[ES] Esta tesis aborda el efecto de la duración de la prueba sobre la eficacia de una nueva 3-fitasa en pollos de engorde y gallinas ponedoras. El calcio y el fósforo son críticos en la nutrición de las aves debido a su participación en diferentes actividades fisiológicas y metabólicas, particularmente en la mineralización ósea. La fitasa microbiana exógena se usa comúnmente en las dietas de las aves para mejorar el efecto nocivo del fitato en el rendimiento de las aves y el medio ambiente, así como para reducir los costos de alimentación. Hay muchas evidencias de la efectividad de la adición dietética de fitasa para mejorar la digestibilidad del fósforo (P) en aves, pero todavía hay inconsistencias entre los estudios sobre los efectos de la fitasa en las diferentes condiciones de estudio. Estas inconsistencias pueden deberse a muchos factores, siendo uno de ellos la duración de los ensayos. En este estudio se persiguieron dos objetivos: 1) Cómo la inclusión dietética de fitasa, a dosis normal y sobredosis, podría afectar la utilización de nutrientes y el rendimiento en gallinas ponedoras jóvenes. 2) Investigar los efectos de reducir el contenido de minerales (Ca y P) y agregar diferentes dosis de una nueva 3-fitasa bacteriana en dietas de pollos de engorde en un experimento a corto y largo plazo. Así, se diseñaron dos experimentos uno en gallinas ponedoras y otros en pollos de engorde. En conclusión, el uso de dietas deficientes en minerales parece provocar cambios digestivos en el uso de minerales, especialmente cuando se usan a largo plazo. Sin embargo, el uso de fitasas comerciales suele realizarse también durante todo el periodo de producción. Esto debe tenerse en cuenta a la hora de evaluar el potencial de una fitasa a nivel comercial. A partir de los resultados de la presente Tesis Doctoral, se derivan las siguientes recomendaciones prácticas: 1. Los ensayos destinados a evaluar los efectos de la fitasa en la utilización de nutrientes deben realizarse a corto plazo, evitando niveles excesivamente bajos de minerales en las dietas (mejor cerca de los niveles en los que se utilizarán comercialmente), para evitar efectos de adaptación digestiva. . 2. Los ensayos dirigidos a evaluar los efectos de la fitasa sobre el rendimiento del crecimiento y la mineralización ósea deben realizarse a largo plazo, para dar tiempo a que su efecto sea relevante. / [CA] Esta tesis aborda l'efecte de la durada de la prova sobre l'eficàcia d'una nova 3-fitasa en polls d'engorde i gallines ponedores. El calcio y el fósforo son críticos en la nutrición de las aves debido a la seva participació en diferents activitats fisiològiques i metabòliques, particularment en la mineralització ósea. La fitasa microbiana exògena s'usa comunament en les dietes de les aves per millorar l'efecte nocivo del fitat en el rendiment de les aves i el medi ambient, així com per reduir els costos d'alimentació. Hi ha moltes evidencias de l'efectivitat de l'adición dietètica de fitasa per millorar la digestibilitat del fòsfor (P) en aves, però encara hi ha inconsistències entre els estudis sobre els efectes de la fitasa en les diferents condicions d'estudi. Aquestes inconsistències poden haver de fer molts factors, essent un d'ells la durada dels assaigs. En aquest estudi es persiguien dos objectius: 1) Cómo la inclusió dietética de fitasa, a dosis normal y sobredosis, podría afectar la utilización de nutrientes y el rendimiento en gallinas ponedoras jóvenes. 2) Investigar els efectes de reduir el contingut de minerals (Ca i P) i agregar diferents dosis d'una nova 3-fitasa bacteriana en dietes de pollos d'engorde en un experiment a curt i llarg termini. Així, s'ha dissenyat dos experiments un en gallines ponedores i altres en polls d'engorde. En conclusió, l'ús de dietes deficients en minerals sembla provocar canvis digestivos en l'ús de minerals, especialment quan s'usa a llarg termini. Sense embargo, l'ús de fitases comercials es farà també durant tot el període de producció. Això s'ha de tenir en compte a l'hora d'avaluar el potencial d'una fita a nivell comercial. A partir dels resultats de la present Tesis Doctoral, es deriven les següents recomanacions pràctiques: 1. Els assaigs destinats a avaluar els efectes de la fitasa en la utilització de nutrients han de realitzar-se a curt termini, evitant els nivells excessivament baixos de minerals a les dietes (més a prop dels nivells en els que s'utilitzaran comercialment), per evitar efectes de adaptació digestiva. . 2. Els assaigs dirigits a avaluar els efectes de la fita sobre el rendiment del creixement i la mineralització òsea han de realitzar-se a llarg termini, per al seu efecte mar rellevant. / [EN] This thesis tackles the effect of duration of the trial on the efficacy of a novel 3-phytase in broilers and laying hens. Calcium and phosphorus are critical in poultry nutrition because of their involvement in different physiologic and metabolic activities, particularly bone and egg mineralization. Exogenous microbial phytase is commonly used in poultry diets to ameliorate the deleterious effect of phytate on bird performance and the environment, as well as to reduce feeding costs. There are many evidences of the effectiveness of dietary addition of phytase in improving phosphorus (P) digestibility in poultry, but there are still inconsistencies among studies on the effects of phytase on the different response criteria studied. These inconsistencies can be due to many factors being one of them the duration of the trials. In this study, two objectives were pursued: 1) To investigate the effects of reducing the mineral (Ca and P) content and adding different doses of a new 3-bacterial phytase in laying hens diets in a short and long-term experiment. 2) To investigate the effects of reducing the mineral (Ca and P) content and adding different doses of a new 3-bacterial phytase in broiler diets in a short and long-term experiment. To this aim, two experiments were designed in laying hens and broilers. In conclusion, the use of mineral-deficient diets seems to cause digestive changes in the use of minerals, especially when they are used in the long term. However, the use of commercial phytases is usually also carried out during the whole production period. This must be taken into account when evaluating the potential of a phytase at a commercial level. From the results of the present Doctoral Thesis, the following practical recommendations are driven: 1. The trials addressed to evaluate the effects of phytase on nutrient utilization must be carried out in the short term, avoiding excessive low mineral levels in diets (better close to the levels at which they will be used commercially), to avoid digestive adaptation effects. 2. The trials addressed to evaluate the effects of phytase on growth performance and bone mineralization must be carried out in the long term, to give time for its effect to be relevant. / Javadi, M. (2022). Effect of Duration of the Trial on the Efficacy of a Novel 3-Phytase in Broilers and Laying Hens [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/186346

