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.

Os solos brasileiros, assim como aqueles localizados em regiões tropicais, possuem elevada capacidade de sorver fósforo (P) devido ao alto grau de intemperismo e consequente composição mineralógica da fração argila. Os fertilizantes solúveis possuem baixa eficiência em função da rápida adsorção aos minerais presentes nestes solos, como também precipitação com cátions em solução. Um componente do solo que pode diminuir a sorção de P é a matéria orgânica que atua na formação de complexos organominerais, inativando os sítios de adsorção dos minerais. Assim, a adição de biocarvão, um composto orgânico recalcitrante, mas que possui grupos reativos de superfície, pode contribuir na redução da sorção de P no solo. O objetivo do trabalho foi estudar o efeito de diferentes temperaturas de pirólise nas características químicas e adsortivas do biocarvão e disponibilidade e aproveitamento de fósforo do fertilizante aplicado no solo. Os biocarvões foram produzidos por pirólise do bagaço de cana-de-açúcar a 250, 450, 650 ºC e um carvão comercial de eucalipto foi utilizado como controle. Os biocarvões foram caracterizados quimicamente e agitados com soluções contendo diferentes doses de P para verificar o comportamento da adsorção de P (isoterma de adsorção). Após filtragem, os biocarvões retidos no filtro foram submetidos à espectroscopia no infravermelho médio. Foram realizados: (i) Um experimento de incubação, fatorial 4 x 2 x 2 + controle, utilizando um solo contendo 70 g kg-1 de argila, com os tratamentos: 4 tipos de biocarvão aplicados na dose de 10 g kg-1; dois níveis de pH (4,8 e 5,8) e dois níveis de adubação fosfatada (0 e 50 mg kg-1). As análises realizadas no solo foram pH em solução de CaCl2 e SMP, P disponível e P remanescente. (ii) Um experimento em casa-de-vegetação, fatorial 4 x 3 x 4, com cultivo de plantas de feijão avaliando os 4 tipos de biocarvão produzidos, 3 doses de cada biocarvão (0, 450 e 900 mg kg-1) aplicados na linha de semeadura e 4 doses de P (0, 25, 50 e 100 mg kg-1) aplicadas contato com o biocarvão na linha. Não houve adsorção de P pelos biocarvões avaliados. Os espectros de infravermelho e análise química mostram que o aumento da temperatura causa diminuição da acidez total, porém aumenta aromaticidade e superfície específica dos materiais. No experimento de incubação os solos que receberam biocarvões produzidos com bagaço de cana apresentaram maior P disponível e remanescente, por mecanismos diferentes. Enquanto o biocarvão produzido à 250 ºC promove a redução da adsorção por interações promovidas por grupos ácidos, os biocarvões com estruturas aromáticas formam complexos de ligações não covalentes com os minerais. O biocarvão pode ser um material importante na redução da sorção de fósforo e economia de fertilizantes, porém pesquisas adicionais devem ser realizadas a fim de estudar a influência da matéria-prima e forma de produção nas potencialidades de uso do produto obtido. / The Brazilian soils, as those from tropical environment, have high phosphorus (P) sorption capacity as a result of their weathering degree and consequently the mineralogical composition in the clay fraction. Soluble fertilizers have low efficiency since the fast adsorption occurs in mineral surfaces, as well as precipitation with cations in the soil solution. The organic matter acts decreasing P sorption in the soils after form organomineral complexes with minerals, by inactivation of adsorption sites. In this way, biochar that is a recalcitrant organic compost; however, contains surface reactive functional groups, can contribute decreasing soil P sorption. The aim of this work was to study the effect of different pyrolysis temperatures in biochar adsorption characteristics, P availability in the soil and plant P absorption from phosphate fertilizer. Biochars were produced by pyrolysis of sugarcane bagasse at 250, 450, 650 ºC and eucalyptus biochar was used as control treatment. Biochars were chemically characterized, and after mixed with solutions containing different P concentrations to study the P sorption behaviour (adsorption isotherm). After filtering, the biochars retained in the filters were undergoing to medium infrared spectroscopy. Were performed: (i) Incubation experiment, factorial 4 x 2 x 2 + control in a soil containing 70 g kg- 1 of clay, with the following treatments: the 4 biochar types cited above, applied at 10 g kg-1 rate; 2 pH levels (4,8 and 5,8) and 2 levels of phosphate fertilizer (0 and 50 mg kg-1). The soil pH (CaCl2 salt and SMP), available and remaining P were analysed. (ii) Greenhouse experiment was performed in 4 x 3 x 4 factorial scheme, with cultivation of common bean plants to evaluate the produced biochars; 3 biochar rates (0, 450 and 900 mg kg-1) were applied at the sowing line and 4 P rates (0, 25, 50 and 100 mg kg-1) added in the same line. The evaluated biochars do not adsorb P. Infrared spectroscopy and chemical analysis showed that increasing temperature resulted in a decreasing in the total acidity. However, occurred an increase in the aromaticity and specific surface of materials. Incubation experiment revealed that the soils which received biochar produced by sugarcane bagasse have greater available and remaining P, these influenced by different mechanisms. While biochar produced at 250 ºC promote adsorption reduction by interactions between biochar acid functional groups and mineral adsorption sites, biochars produced at high temperatures contain aromatic structures can complex minerals by noncovalent bonding. Biochar can be an important tool to reduce P sorption and increase the economy of fertilizers. However, further researches must be carried out to study the influence of feedstocks and pyrolysis technology in the potentiality of use of each biochar.

