A indústria curtumeira gera quantidades significativas de efluentes com altos níveis de nitrogênio. Este trabalho tem como objetivos avaliar os fatores que contribuem para os altos teores de nitrogênio nos efluentes de curtume, entre eles, os produtos químicos utilizados no processamento do couro, as etapas que mais influenciam nestes teores, a influência do tempo e quantificar o total de nitrogênio liberado em cada etapa por quilograma de pele processada. Os testes foram realizados em peles salgadas e testadas duas formulações distintas, coletando-se amostras dos banhos no final de cada etapa, a fim de avaliar as quantidades de nitrogênio individualmente nestes efluentes. Posteriormente, foram analisadas as etapas considerando a influência do tempo na liberação de nitrogênio processando-se separadamente pedaços de peles salgadas, com apenas uma das formulações e deixando cada etapa por, pelo menos, 24 horas com coletas de banho ao longo do processo. Os métodos utilizados para se determinar os teores de nitrogênio nos banhos residuais foram Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK), Nitrogênio Amoniacal (N-NH3), Carbono Orgânico Total (TOC) e Proteína Solúvel. Informações técnicas dos produtos químicos indicam que alguns deles têm nitrogênio em suas composições. Com base nisso, fizeram-se ensaios de NTK nos produtos que poderiam conter nitrogênio. Os resultados detectaram nitrogênio nas amostras desses produtos analisados, porém não em quantidades muito significativas. A partir dos resultados dos experimentos de processamento das peles foram calculadas as quantidades de nitrogênio, carbono e proteínas totais solúveis geradas por quilograma de pele processada. Para este cálculo, foram utilizados os resultados obtidos de NTK, TOC e proteínas totais solúveis, os volumes de banhos de cada etapa e a massa inicial da pele que estava sendo processada. Os resultados de liberação de nitrogênio por quilograma de pele processada (5,07 g/kg pele processada da Formulação Ribeira/Curtimento 1 e 5,51 g/kg de pele processada para a Formulação Ribeira modifica/Curtimento/Recurtimento 2) mostraram que as duas formulações liberam, aproximadamente, a mesma quantidade de nitrogênio por quilograma de pele processada. Comparando-se os resultados de NTK e N-NH3, verificou-se que grande parte do nitrogênio liberado nos banhos é de origem orgânica, ou seja, proveniente das peles, mostrando que devem ser feitos estudos mais profundos a fim de se gerar menores quantidades destes nos efluentes. Tratamentos adequados devem ser adotados nas estações de tratamento de efluentes, prevendo nitrificação e desnitrificação, a fim de depurar os altos índices deste nutriente nos efluentes finais antes de serem lançados nos corpos receptores. / The tannery industry generates significant amounts of effluent with high nitrogen levels. This work aims to evaluate the factors that contribute for high nitrogen contents in the effluent of tannery, among them, the used chemical products in the processing of leather, the main stages that influence in these contents, the influence of the time and to quantify the total residual nitrogen in each stage of the process for kilogram of processed hide. The tests had been carried out whit salted hides and two formularizations distinct were tested, collecting samples of residual water by the end of each stage, in order to evaluate the individual amounts of nitrogen in these effluents. Subsequently, steps were analyzed considering the influence of time on the release of nitrogen processing separately pieces of salted hides, with the usual formulation and leaving each stage for at least 24 hours for collecting samples of the waste water throughout the process. The methods used to analyze the levels of residual nitrogen in wastewater were Total Kjeldahl Nitrogen (TKN), Ammonia Nitrogen (NH3-N), Total Organic Carbon (TOC) and Soluble Protein. Technical information of chemicals products indicate that some of them have nitrogen in their compositions. On this basis, there have been trials to determine TKN in the products that could contain nitrogen. The results detected nitrogen in the analyzed samples of these products, but not in significant levels. From the results of the experiments the amounts of nitrogen, carbon and total soluble protein produced per kilogram of processed hide were calculated. For this calculation, were used the results of TKN, TOC, and total soluble protein, the volumes of each step of baths and the initial mass of hide. The results of release of nitrogen per kilogram of hide (5.07 g/kg of processed hide with the Formulation Beamhouse/Tanning 1 and 5.51 g/kg of processed hide with the modified Formulation Beamhouse/Tanning/Retanning 2) showed that both release approximately the same amount of nitrogen. Comparing the results of NTK and NH3-N, it was found that most of the nitrogen is released to the wastewater has organic origin, in other words, from the hide, demonstrating that further study must be made in order to generate lower quantities in these effluents. Appropriate treatment should be adopted in effluent treatment plants, providing nitrification and denitrification, in order to debug the high levels of this nutrient in the final effluent before being discharged in receiving waters.