Constructed wetlands (CWs) are anthropically designed systems to improve and optimize certain physical and biochemical processes that occur in the ecosystems of natural wetlands with the main objective of removing pollutants from the water. This technology, which usually has been used for the treatment of urban wastewater, is being recently applied for treating a great variety of flows, including eutrophic water. Treatment efficiency of these systems depends on the interrelation of a great variety of processes and factors that hinder the establishment of simple principles for its design and/or exploitation. Therefore, mathematical models are useful tools to increase the knowledge about this technology and to optimize their design and management. During the last decades, a remarkable advance has been produced in the modelling of CWs, especially subsurface flow systems. However, an equivalent level of development has not been reached in the modelling of surface flow systems. In this type of CWs, where there is not a porous medium through which the water to be treated circulates, the influence of environmental factors such as wind or avifauna, and the interaction with the layer of sediment can be more intense. Therefore, it is necessary having models applicable to this type of CWs which facilitate the representation of this particular casuistry. In this PhD Dissertation a mechanistic biokinetic model for the treatment of eutrophic water in free water surface constructed wetlands has been developed. The structure of the Activated Sludge Model (ASM) has been used to represent the processes that affect to the main variables of water quality in eutrophic systems, i.e., suspended solids, phytoplankton, different forms of nitrogen and phosphorus and matter organic. The model has been implemented in the software AQUASIM and has been calibrated and validated in two real systems that treated hypertrophic water from Lake l¿Albufera (Valencia) for three years. One of the most remarkable contributions of this model is the ability for simulating the operation conditions of full-scale systems, i.e., for reproducing the interactions that occur between the free water surface constructed wetland and the environment where it is integrated. A novel contribution of this model is the capacity for simulating the effects produced by the activity of the avifauna and by the action of the wind speed in the resuspension of sediments. Another important contribution is the quantification of the effect of the processes involved in the cycles of each variable. This has been able to determine the importance of resuspension in the removal of suspended solids, especially that caused by the action of the wind. Likewise, vegetation cover has been demonstrated to be an easy to monitor and valid parameter for the simulation of the effect of emerging macrophytes in water quality in surface flow CWs, in both sedimentation and resuspension processes, as well as in nutrients uptake. On the other hand, this research has allowed extend the knowledge about the immobility of microorganisms in surface flow CWs. It has also been proven that high vegetation covers as well as harvesting of emerging macrophytes are crucial factors in nutrients removal in this type of systems. / Los humedales artificiales (HHAA) son sistemas diseñados antrópicamente para mejorar y optimizar ciertos procesos físicos y bioquímicos que ocurren en los ecosistemas de los humedales naturales con el objetivo principal de eliminar contaminantes del agua. Esta tecnología, que habitualmente se ha utilizado para la depuración de aguas residuales urbanas, se está aplicando recientemente en el tratamiento de una gran variedad de corrientes, entre ellas las aguas eutróficas. La eficiencia de tratamiento de estos sistemas depende de la interrelación de una gran variedad de procesos y factores que dificultan el establecimiento de principios simples para su diseño y/o explotación. Por ello, los modelos matemáticos son una herramienta útil para aumentar el conocimiento sobre esta tecnología y para optimizar su diseño y gestión. Durante las últimas décadas se ha producido un avance notable en la modelación de los HHAA, especialmente en los sistemas de flujo subsuperficial. Sin embargo, no se ha alcanzado un nivel de desarrollo equivalente en la modelación de los sistemas de flujo superficial. En esta tipología de HHAA, donde no existe un medio poroso a través del cual circula el agua a tratar, la influencia de factores ambientales como el viento o la avifauna y la interacción con la capa de sedimentos puede ser más intensa. Por lo tanto, resulta necesario disponer de modelos aplicables a este tipo de HHAA que permitan representar esta casuística particular. En esta Tesis Doctoral se ha desarrollo un modelo mecanicista biocinético para el tratamiento de aguas eutróficas mediante humedales artificiales de flujo superficial. Se ha utilizado la estructura de los modelos Activated Sludge Model (ASM) para representar los procesos que afectan a las principales variables de calidad de aguas eutróficas, es decir, los sólidos en suspensión, el fitoplancton, las distintas formas de nitrógeno y fósforo y la materia orgánica. El modelo se ha implementado en el software AQUASIM y ha sido calibrado y validado en dos sistemas reales que han tratado durante tres años las aguas hipereutróficas del lago de l¿Albufera (València). Una de las contribuciones más destacables de este modelo es la capacidad para simular las condiciones de funcionamiento de los sistemas a escala real, es decir, para reproducir las interacciones que se producen entre el humedal artificial de flujo superficial y el medio en el que se integra. Una aportación novedosa de este modelo es la capacidad para simular los efectos producidos por la actividad de la avifauna y por la acción de la velocidad del viento en la resuspensión de los sedimentos. Otra aportación importante es la cuantificación del efecto de los procesos que intervienen en los ciclos de cada variable. Con ello se ha podido determinar la importancia de la resuspensión en la eliminación de los sólidos en suspensión, especialmente de la provocada por la acción del viento. Así mismo, se ha demostrado la aplicabilidad del grado de cobertura vegetal como un parámetro de fácil monitorización y válido para la simulación del efecto de las macrófitas emergentes en la calidad de las aguas en los HHAA de flujo superficial, tanto en los procesos de sedimentación y resuspensión del material particulado como en la toma de nutrientes. Por otra parte, esta investigación ha permitido ampliar el conocimiento sobre la inmovilidad de los microorganismos en los HHAA de flujo superficial. También se ha comprobado que un buen grado de cobertura vegetal, así como el