A produção de etanol de primeira geração já está consolidada em nosso país e a crescente necessidade de aumento de produção tem movimentado pesquisadores da academia e da indústria em direção ao desenvolvimento da tecnologia de etanol de segunda geração a partir do aproveitamento do bagaço e da palha de cana-de-açúcar. O colmo da cana-de-açúcar é constituído de feixes fibrovasculares dispersos em tecido parenquimatoso e envolvido em sua parte externa pela casca. Embora esteja concentrada no tecido parenquimatoso, a extração do caldo é realizada a partir do esmagamento de todo o colmo. Este processo exige o emprego de maiores pressões de esmagamento e fornece um material (bagaço) bastante heterogêneo que dificulta a possível separação das frações fibra e medula. Visando a obtenção de frações mais homogêneas, bem como facilitação do processo de extração, este trabalho propõe a separação prévia das frações externas (casca) e internas (miolo) da cana-de-açúcar e posterior tratamento das mesmas por processos de deslignificação (polpação). A produção das amostras foi realizada a partir de colmos de cana-de-açúcar pela produção de discos de um centímetro de espessura, cortados perpendicularmente à direção do crescimento. A partir dos discos e empregando punções de diferentes diâmetros foram produzidos anéis externos (casca) e discos internos (miolo) com diferentes espessuras/diâmetros. Cada um dos anéis/discos foi esmagado em prensa hidráulica e as frações resultantes submetidas a dois processos de polpação (Soda e Organossolve). O caldo obtido pelo esmagamento das diferentes frações foi analisado quanto ao volume produzido, concentração de açúcares e presença de extrativos. A prensagem das frações miolo permite a recuperação de um caldo mais claro e na mesma quantidade que a obtida da prensagem da fração integral. A fração casca concentra os extrativos (principalmente ceras) e apresenta baixo teor de umidade (da ordem de 40%) quando comparado às frações integral e miolo. A polpação soda foi realizada a 160°C durante 60 minutos e a polpação organossolve a 190°C durante 150 minutos. Nestas condições, a polpação Soda preservou em maior extensão as hemiceluloses e, como consequência, produziu polpas com maiores rendimentos quando comparado com o processo Organossolve. As polpas obtidas das frações casca e das frações miolo, apresentaram, respectivamente, as maiores e as menores concentrações de lignina residual. A separação prévia das frações casca e miolo podem levar a economia no processo de obtenção de etanol de 1ª geração. Os resíduos da prensagem (bagaço fracionado) podem se constituir de substratos mais adequados para aproveitamento da fração fibrosa (casca) e para produção de etanol de 2ª geração (a partir da fração miolo). / The production of first generation ethanol is already consolidated in our country and the growing need for increased production has moved researchers from academia and industry toward the development of technology for second generation ethanol from sugarcane bagasse and straw. The stalk of sugarcane consists of fibrovascular bundles dispersed parenchymal tissue and involved in their outer hulls. Although concentrated in parenchymal tissue, the extraction of the juice is made from the crushing of the whole stalk. This process requires the use of high pressures and provides a crushed material (bagasse) that is quite heterogeneous and difficults the separation of the fiber and pith fractions. In order to obtain more homogeneous fractions as well as facilitation of the extraction process, this work proposes the previous separation of the external (rings) and internal fractions (core) of sugarcane and the subsequent treatment of the fractions by using delignification (pulping) processes. The production of the samples was made from stalks of raw sugarcane by cutting discs of about one centimeter thick, perpendicular to the direction of growth. The external layer (rings) were separated from the internal one (disks) by using punches with different diameters. Each of the rings/disks were crushed in a hydraulic press and the resulting fractions were submitted to two pulping processes (Soda and Organosolv). The juice obtained by crushing the different fractions was analyzed by determining the volume produced, sugar concentration and presence of extractives. The pressing of the disks allows the recovery of a lighter juice and the same volume as the obtained from the integral fraction (whole stalk). The bark fraction concentrates the extractives (mainly waxes) and has a low moisture content (around 40%) when compared to the integral and disk fractions. The soda pulping was carried out at 160°C for 60 minutes and the organosolv pulping at 190°C for 150 minutes. Under these conditions, soda pulping preserved in a greater extent the hemicelluloses and as a consequence, produced pulps with higher yield when compared to the organosolv process. Pulps obtained from the bark and core fractions showed, respectively, the higher and lower concentrations of residual lignin. The previous separation of the bark and core fractions can lead to savings in the process of obtaining first generation ethanol. The residue from the crushings (fractionated bagasse) may be more appropriate to valorize the fiber fraction (bark) and for production of second generation ethanol (from the core).

