Orientador: Mara Cristina Pessôa da Cruz / Banca: José Ricardo Mantovani / Banca: Manoel Evaristo Ferreira / Banca: Felipe Batistella Filho / Banca: Fernando Cesar Bachiega Zambrosi / Resumo: Conhecer as formas e as transformações do fósforo (P) aplicado via fertilizantes orgânicos e minerais é importante para melhorar o manejo e otimizar o uso do P. Os objetivos com o presente trabalho foram avaliar formas orgânicas e inorgânicas de P em solos adubados com esterco bovino, torta de filtro e superfosfato triplo em função do tempo de contato solo-adubo, e estabelecer relações entre as formas de P e a disponibilidade. As formas de P orgânico (Po) e inorgânico (Pi) foram determinadas em amostras de Latossolo Vermelho argiloso (LV) e de Argissolo Vermelho Amarelo arenoso (PVA), adubadas ou não com 100 mg dm-3 de P nas formas de esterco bovino, torta de filtro e superfosfato triplo, e mantidas em incubação por 15, 45, 90 e 180 dias. O Pi foi fracionado em P solúvel e fracamente retido, P ligado ao Al ou Fe, P ocluso e P ligado ao Ca. O P orgânico foi fracionado em Po lábil, Po da biomassa microbiana, Po moderadamente lábil, Po dos ácidos fúlvicos, Po dos ácidos húmicos e Po residual. Com as amostras de solo também foi conduzido experimento com plantas de milho para determinar a produção de matéria seca e a absorção de P. No latossolo foi observado maior teor de Pi ocluso e Po residual e a adubação também aumentou os teores dessas frações, indicando que o P dos adubos é incorporado às frações menos disponíveis, o que torna os teores de P disponível menores neste solo. No argissolo predominaram Pi ligado ao Fe e Po associado aos ácidos húmicos, e o P adicionado foi incorp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Evaluating the forms and transformations of phosphorus (P) applied via organic and mineral fertilizers is important to improve the management and optimize the use of P. The objectives of the present study were to evaluate organic and inorganic forms of P in two soil types, fertilized with dairy manure, filter cake and triple superphosphate, as a function of the incubation time, and to establish relationships between soil P forms and P available, plant uptake P and growth. The organic (Po) and inorganic (P) forms of P were determined on samples of typic Hapludox clayey and arenic Hapludult sand, fertilized or not with 100 mg dm-3 of P as dairy manure, filter cake and triple superphosphate, and incubated for 15, 45, 90 and 180 days. Pi was fractionated into soluble and weakly bound P, Al or Fe bound P, occluded P and Ca bound P. The organic Po was fractionated into labile Po, microbial Po, moderately labile Po, fulvic acids associate Po, humic acids associate Po and residual Po. In the soil samples, an experiment with maize plants was also carried out to determine the plant dry matter production and the absorption of P. It was observed higher levels of occluded Pi and residual Po in the Hapludox. The fertilization also increased the contents of these fractions indicating that P is incorporated to the less available fractions. Therefore, the available P contents were smaller in this soil. In the Hapludult, Fe bound Pi and humic acids associated Po were the predominant P forms. T... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

La fotoelectrolisis del agua con electrodos semiconductores para la producción de hidrógeno es una de las principales alternativas tecnológicas para la transición hacia fuentes de energía baratas y sostenibles. En esta tesis se ha desarrollado un método computacional basado en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT, usando los funcionales PBE+U y HSE06) para seleccionar materiales que sean candidatos potenciales para actuar como electrodos fotoactivos para la fotoelectrolisis del agua. Dicha selección se basa en la estimación teórica de algunas propiedades fundamentales, como la estabilidad termodinámica, estructura electrónica, anchura de banda prohibida, localización de los bordes de banda y masa efectiva de los portadores de carga. El método se ha aplicado al estudio de dos series de espinelas: RAl2O4 (R: Mg, Ti-Zn) y MgR2O4, (R:Sc-Co), aunque es de aplicación general para otros tipos de óxidos. Los resultados computacionales se han complementado con la síntesis de dichos materiales, y con su caracterización estructural y fotoelectroquímica, obteniéndose una buena correlación entre los resultados teóricos y experimentales. Por otra parte, se ha estudiado la espinela NiFe2O4 y la influencia de las condiciones experimentales de síntesis en su composición (exceso de níquel o exceso de hierro) y en sus propiedades fotoelectrocatalíticas. Además, se ha estudiado el efecto de modificar con fósforo (proveniente de fosfato) las espinelas resultantes. Se encontró que partiendo de espinelas con exceso de Ni, la modificación con P mejora su desempeño como electrocatalizador para la oxidación del agua, pero sin mejorar su fotoactividad. En cambio, en el caso de modificar con P espinelas con exceso de Fe, se observa mejora en su desempeño tanto como electrocatalizadores como fotoánodos para la oxidación de agua. Estos resultados se han explicado en base a la caracterización composicional, estructural y morfológica de dichos materiales, y a cálculos DFT+U de la estructura electrónica de estas espinelas de Fe-Ni y sus modificaciones con P. En particular se ha determinado teóricamente el tipo de defectos predominantes en el material y su densidad volúmica, lo cual permite entender los resultados experimentales. Un punto importante es que el intercambio de especies Fe por Ni en el retículo no tiene penalización energética significativa, lo que permite una concentración significativa de este tipo de defectos, generando estados localizados en la banda prohibida que actúan como trampas de portadores en el seno del material. En general, la tesis ilustra como una combinación de métodos computacionales de determinación de la estructura electrónica de materiales semiconductores y métodos experimentales de síntesis y caracterización de estos, puede ser una vía fructífera para la investigación en el desarrollo de materiales con las propiedades fotoelectroquímicas deseadas. / Esta tesis doctoral ha sido financiada por el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte mediante una ayuda para la Formación de Profesorado Universitario (FPU16/02492).