Estudos anteriores têm mostrado performance satisfatória do modelo Century de Dinâmica da Matéria Orgânica aplicado às condições edafoclimáticas do Rio Grande do Sul, porém os estoques de N do solo foram normalmente superestimados. O objetivo deste trabalho foi parametrizar o submodelo do ciclo do N do Century para que este possa ser considerado uma ferramenta útil no estudo da dinâmica do N em nosso meio. As simulações foram realizadas com dados experimentais de um estudo de longo prazo instalado em um Argissolo Vermelho distrófico da EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul (RS). A parametrização inicial consistiu na entrada de dados de solo e clima, ajuste de parâmetros relacionados à adição de N por fixação não-simbiótica, perdas de N por volatilização e relação C/N de resíduos de culturas que entram nos compartimentos lento e passivo da matéria orgânica do solo (MOS). O modelo foi executado por um período de 6000 anos nas condições do bioma de campos nativos do Sul do Brasil para obtenção dos valores estáveis do carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT) e dos compartimentos de C e N orgânicos do solo. Em seguida simularam-se dois tratamentos (correspondentes a sistemas de manejo convencional e plantio direto) selecionados do experimento de longo prazo, conforme o histórico do estudo, alterando-se o parâmetro de cultivo CLTEFF(2) (multiplicador para decomposição do compartimento lento), o qual depende do potencial de adição de C pelas culturas e grau de revolvimento do solo. Adicionalmente, foram acrescentados às seqüências de eventos de manejo de solo sob preparo convencional um “efeito adicional de cultivo”, persistindo por dois meses após cada evento de revolvimento do solo. Este prolongamento do efeito do revolvimento do solo permitiu melhor ajuste da dinâmica do C e do N no solo sob sistema de preparo convencional, pois refletiu a maior decomposição da MOS observada nas condições locais. De uma maneira geral, a aplicação do modelo Century com a parametrização proposta demonstrou bom ajuste das estimativas de COT e NT em relação aos valores observados em 1998, evidenciando que o modelo Century tem potencial para ser utilizado no planejamento e definição de estratégias de manejo de solo. / Previous studies have shown satisfactory performance of the Century Soil Organic Matter Model as applied to climatic and edaphic conditions of Rio Grande do Sul. However, soil N stocks were usually overestimated in these simulations. The objective of this study was to parametrize the N cycle submodel of Century so that it can be employed successfully in N dynamics studies in Southern Brazil. Simulations were performed utilizing data from the long-term experiment established in an Acrisol (Argissolo Vermelho distrófico) at EEA-UFRGS (Eldorado Agricultural Experimental Station - UFRGS) in 1985. Initial parametrization included soil and climate attributes, adjusted non-symbiotic N inputs, N losses from volatilization and C/N ratios of plant residues entering the Century slow and passive N pools. Next, Century was run for 6,000 years to steady state for baseline soil organic C and N stocks using site and crop parameters adjusted to the Southern Brazilian grasslands biome. Subsequently, selected treatments of the long-term study (comprising conventional and no-tillage soil managements) were simulated according to historical soil management data, with appropriate changes in the cultivation parameter CLTEFF(2) (slow pool decomposition multiplier), which was affected by crop C inputs and soil cultivation intensity. Additionally an “enhanced cultivation effect” was included for two months after each plowing event in the conventional soil management schedules. This inclusion reflected higher soil organic matter decomposition observed in the long term experiment. In general, model runs with the abovementioned parametrization showed good agreement between model estimates and field data measured in 1998. The Century model adjustments proposed indicate its feasibility as a tool in soil use and management planning and forecasting.

Atualmente os candidatos mais prováveis para aplicação como dielétrico de porta nas próximas gerações de dispositivos MOSFET são os filmes de silicato e aluminato metálicos com nitrogênio em sua composição. Neste trabalho são investigados filmes de oxinitreto de háfnio e silício (HfSixOyNz), oxinitreto de alumínio (AlOxNy), e oxinitreto de lantânio e alumínio (LaAlxOyNz) depositados sobre Si utilizando diferentes técnicas de preparação. O objetivo deste estudo é avaliar a estabilidade térmica dessas estruturas e o efeito da presença do nitrogênio no que diz respeito ao transporte atômico e reações químicas durante tratamentos térmicos pós-deposição. Os tratamentos térmicos realizados buscam simular as etapas de processamento térmico inerentes do processo de fabricação de um MOSFET, como, por exemplo, a etapa de ativação de dopantes da fonte e do dreno do dispositivo. Esses tratamentos térmicos são realizados em temperaturas que variam de 600oC até 1000oC em atmosfera inerte ou oxidante. Foi observado que a presença de nitrogênio inibe o transporte atômico e, conseqüentemente, instabilidades composicionais quando comparado com filmes sem nitrogênio. Em particular, as espécies oxidantes desempenham um papel importante na compreensão da estabilidade físico-química dessas estruturas durante os tratamentos térmicos, uma vez que o nitrogênio modifica a difusão e a incorporação de oxigênio. Além disso, observa-se que parte do nitrogênio é removido dessas estruturas com o tratamento térmico em atmosfera oxidante. Essa perda acontece principalmente através de um processo de troca entre o nitrogênio do filme e o oxigênio da fase gasosa. Nesta tese foi realizado um estudo sistemático dessas estruturas e as possíveis causas das observações realizadas são discutidas, assim como alguns mecanismos são propostos para explicar os resultados experimentais. Esta tese aporta uma importante contribuição para essa área de pesquisa e para o avanço da tecnologia CMOS nos próximos anos. / High-k metal oxynitrides are currently the most promising candidates under consideration as novel gate dielectrics for MOSFET devices. In this work, hafnium-silicon oxynitride (HfSixOyNz), aluminum oxynitride (AlOxNy), and lanthanum-aluminum oxynitride (LaAlxOyNz) films on silicon prepared by different deposition techniques were experimentally investigated. The aim of this study was to evaluate the thermal stability of these structures and the effect of nitrogen concerning atomic transport and chemical reaction phenomena in view of metal-oxide-semiconductor transistor processing requirements. Such processing steps include post-deposition annealing and source/drain dopant activation annealing, performed at temperatures from around 600oC up to 1000oC, in inert or O2-containing atmospheres. It was observed that nitrogen inhibits atomic transport and compositional instabilities during thermal processing when compared to non-nitrided structures. In particular, oxidant species play an important role in understanding physicochemical stability during thermal processing, since nitrogen modifies the oxygen diffusion and incorporation into these structures. Besides, part of the nitrogen is removed from these structures during thermal annealing by an exchange process with oxygen. A systematic investigation of these structures was performed, the possible chemical/physical causes of these observations are discussed and some mechanisms are proposed to explain the experimental results. This thesis provides new understanding to this area with potential importance to the CMOS technology.

