Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:58:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288159.pdf: 2661736 bytes, checksum: e682bc5382d629194fe2365b0f28e6af (MD5) / A busca por volumosos em épocas de escassez de forragens que sejam economicamente viáveis faz da cana-de-açúcar uma forrageira em potencial, pois é de fácil cultivo e tradicionalmente utilizada por produtores em boa parte do território nacional, principalmente para alimentação de ruminantes. Entretanto, a cana-de-açúcar apresenta um teor de proteína bruta limitante para ser usado como única fonte de alimento para animais. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar formas de enriquecimento da cana-de-açúcar com fontes de nitrogênio protéico e não protéico na tentativa de melhorar o valor nutricional dos nutrientes da cana-de-açúcar, assim como incentivar o uso de alimentos existentes nas regiões norte e noroeste do Paraná, como alternativa ao uso da uréia como forma de enriquecimento da cana-de-açúcar. Foram realizados dois experimentos, um no assentamento Dorcelina Folador, em Arapongas e o outro no assentamento Oziel Alves, em Santa Cruz de Monte Castelo, norte e noroeste do Estado do Paraná, respectivamente. As análises bromatológicas foram realizadas nos laboratórios de análise de alimentos e nutrição animal da Universidade Estadual de Maringá - UEM e no laboratório de bromatologia e nutrição animal da Embrapa Clima Temperado - Pelotas - RS, segundo metodologia proposta por Silva e Queiroz (2009). No primeiro experimento os tratamentos foram: Testemunha (T) - cana-de-açúcar; Tratamento Uréia (TU) - cana-de-açúcar + uréia + suplemento mineral; Tratamento Farelo de Soja (TFS) - cana-de-açúcar + farelo de soja + suplemento mineral e Tratamento Leucena (TL) - cana-de-açúcar + leucena + suplemento mineral. Os teores de matéria seca (MS) obtidos 59,85; 72,85; 68,75 e 51,77% para os tratamentos T, TFS, TL e TU respectivamente. Resultados estes abaixo do esperado, que seriade 86%. Para a proteína bruta (PB), obteve-se teores de 2,92; 17,68; 13,29 e 15,35% para os tratamentos T, TFS, TL e TU respectivamente. Concluiu-se que o TU, também denominado de sacharina é uma alternativa viável de enriquecimento nutricional da cana-de-açúcar para ser utilizada nos períodos de escassez de forragens. A leucena e o farelo de soja podem substituir a uréia na produção da sacharina. A leucena pode ser uma alternativa para locais em fase de transição e certificação agroecológica. Considerando as restrições do uso da uréia em processos agroecológicos, no segundo experimento procurou-se avaliar alternativas de suplementação da cana-de-açúcar somente com fontes de nitrogênio protéico disponíveis na região. Os tratamentos foram: cana-de-açúcar + farelo de soja + suplemento mineral - CFS; cana-de-açúcar + guandu + suplemento mineral - CG; cana-de-açúcar + leucena + suplemento mineral - CL. Independente da fonte protéica utilizada sua inclusão proporcionou aumentos significativos nos valores de Proteína Bruta dos compostos. A presença das leguminosas nos compostos com leucena (CL) e com guandu (CG) determinou teores de fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em detergente ácido (FDA) superiores ao composto com farelo de soja. A digestibilidade do Farelo de Soja no composto a base de cana-de-açúcar + farelo de soja (CFS) foi determinante para o teor mais elevado de nutrientes digestíveis totais (NDT) neste composto (64,94%) quando comparado aos demais tratamentos, que obtiveram teores de 51,83 e 53,34% para os tratamentos CG e CL respectivamente. Os resultados obtidos nestes dois experimentos indicam a viabilidade de enriquecimento da cana-de-açúcar utilizando fontes de nitrogênio de leguminosas de fácil obtenção e menores custos em pequenas propriedades rurais localizadas no norte e noroeste do estado do Paraná. / A produção avícola intensiva é uma atividade de grande importância para o Brasil e para Santa Catarina, onde está concentrada em algumas regiões. Este sistema de produção gera uma significativa quantidade de resíduos, onde se destaca a cama de aviário. Com a tendência de aumento desta atividade, aumentará ainda mais a produção deste resíduo. A alta concentração de cama de aviário em algumas regiões, onde o solo e a extração