2, 0,4 e 0,8, para os regimes 1, 2 e 3. Esses três regimes de operação apresentaram as seguintes taxas de aplicação superficial, respectivamente: DQO (35, 40 e 16 g DQO/m2.dia); DBO (16, 14 e 7 g DBO/m2.dia) e NKT (8,8, 8,7 e 3,1 g NKT/m2.dia). Foram realizadas análises de DBO, DQO, sólidos em suspensão, nitrogênio amoniacal e Kjeldahl, nitrito, nitrato e alcalinidade, onde o regime de operação 3 apresentou os melhores resultados, produzindo um efluente final com as seguintes concentrações médias: 78 mg/L (DQO), 28 mg/L (DBO), 27 mg/L (SST), 12 mg/L (NKT), 10 mg/L (NH3/NH4 +) e 23,4 mg/L (NO3 -). As eficiências de remoção observadas foram: 68% (DQO), 76% (DBO), 79% (SST), 75% (NKT) e 75% (NH3/NH4 +). / This study aimed at to evaluate the post-treatment of UASB reactor with aerated submerged biological filter, with the objective of verifying your effectiveness in the nitrification process, submitting it to different sludge recirculation rates from the final settling tank to the entrance of FBAS. The necessity of the post-treatment is due to the fact of the UASB reactor effluent, although tends a good efficiency in the removal of organic matter, it doesn't to meet the standards of Brazilian environmental legislation, therefore, the post-treatment has the main paper of completing the organic matter removal, and also to ammonia nitrogen removal, that in agreement with the Resolution CONAMA N. 357, of march 17, 2005, the release pattern for this parameter is 20 mgN/L. This study was developed in a pilot plant with three different operational regimes, located in ?Centro Tecnológico de Hidráulica ? CTH?, constituted by a FBAS with an useful volume at 605 L, following by settling tank, treating the effluent from 25 m3 UASB reactor. The three operation regimes had time of duration of 75, 80 and 54 days, respectively, with feeding flows at 500 L/hour in the first two regimes and 200 L/hour in the regime 3. The sludge recirculation rate were 0,2, 0,4 and 0,8, for the regimes 1, 2 and 3, respectively. The three operation regimes introduced these superficial aplication rates, respectively: COD (35, 40 and 16 g COD/m2.day); BOD (16, 14 and 7 g BOD/m2.day) and NKT (8,8, 8,7 and 3,1 g NKT/m2.day). Analyses of parameters were accomplished as BOD, COD, solids in suspension, ammonia nitrogen and total Kjeldahl nitrogen, nitrite, nitrate and alkalinity, where the operation regime 3 presented the best results, producing a final effluent with these average concentrations: 78 mg/L (COD), 28 mg/L (BOD), 27 mg/L (TSS), 12 mg/L (NKT), 10 mg/L (NH3/NH4 +) and 23,4 mg/L (NO3 -). The observed efficiency removal were: 68% (COD), 76% (BOD), 79% (TSS), 75% (NKT) and 75% (NH3/NH4 +).

