Grandes esforços têm sido empreendidos para preservar recursos naturais e desenvolver sistemas de produção agrícola mais sustentáveis, reduzindo o uso de fertilizantes. Uma das alternativas ao uso de fertilizantes nitrogenados na agricultura são os inoculantes com bactérias diazotróficas. Os micro-organismos diazotróficos mais estudados para produção de inoculantes são os simbiontes noduladores de leguminosas. Para outros grupos de plantas, os diazotróficos mais utilizados são assimbióticos. Estudos conduzidos na Mata Atlântica e na Amazônia tem mostrado que a fixação biológica de nitrogêncio (FBN) assimbiótica associada a filosfera pode contribuir com aportes de N significativos, e que esses biomas podem abrigar uma grande diversidade de bactérias diazotróficas, sendo ambientes apropriados para prospectar diazotróficos eficientes para o uso na agricultura. O objetivo deste trabalho foi isolar novos genótipos de bactérias diazotróficas assimbióticas da filosfera e serapilheira de espécies arbóreas da floresta Amazônica, e estimar suas taxas de FBN e de síntese de ácido indolacético in vitro, bem como identificar taxonomicamente os isolados considerados mais promissores para uso biotecnológico. Bactérias diazotróficas de vida-livre foram isoladas da filosfera e serapilheira de três espécies arbóreas (Rinorea pubiflora, Amphirrhox longifolia e Chamaecrista xinguensis), e cultivadas em meio isento de N. Um total de 86 isolados foram obtidos. A taxa de fixação de nitrogênio foi estimada para todos os isolados, através do ensaio de redução de acetileno (ARA), pelo complexo nitrogenase. Para todos os isolados, também foi determinada a taxa de produção de ácido indolacético (AIA), na presença de L-triptofano. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott e pelo teste de Duncan (p<0,05), através do software estatístico R. Os isolados que apresentaram as maiores taxas de redução de acetileno e de síntese de AIA foram identificados através do sequenciamento parcial do gene rRNA 16S. Cerca de 84,8% dos isolados apresentaram atividade de nitrogenase in vitro, e o teste estatístico desmonstrou não haver diferenças significativas entre as taxas de redução de acetileno entre os isolados, exceto o isolado 10RF, o qual apresentou uma taxa de redução de acetileno maior do que a dos demais isolados (p<0,05). Todos os isolados produziram AIA in vitro, e houve diferenças significativas na síntese de AIA entre os isolados, e quanto origem dos mesmos. Isolados bacterianos de Amphirrox longifolia sintetizaram mais AIA in vitro, em comparação aos isolados das outras duas espécies arbóreas. Cerca de 22% dos isolados apresentaram taxas de fixação de nitrogêncio maiores que 0.025ng N &mu;g-1 h-1, e 20% dos isolados produziram mais de 21,87 &mu;g/mL-1 de AIA. 21 isolados, considerados promissores para uso agrícola (fixadores de N e produtores de AIA), foram identificados através do sequenciamento do gene rRNA 16S, e afiliados aos gêneros Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia, Citrobacter, Rhizobium e Stenotrophomonas. Aproximadamente 71 % dos isolados considerados promissores para promoverem o crescimento de plantas foram isolados da filosfera, indicando ser este um ambiente propício à prospecção de bactérias diazotróficas promotoras de crescimento de plantas. / Great efforts have been made to preserve natural resources and develop more sustainable agricultural production systems, reducing the use of fertilizers. One of the alternatives to the use of nitrogen fertilizers in agriculture is the use of inoculants with diazotrophic bacteria. The most studied diazotrophic microorganisms for the production of inoculants are nodule-forming symbionts of legumes. For other groups of plants, the most used diazotrophs are asymbiotic. Several studies in the Atlantic and Amazon forests have shown that the biological nitrogen fixation (BNF) associated with the phyllosphere may contribute with significant N inputs, and that these biomes can harbor a great diversity of diazotrophic bacteria, making them important environments for the prospection of efficient diazotrophs for agricultural use. The objective of this work was to isolate new genotypes of asymbiotic diazotrophic bacteria from the phyllosphere and litter of tree species of the Amazon forest, and to estimate their rates of BNF and indoleacetic acid biosynthesis in vitro, as well as to identify taxonomically the most promising isolates for biotechnological use. Asymbiotic diazotrophic bacteria were isolated from the phyllosphere and litter of three tree species (Rinorea pubiflora, Amphirrhox longifolia and Chamaecrista xinguensis), and cultivated in N-free medium. A total of 86 isolates were obtained. The nitrogen fixation rate was estimated for all isolates measuring the nitrogenase activity by the acetylene reduction assay (ARA). The rates of indoleacetic acid (IAA) production in the presence of L-tryptophan was also determined for all isolates. The data obtained were submitted to analysis of variance and the means were compared by the Scott-Knott test and the Duncan test (p<0.05) using the statistical software R. The isolates showing the highest rates of acetylene reduction and IAA biosynthesis were identified through the partial sequencing of the 16S rRNA gene. Approximately 84.8% of the isolates were positive for nitrogenase activity in vitro, and the statistical analyses showed that there were no significant differences between the acetylene reduction rates among the isolates, except the isolate 10RF, which showed a higher acetylene reduction rate than the other isolates (p<0.05). All isolates produced IAA in vitro, and there were significant differences