dos nutrientes pelas culturas não estão sendo mais suficientes para reciclá-lo, está causando a contaminação por nutrientes, microorganismos patogênicos e resíduos de produtos químicos, com repercussões econômicas na saúde pública e no ambiente. Para minimizar estes impactos, os agricultores têm sido estimulados a fazer a decomposição da cama de aviário antes de sua aplicação como fertilizante. Existem ainda muitas dúvidas sobre a eficiência deste tratamento na diminuição do potencial poluidor deste resíduo. O objetivo deste trabalho foi estudar os principais aspectos inerentes à produção, processamento e uso da cama de aviário. Foi realizado também um experimento para comparar tipos de decomposição deste resíduo. Os três processos (tratamentos) usados foram: Tratamento CSC (cama de aviário com camadas de solo e coberto com capim) CP (cama de aviário coberta com polietileno) e CCC (cama de aviário com camadas de capim e coberto com capim). Amostras foram coletadas semanalmente no primeiro mês e mensalmente até o final do experimento aos 180 dias. Acompanhou-se a evolução da temperatura das pilhas, umidade, pH, teor de carbono, nitrogênio, nível de Escherichia coli, Salmonella, oocistos de eimérias e concentrações do antibiótico salinomicina. Os resultados mostram que, dependendo do tipo de tratamento de decomposição adotado, pode-se interferir no potencial de contaminação ambiental da cama de aviário. O uso do processo de decomposição usualmente adotado pelos agricultores (tratamento CP) apresenta menores perdas de carbono e nitrogênio, entretanto é menos eficiente na degradação do antibiótico salinomicina. A adição do capim e o seu uso como cobertura mantém uma temperatura mais elevada durante a decomposição e, com o passar do tempo, permite uma maior infiltração de água que acarreta perdas posteriores de carbono. A decomposição da cama de aviário, independente dos tratamentos, é eficiente no controle de Escherichia coli, porém os tipos de decomposição não interferem na redução do número de oocistos de eimérias. A adaptação da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para a determinação de salinomicina em cama de aviário se apresentou de simples execução, foi suficientemente sensível, específica e reprodutível. Apesar do processo de decomposição diminuir o potencial contaminante da cama de aviário, é uma medida isolada e insuficiente. A produção da cama de aviário está ligada ao processo produtivo como um todo, e este deve passar por um planejamento de acordo com a capacidade de cada ecossistema em reciclar os resíduos destas atividades.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292949.pdf: 1769631 bytes, checksum: 77ee48ec9b1f03dff06781e40b71d03e (MD5) / A remoção de nitrogênio por processos biológicos é realizada, principalmente, através da nitrificação e desnitrificação convencionais. Porém, muitas vezes é necessária a adição de fontes externas de carbono para a eliminação completa deste nutriente, encarecendo o processo. Para reduzir custos estão sendo utilizados compostos sulfurosos, como o tiossulfato e sulfetos como doadores de elétrons para a desnitrificação autotrófica. Deste modo, este trabalho teve como principal objetivo otimizar o processo de nitrificação e desnitrificação autotrófica via tiossulfato, em reator SBR (Sequencing Batch Reactor), utilizando-se uma cultura mista de microrganismos, com aeração intermitente. Após um período de adaptação da biomassa nitrificante à condição de alimentação de 500 mgS_S2O3-2/L e 129mgN_NH4+/L sob aeração constante, iniciou-se a aeração intermitente, testando-se quatro diferentes formas de adicionar meio ao reator: em quatro, três e dois pulsos e continuamente, somando sempre 500 mL de meio nutritivo adicionados ao reator em cada ciclo. O processo de remoção de nitrogênio mostrou-se mais eficiente quando a alimentação foi dividida em 4 pulsos de 125 mL, atingindo 61% de remoção de nitrogênio. Para tentar elevar a eficiência do processo aumentou-se a relação mássica YS/N para 5,38 mgS/mgN. Desta maneira, a remoção de nitrogênio ficou próxima a 80%. Verificaram-se também duas relações estequiométricas propostas na literatura para a desnitrificação autotrófica via tiossulfato, em testes anaeróbios em batelada, as seguintes relações foram testadas: 