Biodegradação do herbicida atrazina por Saccharomyces cerevisiae / Biodegradation of the atrazine herbicide by Saccharomyces cerevisiae

RESUMO Tendo em vista os vários problemas ambientais e de saúde que o uso crescente de agrotóxicos vem causando, é necessário a otimização de técnicas que visem a sua rápida degradação. A atrazina é um herbicida utilizado no controle de ervas daninhas, principalmente nas culturas de milho e cana-de-açúcar. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi verificar a eficiência da levedura Saccharomyces cerevisiae na degradação do herbicida atrazina em solo contaminado com diferentes concentrações do produto comercial. Foi igualmente testado o efeito da adição de palha de milho no experimento. A fim de determinar a quantidade de gás carbônico (CO2) liberado durante os ensaios, o qual reflete a atividade da microbiota do solo responsável pela degradação de compostos orgânicos, foi utilizada a técnica da respiração basal do solo. E, paralelamente a isso, para verificar a concentração de atrazina ao longo do experimento (tempo inicial, aos 7, 14 e 63 dias), foi utilizada a análise de cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (CG-MS). Por meio da análise estatística dos dados de respiração basal do solo, o fator de bioaumento com a levedura foi o mais significativo, seguido da adição de palha de milho. Verificou-se o declínio da concentração de atrazina por intermédio das análises cromatográficas. Assim, sugere-se que a biorremediação com S. cerevisiae tem potencial para elevar as taxas de degradação do herbicida no solo.

ABSTRACT Considering the various environmental and health problems that the increasing use of pesticides has been causing, it is necessary to optimize techniques aimed at their rapid degradation. Atrazine is a herbicide used to control weeds, especially in maize and sugarcane crops. Thus, the objective of this study was to verify the efficiency of the Saccharomyces cerevisiae yeast in the degradation of the herbicide atrazine in soil contaminated with different concentrations of the commercial product. The effect of addition of corn straw on the experiment was also tested. In order to determine the amount of carbon dioxide (CO2) released during the tests, which reflects the activity of the soil microorganism responsible for the degradation of organic compounds, the soil basal respiration technique was used. At the same time, the concentration of atrazine during the experiment (start time, at 7, 14, and 63 days) was analyzed by gas chromatography coupled to the mass spectrometer (CG-MS). Through the statistical analysis of the basal respiration data of the soil, the bioaugmentation factor with yeast was the most significant, followed by the addition of corn straw, and the decline in atrazine concentration was verified through chromatographic analyses. Thus, it is suggested that bioremediation with S. cerevisiae has the potential to increase the rates of degradation of the herbicide in the soil.

Fracionamento de carboidratos e proteínas, cinética de degradação ruminal in vitro pela técnica de produção de gás, de rações suplementares contendo torta de girassol / Fractionation of carbohydrates, protein and "in vitro" ruminal degradation kinetics by gas production technique of supplementary rations containing sunflower cake

Objetivou-se neste estudo fracionar os carboidratos e as proteínas e avaliar a cinética de degradação ruminal de rações contendo 0; 24; 48 e 72% de torta de girassol. Os carboidratos foram fracionados em A+B1, B2 e C, e as proteínas em A, B1+B2, B3 e C. Os parâmetros de cinética de degradação ruminal das rações foram estimados a partir do método semiautomático de produção cumulativa de gases in vitro. Foram utilizados quatro animais 1/2 Gir x 1/2 Holandês, machos e castrados, fistulados no rúmen, mantidos em pastagem e recebendo 1kg de ração concentrada, como doadores de inócuo ruminal. O ensaio foi realizado em delineamento em blocos ao acaso, com quatro rações e quatro períodos, e os resultados obtidos foram interpretados de acordo com a análise de variância e de regressão a 5% de significância. Houve efeito linear decrescente para o fracionamento de carboidratos totais e a fração A+B1, e efeito linear crescente sobre as frações B2 e C. Para as frações nitrogenadas, houve efeito linear crescente sobre a fração A, e efeito linear decrescente sobre as frações B1+B2 e C. Em relação à cinética de degradação ruminal in vitro, houve efeito decrescente sobre o parâmetro "a", e efeito quadrático sobre os parâmetros "b" e "c", com pontos de máxima, respectivamente, de 61,84 e 66,77% de torta de girassol. A inclusão da torta de girassol nas rações suplementares, nos teores estudados, influenciou nas frações dos carboidratos, das proteínas e nos parâmetros de degradação ruminal. Caso haja a disponibilidade desse ingrediente, ele pode ser adicionado à ração suplementar de bovinos sem prejuízo nos parâmetros nutricionais e metabólicos.(AU)