Bacilos são bactérias aeróbias ou anaeróbias facultativas, Gram positivas ou Gram variáveis, produtoras de endósporos, que lhes conferem resistência ao estresse ambiental. Os gêneros Bacillus e Paenibacillus são os que possuem as espécies reconhecidamente fixadoras de nitrogênio. Outra característica dos bacilos é o grande potencial em produzir substâncias capazes de promover o crescimento vegetal, como hormônios, sideróforos, antibióticos e a capacidade de solubilização de fosfatos. Enquanto múltiplas espécies de bacilos podem ser detectadas nos solos e na rizosfera de várias plantas, muito pouco tem sido feito para estimar a sua diversidade e para indicar quais são as espécies mais comumente isoladas. Dois estudos semelhantes foram conduzidos nesse trabalho, com os seguintes objetivos: i) isolar as espécies de bacilos fixadores de nitrogênio predominantes em diferentes regiões orizícolas e tritícolas do Estado do Rio Grande do Sul, ii) estimar a sua diversidade; e iii) avaliar suas atividades como bactérias promotoras de crescimento de plantas, para utilização como futuros inoculantes. Das espécies que foram identificadas, através do seqüenciamento parcial do gene do RNA ribossomal 16S, as mais comuns foram P. borealis e P. graminis. Para a grande maioria das bactérias isoladas não foi possível a identificação em nível de espécie. Há uma alta probabilidade de que tais bactérias constituam espécies ainda não descritas, mas filogeneticamente muito próximas a P. borealis e P. graminis. Dentre os isolados da rizosfera de arroz e trigo, dois foram descritos como novas espécies neste trabalho: Bacillus oryzae e Paenibacillus riograndensis. Uma característica marcante entre os isolados da rizosfera foi a capacidade destes de produzir grandes quantidades de ácido indol-acético. Poucos isolados, tanto do solo quanto da rizosfera, produziram sideróforos e solubilizaram fosfato. As linhagens selecionadas para experimentos in vivo em casa de vegetação provaram ser muito eficientes na promoção do crescimento de suas plantas hospedeiras. Tais linhagens poderão ser usadas na formulação de novos inoculantes, melhorando o sistema de cultivo em que eles venham a ser aplicados. A identificação e o isolamento de bacilos de solos temperados e subtropicais, que combinem a habilidade de fixar nitrogênio com a produção de substâncias capazes de promover o crescimento vegetal, poderá aumentar significativamente a produtividade das lavouras graníferas no Brasil e no Estado do Rio Grande do Sul, em especial. / Bacilli are aerobic or facultatively anaerobic, Gram positive or variable, endospore-forming bacteria that exhibit resistance to environmental stress. Bacillus and Paenibacillus genera include the best knowing nitrogen-fixing species. Another bacilli characteristic is their great potential in producing substances that promote plant growth by the production of hormones, siderophores and phosphate solubilization. While multiple species of bacilli can be detected in the soils and rhizosphere, scarce research has been carried out to estimate their diversity and indicate the most commonly isolated species. In this work, two similar studies have been conducted with the objectives of: i) isolate the predominant nitrogen-fixing bacilli species from different rice and wheat crops of Rio Grande do Sul State, ii) estimate their diversity, and iii) evaluate their plant growth promoting (PGP) activities in order to use them further as inoculant strains. Among the species that have been identified through partial 16S rRNA gene sequence analysis, P. borealis and P. graminis were the most common species in both locations, soil and rhizosphere. It was not possible to identify the vast majority of isolates at the level of species. There is a high probability that these bacteria constitute species not yet described, but phylogenetically very closely related to P. borealis and P. graminis. Two isolates from rice and wheat rhizospheres were described as new species: Bacillus oryzae and Paenibacillus riograndensis. A remarkable characteristic among isolates of the rhizosphere was their ability to produce high amounts of indole-acetic acid. Few isolates, both from bulk soil and rhizosphere, produced siderophores and/or solubilized phosphates. The strains selected for in vivo experiments in a greenhouse proved to be very effective in promoting the growth of their host plants. Such strains can be used in the formulation of new inoculants, improving the cropping system in which they will be applied. The identification and the isolation of PGP bacilli from temperate and subtropical soils, which combine the ability to fix nitrogen with the production of substances capable of promoting plant growth, could also significantly increase the productivity of grain crops in Brazil and Rio Grande do Sul State in special.