Com a utilização de filtros percoladores aeróbios, procurou-se promover a remoção de nitrogênio amoniacal do esgoto sanitário efluente de reator anaeróbio compartimentado, através do processo de nitrificação. O trabalho foi desenvolvido em duas fases; na primeira foi realizada a preparação da serragem de couro utilizando-se peneiramento e lavagens e a seguir iniciou-se a aplicação do esgoto sanitário em quatro filtros percoladores. Os filtros F1 e F2 foram operados com a mesma taxa de aplicação (1,91 'M POT.3'/'M POT.2'.dia) e diferentes meios suportes, sendo brita e serragem de couro do tipo wet blue respectivamente. Os filtros F3 e F4 foram preenchidos com serragem de couro e operaram com taxa de aplicação hidráulica de 4,00 e 6,00 'M POT.3'/'M POT.2'.dia . O filtro F3 apresentou melhores eficiências de remoção para todos os parâmetros, com eficiência média de remoção de NTK, 'N'-'NH IND.3' e DQO de 71%; sendo que a partir do sexagésimo quarto dia, esse filtro passou a apresentar 100% de remoção de NTK e 'N'-'NH IND.3'. Os filtros F1 e F2 podem ter tido problemas com a aeração, já que foram operados com menores taxas de aplicação hidráulica e deveriam apresentar melhores resultados. O filtro F4 apresentou baixas eficiências de remoção, provavelmente devido a maior taxa de aplicação hidráulica. / The aim of the work is to promote the ammoniacal nitrogen removal from anaerobic baffed reactor effluent using aerobic trickling filters, through the nitrification process. The research was developed in two phases; firstly the leather sawing was prepared through sieving and washing, later the domestic sewage was applied into four tricking filters. The F1 and F2 filters were operated with the same hydraulic loading (1,91 'M POT.3'/'M POT.2'.day) and different filter packing. For the F1 filter was used rock and for the F2 wet blue leather sawing. The F3 and F4 filters were filled with leather sawing and operated in a hydraulic loading of 4,00 and 6,00 'M POT.3'/'M POT.2'.day respectively. The F3 filter presented better removal efficiencies for all the parameters, with 70% of average removal efficiency of KTN (Kjeldahl Total Nitrogen), 'NH IND.3'-'N' (ammoniacal nitrogen) and COD (Chemical Oxygen Demand). From the 49th day on, this filter presented 100% of removal efficiency of KTN and 'NH IND.3'-'N'. The F1 and F2 filter were supposed to present better results due to the lower hydraulic loading, but it did not happen, probably because the aeration was not enough. The F4 filter presented low removal efficiency, possibly due to the higher hydraulic loading.

Constata-se, principalmente em países em desenvolvimento, o uso crescente de reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) como primeira unidade de tratamento biológico de esgotos sanitários. Embora eficientes na remoção de fração considerável de matéria orgânica, os reatores anaeróbios produzem efluentes que requerem pós-tratamento, principalmente para a remoção de compostos nitrogenados reduzidos. No presente estudo, foi avaliado o desempenho de uma nova configuração de filtro biológico percolador (FB), constituído por dois compartimentos superpostos, um para a nitrificação e outro para a desnitrificação. Utilizou-se um novo material plástico como leito suporte para crescimento da biomassa e avaliou-se a viabilidade da utilização do biogás produzido no reator UASB como doador de elétrons para desnitrificação. Embora a nova configuração de FB tenha permitido a ocorrência dos processos de nitrificação e desnitrificação, são necessárias mudanças no projeto da interface entre os compartimentos para evitar o acúmulo de biomassa nesse local. O material suporte caracterizou-se pela durabilidade e elevado índice de vazios, além de ter oferecido condições favoráveis para a aderência e colonização de biomassa. A utilização de biogás para a desnitrificação mostrou-se viável e eficiente. Como foi constatada a presença de oxigenio dissolvido no compartimento desnitrificante, o metano foi o principal constituinte do biogás utilizado como doador de elétrons. Para a taxa de carregamento hidráulica média aplicada de 5,6 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.d e taxa de carregamento orgânica média aplicada de 0,26 kgDQO/\'M POT.3\'.d, a nitrificação ocorreu de forma eficiente, obtendo-se entre 60 e 74% de conversão de N-amon, sendo que o efluente final apresentou, em média, concentração abaixo de 10 mg/L. A desnitrificação ocorreu de forma bastante satisfatória mesmo na presença de OD. Obtiveram-se concentrações de nitrato menores que 10 mg/L. Contudo, acredita-se ser possível a obtenção de maiores eficiencias de remoção desde que as condições anóxicas no compartimento desnitrificante sejas mantidas. / UASB reactors have been increased used as first unit of biological domestic sewage treatment mainly in developing countries. Although efficient in the removal of considerable fraction of organic matter, effluents from anaerobic reactors, however, require being post-treated, especially for the removal of reduced nitrogen compounds. In the present study, the performance of a new configuration of trickling filter (TF) composed of a nitrification compartment at its upper part followed by a denitrification compartment was evaluated. A new plastic material was used as support