Decomposição de Staurastrum iversenii Neygaard var. americanum: efeitos da qualidade do recurso, da disponibilidade de oxigênio e da temperatura.

In this work the decomposition aspects of the Staurastrum iversenii Nygaard var. americanum phytoplankton species, isolated from the Barra Bonita Reservoir (22 degrees 29 minutes S e 48 degrees 34 minutes W), were approached; as resource of the decomposition were used: cells (ruptured and whole) and polysaccharide of higher and lower molecular masses. Were approached, still, the effects of the following variables: temperature and concentration of dissolved oxygen. Therefore, decomposition chambers were set up in laboratory with cells (ruptured and whole) and polysaccharides of higher and lower molecular masses deriving from S. iversenii. Based on the quantifications of the organic carbon concentrations, the decomposition processes of the resources were described and the kinetic coefficients evaluated. These descriptions constituted the base of the models proposed for the resource decomposition. These models allowed to infer that the used substrata constituted from a structural point of view, of composed heterogeneous, presenting labile and refracting fractions. In relation to the consumption of oxygen, the decomposition of the ruptured cells was observed to be faster than that of the whole cells; for the polysaccharides, the consumptions of oxygen were faster in the mineralization of the fractions of high molecular mass. The temperature influenced the speeds of the processes involved with the mineralization of the refracting fractions, besides altering the mineralization routes of the resources; it, also, induced the occurrence of alterations of the stoichiometric (O/C) relationships of the processes. It was possible to verify that the sugars which form these polysaccharides contributed with the supply of energy to the microorganisms during a long period. The proposed mathematical models were shown to be sensitive to the experimental results. The degradation of S. iversenii can contribute to the maintenance of the processes connected to the maintenance of the Barra Bonita Reservoir microbial loop.Financiadora de Estudos e ProjetosNeste trabalho foram abordados aspectos da decomposição da espécie fitoplanctônica Staurastrumive iversenii Nygaard var. americanum, isolada do reservatório de Barra Bonita (22 graus 29 minutos S e 48 graus 34 minutos W); como recurso da decomposição utilizaram-se: células (rompidas e íntegras) e polissacarídeos de alta e baixa massas moleculares. Foram abordados, ainda, os efeitos das seguintes variáveis: temperatura e concentração oxigênio dissolvido. Para tanto, montou-se em laboratório, câmaras de decomposição com células (rompidas e íntegras) e polissacarídeos (de alta e baixa massas moleculares) provenientes de S. iversenii. Com base nas quantificações das concentrações de carbono orgânico descreveu-se os processos de decomposição dos recursos e avaliou-se os coeficientes cinéticos. Estas descrições constituíram a base dos modelos propostos para a decomposição dos recursos. Esses modelos permitiram inferir que os substratos utilizados constituíram-se, do ponto de vista estrutural, de compostos heterogêneos, apresentando frações lábeis e refratárias. Em relação ao consumo de oxigênio, observou-se que foi mais rápido na decomposição das células rompidas que das células íntegras; para os polissacarídeos, os consumos de oxigênio foram mais rápidos nas mineralizações das frações de alta massa molecular. A temperatura influenciou as velocidades dos processos envolvidos com a mineralização das frações refratárias, além de alterar as rotas das mineralizações dos recursos; induziu, também, a ocorrência de alterações das relações estequiométricas (O/C) dos processos. Foi possível verificar que os açucares que formam estes polissacarídeos contribuíram com o fornecimento de energia para os microrganismos durante um longo período. Os modelos matemáticos propostos mostraram-se sensíveis aos resultados experimentais. A degradação de S. iversenii pode contribuir para a manutenção dos processos ligados a manutenção do elo microbiano do reservatório de Barra Bonita

Changes in the amount of soluble carbohydrates and polyphenols contents during decomposition of Montrichardia arborescens (L.) Schott

This study describes the aerobic and anaerobic decay of soluble carbohydrates (CH) and polyphenols (PH) during decomposition of Montrichardia arborescens. Plant and water samples were collected in the Cantá stream (2º 49' 11" N and 60º 40' 24" W), Roraima, Brazil. Decomposition chambers with plant fragments and stream water were incubated. Particulate organic matter was separated from dissolved organic matter and concentrations of CH and PH were determined. The results were fitted to 1st order kinetics models. CH and PH comprised a labile fraction (LCH and LPH) and a refractory fraction (RCH and RPH). The global coefficient associated with LCH weight loss was 1.4 times higher under aerobic conditions (3.4 day-1) higher than for anaerobic conditions. On the other hand, the RCH decay rate in the anaerobic process (0.0074 day-1) was 1.39 times higher. LCH was estimated to be 92% while RCH amounted to 8%. The LPH anaerobic decay was 5.2 times the value for the aerobic decay (0.67 day-1). For both conditions, RPH decay coefficients were similar (» 0.011 day-1). In the aerobic experiments LPH and RPH corresponded to 92.5% and 7.5%, respectively. For the anaerobic process these contents were 85.5% and 14.5%, respectively. From these results, we concluded that in the Cantá stream, the anaerobic degradation of phenols is more efficient than the aerobic counterpart. The aerobic condition provides a faster decay of carbohydrates of this plant