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Na suinocultura, a elevada carga de nutrientes, somada ao grande volume de dejetos, são os maiores desafios de manejo da atividade. Na maioria dos casos, a falta de áreas cultiváveis para disposição do efluente no solo exige o uso de técnicas de tratamento com capacidade de remoção de elevadas cargas de nutrientes. Nesse cenário surge o processo ANAMMOX, precedido por um sistema de nitritação parcial. O objetivo desse trabalho foi otimizar a operação de reatores com diferentes configurações com atividade ANAMMOX realizando progressão de carga por diferentes condições operacionais. Três reatores, denominados reator A, B e C, foram inoculados e partidos, em fluxo ascendente, temperatura controlada em 35 oC, concentração de OD inferior a 0,2 mg.L-1, com biomassa em suspensão, utilizado como inóculo biomassa com atividade ANAMMOX estável proveniente de um reator piloto, em diferentes concentrações. O tempo de partida do reator A, inoculado com 1 % de biomassa (v/v) foi de aproximadamente 100 dias, e dos reatores B e C, inoculados com 30 % de biomassa (v/v) foi de aproximadamente 60 dias, mostrando que é possível dar partida a reatores com baixa concentração de inóculo e que maiores concentrações reduzem significativamente o tempo de partida do sistema. Para comprovar a veracidade do processo ANAMMOX nos reatores acompanhou-se o comportamento das formas nitrogenadas, calculou-se os coeficientes estequiométricos (que ficaram próximos aos encontrados na literatura) e realizou-se análises de FISH com sonda específica (AMX 368) (com resultados positivos). Através de estudo cinético determinou-se as velocidades específicas de consumo de amônio e nitrito e produção de nitrato, que foram: µN-NH3 = 47,94 mgNNH3. gSSV-1.d-1; µN-NO2 = 59,39 mgN-NO2 -.gSSV-1.d-1 e µN-NO3 = 14,75 mgN-NO3 -.gSSV-1.d-1. Em relação à progressão de carga o processo se mostrou mais sensível ao aumento da concentração que as reduções de TRH, a máxima carga removida pelo reator A, que operou com aumento de concentração, foi 1,53 KgN.m-3.d-1, aos 331 dias de operação, sendo alimentado com 560 mgN.L-1.d-1 e com TRH de 6h, e pelo reator C, que operou com redução do TRH, foi 16,24 KgN.m-3.d-1, aos 193 dias de operação sendo alimentado com 200 mgN.L-1.d-1 e com TRH de 0,2h. / In the swine production, the high nutrient load, coupled with the large volume of wastewater, are the biggest challenges of management activity. Generally, the lack of arable land for disposal of effluent on the ground requires the use of treatment techniques capable of removing high loads of nutrients. There are numerous alternatives for nitrogen removal from wastewater, including anammox process preceded by a system of partial nitritation. The aim of this study was to optimize the operation of anammox reactors with different configurations and perform cargo progression through different operating conditions. Three reactors, called A, B and C, were inoculated and started, in upward flow, temperature controlled at 35 ° C, DO concentration below 0.2 mg L-1, with suspended biomass and used as inoculum biomass with stable anammox activity from a pilot reactor at different concentrations. The starting time of the reactor, inoculated with 1% biomass (v / v) was approximately 100 days, and the reactors B and C, inoculated with 30% biomass (v / v) was approximately 60 days, showing it is possible to start the reactors with low inoculum concentration and higher concentrations significantly reduce the start up time of the system. To prove the veracity of the anammox process in the reactors was monitored the behavior of nitrogen forms, we calculated the stoichiometric coefficients (which were close to those found in literature) and was carried of the FISH analysis with specific probe (AMX 368) (with results positive). Through the kinetic study was determined the specific consumption rates of ammonium and nitrite and nitrate production, which were µN-NH3=47,94mgN-NH3.gSSV-1.d-1; µN-NO2 = 59,39 mgN-NO2 -.gSSV-1.d-1 e µN-NO3 = 14,75 mgN-NO3 -.gSSV-1.d-1. the process was more sensitive to the increased nitrogen concentration that reductions in HRT, the maximum load removed by the reactor A, which operated with increasing concentration was 1.53 KgN.m-3.d-1, to 331 days of operation, being fed 560 mgN.L-1.d-1 and HRT of 6h, and in the reactor C, which operated with reduced HRT was 16.24 KgN.m-3.d-1, to 193 days of operation being fed 200 mgN.L-1.d-1 and HRT of 0.2 h.

