Nanofertilizer use for adaptation and mitigation of the agriculture/climate change dichotomy effects

Artigo de revisãoAgriculture is considered a significant climate change (CC) driver due to greenhouse gas (GHG) emissions and the loss of fertilizers that contribute to water eutrophication. On the other hand, climate change effects are already impacting agriculture, endangering food security. This paper explores the dichotomies of the effects of agriculture on CC as well as of CC on agriculture, focusing on the contribution that nanofertilizers can bring to this complex system in both directions. The strategies to reduce CC while adapting and mitigating its effects must be a global effort. It is not possible to focus only on the reduction in GHG emissions to stop the effects that are already being felt worldwide. Nanofertilizers, especially slow- and controlled-release nanofertilizers, can reduce the nutrient input and also boost productivity while mitigating some CC effects, such as soil nutrient imbalance and agricultural emissions. As so, this review highlights the benefits of nanofertilizers and their role as a part of the strategy to reduce the reach of CC and mitigate its ever-growing effects, and presents some guidelines for the increased use of these materials in order to enhance their efficacy in this strategy.Fundação para a Ciência e Tecnologiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Chitosan as a biostimulant component in nanofertilizers

Comunicação em painelO desenvolvimento de alternativas aos fertilizantes convencionais tem vindo a ganhar destaque nos últimos anos. A necessidade de alimentar a crescente população mundial, as premissas de sustentabilidade a que o mundo se propõe e a necessidade efetiva de combater os efeitos das alterações climáticas, são precursores desta mudança, a par dos preços galopantes que se têm verificado nos inputs de produção. Assim, o desenvolvimento de nanofertilizantes surge como uma oportunidade para o setor agrícola, numa lógica de solução-à-medida e de precisão de aplicação. A inclusão de substâncias bioestimulantes nas formulações deve ser considerada, a fim de aumentar a resistência e a resiliência das culturas aos efeitos das alterações antropogénicas, que já se fazem sentir e que irão piorar nos próximos anos. O quitosano é um polissacarídeo, biocompatível e biodegradável que tem sido utilizado como veículo para outros compostos agrícolas devido às suas propriedades biodegradáveis e não tóxicas. A maior parte da quitina comercial, da qual o quitosano é derivado, é produzida a partir de resíduos de camarões, gambas e caranguejos. Este composto é apontado como tendo efeito bioestimulante para o sistema imunitário das culturas, promovendo efeitos antifúngicos, antivirais, bionematicidas e o reforço de enzimas catalisadoras. Vários estudos relataram melhorias no solo após a sua utilização, como a maior retenção de água e remoção de metais pesados, mas também efeitos benéficos na qualidade da água, pelo controlo de contaminação por algas. Uma vez que as preparações de quitosano são distintas de estudo para estudo, e a componente fitotoxicológica é muitas vezes inexistente, este estudo teve como objetivo alcançar uma formulação de quitosano a ser utilizado em pellets nanofertilizantes e aferir o seu efeito na germinação de Lepidium sativum L. Os ensaios de germinação utilizando Lepidium sativum L., são realizados de acordo com a norma europeia EN 16086-2, onde o índice de comprimento das raízes e o índice de vitalidade de Munoo Liisa são determinados, permitindo qualificar o nível de fitotoxicidade ou o efeito bioestimulante do composto. Neste estudo são realizados dois tratamentos e feita a comparação com o controlo. Em cada modalidade, foram colocadas dez sementes sobre um papel filtro, em placas de Petri de 9 cm de diâmetro e em quadruplicado. Adicionaram-se 3 mL de solução e incubaram-se as placas a 25 ± 2 °C, durante 72 h. As imagens foram tratadas com o software “Image J” e realizou-se a análise de variância a 1 fator, sendo a comparação múltipla de médias realizada através do teste de Tukey (p<0,05). Não é expectável encontrar efeito fitotóxico do composto, mas sim confirmar o efeito bioestimulante do quitosano, utilizado na presente forma, para incorporar o design final dos pellets nanofertilizantes em desenvolvimento.The development of alternatives to conventional fertilizers has been gaining momentum in recent years. The need to feed the growing world population, the premises of sustainability that the world proposes and the effective need to combat the effects of climate change, are precursors of this change, along with the galloping prices that have been registered in production inputs. Thus, the development of nanofertilizers appears as an opportunity for the agricultural sector, in a logic of tailor-made solution and precision of application. The inclusion of biostimulants must be considered in order to increase the resistance and resilience of crops to the effects of anthropogenic changes, which are already being felt and will become worse in the coming years. Chitosan is a biodegradable, biocompatible polysaccharide that has been used as a carrier for other agricultural compounds due to its biodegradable and non-toxic properties. Most commercial chitin, from which chitosan is derived, is produced from shrimp, prawn and crab waste. This compound is reported to have a biostimulant effect on crop immune systems, promoting antifungal, antiviral, bionematicidal effects and enhancing catalytic enzymes. Several studies have reported soil improvements after its use, such as increased water retention and removal of heavy metals, but also beneficial effects on water quality by controlling algal contamination. Since chitosan preparations are distinct from study to study, and the phytotoxicological component is often lacking, this study aimed to achieve a formulation of chitosan to be used in nano fertilizer pellets and to assess the effect on the germination of Lepidium sativum L. Germination tests using Lepidium sativum L., are carried out according to the European standard EN 16086-2, where the root length index and the Munoo-Liisa vitality index are determined, allowing to qualify the level of phytotoxicity or the biostimulant effect of the compound. Two treatments are tested and compared with the control. In each mode, ten seeds were placed on a filter paper, in Petri dishes of 9 cm diameter and in quadruplicate. Then, 3 mL of solution are added and the petri dishes go to incubation at 25 ± 2 °C during 72 h. The images are treated with the software "Image J" and the analysis of variance was performed at 1 factor, being the multiple comparison of means obtained through the Tukey test (p<0.05). It is not expected to find phytotoxic effect of the compound, but rather to confirm the biostimulant effect of chitosan, used in the present form, to incorporate in the final design of the nanofertilizer pellets under development.Fundação para a Ciência e a Tecnologiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