2,86 e 3,86 mgS/mgN. Os valores de YS/N obtidos nos testes foram 3,13 e 3,33 mgS/mgN, diferentes dos propostos teoricamente, sendo necessários mais testes para definir qual estequiometria é a que melhor descreve o processo. Além disso, visando verificar a atividade aeróbia das bactérias oxidadoras de enxofre, foi medida e detectada a oxidação aeróbia de tiossulfato, a velocidade específica de consumo de oxigênio pelas BOS foi de 1,044 mgO2/L.min. Os resultados obtidos mostram que a desnitrificação autotrófica via tiossulfato é viável, porém o processo de nitrificação no mesmo reator prejudica a eficiência de remoção de nitrogênio, já que ocorre oxidação aeróbia do tiossulfato, inviabilizado sua utilização na desnitrificação. / Nitrogen removal by biological processes is mainly done through the conventional nitrification and denitrification. However, it is often necessary to add external carbon sources for the complete elimination of this nutrient, increasing the costs of the process. To reduce costs, it has being used sulfur compounds such as thiosulfate and sulfide as electron donors for autotrophic denitrification. Thus, this study aimed to optimize the autotrophic nitrification and denitrification process via thiosulfate in SBR reactor (Sequencing Batch Reactor), using a mixed culture of microorganisms, with intermittent aeration. After an adjustment period of nitrifying biomass with full aeration at the feeding condition of 500 mgS_S2O3-2 and 129mgN_NH4+, it was started the intermittent aeration, testing four different ways to add the culture medium in the reactor: in four, three and two pulses and continuously adding 500 mL of nutrient medium to the reactor in each cycle. The process of nitrogen removal was more efficient when the medium was divided into four pulses of 125 mL each, reaching 61% nitrogen removal. To try to raise the efficiency, the mass ratio was increased to YS/N to 5.38 mgS/mgN. In this way, the nitrogen removal was close to 80%. It was also tested different stoichiometric ratios for autotrophic denitrification, via thiosulfate, in anaerobic batch tests with the following stoichiometric ratios: 2.86 and 3.86 mgS/mgN. The values obtained in the tests were 3.13 and 3.33 mgS/mgN, more tests are needed to define what is most appropriate stoichiometry. Furthermore, to verify the aerobic activity of sulfur-oxidizing bacteria, it was detected and measured aerobic oxidation of thiosulfate. The specific oxygen consumption rate by the SOB was 1.044 mgO2/L.min. The results have shown that autotrophic denitrification via thiosulfate is feasible, but the process of nitrification in the same reactor reduces the efficiency of nitrogen removal, since there is aerobic oxidation of thiosulfate, preventing its use in denitrification.

Realizou-se um experimento convencional de digestibilidade e consumo com o objetivo de avaliar o efeito do nível de inclusão de nitrogênio não protéico em suplementos fornecidos a tourinhos Hereford de 17 meses e 220 kg de peso vivo, consumindo feno de tifton (Cynodon dactylon) fornecido ad libitum. Os tratamentos avaliados foram: T1 - Feno + suplemento sem uréia; T2 - Feno + suplemento com 0,28 g de uréia/UTM; T3 - Feno + suplemento com 0,55 g de uréia/UTM; T4 - Feno + suplemento com 0,83 g de uréia/UTM e T5 - Feno + suplemento com 1,11 g de uréia/UTM. O feno apresentou, na média, 3,86% de proteína bruta e 84,66% de fibra em detergente neutro (FDN). Não foram constatados efeitos da suplementação sobre a digestibilidade da matéria orgânica, da matéria orgânica do feno, da FDN, da celulose e da hemicelulose (P>0,05). O consumo de matéria orgânica total, de matéria orgânica do feno e de FDN responderam de forma quadrática a suplementação com NNP (P<0,05). A excreção fecal metabólica de matéria orgânica não foi afetada pela suplementação sugerindo um aumento simultâneo na taxa de passagem (variação no consumo) e na taxa de digestão (digestibilidade constante). O CMO digestível apresentou comportamento quadrático com o aumento dos níveis de uréia na dieta. A relação entre o consumo de proteína degradável no rúmen (PDR) e o CMOD apresentou-se maximizada quando o nível de proteína degradável no rúmen foi equivalente a 8,1% da MOD, valor este coerente com dados encontrados na literatura.

