O presente trabalho apresenta um modelo computacional que visa servir de apoio ao processo de licenciamento de áreas para criação intensiva de animais. Trata-se de um modelo que descreve o comportamento do nitrogênio e do fósforo, oriundos da aplicação em solos agrícolas de dejetos da criação de animais e seu impacto nas bacias hidrográficas. Este modelo apóia-se em um Sistema de Informações Geográficas (SIG) e foi utilizado o ambiente ARCVIEW. O modelo define a quantidade de nitrogênio e de fósforo que ficam disponíveis no solo para serem arrastados pelo escoamento superficial para os corpos hídricos. Para tal, o modelo utilizará um balanço de massa destes nutrientes (entradas: por adubação orgânica, resultante dos dejetos de animais da bacia, adubação inorgânica, deposição atmosférica e fixação do nitrogênio) e (saídas: por remoção pela cultura, volatilização, desnitrificação, lixiviação e escoamento superficial). Sendo as perdas por lixiviação e escoamento superficial consideradas como as disponíveis nos solos para serem carreadas para os corpos hídricos. Em seguida o modelo define o escoamento da água pela bacia, ou seja, uma modelagem hidrológica. Finalmente, o modelo irá predizer o que resultará do transporte dos nutrientes disponíveis apoiando-se em modelagem hidrológica. O resultado disto será mostrado em um mapa de concentração acumulado ao longo da bacia. O estudo de caso será aplicado em áreas de suinocultura na bacia hidrográfica do Rio Toledo no Estado do Paraná, Brasil. Os resultados observados foram coerentes com os obtidos no monitoramento realizado em dois pontos da bacia de estudo. / This work presents a computer-programmed model, which aims to aid environmental agencies in issuing licenses regarding hog farms. It helps to describe the nitrogen and phosphorus behavior impacts in a watershed, when manure is applied in the soil. The algorithm is programmed on a Geographic Information Systems (GIS) tool ARCVIEW. The model defines the amount of nitrogen and phosphorus that remains available in the soil to be transported by runoff. The model calculates the balance of all nitrogen and phosphorus sources (organic and inorganic fertilizers, atmospheric accumulation and nitrogen fixation) and losses (plants use, volatilization and denitrification, soil lixiviation and runoff). The result of this balance is the amount of these elements available to be transported along of the watershed. A hydrological simulation model is used to calculate the runoff. The final result is a nitrogen and phosphorus concentration map, accumulated along the basin. The case study to test the model is the Toledo River, state of Paraná, Brazil due to its high concentration of hog farming. The model was able to reproduce data observed in this basin.

A acidificação dos oceanos, resultado do aumento das emissões de gás carbônico (CO2), por atividades antrópicas, vem causando uma mudança no equilíbrio químico do sistema carbonato e uma consequente diminuição do pH nos oceanos mundiais. Cerca de 30% das emissões antropogênicas de CO2 é absorvida pelo oceano, o que já reduziu o PH em 0,1 unidade em águas superficiais e são esperadas ainda maiores reduções. A escala de mudanças \"toleráveis\" de pH ainda é incerta para muitos organismos e pouco conhecida para muitos processos biológicos, particularmente no sedimento. Este trabalho teve como objetivo quantificar tanto as taxas atuais de remineralização da matéria orgânica e fluxos de nutrientes na interface água-sedimento, como as alterações nessas taxas em resposta a diferentes cenários de acidificação do oceano, usando câmaras de incubação bêntica tanto in situ como em laboratório. Os experimentos in situ e coleta de material para montagem dos experimentos em laboratório foram realizados através de mergulho autônomo, na área rasa de Ubatuba-SP (6-8 m de profundidade). As incubações mostraram alto consumo de O2, variando entre -17 mmol m-2 d-1 em Julho de 2012 e -112 mmol m-2 d-1 em Abril e Junho de 2013. Houve uma dominância da nitrificação, com fluxos entre 0.2 and 0,4 µmol m-2 d-1 (sem variação temporal). As incubações também mostraram fluxos positivos de amônio, sendo os mais altos (1.0 - 1.5 µmol m-2 d-1) observados em Março, Abril e Junho de 2013. No geral, os processos de heterotrofia líquida prevaleceram sobre os processos autotróficos na região de estudo. Esses resultados indicam que os processos que ocorrem nos sedimentos costeiros de Ubatuba são: (1) remineralização aeróbica bêntica, (2) processos de nitrificação maiores que denitrificação e (3) provável excreção de organismos bênticos. O experimento de acidificação in situ indicou um aumento nos fluxos de O2 (de 0.02 para 45 mmol m-2 d-1). Os experimentos com acidificação mostraram efeitos similares: aumento do consumo médio de O2 e liberação de CO2, principalmente na areia. Houve diminuição nos processos de nitrificação em resposta à diminuição do pH. O estudo forneceu resultados importantes e inéditos sobre os processos biogeoquímicos em sedimentos costeiros da região de Ubatuba (SP), assim como os efeitos da acidificação dos oceanos nos processos biogeoquímicos em sedimentos costeiros. / Ocean acidification, a result of an increase in carbon dioxide (CO2) anthropic emissions, has caused a change in the chemical balance of the carbonate system and a consequent pH decrease in the world\'s oceans. Approximately 30% of anthropogenic CO2 is absorbed by the ocean, which has already reduced the pH by ∼0.1 units in surface waters (with further reductions expected). The scale of \"tolerable\" pH changes is still uncertain for many organisms and little-known for biological processes, particulary for the sediment. This work aimed to quantify both the current rates of organic matter remineralization and nutrient fluxes at the sediment-water interface and the changes in those rates in response to different ocean acidification scenarios, using benthic incubation chambers both in situ and in the laboratory. The in situ studies and sample collections for laboratory experiments were performed via SCUBA in a shallow area near Ubatuba-SP (6-8 m deep). Incubation experiments showed high oxygen (O2) consumption, ranging from -17 mmol m-2 d-1 in July 2012 to -112 µmol m-2 d-1 in April and June 2013. They also exhibited a dominance of nitrification, with fluxes between 0.2 and 0,4 µmol m-2 d-1 (with no temporal variation). Incubations also exhibited a release of ammonium, with the highest fluxes (1.0 - 1.5 µmol m-2 d-1) in March, April and June 2013. In general, net heterothrophic processes prevailed over autotrophic processes for the study region. The interstitial water parameters (ammonium, phosphate, dissolved iron and total sulfides) exhibited no significant difference between the two kinds of sediment analyzed, silt (station 1) and sand (station 2). These results suggested that the processes occurring in the coastal sediments of Ubatuba are: (1) benthic remineralization mediated by bacterial biota, (2) nitrification prevailed over denitrification and (3) probably excretion by benthic organisms. The experiment in situ indicated an increase in the fluxes of O2 (from -70 to -108 µmol m-2 d-1) and CO2 (from 0.02 to 45 µmol m-2 d-1). The acidification experiments showed a similar effect: a higher O2 average consumption and CO2 release, mostly in the sandy sediment. A decrease in nitrification processes occurred in response to decreased pH. This work has provided a baseline for the biogeochemical processes in coastal sediments in Ubatuba (SP), as well as demonstrated the effects of ocean acidification on biogeochemical processes in coastal sediments.