Fertilizantes minerais derivados de rochas fosfáticas podem ser uma fonte de contaminantes, como As, Cd, Cr, Pb e Hg. Além disso, resíduos de indústrias metalúrgicas e químicas podem ser adicionados à composição de fertilizantes para fornecer micronutrientes, atuando como uma fonte adicional de contaminantes. Desta forma, o controle de qualidade de fertilizantes e matérias-primas é importante para evitar danos ao meio ambiente e garantir uma produção segura de alimentos. Neste trabalho, procedimentos de digestão assistida por radiação micro-ondas de um fertilizante mineral formulado e uma mistura de micronutrientes foram desenvolvidos para a determinação simultânea de Al, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb e Zn por ICP OES, avaliando doze misturas ácidas contendo HNO3, HCl, H3PO4, HF e H3BO3. A PCA foi aplicada para auxiliar a escolha de três procedimentos de digestão que exibiram os resultados com maior exatidão. O protocolo de extração sequencial do BCR foi aplicado para investigar a mobilidade e a bioacessibilidade dos elementos. As e Cd foram extraídos principalmente na primeira etapa, portanto estão fracamente ligados à matriz e, consequentemente, estão mais móveis e bioacessíveis. O Cr permaneceu quase que completamente na fração residual. O Pb apresentou maior mobilidade e bioacessibilidade na mistura de micronutrientes do que no fertilizante mineral formulado, possivelmente, devido a precipitação de Pb3(PO4)2, causado pela alta concentração de P no fertilizante. Os nutrientes (P, Ca, Mg, Cu, Mn e Zn) apresentaram boa bioacessibilidade, exceto Fe, que permaneceu quase totalmente na fração residual. Além disso, análises por DRX e MEV-EDS foram empregadas para caracterizar os resíduos sólidos das extrações, mostrando que os elementos podem ser cobertos por estruturas cristalinas (quartzo), que inibem a sua lixiviação e os tornam menos móveis e bioacessíveis. Um sistema de extração em fluxo foi proposto para avaliar a mobilidade e a bioacessibilidade de As, Cd, Cr e Pb em fertilizantes, que foi mais eficiente que os procedimentos em batelada, pois o sistema em fluxo simula a constante lixiviação que ocorre no solo, com a infiltração das águas de chuva ou irrigação das plantações. Além disso, essas análises foram realizadas no modo transiente do ICP OES, que permitiu avaliar a cinética de extração dos elementos. O procedimento foi empregado para misturas de fertilizante com solo, onde foram observados sinais que demoravam a retornar a linha base, demonstrando a interação dos elementos com a matriz do solo. Um estudo de especiação por XANES também foi realizado e possibilitou a identificação das espécies As(V), Fe2-xCrxO3 e PbCl2 no fertilizante e na mistura de micronutrientes. Ensaios realizados com brotos de milho foram realizados para avaliar a translocação de As, Cd, Cr e Pb. Além disso, a partir das análises de especiação de As por HPLC-ICP-MS, foi observado que exsudatos promoveram a redução do As(V) para As(III), sendo esta a espécie absorvida e translocada pela planta. / Mineral fertilizers derived from phosphate rocks can be a source of contaminants, such as As, Cd, Cr, Pb and Hg. In addition, metallurgical and chemical industry residues can be added to the fertilizer composition to provide micronutrients, acting as an additional source of contaminants. In this way, the quality control of fertilizers and raw materials is important to avoid damages to the environment and ensure a safe food production. In this work, microwave-assisted digestion procedures of a formulated mineral fertilizer and a mixture of micronutrients were developed for simultaneous determination of Al, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb and Zn by ICP OES, evaluating twelve acidic mixtures containing HNO3, HCl, H3PO4, HF and H3BO3. PCA was applied to assist in the choice of three digestion procedures that exhibited the more accurate results more. The BCR sequential extraction protocol was applied to investigate the elements mobility and bioaccessibility. As and Cd were extracted mainly in the first step, thus they are weakly bound to the matrix and, consequently, are more mobile and bioaccessible. The Cr remained almost completely in the residual fraction. Pb presented higher mobility and bioaccessibility in the mixture of micronutrients than in the formulated mineral fertilizer, possibly due to the precipitation of Pb3(PO4)2 caused by the high concentration of P in the fertilizer. The nutrients (P, Ca, Mg, Cu, Mn and Zn) presented good bioaccessibility, except Fe, which remained almost totally in the residual fraction. In addition, XRD and SEM-EDS analyzes were employed to characterize the solid residue from extractions, showing that the elements can be covered by crystalline structures (quartz), which inhibit their leaching and make them less mobile and bioaccessible. A flow extraction system was proposed to evaluate the mobility and bioaccessibility of As, Cd, Cr and Pb in fertilizers, which was more efficient than batch procedures, because the flow system simulates the constant leaching occurring in soil, with infiltration of rainwater or irrigation of plantations. In addition, these analyses were performed in the transient mode of ICP OES, which allowed evaluating the kinetics of elements extraction. The procedure was applied to mixtures of fertilizer with soil, where a slow return to baseline of signal was observed, demonstrating the interaction of the elements with the soil matrix. XANES speciation study was also carried and allowed the identification of the species As(V), Fe2-xCrxO3 and PbCl2 in the fertilizer and mixture of micronutrients samples. Bioassays performed with maize sprouts were carried out to evaluate the translocation of As, Cd, Cr and Pb. In addition, from As speciation analysis by HPLC-ICP-MS, it was observed that exudates promoted the reduction of As (V) to As (III), being this the species absorbed and translocated by the plant.