media for biomass attached-growth and the biogas produced by the UASB reactor was used as electron donor for denitrification. Although the new TF configuration has allowed obtaining the nitrification and denitrification, the design in the interface among the compartments should be changed to avoid biomass accumulation. The support media was characterized by the durability and high percentage of void spaces, resides offering favorable conditions for the biomass attachment and colonization. The use of the biogas for denitrification was found to be viable and efficient. The presence of disolved oxygen (DO) was verified in the denitrification compartment, leading to the hypothesis that methane might have been the main component of the biogas used as electrons donor. Regarding the performance of TF for nitrogen removal, efficient nitrification was achieved for the applied hydraulic load around 5.6 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.d and applied organic load around 0.26 kgDQO/\'M POT.3\'.d. Under such conditions, about 74% of N-ammonia was removed and the final effluent presented average concentrations of N-ammonia below 10 mg/L. Despite the presence of OD, the denitrification was performed in a satisfactory way. Nitrate concentrations smaller than 10 mg/L were obtained. In addition, it is believed that maintaining anoxic conditions in the lower compartment would make it possible to obtain higher denitrification efficiencies.

O presente trabalho apresenta o Reator Aeróbio-Anóxico de Leito Fixo (RAALF), constituído de duas câmaras sobrepostas, como uma alternativa ao pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios com vistas à remoção de matéria orgânica carbonácea e nitrogênio. Como material suporte, foram utilizados cubos de espuma de poliuretano com aresta de 5 mm. Foram realizados ensaios de caracterização hidrodinâmica no RAALF para obtenção do padrão de escoamento. Também foi verificada a viabilidade da utilização de biogás como doador de elétrons para a desnitrificação. Avaliou-se a influência da variação do tempo de detenção hidráulica e da diferente composição e concentração biogás do nos processos. O RAALF foi operado a uma temperatura de 30±2°C. Os resultados obtidos a partir dos estudos hidrodinâmicos indicaram que o escoamento do reator tende a pistonado. A nova configuração de reator permitiu a ocorrência dos processos de interesse, seja remoção de matéria orgânica carbonácea (com eficiências de até 98%), seja remoção de nitrogênio via nitrificação-desnitrificação (com eficiências acima de 90%). A utilização de biogás na desnitrificação mostrou-se viável e a taxa de desnitrificação foi maior na sub-condição 2.2 (média de 178±43 g-N/\'M POT.3\'.dia), etapa na qual o doador sulfeto de hidrogênio foi fornecido em alta concentração (50 g\'M POT.3\'). Foi possível detectar intermediário (metanol) a partir da oxidação parcial do metano, ainda que de forma inconstante. Resultados de atividade desnitrificante e número mais provável evidenciaram a coexistência da desnítrificação autotrófica e heterotrófica na câmara anóxica. O reator mostrou capacidade adicional como um sistema de tratamento de gases, atingindo eficiência de remoção de 100% para o \'H IND.2\'S\' e acima de 60% para o \'CH IND.4\'. De maneira geral, os resultados demonstram o potencial do RAALF como alternativa para pós-tratamento de esgoto sanitário de efluentes de reatores anaeróbios. / This work presents the Aerobic-Anoxic Fix Bed Reactor (AAFBR), with superimposed chambers, as an alternative concerning the post-treatment of anaerobic reactors efiluents aiming the removal of carbonaceous organic matter and nitrogen. Polyurethane foam cubic matrices (5 mm) were used packing material. Hydrodynamic essays were carried out in order to obtain the flow pattern and to verify the influence of air bubbles on the behavior of liquid flow. The hydrogen sulfide and methane (synthetic biogas) were evaluated as electron donors to denitrification. The influence ofboth hydraulic retention time (down-flow velocity) and the concentration of gases from the synthetic mixture were evaluated. The main performance parameters were evaluated by the hand of physico-chemical analysis, besides the observation of the microorganisms involved in the processes. AAFBR was operated under a temperature of 30±2°C. The innovative reactor configuration enabled the occurrence of the processes aimed, such as carbonaceous organic matter removal (efficiencies higher than 90%), or nitrogen via nitrification-denitrification (efficiencies higher than 90%). Denitrification rates (178±43 g-N/\'M POT.3\'.dia) were higher during the condition 2.2, in which high concentrations of hydrogen sulfide (50 g\'M POT.3\') were applied into the reactor. Methanol was the only intermediate detected from the partial oxidation of methane. Results obtained from the denitrifying activity and most probable number indicated the coexistence of both autotrophic and heterotrophic denitrification in the anoxic chamber. AAFBR showed additional ability as gas removal system, achieving global removal efficiencies of 100% for \'H IND.2\'S\' and above 60% for \'CH IND.4\'. Overall, the results showed that AAFBR has potential to be used as an alternative for the tertiary treatment of wastewater.