Sistemas intensivos de produção de peixes demandam o uso de dietas completas e manejo alimentar e nutricional precisos. O principal objetivo da nutrição dos peixes é melhorar a eficiência da utilização da energia e dos nutrientes da ração. Alta eficiência, na realidade, significa maior retenção de nutrientes e energia, i.e., maior crescimento, com menor descarga de nutrientes nos corpos d\'água. O objetivo deste trabalho foi estudar a eficiência de utilização da energia e a proteína da ração para o pacu, Piaractus mesopotamicus. Em um primeiro ensaio foram caracterizadas as propriedades físicoquímicas e os coeficientes de digestibilidade aparente da proteína e da energia de 28 amostras de rações para peixes onívoros comercializadas na região de Piracicaba, estado de São Paulo. Os dados obtidos foram utilizados no ajuste de modelos de regressão linear múltipla para predizer os conteúdos de energia digestível (ED) e proteína digestível (PD) das rações comerciais para a espécie. Uum segundo grupo de ensaios foi dedicado ao estudo da eficiência metabólica da utilização da energia e da proteína. Utilizando-se a técnica de respirometria de fluxo intermitente, foi quantificada a taxa metabólica padrão em peixes de diferente tamanho (17 g - 1050 g) em cinco temperaturas (19, 23, 26, 29 e 33°C). O coeficiente oxi-calórico para oxidação de gordura (13,72 J mg-1 O2) foi utilizado para converter os dados de consumo de oxigênio em taxas de produção de calor. O coeficiente alométrico da produção de calor em jejum foi próximo a 0,8, valor usual para outras espécies de peixes. A partir da aplicação do método fatorial de análise foram estimadas as exigências de energia digestível e proteína digestível para mantença e para o crescimento do pacu e o efeito do nível de lipídeos dietéticos (alto - AL, ou baixo - BL) sobre as exigências nutricionais. O nível de lipídeos da ração não influenciou a estimativa de exigência de energia para mantença (26,57 kJ de ED kg-0,8 dia-1 e 0,076 g de PD kg-0,7 dia-1). A exigência de energia digestível para crescimento (kJ de ED por kJ de energia retida) foi maior para a ração BL (1,387) do que para a ração AL (1,285). A exigência em proteína digestível (g de PD por g de proteína depositada) foi maior para peixes alimentados com a ração BL do que com a ração AL (1,7015 vs. 1,583). / Intensive fish farming systems entail the use of complete feeds and accurate feeding and nutrition management. The main objective of fish feeding and nutrition practices is the efficient use of feed energy and nutrients. High efficiency actually means increased retention of nutrients and energy, i.e., improved growth ratio and reduced discharge of nutrients in the water. This work aimed at studying the efficiency of use of feed energy and protein of pacu, Piaractus mesopotamicus. A first trial characterized physicochemical properties and apparent digestibility coefficients of protein and energy of 28 commercial, omnivorous fish feeds sampled in the region of Piracicaba, state of São Paulo. The data were used to set multiple linear regression models predicting the digestible energy (DE) and digestible protein (DP) contents of commercial, sampled feeds. A second group of trials studied the metabolic efficiency of use of energy and protein. The intermittent flow respirometry technique was used to quantify the standard metabolic rate of different fish size classes (17 g - 1050 g) at five temperatures (19, 23, 26, 29 and 33 ° C). The coefficient for oxy-caloric fat oxidation (13.72 J mg-1 O2) was used to convert the oxygen consumption data to heat production ratios. The allometric coefficient of heat production in fasting condition was 0.8, a typical value for other fish species. Digestible energy and digestible protein requirements for maintenance and growth and effects of dietary lipids (high - AL, or low - BL) contents on nutritional requirements of pacu were then studied with the aid of factorial analysis method. Dietary lipid contents did not affect energy requirements for maintenance (26.57 kJ DE kg-0.8 day-1 and 0.076 g DP kg-0.7 day-1). The digestible energy requirement for growth (kJ of ED per kJ of energy retained) was higher for BL feeds (1.387) than for AL feeds (1.285). The requirements of digestible protein (g DP per g of deposited protein) was higher for the BL than for the AL feed (1.7015 vs. 1.583).