Neste trabalho, estudou-se o efeito do N no comportamento de ruptura de arames durante o processo de trefilação de um aço equivalente ao ABNT 1013. Inicialmente, caracterizaram-se as propriedades mecânicas do mesmo após cada passe de trefilação, ou seja, da bitola inicial até o diâmetro final do produto. Após este estudo inicial, escolheu-se três aços com teores de nitrogênio de 96ppm, 122ppm e 166ppm para ensaios de tração à quente no intuito de verificar um possível envelhecimento, desempenho no ensaio de dobramento e também para avaliar a performance no processo produtivo, ou seja, a sua trefilabilidade. Estes aços foram ensaiados nas temperaturas ambiente, 50, 100 e 200°C. O resultado de trefilabilidade foi medido através do número de interrupções devido a quebra de arames dividido pela tonelada de material produzido. Os resultados obtidos no presente estudo nos apontam que, conforme aumenta o teor de N presente no aço, se tem um aumento nas propriedades mecânicas e também na susceptibilidade ao rompimento durante o teste de dobramento, além de um aumento no número de quebras por tonelada de material produzido, o que vai de acordo com a experiência operacional de perda na trefilabilidade. Já em relação ao envelhecimento, foi observado que as alterações nas propriedades mecânicas não foram significativas o bastante para caracterizá-lo, levando em conta as referidas temperaturas, aço estudado e as condições de ensaios propostas no trabalho.

A alface é a hortaliça folhosa mais consumida no mundo. É uma rica fonte de vitaminas e sais minerais que está presente no cardápio diário de grande parte da população brasileira. O nitrogênio é o nutriente mais importante para a produção de alface. O excesso ou falta desse nutriente acarretam queda na produção e problemas de qualidade nutritiva, por excesso de nitrato. A dose recomendada de nitrogênio varia muito entre autores e órgãos oficiais. Uma parte do nitrogênio aplicado ao solo é perdida por lixiviação, contaminando os mananciais de água. Devido a isso é recomendada a sua aplicação em diversas etapas, cujo número também é variável nas recomendações. Este trabalho teve por objetivo determinar qual a dose de nitrogênio e seu modo de aplicação que proporcionam a maior produção, sem comprometer a qualidade da alface do tipo “lisa”, nas condições de clima e solo do município de Eldorado do Sul, região da Grande Porto Alegre, RS. Foram realizados dois estudos, um testando doses crescentes de nitrogênio sob a forma de uréia e o outro testando o parcelamento em diversas épocas do cultivo. Foram avaliados a produção de matéria fresca e seca, os teores de nitrogênio, amônio e nitrato no tecido seco, a extração e a eficiência do uso do fertilizante. Os resultados revelam que a dose de 200 kgha-1 foi a que proporcionou maior rendimento da cultura e que a dose de 400 kgha-1 diminui a produção. A extração de nitrogênio foi da ordem de 35,7 kgha-1 e os teores de nitrogênio, amônio e nitrato foram respectivamente de 2,45%; 651,7 mg.kg-1 e 153,6 mg.kg-1. O teor de nitrato na alface foi muito menor do que o considerado prejudicial a saúde humana. A eficiência do uso do fertilizante foi de 12,06% quando aplicado 200 kgha-1 de N em 3 épocas. A eficiência do uso do adubo foi aumentada em 26,35% com o parcelamento em 4 doses iguais de 50 kg ha-1, aplicadas no plantio e aos 15, 30 e 45 dias após, sem alterar a qualidade visual e nutricional da alface. / Lettuce is the world’s most consumed leafy vegetable. It has a high content of vitamin C and minerals and is as well daily on the table of the Brazilian population. Because lettuce is harvested in its vegetative stage, nitrogen is very important for its production. Excess or deficiency results in reduced yields and poor quality. The recommended amount of nitrogen varies according to different researchers. Part of the applied nitrogen gets lost through leaching which contaminates underground waters. Therefore, nitrogen fertilization should be splitted in steps, and even though there are large variations between recommendations. The objective of this research was to determine which nitrogen rate and application time result in highest yields, without negative effects on quality under the growing conditions of the metropolitan area of Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Two studies were conducted. In the first one, the effects of increasing rates of nitrogen as urea were evaluated. In the second experiment, the effects of different application forms for the best urea rate were evaluated. From both experiments were analyzed fresh and dry weight of the harvest, total nitrogen, ammonium and nitrate contents in the dry matter, as well as calculated the amount of extracted nitrogen and the efficiency of fertilizer usage. From the first experiment it was concluded that the dose of 200kg.ha-1 results in the highest production and that even higher doses have negative effects on butterhead lettuce production. Nitrogen extraction was in the order of 35.7kg.ha-1, while nitrogen, ammonium and nitrate contents were 2.45%, 651.7mg.kg-1 and 153.6mg.kg-1, respectively. Nitrate contents stayed below the level considered harmful to human health and use efficiency of the fertilizer was 12.06%. Results from the second experiment indicate that splitting the best dose in four applications: at transplant and 15, 30 and 45 days after, is the most effective and increases in 26.35% the nitrogen absorption without changing crop quality.