New entomological and virological data on the vectors of sylvatic yellow fever in Brazil

Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement en Coopération. Belém, PA, Brasil / Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Instituto Evandro Chagas. Belém, PA, Brasil.O presente trabalho enfatiza resultados recentes sobre eco-epidemiologia da febre amarela, obtidos em duas localidades ecologicamente muito diferentes: Barcarena (PA), situada na floresta amazônica densa, e a região de Campo Grande (MS), coberta de cerrado atravessado por florestas de galeria na região Centro-oeste. No primeiro local foi isolada uma amostra a partir de um lote de 6 Haemagogus janthinomys. Na região de Campo Grande, 2. 480 mosquitos antropófilos foram coletados, dos quais cerca de 40% eram vetores potenciais da FA. Essas espécies, classificadas por ordem decrescente de abundãncia, eram: Ae. scapularis, Sa. chloropterus, Hg. janthinomys, Hg. leucocelaenus, Hg. spegazinii e Sa. soperi. Quatro amostras de FA foram isolados a partir de Hg. janthinomys, uma de Sa. chloropterus (primeiro registro na América do Sul), e uma de Sa. soperi (primeiro registro). As taxas mínimas de infecção variaram segundo os locais coleta, mas foram sempre alta comparação com dados anteriores. A taxa média de sobrevivência diária do Hg. janthinomys é igual a 0,9635, permitindo estimar o seu valor na ocasião em que os caso humanos mais recentes foram provavelmente contaminados. deduziu-se que as epizootias foram muito intensas e mais ou menos simultâneas nos dois locais considerados. O maior problema a ser resolvido é o modo de re-introdução do vírus, ou sua sobreviv~encia, em cada região sob estudo

Necessidades de água e produtividade económica da rega de milho em condições de escassez