O presente trabalho foi realizado com os seguintes objetivos: O estudo I avaliou o efeito da concentração energética da dieta (EM; I-3,40, II-3,60, III-3,80 Mcal/kg) e peso ao desmame (PD; 4,5 ± 0,4 kg e 6,7 ± 0,5 kg) no desempenho, digestibilidade, composição corporal e eficiência energética da dieta em leitões desmamados aos 21 dias; O estudo II investigou a influência das variáveis de desempenho e digestibilidade na eficiência de ganho de peso/nitrogênio excretado (GP/NE) de leitões desmamados, através de meta-análise. No estudo I, foram utilizados 32 leitões machos alojados em gaiolas de metabolismo por 28 dias. As dietas II e III foram concentradas em nutrientes na mesma proporção do aumento de energia, mantendo-se constante a relação lisina:EM. A ausência de interação entre PD e EM mostra que leitões leves não atingem crescimento compensatório quando alimentados com dietas com altos níveis de energia e mesma relação lisina:EM. O aumento da EM melhorou a digestibilidade dos nutrientes, porém não resultou em melhora do desempenho. Ficou evidenciada a vantagem em se desmamar leitões pesados devido ao melhor desempenho e a melhor eficiência na utilização da EM para ganho de proteína corporal. A meta-análise de estudo II foi conduzida com 10 ensaios, realizados entre 2000 e 2012, totalizando 62 tratamentos e 726 leitões. Dois modelos foram gerados para predição da eficiência GP/NE, com e sem a variável retenção de nitrogênio: GP/NE = exp 1,923 - 0,077 * Nitrogênio ingerido (Ni; g/d) + 0,041 * Retenção de nitrogênio (RN; %) + 0,008 * Consumo de ração/Peso vivo médio (CR/PVm) - 0,578 * Conversão alimentar (CA) + 0,132 * Peso vivo inicial (PVI; kg) + 0,016 * Ni * CA + 0,0000011 * RN * Energia metabolizável ingerida (EMi; Kcal/kg) - 0,003 * RN * PVI + 0,002 * RN * Peso vivo final (PVF)] R2=0,97; GP/NE = exp [4,703 - 0,035 * Ni -0,392 * CA + 0,062 * PVI+0,00016 * EMi + 0,007 * CR/PVm * CA - 0,032 * CA * PVF]. R2 = 0,73. A equação I mostra que quanto mais eficientes em reter N são os animais, maior o GP/NE. O aumento no consumo de EM maximizou o GP/NE em animais com maior RN. A interação entre Ni e CA mostrou que com baixo Ni e melhor CA a eficiência foi maximizada, porém com alto Ni, boa CA tem pouca influenciou sobre a eficiência. No modelo II a interação entre CA e PV mostra que leitões com boa CA melhoraram o GP/NE ao longo do período de crescimento, enquanto que animais com CA ruim não melhoraram GP/NE com o passar do tempo. Leitões desmamados, alimentados com dietas concentradas em energia e adequado perfil de aminoácidos maximizam a eficiência do GP/NE. / The thesis was carried out with the following objectives: The study I evaluated the effect of dietary energy density (ME; I-3.40, II-3.60, III-3.80 Mcal/kg) and weaning weight (WW; 4,5 ± 0,4 kg e 6,7 ± 0,5 kg) on performance, digestibility, body composition and energy efficiency of weaned piglets at 21 d. The study II investigated the influence of dietary, performance and nutrient digestibility variables on efficiency of weight gain/nitrogen excretion (WG/NE) of weaned piglets, through meta-analysis. In the study I, 32 male piglets, allotted in metabolic cages for 28 d were used. The diets II and III were concentrated in nutrients in the same proportion as energy increase keeping constant Lys/ME ratio. The results of this study showed that light piglets does not reach compensatory growth even when they are fed with diets concentrated in energy, keeping Lys:ME ratio. This was evidenced by the absence of the interaction between WW and ME for all responses. Increasing diet energy was effective in improving digestibility of nutrients, but did not result in better performance. There is an evident advantage in weaning heavy piglets, once they showed better performance in all experimental period. Also, they used energy and lysine diet more efficiently to maximize protein deposition rates. In the study II a meta-analysis was carried out with 10 experiments conducted between 2000 and 2012, totalizing 62 treatments and 726 piglets. Two models were generated to predict efficiency: WG/NE = exp [1.923 – 0.077 * Nitrogen intake (Ni; g/d) + 0.041 * Nitrogen retention (NR; %) + 0.008 * Feed intake /Average body weight (FI/BWa) – 0.578 * Feed:Gain (F:G) + 0.132 * Initial body weight (BWi; kg) + 0.016 * Ni* F:G + 0.0000011 * NR * Metabolizable energy intake (MEi; Kcal/kg) – 0.003 * NR * BWi + 0.002 * NR * Final body weight (BWf)] R2 = 0.97; WG/NE = exp [4.703 – 0.035 * Ni - 0.392 * F:G + 0.062 * BWi + 0,00016 * MEi + 0.007 * FI/BWa * F:G – 0.032 * F:G * BWf]. R2 = 0.73. The equation I shows that the more efficient in retaining N are the animals, the greater WG/NE. The increase in metabolizable energy intake maximized efficiency in animals with greater NR. There were an interaction between N intake (Ni) and F:G showing that with a low Ni and better F:G the efficiency was maximized, but with high Ni, the high F:G has little influence on efficiency. In model II, there was an interaction of F:G and BW showing that piglets with better F:G improved WG/NE as body weight increased, whereas animals with worst F:G did not improve WG/NE over time. Weaned piglets, feed diets with high energy and appropriate profile amino acid improve efficiency of WG/NE.