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-06-23T12:29:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_fabiana_fonseca_dos_santos.pdf: 3022588 bytes, checksum: 060ec7a7f1d4edb18fdd846563216008 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-06-23T22:08:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_fabiana_fonseca_dos_santos.pdf: 3022588 bytes, checksum: 060ec7a7f1d4edb18fdd846563216008 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T22:08:43Z (GMT). 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Para os experimentos de germinação utilizou-se sementes da cv. Arbequina com e sem o endocarpo, as quais foram semeadas em casa de vegetação e sem endocarpo e embrião para cultivo in vitro. As plantas obtidas da germinação in vitro (sementes sem endocarpo), foram transferidas para condição ex vitro e submetidas a diferentes tratamentos com nutrientes para acelerar o seu crescimento. Já as análises moleculares foram baseadas na avaliação de 20 loci SSR, em 72 acessos. Destes 20 loci SSR sete foram utilizados, juntamente com seis caracteres fenotípicos, sendo dois qualitativos e quatro quantitativos, relacionados à folha e à flor, com objetivo de caracterizar a variabilidade genética de 12 importantes cultivares, para verificar seu desenvolvimento. Sumarizou-se três matrizes, de dados morfológicos quantitativos, dados morfológicos qualitativos e uma de dados moleculares, e a partir dessa matriz originou-se o dendrograma. Ainda, foram realizadas análises de parâmetros de variabilidade genética dos dados moleculares. A ‗Arbequina‘ sem endocarpo semeada in vivo obteve baixo potencial germinativo,(8,5% de germinação) já as que foram semeadas em condição in vitro de sementes sem endocarpo e embriões isolados com (42,11% e 55,33% de germinação, respectivamente) e reduziram o tempo da germinação em até cinco vezes (de 90 para 15 dias com embriões). As sementes (sem endocarpo) semeadas in vitro (63% de germinação) para aclimatação em casa de vegetação não requerem nutrientes nitrogênio, fósforo e potássio. O dendograma obtido a partir da matriz de similaridade genética UPGMA, calculada pelo índice de Dice, utilizando os dados dos loci SSR, não foi capaz de distinguir os acessos agrupados por países. A abordagem Bayesiana revelou alta relação genética no germoplasma de olivas da Embrapa Clima Temperado, possivelmente devido a maioria pertencer ao mesmo centro de origem, indicando a coancestralidade das cultivares estudadas. Foi possível a identificação de dois pools, com alta relação com os diferentes grupos que compõem a coleção. O conjunto de marcadores SSR escolhidos apresentaram-se polimórficos, permitindo a caracterização de todos os acessos do Banco ativo de Germoplasma da Embrapa Clima Temperado (Pelotas/RS). O resultado da sumarização das matrizes originou um dendrograma que separou os acessos por origem, sendo os acessos Galega e Penafiel originários de Portugal, Frank e VB2, do Brasil, Canino e Coratina, da Itália, e os restantes B21, Gordales, Gran Vitale e Nelson, todos do Brasil confirmando a hipótese de que estes acessos de germoplasma de oliveiras da Embrapa tem uma base genética comum. Contudo, estes resultados indicam um nível médio de variabilidade morfológica e molecular, análises estas complementares, forneceram uma mais completa compreensão da diversidade disponível nestes acessos da coleção de oliveiras. Os resultados desse estudo servem para caracterizar os acessos de oliveiras da coleção da Embrapa Clima temperado (Pelotas/RS) e serão utilizados para os programas de melhoramento genético de oliveira no Brasil, o qual encontra-se em estágio inicial. / The stages of ontogeny olive (Olea europaea L.), from germinating seeds, juvenile period of growth and reproductive phase transition even the development of fruit inflorescence, are long and problematic. Thus, aimed at speeding up the germination process (overcoming latency) and at seedling cultivar Arbequina, besides characterize morphologically and molecularly the access active bank of olive germplasm from Embrapa Temperate Climate (Pelotas / RS) to generate information that may help in future olive breeding programs in Rio Grande do Sul State. For the germination experiments seeds of cv. Arbequina were used with and without the endocarp, which have been sowed in the greenhouse without cored and embryo to in vitro cultivation. The plants obtained through in vitro germination (seed without the endocarp), were transferred to ex vitro conditions and subjected to different treatments with nutrients in order to accelerate their growth. While the molecular analyzes were based on the evaluation of 20 loci SSR in 72 acesses. From those 20 loci SSR seven loci have been used, along with six phenotypic characters, two qualitative and four quantitative, related to leaf and flower, in order to characterize the genetic variability 12 of important cultivars to check their development. Three arrays have been summarized from quantitative and qualitative morphological, also one from molecular data. Due to this matrix dendrogram has been originated. Furthermore, genetic variability analysis were performed of parameters of molecular data. The 'Arbequina' cored seeded in vivo obtained low germination potential (8.5% germination) however those seeds sowed in vitro condition without cored and isolated embryos (42.11% and 55.33% germination, respectively) moreover reduced the time of germination up to five times (from 90 to 15 days with embryos). The seeds (without the endocarp) in vitro (63% germination) for acclimatization in greenhouse do not require nutrients nitrogen, phosphorus and potassium. The dendrogram obtained from the genetic similarity matrix UPGMA Dice index calculated by using the data of SSR loci has not been able to distinguish the access grouped by country. The Bayesian approach has shown high genetic relation to olive germoplasm of Embrapa Temperate Climate, possibly due to the majority belong to the same center of origin, indicating the co-ancestry of cultivars. It has been possible to identify two pools, with high correlation with to the different groups that make up the collection. The set of SSR markers chosen have shown polymorphic, allowing the characterization of all accesses of Active Germplasm Bank of Embrapa Temperate Climate (Pelotas / RS). The result of summarization of the matrices generated a dendrogram that separated the access by origin, being the Galician and Penafiel access originating from Portugal, Frank and VB2 in Brazil, Canine and Coratina in Italy, and the remaining B21, Gordales, Gran Vitale and Nelson, all in Brazil confirming the hypothesis that these germplasm accesses of Embrapa's olive trees have a common genetic basis. Nevertheless, these results indicate an average level of morphological and molecular variability. Complementary analysis provided a more complete understanding of the diversity available in these accesses of the collection of olives. The results of this study serve to characterize the access of olive collection of Embrapa Temperate (Pelotas / RS) and will be used for breeding programs of olive in Brazil, which is at an early stage.