Dentro de los mecanismos de desarrollo limpio avalados por el protocolo de Kioto, la forestación ocupa un lugar prepoderante como herramienta válida para secuestrar CO2 atmosférico. Sin embargo, la introducción de árboles en tierras de pastizales implica un cambio de uso de la tierra que puede alterar significativamente las propiedades de los suelos, degradándolos. Ante la posibilidad de un futuro desarrollo forestal como producción alternativa en el área de Ventania (Bs. As.), se propuso dilucidar la magnitud de las modificaciones ocurridas en el suelo producto del reemplazo de la vegetación natural por coníferas, y evaluar tanto la capacidad de secuestro de CO2, como el potencial riesgo de polución ambiental derivado de la implementación de esta práctica. Los tratamientos incluyeron seis rodales maduros de Pinus radiata (TB) y áreas adyacentes con vegetación natural (línea de base; TP). Se tomaron muestras del suelo mineral a seis profundidades (0-15, 15-30, 30-45, 45-60, 60-75, 75-90 cm) en TP y TB y de los horizontes orgánicos en TB a un metro del eje de los árboles (N=384). En el laboratorio se determinó: textura, pH, carbono orgánico total (COT), nitrógeno total (Nt), fósforo total extractable (Ptext), inorgánico (Pi), orgánico (Po), ocluido (Poc), extractable (Pe), y soluble reactivo (PSR); se evaluó la actividad de las fosfatasas ácidas (AFA), hierro y aluminio amorfos y se cuantificó la capacidad de adsorción de fósforo y el grado de saturación con fósforo (GSP). En TB se observaron incrementos significativos en los stocks de COT y Nt, con una alteración de su distribución vertical y de la relación C/N respecto de TP. Los horizontes orgánicos generados en el piso del bosque constituyen un compartimento adicional de C, N y P. Los valores obtenidos para el COT ratifican el comportamiento del suelo como sumidero capaz de acumular materia orgánica en dos compartimentos de diferentes alcance temporal (corto plazo: horizontes O y largo plazo: materia orgánica asociada a la fracción mineral). El análisis de la reacción del suelo indica la ocurrencia de procesos acelerados de acidificación bajo los árboles (p<0,05; 0-90 cm), particularmente intensos en las capas más superficiales con alteración de los constituyentes minerales de la fase sólida. En TB también se detectó un incremento del contenido de Ptext, así como de las fracciones inorgánicas, ocluidas y lábiles (Pi, Poc y Pe), aunque no en las orgánicas (Po), siendo además similar la AFA en los ecosistemas comparados. El PSR fue mayor bajo los árboles (p<0,01; 0-90 cm), señalando la existencia de un proceso activo de movilización descendente de fosfatos, confirmado por los incrementos del grado de saturación con P. La relación GSPox-PSR reveló un punto de inflexión, capaz de reflejar en forma precisa el cambio de uso de la tierra. Los suelos de TB poseen excesivos niveles de saturación con P y una tasa de desorción de fosfatos desde la fase mineral 10 veces superior a la de TP, incrementando el riesgo de pérdida de fósforo por lixiviación hacia capas profundas o napas de agua. El cambio de uso la tierra produjo efectos ambientales contrapuestos e incompatibles con los principios de sustentabilidad. La adopción de una práctica recomendada para disminuir la concentración de CO2 atmosférico mostró elevada eficacia para tal propósito. Sin embargo, la forestación con P. radiata en tierras de pastizales afectó drásticamente la calidad de los suelos e incluso generó un potencial riesgo de polución de origen biológico capaz de trascender los límites de los rodales. La posibilidad de deterioro del ecosistema debe ser evaluada si se contempla el desarrollo forestal como una opción de producción alternativa justificada, al menos en parte, en la pretensión de contribuir a mitigar el cambio climático global. / Within the clean development mechanisms supported by the Kyoto Protocol, afforestation occupies a relevant place as a valid tool to sequester atmospheric CO2. However, the introduction of trees in grasslands involves a land use change that can significantly alter the properties of the soil and even degrading them. Given the possibility of a future forest development as an alternative production in the Ventania area (Bs. As.), it was proposed to elucidate the magnitude of the changes occurring in the soil resulting from the replacement of the natural vegetation by conifers, and to evaluate both, the CO2 sequestration capacity, and the potential risk of environmental pollution derived from the implementation of this practice. Treatments included six mature Pinus radiata stands (TB) and adjacent areas with natural vegetation (baseline; TP). Mineral soil was sampled in six depths (0-15, 15-30, 30-45, 45-60, 60-75, 75-90 cm) in TP and TB, additionally organic horizons were collected in TB at one meter of the trees axis (N=384). In the laboratory were determined: texture, pH, total organic carbon (COT), total nitrogen (Nt), total extractable phosphorus (Ptext), inorganic P (Pi), organic P (Po), occluded P (Poc), extractable P (Pe), and reactive soluble P (PSR); the activity of acid phosphatases (AFA) was also evaluated and amorphous iron and aluminum and P adsorption capacity and the degree of saturation with phosphorus (GSP) were measured. In TB significant increases were observed in the COT and Nt stocks, with an alteration in their vertical distribution and the C/N ratio with respect to TP. The organic horizons generated in the forest are a further compartment of C, N and P. The values obtained for the COT ratify the behavior of soils as carbon sinks able to accumulate organic matter into two pools of different life span (short-term: organic horizons; long-term: organic matter associated with the mineral fraction). The results of soil reaction indicate the occurrence of rapid acidification processes under trees (p <0.05; 0-90 cm), particularly intense in the upper layers with alterations of the solid phase mineral constituents. In TB an increased Ptext content was also detected, as well as for inorganic, occluded and available fractions (Pi, Poc and Pe), but not for organic P (Po) and the AFA, being both similar in the compared ecosystems. The PSR was higher under trees (p <0.01; 0-90 cm), indicating the existence of an active process of downward phosphates movement, confirmed by increases in the P saturation degree. The GSPox-PSR relationship revealed a change point, capable of accurately reflecting the land use change. TB soils have excessive levels of P saturation and a phosphate desorption rate from the mineral phase 10 times greater than that of TP, what increases the risk of phosphorus loss to deeper layers or water tables by leaching. The implementation of a recommended practice to reduce atmospheric CO2 concentration showed high efficacy for that purpose. However, the grasslands afforestation with P. radiata, affected the quality of soils drastically and it even generated a potential risk of biological origin pollution capable of transcending the boundaries of the forest stands. The possibility of ecosystem deterioration should be evaluated if forestry development is contemplated as an alternative production option, justified at least in part, on the pretension of contributing to mitigate global climate change.