Respostas à fertilização nitrogenada têm sido observadas apenas em condições de solo muito especiais, como nos Espodossolos e nos solos muito degradados. Contudo, considerando as altas taxas de exportação de N e o possível esgotamento das reservas de N orgânico potencialmente mineralizável, espera-se que as florestas manejadas intensivamente respondam à fertilização nitrogenada após vários ciclos de cultivo. Os objetivos desse estudo foram: a) caracterizar as taxas anuais e os padrões sazonais de mineralização de N em povoamento de eucalipto em solos representativos do Estado de São Paulo; b) determinar as relações entre as taxas de mineralização de N e atributos físicos e químicos do solo; c) avaliar a relação entre a disponibilidade de N e a resposta à fertilização nitrogenada; d) avaliar a eficiência de atributos específicos do solo e de características ambientais para estimar a taxa de mineralização de N. Onze experimentos de fertilização, incluindo taxas de aplicadas de até 240 kg ha-1 de N foram estabelecidos em plantações de E. grandis ou E. grandis x urophylla de diversos sítios, em diferentes estádios de crescimento, no estado de São Paulo, Brasil. Os sítios possuem precipitação média anual entre 1200 a 1500 mm por ano, concentradas principalmente no verão-outono, com temperatura média anual de 20-21°C. A maioria dos experimentos estavam sob os solos LatossoloVermelho e Vermelho-Amarelo e Neossolo Quartzarênico, compreendendo uma ampla faixa de teores de matéria orgânica (18 a 55 g kg-1) e de argila (80 a 670 g kg-1), na camada de 0-20 cm. A avaliação do N potencialmente mineralizável (N0) sob condições laboratoriais foi mensurada em laboratório pelo método de incubação anaeróbia a 40oC por sete dias. A quantificação do N mineralizado in situ, camada de 0-20 cm do solo, foi feita com base no uso de amostras de solo incubadas em tubos de ferro, mantidas no campo por um período médio de 30 dias. As incubações foram repetidas em até oito vezes durante dois anos, nas diferentes estações climáticas. Verificou-se que o microclima do povoamento de eucalipto pode exercer forte influência sobre as taxas de mineralização de N, por conseguinte, sobre a quantidade e a forma de N disponível no solo. Os efeitos da variação temporária da temperatura e de umidade do solo afetaram diretamente as taxas de amonificação e nitrificação. Foi possível estimar as taxas de mineralização de N com base nesses atributos. O teor de N orgânico total variou entre 3 a 5% do teor de matéria orgânica do solo. Na grande maioria dos casos, a quantidade de N potencialmente mineralizável variou entre 10 a 16% do N orgânico total. A fertilização nitrogenada acelerou o crescimento das árvores em até 12% até os dois anos de idade. Numa idade intermediária, entre 3 e 4 anos, essa resposta caiu para 6%. Na idade de corte, não foi observada resposta à fertilização. As produtividades relativas dos povoamentos jovens e de idade média não se correlacionaram com a razão entre o N potencialmente mineralizável e o N orgânico total, indicando que há no sitio suficiente quantidade de N disponível para atender à demanda das árvores. / Response to nitrogen fertilization have been observed only in very special soil conditions, as espodosols and in very depredated soils. However, considering the high rates of nitrogen exportation and the possible exhaust of organic nitrogen potentially mineralizable reserves, it is expected that the intensive managed forests response to nitrogen fertilization after several plantation cycles. The objectives of this study were a) characterize the annual rates and the seasonal patterns of nitrogen mineralization in eucalyptus populations in representative soil types of Sao Paulo State; b) establish the relations between N mineralization rates and the chemical and physic characteristics of soil; c) asses the response to nitrogen fertilization and its relations with N availability; d) asses the efficiency of specific soil and environmental