A identificação das necessidades de rega do milho, uma das principais culturas regadas em Portugal Continental, constitui uma medida de preparação para enfrentar as secas e a escassez de água. Definiram-se várias estratégias de rega com o objectivo de redução da procura de água de rega com impactos aceitáveis na produção. O modelo de balanço hídrico e de simulação de calendários de rega SIMDualKc, anteriormente calibrado e validado para a cultura do milho em Portugal, foi utilizado para simular as necessidades de água para condições de seca severa e extrema. Este estudo foi realizado para milho regado por aspersão e aplicado a várias localidades: Vila Real, Bragança e Miranda do Douro no Norte, Coimbra e Viseu no Centro, e Beja, Évora e Elvas no Sul. As alternativas de rega foram avaliadas tendo em consideração a poupança de água de rega e o impacto nas produções; para inferir a viabilidade económica da rega deficitária foram determinados indicadores da produtividade física e económica da água recorrendo a dados sobre o valor da produção e desempenho de sistemas. Os resultados mostram que as estratégias de rega deficitárias poderão ser viáveis quando os défices hídricos forem muito baixos. Como alternativa poder-se-á optar pela satisfação das necessidades totais da cultura mas diminuindo a área cultivada

Stability of gold nanowires at large Au-Au separations

The unusual structural stability of gold nanowires at large separations of gold atoms is explained from first-principles quantum mechanical calculations. We show that undetected light atoms, in particular hydrogen, stabilize the experimentally observed structures, which would be unstable in pure gold wires. The enhanced cohesion is due to the partial charge transfer from gold to the light atoms. This finding should resolve a long-standing controversy between theoretical predictions and experimental observations.Comment: 7 pages, 3 figure

Potential for macro and micronutrients extraction from tomato plants with different soil water stresses

Different tomato cultivars may present differentiated water needs, making it indispensable to study water demand. Thus, the objective of this work was to evaluate the influence of six water stresses in the soil on the extraction potential of macro and micronutrients in the aerial part of tomato in vegetative stage, cultivar ‘Dominador’ F1, under protected cultivation and drip. The experiment was installed in a greenhouse with a randomized block design with four replications. The treatments consisted of six soil water stresses as indicative of the time of irrigation. The preset stresses were 20, 45, 70, 95, 120 and 145 kPa at 20 cm depth. At 140 days after transplanting, the variables evaluated were: the macro and micronutrient content of shoots. The results showed that to obtain higher levels of macro (P and S) and micronutrients (B and Cu) of the total aerial part of the ‘Dominador’ tomato plant F1, it was obtained at a voltage of 20 kPa, and its value was reduced linearly with the increase of the water tension in the soil

Effect of heat and moisture exchangers on the prevention of ventilator-associated pneumonia in critically ill patients

Ventilator-associated pneumonia (VAP) remains one of the major causes of infection in the intensive care unit (ICU) and is associated with the length of hospital stay, duration of mechanical ventilation, and use of broad-spectrum antibiotics. We compared the frequency of VAP 10 months prior to (pre-intervention group) and 13 months after (post-intervention group) initiation of the use of a heat and moisture exchanger (HME) filter. This is a study with prospective before-and-after design performed in the ICU in a tertiary university hospital. Three hundred and fourteen patients were admitted to the ICU under mechanical ventilation, 168 of whom were included in group HH (heated humidifier) and 146 in group HME. The frequency of VAP per 1000 ventilator-days was similar for both the HH and HME groups (18.7 vs 17.4, respectively; P = 0.97). Duration of mechanical ventilation (11 vs 12 days, respectively; P = 0.48) and length of ICU stay (11 vs 12 days, respectively; P = 0.39) did not differ between the HH and HME groups. The chance of developing VAP was higher in patients with a longer ICU stay and longer duration of mechanical ventilation. This finding was similar when adjusted for the use of HME. The use of HME in intensive care did not reduce the incidence of VAP, the duration of mechanical ventilation, or the length of stay in the ICU in the study population