A deficiência generalizada de fósforo (P) na maioria dos solos brasileiros justifica a necessidade de adubações constantes para suprir a falta deste nutriente. Os fertilizantes totalmente acidulados, apresentando elevada solubilidade em água, são as fontes mais utilizadas na agricultura brasileira. Devido à depleção gradual das rochas fosfáticas de boa qualidade e pureza, faz-se necessário o uso de minérios considerados marginais. Uma das consequências da utilização de rochas fosfáticas contendo impurezas é a presença de compostos insolúveis nos fertilizantes, o que não representa necessariamente prejuízo ao desempenho agronômico. Porém, exigências quanto à solubilidade faziam com que estes fertilizantes contendo impurezas insolúveis não se enquadrassem à legislação. Com o objetivo de avaliar a eficiência agronômica destes fertilizantes com solubilidade variada foram realizados experimentos de incubação, de casa de vegetação e em condições de campo. O experimento de incubação foi conduzido em condições controladas com a aplicação de grânulos de sete fertilizantes testados no centro de placas de petri preenchidas com Neossolo Quartzarênico álico (RQa) com variações no pH e na capacidade de adsorção de P. Os fertilizantes testados foram: fosfato monoamônico (MAP), Fosfato diamônico (DAP), Superfosfato triplo (TSP), Superfosfato simples (SSPS), Fosfato acidulado sulfúrico (FAS), Fertilizante de rizosfera controlada (FRC) e Fosfato de solubilidade reduzida (FSR). Após cinco semanas de incubação, o solo foi amostrado na forma de anéis concêntricos, iniciando pelo centro para a avaliação da difusão do P. Grande parte do P adicionado permaneceu no próprio grânulo ou na região ao seu redor, independente do fertilizante. A maior difusão foi observada para os fosfatos de amônio. No experimento de casa de vegetação, também com RQa, avaliou-se milho por dois cultivos consecutivos com três fertilizantes com composição similar ao superfosfato simples (fonte padrão, fi > 85%), diferindo deste apenas na solubilidade em água (fi), que era de 50%, 60% e 70%. A eficiência agronômica não foi influenciada pela solubilidade destes fertilizantes, sendo que na maioria das condições de solo testadas, fertilizantes com menor solubilidade foram tão eficientes quanto o fertilizante padrão (mais solúvel). No experimento de campo, cultivando-se soja em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) em Itiquira, Mato Grosso, foram testados os mesmos quatro fertilizantes utilizados no experimento de casa de vegetação, tendo o SSP como fonte padrão. As fontes com solubilidade de 60% e 70% apresentaram eficiência agronômica igual ou até superior ao SSP, indicando a adequação destas fontes para o uso no campo. Estes resultados contrariam a antiga premissa de que solubilidade em água está sempre associada à eficiência agronômica. Fertilizantes fosfatados acidulados que apresentam compostos insolúveis podem apresentar desempenho agronômico equivalente a aqueles fertilizantes com elevada solubilidade em água, porém não é possivel generalizar completamente esta premissa devido às particularidades destas frações insolúveis. / The generalized deficiency of phosphorus (P) in most of the Brazilian soils justifies the need for constant fertilization in order to supply the lack of this nutrient. Fully acidulated fertilizers are the most used sources in Brazilian agriculture, with high water solubility. Due to the gradual depletion of high quality and pure phosphate ores, it is necessary to use ores considered as marginal grade. One consequence of the use of phosphate rocks containing impurities is the presence of insoluble compounds in the acidulated fertilizer, which not necessarily mean a problem to their agronomic performance. However, requirements regarding high solubility meant that these fertilizers containing insoluble impurities did not fit the law requirements. Aiming to evaluate the agronomic effectiveness of these fertilizers varying in solubility, experiments were performed under incubation, greenhouse, and field conditions. The incubation experiment was carried out under controlled environment applying seven kinds of fertilizer granules at the center of petri dishes filled up with a Quartzipsamments varying in pH and P adsorption capacity. The fertilizers tested were: monoammonium phosphate (MAP), diammonium phosphate (DAP), triple superphosphate (TSP), single superphosphate (SSP), sulfuric acidulated phosphate (FAS), rhizosphere-controlled fertilizer (RCF) and reduced solubility phosphate (FSR). After five weeks of incubation, soil was sampled as concentric rings, starting from the center section to evaluate P diffusion. Much of the added P remained in the granule itself or in the region around it, regardless of fertilizer. The higher diffusion was observed for ammonium phosphates. In a greenhouse experiment, maize was grown for first and residual yield, to evaluate three fertilizer with composition very similar to single superphosphate (standard source, fi > 85%), differing only by its water solubility, ranging from 50% to 70%. The agronomic effectiveness was not influenced by the solubility of these fertilizers. Under some soil conditions, lower solubility fertilizers were even more efficient than standard fertilizer, which had the highest solubility among all sources tested. A field experiment was carried out with soybean in Itiquira, Mato Grosso, under clayey Typic Hapludox. We also tested the four fertilizers used in the previous experiments, using single superphosphate as standard source. Sources with 60% and 70% of solubility were as efficient as single superphosphate, indicating their suitability for use in the soybean under field conditions. These results contradict the old premise that water solubility is always associated with agronomic effectiveness. Acidulated phosphate fertilizers which have insoluble compounds may exhibit agronomic performance equivalent to those fertilizers with high water solubility, however it is not possible to generalize completely this premise because of the peculiarities of these insoluble fractions.