characteristics as indicators to estimate the N mineralization rates. This way, eleven fertilization experiments, including up to 240 kg ha-1, N application rates, were established in plantations of E. grandis and E. grandis x urophylla in several places and different growth stages in Sao Paulo State, Brazil. In these places, there is an annual mean rain precipitation between 1200 and 1500 mm, concentrated mainly in the summer and fall seasons, with an annual mean temperature of 68-70ºF. Most of the experiments were carried on; red, red-yellow latosol and quartzarenic neosol, covering a wide range of organic matter contents (18 to 55 g kg-1) and clay (80 to 670 g kg-1), in the 0-20 cm depth. An asses of potentially mineralizable N (N0) under laboratorial conditions was measured by anaerobic incubation for seven days at 104ºF. The mineralized N quantification in situ, in the 0-20 cm depth, was made, based on the soil samples incubated in iron tubes, kept in field for a 30 days period. The incubations were repeated until eight times along a two years period, in the different seasons. It was verified that the microclimate of the eucalyptus population could exert high influence over the N mineralization rates and consequently, over the quantity and form of the available N present in soil. The effects of a temporary climate variation and soil humidity directly affected the ammonization and nitrification rates. It was possible to estimate the N mineralization rates based on those characteristics. The total organic N content varied between 3 to 5% of soil organic matter content. In the great majority of cases, the quantity of potentially mineralizable N varied between 10 to 16% of the total organic N. The nitrogen fertilization speeded up in 12% the trees growth until two years age. In an intermediate age, between 3 and 4 years the response fell to 6%. At the harvesting age, no fertilization response was observed. The relative productivity of young populations and intermediate age populations was not correlated between the potentially mineralizable N and the total organic N, showing that there are enough nitrogen quantities to supply the trees needs.

Emissões de N2 e N2O reduzem a eficiência da adubação e podem causar danos ambientais. O método do traçador isotópico (15N) é indicado para medições de N2 e N2O, masnão há relatos de sua utilização no Brasil na quantificação desses gases.O objetivo deste estudo foi adaptar o método do traçador 15N às condições brasileiras para quantificar N2 e N2O derivados do fertilizante aplicado à cana-de-açúcar. Para o ajuste do métodoforam conduzidos três experimentos: um em condições controladas e dois em condições de campo. Em ambiente controlado foram utilizados três solos com diferentes classes texturais. A influência da umidade (40, 60 e 80% da capacidade máxima de retenção de água - CMRA) e da adição ou não de dextrose (500 mgkg-1 de C), foram outros parâmetros avaliados. O K15NO3enriquecido em 23,24% em átomos de 15N foi a fonte de N (100 mg kg-1 de N) utilizada. Os trabalhos de campo foram realizados em Latossolo Vermelho da região de Piracicaba-SP, em área de canade- açúcar sem despalha a fogo. No segundo experimento, foram testadas: fontes de N (15ureia e 15NH4 15NO3, ambos com 31,9% em átomos de 15N); doses de N (55 e 110 kg ha-1); com e sem vinhaça (100 m3 ha-1). No terceiro foram testadas doses de N (70 e 140 kg ha-1)na forma de 15NH4 15NO3; doses de vinhaça (75 e 150 m3 ha-1); com e sem a cobertura de palha (11 Mg ha-1). Em cada experimento, buscou-se aprimorar o protocolo de coleta, preparo e análise dos gases. No primeiro experimento observou-se que somente tratamentos com dextrose emitiram N2O, sendo as emissões aumentadas com a elevação da CMRA de 40 para 60%.Perdas de N (N2 + N2O) do K15NO3variaram de 0,04 a 48,26%. No segundo experimento não foram observadas emissões nos tratamentos com 15ureia. Nos tratamentos com 15NH4 15NO3, somente N2O foi detectado.A vinhaça