fósforo (P) e o nitrogênio (N) são nutrientes geralmente limitantes ao crescimento e desenvolvimento vegetal. Respostas aclimatativas à sua limitação referem-se às alterações do desenvolvimento radicular e mobilização, transporte, assimilação e metabolismo destes nutrientes. Para que este processo seja desencadeado, é necessária expressão de genes intimamente relacionados com a percepção e transdução do sinal de deficiência de P e N. Os genes envolvidos neste processo ainda são pouco conhecidos. Neste estudo objetivou-se averiguar o papel dos genes mutados nas rotas de aclimatação à limitação de Pi e assimilação de N através da identificação das modificações em nível de expressão gênica nos mutantes p9, p23 e p37, bem como através da avaliação da resposta dos mutantes p9 e p37 ao etileno. Os três mutantes são complementares e ineficientes em utilizar organofosfatos como fonte de P e p23 e p37 são resgatados quando o N é retirado do meio. Há interação P-N em relação à expressão de genes das rotas de aclimatação à limitação de P (AtACP5 e AtPT2), de assimilação de N (NRT1.1, NIA1 e NIA2) e na modulação das raízes laterais (ARF8). Os mutantes têm alteração na expressão dos genes que codificam transportadores de N e P de alta afinidade, assimilação de N, especialmente NIA2, e no caso de p9 e p23, ainda, ARF8. Na ausência de Pi e/ou N, houve rápida exaustão do centro quiescente nas raízes primárias em p23 e p37, assim, os genes mutados devem fazer parte de uma rota que medie as respostas do crescimento radicular em função da disponibilidade de Pi e N. Os mutantes p9 e p37 apresentam deficiência na sinalização ao etileno, sendo possível que p9 possua alteração na homeostase hormonal, e que modificação nos níveis de auxinas e citocininas afetem a síntese de etileno. / Phosphorus (P) and nitrogen (N) are nutrients highly required by plants, and limit plant growth and development. The main acclimation responses to P and N starvation include changes in root development, mobilization, transport, assimilation and metabolism of these nutrients. For properly acclimation, the expression of genes closely related to the perception and signal transduction of P and N deficiencies must work accurately. Which genes are involved in this process is still unclear, therefore, this study aimed to identify changes at the expression level in the p9, p23 and p37 mutants in an attempt to identify the role of the mutated genes in the acclimation pathway to Pi starvation. Furthermore, we aimed to verify the P-N interaction and the response of the mutants p9 and p37 to ethylene. The three mutants are inneficient in using organophosphates as the only source of P, and p9 and p23 recover the COL phenotype in the absence of N. Interaction between P and N was observed in the expression of genes involved in Pdeficiency acclimation, namely AtACP5 and AtPT2, as well as in the N assimilation, NRT1.1, NIA1 and NIA2, and ARF8, involved in lateral root modulation. It was observed that the mutated gene in p9, p23 and p37 affects genes that encode high affinity N transporters, genes involved in N assimilation, especially NIA2. And p9 and p23 also has the regulatory circuit that acts on the modulation of lateral roots affected. A rapid depletion of QC in primary roots of p23 and p37 was observed in the absence of Pi and/or N. It suggests that the mutated genes are involved in a pathway mediating the root growth in response to Pi and N availability. The mutants, p9 and p37, have some kind of deficiency in ethylene signaling. It is also possible that p9 is affected in its hormonal homeostasis, and changes in auxin and cytokinin levels affect the ethylene synthesis.

Orientador: Everlon Cid Rigobelo / Banca: Leonardo Lucas Madaleno / Banca: Maria Rita Scotti Muzzi / Abstract: ABSTRACT - Maize is one of the most cultivated crops in the world and the current challenge is maintain productivity rates, lowering production costs and minimizing the environmental impact of the excessive use of chemical fertilizers. In this context the use of plant growth promoting bacteria can be an effective strategy for the practice of a more economic and sustainable agriculture. The present study aimed to evaluate the growth activity of endophitic bacteria of the genus Bacillus on maize plants at greenhouse and field conditions. Two experiments were carried out. The experiment I, was conducted at greenhouse, consisting of 11 treatments, ten of them containing Bacillusstrains, one of B. amyloliquefaciens, one of B. velezensis, eight of B. subtilis and one control without inoculation, arranged in a completely randomized design with three replicates. The BS-320 increased plant height, and together BS-248 promoted an increase in shoot dry matter (SDM) and root dry matter (RDM). In relation nitrogen (N) content in shoot, BS-290, BS-320 and BS-248, increased the rates of this macronutrient in root, while the content of phosphorus (P) in the roots was increased by BA-001 and BS-320. In relation to the number of colonies forming units (CFU), all isolates presented higher numbers than the control. Three isolates of B. subtilis (BS-320, BS-290 and BS-248) showed better results for the evaluated parameters at greenhouse conditions and were selected for the experiment II in the fi... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: RESUMO - O milho é uma das culturas mais cultivadas em todo o mundo e atualmente o grande desafio na produção agrícola é manter os índices de produtividade, reduzindo o custo de produção, e ainda minimizar o impacto ambiental causado pelo uso excessivo de fertilizantes químicos. Nesse contexto a utilização das bactérias promotoras de crescimento de plantas pode ser uma estratégia eficaz para a prática de uma agricultura mais econômica e sustentável. O objetivo do presente estudo foi avaliar a ação de bactérias endofíticas do gênero Bacillus quanto a ação de promoção de crescimento de plantas de milho em casa de vegetação e no campo. O experimento foi dividido em dois. O experimento I, foi conduzido em casa de vegetação, constituído de 11 tratamentos, compostos por dez isolados de Bacillus, sendo um de B. amyloliquefaciens, um de B. velezensis, oito de B. subtilis e um controle sem inoculação, dispostos em delineamento inteiramente casualizado com três repetições. O isolado BS-320 proporcionou incremento na altura, este juntamente com o isolado BS-248 apresentou maior acúmulo em massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz (MSR). Em relação às concentrações de nitrogênio (N) na planta os isolados BS-290, BS-320 e BS-248 promoveram um aumento deste macronutriente nas raízes, e as concentrações fósforo (P) na parte aérea também foram aumentadas pelos isolados BA-001, BS-320. Nas avaliações no solo as maiores quantidades de P solúvel no solo foram proporcionadas pelos is... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326987.pdf: 2902981 bytes, checksum: 8382373a82310d299344bd119b5caaa5 (MD5) Previous issue date: 2014 / O nitrogênio é um nutriente essencial no crescimento e desenvolvimento das plantas. A habilidade da planta em suprir a necessidade de nitrogênio necessária pode vir da fixação biológica de nitrogênio (FBN), através de interações com bactérias diazotróficas associativas. Azospirillum brasilense, que coloniza a rizosfera, e Herbaspirillum seropedicae, capaz de colonizar tecidos internos, são exemplos de bactérias benéficas que se associam com raízes de gramíneas de importância agrícola e econômica. O processo de interação planta-bactéria envolve diversos processos que ainda não estão totalmente elucidados. No presente trabalho foram avaliados parâmetros de crescimento e a regulação transcricional de 10 genes em plântulas de milho (Zea mays) inoculadas com H. seropedicae SmR1 1, 4, 7 e 10 dias após inoculação (DAI). Foi observado um aumento no número de raízes laterais das plantas com 7 e 10 DAI. Aumento significativo, foi observado na quantificação de transcritos dos genes Zmko1 e ZmrbohC em raízes das plantas inoculadas com H.seropedicae aos 4 DAI. Deste modo concluímos que Herbaspirillum seropedicae SmR1 presente nas raízes de milho pode alterar a expressão do gene Zmko1 que esta envolvido na biossíntese de giberelina bem como do gene ZmrbohC envolvido na resposta de burst oxidativo, no inicio da interação. Brachypodium distachyon tem sido proposto como sistema modelo de plantas C3, pois possui atributos atrativos como, por exemplo, baixa estatura, curto ciclo de vida e genoma sequenciado. A fim de selecionar um sistema modelo de gramíneas para estudos de interação planta-bactéria, foi realizada uma seleção utilizando 23 acessos de Brachypodium distachyon inoculados com Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae crescidos em condições de baixo nitrogênio e/ou sem nitrogênio. Nos parâmetros de crescimento, 4 genótipos do tratamento sem nitrogênio e 3 genótipos tratados com baixo nitrogênio, responderam a pelo menos um dos parâmetros de crescimento avaliados em B. distachyon, A colonização externa e dos tecidos internos das raízes das plantas, foi visualizada utilizando cepas de bactérias marcadas. Deste modo pode-se concluir que as respostas aos parâmetros de crescimento em plantas de B. distachyon em associação com estas bactérias, são altamente variáveis quanto ao genótipo, no entanto B. distachyon é fortemente colonizada por A. brasilense e H. seropedicae. Investigamos as respostas fisiológicas e metabólicas relacionadas ao processo de interação planta-bactéria, além de medir o nitrogênio fixado e assimilado em plantas de S. viridis linhagem A10.1 crescidas sob baixo nitrogênio e comparadas a plantas com alta disponibilidade de nitrogênio. Utilizando radioisótopos de vida curta, num primeiro momento 11CO2, foi analisada a fixação, distribuição e alocação de CO2 em plantas inoculadas com A. brasilense e H. seropedicae crescidas com baixa disponibilidade de nitrogênio, bem como o perfil de açúcares e aminoácidos. Os resultados permitem concluir que plantas de S. viridis inoculadas com ambas as bactérias e baixa disponibilidade de nitrogênio demonstraram comportamento similar ao de plantas supridas com nitrogênio para os parâmetros analisados. Por fim, utilizando 13N2 observaram-se evidências de nitrogênio fixado em plantas de S. viridis inoculadas com A. brasilense e H. seropedicae crescidas em condições de baixo nitrogênio.<br> / Abstract : Nitrogen is an essential nutrient in plant growth. The ability of the plant to supply the required amount of nitrogen can come from biological nitrogen fixation (BNF), through interactions with diazotrophic bacteria. Azospirillum brasilense, which colonize the rhizosphere, and Herbaspirillum seropedicae, able to colonize the internal tissues, are examples of beneficial bacteria that associate with roots of grasses with agricultural and economic importance. The plant - bacterium interaction involves several processes that still unclear. In this work the growth parameters and transcriptional regulation of 10 genes were evaluated in maize seedlings (Zea mays) inoculated with H. seropedicae SmR1 at 1, 4, 7 and 10 days after inoculation (DAI). An increase was observed in lateral roots number of the plants with 7 and 10 DAI. Significant increase was observed in the transcripts level of Zmko1 and ZmrbohC genes in maize roots plant inoculated with H.seropedicae at 4 DAI. In conclusion, Herbaspirillum seropedicae SmR1 present in maize roots can influence the expression of Zmko1 gene that is involved in the gibberellins biosynthesis and also the expression of ZmrbohC gene involved in burst oxidative response at the beginning