cosechado de las macrófitas emergentes, son factores cruciales en la eliminación de nutrientes en este tipo de sistemas. / Els aiguamolls construïts (AACC) són sistemes antròpicament dissenyats per a millorar i optimitzar determinats processos físics i bioquímics que es produeixen en els ecosistemes de les zones humides naturals amb l'objectiu d'eliminar els contaminants de l'aigua. Aquesta tecnologia, que normalment s'ha utilitzat per al tractament d'aigües residuals urbanes, s'està aplicant recentment al tractament de diversos fluxos, com les aigües eutròfiques. L'eficàcia del tractament d'aquests sistemes depèn de la interrelació d'una gran varietat de processos i factors que dificulten l'establiment de principis simples per al seu disseny i/o explotació. Per això, els models matemàtics són una eina útil per a augmentar els coneixements sobre aquesta tecnologia i per a optimitzar el seu disseny i la gestió. Durant les últimes dècades s'ha produït un avanç notable en la modelització d'els AACC, especialment en els sistemes de flux subsuperficial. No obstant això, no s'ha assolit un nivell de desenvolupament equivalent en la modelització de sistemes de flux superficial. En aquesta tipologia d'AACC, on no existeix un medi porós a través del qual circula l'aigua a tractar, la influència de factors ambientals com el vent o les aus i la interacció amb la capa de sediments pot ser més intensa. Per tant, resulta necessari disposar de models aplicables a aquest tipus d'AACC que permeten representar aquesta casuística particular. En aquesta Tesi Doctoral s'ha desenvolupat un model mecanicista biocinètic per al tractament d'aigües eutròfiques mitjançant aiguamolls artificials de flux superficial. S'ha utilitzat l'estructura dels models Activated Sludge Model (ASM) per a representar els processos que afecten les principals variables de la qualitat de les aigües eutròfiques, és a dir, els sòlids en suspensió, el fitoplàncton, les diverses formes de nitrogen i fòsfor i la matèria orgànica. El model s'ha implementat en el software AQUASIM i ha estat calibrat i validat en dos sistemes reals que han tractat durant tres anys les aigües hipereutròfiques del llac de l¿Albufera (València). Una de les aportacions més remarcables d'aquest model és la capacitat per a simular les condicions de funcionament dels sistemes a escala real, és a dir, per a reproduir les interaccions que es produeixen entre l'aiguamoll artificial de flux superficial i el medi en el qual està integrat. Una aportació novedosa d'aquest model és la capacitat per a simular els efectes produïts per l'activitat de l'avifauna i per l'acció de la velocitat del vent en la resuspensió de sediments. Una altra aportació important és la quantificació de l'efecte dels processos implicats en els cicles de cada variable. Amb açò s'ha pogut determinar la importància de la resuspensió en l'eliminació dels sòlids en suspensió, especialment de la provocada per l'acció del vent. Així mateix, s'ha demostrat l'aplicabilitat del grau de cobertura vegetal com a un paràmetre de fácil monitorització i vàlid per a la simulació de l'efecte dels macròfits emergents en la qualitat de les aigües en els AACC de flux superficial, tant en els processos de sedimentació i resuspensió del material particulat com en la presa de nutrients. D'altra banda, aquesta recerca ha permès ampliar el coneixement sobre la immobilitat d'els microorganismes en els AACC de flux superficial. També s'ha comprovat que un bon grau de cobertura vegetal, així com la sega dels macròfits emergents, són factors clau en l'eliminació de nutrients en aquest tipus de sistemes. / Gargallo Bellés, S. (2017). Modelación de la calidad de las aguas en los humedales artificiales de flujo superficial (HAFS) Aplicación a los HAFS del Tancat de la Pipa en l'Albufera de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/78215 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Nowadays, eutrophication is the main problem affecting most our rivers and lakes. This has many negative effects on the affected ecosystems, such as high turbidity of the waters, an increase of algae biomass and a significant loss of the biodiversity, specially submerged aquatic vegetation. A clear example is the Albufera of Valencia Lake, a water body of extremely high ecological value. When the EU Water Framework Directive (2000/60/CE) came into force, the member states were required to protect, enhance and regenerate all surface water bodies, in order to achieve a good ecological and chemical status of these. Measures carried out to mitigate and control the eutrophication in aquatic ecosystems have been based generally on reducing external nutrient loads (mainly N and P), as these have historically been considered the main cause of eutrophication. Examples of these measures are the advances in urban wastewater treatment systems or the construction of artificial wetlands in the lower parts of the basins in order to intercept and reduce diffuse pollution. However despite implementing these necessary measures, the water quality improvement is not always achieved. This is due to the internal loads, i.e. nutrients released into the water column from sediments and from the phytoplankton biomass decomposition, can maintain this state and delays the recovery of aquatic ecosystems. This PhD Dissertation evaluates the use of constructed wetlands (CWs) to reduce nutrients and phytoplankton from eutrophic waters, and its implementation as an instrument for the improvement of water quality in damaged aquatic ecosystems. The study is focused on Tancat de la Pipa, a Natural Reserve located in the Natural Park of l'Albufera de Valencia, where three free water surface constructed wetlands (FWSCWs) have been built to treat the waters from Albufera of Valencia Lake. These CWs are also designed to improve and increase the biodiversity of habitat and wildlife. In this study is carried out a detailed analysis of the main factors (operational or environmental) that influence on the removal efficiencies achieved by these HAFS, in order to optimize its operation and propose recommendations for the management and design of FWSCWs to treat eutrophic waters. One of the main results of this study is the confirmation of the capacity of these systems to improve the eutrophic water quality and additionally their use as a buffer zone for diffuse pollution, specially agricultural runoff. / En la actualidad, la eutrofización es el principal problema que afecta a una gran parte de nuestros ríos y lagos. Ésta trae consigo numerosos efectos negativos sobre los ecosistemas a los que afecta, como por ejemplo, una elevada turbidez de las aguas, un incremento de la biomasa algal y una pérdida significativa de biodiversidad, especialmente de la vegetación subacuática. Un claro ejemplo es el lago de l'Albufera de Valencia, una masa de agua de incalculable valor ecológico. Con la entrada en vigor de la Directiva Marco