in the biosynthesis rates among the isolates, as well as regarding the origin of the isolate. Bacterial isolates from Amphirrox longifolia synthesized higher amounts of IAA in vitro as compared to the isolates from the other two tree species. Approximately 22% of the isolates showed nitrogen fixation rates greater than 0.025 ng N &mu;g-1 h-1, and 20% of the isolates produced more than 21.87 &mu;g mL-1 of IAA. 21 isolates, considered promising for agricultural use (N-fixers and IAA producers), were identified by sequencing the 16S rRNA gene, and affiliated to the genera Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia, Citrobacter, Rhizobium and Stenotrophomonas. Approximately 71% of the isolates considered promising to promote plant growth were isolated from the phyllosphere, suggesting that this environment is propitious to the prospection of diazotrophic plant growth promoting bacteria.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-27Bitstream added on 2014-06-13T19:48:25Z : No. of bitstreams: 1 ferrarineto_j_me_botfca.pdf: 394206 bytes, checksum: 6b64f3f5824ba5c1c97d98a5556b8a6a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Áreas que vem sendo cultivadas com pastagens por vários anos podem apresentar deficiências nutricionais e a população de bactérias fixadoras do nitrogênio atmosférico pode estar reduzida. O molibdênio é um micronutriente que faz parte da enzima nitrogenase, a qual é responsável pela fixação simbiótica do nitrogênio nas leguminosas, e está presente nos bacteróides nodulares. Com base nisso, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da aplicação de molibdênio e inoculante, na cultura do amendoim em semeadura direta sobre palhada de forrageiras. Foram conduzidos quatro experimentos, dois no ano agrícola 2008/09 e dois no ano agícola 2009/10, onde a cultura do amendoim foi semeada, respectivamente, sobre as palhadas da Brachiaria brizantha, Brachiaria ruziziensis, Brachiaria brizantha e Brachiaria decumbens no delineamento de blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas dos experimentos foram constituídas por dois tratamentos, com e sem aplicação de inoculante (1- inoculação artificial com estirpe específica de bactéria Bradyrhizobium spp. para a cultura do amendoim e 2- sem inoculação artificial) e as subparcelas dos experimentos do ano agrícola 2008/09 por três doses de molibdênio (27,5, 55, 110g ha-1) aplicadas via tratamento de sementes, na forma de molibdato de amônio e a testemunha. As subparcelas dos experimentos do ano agrícola 2009/10 constituíram-se de três doses de molibdênio (50, 100, 200g ha-1) aplicadas via foliar, na forma de molibdato de amônio e a testemunha. Foram avaliados o estado nutricional das plantas, a nodulação (número e matéria seca de nódulos por planta), a atividade da enzima nitrogenase pelo método da redução do acetileno, a atividade específica da nitrogenase, os componentes da produção... / The areas that have been cultivated with pasture for several years may have nutritional deficiencies and the population of atmospheric nitrogen fixing bacteria may be reduced. Molybdenum, a nutrient that is part of the nitrogenase enzyme, is responsible for symbiotic nitrogen fixation in legumes and is present in bacteria from the nodules. This study aimed at evaluating the effect of molybdenum and inoculant application, in peanut crop sown on a straw of forages. Four experiments were carried out, two in 2008/09 crop year and two in 2009/10 crop year, where peanut crop was directly sown, respectively, on the straws of Brachiaria brizantha, Brachiaria ruziziensis, Brachiaria brizantha and Brachiaria decumbens in the design of randomized blocks in a split-plot with four replications. The plots comprised two treatments, with and without inoculant application (1 - artificial inoculation with specific strain of Bradyrhizobium spp. for peanut crop and 2 - without artificial inoculation) and the subplots of the experiments carried out in the 2008/09 crop year in three molybdenum rates (27,5, 55 e 110 g ha-1) applied in the form of ammonium molybdate by seeds treatment and a control. The subplots of the experiments carried out in the 2009/10 crop year comprised three molybdenum rates (50, 100 e 200 g ha-1) applied as ammonium molybdate by foliar spraying and a control. The nutritional status of plants, nodulation (number and mass of dry matter of the nodules per plant), the activity of nitrogenase enzyme by acetylene reduction method, the specific activity of nitrogenase, yield components and the yield of pods and grains were evaluated. The data of each experiment were subjected to analysis of variance following the split plot model. To compare the average of inoculation, the method of comparison of unprotected average... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-29T12:34:04Z No. of bitstreams: 1 PDF - Dalila Ribeiro Rodrigues.pdf: 1923244 bytes, checksum: f45088c1a8a811273f1ac7c37c1e3aec (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-08-29T17:02:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Dalila Ribeiro Rodrigues.pdf: 1923244 bytes, checksum: f45088c1a8a811273f1ac7c37c1e3aec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T17:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Dalila Ribeiro Rodrigues.pdf: 1923244 bytes, checksum: f45088c1a8a811273f1ac7c37c1e3aec (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The use of legumes inoculated with competitive and efficient nitrogen-fixing bacteria is a strategy to enhance the practices in the regeneration of degraded areas. In addition to encouraging the establishment of plants, the use of efficient strains reduces the cost of deployment