O objetivo deste trabalho foi verificar a influência das tensões sobre o processo de nitretação a plasma/ difusão do nitrogênio. Amostras do aço AISI M2 e DIN CK45 foram nitretadas apresentando diferentes condições superficiais prévias. Amostras foram nitretadas a plasma a 5000C, com a composição gasosa de 5% de nitrogênio com o balanço em hidrogênio, variando-se o tempo do processo entre 30 e 60, e ainda, 120 minutos para as amostras do aço AISI M2. Estas condições foram produzidas por jateamento controlado e polimento mecânico. Adicionalmente, buscando comparar diferenças entre as tensões mecânicas e residuais, foi utilizado um dispositivo de flexão para promover tensões de carregamento na superfície de uma parte das amostras. As técnicas de análise envolveram medidas de tensões residuais e análise de fases por difração de raios X, caracterização microestrutural por microscopia ótica, perfis de microdurezas e perfis de composição química via espectroscopia ótica de descarga incandescente. Para as amostras do aço AISI M2 não foi detectada a formação da camada de compostos em nenhuma das condições utilizadas. Para amostras do aço DIN CK45, a formação da camada de compostos não pôde ser evitada. Tensões residuais da ordem de 1000 MPa foram medidas nas amostras do aço AISI M2, sendo mais altas para amostras jateadas e polidas que para amostras apenas polidas Os ensaios realizados demonstraram que o nível de tensões do material influencia significantemente a difusão do nitrogênio na matriz. Amostras nitretadas com tensões compressivas apresentaram profundidade de camada da ordem de 45µm, enquanto amostras com tensões zero ou tensões de tração apresentaram camadas da ordem de 50µm. Amostras polidas apresentaram em geral zonas de difusão mais profundas que as amostras jateadas e polidas previamente, obtendo-se uma diferença em profundidade de camada nitretada de até 100%, como se observou nas amostras do aço AISI M2 tratadas por 120 minutos.

A matéria orgânica determina os principais atributos que definem a qualidade do solo, sendo diretamente afetada pelas práticas de manejo. Esta pesquisa objetivou ampliar o conhecimento referente às influências do sistema de culturas e da adubação nitrogenada no estoque e na qualidade da matéria orgânica do solo no sistema plantio direto. O estudo foi desenvolvido a partir de um experimento de longa duração (17 anos), constituído por dez sistemas de culturas em plantio direto e estabelecido num Argissolo inicialmente degradado pelo cultivo. Utilizou-se os sistemas aveia/milho, lablab+milho e guandu+milho, com e sem adubação nitrogenada (N). O tratamento solo descoberto, da área experimental, e o campo nativo também foram incluídos no estudo. Dez camadas de solo foram amostradas até a profundidade de 107,5 cm e três destas (0-2,5; 2,5-7,5 e 37,5-47,5 cm) foram fracionadas fisicamente nas frações matéria orgânica particulada (MOP), silte e argila. Os estoques de C e N foram avaliados em cada camada e também nas frações físicas. A qualidade da matéria orgânica foi investigada por espectroscopia de RMN-13C e de RMN- 15N (estado sólido), hidrólise ácida e pirólise analítica O estoque de C da camada de 0-107,5 cm reduziu, durante o período experimental, em média 5,8 Mg C ha-1 nos sistemas solo descoberto e aveia/milho (sem N), permaneceu constante no sistema aveia/milho (com N) e aumentou em média 20,6 Mg C ha-1 nos sistemas lablab+milho e guandu+milho (sem N e com N). O mesmo ocorreu nos estoques de C e N das frações físicas, sendo que as alterações foram relativamente maiores na MOP. A fração argila apresentou uma capacidade finita de estocar C (47,7 g C kg-1 de argila). Os sistemas de culturas afetaram a qualidade da MOP, porém não da matéria orgânica das frações silte e argila. A adubação nitrogenada tendeu a aumentar a proporção de C alquil na fração argila. A principal forma de carbono da matéria orgânica do solo foi C O-alquil. Material carbonizado (carvão) foi encontrado na fração silte da camada de 37,5-47,5 cm. O manejo do solo atua principalmente sobre os estoques e não tanto sobre a qualidade da matéria orgânica do solo.