del Agua (2000/60/CE), los estados miembros fueron instados a proteger, mejorar y regenerar todas las masas de agua superficial, con el objeto de alcanzar un buen estado ecológico y químico de las mismas. Las medidas llevadas a cabo para mitigar y controlar la eutrofización de los ecosistemas acuáticos se han centrado, generalmente, en reducir las cargas externas de nutrientes (principalmente N y P), dado que históricamente éstas se han considerado como la principal causa de eutrofización. Ejemplos de estas medidas son los avances en los sistemas de tratamientos de las aguas residuales urbanas o la construcción de humedales artificiales en las partes bajas de las cuencas para interceptar y reducir la contaminación difusa. No obstante, estas medidas, aunque necesarias, no siempre son suficientes para lograr mejorar la calidad de las aguas. Esto se debe a que las cargas internas de los propios ecosistemas eutrofizados (nutrientes liberados desde los sedimentos y desde la descomposición de la alta biomasa fitoplanctónica) pueden mantener este estado e impedir su recuperación. En la presente Tesis Doctoral se evalúa el uso de humedales artificiales (HA) para reducir los nutrientes y el fitoplancton de las aguas eutrofizadas, y su aplicabilidad como instrumento para la mejora de la calidad de las aguas de los ecosistemas acuáticos perjudicados. El estudio se centra en el Tancat de la Pipa, una Reserva Natural que se encuentra dentro del Parque Natural de l'Albufera de Valencia, y en la que se han construido tres humedales artificiales de flujo superficial (HAFS) para tratar las aguas del lago de l'Albufera de Valencia. Estos HA también están destinados a mejorar e incrementar la biodiversidad del hábitat y de la vida silvestre. En este trabajo se realiza un análisis pormenorizado de los principales factores (operacionales o ambientales) que influyen en las eficiencias de eliminación alcanzadas por estos HAFS, con la finalidad de optimizar su funcionamiento y proponer recomendaciones para la gestión y diseño de HAFS destinados al tratamiento de este tipo de aguas. Uno de los principales resultados de este estudio es la confirmación de la capacidad de estos sistemas para mejorar la calidad de las aguas eutróficas y además, para emplearlos como zona de amortiguación de la contaminación difusa, especialmente de la escorrentía agrícola. / En l'actualitat, l'eutrofització és el principal problema que afecta a una gran part dels nostres rius i llacs. Aquesta té nombrosos efectes negatius sobre els ecosistemes als que afecta, com per exemple, una elevada terbolesa de les aigües, un increment de la biomassa algal i una pèrdua significativa de biodiversitat, especialment de la vegetació subaquàtica. Un clar exemple és el llac de l'Albufera de València, una massa d'aigua d'incalculable valor ecològic. Amb l'entrada en vigor de la Directiva Marc de l'Aigua (2000/60/CE), els estats membres van ser instats a protegir, millorar i regenerar totes les masses d'aigua superficial, amb l'objectiu d'aconseguir un bon estat ecològic i químic de les mateixes. Les mesures dutes a terme per a mitigar i controlar l'eutrofització dels ecosistemes aquàtics s'han centrat, generalment, en reduir les càrregues externes de nutrients (principalment N i P), perquè històricament aquestes han sigut considerades la principal causa d'eutrofització. Exemples d¿aquestes mesures són els avanços en els sistemes de tractaments de les aigües residuals urbanes o la construcció d'aiguamolls artificials en les parts baixes de les conques per a interceptar i reduir la contaminació difusa. No obstant això, aquestes mesures, encara que necessàries, no sempre són suficients per a aconseguir millorar la qualitat de les aigües. Açò es relaciona amb que les càrregues internes dels propis ecosistemes eutròfics (nutrients alliberats des dels sediments i des de la descomposició de l'alta biomassa fitoplanctónica) poden mantenir aquest estat i impedir la seua recuperació. En la present Tesi Doctoral s'avalua l'ús d'aiguamolls construïts (AC) per a reduir els nutrients i el fitoplàncton de les aigües eutròfiques, i la seua aplicabilitat com a instrument per a la millora de la qualitat de les aigües dels ecosistemes aquàtics perjudicats. L'estudi se centra al Tancat de la Pipa, una Reserva Natural localitzada a l'interior del Parc Natural de l'Albufera de València, i en la què s'han construït tres aiguamolls construïts de flux superficial (ACFS) per a tractar les aigües del llac de l'Albufera de València. Aquests ACFS estan també destinats a millorar i incrementar la biodiversitat de l'hàbitat i de la vida silvestre. En aquest treball es realitza un anàlisi detallat dels principals factors (operacionals o ambientals) que influeixen en les eficiències d'eliminació aconseguides per aquests ACFS, amb la finalitat d'optimitzar el seu funcionament i proposar recomanacions per a la gestió i el disseny d'ACFS destinats al tractament d'aquest tipus d'aigües. Un dels principals resultats d'aquest estudi és la confirmació de la capacitat d'aquests sistemes per a millorar la qualitat de les aigües eutròfiques i a més, per a emprar-los com a zona d'amortiment de la contaminació difusa, especialment de l'escorrentia agrícola. / Oliver Rajadel, N. (2017). Estudio de los Humedales Artificiales de Flujo Superficial del Tancat de la Pipa como instrumentos para la restauración ambiental del lago de l'Albufera de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90400

Orientador: Denise de Campos Bicudo / Resumo: Este estudo baseou-se em um banco de dados limnológicos e biológicos (diatomáceas de sedimento superficial e da coluna da água) de 33 reservatórios com gradiente trófico (ultraoligotrófico a hipereutrófico) distribuídos na região sudeste do Estado de São Paulo. Visou, como primeira etapa, calcular os ótimos e as tolerâncias ecológicas (etapa de regressão) das espécies de diatomáceas com a finalidade de propor um índice de diatomáceas para avaliar o estado trófico de represas, bem como um modelo de função de transferência diatomácea-fósforo (etapa de calibração) para inferir níveis pretéritos de fósforo da água. Além disso, visou avaliar o efeito da eutrofização sobre a homogeneização taxonômica e funcional das comunidades de diatomáceas. As amostras do sedimento superficial (n = 113) e do plâncton (verão e inverno, n = 226) foram obtidas entre 2009 e 2014. O método da média ponderada (WA) foi utilizado para a etapa de regressão (ótimo e tolerância das espécies), e modelos de regressão clássica e inversa foram testados para a etapa de calibração para a proposição do índice trófico de diatomáceas e para o modelo de função de transferência diatomácea-fósforo. Foram calculados os ótimos e as tolerâncias de fósforo total para 58 (sedimento superficial) e 53 (plâncton) espécies de diatomáceas. O modelo proposto com base nas diatomáceas do sedimento superficial apresentou melhor habilidade (r2 0.71, p<0.001, RMSE 