and maintenance of agricultural systems, eliminating the use of nitrogenous fertilizers. But for the success of these practices is necessary to know the diversity of bacteria in the legumes nodules and evaluate their proper efficiency. The objective of this study was to evaluate the diversity and efficiency of bacterial isolates from three native species nodules Caatinga, grown in the State of Pernambuco soils deposited in the Agricultural Interest Collection of Microorganisms of Embrapa Semi -Arid. After certification purity of the stock of bacteria, all 308 isolates passed through a selection of amplicons nodC and nifH genes using a duplex-PCR approach. Among the bacteria evaluated, positive amplification were obtained for 18 isolated from mulungu, 40 to jurema-preta and 44 to angico. All these isolates were evaluated for NaCl tolerance and high temperatures "in vitro", ability to metabolize different carbon sources and enzymatic activity (only bacteria from mulungu), their “in vitro” plant growth promotion mechanisms by means of the production of indole acetic aci d (IAA) and calcium phosphate solubilization and finally tested in the greenhouse with the original 2 host plants, to determine the symbiotic efficiency of the isolates. Isolates of mulungu showed variability for enzyme activity and metabolism of carbon sources. Five isolated mulungu and jurema-preta and 6 isolates from angico were able to produce IAA in L-tryptophan supplemented medium, reaching rates above those achieved by the reference strain. As the potential of calcium phosphate solubilization for mulungu isolates, only one bacteria was able to achieve high solubilization equal to the reference strain, seven and two isolates from jurema-preta and angico, solubilized calcium phosphate above the reference strains value. For each species there bacteria were able to show tolerance to high temperatures and salinity. Isolates of angico and jurema were submitted to ARDRA using three endonucleases: MspI, HinfI and HhaI. The genetic diversity evaluation indicated that to angico a large cluster with around 40% of similarity was formed. To jurema-preta a major cluster with 65% of similarity among the isolates were achieved. In addition to high diversity of bacteria, patterns regarding its geographical occurrence were also observed. Bacteria from mulungu had the sequences of the 16S rRNA gene partially determinated. Among the 13 bacteria with good sequences, six belong to Rhizobium, six Bradyrhizobium and one belongs to Burkholderia. The Efficiency of tests, 22 isolates of mimosa and 10 mulungu were able to renodulate their original host strains and A27 from Angico and M14 and M31 can be highlighted to mulungu. / A utilização de leguminosas inoculadas com bactérias fixadoras de nitrogênio nativas eficientes e competitivas representa uma estratégia para potencializar as práticas na regeneração de áreas degradadas. Além de favorecer o estabelecimento das plantas, a utilização de estirpes eficientes reduz os custos da implantação e manutenção dos sistemas agrícolas, dispensando a utilização de fertilizantes químicos nitrogenados. Mas, para o sucesso destas práticas é preciso conhecer a diversidade das bactérias presentes nos nódulos de tais espécies de leguminosas e sua devida eficiência. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e eficiência de bactérias oriundas de solos do Estado de Pernambuco e isoladas de nódulos de três espécies leguminosas arbóreas nativas da Caatinga, depositadas na Coleção de Microorganismos de Interesse Agrícola da Embrapa Semiárido. Após certificação da pureza do estoque de bactérias, os isolados passaram por uma seleção através da amplificação de fragmentos dos genes nodC e nifH utilizando a abordagem de duplex PCR. Apresentaram amplificação positiva 18 isolados de mulungu, 40 de jurema-preta e 44 de angico, esses isolados foram avaliados quanto a tolerância de NaCl e altas temperaturas “in vitro”, habilidade de metabolizar diferentes fontes de carbono e atividade enzimática (apenas isolados de mulungu), sua capacidade de promoção do crescimento vegetal, através da produção do Ácido indol-acético (AIA) e solubilização de fosfato de cálcio e, por fim, foram testados em casa de vegetação com as plantas hospedeiras originais, para determinação da eficiência simbiótica. Os isolados do mulungu mostraram variabilidade para atividade enzimática e para metabolização das fontes de carbono. Cinco isolados de mulungu e jurema-preta e 6 isolados de angico foram capazes de produzir AIA, na presença do L-triptofano, acima da estirpe de referência. Quanto ao potencial de solubilização de fosfato de cálcio apenas um isolado de mulungu apresentou valor igual a estirpe de referência, sete isolados de jurema-preta e dois de angico, solubilizaram fosfato de cálcio acima do valor da referência. Para cada espécie existem representantes potenciais na tolerância de altas temperaturas e altos teores salinos. Os isolados de angico e jurema-preta com características promíscuas foram submetidos ao ARDRA, utilizando três enzimas de restrição MspI, HinfI e HhaI, gerando para o angico um grande grupo com aproximadamente 40% de similaridade e para juremapreta um principal grupo com 65% de similaridade entre os isolados, constatando então a presença da diversidade dentre os isolados. Nos testes de autenticidade, 22 isolados de angico e 10 de mulungu foram capazes de renodular a estirpe hospedeira e o isolado A27, é eficiente na fixação biológica de nitrogênio, quando comparado ao controle nitrogenado. As bactérias do mulungu que se destacaram tiveram o gene 16S do rRNA parcialmente sequenciado para determinar o posicionamento taxonômico.