Os solos tropicais altamente intemperizados apresentam elevada capacidade de adsorção de fósforo. Vários fatores podem influenciar a adsorção de P nestes solos, dentre eles destaca-se o teor de matéria orgânica. Os mecanismos envolvidos neste processo estão relacionados à liberação de ácidos orgânicos oriundos da decomposição da matéria orgânica, podendo ser de baixa massa molecular tais como, malato, oxalato ou citrato, ou de elevada massa molecular como ácidos húmicos e fúlvicos, que atuam na complexação do Fe ou Al em solução ou na superfície dos colóides, que por meio de troca de ligantes reduz assim a adsorção de P. O presente trabalho constou de quatro estudos, ambos realizados em casa-de-vegetação do Departamento de Ciência do Solo da ESALQ/USP, tendo como objetivos: (i) verificar o efeito da adição de ácidos orgânicos e fontes de substâncias húmicas, na disponibilidade de P em solos com diferentes capacidades de adsorção. Os tratamentos compreenderam 2 tipos de solo (Latossolo vermelho amarelo - LVA e LV), 2 fontes de P (Fosfato monocálcico - FMC p.a. e Fosfato natural reativo de Arad - FNR), 2 fontes de ácidos orgânicos de baixa massa molecular - AOBM (ácido cítrico - AC e ácido oxálico - AO), 2 fontes de substâncias húmicas (condicionador orgânico de solo - CO e turfa -TF)). As doses de AOBM foram de 0, 2, 4 e 8 mmol kg-1 e CO de 0, 150, 300, 600 L ha-1 e de TF 0, 20, 40, e 80 t ha-1; (ii) avaliar a eficiência agronômica de fontes de fósforo com solubilidade variável em água, com e sem adição de matéria orgânica. Os tratamentos constaram de 2 tipos de solo (LVA e LV), 2 fontes de P (Superfosfato triplo - SFT e Fosfato natural reativo - FNR), 3 doses de P (0, 50 e 100 mg kg-1 de P) e 3 doses de turfa - TF, correspondendo a 0, 25 e 50 t ha-1; (iii) avaliar o efeito da adição de fontes de substâncias húmicas na eficiência agronômica das fontes de P. Os tratamentos constaram de 2 solos (LVA e LV), 2 fontes de P (SFT e FNR) e 2 fontes de substâncias húmicas - FSH (CO e TF) e (iv) avaliar o efeito da adição e forma de aplicação de ácido cítrico na eficiência agronômica das fontes de P. O ácido cítrico (AC) foi adicionado nas doses de 0, 4 e 8 mmol kg-1 de AC, sendo as formas de aplicação avaliadas foram: (a) plantio (a dose completa de AC foi aplicada no plantio); (b) reposição = plantio + reposição (a dose completa de AC foi aplicada no plantio, sendo feito a reposição aos 7, 14, 21 e 28 dias de AC correspondendo a 50 % das doses iniciais; (c) parcelado (as doses de AC foram parceladas em 4 vezes). Os resultados obtidos permitem concluir que: a adição de ácidos orgânicos de baixa massa molecular e fontes de substâncias húmicas aumentou a disponibilidade de P, com maiores efeitos nos solos de baixa capacidade de adsorção de fósforo. O aumento da eficiência agronômica relativa após a adição de turfa foi maior para o fosfato natural reativo, quando comparado ao superfosfato triplo. A eficiência agronômica das fontes SFT e FNR é maior após a adição de condicionador orgânico a base de substâncias húmicas, quando comparado a adição de turfa. A eficiência agronômica relativa das fontes SFT e FNR é maior com a reposição do AC, quando compara a aplicação em dose única no plantio ou parcelado. / Tropical soils highly intemperized show increased capability on phosphorus (P) adsorption. Several factors may influence P adsorption in such soils, but special attention must be paid on the organic matter level. Mechanisms involved in this process are related to the release of organic acids derived from the decomposition of the organic matter, which may either have low molecular weight such as malic acids, oxalate and citrates; or may have high molecular weight such as humic and fulvic acids, that act in the complexation of ferric iron and aluminum either in solutions or on colloids surfaces, which, due to a shift of ligands, decrease P adsorption. This research work is comprised by four different studies, all of them performed under greenhouse conditions in the Department of Soil Sciences at ESALQ/USP, mainly aiming to: (i) verify the effect of the addition of organic acids and sources of humic substances on the availability of P in soils with different adsorption capacity. Treatments were performed in two types of soils (Red- Yellow Latosol LVA and LV), two sources of P (monocalcium phosphate - FMC p.a. - and Arad-reactive natural phosphate - FNR), 2 sources of low molecular weight organic acids - AOBM - (citric acid and oxalic acid) and 2 sources of humic substances (soil organic conditioner - CO - and peat - TF). Doses of AOBM were 0, 2, 4 and 8 mmol kg-1, doses of CO were 0, 150, 300 and 600 L ha-1 and doses of TF were 0, 20, 40 and 80 t ha-1; (ii) evaluate the