Este estudo tem como objetivo estudar o fósforo total e as especiações de fósforo nos sedimentos superficiais associados aos processos biogeoquímicos em dois sistemas estuarinos, na plataforma continental sudeste e na região polar antártica. Amostras de água de fundo foram coletadas em dois períodos sazonais (verão-inverno) nos estuários sob diferentes graus de impacto ambiental antrópico. A metodologia de extração das frações de (SEDEX) aplicada para obter as especiações químicas de fósforo foi testada com padrões certificados antes das análises. Os resultados foram reprodutivos e a eficiência da extração foi aceitável. As concentrações das espécies químicas de fósforo sedimentar nos dois estuários mostraram diferenças entre os setores seguindo as características granulométricas, influência da maré, condições redox das águas de fundo bem como, as ações antrópicas reveladas pelos dados quantitativos e qualitativos. Uma influência sazonal mínima foi observada. No caso da plataforma sudeste, altos valores de matéria orgânica foram observados em núcleos ao longo da plataforma, junto às estações externas das radiais de Santos e Ilha Grande mostrando uma diferenciação acompanhada pelas frações de fósforo orgânico e carbono orgânico. Nas demais radiais, altos valores de CaCO3 foram observados nas estações mais externas. Na Baía do Almirantado as frações predominantes foram P mineral, P detrítico, P-ligado à apatita autigênica, sendo que a forma orgânica foi baixa e associada a baixos valores de carbono orgânico. A quantificação e distribuição das espécies de fósforo nos sedimentos constituem importante ferramenta para compreender o ciclo biogeoquímico do fósforo e dos demais nutrientes nos ecossistemas marinhos. / This work aims to study the total and chemical species of phosphorus in the surface sediments associated to the biogeochemical processes in two estuarine systems, the southeastern continental shelf and Antarctic polar region. Bottom water samples were collected in two seasonal periods (summer-winter) in the estuaries under different degrees of environmental anthorpic impacts. The fraction extraction methodology (SEDEX) applied to obtain the chemical phosphorus species was tested in relation to the certified standards before analyses. The results were reproductive and the extraction efficiency was acceptable. The chemical species concentrations of sedimentary phosphorus in the two estuarine systems showed differences between sectors following the granulometric characteristics, tide influence, redox conditions of the bottom waters as well as anthropic actions revealed by quantitative and qualitative data. A minimum seasonal influence was observed. In the case of eastern continental shelf, high values of organic matter were found in nuclei distribution along the platform in the external stations of Santos and Ilha Grande radials showing a differentiation accompanied by organic phosphorus and C org., fractions. In the other radials high CaCO3 values were observed in the external stations. In the Admiralty Bay the predominant fractions were detrital apatite and authigenic/biogenic apatite, being that organic form was low, linked to low values of organic carbon. The quantification and distribution of P species in the sediments constitute important tools to understand the P and the other nutrient biogeochemical cycles in the sea ecosystems

Este estudo tem como objetivo estudar o fósforo total e as especiações de fósforo nos sedimentos superficiais associados aos processos biogeoquímicos em dois sistemas estuarinos, na plataforma continental sudeste e na região polar antártica. Amostras de água de fundo foram coletadas em dois períodos sazonais (verão-inverno) nos estuários sob diferentes graus de impacto ambiental antrópico. A metodologia de extração das frações de (SEDEX) aplicada para obter as especiações químicas de fósforo foi testada com padrões certificados antes das análises. Os resultados foram reprodutivos e a eficiência da extração foi aceitável. As concentrações das espécies químicas de fósforo sedimentar nos dois estuários mostraram diferenças entre os setores seguindo as características granulométricas, influência da maré, condições redox das águas de fundo bem como, as ações antrópicas reveladas pelos dados quantitativos e qualitativos. Uma influência sazonal mínima foi observada. No caso da plataforma sudeste, altos valores de matéria orgânica foram observados em núcleos ao longo da plataforma, junto às estações externas das radiais de Santos e Ilha Grande mostrando uma diferenciação acompanhada pelas frações de fósforo orgânico e carbono orgânico. Nas demais radiais, altos valores de CaCO3 foram observados nas estações mais externas. Na Baía do Almirantado as frações predominantes foram P mineral, P detrítico, P-ligado à apatita autigênica, sendo que a forma orgânica foi baixa e associada a baixos valores de carbono orgânico. A quantificação e distribuição das espécies de fósforo nos sedimentos constituem importante ferramenta para compreender o ciclo biogeoquímico do fósforo e dos demais nutrientes nos ecossistemas marinhos. / This work aims to study the total and chemical species of phosphorus in the surface sediments associated to the biogeochemical processes in two estuarine systems, the southeastern continental shelf and Antarctic polar region. Bottom water samples were collected in two seasonal periods (summer-winter) in the estuaries under different degrees of environmental anthorpic impacts. The fraction