A adoção da rotação de culturas com leguminosas em áreas de implantação e reforma de canaviais é uma estratégia promissora para recuperação e manutenção da fertilidade do solo, e tem potencial no aproveitamento do N para as soqueiras. A análise mais detalhada do comportamento do N no solo durante o ano agrícola e dos parâmetros de produção em locais que possuem solo e clima contrastantes, permitem aprimorar o manejo da adubação nitrogenada da cana-de-açúcar. As hipóteses deste trabalho são (1) a rotação de culturas irá aumentar a disponibilidade de N no solo, a qual suprirá parte da demanda do N das soqueiras subsequentes e (2) a rotação de culturas promoverá redução da resposta das soqueiras à adubação nitrogenada. Objetivou-se avaliar o efeito da rotação de culturas nas transformações do N no solo (N mineral, N-ISNT e N e C da biomassa microbiana) e na produtividade da primeira soqueira. Os experimentos foram instalados em quatro regiões representativas de cultivo de cana-de-açúcar na região Centro Sul do Brasil: Quatá/SP (Local A); Iracemápolis/SP (Local B); Chapadão do Céu/GO (Local C) e Quirinópolis/GO (Local D). Em cada local, foi instalado um experimento em esquema de parcelas subdivididas no delineamento blocos ao acaso com quatro repetições, em áreas submetidas (com rotação) ou não (sem rotação) ao plantio de leguminosa do gênero crotalária. Após a colheita da cana planta, foram implantados os seguintes tratamentos: 60, 120 e 180 kg ha-1 de N e um controle (sem N), aplicados superficialmente sobre a palhada. Foram realizadas três amostragens para determinação do conteúdo de N mineral, N-ISNT e C e N da biomassa microbiana. Entre 150 a 180 dias após a colheita da cana-planta, foram realizadas avaliações de perfilhamento e índice SPAD. Na colheita, avaliou-se matéria seca da parte aérea, produtividade e atributos tecnológicos. Os resultados demonstraram que a mineralização dos resíduos da crotalária influenciaram a dinâmica do C e N e os reservatórios de N no perfil do solo ao longo do ciclo da primeira soqueira, com destaque para o solo de textura média (Local A). Apesar da rotação de culturas ter modificado o conteúdo de N mineral, N-ISNT, e aumentado o perfilhamento e índice SPAD no local A, somente nos solos argilosos (Locais C e D), a rotação aumentou a produtividade da soqueira. A hipótese de que a rotação de culturas reduz a demanda de fertilizantes nitrogenados não foi aceita; houve resposta à adubação nitrogenada nos quatro locais, independentemente da rotação de culturas. Porém, a rotação demonstrou potencial em aumentar a produção de biomassa com manutenção da dose de N. Esta pesquisa demonstrou a viabilidade de rotação de culturas em solos argilosos com elevado conteúdo de C e N total, com potencial de aumentar a produtividade do canavial, porém sem reduzir a demanda de adubação nitrogenada. / The adoption of crop rotation with sugarcane is a promising strategy for the recovery and maintenance of soil fertility, and it shows potential in the use of N to the sugarcane ratoon. A more detailed analysis of the transformations N in soil during the agricultural year and production parameters in sites that have contrasting soil texture and climate, allows to improve management of N fertilization for sugarcane. The hypothesis of this work are (1) crop rotation will increase soil N availability, which will satisfy part of N requirements of sugarcane ratoon and (2) crop rotation will reduce the sugarcane ratoon response to N fertilization. The objective was to evaluate the effects of sunn hemp rotation in the transformations of N in soil (mineral N content, ISNT-N and microbial biomass C and N) and sugarcane ratoon yield. The field trials were installed in four representative regions of cultivation of sugarcane in Brazil: Quatá/SP (Site A); Iracemápolis/SP (Site B); Chapadão do Céu/GO (Site C) e Quirinópolis/GO (Site D). At each site, a field trial was installed in split plot in a randomized block experimental design with four replications, in areas sowed (rotation) and not sowed (no rotation) with sunn hemp. After the harvest of cane-plant, the following treatments were applied: 60, 120 and 180 kg ha-1 of N and a control (without N) over the straw. Three sampling were performed to determine the soil inorganic N content, ISNT-N, C and N of microbial biomass. Between 150 to 180 days after the harvest of the cane-plant, tillering was counted and SPAD index was measured. At harvest of the sugarcane ratoon, biometric parameters, yield and quality parameters were evaluated. The results showed that mineralization of residues of sunn hemp influenced the dynamics of C and N and N content in the soil profile throughout the cycle of the sugarcane ratoon, with emphasis on medium-textured soil (Site A). Despite crop rotation has modified mineral N stocks, ISNT-N, and increased tillering and SPAD index in site A, crop rotation only increased the sugarcane ratoon yield on clay soils (Sites C and D). The hypothesis that crop rotation reduces N-fertilizer requirement was not accepted; there was response to N fertilization in four sites, regardless of crop rotation. However, the rotation showed potential in increase biomass production with maintenance of N rate. This research demonstrated the viability of crop rotation in clay soils with high total C and N content, with potential to increase sugarcane yield, but without reducing N-fertilizer requirement.