Bactérias do gênero Azospirillum possuem a capacidade de promover o crescimento vegetal através de mecanismos que não estão claramente elucidados. Contudo, essa característica é muito estudada, tendo em vista a possibilidade de utilizar esses microrganismos na agricultura em detrimento do uso indiscriminado de fertilizantes industriais, que poluem o meio ambiente. O solo é um ambiente altamente variável quanto à disponibilidade de nutrientes e quanto a fatores físico-químicos, por isso, bactérias que ocupam esse nicho possuem um aparato genético capaz de prover uma adaptação plena a este ambiente. A bactéria A. amazonense tem um genoma altamente complexo e pouco estudado. O presente trabalho isolou genes envolvidos na resposta de A. amazonense ao estresse por limitação nutricional de nitrogênio, elemento crucial para a sobrevivência, já que compõe diferentes moléculas biológicas. Um dos objetivos deste trabalho foi o isolamento de genes que codificam proteínas PII em A. amazonense, que estão envolvidas na regulação do metabolismo do nitrogênio. A. amazonense apresenta dois genes parálogos que codificam para proteínas PII, glnB e glnK. Demonstramos que ambos são regulados pela disponibilidade de nitrogênio no meio. A região promotora de glnK possui elementos típicos de genes regulados pelo sistema Ntr: quatro sítios de ligação ao fator de transcrição NtrC e um promotor dependente de σ54. Foi identificada uma seqüência que corresponde a um promotor dependente de σ70 putativo sobreposto a um sítio de ligação a NtrC. O segundo objetivo foi isolar genes regulados pela disponibilidade de nitrogênio através da técnica Micro-RDA. Essa técnica é muito sensível, no entanto há poucos relatos da sua utilização em bactérias, visto provavelmente as dificuldades técnicas do trabalho com o mRNA bacteriano. Através desse procedimento, foram isolados oito genes envolvidos na resposta à limitação de nitrogênio. Sete deles apresentam homologia com genes de bactérias da classe Proteobacteria: dnaK e rpoH (genes que codificam proteínas envolvidas em choque térmico), relA (envolvido na síntese de ppGpp, um mediador da resposta “estringente”), um gene que codifica para uma diguanilato ciclase/fosfodiesterase (envolvido na síntese de c-di-GMP, envolvido na formação de biofilmes), um gene que codifica uma subunidade do complexo I da cadeia transportadora de elétrons, glnA (glutamina sintetase) e gltB (glutamato sintase). A variedade funcional desses genes ilustra o grau de complexidade da resposta de A. amazonense à limitação nutricional de nitrogênio. / Bacteria belonging to the Azospirillum genus are capable of promoting plant growth, but the mechanisms implicated in this feature are not clearly elucidated. This ability has been investigated by several research groups with the main objective of substitute the use of industrialized fertilizers by bacteria inoculation in the soil. The soil is a very dynamic enviroment, so bacteria have developed many genetic resources to survive in this environment. Azospirillum amazonense has a very complex genome and up till now is poorly analysed. This work has isolated different genes implicated in the nitrogen starvation response of A. amazonense. In the first part of this work we investigated the PII coding genes of A. amazonense, that are involved in nitrogen metabolism regulation. A. amazonense has two PII genes, glnK and glnB. Both are regulated by the nitrogen availability in the medium. The glnK regulatory region has typical elements of Ntr regulated genes: four NtrC UAS sequences (upstream activator binding site) and one σ54-dependent promoter. A putative σ70-dependent promoter, that overlaps the NtrC UAS sequence has been found. In the second part of this work we isolated nitrogen regulated genes by the Micro-RDA technique. This tecnique is very sensitive, but there are few reports of its applicability on bacterial species. This occurs probably due to the bacterial mRNA features. In our work we isolated eight nitrogen regulated genes through the micro-RDA procedure and seven of them have shown similarity to proteobacteria genes. The isolated sequences correspond to: dnaK and rpoH genes (implicated in heat shock response), relA gene (involved in stringent response), a diguanylate cyclase/phosphodiesterase gene (implicated in biofilm formation), a complex I subunit gene (electrons transport chain), glnA gene (glutamine syntethase) and gltB gene (glutamate synthase). The functional variability of these genes illustrates the complexity of the nitrogen starvation response of A. amazonense.