This work aimed to fractionate carbohydrates and protein and to evaluate ruminal degradation kinetics of rations containing 0; 24; 48 and 72% of inclusion of sunflower cake. The carbohydrates were fractionate in A+B1, B2 and C fraction, and protein in A, B1+B2, B3 and C. Rations ruminal degradation kinetics were realized with the "in vitro" semiautomatic gas production technique. Four male, castrated, 1/2 Gir x 1/2 Holstein were used, all of them fistulated in the rumen. This study was done in randomized block design with four rations and four periods. The results obtained were interpreted according to variance and regression analysis at 5% significance level. There is a decreasing effect for total carbohydrates fractionation and A+B1 fraction, and there is an increasing effect for B2 and C fraction. For nitrogen fractions there is an increasing effect on fraction A and negative linear effect on B1+B2 and C fractions. For "In vitro" ruminal degradation kinetics there is a decreasing effect for "a" parameter, and quadratic effect for "b" and "c" parameters with maximum points respectively 61.84 and 66.77% of sunflower seed meal. The inclusion of sunflower cake in supplementary feeding, the studied levels, influenced the fractions of carbohydrates, proteins and degradation parameters. If there is the availability of this ingredient, it can be added to the supplemental feed cattle subject to the nutritional and metabolic parameters.(AU)

Fontes proteicas alternativas oriundas da cadeia produtiva do biodiesel para alimentação de ruminantes / Alternative protein sources derived from the biodiesel production chain for feeding to ruminants

Objetivou-se avaliar a degradação e a produção de gás de diferentes fontes proteicas geradas na cadeia produtiva do biodiesel em substituição à silagem de milho. Os tratamentos foram: coprodutos de Gossyypium hirsutum, Ricinus communis, Moringa oleifera, Jatropha curcas, Helianthus annus. Os produtos foram analisados mediante a técnica semiautomática de produção de gases in vitro. O coproduto da moringa apresentou maior taxa de degradação, quando comparado aos demais alimentos, porém apresentou baixa produção de gás e se tornou mais eficiente, sendo, portanto, indicado como o melhor nível (27,06%) de substituição à silagem de milho. O coproduto da mamona e o do algodão produziram a maior quantidade de gás em 48h de incubação. Todos os coprodutos estudados podem ser utilizados na dieta de ruminantes como alimento proteico até 30% de substituição à silagem de milho.(AU)

This study aimed to assess the degradation and gas production of different protein sources generated in the biodiesel production chain replacing corn silage. The treatments were byproducts Gossyypium hirsutum, Ricinus communis, Moringa oleifeira, Jatrophacurcas, and Helianthusannus. The products were analyzed by semi-automated technique of gas production in vitro. The coproduct moringa showed higher degradation rate compared to other foods, but showed low gas production, making it more efficient, being nominated as the best level of 27.06% by replacing corn silage. The byproducts of castor oil and cottonseed produced the largest amount of gas in 48 h of incubation. All studied byproducts can be used in the diet of ruminants as a protein food up to 30% by substitution of corn silage.(AU)

Degradabilidade in situ do rolão e farelo de milho em caprinos e ovinos deslanados mantidos em sombra natural e artificial no semi-árido paraibano / Degradability in situ of ground cob corn and corn (maize) bran in goats and wooless sheep kept in natural and artificial shade in the semi-arid region of Paraíba

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a degradabilidade "in situ" do rolão de milho e do farelo de milho em caprinos e ovinos deslanados, mantidos em ambientes de sombra natural e artificial, no Semiárido paraibano. Foram utilizados quatro caprinos e quatro ovinos distribuídos em dois ambientes, um natural e outro artificial. Foram incubados sacos de náilon, contendo amostras do rolão e farelo de milho nos tempos de 6, 12, 24 e 48 e 72 horas para o alimento volumoso e 6, 12, 24, 48 horas para o concentrado. Os efeitos dos ambientes e das espécies na fração b e c da MS no rolão de milho foram independentes. No ambiente artificial, a média da degradabilidade da fração b (55,36 por cento) foi superior à média obtida no ambiente natural (50,97 por cento) e a fração c apresentou maior valor no ambiente natural (40,90 por cento) do que o artificial (36,51 por cento). Quanto à fração b e c da MS do farelo de milho, não houve interação entre espécies e ambientes, a degradabilidade da fração b da MS para a espécie caprina foi superior à ovina com 60,77 por cento e 56,47 por cento, respectivamente. Ocorrendo o inverso para a fração c, onde os ovinos apresentaram média superior aos caprinos (31,93 e 27,63 por cento). Houve efeito da ambiente para a DP da MS do rolão de milho, os valores da fração b no ambiente natural e artificial foram (50,97 e 55,36 por cento) respectivamente. A DP da MS do farelo de milho para a espécie caprina foi maior do que para a espécie ovina (72,37 e 68,07 por cento, respectivamente). A degradabilidade efetiva a 5 por cento da MS foi maior para caprinos (31,17 por cento) do que para ovinos (28,48 por cento). A DE da MS (calculada com taxa de passagem de 2 e 5 por cento/ h) do farelo de milho para a espécie caprina foi superior (60,34 e 49,18 por cento) a da ovina (56,88 e 46,51 por cento, respectivamente). Concluiu-se que tanto a espécie como o ambiente influenciam na degradabilidade dos alimentos. Os ovinos e caprinos ...