Fertilizantes minerais derivados de rochas fosfáticas podem ser uma fonte de contaminantes, como As, Cd, Cr, Pb e Hg. Além disso, resíduos de indústrias metalúrgicas e químicas podem ser adicionados à composição de fertilizantes para fornecer micronutrientes, atuando como uma fonte adicional de contaminantes. Desta forma, o controle de qualidade de fertilizantes e matérias-primas é importante para evitar danos ao meio ambiente e garantir uma produção segura de alimentos. Neste trabalho, procedimentos de digestão assistida por radiação micro-ondas de um fertilizante mineral formulado e uma mistura de micronutrientes foram desenvolvidos para a determinação simultânea de Al, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb e Zn por ICP OES, avaliando doze misturas ácidas contendo HNO3, HCl, H3PO4, HF e H3BO3. A PCA foi aplicada para auxiliar a escolha de três procedimentos de digestão que exibiram os resultados com maior exatidão. O protocolo de extração sequencial do BCR foi aplicado para investigar a mobilidade e a bioacessibilidade dos elementos. As e Cd foram extraídos principalmente na primeira etapa, portanto estão fracamente ligados à matriz e, consequentemente, estão mais móveis e bioacessíveis. O Cr permaneceu quase que completamente na fração residual. O Pb apresentou maior mobilidade e bioacessibilidade na mistura de micronutrientes do que no fertilizante mineral formulado, possivelmente, devido a precipitação de Pb3(PO4)2, causado pela alta concentração de P no fertilizante. Os nutrientes (P, Ca, Mg, Cu, Mn e Zn) apresentaram boa bioacessibilidade, exceto Fe, que permaneceu quase totalmente na fração residual. Além disso, análises por DRX e MEV-EDS foram empregadas para caracterizar os resíduos sólidos das extrações, mostrando que os elementos podem ser cobertos por estruturas cristalinas (quartzo), que inibem a sua lixiviação e os tornam menos móveis e bioacessíveis. Um sistema de extração em fluxo foi proposto para avaliar a mobilidade e a bioacessibilidade de As, Cd, Cr e Pb em fertilizantes, que foi mais eficiente que os procedimentos em batelada, pois o sistema em fluxo simula a constante lixiviação que ocorre no solo, com a infiltração das águas de chuva ou irrigação das plantações. Além disso, essas análises foram realizadas no modo transiente do ICP OES, que permitiu avaliar a cinética de extração dos elementos. O procedimento foi empregado para misturas de fertilizante com solo, onde foram observados sinais que demoravam a retornar a linha base, demonstrando a interação dos elementos com a matriz do solo. Um estudo de especiação por XANES também foi realizado e possibilitou a identificação das espécies As(V), Fe2-xCrxO3 e PbCl2 no fertilizante e na mistura de micronutrientes. Ensaios realizados com brotos de milho foram realizados para avaliar a translocação de As, Cd, Cr e Pb. Além disso, a partir das análises de especiação de As por HPLC-ICP-MS, foi observado que exsudatos promoveram a redução do As(V) para As(III), sendo esta a espécie absorvida e translocada pela planta. / Mineral fertilizers derived from phosphate rocks can be a source of contaminants, such as As, Cd, Cr, Pb and Hg. In addition, metallurgical and chemical industry residues can be added to the fertilizer composition to provide micronutrients, acting as an additional source of contaminants. In this way, the quality control of fertilizers and raw materials is important to avoid damages to the environment and ensure a safe food production. In this work, microwave-assisted digestion procedures of a formulated mineral fertilizer and a mixture of micronutrients were developed for simultaneous determination of Al, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb and Zn by ICP OES, evaluating twelve acidic mixtures containing HNO3, HCl, H3PO4, HF and H3BO3. PCA was applied to assist in the choice of three digestion procedures that exhibited the more accurate results more. The BCR sequential extraction protocol was applied to investigate the elements mobility and bioaccessibility. As and Cd were extracted mainly in the first step, thus they are weakly bound to the matrix and, consequently, are more mobile and bioaccessible. The Cr remained almost completely in the residual fraction. Pb presented higher mobility and bioaccessibility in the mixture of micronutrients than in the formulated mineral fertilizer, possibly due to the precipitation of Pb3(PO4)2 caused by the high concentration of P in the fertilizer. The nutrients (P, Ca, Mg, Cu, Mn and Zn) presented good bioaccessibility, except Fe, which remained almost totally in the residual fraction. In addition, XRD and SEM-EDS analyzes were employed to characterize the solid residue from extractions, showing that the elements can be covered by crystalline structures (quartz), which inhibit their leaching and make them less mobile and bioaccessible. A flow extraction system was proposed to evaluate the mobility and bioaccessibility of As, Cd, Cr and Pb in fertilizers, which was more efficient than batch procedures, because the flow system simulates the constant leaching occurring in soil, with infiltration of rainwater or irrigation of plantations. In addition, these analyses were performed in the transient mode of ICP OES, which allowed evaluating the kinetics of elements extraction. The procedure was applied to mixtures of fertilizer with soil, where a slow return to baseline of signal was observed, demonstrating the interaction of the elements with the soil matrix. XANES speciation study was also carried and allowed the identification of the species As(V), Fe2-xCrxO3 and PbCl2 in the fertilizer and mixture of micronutrients samples. Bioassays performed with maize sprouts were carried out to evaluate the translocation of As, Cd, Cr and Pb. In addition, from As speciation analysis by HPLC-ICP-MS, it was observed that exudates promoted the reduction of As (V) to As (III), being this the species absorbed and translocated by the plant.