potencializou as emissões de N2O, mas os fatores de emissão ficaram abaixo de 0,4%. A não detecção do N2 levantou a hipótese que o enriquecimento isotópico dos fertilizantes foi insuficiente para marcar o N2 do interior das câmaras. Então, no último experimento, utilizou-se o 15NH4 15NO3enriquecido a 98 e a 10,43% para as determinações de N2 e N2O, respectivamente. Neste experimento a manutenção da palha intensificou as emissões de N2O proveniente do 15NH4 15NO3; a umidade, a temperatura, o Nmineral e o C-lábil do solo não apresentaram correlações significativas com emissões de N2O. Os fatores de emissão foram inferiores a 0,2%. No último experimento, também não foi detectado o N2, sugerindo que o N2O tenha sido o produto final da desnitrificação nos experimentos de campo. Os resultados mostraram que as adaptações realizadas no método do traçador 15N foram eficazes para a quantificação dos gases. Outras adaptações, entretanto, deverão surgir à medida que a adoção do método do traçador 15N se intensifique no Brasil / N2 and N2O emissions decrease the fertilization efficiency and can cause environmental damages. The 15N tracer method is used to measure N2 and N2O emissions, but there are no reports of its application in Brazil. The objective of the present study was to adapt the 15N tracer method to Brazilian conditions to quantify the N2 and N2O from fertilizers applied in sugarcane crop. Three experiments were conducted to adjusting the method: one in controlled conditions and the others in field. In controlled conditions, three soils with distinct textural class were evaluated. It was measured the moisture content (40, 60 and 80 % of water holding capacity - CMRA) and two levels of dextrose (0 and 500 mg C kg-1). K15NO3 (23.24 atom% 15N) was the N source used (100 mg kg-1). The field experiments were carried out on a RhodicDystrudox in Piracicaba region, Sao Paulo state. In the second experiment, two N sources (urea and NH4NO3, both with 31.9 atom% 15N), two N levels (55 and 110 kg ha-1) and two vinasse addition levels (0 and 100 m³ ha-1) were evaluated. In the third experiment, two N levels (70 and 140 kg ha-1) using 15NH4 15NO3 as N source, two vinasse levels (75 and 150 m³ ha-1) and the presence (11 Mg ha-1) or not of straw covering were evaluated. In each experiment, we try to improve our sampling protocol, gases preparing and analysis based on the limitations detected. In the first experiment, the N2O emissions occurred only in dextrose presence and were increased when the CMRA was raised to 60%. The N losses (N2+N2O) from K15NO3 varied from 0.04 to 48.26%. In the second experiment, it was not observed N2O emission with urea fertilization. In the treatments with NH4NO3 fertilization, it was only observed N2O emission. The vinasse application potentiated the N2O emissions, but the emissions factors were below 0.4 %. We believed that fertilizer isotopic enrichment was not sufficient to label the N2 inside chambers and because of this it was not possible measure N2 emission. So, in the last experiment, we used the 15NH4 15NO3 enriched with 98 and 10.43 atom% 15N to measure the N2 and N2O emission, respectively. In the same experiment, the straw maintenance on soil surface increased the N2O emissions from NH4NO3. The moisture, temperature, N-mineral and the C-labile were not significantly correlated with N2O emissions. The emissions factors were under of 0.2%. In the last experiment, likewise, it was not detected N2 emission, suggesting that the final product from denitrification was N2O in field experiments. Our results showed that adaptations realized in 15N tracer method were effective to quantify gases emissions. However, others adaptations can arise as result of intensification in adoption of 15N tracer method in Brazil

O pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, tais como o Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB), na maior parte de suas aplicações, faz-se necessário, já que esse tipo de tratamento biológico promove remoção de DBO na faixa de 60 a 75% e tem baixa eficiência na remoção de nitrogênio e fósforo. A remoção de nitrogênio geralmente é feita de forma convencional pela nitrificação, seguida da desnitrificação. Tanto a nitrificação, como a desnitrificação podem ser efetuadas em reatores com crescimento suspenso ou crescimento aderido, contudo é conhecido que sistemas baseados em biofilmes exercem influência direta na taxa da degradação de substrato e facilitam a retenção de bactérias nitrificantes em reatores. O principal objetivo deste trabalho é o de acompanhar o desenvolvimento de biofilmes aeróbios em reatores do tipo célula de fluxo para a nitrificação de substrato sintético simulando efluente de UASB, submetidos a diferentes velocidades superficiais (1, 4 e 8 m/h) e taxas de carregamento (0,25; 0,5 e 1,0 g N/\'M POT.2\' biofilme.dia). O desenvolvimento dos biofilmes nitrificantes foi acompanhado mediante perfis de microssensores e estimativa do número mais provável de bactérias nitrificantes (NMP). Nas células de fluxo operadas com taxa de carregamento mais baixa (0,25 g N/\'M POT.2\' biofilme.dia), foram obtidas as melhores eficiências de remoção de NTK, a qual representa valor menor que as taxas de carregamento empregadas na literatura para reatores de crescimento aderido usados na nitrificação. Considerando as células de fluxo com taxa de carregamento mais baixa, a célula que apresentou remoção de NTK próxima a 100% foi a de menor velocidade superficial de (1 m/h). Porém, esses sistemas apresentaram baixa eficiência para a nitrificação completa, obtendo maior produção de nitrito do que de nitrato; poderiam ser usados então na remoção de nitrogênio pela via curta. Os microssensores de OD foram eficientes para as análises de perfis de OD no interior dos biofilmes nitrificantes, mostrando grandes variações, à medida que o biofilme se desenvolvia, nas concentrações de OD do líquido circundante e do fundo do biofilme. / The post-treatment of anaerobic reactor effluents, such as the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB), in most applications, is necessary, since this kind of biological treatment promotes BOD removal ranging from 60 to 75% and it has low efficiency in nitrogen and phosphorous removal. Nitrogen removal is usually carried out in a conventional way through nitrification, followed by denitrification. Nitrification, as well as denitrification, can be achieved in suspended growth reactors, or in adhered growth reactors, however it is known that systems based on biofilms exert direct influence in substrate degradation rates and ease the retention of nitrifying bacteria in reactors. The main objective of this work is to follow the development of aerobic biofilms in flow cell type reactors for the nitrification of synthetic substrate simulating an UASB effluent, submitted to different superficial velocities (1, 4 and 8 m/h) and loading rates (0.25; 0.5 and 1.0 g N/\'M POT.2\' biofilm.day). The development of nitrifying biofilms was followed by microsensors profiles and an estimative of the most probable number of nitrifying bacteria (MPN). The best NTK removal efficiencies were obtained in flow cells operated with a lower loading rate (0.25 g N/\'M POT.2\' biofilm.day), which represents a lower level than the levels applied in literature for adhered growth reactors used for nitrification. Considering the flow cells with a lower loading rate, the cell that presented NTK removal close to 100% was the one with the lowest superficial velocity (1 m/h). However, these systems present low efficiency for complete nitrification, obtaining higher nitrite than nitrate production; they could then be used in nitrogen removal by short way. The DO microsensors were efficient for analyses of DO profiles inside nitrifying biofilms, showing great variations, while the biofilm developed itself, in the DO concentrations in the contiguous liquid and at the bottom of the biofilm.