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-08-25T13:29:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-28T20:57:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-08-28T20:58:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-28T20:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese_ane_gerber_crochemore.pdf: 1605099 bytes, checksum: 9f7ad6903f74a90dce5b9454a41d16ce (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Os bioplásticos vêm ganhando espaço nos projetos de pesquisas e muitos já estão sendo produzidos em escala industrial e podem substituir polímeros de origem petroquímica, resultando em grande benefício ambiental. Também possuem grande potencial biotecnológico, podendo ser empregados como matéria-prima para diferentes produtos dependendo principalmente das propriedades físico-químicas e térmicas que apresentarem. Os polihidroxialcanoatos (PHAs), típicos bioplásticos totalmente biodegradáveis, são poliésteres acumulados, principalmente, por uma variedade de bactérias, como fonte de reserva de carbono e energia para a célula. O poli(3-hidroxibutirato) [P(3HB)], é o PHA mais estudado e mais comumente armazenado na forma de grânulos lipofílicos, podendo chegar a níveis de 90% em massa celular seca. O objetivo desta pesquisa foi, primeiramente, quantificar e avaliar as propriedades térmicas do polímero produzido pela Pseudomonas sp. CMM43, identificada como produtora de P(3HB), cultivada em meio nutritivo simples. Na sequência, o objetivo foi otimizar a produção de P(3HB) pela bactéria em incubador agitador orbital e biorreator bem como caracterizar os biopolímeros produzidos nas diferentes condições. Inicialmente, foi investigada a fase de multiplicação celular, alterando parâmetros de cultivo com intuito de aumentar a concentração de biomassa produzida e determinar se a produção está associada à multiplicação celular. O P(3HB) recuperado foi identificado e caracterizado. A Pseudomonas sp. CMM43 acumulou P(3HB) em 24 h, sem a necessidade de limitação de algum nutriente, sugerindo que a acumulação do polímero ocorra simultaneamente à multiplicação. O máximo conteúdo de P(3HB), 70% em relação à massa celular seca (MCS), foi obtido em meio com 1% de sacarose, pH 6,5; temperatura de 28 ºC, 250 rpm e menor aeração. O biopolímero apresentou propriedades térmicas e massa molecular reduzidas, o que permite aplicações específicas na área médica e farmacêutica. Em uma segunda fase, foram testados em agitador incubador orbital meios e concentrações de inóculo para a fase de produção do biopolímero na temperatura e aeração anteriormente selecionadas. Os P(3HB)s foram identificados e caracterizados. A máxima produção de polímero relativa à MCS foi de 83% em 48 h, no meio em que foi utilizado 10% (v/v) de inóculo e 1% de sacarose. Obtiveram-se polímeros de massa molecular reduzida e temperatura de fusão menor que a de degradação, indicando ser uma característica da bactéria e não influência do meio ou da concentração do inóculo. Por final foi avaliada a produção de P(3HB) em biorreator, aplicando o mesmo meio e condições de cultivo do estudo anterior, observando-se grande redução no acúmulo. Conclui-se que Pseudomonas sp. CMM43 possui propriedades promissoras para processos industriais de produção de P(3HB). Mesmo não tendo atingido altas concentrações celulares, a bactéria acumulou altos níveis de (P(3HB)/MCS) em 48 h, sem limitação de nutrientes e utilizando sacarose, substrato bastante econômico no Brasil. Adicionalmente, sintetiza polímeros com propriedades térmicas diferenciadas que permitem aplicabilidades específicas na área biomédica e farmacêutica. / Bioplastics have been gaining espace in research projects and many are already being produced on an industrial scale and can replace petrochemical polymers of origin, resulting in greater environmental benefit. They also have great biotechnological potential and can be used as raw material for different products depending primarily on the physical, chemical and thermal properties that show. Polyhydroxyalkanoates (PHAs), typical bioplastics completely biodegradable, are polyesters accumulated mainly by a variety of bacteria, as a source of carbon and energy reserve for the cell. The poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)], is the most studied and most commonly stored as lipophilic PHA granules, reaching levels of 90% of dry cell weight. The aim of this study, was first, to quantify and evaluate the thermal properties of the produced polymer by Pseudomonas sp. CMM43, identified as producing P(3HB), cultivated in simple nutrient medium. Following aimed to optimize the production of P(3HB) by the bacteria in orbital shaker and bioreactor, and to characterize produced biopolymers in different conditions. Initially, was investigated cellular growth phase, changing cultivation parameters in order to increase the concentration of biomass produced and to determine if production is growthassociated. The P(3HB) recovered was identified and characterized. The Pseudomonas sp. CMM43 accumulated, high levels of P(3HB) at 24 h, without any nutrient limitation, suggesting that accumulation of polymer occurs simultaneously on the growth. The maximum content, 70% in the dry cell weight (DCW) was obtained in medium with sucrose, pH 6.5, temperature of 28 º C, 250 rpm and less aeration. The biopolymer presented reduced thermal properties and molecular weight, which allows specific applications in the medical and pharmaceutical area. In a second phase, was tested still in an orbital shaker incubator, media and inoculum concentration for the biopolymer production phase, in the temperature and aeration previously selected. The P(3HB) are recovered were identified and characterized. The maximum polymer yield was 83% in DCW at 48 h, in the medium which 10% (v/v) of inoculum and1% of sucrose was used. Polymers with low molecular weight and with melting temperature less than degradation were obtained, indicating that a characteristic of bacteria, and no influence on the medium or the concentration of inoculum. By the end was evaluated P(3HB) production in bioreactor, using the same medium and culture conditions of the previous study, it was observed a large reduction in the accumulation. In conclusion, Pseudomonas sp. CMM43 has promising conditions for industrial P(3HB) production processes. Despite not having reached high cell concentrations, the strain acumulated high levels (P(3HB)/DCW) for 48 h, without nutrient limitation and using sucrose, quite economical substrate in Brazil. Additionally, synthesizes polymers with different thermal properties that allow specific applicability in the biomedical and pharmaceutical field.