extraction methodology (SEDEX) applied to obtain the chemical phosphorus species was tested in relation to the certified standards before analyses. The results were reproductive and the extraction efficiency was acceptable. The chemical species concentrations of sedimentary phosphorus in the two estuarine systems showed differences between sectors following the granulometric characteristics, tide influence, redox conditions of the bottom waters as well as anthropic actions revealed by quantitative and qualitative data. A minimum seasonal influence was observed. In the case of eastern continental shelf, high values of organic matter were found in nuclei distribution along the platform in the external stations of Santos and Ilha Grande radials showing a differentiation accompanied by organic phosphorus and C org., fractions. In the other radials high CaCO3 values were observed in the external stations. In the Admiralty Bay the predominant fractions were detrital apatite and authigenic/biogenic apatite, being that organic form was low, linked to low values of organic carbon. The quantification and distribution of P species in the sediments constitute important tools to understand the P and the other nutrient biogeochemical cycles in the sea ecosystems

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1206903 bytes, checksum: d10dac3b809e1bb5f5f0ff1f56cd8418 (MD5) Previous issue date: 2006-05-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of animal dejects in Brazilian agriculture is increasing in recent years due to the expansion of animal farms impelled by exportation of meat to international markets. Bird housing is amongst those activities that have experienced the largest growth. The litter generated in this activity used to be largely employed to feed cows. However, the enactment of a law that prohibited the use of poultry litter as animal feeds intensified its use as organic fertilizer in agriculture. Despite its importance, there are gaps in our knowledge regarding its adequate use in order to obtain high plant yields without threatening the environment. The present work aimed at evaluating the leaching of P, Ca, Mg, K and Na on columns of soils fertilized with poultry litter. There were two experiments. In the first experiment each column was constituted by five PVC rings with 5 cm diameter and 10 cm height bound to each other with adhesive, and with an impermeable interior. The columns were filled with two soil types: a clayey Red-Yellow Latosol and a sandy loam Red-Yellow Latosol. The soils had previously received four doses of P as KH2PO4 in order to achieve 0, 12.5, 25.0 and 50% of the maximum P adsorption capacity (CMAP). The P source was homogenized with the whole soil volume and incubated for 60 days. After this period the soils were accommodated in the columns and five poultry litter rates equivalent to 0, 20, 40, 80, and 160 t ha-1 (dry weight basis) were mixed with the soil of the top ring. Five poultry litter rates were applied on the top of the column. Treatments consisted of a 4 x 5 x 2 factorial scheme corresponding to four levels of CMAP saturation, five poultry litter doses and two soils, with three replications, and arranged in a complete randomized block design. The columns were submitted to 10 percolations of deionized water in a 35 day period in order to simulate a 1.200 mm rainfall. In the percolated water it was determined inorganic P (reactive P, Pi) and organic P forms (unreactive P, Po). In the eighth percolation water, total P was fractionated in dissolved P (fraction that passed a 0.45 µm filter) and particulate P (retained in the 0.45 µm filter). At the end of the experiment, the columns were disassembled and P in the soil of each ring was extracted with Mehlich-1 (HCl 0.05 mol L-1 and H2SO4 0.0125 mol L-1) and Olsen (NaHCO3 0.5 mol L-1, pH 8.5) extractors. For the Olsen soil extracts it was measured the Pi and Po fractions. It was found that increasing the poultry litter dose led to losses of unreactive P (Po) 6.4 times greater than that of reactive P (Pi). Both the previous P fertilization and increasing poultry litter doses caused the vertical movement of P in the soil columns, which reflected in P concentrations in Mehlich 1 and Olsen extracts. The environmental critical level (NCA), the concentration of P in the soil above which the leaching of P increases exponentially, was around 100 and 150 mg dm-3 by Mehlich 1 and 40 and 60 mg dm-3 by Olsen, for the sandy loam and clayey soils, respectively. In highly weathered soils the accumulation of residual P along the cultivations there can be significant P leaching through the profile, especially when they are fertilized with poultry litter. In the second experiment it was evaluated the effect of poultry litter on Ca, Mg and K leaching and its relationship with inorganic and low molecular mass organic anions. Samples of two Oxisols (a clayey and a sandy loam Red-Yellow Latosol) were accommodated in PVC columns similar to those used in experiment 1. Five types of poultry litters (coffee peels, ground corn cob, rice husk, napier grass and wood shavings) were homogenously applied to the soil of the top ring in a dose equivalent to 160 t ha-1 (dry weight basis). There also was a control treatment with no poultry litter application. The treatments consisted of a 5 x 2 factorial scheme, corresponding to five poultry litter types and two soil with distinct textures, with five replications, arranged in a complete randomized block design. Twice