49.43 μg L-1) do que as planctônicas para proposição do índice de esta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study was based on a limnological and biological database (surface sediment and water column diatoms) of 33 reservoirs with trophic gradient (ultraoligo- to hyperereutrophic) distributed in the southeastern region of São Paulo State. The first aim was to calculate the optimum and ecological tolerances (regression stage) of diatom species in order to propose a diatom index to evaluate the trophic state of reservoirs, as well as a model of diatom-phosphorus transfer function (calibration step) to infer past levels of water phosphorus. In addition, it aimed to evaluate the effect of eutrophication on the taxonomic and functional homogenization of diatom communities. Surface sediment (n = 113) and plankton (summer and winter, n = 226) samples were obtained between 2009 and 2014. The weighted average (WA) method was used for the regression step (optimal and species tolerance), and classical and inverse regression models were tested for the calibration step for the proposition of the trophic index of diatoms and for the diatom-phosphorus transfer function model. Optimum and tolerances for total phosphorus were calculated for 58 (surface sediment) and 53 (plankton) diatom species. The model based on the surface sediment diatoms presented better ability (r2 0.71, p<0.001, RMSE 49.43 μg L-1) than phytoplankton diatom to propose the trophic diatom index of reservoirs (TDIR). The transfer function model showed high predictive ability (r2 0.80) and was based on 63 diatom species (su... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A integração das espécies de adubos verdes, que imobilizam P, com a aplicação de fontes minerais fosfatadas é uma das medidas agronômicas mais promissoras para melhorar a disponibilidade de P para a cultura principal, com o objetivo de recuperar a fertilidade do solo, aumentar a matéria orgânica do solo e assim, otimizar eficiência de fertilizantes minerais. Os objetivos deste trabalho foram selecionar entre as espécies de adubos verdes mais eficientes em absorver o P na forma menos disponível e pela marcação isotópica destas plantas com ³²P, quantificar o aproveitamento deste nutriente proveniente dos adubos verdes e do fertilizante mineral pela cultura da cana-de-açúcar e do arroz, determinando suas reais contribuições como fonte de P. O estudo foi desenvolvido três fases, em amostras de Latossolo Vermelho Amarelo distrófico típico, com baixo teor de P, em casa-de-vegetação no CENA/USP. O primeiro experimento foi realizado com a finalidade de identificar e selecionar entre as 25 espécies de adubos verdes (AV) mais eficientes em absorver P através de métodos de diluição isotópica. As plantas foram cultivadas em delineamento inteiramente casualizado com três repetições. Com os resultados (13 variáveis) das 25 espécies de adubo verde realizou-se análise estatística de componentes principais (PCA) e de agrupamento hierárquico (AHA) visando grupar os mais similares. A PCA foi explicada pelas duas primeiras componentes, definidas como P acumulado na planta e o valor L, resultando em três grupos, sendo o tremoço a espécies mais eficiente em absorver o P menos disponível, portanto, há diferença entre as espécies quanto à absorção. A partir desses grupos foram selecionadas algumas espécies de adubos verdes para avaliar o aproveitamento do P (AP) do adubo verde e do superfosfato triplo (SFT) pela raiz e parte aérea da cana-de-açúcar (experimento II) e pela parte aérea do arroz (experimento III) através da técnica da diluição isotópica. Para a cana-de-açúcar, foram selecionados braquiária ruziziensis, crotalária juncea, guandu anão, estilosante cv. Campo grande e para o arroz, a crotalária juncea e guandu anão e quatro doses de SFT (0; 30; 60 e 120 mg/vaso de P). Em média, os AVs apresentaram baixo aproveitamento, sendo 0,1 % pela raiz da cana; 0,8% pela parte aérea da cana e 2,0% pelo arroz. Para SFT, o AP pela raiz da cana foi de 1,0%; 9,9% pela parte aérea e 4,0% pelo arroz. Assim, o AP do SFT é superior aos dos adubos verdes para as duas culturas, independente das espécies de adubos verdes. Obtêm-se maior aproveitamento do SFT para ambas as culturas, na dose de 30 mg/vaso de P. O P do adubo verde não é suficiente para suprir a total demanda da cultura principal, mas favorece a absorção do P pela cultura quando associada ao SFT. / Integration of green manures species, which immobilize P, with supplying mineral P sources is one of the most promising agronomic practices for improving the availability of P for the main crop in order to recover soil fertility, increasing soil organic matter and thus optimize the efficiency of mineral fertilizers. The objectives of this work was to select among the green manure species the most efficient in absorbing the less available form of P, and by isotopic labeling of this plants, quantify the use of this nutrient from the green manures and mineral fertilizer by the sugar cane and rice crops, determining their real contributions as a P source. It was developed in three phases, in dystrophic Typical Hapludox, low-P, in the greenhouse in CENA / USP. The first experiment was conducted to identify and select the green manure species the more efficient one in absorbing P by isotopic dilution techniue. The plants were grown in a completely randomized design with three replications. With 25 species of green manures and 13 variables statistical analysis of principal components (PCA) and hierarchical clustering (HCA) were carried out in order to group the most similar ones. The PCA was explained by the first two components, defined as plant accumulated P and the L value, resulting three groups, and the white lupin being the most efficient in absorbing less available P, so there is difference between species on the ability to absorb the less available form of soil P absorption. From these groups some species of green manure were selected to evaluate the P use efficiency (PUE), from green manure and triple superphosphate (TSP), both labeled with ³²P, by sugar cane (experiment II) and rice plant (experiment III) through the isotopic dilution technique. Brachiaria, sunnhemp, dwarf pigeon pea, stylosante cv. campo grande were selected for sugar cane and sunnhemp and dwarf pigeon pea for rice, and four rates of TSP (0, 30, 60 and 120 mg P/ pot). On average, the AVs had low PUE, begin 0.1% by the root of sugar cane, 0.8% by shoot of sugar cane and 2.0% by rice. For TSP, the PUE by sugar cane roots were 1.0%, 9.9% by shoots and 4.0% by rice plants. Thus PUE of TSP is greater than that of green manure for both crops, regardless of green manure species. The highest PUE of TSP for both crops was obtained at rate of 30 mg P/pot. The green manure P is not sufficient to meet total demand for the main crop, but improves the absorption of P by the crop when associated with SFT.