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-01-20T17:54:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Claudia Pandolfo Paz.PDF: 2631827 bytes, checksum: 1d820b08e18c632deeece5bf92f65524 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T17:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Claudia Pandolfo Paz.PDF: 2631827 bytes, checksum: 1d820b08e18c632deeece5bf92f65524 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-09-21 / Soil organic carbon (SOC) stability is a function of environmental and biological conditions such as edaphic factors, climate and organic matter quality. Considering that a wide variation occurs in all these parameters across Amazonia, one could expect that there should be systematic variations in SOC fractions across the area. Understand the processes involved in carbon stabilization in tropical pristine forests is very important to improve our understanding of ecosystem function and to allow the preparation of better and more accurate models of soil carbon dynamics. We used soil carbon fractionation techniques to answer the following questions: (i) How the different soil carbon fractions are distributed among the different soil types, at varying depths (ii) How they are inter-related and (iii) What is the role of soil properties, climate and litter quality in modulating SOC fractions across the Amazon Basin. This study was carried out on 30 1 hectare pristine rainforest plots located at Brazil, Peru, Colombia and French Guyana. Our results show that SOC concentration in the different fractions vary following a soil weathering gradient, where soil carbon on young, more fertile soils is predominantly associated to relatively stable pools (silt+clay fraction) while highly weathered soils such as Ferralsols and Acrisols have large proportion of their soil carbon associated with stable aggregates. Very sandy and infertile soils have organic matter mainly associated with the maintenance of particulate organic matter on soil surface, which is clearly associated to poor organic matter quality and low decomposability. Concentration of SOC on most fractions was found to be mainly associated to edaphic properties, with the exception of the light fraction which is related to litter quality. We have found little evidence of climate influence on SOC fractions. / A estabilidade do carbono orgânico no solo (SOC) é dependente das condições do ambiente, como o clima, fatores edáficos e qualidade da matéria orgânica. Assim, considerando-se que existe uma ampla variação destas condições na Bacia Amazônica, espera-se que a concentração de SOC em frações lábeis e estáveis varie também. Investigar esses processos em sistemas florestais naturais é importante para compreender os mecanismos de funcionamento do ecossistema e produzir modelos ecológicos de dinâmica do carbono com um grau maior de precisão. Neste estudo foram respondidas as seguintes questões: (i) como estão distribuídas as frações do SOC em diferentes tipos de solos e profundidades? (ii) como as frações do SOC estão inter-relacionadas? (iii) qual é o papel das propriedades do solo, da qualidade das folhas da liteira e das variáveis climáticas sobre a distribuição das frações do SOC ao longo da Bacia Amazônica? O estudo foi realizado em 30 parcelas de 1h de florestas maduras no Brasil, Peru, Colômbia e Guiana Francesa. Foram utilizadas técnicas de fracionamento da matéria orgânica do solo e análises químicas e físicas padronizadas do solo e liteira. Os resultados mostraram uma variação na concentração de SOC nas frações ao longo do gradiente de intemperismo do solo. Os solos mais jovens e férteis tenderam a apresentar maiores concentrações de SOC associada às frações minerais estáveis (silte+argila), enquanto os solos altamente intemperizados como Ferralsols e Acrisols apresentaram maiores concentrações de SOC nos agregados do solo. Os solos arenosos e altamente inférteis tenderam a apresentar maiores concentrações de SOC nas frações leve, entretanto a labilidade dessa fração da MOS pode variar dependendo da qualidade da matéria orgânica. A concentração de SOC nas frações do solo demonstrou ser principalmente controlada pelos fatores edáficos, com exceção da fração leve que apresentou relação forte com a qualidade da liteira. Nós encontramos poucas evidências do efeito direto do clima sobre as frações de SOC.

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida na Terra, podendo ser introduzido no ambiente aquático através de fontes naturais ou antropogênicas. A avaliação deste elemento em ecossistemas aquáticos é de suma importância, uma vez que ele atua na regulação da produtividade primária. Logo, este trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição das diferentes frações do fósforo no sedimento superficial dos rios Aracaí, Carambeí e Guaçu na cidade de São Roque- SP, a fim de avaliar possíveis impactos antrópicos na qualidade das águas. Para tanto, foram realizadas quatro coletas de amostras de sedimentos nos meses de março, maio, julho e setembro de 2017 e avaliaram-se cinco pontos amostrais (A1, C1, G1, G3 e G4) sendo, dois a montante das cabeçeiras dos rios Aracaí e Carambeí e três ao longo do rio Guaçu, onde determinaram-se as concentrações de fósforo, juntamente com os parâmetros físico-químicos (umidade, granulometria, pH, e matéria orgânica). Os teores de sedimentos finos e de matéria orgânica foram os principais parâmetros ambientais correlacionados com as frações de fósforo. O método analítico utilizado foi o Protocolo desenvolvido pelo Standards, Measurements and Testing (SMT), que fracionou o fósforo dos sedimentos em: total (PT), inorgânico (PI), orgânico (PO), não apatítico (PINA) e apatítico (PIA). Observou-se que as maiores concentrações ocorreram nos sedimentos do ponto G1 da segunda coleta com 1839,6 mg kg-1 para PT e que os teores de PI foram maiores que os de PO em todas as coletas realizadas. / Phosphorus is an essential element for all forms of life on Earth and can be introduced into the aquatic environment through natural or anthropogenic sources. The evaluation of this element in aquatic ecosystems is of paramount importance, since it acts on the regulation of primary productivity. The objective of this work was to evaluate the distribution of the different phosphorus fractions in the surface sediments of the Aracaí, Carambeí and Guaçu rivers in the city of São Roque, SP, in order to evaluate possible anthropogenic impacts on water quality. Four samples of sediments were collected in March, May, July and September of 2017, and five sample points (A1, C1, G1, G3 and G4) were evaluated, two upstream of the river headwaters Aracaí and Carambeí and three along the Guaçu River, where the phosphorus concentration was determined, together with the physical-chemical parameters (humidity, grain size, pH, and organic matter). The levels of fine sediments and organic matter were the main environmental parameters correlated with the phosphorus fractions. The analytical method used was the protocol developed by Standards, Measurements and Testing (SMT), which fractionated phosphorus in: total (PT), inorganic (PI), organic (PO), non-apatite (PINA) and apatite (PIA). It was observed that the highest concentrations occurred in the sediments of the G1 point of the second collection with 1839.6 mg kg-1 for PT and that the contents of PI were higher than those of PO in all collections.