a week the columns received 10 applications of deionized water twice a week in a total volume corresponding to a rainfall equivalent to 1.200 mm. The leachates were analyzed for cations such as Ca, Mg, K and Na, and for anions such as Cl-, NO3 -and SO4 2- and low molecular mass organic acids by ion chromatography. The results indicate that there was great leaching of bases through the soil columns, particularly up to the third percolation. This fact was probably a result of the high dose of poultry litter and the presence of accompanying anions: Cl-, NO3 - and SO4 2- in the sandy loam soil and Cl- and NO3- in the soil clayey soil. Much less expressive was the complexing effect of organic acid ligands. The effect of acetic acid favoring the leaching of bases probably was a result of its action as an accompanying anion. / A utilização de dejetos de animais na agricultura cresce de maneira significativa a cada ano, devido, principalmente, à expansão da criação intensiva de animais, impulsionada pelo aumento das exportações. Com o decreto lei que proíbe a utilização dos dejetos de aves na alimentação animal, intensificou-se ainda mais o seu uso na agricultura. Porém, há ainda uma lacuna quanto à informação científica sobre o uso desses dejetos, em razão de se não saber o quanto deste material pode ser utilizado de modo a ter uma agricultura menos agressiva ao ambiente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a lixiviação de formas de P e de Ca, Mg, K e Na, em colunas de solos fertilizados com camas de aviário. Em um experimento verificaram-se as perdas por lixiviação de formas de P em solos, constituídos por cinco anéis sobrepostos, com 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura cada um, submetidas a fluxos de percolação de água. Foram utilizadas amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos texturas argilosa e média. Os solos receberam, previamente, quatro doses de P na forma de KH2PO4, correspondentes a 0; 12,5; 25 e 50 % da capacidade máxima de adsorção de P (CMAP), homogeneizadas com todo o volume de solo das colunas e deixados em incubação por 60 dias. No anel superior, aplicou-se, homogeneamente, cama de aviário nas doses equivalentes a 0, 20, 40, 80, e 160 t ha-1 com base no peso do material seco. Os tratamentos foram estabelecidos segundo o esquema fatorial: quatro níveis da CMAP x cinco doses de cama de aviário x dois solos, com três repetições, dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, em duas aplicações semanais, durante 35 dias, de modo a atingir um volume correspondente a 1.200 mm de chuvas. Nos percolados foram determinados: a forma inorgânica de P (P reativo, Pi) a forma orgânica de P (P não-reativo, Po). Na oitava percolação, foram também determinados: P dissolvido total (percolado que passou em filtro com diâmetro de poros de 0,45 µm) e P particulado total (retido no filtro de 0,45 µm). No final do experimento, o P no solo de cada anel foi extraído pelos extratores Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L-1 e H2SO4 0,0125 mol L-1) e Olsen (NaHCO3 0,5 mol L-1, pH 8,5), sendo determinadas, para este ultimo extrator, as formas Pi e Po. Com o aumento da dose de cama de aviário, as perdas de P por percolação foram, em média, 6,4 vezes maiores na forma de P não-reativo (Po) que na P-reativo (Pi). Tanto a fertilização mineral prévia com P como a aplicação de doses crescentes de cama de aviário causaram a descida de P nas colunas de solo, extraído tanto pelo Mehlich-1 e pelo NaHCO3 (Olsen). O nível crítico ambiental (NCA), teor de P disponível no solo acima do qual a percolação de Preativo aumenta exponencialmente, foi em torno de 100 e 150 mg dm-3 para o Mehlich-1 e 40 e 60 mg dm-3 para o Olsen, para os solos, textura média e argilosa, respectivamente. Em condições de solos intemperizados, com acúmulo de P residual ao longo dos cultivos, as perdas de P por lixiviação no perfil podem ser significativas, de modo particular quando recebem cama de aviário. Em um segundo experimento verificou-se o efeito da aplicação de cama de aviário na lixiviação de Ca, Mg, K e Na em solos e sua associação com ânions inorgânicos e ácidos orgânicos com baixa massa molecular. Amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos, um textura média e outro argilosa, foram colocados em colunas de PVC semelhantes àquelas utilizadas no experimento anterior. O solo no anel superior recebeu, homogeneamente, uma dose de cinco camas de aviário, correspondente a 160 t ha-1, base material seco, comparativamente à testemunha (sem cama de aviário). Os tratamentos foram definidos segundo o fatorial 5 x 2, com cinco camas e dois solos, em três repetições dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, duas vezes por semana, até atingir o volume de água correspondente a 1.200 mm de chuvas. Nos lixiviados foram analisadas as concentrações de Ca, Mg, K e Na, dos ânions Cl-, NO3- e SO4 2- e de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. Houve grande lixiviação de bases metálicas nas colunas, de modo geral até a terceira percolação. Este fato foi causado pela adição dessas bases, em doses elevadas, pelas camas de aviário e, também, aparentemente, pelo efeito de ânions acompanhantes: Cl-, NO3- e SO4 2- no solo textura média e Cl-, NO3- no solo textura argilosa e, de maneira muito menos expressiva, pelo efeito complexante das bases por ácidos orgânicos de baixa massa molecular. O efeito de lixiviação do ácido acético ocorreu, provavelmente, como ânion acompanhante das bases.