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A tese descreve a ingestão de nutrientes segundo variáveis demográficas e socioeconômicas em adultos brasileiros, com base nos dados da primeira avaliação nacional do consumo alimentar individual, o Inquérito Nacional de Alimentação (INA), realizado entre 2008 e 2009. Um total de 34.003 indivíduos com pelo menos 10 anos de idade participaram do estudo. O presente estudo incluiu 21.003 indivíduos adultos, de 20 a 59 anos de idade, com exceção das mulheres gestantes e lactantes (n=1.065). O consumo alimentar individual foi estimado utilizando dois dias de registros alimentares não consecutivos. O consumo usual de nutrientes foi estimado pelo método do National Cancer Institute que permitiu a correção da variabilidade intraindividual. As prevalências de ingestão inadequada de nutrientes foram estimadas segundo o sexo e faixas etárias utilizando o método da necessidade média estimada como ponte de corte. A inadequação de sódio foi avaliada pelo consumo acima do nível de ingestão máximo tolerável. Os resultados são apresentados na forma de dois artigos. No primeiro artigo, estimaram-se as prevalências de inadequação segundo as cinco grandes regiões (Norte, Nordeste, Sudeste, Sul e Centro-Oeste) e a situação do domicílio (urbano e rural). Observaram-se prevalências de inadequação maiores ou iguais a 70% para cálcio entre os homens e magnésio, vitamina A, sódio em ambos os sexos. Prevalências maiores ou iguais a 90% foram encontradas para cálcio entre as mulheres e vitaminas D e E em ambos os sexos. No geral, os grupos com maior risco de inadequação de micronutrientes foram as mulheres e os que residem na área rural e na região Nordeste. No segundo artigo, estimaram-se as prevalências de inadequação do consumo segundo renda e escolaridade. A renda foi caracterizada pela renda mensal familiar per capita e a escolaridade definida pelo número de anos completos de estudo. Ambas variáveis foram categorizadas em quartis. Modelos de regressão linear simples e mutuamente ajustados foram estimados para verificar a associação independente entre o consumo de nutrientes e as variáveis socioeconômicas. Foram testadas as interações entre renda e escolaridade. Verificou-se que a inadequação da maioria dos nutrientes diminuiu com o aumento da renda e escolaridade; porém, o consumo excessivo de gordura saturada e o baixo consumo de fibra aumentaram com ambas variáveis. Grande parte dos nutrientes foi independentemente associada à renda e escolaridade, contudo, o consumo de ferro, vitamina B12 e sódio entre mulheres foi associado somente com a educação. Observou-se interação entre renda e escolaridade na associação com o consumo de sódio em homens, fósforo em mulheres e cálcio em ambos os sexos. Os achados indicam que melhorar a educação é um passo importante na melhoria do consumo de nutrientes no Brasil, além da necessidade de formulação de estratégias econômicas que permitam que indivíduos de baixa renda adotem uma dieta saudável. Nossos resultados mostram também um grande desafio das ações de saúde pública na área de nutrição, com importantes inadequações de consumo em toda população adulta brasileira e particularmente em grupos populacionais e regiões mais vulneráveis do país. / The thesis describes the nutrient intake according to demographic and socioeconomic variables in Brazilian adults, based on data from the first national survey of individual food intake. The National Dietary Survey (NDS) was conducted between 2008 and 2009. Total of 34,003 subjects aged 10 years or older participated in the study. The present study included 21,003 Brazilian adults, aged 2059 years, after exclusion of pregnant and lactating women (n= 1,065). Two non-consecutive days of food records were used to estimate individual food intake. National Cancer Institute method allows correcting the within-person variance to estimate the usual nutrient intake. The Estimated Average Requirement (EAR) cut-off point method was used to estimate the prevalence of inadequate nutrient intake according to sex and age group. The sodium inadequacy was estimated by intake above the tolerable upper intake level. The results are presented in two papers. In the first paper, prevalence of inadequacy was estimate according to macro regions of the country (North, Northeast, Southeast, South and Midwest) and location of the households (urban or rural). Prevalence of inadequacy equal to or greater than 70% were observed for calcium among men and magnesium, vitamin A, and sodium among both sexes. Prevalence equal to or greater than 90% were found for calcium in women and vitamins D and E in both sexes. In general, the greatest risk groups of inadequate micronutrient intake were women and those living in rural areas and in the Northeast region. In the second paper, the prevalence of inadequacy was estimate according to income and education. Income was characterized by monthly household per capita income and education was defined by number of full years of study. Both variables were categorized into quartiles. Simple linear regression models and mutually adjusted were estimated to verify the independent association between nutrient intake and socioeconomic variables. The interactions between income and education were tested. Results indicated that most of nutrients inadequacy decreased with increasing income and education; however, the excessive intake of saturated fat and low fiber intake increased with both variables. Most of nutrients were independently associated with income and education, however, iron, vitamin B12 and sodium intake among women were only associated with education. The interaction between income and education were observed in the association with sodium intake in men, phosphorus in women and calcium in both sexes. The findings indicate that improvement of education is an important step in reaching an adequate nutrient intake in Brazil, besides the need to formulate economic strategies that would allow lower-income individuals to adopt a healthy diet. Our results also show a major challenge to public healthy actions in the nutrition area, with important inadequacies of intake in adult Brazilian population, particularly in the most vulnerable regions of the country.