A resposta à inoculação de sementes de trigo com Azospirillum brasilense é variável, dependendo de fatores relacionados à colonização da planta pela bactéria, do genótipo considerado e do ambiente em que a associação se estabelece. As práticas de manejo da cultura apresentam também forte influência sobre a interação planta-bactéria, sendo que a adubação nitrogenada pode afetar a qualidade desta associação. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a resposta de diferentes cultivares de trigo à inoculação das sementes com Azospirillum brasilense e à aplicação de diferentes doses de N em diferentes ambientes. Para tanto, foram conduzidos experimentos a campo em dois locais, em Eldorado do Sul (RS) e Itapiranga (SC), nos anos de 2012 e 2013. Os tratamentos constaram de diferentes doses de nitrogênio (0, 50 e 100 kg ha-1 de N) e níveis de inoculante (com e sem inoculação) em três cultivares de trigo (Mirante, Quartzo e TBIO Pioneiro). Foram avaliados a quantidade de biomassa seca da parte aérea, a quantidade de nitrogênio acumulado na biomassa, a reflectância do dossel (Índice de vegetação por diferença normalizada - NDVI) e o teor relativo de clorofila na folha. Além disso, foram avaliados o rendimento de grãos e seus componentes e o peso do hectolitro. A produção de biomassa da parte aérea foi influenciada pelo ambiente, apresentando variações entre anos e locais. Em relação ao nitrogênio acumulado, as maiores respostas foram observadas em relação às doses de N aplicadas em Eldorado do Sul (RS). O NDVI, avaliado somente no experimento de Eldorado do Sul (RS), apresentou resposta positiva com o incremento da dose de nitrogênio. Em relação ao teor relativo de clorofila na folha, foi observado incremento somente em função das doses de N, sendo esta resposta dependente do genótipo considerado. Para as avaliações de rendimento de grãos e seus componentes, os principais resultados puderam ser observados quando variada a dose de N, sendo que respostas ao uso da inoculação, na maioria das avaliações, somente foram observadas em Eldorado do Sul (RS). Os resultados encontrados no presente trabalho indicam relação da resposta ao uso de inoculação das sementes de trigo com Azospirillum brasiliense com a escolha do genótipo, associado ao cultivo em solos com baixo conteúdo de matéria orgânica. / The response to seed inoculation with Azospirillum brasilense in wheat is variable, depending on factors related to plant colonization by bacteria, genotype and ambient in which the association plant-bacteria occurs. Management practices have also great influence on the interaction plant-bacteria, since nitrogen (N) fertilization can affect association quality. The objective of this work was to evaluate the response of different wheat genotypes to seed inoculation with Azospirillum brasilense and to nitrogen availability in different environments. Field experiments were carried out in two sites in southern Brazil (Eldorado do Sul, RS, and Itapiranga, SC) in 2012 and 2013. Treatments consisted of different N rates applied (no N, 50 and 100 kg ha-1 de N) and seed inoculation (with or without inoculation) in three wheat genotypes (Mirante, Quartzo e TBIO Pioneiro). Shoot dry biomass, N uptake, canopy reflectance (NDVI) as well as relative leaf chlorophyll content were evaluated. Moreover, grain yield and yield components as well as hectoliter weight were determined. Shoot biomass was affected by growing conditions and was highly variable between years and sites. In relation to N uptake, greater responses were observed in relation to N rates applied in Eldorado do Sul (RS). Canopy reflectance (NDVI) was significantly related to increase of N rates. Moreover, NDVI of cultivar Mirante was negatively affected by seed inoculation. Relative leaf chlorophyll content increased with increasing N rates applied and the response was dependent of the genotype considered. Grain yield and its components were mainly affected by N rates applied. Response to seed inoculation in general were observed only in the experiments carried out at Eldorado do Sul (RS). The results of this work indicate that the response of wheat to seed inoculation with Azospirillum brasilense is genotype-specific and associated with soils with low organic matter content.