A Araucaria angustifolia possui alto valor madeireiro e resinífero, é fonte de alimento e espécie característica da Floresta Ombrófila Mista, um ecossistema rico em espécies endêmicas e detentor de alta diversidade. Devido à intensa exploração durante décadas, atualmente a araucária é considerada espécie em perigo crítico de extinção, sendo fundamental a compreensão deste ecossistema para sua preservação e regeneração. As minhocas, os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e as bactérias diazotróficas são organismos edáficos que desempenham funções essenciais no processo de ciclagem de nutrientes e podem favorecer o desenvolvimento vegetal. Muitos trabalhos avaliam o efeito de cada um destes organismos separadamente, mas o estudo das interações entre eles é escasso. Portanto, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da inoculação de minhocas invasoras Amynthas corticis, do FMA Gigaspora rosea e de um isolado de bactéria diazotrófica sobre o desenvolvimento de mudas de araucária, considerando suas interações. O experimento foi realizado em vasos, em casa de vegetação, sob delineamento em blocos casualizados, em esquema fatorial 2x2x2, sendo: presença e ausência de minhoca (A. corticis), presença e ausência de FMA (G. rosea), e presença e ausência de bactéria diazotrófica (isolado S32274), com oito repetições cada, sendo que a metade dos vasos foi avaliada 150 dias após o transplantio (Época 1) e o restante aos 250 dias após o transplantio (Época 2) das mudas de araucária. Os parâmetros de avaliação foram: altura e diâmetro das plantas, massa seca das raízes e da parte aérea, concentração e conteúdo total de nitrogênio e fósforo da parte aérea, densidade de esporos de G. rosea no substrato, taxa de colonização radicular pelo FMA e sobrevivência, reprodução e massa fresca das minhocas. A biomassa e o conteúdo de N e P das plantas foram afetados pela interação dos organismos. A inoculação de G. rosea propiciou melhor desenvolvimento das mudas de araucária, entretanto, não houve efeito significativo da inoculação de somente diazotróficos. As plantas inoculadas com minhocas apresentaram tendência de menor biomassa e a sobrevivência das minhocas foi baixa. O estudo das interações de microrganismos e macrofauna deve ser considerado na pesquisa e desenvolvimento de práticas de manejo mais sustentáveis para reflorestamento e manutenção de florestas de araucária. / Araucaria angustifolia is a tree of high lumber and resin values, a source of food, and the most important tree in the Mixed Subtropical Ombrophilous forest, a rich ecosystem with many endemic species. However, due to intense exploration for decades, the Araucaria is presently considered a critically endangered species, and the understanding of this ecosystem is fundamental for conservation and regeneration purposes. Soil organisms such as earthworms, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and diazotrophic bacteria play an essential role in nutrient cycling and can increase plant performance. Many studies have evaluated the impact of each of these organisms independently, but few have studied their interactions. Therefore, the aim of this study was to evaluate the inoculation effects of invasive earthworms (Amynthas corticis), AMF (Gigaspora rosea) and an isolated of diazotrophic bacteria, and the interactions between each of these, on the performance of A. angustifolia seedlings. The plants were grown in greenhouse conditions in a block-type randomized design with a factorial layout of 2x2x2, being: presence and absence of earthworms (A. corticis), presence and absence of AMF (G. rosea) and presence and absence of diazotrophic bacteria (isolated S32274), in eight replicates, evaluated at 150 and 250 d after transplanting. The following parameters were evaluated: plant height and diameter, shoot and root biomass, shoot nutrient content (P, N), number of AMF spores, root mycorrhizal colonization rate and earthworm survival, reproduction and fresh biomass. Plant biomass and shoot nutrient content were affected by the three-way interaction of earthworms, AMF and bacteria. AMF inoculation enhanced A. angustifolia performance, while bacterial inoculation alone had no significant effect on plants and earthworms had low survival rates and tended to reduce plant biomass. Microbial-faunal interactions can lead to important changes in plant growth and should be considered in future research and development of sustainable Araucaria forest management practices.