agronomic efficiency of phosphorus sources with variable water solubility, with and without the addition of organic matter. Treatments consisted of two kinds of soils (LVA and LV), two sources of P (triple superphosphate - SFT - and reactive natural phosphate - FNR), three doses of P (0, 50 and 100 mg kg-1) and three doses of peat, corresponding to 0, 25 and 50 t ha-1; (iii) evaluate the effect of the addition of humic substances sources on the agronomic efficiency of P sources. Treatments consisted of 2 soils (LVA e LV), 2 sources of P (SFT and FNR) and 2 sources of humic substances - FSH (CO and TF); and (iv) evaluate the effect of the addition and the way of application of citric acid on the agronomic efficiency of P sources. Citric acid was added in doses corresponding to 0, 4 and 8 mmol kg-1 AC, and exposure methods assessed were: (a) planting (full AC dose applied during planting); (b) reposition = planting + reposition (full AC dose was applied during planting, with the reposition of AC on the 7th, 14th, 21st and 28th day corresponding to 50% of initials doses; (c) partitioned (AC doses were partitioned in four times). Results obtained allowed us to conclude that the addition of low molecular weight organic acids and humic substances sources increased the availability of P, with grater effects in soils of low capacity of P adsorption. The increase on relative agronomic efficiency after the addition of peat was higher for reactive natural phosphate, when compared to triple superphosphate. Agronomic efficiency of SFT and FNR sources is higher when compared to peat addition. Relative agronomic efficiency of SFT and FNR sources was higher with the repositioning of AC, when compared to the exposure to a single dose during planting or partitioned.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Katia Kabroski Andrioli.pdf: 1857849 bytes, checksum: 6d9dcc608c1be92e28d7a708d3503ce6 (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Quinoa is a food crop that has received great importance for the high nutritional value in proteins and amino acids. Endophytic bacteria inhabit the interior of plant tissues and promote direct and indirect benefits to plants. The association between quinoa and endophytic bacteria has not been studied. The aim of this study was to evaluate the occurrence of endophytic bacteria with potential for plant growth promotion associated with quinoa plants. The quinoa seeds were seeding in arable and forest soil in Entre Rios do Oeste and Toledo. The isolation was done 40 days after the seed germination, using quinoa roots as baits. The 10-2 to 10-7 dilutions were plated on solid media and inoculated into semi-solid media, both semi-specific and N-free. From the semi-solid media, the count was performed employing the method of the Most Probable Number (MPN). The phosphate solubilization test and the indol-acetic acid (IAA) phytohormone production in the isolates were performed to characterize the plant growth promoting. We obtained 130 colonies of endophytic bacteria, these, seven from the semi-solid media. The MPN ranged from not detected to 1,5x105cells per g-1 root. We observed a large morphological diversity from the phenotypic characterization and there was the formation of 14 groups to 70% of dissimilarity. All bacteria produced IAA in greater or lesser amount with the range of 0.90 to 63.42 μg mg-1 of protein. However, only 40% of the isolates showed phosphate solubilization halo. The morphophysiological characterization enabled to group the isolates with similar traits and the growth promotion tests have identified promising isolates for field tests / A quinoa é um alimento que tem recebido grande importância devido a seu alto valor nutricional em proteínas e aminoácidos. Bactérias endofíticas vivem no interior dos tecidos de plantas e promovem benefícios diretos e indiretos para as plantas. Em quinoa, a associação das bactérias endofíticas ainda não tinha sido estudada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de bactérias endofíticas com potencial de promoção de crescimento vegetal associadas a plantas de quinoa. As sementes de quinoa foram semeadas em solo agricultável e de floresta nos municípios de Entre Rios do Oeste e Toledo. O isolamento foi realizado aos 40 dias após a germinação das sementes, utilizando-se raízes de quinoa como iscas. Diluições de 10-2 a 10-7 foram plaqueadas em meios sólidos e inoculadas em meios semissólidos, ambos semi-seletivos e isentos de nitrogênio. A partir dos meios de cultura semissólidos ainda, foi realizada a contagem empregando-se o método do Número Mais Provável (NMP). O teste de solubilização de fosfato e produção do fitohormônio ácido indolacético (AIA) dos isolados