O sistema de manejo adotado e o tempo de cultivo acabam influenciando na disponibilidade de nutrientes, promovendo mudanças nas formas com que estes nutrientes se acumulam no solo, principalmente no caso do fósforo. Objetivou-se com o estudo avaliar as mudanças em longo prazo promovidas por sistemas de manejo do solo na fertilidade e nas frações de P em solos de Cerrado. Visando a melhor caracterização do bioma, foram analisados quatro experimentos de manejo do solo instalados em quatro locais representativos do Cerrado, sob Latossolo Vermelho (LV) ou Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), localizados em Costa Rica-MS (LV-1), Sapezal-MT (LV-2), Luziânia-GO (LVA-1) e Tasso Fragoso-MA (LVA-2). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdividas, com parcelas constituídas pelos manejos, sendo eles o plantio direto (PD), o preparo convencional (PC) e a vegetação nativa (Cerrado), e como subparcelas foram consideradas as profundidades avaliadas: 0-5, 5-10 e 10-20 cm, com quatro repetições, totalizando 36 parcelas por área de estudo. Analisaram-se os atributos químicos do solo: potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) trocáveis, matéria orgânica (MO), acidez potencial (H + Al), e ainda a saturação por cátions no solo (V%). Realizou-se também o fracionamento do P visando identificar frações inorgânicas e orgânicas no solo. Os extratores, na sequência, foram: resina (PRTA), NaHCO3 0,5 mol L-1 (PiBIC e PoBIC), NaOH 0,1 mol L-1 (PiHID-0,1 e PoHID-0,1), HCl 1 mol L-1 (PHCl), NaOH 0,5 mol L-1 (PiHid-0,5 e PoHid-0,5) e a digestão do resíduo (PResidual, Pi e Po). A MO do solo foi influenciada diretamente pelo sistema de manejo, com aumento expressivo na camada superficial (0-5 cm) do solo quando manejado sob PD e com maior tempo no sistema. O pH, a acidez potencial e os teores trocáveis de K, Ca e Mg, bem como a saturação por bases do solo, em superfície (0-10 cm), foram maiores com a adoção do PD, comparado ao PC, em função deste manejo promover a deposição em superfície de corretivos, fertilizantes e resíduos vegetais no solo, o que não ocorre no PC. A adoção do PD resultou em acúmulo de frações orgânicas de P na camada superficial do solo e incrementou todas as frações inorgânicas de P, com maiores diferenças para o PC nos 10 primeiros cm do solo. O PC promoveu acúmulo de frações orgânicas de menor labilidade em subsuperfície nos solos argilosos. No solo mais arenoso a proporção das frações orgânicas de P foi muito inferior à observada em solos argilosos. / The soil management and cultivation time affect the availability of nutrients, changing the forms that they accumulate in the soil, especially in the case of phosphorus (P). This study aimed to evaluate the changes promoted by long-term tillage systems on soil fertility and on P fractions in Cerrado soils. To the better characterization of the biome, four experiments of soil management were analyzed, in four sites representing the Cerrado under Brazilian Oxisols (\"Latossolo Vermelho\", LV and \"Latossolo Vermelho-amarelo\", LVA) , located in Costa Rica - MS (LV-1) , Sapezal - MT (LV-2), Luziânia - GO (LVA-1) and Tasso Fragoso MA - (LVA-2). The experiments were distributed in a split plot randomized blocks design, with plots constituted of managements no-till (PD), conventional tillage (PC) and native vegetation (Cerrado), and the depths of 0-5, 5-10 and 10-20 cm were considered as subplots, with four replications, totaling 36 plots per study area. The soil chemical attributes analyzed were: exchangeable potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg), organic matter (MO), potential acidity (H+Al) and soil cations saturation (V%). Also, the fractionation of P was analyzed to identify organic and inorganic P fractions, using the following extractors: resin (PRTA), NaHCO3 0.5 mol L-1 (PiBIC and PoBIC), NaOH 0.1 mol L-1 ( PiHID-0,1 and PoHID-0,1), HCl 1 mol L-1 (PHCL), NaOH 0.5 mol L-1 (PiHID-0,5 and PoHID-0,5) and residual P digestion (PResidual). The soil OM was directly affected by management systems, with expressive increase in the soil surface layer (0-5 cm) when managed under PD and longer time. The pH, potential acidity and levels of exchangeable K, Ca, Mg, and V% in soil surface (0-5 and 5-10 cm) were higher with PD compared to PC, because of surface lime and fertilizer applications and crop residues deposition, which doesn`t occur on PC management. The PD resulted in accumulation of organic P fractions in the soil surface layer and increased all the inorganic P fractions, with larger differences for the PC in the first 10 cm layer. The PC promoted accumulation of organic P fractions of lower lability in subsurface of the clayey soils. In sandy soil the proportion of organic P fractions was much lower than in clayey soils.