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / According to the River Continuum Concept, in small rivers, corresponding to ~ 80% of river basins, the main energy source for the trophic chain is the material produced in riparian zones, especially leaves. This material goes through the process of decomposition, which is responsible for the nutrients cycling and maintenance of aquatic communities. In this context, the objective of this study is to investigate the effects of physical, chemical and physiological traits of plant species on microbial activity and fragmentation, and as a consequence on decomposition rates. In the first chapter we investigated the activity of Phylloicus fragmentation in relation to food resources with different leaf traits. We found that the shredders have their food activity stimulated by substrate with less amount of lignin, which facilitates fungus conditioning and promotes the palatability of the detritus. In the second chapter, we investigated the feeding preference and assimilation of C3 and C4 carbon by Phylloicus and Aegla longirostri. We found that the shredders consume more the C4 species, but do not alter its isotopic signature and the intense activity of the hyphomycetes in the leaves C4 stimulated the consumption by the shredders. In the third chapter we investigated the effect of nutrient enrichment on soil and water on leaf nutritional quality and decomposition rates. We showed that the fertilized trees promoted leaves more nutritious than leaves of unfertilized trees. In addition, we found that the effect of nutrient enrichment on water was stronger than the nutrient enrichment of leaves in the decomposition process. Within the three chapters, we verified that the activities of the shredders and fungi are influenced by the characteristics of the leaves and are related to the riparian vegetation, especially by C3 carbon. We verified that the structural compounds are determinant for the microbial colonization and consequently for the fragmentation and litter decomposition. We also verified that the enrichment of nutrients in the water may be more important for the process of leaf decomposition than the nutrients in the leaves. / De acordo com a teoria do Contínuo Fluvial, nos pequenos rios florestados, que correspondem a ~80% das bacias hidrográficas, a principal fonte de energia para a cadeia trófica é o material produzido nas zonas ripárias, especialmente folhas. Este material passa pelo processo de decomposição, que é responsável pela ciclagem de nutrientes e manutenção das comunidades aquáticas. Neste contexto, o objetivo deste estudo é investigar os efeitos dos traços físicos, químicos e fisiológicos das espécies vegetais na atividade de microrganismos e invertebrados decompositores, e como consequência nas taxas de decomposição. No primeiro capítulo investigamos a atividade de fragmentação de Phylloicus frente a recursos alimentares com características foliares diferentes. Nós constatamos que os fragmentadores têm sua atividade alimentar estimulada por substrato com menor quantidade de lignina, o que facilita o condicionamento por fungos e promove a palatabilidade do detrito. No segundo capítulo, investigamos a preferência alimentar e assimilação C3 e C4 por Phylloicus e Aegla longirostri. Constatamos que os fragmentadores consomem mais a espécie C4, porém não alteram sua assinatura isotópica. E a intensa atividade dos hifomicetos nas folhas C4 estimulou o maior consumo pelos fragmentadores. No terceiro capítulo investigamos o efeito do enriquecimento de nutrientes no solo e na água na qualidade nutricional das folhas e nas taxas de decomposição. Evidenciamos que as plantas fertilizadas geraram folhas mais nutritivas que as não fertilizadas. Além disso, averiguamos que o efeito do aumento de nutrientes na água foi mais forte do que o efeito de nutrientes das folhas no processo de decomposição. Com os três capítulos verificamos que as atividades dos fragmentadores e fungos são influenciadas pelas características das folhas e estão relacionadas com a vegetação ripária, especialmente por carbono C3. Constatamos que os compostos estruturais são determinantes para a colonização microbiana e por consequência para a fragmentação e decomposição foliar. Verificamos também que o enriquecimento de nutrientes na água pode ser mais importante para o processo de decomposição foliar do que os nutrientes nas folhas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O meloeiro à uma das cucurbitÃceas mais exigentes em relaÃÃo à adubaÃÃo, sendo necessÃrios conhecimentos de solo, exigÃncia nutricional e eficiÃncia na utilizaÃÃo de nutrientes, para uma adubaÃÃo adequada. Objetivou-se a parametrizaÃÃo de um sistema para recomendaÃÃo de corretivos e fertilizantes para a cultura do meloeiro (Ferticalc-MelÃo) com base no balanÃo nutricional. O sistema apresenta um mÃdulo para correÃÃo da acidez no solo utilizando dois mÃtodos de recomendaÃÃo de calagem. Para estimar a adubaÃÃo recomendada o sistema foi subdividido: subsistema requerimento (REQ), que contempla a demanda de nutrientes pela planta, considerando a eficiÃncia de recuperaÃÃo dos nutrientes aplicados, alÃm de uma dose que atende ao critÃrio de âsustentabilidadeâ apenas para o nutriente K, e o subsistema suprimento (SUP), que corresponde à oferta de nutrientes pelo solo e Ãgua de irrigaÃÃo. ApÃs a determinaÃÃo do REQtotal e SUPtotal, realizou-se o balanÃo nutricional, no qual em resultado positivo (REQ > SUP), recomenda-se a aplicaÃÃo de fertilizantes, e negativo ou nulo (REQ ≤ SUP), nÃo se recomenda aplicar. Foram feitas simulaÃÃes para quatro diferentes tipos de meloeiro: Amarelo, Cantaloupe, GÃlia e Pele-de-sapo, numa faixa de produtividade esperada total de 15.000 a 45.000 kg ha-1 considerando diferentes valores de P-rem. O sistema