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesica_F_S_Genero.pdf: 1260489 bytes, checksum: da1efddef812f7eb843220dbd5d18a24 (MD5) Previous issue date: 2016-08-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The bacteria Azospirillum brasilense and Herbaspirillum seropedicae are nitrogen fixers and promoting plant growth, able to promote partnerships with the trigo. O objective of this study was to evaluate the crop wheat agronomic performance in response to inoculation with Azospirillum brasilense diazotrophs and Herbaspirillum seropedicae with or without nitrogen fertilization and quantify the number of viable cells of bacteria of the wheat plant roots. The experiment was conducted in the crop year 2014/2014 and 2015/2015. The experimental design was a randomized block in factorial 2 x 4, with four repetitions. The first factor relates to the nitrogen topdressing applications (with and without nitrogen). The second factor relates to inoculating seeds with diazotrophs [without inoculation treatment (control), strain A. brasilense, H. seropedicae strain and combination of the two strains. The combined inoculation of strains A. brasilense + H. seropedicae with nitrogen fertilization promoted an increase of 48% and 13% in grain yield, in the 2014 season and 2015 season, respectively, for the plants that were not inoculated. You can check the inoculation Herbaspirillum, showed better total amount of viable cells with the application of nitrogen. The reduction in the number of CFU of Azospirillum under nitrogen fertilization condition can point to a lower competitiveness of these individuals by exudates and nutrients / As bactérias Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae são fixadoras de nitrogênio e promotoras de crescimento vegetal, capazes de promover associações com a cultura do trigo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico do trigo em resposta a inoculação de bactérias diazotróficas com Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae associada ou não à adubação nitrogenada e quantificar o número de células viáveis de bactérias das raízes de plantas de trigo. O experimento foi realizado nas safras agrícolas 2014/2014 e 2015/2015. O delineamento experimental foi de blocos casualizados em esquema fatorial 2 x 4, com 4 repetições. O primeiro fator refere-se às aplicações de nitrogênio em cobertura (com e sem nitrogênio). O segundo fator refere-se à inoculação de sementes com bactérias diazotróficas [tratamento sem inoculação (testemunha), estirpe de A. brasilense, estirpe de H. seropedicae e combinação das duas estirpes. Na ausência da inoculação, a adubação nitrogenada em cobertura promoveu um acréscimo de 18% no diâmetro do colmo. Na ausência da adubação nitrogenada em cobertura, a inoculação com H. seropedicae promoveu um acréscimo de 16% no diâmetro de colmo, e na presença da adubação nitrogenada esta bactéria promoveu um acréscimo de 24% no número de espiguetas por espiga em relação às plantas que não foram inoculadas. A inoculação combinada das estirpes A. brasilense + H. seropedicae com adubação nitrogenada em cobertura promoveu um acréscimo de 26% no número de espiguetas por espiga e o dobro do número de grãos obtidos, em relação à combinação sem adubação. A inoculação combinada das estirpes A. brasilense + H. seropedicae com adubação nitrogenada em cobertura promoveu um acréscimo de 48% e 13% na produtividade de grãos, na safra de 2014 e na safra de 2015, respectivamente, em relação as plantas que não foram inoculadas. A inoculação de H. seropedicae apresentou maior quantidade de células viáveis totais com a aplicação de nitrogênio. A redução do número de UFC de A. brasilense sob condição de adubação nitrogenada pode apontar para uma menor competitividade destes indivíduos por exsudatos e nutrientes

Global warming is becoming more concerned by the public. The escalating atmospheric CO₂ level has introduced the intensification of greenhouse effect which brought enormous impact to the environment and climate. Among different methods for CO₂ mitigation, biological treatment on CO₂ emission using microalgae is regarded to be more economical and beneficial. On the other hand, countries around the world are projected to face water scarcity in the coming decades. Therefore alternatives to the finite fresh water resources for consumption have to be explored. Seawater has been introduced for toilet flushing in Hong Kong since 1950s. The flushing water is mixed with the consumed fresh water in the sewage treatment process to give a sewage effluent with high salinity, which still contains nutrients to support the growth of algal cells. Using sewage effluent as an algal culture medium not only can have a lower operation cost while saving fresh water for food crops, but also the effluent can be purified before discharging. Besides Hong Kong, there is an increase in numbers of cities incorporating seawater in toilet flushing systems as an economical and sustainable solution to fresh water scarcity. / Taking sustainable development into consideration, the use of algal cell for the fixation of CO₂ in saline sewage effluent is proposed, which should be an effective mitigation for CO₂ emissions, removal of nutrient in sewage effluent as well as production of useful products such as biofuel feedstock. In order to find out a suitable algal species for CO₂ the bioremediation, commercially available algal strains were compared against the locally isolated species on the growth and CO₂ removal efficiency