A poluição dos rios brasileiros é, atualmente, um grande problema para as autoridades governamentais já que a demanda dos recursos hídricos vem crescendo nos últimos anos. Os rios Tietê, Pinheiros e Tamanduateí foram de grande importância para a cidade de São Paulo em seu período de industrialização, contudo o próprio desenvolvimento industrial impactou permanentemente os mesmos. Preocupados com a saúde ambiental, órgãos fiscalizadores estaduais iniciaram forte fiscalização para coibir e responsabilizar os principais culpados. Esta política pública resultou em uma diminuição das concentrações de poluentes orgânicos e inorgânicos, porém muito pouco foi efetivamente feito com relação ao esgoto doméstico, e, como consequência, a toxicidade das águas dos rios permanece elevada. Os estudos de Avaliação e identificação da toxicidade englobam diversas metodologias reunidas em três documentos pela USEPA - Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, onde método físico-químico e testes toxicológicos são usados para identificar substâncias tóxicas, ou grupo de substâncias tóxicas que contribuem efetivamente para a toxicidade total de uma amostra. A abordagem rotineiramente utilizada baseia-se no fracionamento da amostra de acordo com suas propriedades físico-químicas: volatilidade, solubilidade e capacidade de formar complexos, ou de ser reduzida, oxidada, ionizada, entre outras. Em conjunto com os ensaios químicos, os ensaios toxicológicos, em especial o Sistema Microtox®, contribuem na investigação da toxicidade para os rios metropolitanos Tietê, Pinheiros e Tamanduateí, que se mostrou eficaz na determinação dos grupos de compostos, sendo os compostos orgânicos apolares, orgânicos voláteis, tensoativos e as partículas, as principais fontes da toxicidade para esses rios. Embora muitas informações sobre a toxicidade tenham sido descobertas, a identificação dos compostos só pode ser realizada por análises químicas mais robustas uma vez que um grande número de substâncias, metabólitos e subprodutos de degradação são facilmente encontrados neste tipo de amostra. Mesmo sofrendo algumas modificações, deve-se incentivar o uso desta metodologia para outros rios a fim de determinar os principais toxicantes responsáveis pela toxicidade. / Pollution of Brazilian rivers is currently a major problem for government authorities as demand for water resources has been increasing in recent years. Tietê, Pinheiros and Tamanduateí rivers were of great importance for the city of São Paulo during its industrialization period, however, the industrial development itself permanently impacted them. Concerned about environmental health, state supervisory bodies have begun strong enforcement to curb and hold the main culprits accountable. This public policy has resulted in a decrease in concentrations of organic and inorganic chemicals, but very little has been done in relation to domestic sewage, and as a consequence, the toxicity of the rivers remains high. The Toxicology Assessment and Identification studies encompass various methodologies gathered in three documents by the USEPA, where physico-chemical method and toxicological tests are used to identify toxic substances, or group of toxic substances that effectively contribute to the total toxicity of a sample. The routinely used approach is based on fractionation of the sample according to its physicochemical properties: volatility, solubility and chemical properties such as the ability to form complexes, or to be reduced, oxidized, ionized, among others. In conjunction with the chemical tests, the toxicological tests in particular the Microtox® System contribute to the investigation of the toxicity to the metropolitan rivers, Tietê, Pinheiros and Tamanduateí, which proved to be effective in the determination of the groups of compounds, the organic compounds being apolar, organic volatiles, surfactants and particulates, the main sources of toxicity for the studied rivers. Although much information on toxicity has been discovered, the identification of compounds can only be performed by more robust chemical analyzes since a large number of substances, metabolites, degradation byproducts are readily found in this type of sample. Even with some modifications, it is necessary to encourage the use of this methodology for other rivers in order to determine the main xenobiotics responsible for toxicity.