estimou que o GÃlia foi o menos exigente em P enquanto o Pele-de-sapo mostrou-se mais exigente. Dentre os tipos, o Cantaloupe foi menos exigente em N e Ca, enquanto o Amarelo exigiu menos K, Mg e S. Para os micronutrientes, o Amarelo foi o que menos exigiu Fe, Cu e Zn, enquanto Mn foi menos demandado pelo Cantaloupe. O suprimento dos nutrientes K, Ca e Mg pela Ãgua de irrigaÃÃo foram respectivamente, 23,40; 1.216,00 e 136,08 kg ha-1 para as condiÃÃes de solo (AS - I) e 6,24; 48,00 e 4,86 kg ha-1 para (AS-II). De maneira geral, o sistema recomendou adubaÃÃo com macronutrientes para (AS-II) com exceÃÃo para Mg e Ca, enquanto para (AS-I) foi recomendado apenas para N e P, em funÃÃo dos altos teores de K, Ca e Mg no solo e Ãgua de irrigaÃÃo. Comparando com outros mÃtodos o sistema mostrou-se mais dinÃmico e flexÃvel nas suas recomendaÃÃes. AtravÃs da anÃlise de sensibilidade do sistema, constatou que a variÃvel que mais influenciou as recomendaÃÃes foi a produtividade, seguida dos teores de nutriente no solo. O sistema apresentou resultados satisfatÃrios em relaÃÃo Ãs recomendaÃÃes, porÃm necessita ser avaliado sob condiÃÃes de campo para seu aperfeiÃoamento em futuras versÃes. / The melon is one of cucurbitaceae most demanding in relation to fertilization, being necessary knowledge of soil, nutritional requirements and nutrient use efficiency, for a proper fertilization. The objective was parameterization of a system for recommendation of fertilizers for the melon (Ferticalc-Melon) based on the nutrient balance. The system features a module for soil acidity correction using two methods of liming. To estimate the fertilizer recommended, the system was subdivided: requirement subsystem (REQ), which includes the demand for nutrients by the plant, whereas the efficiency of nutrient recovery, and a dose that meets the criterion of "sustainability" only for the nutrient K, and supply subsystem (SUP), which corresponds to the supply of nutrients from the soil and irrigation water. After determining the REQamount and SUPamount, held the nutritional balance, in which a positive result (REQ > SUP), it is recommended that the application of fertilizer, and negative or zero (REQ ≤ SUP), not recommended to apply. Simulations were made for four different types of melon: Amarelo, Cantaloupe, GÃlia e Pele-de-sapo, in the range of productivity expected total of 15,000 to 45,000 kg ha-1 considering different values of P-rem. The system estimated that the GÃlia was the least demanding in P while Pele-de-sapo was the most demanding. Among the types, Cantaloupe was the least demanding in N and Ca, while the Amarelo requires less K, Mg and S. For the micronutrients, Amarelo was the least demanded that Fe, Cu and Zn, whereas Mn was less demanded by Cantaloupe. The supply of nutrients K, Ca and Mg by irrigation water were respectively, 23.40; 1,216.00 e 136.08 kg ha-1 to soil conditions (AS - I) and 6.24; 48.00 and 4.86 kg ha-1 to (AS-II). In general, the system recommended fertilization with macronutrients for (AS-II) except for Mg and Ca, while for (AS-I) was recommended only N and P, due to high levels of K, Ca and Mg in the soil and irrigation water. Compared with other methods the system proved to be more dynamic and flexible in its recommendations. By analyzing the sensitivity of the system, found that the variable that most influenced the recommendations was the productivity, then the nutrient content in soil. The system showed good results in relation to the recommendations, but needs to be evaluated under field conditions for your improvement in future versions.

A contaminação ambiental por metais pesados, entre os quais o cádmio (Cd), níquel (Ni) e zinco (Zn), tanto nos solos cultivados quanto nos produtos agrícolas, demanda constante monitoramento do solo, bem como a quantificação desses elementos nos diferentes órgãos dos vegetais. No manejo da adubação e outras práticas culturais, há contaminação indesejável de metais pesados que se acumulam nos solos ao longo dos anos, podendo causar danos ao crescimento vegetal, produção e/ou qualidade do produto agrícola. Considerando a relevância da problemática dos metais pesados nos sistemas agrícolas, é essencial o conhecimento da ação do Cd, Ni e Zn nos processos metabólicos no cafeeiro. A proposta desta pesquisa foi verificar a influência das aplicações de doses crescentes de Cd, Ni e Zn sobre as características nutricionais, fisiológicas e bioquímicas em plantas de cafeeiro em produção e na qualidade da bebida. Por meio dos parâmetros analisados até 128 dias, a ordem crescente de toxidez é de Ni, Zn e Cd. A distribuição de Cd é maior nos ramos, grãos e folha; Ni nas folhas, ramos e grãos e Zn nos ramos, folhas e grãos. O estado nutricional do cafeeiro não é afetado pela aplicação dos metais, com exceção do nitrogênio e do fósforo, que reduz nas maiores doses de Cd e Zn. A produtividade e qualidade da bebida são reduzidas em razão da aplicação dos metais. / Environmental contamination by heavy metals, including Cd, Ni and Zn, in both cultivated soils and agricultural products, takes constant monitoring of soils and the quantification of these elements in different plant parts. The management of fertilizer and other cultural practices, there are undesirable contamination of heavy metals that accumulate in soils over the years, causing damage to plant growth, production and/or quality of products. Considering the growing concern with heavy metals in agricultural systems is essential research focused on the physiological mechanism of Cd, Ni and Zn in coffee plants. Therefore, to evaluate the translocation of metals to coffee beans, the monitoring and the quantification of these elements in soils and different organs of coffee plants are required. The aim of this study was to evaluate the influence of applications times and rates of Cd, Ni and Zn on the nutritional, physiological and biochemical changes in coffee plants as well as cup quality drink under field condition. According to the results evaluated up to 128 days exposure to metals, the order of increasing toxicity was Ni>Zn>Cd. The distribution of Cd was higher in the plagiotropic branches>grain>leaf; Ni in leaves>stems>grains, and Zn in stems>leaves>grains, respectively. The nutritional status of coffee plants was not affected by the application of metals, except nitrogen and phosphorus, which reduced the highest levels of Cd and Zn. The coffee yield and cup quality drink decreased due to metals exposition.