Nitrogênio é o nutriente mais utilizado mundialmente na agricultura devido promover grandes aumentos de produtividade e de qualidade, porém durante seu uso pode haver perdas de N por lixiviação e volatilização. O uso de inibidores de urease e de nitrificação podem aumentar a eficiência de uso de adubos nitrogenados. Objetivouse: a) estudar doses e fontes de nitrogênio na produção de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) colhida sem despalha a fogo e avaliar a resposta desta cultura em aplicação do N na superfície do solo; b) avaliar a eficiência do uso de dicianodiamida em solos de diferentes texturas, com e sem a presença de palha, em estudo de incubação com sulfato de amônio; c) avaliar a eficiência de DCD e DMPP em solos do Brasil e da Alemanha em estudo de incubação e d) avaliar a eficiência de DCD e de NBPT na volatilização de amônia e na taxa de nitrificação de uréia. Houve aumento de produção de colmos de cana-de-açúcar nas doses de 0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N, porém não houve diferença das diferentes fontes nitrogenadas, mesmo havendo redução de volatilização de NH3 da uréia com o uso de NBPT, em torno de 60%. Houve redução da taxa de oxidação de amônio como uso de DCD, com maior eficiência no solo de textura média e, consequentemente menor formação de nitrato. Com a redução da taxa de nitrificação houve uma menor acidificação do solo. Houve redução da população de microrganismos nitritadores com o uso de DCD. O uso de inibidores de nitrificação (DCD e DMPP) retardou o processo de nitrificação em todos os solos (alemão e brasileiros), porém, com uma eficiência bem mais acentuada no solo arenoso. Houve maior eficiência do DCD nos primeiros 10 dias de incubação devido seu maior movimento no solo e no período final de incubação o DMPP foi mais eficiente devido sua menor degradação no solo. O NBPT foi eficiente em reduzir as perdas por volatilização, já o uso de DCD aumentou as perdas de N-NH3 da fonte uréia e diminuiu a eficiência do NBPT quando aplicado em conjunto com este, independente da dose. O DCD foi eficiente em diminuir o processo de nitrificação e não teve influencia na sua eficiência quando foi utilizado em associação com NBPT. / Nitrogen is the most world widely applied plant nutrient in agriculture because promote high yield and quality increases but, during youre using in agriculture losses by volatilization and leaching can occur. By using urease and nitrification inhibitors the nitrogen fertilizers efficiency can be increase. The objectives of this study was: a) study rates and sources of nitrogen fertilizers on sugarcane (Saccharum spp.) production harvested without burning and evaluate the response of this crop to over trash applied N; b) evaluate the efficieny of using DCD in different texture soils, with or without sugarceane trash, in a icubation experiment with amonium sulphate; c) evaluate the efficiency of DCD and DMPP in Brazilian and German soils in a incubation experiment and d) evaluate the efficiency of DCD and NBPT on ammonia volatilization and nitrification process of urea. Sugarcane yields increase with 0, 50, 100 and 150 kg ha-1 de N rates, but not with different N sources. With using NBPT ammonia volatilization was about 60% less, but also didnt increase sugarcane yield. Ammonium oxidation process in incubation study was inhibited with DCD use and, this inhibition was high in the soil with less clay. With reduction in nitrification process acidification of soil was lower. It was less nitrification microorganisms in soil with using DCD. With nitrification inhibitors (DCD and DMPP) the nitrification processa was delayed in all soils (german and brazilians), especially in sandy soil. DCD was more efficient in the next 10 days because have more mobility in soil wile DMPP was more efficient in the end of nitrification process because is more persistent in soil by his slow degradation process. The use of NBPT with urea is efficient to reduce ammonia volatilization wile urea treated with DCD these N loss is increased. When urea is treated with DCD and NBPT together the ammonia volatilization less is more than NBPT alone, but less of total ammonia volatilization of urea alone. DCD alone is efficient in inhibit nitrificatio