in saline sewage effluent. Chlorogonium capillatum, the algal strain isolated from a local fish pond, was found to be the best candidate for CO₂ sequestration and nutrient removal in the non-sterile saline sewage effluent since it could grow much better in the presence of other microorganisms, comparing with the majority of other algal species could not grow under this situation. / The effect of CO₂ enhancement on algal photosynthetic rate and growth was studied in terms of the change in cell number, biomass and lipid production, and the fatty acid profile. The optimisation of CO₂ mitigation was achieved by deploying the response surface methodology (RSM) approach with a model describing the change in CO₂ consumption rate being developed. In the minimal run resolution V (MR5) screening test, it was found that salinity, pH, CO₂ and PO₄³⁻-P levels were influential to CO₂ removal by C. capillatum in non-sterile sewage effluent. Further optimisation of the CO₂ consumption rate was performed using the Box-Behnken design. The results of study showed that C. capillatum was able to deliver its maximum CO₂ consumption rate at 58.96 mg L⁻¹ d⁻¹ at the optimal condition, which was very close to the ordinary condition in the average sewage. In addition, the lipid content of C. capillatum could reach 24.26±2.67% with fatty acid profile conforming to typical biodiesel composition, delivering a high potential for biofuel feedstock production. Together with a high nutrient removal rate, C. capillatum could be used to produce a promising waste-recycling oriented simultaneous treatment system. / Since the CO₂ consumption rate was not dependent to light intensity, the spectral effects on the light-enhanced algal growth and carbon sequestration were investigated to find the best culture condition and how the carbon sequestration process was being influenced. Five LED light spectra were chosen for the analysis and it was found that growth parameters and cell compositions were influenced by the colour of the light very differently. The results indicated that under the irradiation of white LED light, C. capillatum had the highest CO₂ consumption rate and lipid content. Red LED light induced the highest amount of cellular protein as well as the chlorophyll a content. However, the performance of the light dependent reaction of the red LED light culture did not show apparent improvement. Regarding the CO₂ fixation enzyme, the spectral effect on RuBisCO content was marginal and there was no obvious relationship between the light induced CO₂ consumption and solely the light induced RuBisCO content change. Chemical analysis on the algal biomass indicated the C. capillatum culture would be a suitable microbial system to mitigate CO₂ emission, remove nutrients from saline sewage effluent and produce biomass suitable for biofuel production. / This study delivers a bioremediation system which is capable of simultaneous CO₂ mitigation, nutrient removal and biofuel feedstock production with a newly isolated algal species in a waste recycling manner. The findings of this study are not limited to the application locally in Hong Kong, but hopefully all these can also be useful in similar works in other places to help with the sustainable development. / 全球暖化正越來越受到公眾關注，大氣中不斷上升的二氧化碳水平已經加劇了溫室效應，並對環境和氣候帶來了巨大的影響。在不同的二氧化碳緩減方法中，利用生物方法以微藻處理二氧化碳排放被認為是更具效率和回報價值。另一方面，世界各地已經預計會在未來幾十年面臨水荒，因此是有必須要為有限的淡水資源尋找代替品。自五十年代起，香港便引入了海水作沖廁用途。沖廁用水會在污水處理過程中混合經使用過的淡水而產生高鹽度的污水，而污水當中仍含有營養物質，以支持藻類細胞生長。使用污水作為藻類培養介質不但可以降低營運成本，並有助於節省淡水用以耕種糧食作物，而且可以在污水排出前進行純化。除香港以外，一些引入海水用於沖廁系統的城市數目正在增加。 / 考慮到可持續發展，我們提出利用微藻細胞在帶鹽污水中進行二氧化碳固定。這應該是一個有效的緩解二氧化碳排放，清除污水中養份，以及產生有價值產品的綜合方案。為了找出一種合適的微藻進行生物整治，我們比較了市面上買到的品種和於本地環境分離出來的藻種於帶鹽污水中生長和去除二氧化碳的表現。經過實驗後我們確定一種從魚塘中分離出來的綠梭藻(Chlorogonium capillatum)是能夠在未經消毒的帶鹽污水中進行碳封存和去除養份的最佳選擇，因為綠梭藻能夠在其他微生物存在下仍可以良好地生長，反觀其他大多數的藻種就不能在這情況生長。 / 我們從細胞數、生物量、脂質和脂肪酸譜的變化方面研究了二氧化碳量增強對微藻光合速率和生長的影響。我們利用了反應曲面法(Response Surface Methodology)對微藻的二氧化碳緩減進行最佳化，並將二氧化碳緩減率的變化製成模型。在條件篩選實驗，我們找出鹽度、酸鹼、二氧化碳和磷質水平是會影響二氧化碳緩減率。在隨後的二氧化碳緩減率的最佳化後，綠梭藻的最大二氧化碳緩減率為58.69微克每公升每天。研究發現綠梭藻能夠於接近平常環境條件下達成最高效的二氧化碳緩減。除此之外，綠梭藻的脂質含量可達24.26±2.67百份比。加上脂肪酸分佈符合典型的生物柴油成份和具有高度養份去除率，綠梭藻可以用來創造以廢物回收作主導的多功能的生物修復系統。 / 由於二氧化碳緩減率並不依賴於光的強度，我們進行了光譜對微藻生長和碳封存的影響的研究，以找出最佳的培養條件和了解碳吸收的過程如何被影響。我們分析了五種發光二極管光譜，發現燈光顏色對微藻的生長參數和細胞組合物有明顯的影響。結果顯示，在白色燈的照射下，綠梭藻有最高的二氧化碳緩減率和脂質含量。紅色燈引發了最高的細胞蛋白質，以及葉綠素a含量。然而，紅光並沒有明顯提升光依賴反應。關於固定二氧化碳的酶，光譜對羧化/加氧酶的數量變化效果細微。另外，羧化/加氧酶跟二氧化碳緩減率之間沒有明顯關係。從微藻生物質中的化學分析，我們認為綠梭藻是一個合適的微生物系統以達成二氧化碳的排放緩減，去除帶鹽污水中的養份和生產適用於生物燃料製造的生物質。 / 這項研究提供了一個生物修復系統，它能夠以廢品回收方式同時減少二氧化碳排放、去除營養和生產製作生物燃料的原料。這項研究的結果並不只限於香港使用，我們希望這些東西也可以應在其地方類似的工程上，為可持續發展出力。 / Lee, Kwan Yin. / Thesis Ph.D. Chinese University of Hong Kong 2015. / Includes bibliographical references (leaves 115-134). / Abstracts also in Chinese. / Title from PDF title page (viewed on 05, January, 2017). / Detailed summary in vernacular field only. / Detailed summary in vernacular field only. / Detailed summary in vernacular field only. / Detailed summary in vernacular field only. / Detailed summary in vernacular field only.