A utilização massiva de fertilizantes químicos na agricultura tem efeitos perniciosos ao ambiente. As bactérias do gênero Azospirillum são amplamente estudadas, pois são capazes de promover o crescimento vegetal. Essa característica lhes confere potencial para serem utilizadas na agricultura como uma alternativa ecologicamente compatível. Embora a espécie Azospirillum amazonense seja menos conhecida, o estudo de sua biologia molecular poderia contribuir para a elucidação dos mecanismos envolvidos na promoção do crescimento vegetal. Na primeira parte deste trabalho, foram descritas ferramentas genéticas que podem facilitar o estudo da biologia molecular de A. amazonense. Métodos de conjugação e eletroporação foram otimizados utilizando vetores com origens de replicação de amplo espectro (pVS1 e pBBR1). Além disso, mutantes para o gene glnK foram gerados utilizando o sistema do vetor pK19MOBSACB. Finalmente, um protocolo de análise de promotores baseado na expressão de proteínas fluorescentes foi desenvolvido para permitir estudos de regulação gênica. Na segunda parte do trabalho, uma análise abrangente das características do draft do genoma de A. amazonense foi realizada. Essa espécie apresenta um repertório versátil de genes, crucial para seu modo de vida na rizosfera. Genes putativos relacionados com metabolismo de nitrogênio e de carbono, produção de energia, produção de fitormônio, transporte, quorum sensing, resistência a antibióticos, síntese de bacteriofitocromo, quimiotaxia e motilidade foram identificados. Os genes da fixação do nitrogênio e da nitrilase poderiam estar diretamente relacionados com a promoção do crescimento vegetal. A identificação de genes da RubisCO sugere que A. amazonense seja capaz de fixar carbono, característica do seu metabolismo antes desconhecida. Outro aspecto relevante é que alguns genes de A. amazonense, como os da nitrogenase e da RubisCO, são mais próximos filogeneticamente aos genes de membros da ordem Rhizobiales do que dos de espécies do mesmo gênero. / The massive use of chemical fertilizers in agriculture has harmful effects to the environment. Bacteria from the Azospirillum genus are widely studied, since they are able to promote plant growth. This feature gives them the potential to be used in agriculture as an ecologically compatible alternative. Although the Azospirillum amazonense is a lesserknown species, the study of its molecular biology could contribute to a better understanding of the mechanisms implicated in plant growth. In the first part of this study, genetic tools that can support the study of the molecular biology of A. amazonense were described. Conjugation and electrotransformation methods were established utilizing vectors with broad host-replication origins (pVS1 and pBBR1). Furthermore, glnK-specific A. amazonense mutants were generated utilizing the pK19MOBSACB vector system. Finally, a promoter analysis protocol based on fluorescent protein expression was optimized to aid genetic regulation studies on this bacterium. In the second part of this study a comprehensive analysis of the genomic features of this species was presented. The species A. amazonense presents a versatile repertoire of genes crucial for its plant-associated lifestyle. Genes of A. amazonense related to nitrogen/carbon metabolism, energy production, phytohormone production, transport, quorum sensing, antibiotic resistance, chemotaxis/motility and bacteriophytochrome biosynthesis were identified. Noteworthy genes were the nitrogen fixation genes and the nitrilase gene, which could be directly implicated in plant growth promotion, and the carbon fixation genes, which had previously been poorly investigated in this genus. One important finding was that some A. amazonense genes, like the nitrogenase genes and RubisCO genes, were closer phylogenetically to genes from Rhizobiales members than to those from species of its own order.