foi realizado para caracterização da promoção de crescimento vegetal. Foram obtidas 130 colônias de bactérias endofíticas, destas, sete a partir dos meios semissólidos. O NMP variou de não detectado a 1,5x105 células g-1 de raiz. Da caracterização fenotípica observou-se grande diversidade morfológica com a formação de 14 grupos a 70% de dissimilaridade. Todas as bactérias produziram AIA em maior ou menor quantidade, com variação de 0,90 a 63,42 μg mg-1 de proteína. No entanto, apenas 40% dos isolados apresentou halo de solubilização de fosfato. A caracterização morfofisiológica possibilitou agrupar os isolados de traços semelhantes e os testes de promoção de crescimento identificaram os isolados promissores para testes a campo

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Janete Terezinha Chimbida.pdf: 933108 bytes, checksum: 8674521518101715064fb24da02f65dd (MD5) Previous issue date: 2006-05-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / To present research it was developed in the Universidade Estadual do Oeste do Paraná -UNIOESTE, using the Laboratório de Geotecnia for assembly of the experiment and the Laboratório de Saneamento for chemical analyses. The coming of the processes liquid and solid residues and activities agro industries have as characteristic common to high nutrients load, above all Nitrogen and Phosphorous. When these materials are disposed in a of wastes contention system without correct impermeabilization it can happen the contamination of the groundwater. The objective of this work is to verify the quality of typical distroferric Red Oxisol, of wide regional occurrence, compacted in what it says respect to the permeability; the lixiviation potential of the phosphate; accumulation of the phosphate in the soil and the alterations happened in the soil matrix after the percolation of the swine effluent. The experiment was driven in laboratory scale, being set up a total of 27 columns of PVC tubes, of 1,15m of length and 0,10m of diameter, being in the compacted base 0,03m of soil in three moisture contents (28, 32 and 36%) and applied gross swine effluent (E1), diluted swine effluent (E2) and distilled water (E3), making three repetitions, percolating for at the most 15 days or 8 times the total volume of pores (VP), picking up samples of 25 mL, evaluating the pH, CE and phosphate. Then the columns were dismounted, removing the hydraulic load and dividing the soil in three increments: 0 to -1 cm, -1 at -2 cm and -2 to -3 cm. Discarded the middle increment. It was conduced the analysis of the content organic matter (MO), total and uptake of phosphorous, it was also determined the pH, the zero point charge (ZPC) and the surface potential. The results showed reduction in the permeability with the application of swine effluent to at levels that indicate a possible colmatation; the measures of electric conductivity (CE) were smaller than the initials in the effluents, and the retention of particles was shown with an decrease in the soil surface potential; as the percolation of the phosphate, it was minimum and it happened in the treatments with the soil was not appropriately compacted. The soil analysis showed that the phosphate was retained in the superior increment. / A presente pesquisa foi desenvolvida na Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE Campus de Cascavel, utilizando o Laboratório de Geotecnia para a montagem do experimento e o Laboratório de Saneamento para a realização das análises químicas. Os resíduos líquidos e sólidos provenientes dos processos e atividades agroindustriais têm como característica comum a alta carga de nutrientes, sobretudo Nitrogênio e Fósforo. Quando esses materiais são dispostos em um sistema de contenção de rejeitos, sem a correta impermeabilização, pode ocorrer a contaminação das águas subterrâneas. O objetivo deste trabalho foi verificar a qualidade do Latossolo Vermelho distroférrico típico, de larga ocorrência regional, compactado, em relação à permeabilidade; ao potencial de lixiviação do fosfato; à acumulação do fosfato no solo e às alterações ocorridas na matriz do solo, após a percolação do efluente de suíno. O experimento foi conduzido em escala de laboratório, montando-se um total de 27 colunas de tubos de PVC, de 1,15 m de comprimento e 0,10 m de diâmetro, compactado na base 0,03 m de solo em três teores de umidade (28, 32 e 36%) e aplicado efluente de suíno bruto (E1), efluente de suíno diluído (E2) e água destilada (E3), com três repetições. Deixou-se percolar por no máximo 15 dias ou 8 vezes o volume total de poros (VP), recolhendo-se amostras de 25 mL, para avaliação do pH, da condutividade elétrica (CE) e da concentração de fosfato. Em seguida, as colunas foram