A perda de densidade mineral óssea (DMO) é uma complicação conhecida da infecção pelo HIV e seu tratamento, particularmente com terapia antirretroviral (TARV) contendo tenofovir disoproxil fumarato (TDF). Embora a disfunção tubular proximal renal e a fosfatúria sejam comuns com o TDF, não se sabe se a perda da DMO resulta de mineralização inadequada. Nós avaliamos a mudança na DMO por densitometria óssea de dupla absorção de raios-X (DXA) e na histomorfometria óssea por biópsias de crista transilíaca com dupla marcação por tetraciclina em homens jovens vivendo com HIV antes (N = 20) e 12 meses após (N = 16) iniciar TDF/lamivudina/efavirenz. Examinamos as relações de hormônios calciotrópicos, excreção de fósforo urinário, citocinas pró-inflamatórias e proteínas relacionadas à remodelação óssea com alterações na DMO e histomorfometria. A média de idade dos participantes foi de 29,6 ± 5,5 anos, com contagem média de linfócitos T CD4+ de 473 ± 196 células/mm3. No início do estudo, taxa de formação óssea diminuída e intervalo de tempo para mineralização aumentado foram identificados em 16 (80%) e 12 (60%) participantes, respectivamente. Após 12 meses, detectamos diminuição na DMO na coluna lombar, colo do fêmur e quadril total por DXA. Pela histomorfometria, observamos aumento na espessura cortical, no volume osteóide e nas superfícies de osteoblastos e osteoclastos. Não observamos piora significativa da excreção renal de fósforo ou nos parâmetros histomorfométricos de mineralização. Aumentos no PTH se correlacionaram com diminuição da DMO, mas não com os parâmetros histomorfométricos. Nossos achados sugerem que anormalidades na formação e mineralização ósseas são comuns entre homens com infecção pelo HIV mesmo antes da exposição a TARV. Com a TARV contendo TDF, há um aumento na remodelação óssea, refletida pelo aumento das superfícies de osteoblastos e osteoclastos, mas uma persistência no defeito de mineralização, resultando em aumento do volume osteóide / Bone mineral density (BMD) loss is a known complication of HIV infection and its treatment, particularly with tenofovir disoproxil fumarate (TDF)-containing antiretroviral therapy (ART). While renal proximal tubular dysfunction and phosphaturia are common with TDF exposure, it is unknown whether BMD loss results from inadequate mineralization. We evaluated changes in BMD by DXA and bone histomorphometry by tetracycline double labeled transiliac crest biopsies in young men living with HIV before (N=20) and 12 months after (N=16) initiating TDF/lamivudine/efavirenz. We examined relationships between calciotropic hormones, urinary phosphate excretion, pro-inflammatory and pro-resorptive cytokines and bone remodeling-related proteins with changes in BMD and histomorphometry. Mean age was 29.6±5.5 years, with mean CD4+ T cell count of 473±196 cells/mm3. At baseline, decreased bone formation rate and increased mineralization lag time were identified in 16 (80%) and 12 (60%) patients, respectively. After 12 months, we detected a decrease in lumbar spine, total hip and femoral neck BMD by DXA. By histomorphometry, we observed increases in cortical thickness, osteoid volume, and osteoblast and osteoclast surfaces. We did not observe significant worsening of renal phosphate excretion or mineralization parameters. Increases in PTH levels correlated with decreased BMD but not with histomophometric parameters. Our findings suggest that abnormalities in bone formation and mineralization are common among HIV-infected men even before ART exposure. With TDF-containing ART, there is an increase in bone remodeling, reflected by increased osteoblast and osteoclast surfaces, and a persistence in mineralization defect, resulting in increased osteoid volume

O fósforo (P) é um elemento essencial para todas as formas de vida do nosso planeta e desempenha papel crucial na agricultura mundial. Porém, a sua escassez irá aumentar nas próximas décadas. A população mundial atingiu 7,3 bilhões de pessoas e está projetada para alcançar 9 bilhões até 2050. Para sustentar essa população crescente será necessário que a agricultura mundial triplique a produção de alimentos nos próximos 35 anos. A eficiência de utilização de P é definida como o aumento da quantidade de biomassa ou produto de interesse econômico (grãos, frutas, fibras ou etanol) produzido por unidade de P absorvido. O uso de plantas com alta eficiência de utilização de nutrientes pode representar o alicerce na construção de uma agricultura com alta produtividade, reduzido custo de produção e baixo impacto ambiental. A hipótese testada nesse trabalho foi de que existe variação genotípica entre as cultivares comerciais de arroz e feijão e que é possível identificar características nas plantas ligadas com maior eficiência de absorção e utilização de P. O objetivo deste trabalho foi identificar cultivares de arroz e feijão mais eficientes em absorver e utilizar P e características das plantas ligadas com a sua maior eficiência de utilização. Foi realizado um conjunto de experimentos de casa de vegetação e campo afim de verificar a variabilidade existente entre 16 e 19 cultivares de arroz e feijão, respectivamente, em alta e baixa disponibilidade de P no solo. As características anatômicas radiculares de um grupo de genótipos de feijão foram avaliadas através de experimentos realizados nos Estados Unidos. Os resultados mostraram que existe variação significativa entre as cultivares para a maioria das características analisadas. Foi observada substancial variação genotípica entre as cultivares de feijão para número de espirais de raízes basais (NERB) e número de raízes basais (NRB) (P <0.01). As cultivares de arroz com resultados similares de matéria seca da parte aérea no alto P variaram significativamente no baixo P. A eficiência de utilização do P pelas cultivares de arroz aumentou no baixo P. Os resultados das características radiculares anatômicas de feijão confirmaram que a estiolação da raiz basal melhora a capacidade das plantas de suportar o stress causado pela baixa disponibilidade de P no solo. A conclusão do trabalho foi de que realmente existe variação genética entre as cultivares de arroz e feijão para eficiência de absorção e utilização de P, e foi possível identificar materiais mais eficientes em absorver e utilizar P sob baixa disponibilidade de P no solo. / The phosphorus (P) is an essential element for all life forms on our planet and plays a crucial role in world agriculture. However, its scarcity will increase in next decades. The world population has reached 7.3 billions people and is projected for 9 billions by 2050. To support this growing population, global agriculture will have to triplicate food production in the next 35 years. The P utilization efficiency is defined as the increased amount of biomass or a product of economic interest (fruit, grains, fibers and ethanol) obtained per unit of absorbed P. The use of high nutrient efficient plants may represent the foundation in building agriculture with high productivity, reduced production costs and low environmental impact. The hypothesis tested in this study was that there is genetic variation among the commercial cultivars of rice and common beans and it is possible to identify plant traits linked with increased P uptake and utilization efficiency. The aim of this study was to identify more P efficient rice and beans cultivars and identify plant traits that may be linked with increased P use efficiency. We carried out a set of experiments (greenhouse and field) in order to check the genetic variability among 16 and 19 rice and bean cultivars, respectively, in high and low soil P availability. The root anatomical traits of a group of bean genotypes were evaluated through experiments conducted in the United States. The results from the experiments showed that there was significant variation among cultivars for most of evaluated traits. We observed substantial genotypic variation among the bean cultivar for basal root whorl number and basal root number. Rice cultivars were similar to shoot production in high P availability, however varied among them in low P availability. The rice and bean cultivars P use efficiency increased in low P. The results of bean anatomic root traits confirmed the hypothesis that basal root etiolation improves bean plants growth under P limiting conditions by increasing P acquisition. The genetic variation for P use efficiency among rice and bean cultivars was confirmed.