O fósforo (P) é um elemento finito e essencial à produção agrícola. A pequena disponibilidade do nutriente em solos tropicais é atribuída ao baixo teor e a forte interação com óxidos e minerais de argila, o que reduz a fração solúvel. Em razão do não revolvimento do solo em plantio direto, a adubação fosfatada pode ser feita no sulco de semeadura ou aplicado a lanço, na superfície do solo. Muitos produtores optaram pela adubação de P a lanço, em razão do menor custo operacional, graças ao aumento do rendimento das operações mecanizadas como a semeadura. O uso dessa prática cresceu nos últimos anos, sem que se saiba o comportamento das plantas. Há relatos de acúmulo de P nos primeiros 5 cm da camada superficial, devido aos vários anos de aplicação a lanço, o que prejudicará o rendimento, quando a distribuição da precipitação pluvial for irregular e/ou o nutriente estiver escasso no perfil do solo. Com isso, o produtor poderá decidir-se pelo retorno ao sistema de preparo convencional do solo, o que representaria um retrocesso, pela perda das vantagens do plantio direto, um sistema que preserva os recursos naturais como o solo e a água. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de compreender a resposta do milho e da soja, em razão da localização do P e da umidade do solo. A localização do fósforo, sob precipitação pluvial suficiente e teor adequado do nutriente no solo, não influenciou a eficiência agronômica de uso, translocação e produção de grãos, e a produtividade do milho. A localização do fósforo em profundidade beneficiou o crescimento da soja, sem influência na concentração desse nutriente na planta. / Phosphorus (P) is a finite and essential element to agricultural production. The low nutrient availability in tropical soils is attributed to its low content and strong interaction with oxides and clay minerals, which reduces the soluble portion. Due the no tillage system, without soil disturbance, the phosphorus can be placed in the row sowing or by broadcast placement to soil surface. Many producers chose by P broadcast placement, due to lower operational costs by increasing the efficiency of mechanized operations as sowing. This practice has grown in recent years, however, it isn\'t known much about plants response. There are reports of P accumulation in the first 5 cm depth at soil surface, due to many years of broadcast placement, which can jeopardize the yield when rainfall distribution is irregular and/or the nutrients content at soil profile is scarce. Thus, the farmers will be able to decide to return to the conventional system which would represent a setback, because would lose the no till advantages, a cropping system that saves natural resources as soil and water.This research was conducted in order to understand the response of corn and soybeans, due to the P placement and soil moisture. The P placement, under sufficient rainfall and adequate content in the soil didn\'t influence the agronomic efficiency of use, translocation and grain production, and yield of maize. The deep band P placement benefited soybean growth, without without influence to its plant nutrient content.

Quatro linhagens capazes de crescer com acefato foram isoladas a partir de solos com históricos de aplicação de deste composto. Stenotrophomonas maltophilia, Rhodococcus sp., Staphylococcus sp. e Pandoreae sp. foram identificadas através do rDNA 16S e perfil de ácidos graxos de membrana. Rhodococcus sp. foi o isolado mais eficiente na degradação de acefato, removendo 99.24% deste composto em meio de cultura com acefato como única fonte de carbono. Quando avaliado com acefato como fonte combinada de carbono e nitrogênio, este organismo degradou 19% de acefato com formação de metamidofós (17%). Staphylococcus sp. apresentou 21% de degradação de acefato utilizando-o como fonte de carbono e nitrogênio, mas não manteve o crescimento com este composto como fonte de carbono. Stenotrophomonas maltophilia e Pandoreae sp. não mantiveram crescimento com acefato como única fonte de carbono isoladamente. Estas linhagens apresentaram crescimento em acefato como fonte de nitrogênio e enxofre, porém, as análises de GC/MS demonstraram que não houve degradação nestas condições. / Four strains of microorganisms capable of growth on acephate were isolated from soil samples with a history of acephate application. Stenotrophomonas maltophilia, Rhodococcus sp., Staphylococcus sp. and Pandoreae sp. were identified based on 16S rRNA gene sequencing and fatty acid profiling. Rhodococcus sp. was the most efficient acephate degrader of the isolates, it removed 99.24% of acephate from defined growth media when the compound was provided as sole carbon source. When provided as a combined carbon and nitrogen source, the organisms degraded 19% of acephate with formation of methamidophos (17%). Staphylococcus sp. degraded 21% of acephate when provided as sole nitrogen and carbon source but did not grow on the compound as a sole source of carbon. Pandoreae sp. and Stenotrophomonas maltophilia failed to grow on acephate as sole source of carbon in defined medium. These strains grew in media where the pesticide was provided as a combined nitrogen and carbon source, but no acephate biodegradation could be demonstrated in these instances.