O fósforo (P) é um dos elementos requeridos pela planta para desempenhar as atividades fisiológicas, embora as características de intemperismo nos solos tropicais tornam este nutriente um dos mais limitantes às plantas, reduzindo a produção agrícola. Em consequência, há uma tendência de melhorar a disponibilidade do P aplicado mediante o uso de fertilizantes com complexação húmico - metal - fosfato, reduzindo a fixação do P no solo e aumentando sua disponibilidade para as plantas. Este trabalho teve como objetivo quantificar as frações inorgânicas e orgânicas de P avaliando sua labilidade e eficiência agronômica (EA) em função da aplicação de duas fontes de adubação fosfatada, comparando um fertilizante solúvel e um fertilizante complexado com substâncias húmicas. O experimento foi realizado na Fazenda Araguari, localizada na cidade de Tibagi-PR, em um Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 5, com quatro repetições, com duas fontes fosfatadas (superfosfato simples e superfosfato simples complexado) e cinco doses acumuladas (0, 110, 220, 330 e 440 kg ha-1 P2O5). As aplicações dos tratamentos foram feitas com base nos requerimentos de cada uma das culturas que fizeram parte da sucessão. A sequência de culturas usada foi milho (2010/2011), trigo (2011), soja (2011/2012), aveia branca (2012) e soja (2012/2013), avaliando a colheita de grãos em cada safra para a determinação do rendimento e a EA. O solo foi amostrado em três camadas: 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 m, após a colheita da soja da última safra (2012/2013). As amostras foram secas, moídas e peneiradas (2 mm) para assim obter TFSA, submetendo-as ao fracionamento de P pelo método de Hedley. As doses acumuladas de P2O5 aumentaram os teores de Pi da fração lábil e não lábil, principalmente na camada 0,00-0,05 m. Enquanto a fração moderadamente lábil foi afetada pela interação fonte e dose, onde o uso de fertilizante fosfatado aumenta o teor de P neste compartimento conforme a dose é aumentada. O P residual também foi afetado pela presença de substâncias húmicas na composição do SSPC, observando uma redução na participação do P residual no P total do solo com o aumento das doses aplicadas. O rendimento acumulado das cinco safras foi afetado pelo aumento de P aplicado ao solo com uma tendência quadrâtica, embora os maiores índices de eficiência agronômica foram com 220 kg ha-1 P2O5, destacando-se o SSPC como o fertilizante que teve os maiores aumentos por unidade de P aplicado ao solo. / Phosphorus (P) is one of the elements required by the plant to perform the physiological activities, although the characteristics of weathering in tropical soils lead as the most limiting nutrient in agricultural production. As a consequence, there is a tendency to improve the availability of P through the use of P-fertilizers complexed with humic - metal - phosphate, reducing P fixation in the soil and increasing its availability to plants. This study aimed to quantify the inorganic and organic phosphorus fractions evaluating its lability and agronomic efficiency (AE) due to the application of two P-sources, comparing a soluble fertilizer and a fertilizer complexed with humic substances. The experiment was conducted in Araguari Field, located in the city of Tibagi-PR, in an Oxisol. The design was a randomized block factorial 2 x 5 with four replications, with two P-sources, single superphosphate and single superphosphate complexed, and five cumulative doses (0, 110, 220, 330 and 440 kg ha-1 P2O5). The treatment applications were based on the crop requirements that were part of the succession. The sequence used was corn (2010/2011), wheat (2011), soybean (2011/2012), white oat (2012) and soybean (2012/2013), evaluating the grain harvest for yield determination and EA. The soil was sampled in three layers: 0.00- 0.05; 0.05-0.10; 0.10-0.20 m, after soybean harvest (2012/2013). The samples were dried, ground and sieved (2 mm) subjecting them to Hedley`s P-fractionation. Cumulative doses of P2O5 increased the Pi concentrations of non-labile and labile fractions, mainly in the 0.00-0.05 and 0.05-0.10 m layers. The moderately labile fraction was affected by the interaction between source and dose, where the use of phosphate fertilizer increases P content as the dose is accumulated. Residual P was also affected by the presence of humic substances in the composition of CSP, showing a reduction in the share of residual P in total soil P. The cumulative yield of the succession was affected by the increase of P applied to the soil, showing a quadratic tendency, although higher agronomic efficiency was greater under 220 kg ha-1 P2O5, showing CSP as the fertilizer with the greatest grain yield increases per unit of P applied to the soil.

As plantas de cobertura podem desenvolver diferentes mecanismos para absorver e solubilizar o fósforo proveniente do solo, especialmente em ambientes com baixa disponibilidade, melhorando também o aproveitamento do P aplicado via fertilizante. Assim, o objetivo deste trabalho foi de avaliar as alterações na disponibilidade e nas frações que o P se encontra no solo, e nos atributos químicos do solo, sob cultivos de plantas de cobertura no inverno, associadas ao efeito residual da adubação fosfatada solúvel e de baixa solubilidade aplicada no cultivo de verão. O experimento foi conduzido com seis plantas de cobertura (ervilhaca - Vicia sativa, tremoço branco - Lupinus albus, nabo forrageiro - Raphanus sativus, azevém - Lolium multiflorum, aveia preta - Avena strigosa, trevo branco - Trifolium repens) mais o pousio e duas fontes de fertilizantes fosfatados (Fosfato Natural - FN e Superfosfato Simples - SPS) mais o controle (sem P), com o cultivo de milho no verão, durante três anos. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, em esquema fatorial 7 x 3, com três repetições. As fontes de fertilizantes fosfatados constituíram as parcelas e as espécies de plantas de cobertura, as subparcelas. Após o cultivo das plantas de cobertura, no primeiro e terceiro ano, foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm, para análise das frações de P no solo, através da técnica de fracionamento, e dos atributos químicos do solo (pH, acidez potencial, cálcio, magnésio e potássio). Os resultados do fracionamento de P mostraram que, tanto as frações lábeis quanto as frações de menor labilidade não foram ou foram pouco influenciadas pelas plantas de cobertura, durante os três anos de cultivo. A aplicação de fertilizantes fosfatados promoveu acúmulo de P no solo, principalmente, nas frações de baixa labilidade. Observou-se também que, ao longo do tempo, independente do tratamento, ocorreu aumento dos teores de P no solo nas formas lábeis e não-lábeis, e diminuição das formas moderadamente lábeis, em todas as camadas. De modo geral, não foi observado efeito significativo das plantas de cobertura sobre os atributos químicos do solo no presente estudo. / The cover crops can develop different mechanisms to uptake and solubilize soil phosphorus, especially in environments with low availability, also improving the use of P from fertilizers. Thus, the aim of this study was to evaluate changes in P availability and P fractions in soil, and soil chemical attributes, under cultivation of winter cover crop, associated with the residual effect of high and low solubility phosphate fertilization applied in the summer crop. The experiment was composed of six cover crops (vetch - Vicia sativa, white lupin - Lupinus albus, radish - Raphanus sativus, ryegrass - Lolium multiflorum, black oat - Avena strigosa, white clover - Trifolium repens) plus a fallow, and two sources of phosphate fertilizers (Rock Phosphate-FN and Simple Superphosphate-SPS) plus a control without P, with the cultivation of maize in summer for three consecutive years. The experimental design used was a split plot distributed in randomized blocks, in a factorial scheme of 7 x 3 with three replications. Phosphate fertilizer sources constituted the plot and cover crop species was the subplot. After the cultivation of cover crops in the first and third year, soil samples were collected in layers of 0-5, 5-10 and 10-20 cm, for analysis of P fractions in the soil, through the technique of fractionation, and chemical attributes of the soil (pH, potential acidity, calcium, magnesium and potassium). The results of the P fractionation showed that both labile and lower lability fractions were not or little influenced by cover crops during the three years of cultivation. The application of phosphate fertilizers promoted accumulation of P in the soil, especially in less labile fractions. Also it was observed that, over time, regardless of treatment, the levels of P in soil in the labile and non-labile fractions increased, and moderately labile fractions decreased, in all the depth layers. Generally, it was not observed significant effect of cover crops on the chemical soil attributes on this study.

Em busca de melhorar a eficiência do uso de fontes de fósforo (P) e viabilizar o aumento da absorção deste nutriente, objetivou-se com este trabalho determinar as mudanças promovidas por plantas de cobertura, associadas à fontes fosfatadas de solubilidade distintas, na colonização por fungos micorrízicos arbusculares (FMA), como também avaliar as mudanças promovidas na disponibilidade de frações de P no solo e na eficiência de uso do P pelas coberturas. O delineamento adotado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x3, com quatro repetições. Foram utilizadas quatro plantas de cobertura: milheto (Pennisetum glaucum), braquiária (Brachiaria ruziziensis), guandú-anão (Cajanus cajan) e crotalária (Crotalária juncea), além do controle (pousio);Duas fontes de P: fosfato natural reativo Bayóvar e superfosfato simples, além de um tratamento controle (sem fosfato),. Avaliou-se a colonização micorrízica por FMA e densidade de esporos no solo em três épocas, correspondendo à estação chuvosa e seca de 2013 e a estação chuvosa de 2014. Avaliou-se também a produção de massa seca e o acúmulo de P pelas plantas. No final do segundo ano, analisou-se o fracionamento de P do solo. A colonização radicular foi mais influenciada nas épocas chuvosas. A presença das plantas de cobertura proporcionou maior colonização micorrízica e densidade de esporos na época chuvosa. As aplicações de fontes fosfatadas não influenciam a densidade dos esporos, enquanto que as plantas de cobertura, principalmente o guandú e a braquiária, apresentaram aumento no número de esporos. Apesar de não aumentar as frações lábeis do P no solo, a utilização de plantas de cobertura proporcionou maior ciclagem do nutriente. Os fosfatos não influenciaram a massa seca nem o acúmulo de P, sendo que houve efeitos das plantas de cobertura na massa seca e no acúmulo de P na parte aérea, com destaque para o milheto e a braquiária. / In order to improve the use efficiency of phosphorus sources and enable a higher absorption of this nutrient, this research aimed to determine the changes promoted by cover crops and phosphorus sources of different solubility in the colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), as much as the availability of P fractions in the soil and the use efficiency of P by the cover crops. A complete randomized block design was adopted, in a 5x3 factorial scheme, with four replications. For the first factor were used four cover crops: millet (Pennisetum glaucum), brachiaria (Brachiaria ruziziensis), pigeon pea (Cajanus cajan) and sun hemp (Crotalaria juncea), including a control (fallow); for the second factor were used the reactive phosphate Bayovar and the simple superphosphate plus a control treatment (no phosphate). It was assessed the AMF colonization, the spore density in the soil in three different times, the rainy and dry seasons in 2013, and the rainy season in 2014. At the end of 2014, it was also evaluated the amount of the fractioned P in the soil. The root colonization was more influenced in rainy season. The presence of cover crops provided greater mycorrhizal colonization and spore density in the rainy season. The applications of phosphate sources did not influence the spores density. However, the cover crops, mainly pigeon pea and brachiaria, showed an increase in the number of spores. The use of cover crops did not increase the labile fractions of P in the soil, Nevertheless they provided greater cycling of this nutrient. Phosphates did not influence the dry matter or the accumulation of P. Interestingly, the dry matter and P accumulation in shoots was influenced by the kind of cover crops, being higher for millet and brachiaria.