desmontadas, removendo-se a carga hidráulica e dividindo-se o solo em três incrementos: 0 a 1 cm, -1 a 2 cm e 2 a 3 cm. Nos incrementos superior e inferior, realizou-se a análise do teor de matéria orgânica (MO), fósforo total e fósforo assimilável e determinou-se o pH, o ponto de carga zero (PCZ) e o potencial elétrico de superfície, sendo que o incremento do meio foi descartado. Os resultados mostraram redução na permeabilidade com a aplicação de efluente de suíno a níveis que indicam uma possível colmatação; as medidas de condutividade elétrica (CE) foram menores que as iniciais nos efluentes. Verificou-se a retenção de partículas com um decréscimo no potencial de superfície no solo; quanto à percolação do fosfato, foi mínima e ocorreu nos tratamentos em que o solo não foi compactado adequadamente. A análise de solo mostrou que o fosfato ficou retido no incremento superior.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-08-29T13:39:19Z No. of bitstreams: 2 Ederson_Bugatti2016.pdf: 1227431 bytes, checksum: ecc408ae972a5ec71f17bd55f9cbb474 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T13:39:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ederson_Bugatti2016.pdf: 1227431 bytes, checksum: ecc408ae972a5ec71f17bd55f9cbb474 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-10-03 / The generation of hatchery waste has been following the significant increase in poultry activity in Brazil. Due to this waste being aggressive to handle and of difficult recovery of nutrients, especially calcium, chemical treatments may be the solution. This study aimed to assess the feasibility of calcium recovery contained in hatchery waste through reaction with phosphoric and nitric acids in different concentrations. Besides the yield in calcium solubilization, pH and electric conductivity of the liquid fraction from the reaction were determined, as well as the yield of final product derived from lyophilization, probably dicalcium phosphate and calcium nitrate, both products of agronomic, nutritional, and commercial values. The most interesting results considering the yield of calcium solubilization were obtained using phosphoric acid in higher concentrations, i.e. 100 and 90%, namely 84.8 and 78.8%. For the nitric acid, the highest yields were obtained at concentrations of 100, 90, and 80%, with average scores of 72.2, 71.6, and 68.5% respectively. The yield of salt from the reaction with the acid was 2.5 and 2.4 tons of dicalcium phosphate per ton of waste hatchery (dry weight) and 2.0, 1.8 and 1.7 tons of calcium nitrate by tons of hatchery waste (dry mass). It was concluded that phosphoric acid at 100% was more efficient in the recovery of calcium contained in the hatchery waste, although nitric acid promotes further degradation of other components of hatchery waste, which generates a liquid fraction with higher electrical conductivity. / A geração de resíduos de incubatório acompanha o expressivo aumento da atividade avícola do Brasil. Em função de ser um resíduo agressivo ao manejo e de difícil recuperação dos nutrientes nele contido, principalmente o cálcio, tratamentos químicos podem ser a solução. Objetivou-se avaliar a viabilidade da recuperação do cálcio contido nos resíduos de incubatório por meio da reação com os ácidos fosfórico e nítrico em diferentes concentrações. Além do rendimento na solubilização do cálcio, determinou-se o pH e a condutividade elétrica da fração líquida provenientes das reações e o rendimento do produto final derivado da liofilização desta fração, provavelmente o fosfato bicálcico e o nitrato de cálcio, ambos produtos comerciais com valores agronômico e nutricional. Os resultados mais interessantes, considerando o rendimento da solubilização do cálcio, foram obtidos com o uso do ácido fosfórico nas maiores concentrações, ou seja, 100 e 90%, a saber, 84,8 e 78,8%. Para o ácido nítrico, os maiores rendimentos foram obtidos nas concentrações de 100, 90 e 80%, com resultados médios de 72,2, 71,6 e 68,5%, respectivamente. O rendimento do sal proveniente da reação com os ácidos foi de 2,5 e 2,4 toneladas de fosfato bicálcico por tonelada de resíduo de incubatório (massa seca) e 2,0, 1,8 e 1,7 toneladas de nitrato de cálcio por tonelada de resíduo de incubatório (massa seca). Concluiu-se que o ácido fosfórico na concentração de 100% foi mais eficiente na recuperação do cálcio contido nos resíduos de incubatório, embora o ácido nítrico promova uma maior degradação de outros componentes do resíduo de incubatório, o que gera uma fração líquida com maior condutividade elétrica.