O presente experimento teve por objetivo avaliar a produtividade agrícola da soja em sistema de semeadura direta com antecipação da adubação fosfatada e potássica na cultura de Eleusine coracana, sustentando-se a hipótese de que a produtividade da soja não é reduzida devido à antecipação da adubação de base para a cultura de Eleusine coracana (L.) Gaertn. (capim-pé-de-galinha). O experimento foi conduzido na Estação Experimental Anhembi, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (USP/ESALQ), no município de Piracicaba-SP, localizada à margem direita do Rio Tietê, na cabeceira da represa de Barra Bonita-SP, entre as coordenadas 22º 45’e 22º 50’ de latitude Sul, e 48º 00’ e 45º 05’de longitude Oeste, durante o ano agrícola de 2001/2002, em LATOSSOLO AMARELO Distrófico. A adubação, segundo a recomendação oficial para o estado de São Paulo, consistiu da aplicação de 90 kg de P2O5 ha-1, 50 kg de K2O ha-1 e de micronutrientes (Co, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn). O experimento adotou delineamento em blocos completos ao acaso com três repetições. Os tratamentos experimentais consistiram em diferentes níveis de antecipação da adubação da soja, para a cultura do capim-pé-de-galinha, totalizando 12 tratamentos: T1 = nenhuma adubação; T2 = adubação convencional na soja; T3 = 50% de K, no capim-péde- galinha; T4 = 100% de K, no capim-pé-de-galinha; T5 = 50% de P, no capim-pé-degalinha; T6 = 50% de P e K, no capim-pé-de-galinha; T7 = 50% de P e 100 % de K, no capim-pé-de-galinha; T8 = 100% de P, no capim-pé-de-galinha; T9 = 100% de P e 50% de K, no capim-pé-de-galinha; T10 = 100% de P e K, no capim-pé-de-galinha; T11 = 100% de P e K + micronutrientes, no capim-pé-de-galinha; T12 = adubação foliar com micronutrientes, no capim-pé-de-galinha. As características avaliadas foram: a) capim pé-de-galinha: produção de matéria seca; b) soja: estande final, altura final de planta, porcentagem de plantas com haste verde, grau de acamamento, número de ramificações por planta, número de vagens chochas por planta, número de vagens de 3 cavidades com 3, 2 e 1 grão, número de vagens de 2 cavidades com 2 e 1 grão, número de vagens de 1 cavidade com 1 grão, número total de vagens por planta, número total de grãos por planta, peso de grãos por planta, peso de mil grãos e produtividade agrícola. As principais conclusões são: a) a adubação fosfatada e potássica da cultura da soja, antecipadas parcial ou totalmente para a semeadura do capim Eleusine coracana (L.) Gaertn., podem incrementar a produtividade agrícola de matéria seca do capim-pé-degalinha; b) a antecipação parcial ou total das adubações fosfatada e potássica da soja para a semeadura do Eleusine coracana (L.) Gaertn., nas condições em que foi instalado o experimento, não reduz a produtividade agrícola de grãos de soja; c) Trabalhos de pesquisa agronômica envolvendo estudos sobre adubação de agroecossistemas devem ser incentivados. / The present research evaluated soybean yield in a no-tillage system with previous potassium and phosphorus fertilization on the Eleusine coracana (L.) Gaertn. crop. The hypothesis was that soybean yield does not decrease due to previous fertilization on the Eleusine coracana (L.) Gaertn. (finger millet) crop. The experiment was carried out during the 2001/2002 growing season at the Estação Experimental Anhembi, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (USP/ESALQ), in Piracicaba, São Paulo. The area is located at the right side bank of the Tietê river, at the beginning of the Barra Bonita Dam, between the coordinates 22º 45’and 22º 50’ latitude south, and 48º 00’ and 45º 05’ longitude west, in an Oxisol. The soybean fertilization was done according to the São Paulo State offical recommendation: 90 kg of P2O5 ha-1, 50 kg of K2O ha-1 and micronutrients (Co, Cu, Fe, Mn, Mo and Zn). The experiment designed in randomized complete blocks, with three replicates. The treatment consisted of differents levels of soybean pre-fertilization, on the finger millet crop, totalizing 12 treatments: T1 = no fertilization; T2 = conventional fertilization, on Soybean; T3 = 50% of K, on finger millet; T4 = 100% of K, on finger millet; T5 = 50% of P, on finger millet; T6 = 50% of both P and K, on finger millet; T7 = 50% of P and 100 % of K, on finger millet; T8 = 100% of P, on finger millet; T9 = 100% of P and 50% of K, on finger millet; T10 = 100% of P and K, on finger millet; T11 = 100% of P and K + micronutrients, on finger millet; T12 = fertilization with micronutrients, on finger millet. The evaluated chacaracters were: a) finger millet: dry matter production; b) soybean: final stand, final plant height, percentage of plants with green stems, bending, number of branches per plant, number of empty pods, number of pods with 3 cavities with 3, 2 and 1 grain, number of pods with 2 cavities with 2 and 1 grain, number of pods with 1 cavity with 1 grain, total number of pods per plant, total number of grains per plant, grain weight per plant, mass of 1,000 grains and total yield. The main conclusions are: a) phosphorus and potassium pre-fertilization on soybean, totally or partial applied to the Eleusine coracana (L.) Gaertn. crop, can increase the finger millet dry matter yield; b) total or partial pre-fertilization of soybean phosphorus and potassium on Eleusine coracana (L.) Gaertn. crop, under experimental conditions tested, does not decrease the soybean yield; c) more studies about fertilization in agroecosystems should be encouraged.