O metamidofós é um inseticida organofosforado altamente tóxico por ser um forte inibidor da acetilcolinesterase, sendo utilizado em diversas culturas para o controle de pragas. Há poucas informações sobre a biodegradação deste composto disponíveis na literatura. Foram isoladas e caracterizadas 12 bactérias a partir de amostras de solo e água de uma área contaminada com metamidofós, as quais mostraram inicialmente capacidade de degradar o pesticida, utilizando-o como fonte de enxofre/nitrogênio e fósforo/enxofre. Estes isolados foram identificados por métodos de biologia molecular e pela caracterização do perfil lipídico da célula como pertencentes aos gêneros, Serratia, Pseudomonas, Stenotrophomonas e Curtobacterium. Ensaios preliminares da cinética de degradação do metamidofós por GC/MS evidenciaram o consumo do pesticida pelas bactérias isoladas. A retomada destes ensaios após alguns meses de armazenamento em glicerol a -80ºC resultou na perda da capacidade de biodegradação do composto-alvo por causas não-identificadas. Fatores que podem ter contribuído para este resultado negativo incluem eventual perda de plasmídeos com partes das vias de biodegradação ou interferentes utilizados na estabilização do metamidofós. / Methamidophos is a strong acetylcholinesterase inhibitor and, therefore, a very toxic organophosphorus insecticide. This product has been widely employed for pest control in a variety of cultures, but little information is available about its biodegradation. 12 bacteria were isolated and characterized, from water and soil samples obtained from a site contaminated with methamidophos, which in preliminary tests showed the ability to degrade methamidophos, using it as a combined source of sulfur/nitrogen and/or phosphorus/sulfur. These isolates were identified by molecular biology methods and by characterization of its fatty acids profile as members of the genus Serratia, Pseudomonas, Stenotrophomonas and Curtobacterium. The ability to biodegrade the compound was lost after prolonged storage at -80ºC for unknown reasons. It was hypothesized that this negative result may have occurred due to loss of plasmids or by interference of products used in the stabilization of commercial methamidophos formulations.

Atualmente observa-se a necessidade de projetos direcionados à interação solo-planta em ecossistemas naturais, envolvendo a recuperação de áreas degradadas. Vários estudos têm demonstrado que a ciclagem de nutrientes, principalmente em solos de baixa fertilidade, é a responsável pela manutenção das florestas. Em especial, a ciclagem do fósforo requer maiores atenções pelo fato da baixa disponibilidade e da elevada capacidade de adsorção desse elemento em solos tropicais. Dessa forma, o fósforo orgânico assume considerável importância por reduzir os efeitos de adsorção, permanecendo na forma de compostos orgânicos no solo. O objetivo desse trabalho foi avaliar a ciclagem do fósforo ao longo da topossequência na Floresta Ombrófila Densa, na Restinga e na pastagem dos Núcleos de Picinguaba (Ubatuba-SP) e Santa Virgínia (São Luis do Paraitinga-SP), determinando quantitativamente os compartimentos inorgânicos e orgânicos nos quais o fósforo está retido. Na Floresta Ombrófila Densa foram avaliadas as áreas de Mata de Restinga (5 a 20m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (50 a 100m), de Floresta Ombrófila Densa Submontana (300 a 600m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa Montana (ao redor de 1000m de altitude) e também uma área de pastagem (810m). Foram coletadas amostras de serapilheira de acordo com a variação sazonal (estações seca e úmida). Os estudos da fertilidade do solo foram realizados até 0,4m de profundidade (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm no perfil do solo), para cada um das áreas estudadas. O fracionamento sequencial e estoques de fósforo foram realizados para cada camada. No solo e na serapilheira foram quantificados os teores e estoques de N e C para correlacioná-los com o P. As maiores produções de serapilheira foram verificadas nas fitofisionomias de menores altitudes. Quanto aos teores e estoques de C, N e P na serapilheira apenas os teores de N diferiram entre as áreas. Com relação às áreas estudadas, a Restinga apresentou maior eficiência na ciclagem de P, como também tendência a uma menor resiliência em relação às demais fitofisionomias. As áreas avaliadas apresentaram a mesma capacidade de fornecimento do compartimento de Po moderadamente lábil (Po NaOH), independente da altitude, da presença dos agentes fixadores e da idade geológica do solo. Através do fracionamento sequencial do P, verificou-se que a contribuição dos fósforos orgânicos (Po NaHCO3 e Po NaOH) presentes no solo, em função dos compartimentos lábeis e moderadamente lábeis disponíveis à planta a curto e médio prazo, em geral, atingiu 50% para as camadas superficiais do solo. / Currently projects regarding soil-plant interaction in natural ecosystems that involve recovery of degraded areas are in high demand. Studies have shown that nutrient cycling, especially in low fertility soil, is responsible for forest maintenance. Phosphorus cycling demands higher attention because of its low availability and high adsorption capacity in tropical soil. Therefore, organic phosphorus is important for reducing the effect of such processes, maintaining itself in the form of organic compounds in soil. The aim of this study was to evaluate phosphorus cycling throughout altitudinal gradient of Rain Forest in the Picinguaba (Ubatuba-SP) and Santa Virginia (São Luis do Paraitinga) Study Centers, quantitatively determining organic and inorganic compartments in which phosphorus is retained. In the Rain Forest, areas of Restinga Forest (altitude of 5 to 20m), Lowland Forest (50 to 100m), Submontane Forest (300 to 600m), Montane Forest (aroud 1000m altitude) and also pasture areas (810m) were evaluated. Litterfall samples were collected according to seasonal variation (dry and wet seasons). Soil fertility studies were carried out up to 0.4m of depth, in layers of 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, a total of five layers of soil for each ecosystem studied. For each layer, sequential fractionation of phosphorus was carried out. In soil and litterfall, chemical analysis of N and C contents to evaluate the relation of such compounds with P were also carried out. The highest productions of litterfall were found in lower altitude phytophisionomies. As for levels and storage of C, N and P of litterfall, only the levels of N differed among the areas. Related with the studied areas, Restinga presented higher efficiency in P cycling, as well as lower resilience regarding other phytophisionomies. The evaluated areas presented the same supplying capacity as the moderate labile Po compartment (Po NaOH), independent of altitude, fixating agents and of geological age of soil. Because of sequential fractionation of phosphorus, the contribution of organic phosphorous (Po NaHCO3 and Po NaOH), present in the soil, achieved in general 50% of topsoil layers, because of labile and moderate labile compartments available to plants in a short and medium term.