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Janete Terezinha Chimbida.pdf: 933108 bytes, checksum: 8674521518101715064fb24da02f65dd (MD5) Previous issue date: 2006-05-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / To present research it was developed in the Universidade Estadual do Oeste do Paraná -UNIOESTE, using the Laboratório de Geotecnia for assembly of the experiment and the Laboratório de Saneamento for chemical analyses. The coming of the processes liquid and solid residues and activities agro industries have as characteristic common to high nutrients load, above all Nitrogen and Phosphorous. When these materials are disposed in a of wastes contention system without correct impermeabilization it can happen the contamination of the groundwater. The objective of this work is to verify the quality of typical distroferric Red Oxisol, of wide regional occurrence, compacted in what it says respect to the permeability; the lixiviation potential of the phosphate; accumulation of the phosphate in the soil and the alterations happened in the soil matrix after the percolation of the swine effluent. The experiment was driven in laboratory scale, being set up a total of 27 columns of PVC tubes, of 1,15m of length and 0,10m of diameter, being in the compacted base 0,03m of soil in three moisture contents (28, 32 and 36%) and applied gross swine effluent (E1), diluted swine effluent (E2) and distilled water (E3), making three repetitions, percolating for at the most 15 days or 8 times the total volume of pores (VP), picking up samples of 25 mL, evaluating the pH, CE and phosphate. Then the columns were dismounted, removing the hydraulic load and dividing the soil in three increments: 0 to -1 cm, -1 at -2 cm and -2 to -3 cm. Discarded the middle increment. It was conduced the analysis of the content organic matter (MO), total and uptake of phosphorous, it was also determined the pH, the zero point charge (ZPC) and the surface potential. The results showed reduction in the permeability with the application of swine effluent to at levels that indicate a possible colmatation; the measures of electric conductivity (CE) were smaller than the initials in the effluents, and the retention of particles was shown with an decrease in the soil surface potential; as the percolation of the phosphate, it was minimum and it happened in the treatments with the soil was not appropriately compacted. The soil analysis showed that the phosphate was retained in the superior increment. / A presente pesquisa foi desenvolvida na Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE Campus de Cascavel, utilizando o Laboratório de Geotecnia para a montagem do experimento e o Laboratório de Saneamento para a realização das análises químicas. Os resíduos líquidos e sólidos provenientes dos processos e atividades agroindustriais têm como característica comum a alta carga de nutrientes, sobretudo Nitrogênio e Fósforo. Quando esses materiais são dispostos em um sistema de contenção de rejeitos, sem a correta impermeabilização, pode ocorrer a contaminação das águas subterrâneas. O objetivo deste trabalho foi verificar a qualidade do Latossolo Vermelho distroférrico típico, de larga ocorrência regional, compactado, em relação à permeabilidade; ao potencial de lixiviação do fosfato; à acumulação do fosfato no solo e às alterações ocorridas na matriz do solo, após a percolação do efluente de suíno. O experimento foi conduzido em escala de laboratório, montando-se um total de 27 colunas de tubos de PVC, de 1,15 m de comprimento e 0,10 m de diâmetro, compactado na base 0,03 m de solo em três teores de umidade (28, 32 e 36%) e aplicado efluente de suíno bruto (E1), efluente de suíno diluído (E2) e água destilada (E3), com três repetições. Deixou-se percolar por no máximo 15 dias ou 8 vezes o volume total de poros (VP), recolhendo-se amostras de 25 mL, para avaliação do pH, da condutividade elétrica (CE) e da concentração de fosfato. Em seguida, as colunas foram desmontadas, removendo-se a carga hidráulica e dividindo-se o solo em três incrementos: 0 a 1 cm, -1 a 2 cm e 2 a 3 cm. Nos incrementos superior e inferior, realizou-se a análise do teor de matéria orgânica (MO), fósforo total e fósforo assimilável e determinou-se o pH, o ponto de carga zero (PCZ) e o potencial elétrico de superfície, sendo que o incremento do meio foi descartado. Os resultados mostraram redução na permeabilidade com a aplicação de efluente de suíno a níveis que indicam uma possível colmatação; as medidas de condutividade elétrica (CE) foram menores que as iniciais nos efluentes. Verificou-se a retenção de partículas com um decréscimo no potencial de superfície no solo; quanto à percolação do fosfato, foi mínima e ocorreu nos tratamentos em que o solo não foi compactado adequadamente. A análise de solo mostrou que o fosfato ficou retido no incremento superior.