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The objective of this thesis was to quantify the losses of nitrate (NO3-) and potassium (K+), under different managements of irrigation, in sandy and clay soils in greenhouse, and at field, the effects in bean crop irrigated by sprinkling in clay soil. The first experiment was conducted in 2014, Urutaí, Goiás, Brazil. Indeformed soil columns were arranged in a randomized complete blocks design with three replications. As nitrogen source was used calcium nitrate with 15.5% of Total Nitrogen (N) and as source of K+ was used potassium chloride with 58% of K2O. In fertilized columns were used four blades of water, equivalent to 50, 100, 150 and 200% of the water layer obtained by the mass difference of the columns of the treatments 100%. The irrigations were applied every three days for a period of 81 days. The losses of NO3- and K+ in the columns were quantified. Joint analysis of data was performed according to the time factor. The second experiment was conducted in 2014 in Oxisol Red Dystrophic clayey, in Urutaí, Goiás, Brazil. Four irrigation levels were applied, the equivalent to 50, 100, 150 and 200% of crop evapotranspiration (ETc), estimated by the method of Class A tank. The plots were arranged in a randomized complete block design with four replications, and seven evaluations of soil solution throughout the experiment. As K+ source was used the potassium chloride with 58% K2O and as N source was used calcium nitrate with 15.5% of N. To collect soil solution, extractors of solution were installed at depths of 0.20, 0.40, 0.60, 0.80 and 1.00 m, and certain of the extracted solution, the concentrations of NO3- and K+. In crop harvest were evaluated the production components and productivity of beans. With the first experiment it is concluded that the movements of N-NO3- and K+ varied depending on the soil and irrigation levels, being that, the higher the applied water blade, the greater the amount of leached ions NO3- and K+. With the second experiment it is concluded that the movements of NO3- and K+ in the soil profile varied between the treatments, showing increased losses, below the roots, due to the application of greater irrigation blade, and that the correct irrigation management in the bean (100% the ETc), combined with appropriate doses and periods of nitrogen and potassium applications provide the best yield of grains / A crescente demanda mundial por alimentos e a diminuição na abertura de novas áreas para expansão, devido à pressão pela preservação ambiental, vem intensificando o processo de verticalização da produção agrícola, resultando na mudança do padrão extensivo para o padrão intensivo. Na região do Cerrado, tradicionalmente com solos de baixa fertilidade e ciclo hidrológico bem definido, observa-se que este processo de intensificação, tem se caracterizado por aplicação de grandes quantidades de fertilizantes e irrigação. Entretanto, o manejo incorreto da irrigação e das doses e épocas de aplicação de nutrientes, principalmente os de alta mobilidade no solo, podem causar perdas por lixiviação, resultando em prejuízos tanto econômicos quanto ambientais. Assim, o objetivo desta tese foi quantificar as perdas de nitrato (NO3-) e potássio (K+), sob diferentes manejos de irrigação, em solos arenoso e argiloso em ambiente protegido, e a campo, os efeitos na cultura do feijoeiro irrigado por aspersão em solo argiloso. O primeiro experimento foi conduzido em 2014, em Urutaí, Goiás. As colunas de solo indeformado foram arranjadas em blocos completos casualizados com três repetições. Como fonte de nitrogênio utilizou-se o nitrato de cálcio com 15,5% de Nitrogênio Total (N) e como fonte de K+ utilizou-se o cloreto de potássio com 58% de K2O. Nas colunas adubadas foram aplicadas quatro lâminas de água, equivalentes a 50, 100, 150 e 200% da lâmina de água obtida pela diferença de massa das colunas dos tratamentos 100%. As irrigações foram realizadas a cada três dias, por um período de 81 dias. As perdas de NO3- e K+ nas colunas foram quantificadas. Foi realizada análise conjunta dos dados de acordo com o fator tempo. O segundo experimento foi conduzido em 2014, num Latossolo Vermelho Distrófico de textura argilosa, em Urutaí, Goiás. Foram aplicadas quatro lâminas de irrigação, equivalentes a 50, 100, 150 e 200% da evapotranspiração da cultura (ETc), estimadas pelo método do tanque Classe A. As parcelas foram arranjadas em blocos completos casualizados com quatro repetições, sendo sete avaliações da solução do solo ao longo do experimento. Como fonte de K+ utilizou-se o cloreto de potássio com 58% de K2O e como fonte de N utilizou-se o nitrato de cálcio com 15,5% de N. Para coleta da solução do solo foram instalados extratores de solução nas profundidades de: 0,20, 0,40, 0,60, 0,80 e 1,00 m, sendo determinadas da solução extraída, as concentrações de NO3- e K+. Na colheita da cultura avaliaram-se os componentes de produção e a produtividade dos grãos de feijão. Do primeiro experimento concluiu-se que as movimentações de N-NO3- e K+ variaram em função do solo e das lâminas de irrigação, sendo que, quanto maior a lâmina de água aplicada, maiores as quantidades lixiviadas dos íons NO3- e K+. Do segundo experimento concluiu-se que as movimentações de NO3- e K+ no perfil do solo variaram entre os tratamentos, evidenciando perdas cada vez maiores, abaixo das raízes, em função da aplicação de maiores lâminas de irrigação, e que o manejo correto da irrigação no feijoeiro (100% da ETc), combinado com doses e épocas adequadas de aplicações de nitrogênio e potássio, proporcionam o melhor rendimento de grãos da cultura.