A adoção da rotação de culturas com leguminosas em áreas de implantação e reforma de canaviais é uma estratégia promissora para recuperação e manutenção da fertilidade do solo, e tem potencial no aproveitamento do N para as soqueiras. A análise mais detalhada do comportamento do N no solo durante o ano agrícola e dos parâmetros de produção em locais que possuem solo e clima contrastantes, permitem aprimorar o manejo da adubação nitrogenada da cana-de-açúcar. As hipóteses deste trabalho são (1) a rotação de culturas irá aumentar a disponibilidade de N no solo, a qual suprirá parte da demanda do N das soqueiras subsequentes e (2) a rotação de culturas promoverá redução da resposta das soqueiras à adubação nitrogenada. Objetivou-se avaliar o efeito da rotação de culturas nas transformações do N no solo (N mineral, N-ISNT e N e C da biomassa microbiana) e na produtividade da primeira soqueira. Os experimentos foram instalados em quatro regiões representativas de cultivo de cana-de-açúcar na região Centro Sul do Brasil: Quatá/SP (Local A); Iracemápolis/SP (Local B); Chapadão do Céu/GO (Local C) e Quirinópolis/GO (Local D). Em cada local, foi instalado um experimento em esquema de parcelas subdivididas no delineamento blocos ao acaso com quatro repetições, em áreas submetidas (com rotação) ou não (sem rotação) ao plantio de leguminosa do gênero crotalária. Após a colheita da cana planta, foram implantados os seguintes tratamentos: 60, 120 e 180 kg ha-1 de N e um controle (sem N), aplicados superficialmente sobre a palhada. Foram realizadas três amostragens para determinação do conteúdo de N mineral, N-ISNT e C e N da biomassa microbiana. Entre 150 a 180 dias após a colheita da cana-planta, foram realizadas avaliações de perfilhamento e índice SPAD. Na colheita, avaliou-se matéria seca da parte aérea, produtividade e atributos tecnológicos. Os resultados demonstraram que a mineralização dos resíduos da crotalária influenciaram a dinâmica do C e N e os reservatórios de N no perfil do solo ao longo do ciclo da primeira soqueira, com destaque para o solo de textura média (Local A). Apesar da rotação de culturas ter modificado o conteúdo de N mineral, N-ISNT, e aumentado o perfilhamento e índice SPAD no local A, somente nos solos argilosos (Locais C e D), a rotação aumentou a produtividade da soqueira. A hipótese de que a rotação de culturas reduz a demanda de fertilizantes nitrogenados não foi aceita; houve resposta à adubação nitrogenada nos quatro locais, independentemente da rotação de culturas. Porém, a rotação demonstrou potencial em aumentar a produção de biomassa com manutenção da dose de N. Esta pesquisa demonstrou a viabilidade de rotação de culturas em solos argilosos com elevado conteúdo de C e N total, com potencial de aumentar a produtividade do canavial, porém sem reduzir a demanda de adubação nitrogenada. / The adoption of crop rotation with sugarcane is a promising strategy for the recovery and maintenance of soil fertility, and it shows potential in the use of N to the sugarcane ratoon. A more detailed analysis of the transformations N in soil during the agricultural year and production parameters in sites that have contrasting soil texture and climate, allows to improve management of N fertilization for sugarcane. The hypothesis of this work are (1) crop rotation will increase soil N availability, which will satisfy part of N requirements of sugarcane ratoon and (2) crop rotation will reduce the sugarcane ratoon response to N fertilization. The objective was to evaluate the effects of sunn hemp rotation in the transformations of N in soil (mineral N content, ISNT-N and microbial biomass C and N) and sugarcane ratoon yield. The field trials were installed in four representative regions of cultivation of sugarcane in Brazil: Quatá/SP (Site A); Iracemápolis/SP (Site B); Chapadão do Céu/GO (Site C) e Quirinópolis/GO (Site D). At each site, a field trial was installed in split plot in a randomized block experimental design with four replications, in areas sowed (rotation) and not sowed (no rotation) with sunn hemp. After the harvest of cane-plant, the following treatments were applied: 60, 120 and 180 kg ha-1 of N and a control (without N) over the straw. Three sampling were performed to determine the soil inorganic N content, ISNT-N, C and N of microbial biomass. Between 150 to 180 days after the harvest of the cane-plant, tillering was counted and SPAD index was measured. At harvest of the sugarcane ratoon, biometric parameters, yield and quality parameters were evaluated. The results showed that mineralization of residues of sunn hemp influenced the dynamics of C and N and N content in the soil profile throughout the cycle of the sugarcane ratoon, with emphasis on medium-textured soil (Site A). Despite crop rotation has modified mineral N stocks, ISNT-N, and increased tillering and SPAD index in site A, crop rotation only increased the sugarcane ratoon yield on clay soils (Sites C and D). The hypothesis that crop rotation reduces N-fertilizer requirement was not accepted; there was response to N fertilization in four sites, regardless of crop rotation. However, the rotation showed potential in increase biomass production with maintenance of N rate. This research demonstrated the viability of crop rotation in clay soils with high total C and N content, with potential to increase sugarcane yield, but without reducing N-fertilizer requirement.

This investigation tested the hypothesis that iron, as a micronutrient, will affect proteins in Trichodesmium and therefore affect nitrogen fixation. Changes in proteins that are a result of iron enrichment were compared to naturally occuring diel changes. Alterations in the iron protein of nitrogenase were compared to nitrogen fixation rates using the acetylene reduction technique. The observed changes in proteins were compared in Trichodesmium colonies from the Caribbean Sea and the Sargasso Sea. Trichodesmium colonies were monitored for protein and iron content over a diel period on two cruises. The changes in protein and iron content in Trichodesmium colonies were variable but at times showed a cyclic diel pattern. Changes in protein bands on SDS-PAGE showed consistent changes in the banding pattern of a low molecular weight protein that responded to iron nutrition and time of day (Elardo and Rueter 1990). These changes were similar to changes m the iron protein of nitrogenase which also responded to changes associated with iron nutrition and time of day (Elardo 1991 ). Trichodesmium appear to alter certain proteins which appear as changes in banding patterns in response to environmental factors such as nutrients, temperature and light. My research shows that the pattern of modification of the iron protein of nitrogenase differs in colonies from the Caribbean Sea compared to those from the Sargasso Sea (Elardo 1991). The Caribbean Sea population in February had a clear pattern of active and inactive forms (day vs. night) of the enzyme. The Sargasso Sea population of Trichodesmium spp. had both forms of the enzyme at all times of the day during April and May when NO3 - is present in the euphotic zone due to recent mixing. These differences between the two populations may be due to different environmental conditions since the Caribbean Sea is permanently stratified, warmer and nutrient-depleted throughout the year. The Sargasso Sea undergoes seasonal breakdown of the thermocline during winter months, resulting in an injection of nitrate from deeper water, and minimum temperatures of 18oC.

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