The objective of this study was to evaluate "in situ" degradability of ground cob corn and corn (maize) bran in goats and wooless sheep kept in natural and artificial shade environments in the semi-arid region of Paraíba. Four goats and four sheep were used, being distributed in two environments, one natural and the other artificial. Nylon sacks were incubated containing samples of ground cob corn and corn (maize) bran in intervals of 6, 12, 24, 48, and 72 hours for the bulk food, and 6, 12, 24, and 48 hours for the concentrate. The effects of the environments and of the species in fractions b and c of dry matter in the cob corn were independent. In the artificial environment, the average of the degradability of fraction b (55,36 percent) was higher than the average obtained in the natural environment (50,97 percent); and fraction c presented a higher value in the natural environment (40,90 percent) than in the artificial (36,51). With respect to fractions b and c of the dry matter of the corn bran, there was no interaction between species and environments; and the degradability of fraction b of dry matter for the goats was higher than for the sheep, with 60,77 percent and 56,47 percent, respectively. With respect to fraction c, the inverse was verified. The sheep presented a higher average than the goats (31,93 and 27,63 percent). There was environmental effect for potential degradability of dry matter of the cob corn. The values of fraction b in the natural and artificial environments were 50,97 and 55,36 percent, respectively. The potential degradability of corn bran for the goats was higher than for the sheep (72,37 and 68,07 percent, respectively). The effective degradability to 5 percent of the dry matter was higher for the goats (31,17 percent) than for the sheep (28,48 percent). The effective degradability of the dry matter (calculated with passage rate of 2 and 5 percent/h) of the corn bran for the goats was superior (60,34 and ...

Dinâmicas de trânsito e degradação da fibra em detergente neutro em bovinos alimentados com forragem tropical de baixa qualidade e compostos nitrogenados / Transit and degradation dynamics of neutral detergent fiber in cattle fed low-quality tropical forage and nitrogenous compounds

Avaliaram-se as dinâmicas de trânsito e degradação da fibra em detergente neutro (FDN) em bovinos alimentados com forragem tropical de baixa qualidade e compostos nitrogenados. Foram utilizadas cinco novilhas Holandês x Zebu fistuladas no rúmen. A alimentação volumosa basal dos animais foi constituída por feno de capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.), com 5,08 por cento de proteína bruta (PB), com base na matéria seca (MS), fornecido ad libitum. Os cinco tratamentos avaliados foram definidos de acordo com o nível de suplementação proteica (0, 3, 5, 7 e 9 pontos percentuais acima do nível de PB da forragem). Como fonte de compostos nitrogenados, empregou-se mistura de ureia:sulfato de amônia:albumina (4,5:0,5:1,0). O experimento foi estruturado segundo delineamento em quadrado latino 5 x 5. Os níveis médios de PB nas dietas foram de 5,28; 8,08; 9,82; 11,87 e 13,63 por cento, com base na MS. Verificou-se elevação linear (P<0,05) da fração potencialmente degradável da FDN até o nível de 8,62 por cento de PB, com platô estimado de 47,92 por cento da FDN. Verificou-se efeito quadrático (P<0,05) sobre a taxa de degradação da fração potencialmente degradável da FDN em função dos níveis de PB da dieta, com máxima resposta estimada sobre 13,39 por cento de PB. O fluxo ruminal de partículas fibrosas apresentou relação linear-response-plateau em função do nível de PB na dieta (P<0,05), com ponto crítico para o início do platô sobre 7,59 por cento de PB.

Rumen transit and degradation dynamics of neutral detergent fiber (NDF) in cattle fed low-quality tropical forage and nitrogenous compounds were evaluated. Five crossbred heifers fitted with rumen cannulae were used. The animals were fed ad libitum with signal grass (Brachiaria decumbens Stapf.) hay, which had crude protein (CP) content of 5.08 percent in dry matter (DM). The five treatments were defined according to the level of CP in the diet (0, 3, 5, 7, and 9 percentile points above the CP level of the roughage). The supplement was a mixture of urea, ammonium sulfate, and albumin (4.5:0.5:1.0, respectively). The experiment was carried out according to a 5 x 5 Latin square design. The average CP levels in the diets were: 5.28, 8.08, 9.82, 11.87, and 13.63 percent in DM basis. The potentially degradable fraction of NDF was linearly increased (P<0.05) by CP levels in diet until 8.62 percent CP. From this point, there was stabilization of estimates (47.92 percent of NDF). The degradation rate of potentially degradable NDF showed a quadratic response (P<0.05) to CP levels, with maximal response at 13.39 percent of CP. The ruminal rate of passage of fibrous particles showed a linear-response-plateau (P<0.05) according to CP levels in the diet, with plateau beginning at 7.59 percent of CP.