Decomposition of aquatic macrophytes from Cantá stream (Roraima, Brazil): kinetics approach Decomposição de macrófitas aquáticas do Igarapé do Cantá (Roraima, Brasil): aspectos cinéticos

AIM: This study aimed at describing and comparing the kinetics of aerobic and anaerobic decomposition of Eleocharis interstincta, Nymphaea sp. and Montrichardia arborescens; METHODS: The samples of aquatic macrophytes and water were collected in the Cantá Stream (02° 49' 11" N and 60° 40' 24" W), Cantá, Roraima, Brazil. The plant material was dried and triturated and for each experimental condition (aerobic and anaerobic) mineralization chambers were prepared with plant fragments and stream water. The volume of evolved gases in anaerobic mineralization was monitored during 78 days, while the oxygen consumption was measured for 121 days; RESULTS: The results of aerobic and anaerobic decomposition were fitted to first-order kinetics model. The oxygen consumption varied from 195.36 mg g-1 (DM) for E. interstincta to 629.46 mg g-1 (DM) for Nymphaea sp. The deoxygenation rate derived from mineralization of M. arborescens was higher (kD: 0.049 day-1), followed by E. interstincta (kD: 0.038 day-1) and Nymphaea sp. (kD: 0.027 day-1). For the anaerobic condition the evolution of gases presented two phases: the consumption and formation. According to temporal variations of mineralized carbon, the anaerobic decomposition of M. arborescens presents the higher mineralization coefficient (0.0047 day-1); followed by Nymphaea sp. (0.0035 d-1) and E. interstincta (0.0017 day-1); CONCLUSION: Based on these results we conclude that during the aerobic decomposition of these macrophytes, the Nymphaea sp. was responsible for the higher oxygen demand and M. arborescens generated the highest amounts of gases during the anaerobic mineralization. On average, the aerobic decay processes were 11-fold faster than anaerobic. Regarding to the materials fluxes in freshwater ecosystems, low rate of decomposition observed in anaerobic process when comparing to aerobic rates reflect that the sediment represent a very efficient sink of carbon in the organic matter cycling.<br>OBJETIVOS: Este artigo descreve e compara a cinética de decomposição aeróbia e anaeróbia de Eleocharis interstincta, Nymphaea sp. e Montrichardia arborescens; MÉTODOS: Amostras de água e de macrófitas aquáticas foram coletadas no Igarapé do Cantá (02° 49' 11" N e 60° 40' 24" W), Cantá, Roraima, Brasil. O material foi seco e triturado e para cada condição experimental (aeróbia e anaeróbia), foram preparadas câmaras de mineralização contendo fragmentos de planta e água do igarapé. O volume de gases na mineralização anaeróbia foi monitorado durante 78 dias e consumo de oxigênio durante 121 dias; RESULTADOS: Os resultados da decomposição aeróbia e anaeróbia foram ajustados a um modelo cinético de 1ª ordem. O consumo de oxigênio variou de 195,36 mg.g-1 (PS) para E. interstincta a 629,46 mg g-1 (PS) para Nymphaea sp. A mineralização de M. arborescens apresentou o coeficiente de desoxigenação mais elevado (0,049 dia-1), seguida por E. interstincta (0,038 dia-1) e Nymphaea sp. (0,027 dia-1). Na condição anaeróbia, a evolução de gases apresentou duas fases: consumo e formação. De acordo com a variação temporal do carbono mineralizado, a decomposição anaeróbia de M. arborescens apresentou o coeficiente de mineralização mais elevado (0,0047 dia-1); seguido por Nymphaea sp. (0,0035 dia-1) e de E. interstincta (0,0017 dia-1); CONCLUSÃO: Baseado nestes resultados foi possível concluir que durante a decomposição aeróbia dessas macrófitas aquáticas, Nymphaea sp. foi responsável pela maior demanda de oxigênio e M. arborescens gerou as maiores produções de gases durante a mineralização anaeróbia. Em média, o processo aeróbio foi 11 vezes maior que o anaeróbio. Em relação aos fluxos de materiais em ecossistemas de água doce, as baixas taxas de decomposição observadas no processo anaeróbio, quando comparado com as taxas do decaimento aeróbio permite refletir que os sedimentos atuam como um compartimento eficiente de sumidouro de carbono na ciclagem de matéria orgânica