O presente trabalho constou de dois experimentos, ambos realizados em casa de vegetação do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas da ESALQ/USP com delineamento experimental de blocos ao acaso, nos quais utilizaram-se amostras de um Latossolo Amarelo adicionando-se ou não um gel de ferro (Fe), estabelecendo assim condições distintas de capacidade de fixação de fósforo (CFF) para um mesmo solo. As fontes de P testadas foram: (i) fosfato monocálcio p.a. (FMC), que foi utilizado como fonte padrão, (ii) superfosfato simples com baixa solubilidade em água ("low-grade SSP", LG SSP), (iii) multifosfato magnesiano (MFM), (iv) termofosfato (TERMO), e (v) fosfato natural de Arad (FN). A hipótese central estudada foi a de que "algumas fontes de fósforo com baixa solubilidade em água utilizadas no Brasil possuem maior eficiência agronômica relativa em solos de elevada capacidade de fixação de P". O experimento 1 teve como objetivo comparar e avaliar a liberação de P das fontes em diferentes situações de acidez e fixação de P. Neste estudo não foi utilizado planta. Os tratamentos envolveram cinco fontes de P (FMC; LG SSP; MFM; TERMO; FN), seis doses (0, 12,5; 25; 50; 100 e 200 mg kg-1 P), duas condições de solo (sem e com aplicação de gel de Fe) e dois níveis de acidez (pHCaCl2 4,6 e 5,6). O número total de tratamentos foi de 120 (5 fontes x 6 doses x 2 condições de CFF x 2 níveis de acidez), com três repetições, totalizando assim, 360 unidades experimentais. Amostras de terra foram coletadas 30 dias após a montagem do experimento para avaliar o teor de fósforo no solo, utilizando a resina trocadora de íons como extrator. De forma geral observaram-se maiores valores do índice de eficiência relativa das fontes de baixa solubilidade em água nos solos com indução da CFF. No experimento 2 o objetivo principal foi avaliar a eficiência agronômica relativa (EAR) das fontes de P. Realizaram-se dois cultivos de milho que seguiram o esquema [(2 x 5 ) + 2 ], ou seja, duas condições de solo (sem e com gel de Fe), cinco fontes de P (FMC; LG SSP; MFM; TERMO; FN), duas testemunhas sem P e três repetições (36 unidades experimentais). Nos dois cultivos observou-se um decréscimo na produção de matéria seca, e P acumulado, com o FMC na condição de alta CFF, além disso, ocorreu o aumento da EAR das fontes de baixa solubilidade em água com a indução da CFF. Os resultados dos dois estudos sugerem que geralmente as fontes com baixa solubilidade em água apresentam maiores valores de eficiência relativa quando se induziu o aumento da CFF. Esta informação, adaptada através de experimentação regional adequada de campo, poderá levar a um melhor manejo das fontes de fósforo e ainda auxiliar na tomada de decisão por parte dos empresários rurais com relação a fontes disponíveis de P. / The study was carried out through two experiments conducted at the greenhouse of the Soil and Plant Nutrition Department, ESALQ/USP, utilizing experimental outline as blocks and a Yellow Latossol, with the addition or not of an iron gel to vary the soil phosphorus (P) fixation capacity (PFC). The P sources tested were: (i) reagent grade monocalcium phosphate (MCP), used as the standard source of P, (ii) low-grade single superphosphate with medium water solubility (LG SSP), (iii) magnesium multiphosphate (MMP), (iv) termophosphate (TERMO), and (v) Arad phosphate rock (PR). The hypothesis tested was that "some P sources, with low water solubility, may have higher relative agronomic effectiveness (RAE) in soils with high PFC". Experiment 1 aimed to evaluate and compare the P released from the sources in different scenarios of soil acidity and PFC. In this study plants were not used as indicators but an extractor of bioavailable P. The treatments consisted of five P sources, six rates of P (0, 12,5; 25; 50; 100 e 200 mg P Kg-1 of soil), two soil conditions as related to PFC (without and with the addition of an iron gel) and two soil pH levels. The total number of treatments was 120, with three replicates, totalizing 360 experimental units. Soil samples were collected 30 days after soil incubation with the P sources and analyzed following the exchange resin as the extractor. In general, higher relative index were observed for the alternative sources of P (low water solubility) in the soil with induced PFC. Experiment 2 was designed to provide information related to the RAE utilizing two short corn plant crops as indicator. The experimental outline was of two soil condition as related to PFC (without and with addition of the iron gel), five P sources, two controls, and three replicates, totalizing 36 experimental units. Only one soil pH condition was tested in this case (with lime added to pH CaCl2 5.6). Both corn crops showed a decrease in dry-matter yield and P uptake by the plants with the MCP applied in the soil with higher PFC. The RAE was in general higher for the lower water soluble P sources in the soil with induced PFC. The results of both experiments suggested that, in general, P sources with lower water solubility present higher relative effectiveness when the soil PFC was induced by the addition of the iron gel. The information, once adapted to local field experimentation, can lead to a more adequate management of the P sources, as well may serve to guide farmers in taking decisions as related to sources to be utilized in their agricultural fields.