of the interaction. Brachypodium distachyon has been proposed as a model system of C3 plants. It has attractive features such as short stature, short life cycle and sequenced genome. In order to select a grass model for plant - bacterium interaction system, we screened 23 accessions of Brachypodium distachyon inoculated with Azospirillum brasilense and Herbaspirillum seropedicae. The plants were grown under no nitrogen or low nitrogen condition. In growth parameters, four genotypes under no nitrogen and three genotypes under low nitrogen condition, showed positive responses at least for one of the analyzed parameters. External and internal roots colonization tissues of plant were visualized using labeled bacteria strains. The growth parameters responses in B. distachyon plants associated with A. brasilense and H. seropedicae were highly variable to the different genotypes, however B. distachyon was strong colonized by A.brasilense and H. seropedicae. We also investigated the physiological and metabolic responses related to the plant - bacterium interaction process, and measure the fixed nitrogen and photoassimilates in plants of Setaria viridis genotype A10.1 grown under low nitrogen and compared to plants grown under high nitrogen availability. Using short-lived radioisotopes, as 11CO2, at first was analyzed CO2 fixation, distribution and allocation in plants inoculated with A.brasilense and H. seropedicae grown under low nitrogen condition. Furthermore, were analyzed the sugars profile and amino acids pools. The results indicate that plants of S. viridis inoculated with both bacteria grown under low nitrogen condition demonstrated similar behavior to the plants supplied with normal nitrogen. Finally, using 13N2 was demonstrated evidence of fixed nitrogen in S. viridis plants inoculated with A.brasilense and H. seropedicae grown under low nitrogen condition.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-06-02T04:10:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333908.pdf: 2474792 bytes, checksum: 31b6a4f1b36c9d6ad665a3d9780fa243 (MD5) Previous issue date: 2015 / As atividades de lavra a céu aberto do carvão mineral no sul de Santa Catarina impactaram aproximadamente 6.700 ha de solo. A revegetação é uma alternativa que auxilia no processo de recuperação de áreas degradadas, e o emprego de leguminosas herbáceas inoculadas com bactérias fixadoras de nitrogênio é motivado pela dificuldade em se implantar uma cobertura vegetal nesses locais, devido principalmente à baixa disponibilidade de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar, dentre 16 rizóbios autóctones da região carbonífera em Criciúma, aqueles com maior potencial simbiótico para as leguminosas herbáceas Vicia sativa (Ervilhaca) e Calopogonium mucunoides (Calopogônio). Foram conduzidos ensaios em casa de vegetação contendo 17 tratamentos de inoculação (16 rizóbios autóctones + estirperecomendada para cada leguminosa), além de dois tratamentos sem inoculação (com e sem nitrogênio mineral). Após 60 dias, foi avaliada a nodulação, crescimento, absorção de N e eficiência simbiótica. A capacidade promotora do crescimento vegetal foi avaliada pela produção de ácido indolacético, ACC deaminase, sideróforos e solubilização de fosfato. A classificação filogénetica dos isolados foi realizada por sequenciamento parcial do gene rDNA 16S. Dentre os rizóbios capazes de nodular as leguminosas herbáceas, apenas UFSC-M8 mostrou-se eficiente para a Ervilhaca. Foi verificada a presença de mais de um mecanismo de promoção do crescimento no mesmo isolado, destacando-se UFSC-M8 por apresentar todas as características avaliadas. Os isolados foram classificados como pertencentes aos gêneros Rhizobium, Burkholderia e Gluconobacter. Os resultados sugerem que a inoculação da Ervilhaca com o isolado de rizóbio UFSC-M8 classificada como Burkholderia sp. é uma alternativa promissora para testes de inoculação a campo visando a revegetação das áreas impactadas pela mineração de carvão.<br> / Abstract: The charcoal open pit mining in the south of Santa Catarina state wasinappropriately developed, impacting approximately 6,700 ha. Revegetation is an alternative that helps in the recovery of these areasand the use of herbaceous legumes inoculated with nitrogen fixing bacteria is motivated by the difficulty to implement a vegetation coverin these places, mainly due to the low availability of nutrients. The objective of this work was to evaluate, among 16 autochthonous rhizobia from the coal mining area of Criciúma, Santa Catarina, those with the greatest potential for making symbiosys with the herbaceous legumes Vicia sativa (Ervilhaca) and Calopogonium mucunoides (Calopogônio). Tests were conducted in greenhouse containing 17 inoculation treatments (16 autochthonous rhizobia + recommended strain for each legume), plus two treatments without inoculation (withand without mineral nitrogen). After 60 days, the nodulation, growth, Nuptake and symbiotic efficiency were evaluated. The capacity ofpromoting plant growth was assessed by determining the production ofindol acetic acid, ACC deaminase, siderophores and inorganic phosphate solubilization. The phylogenetic classification of the isolates was performed by sequencing the 16S rDNA gene. Among the rhizobia capable of nodulating the herbaceous legumes, only UFSC-M8 was efficient for Vicia sativa. It was found the presence of more than one growth-promoting mechanism in the same organism, and the isolate UFSC-M8 presented all of them. The isolates were classified as belonging to the genera Rhizobium, Burkholderia and Gluconobacter. The results suggest the inoculation of Vicia sativa with the rhizobium UFSC-M8, classified as Burkholderia sp., is a promising alternative for revegetation field trials to recover coal mining degraded areas.