Sphingolipids (SLs) are complex lipid-derived structures that are essential components of cell membranes in eukaryotes and some bacteria. SLs and their complex derivatives ceramides are known to be involved in multiple processes such as the formation of lipid rafts, cell signalling and membrane trafficking. The first step of SL biosynthesis is universal to all sphingolipid-producing organisms from bacteria to humans and is catalysed by the enzyme serine palmitoyltransferase (SPT). SPT is a member of the alpha-oxoamine synthase (AOS) family of pyridoxal- 5'-phosphate-dependent enzymes. All AOS family enzymes retain a high degree of structural homology and catalyse the decarboxylative Claisen-like condensation of amino acids with thioester substrates. The SPT enzyme catalyses the formation of the universal SL precursor, 3-ketodihydrosphingosine (KDS), by condensation of L-serine and coenzyme A-derived palmitic acid. Being the key controller in SL biosynthesis, SPT plays a big role in regulating natural and pathological processes. A lot of research interest has been recently generated by SLs isolated from bacterial members of the human microbiome and their roles in human health. Increasing evidence suggests that some of these SLs possess immunoregulatory effects and can have a direct impact on the immunity of the host. Bacteroides fragilis is a commensal gut-dwelling bacterium that belongs to a few human microbionts known to produce unique iso-branched sphingolipids (isoSLs); these have been shown to influence the human iNKT cell count. The production of SLs in B.fragilis is completely regulated by a gene product BF2461. In this work, BF2461 was expressed and purified; using a combination of UV-vis spectrometry, enzymatic assays, mass spectrometry and protein X-ray crystallography, it has been confirmed to be an SPT. The substrate specificity of the BfSPT has been assessed with a range of different chain-length substrates, including less common 15 and 17-carbon chain length coenzyme A substrates. The enzyme can produce different types of SL precursors with a preference for the 16-carbon chain substrate palmitoyl- CoA. However, at high levels of PCoA, a substrate inhibition is observed that might point to a natural control mechanism employed by the bacterium in favour of producing iso-branched SLs (isoSLs). The structure of BfSPT has been elucidated in a complex with its amino acid substrate L-serine. Search and analysis of putative SPTs from other microbiome-associated bacteria that produce isoSLs show that they share high similarity with an average amino acid conservation of 74%, suggesting they might be adapted to a particular type of substrate. In this respect, BfSPT might be the first isoSL-producing SPT to be structurally characterised, and the first one to have a direct impact on human health. Further structural data were obtained on protein complexes with L-cycloserine and L-penicillamine, some common inhibitors of the PLP-dependent enzymes. The structure obtained in the presence of L-penicillamine provides the first direct structural evidence of the inhibitory mechanism by a thiazolidine complex formation in the active site of a PLP-dependent enzyme. These findings shed light on certain aspects of the reaction and inhibition mechanisms of BfSPT as well as opening new prospects into researching this interesting target and its impact on the human microbiome.

This thesis reports on research from a full-scale demonstration project to recharge a depleted aquifer with treated sewage effluent from the Paphos (Cyprus) wastewater treatment plant. The project artificially recharged the Ezousas river basin, located in the south-western coastal plain of Cyprus, with tertiary treated, disinfected effluent through a network of artificial infiltration ponds. The aims of the research were to determine the capacity of the aquifer to provide a suitable buffer for the flow from the wastewater without flooding and to measure the changes in reclaimed water quality. The aquifer hydraulics and treatment capacity, including recharge basins, were analysed using field and laboratory measurements. A geological field survey and modelling was used to assess, both by practice and theory the effectiveness of the Ezousas river aquifer for storage and recovery of the reclaimed water. The aquifer was found to be mainly composed of alluvium with typical hydraulic characteristics. The average porosity was 20% and hydraulic conductivity around 90 m/day, it was concluded the aquifer would be able to accept all the annual output of the treatment plant which was 5 Mm3 /a. The recharge network consisted of five groups of infiltration basins arranged on both banks of the River Ezousas about 2km upstream of the wastewater treatment plant. Each infiltration basin contained two, four or six recharge ponds, each basin was 2,000m2 in area with a depth of 1.5 m. A recharge pattern consisting of alternating weeks of wet-fill and drying cycles was found necessary to maintain the unsaturated zone below the ponds in order to maximise the amount of water that could be recharged whilst optimising water quality. The hydraulic impact of the artificial recharge and extraction from the field measurements of borehole water levels indicated recharged water down to 15m below the surface. Tracer tests on the groundwater flow, capture zone, residence times and mass balances of recharged and native waters gave widely varying residence times between 30 days and 5 years, these were attributed to the complex flow patterns found. Recharged water was sampled using a series of extraction wells located along the downstream river basin, starting at the infiltration ponds and then at stages downstream. Eight production and monitoring wells were tested including control samples up-gradient (upstream) from the ponds, to about 7km down-gradient (downstream). Water quality was analyzed for the standard wastewater constituents including indicator organisms, organic matter, nutrients N and P and the metals. It was one of the recommendations of the thesis however that attention also be paid to the persistent organics, including the pesticides, biocides, plasticizers and pharma residues. The chemical data was used to build and validate a solute transport model of the ponds and surrounding area to predict the transport and fate of priority contaminants. In this way, the geo-chemical potential for the retardation, attenuation and chemical or biochemical degradation processes taking place in the unsaturated and saturated zone were assessed. From the results it was concluded that for most analytes, which included metals, nitrate and common salts, the main processes were mixing and dilution by the native ground water. The extracted water was then a mix of waters according to the different residence times and flow of natural groundwater, giving a stable water quality for irrigation. A third reaction involving cation exchange with the local geology was however identified which reduced the concentrations of copper and phosphate beyond what was expected from just mixing. It was also concluded that denitrification did not occur because of a combination of the high quality of the effluent, the operational cycling of the ponds and the high porosity of the vadose zone. Previous work has found denitrification if the recycled water still contains organic matter, further work was recommended to determine the critical organic concentrations. The renovated water from the Ezousas wastewater reuse Project was able to meet the health and agronomic requirements for unrestricted irrigation. The risk of flooding with sewage effluent resulting from hydraulic mounding was also investigated to define the growth and decay of the mound. It was possible to report that after more than fifteen years of operation and a total infiltration of 40Mm3, there have been no signs of reduced hydraulic capacity or water quality.