INTRODUÇÃO: Os níveis séricos de fósforo (P) têm sido associados a doenças cardiovasculares e mortalidade em pacientes com doença renal crônica e na população geral. Estudos in vitro demonstram que altas concentrações de fósforo extracellular são capazes de induzir calcificação vascular e disfunção endotelial. O Fibroblast Growth Factor 23 (FGF-23) é um hormônio fosfatúrico e foi relacionado à presença de aterosclerose em pacientes idosos. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi investigar as relações entre P, FGF-23 e outros atores do metabolismo mineral e a ocorrência de doença arterial coronariana em pacientes com função renal preservada. MÉTODOS: Duzentos e noventa pacientes clinicamente estáveis com indicação de cineangiocoronariografia eletiva e clearance de creatinina superior a 60 ml/min/1.73 m2 foram submetidos à Tomografia Computadorizada Multislice para avaliação da calcificação coronariana e coleta de sangue para dosagens bioquímicas. A calcificação coronariana foi quantificada através do Escore de Agatston (EA) e os Escores de Friesinger e Gensini foram calculados para quantificar a obstrução coronariana. RESULTADOS: A média de idade dos pacientes foi 58,1± 9,3 anos, 81% eram hipertensos e 35,5% diabéticos. Os pacientes foram divididos em grupos de acordo com o EA utilizando-se como ponto de corte o valor de 10 Unidades Hounsfield (HU). O P sérico foi maior no grupo de pacientes com EA > 10 HU (3,63 0,55 vs 3,49 0,52mg/dL; p=0,019). Cada 1 mg/dL de elevação no P sérico associou-se a um aumento de 92% no risco de apresentar o EA > 10HU [Odds Ratio (OR) =1,92, CI 1,56-3,19; p=0,01]. Quando os pacientes foram divididos de acordo com a mediana do Escore de Friesinger (4 pontos), o grupo com valores superiores à mediana apresentou P sérico maior (3,6 0,5 vs. 3,5 0,6 mg/dl; p=0,04) e FGF-23 menor (mediana 40,3 pg/mL intervalo interquartil 24,1-62,2 vs. 45,7 pg/mL intervalo interquartil 31,7-76,1; p=0,01) quando comparado àquele com valores menores ou iguais a 4. Pacientes no tercil mais alto do escore de Gensini também apresentaram P sérico mais elevado que os demais (p<0,05). Nas análises de regressão logística uni e multivariadas, cada 1 mg/dL de elevação no P sérico implicou em um aumento de 74% no risco de apresentar o Escore de Friesinger superior à mediana (OR 1,74, CI 1,06- 2,88; p=0,03) e o FGF-23 sérico foi preditor negativo do Escore de Friesinger (OR 0,26, CI 0,11-0,63; p=0,002) Os níveis séricos de cálcio e paratormônio não mostraram associação com a presença de doença coronariana. CONCLUSÃO: Em pacientes com suspeita de doença arterial coronariana e função renal preservada, o fósforo sérico foi preditor da presença de calcificação e obstrução coronariana e houve uma associação negativa entre o FGF-23 sérico e a presença de obstrução coronariana. / INTRODUCTION: Serum phosphorus (P) has been associated with cardiovascular diseases and mortality in chronic kidney disease patients and in the general population. In vitro studies suggest that excessive phosphorus induces vascular calcification and endothelial dysfunction. Fibroblast growth factor 23 (FGF-23) is a phosphaturic hormone and has been correlated to atherosclerosis in the community. AIM: This study intended to investigate the associations between P, FGF-23 and other mineral metabolism players and coronary artery disease in patients with preserved renal function. METHODS: Two-hundred ninety patients with a creatinine clearance higher than 60ml/min/1,73m2 undergoing elective coronary angiography were submitted to Multislice Computed Tomography in order to evaluate coronary calcification and blood was collected for biochemical analyses. Coronary artery calcification was quantified using the Agatston Score (AS). Friesinger (FS) and Gensini Scores (GS) were calcutalet to quantify coronary obstruction. RESULTS: Considering the whole population, mean age was 58.1±9.3 anos, 81% were hypertensive and 35.5% were diabetics. Patients were divided according to AS using the value of 10 Hounsfield Units (HU) as the cutoff.point. Serum phosphorus was higher in patients with an AS > 10HU when compared to the group with an AS 10 HU (3.63 0.55 vs 3.49 0.52mg/dL, p=0.019). Each 1 mg/dL of elevation in the serum phosphorus implied a 92% additional risk of presenting an AS > 10 HU [Odds Ratio (OR) =1.92, CI 1.56-3.19; p=0.01]. Patients were also divided using the median Friesinger score (4 points) as the cutoff value. Serum phosphorus was higher (3.6 0.5 vs. 3.5 0.6 mg/dl, p=0.04) and intact FGF-23 was lower (median 40.3 interquartile range 24.1-62.2 pg/mL vs. 45.7 interquartile range 31.7- 76.1 pg/mL, p=0.01) in the FS > 4 group. Patientis in the higher Gensini Score tertile presented elevated serum phosphorus when compared to the other groups (p<0,05). In the uni and multivariate logistic regression analyses, a rise of 1 mg/dL of serum phosphorus carried a 74% increase in the risk of having a FS higher than 4 (OR 1.74, CI 1.06-2.88; p=0.03) and FGF-23 was a negative predictor of FS (OR 0.26, CI 0.11-0.63; p=0.002). Serum calcium and parathormone were not associated with the presence of coronary artery disease. CONCLUSIONS: In patients with suspected coronary artery disease and preserved renal function, phosphorus was predictive of both coronary artery calcification and obstruction. There was a negative association between FGF-23 and coronary obstruction