Jussara Borges Regitano.

Projeto aprovado no CNPq/Edital Linha 4/Centros Colaboradores em Defesa Agropecuária (Processo 578051/2008-7). Valor: R$ 541.270,18

A Bacia Hidrográfica do Rio Verdinho-Goiás terá grande importância para o abastecimento público de água da região de Rio Verde, um importante polo econômico e agropecuário do país. A maior parte da área dessa bacia está sob intenso uso agrícola (82), sendo também abundante a produção pecuária (especialmente suínos e aves), com elevada e crescente produção de dejetos animais com potencial de uso na agricultura local. Evidências prévias indicam a existência de áreas contaminadas por elementos potecialmente tóxicos (EPTs, também conhecidos como metais pesados) na região, especialmente Cd e Cr. Sabe-se que a contaminação do solo com EPTs e a adição de dejetos animais pode impactar a qualidade do solo, além de influenciar a abundância, diversidade e estrutura da comunidade microbiana e dos genes de resistência a antibióticos (resistoma), sendo que a resistência a antibióticos é atualmente uma das principais problemáticas mundiais em termos de saúde pública. Além da geração de relevante e inédito conhecimento científico, investigar em detalhes essas questões é fundamental para promover a qualidade ambiental e a preservação da saúde humana. Apesar da importância da referida bacia hidrográfica para o abastecimento público de água e da extensão das atividades agropecuárias na região, inexistem estudos que explorem as questões aqui levantadas, tais como: (i) contaminação por EPTs, (ii) qualidade do solo em áreas contaminadas por EPTs e (iii) presença de genes de resistência a antibióticos em função da aplicação de dejetos, principalmente considerando condições de solo e clima tropicais.

Os sistemas de cultivos anuais e perenes utilizam produtos plásticos nas atividades agrícolas para incrementar a produtividade das culturas, o que a longo prazo, caso não utilizado de forma correta, pode ser um risco à sustentabilidade dos sistemas. A busca por sistemas sustentáveis de produção leva ao aproveitamento de resíduos orgânicos e/ou industriais com potencial de fornecer nutrientes às plantas, como exemplo do biossólido. Esse fertilizante pode apresentar em sua composição detritos plásticos de tamanhos menores que 5 mm, denominados de microplásticos. O biossólido, juntamente com a água da irrigação e fertilizantes, assim como sementes revestidas, são as principais fontes de entrada dos microplásticos em áreas agrícolas, seguidas dos plásticos mulching filmes, plásticos utilizados em estufas, silos e fardos. Os microplásticos interferem nos ciclos biogeoquímicos dos nutrientes, como o carbono, fósforo e nitrogênio, além de reterem herbicidas como atrazina em sua superfície, o que aumenta o tempo de permanência desta substância no ambiente e prejudica a biota do solo. Os estudos sobre os efeitos em ambientes terrestres e, mais especificamente, em sistemas agrícolas ainda são pouco explorados. O Brasil criou o Plano Nacional de Fertilizantes, que visa reduzir as importações destes insumos, e com isso, a aplicação de biossólido no solo tem potencial para aumentar a presença de microplásticos e criar um problema a longo prazo. Portanto, à dinâmica dos micro e nanoplásticos no solo, coexistindo com os nutrientes e agroquímicos, pode afetar a fertilidade do mesmo e consequentemente sua saúde e a produtividade das culturas, com potencial efeito deletério na segurança alimentar e na saúde humana. Para que os objetivos sejam atingidos, serão conduzidos três experimentos: i) Estudo I: Impacto do aquecimento global e da presença de bioplástico nos atributos químicos e biológicos de solos tropicais; ii) Estudo II: Disponibilidade de P proveniente de fonte convencional e alternativa na presença de partículas plásticas; iii) Estudo III: Sorção, dessorção, lixiviação e atividade microbiana do herbicida atrazina na presença de microplásticos.

O projeto investiga os impactos do manejo agrícola e da aplicação de dejetos animais na qualidade do solo, na concentração de elementos potencialmente tóxicos (EPTs) e na abundância de genes de resistência a antibióticos (GRAs) na bacia hidrográfica do Rio Verdinho, uma região estratégica para o abastecimento público e importante polo agropecuário no cerrado goiano. Solos de diferentes usos (agricultura, pastagem e mata nativa) serão analisados quanto aos atributos físico-químicos, biológicos e moleculares, incluindo o resistoma e microbioma. O estudo visa compreender as interações entre os EPTs, os GRAs e as condições do solo sob clima tropical, gerando dados que contribuam para práticas agrícolas mais sustentáveis, a preservação ambiental e a mitigação de riscos à saúde pública, sobretudo relacionados à contaminação por metais pesados e resistênciaantimicrobiana.

The worldwide growing demands for fertilizers and sustainable food production systems turn essential to use rural and urban organic wastes in tropical agriculture as alternative sources of organic matter and nutrients for plants and microorganisms. However, the use of animal manure and sewage sludge without adequate pre-treatment for sanitation can introduce several contaminants into the environment, with negative implications for the entire trophic chain. Among the contaminants, antimicrobials and their resistance genes (ARGs) lack studies under tropical conditions. It is expected that antimicrobial resistance would cause 10 million deaths per year by 2050. The literature suggests that themophilic composting can be a safe and economically viable approach to treat these materials as it can degrade termo sensible organic compounds, but little is known about the influence of biological treatments on organic waste resistomes. This research aims to study how composting affects dissipation of sulfamethoxazole and its ARGs found in animal manures and sewage sludges and if it may indeed preclude agricultural field contamination. Sulfamethoxazole belongs to the sulfonamides class, is applied to human and veterinary medication, and is among the most frequently detected antimicrobials in surface and ground waters in the world. In addition, this research will employ compound specific stable isotope analysis (CSIA) technology and high-throughput real-time PCR (qPCR) screens so we can fingerprint sulfamethoxazole fate and its ARGs dissipation as affected by composting, as well as their dissipation under field conditions.

A crescente demanda mundial por fertilizantes, associada ao apelo governamental para que processos produtivos sejam menos impactantes ao meio ambiente, tem levado à busca por mecanismos cada vez mais sustentáveis de produção de bens de consumo, principalmente em relação aos alimentos. Neste sentido, torna-se fundamental o aproveitamento de resíduos orgânicos rurais e urbanos; que antes teriam como destino os aterros sanitários, os solos e os corpos hídricos, como fontes alternativas de nutrientes para as plantas e microrganismos em atividades agrícolas. No entanto, o uso de resíduos orgânicos na agricultura, como os estercos animais e os biossólidos (lodo de esgoto), os quais são produzidos em grandes quantidades em nossas condições, sem tratamento prévio adequado para higienização, pode tornar-se uma via importante de inserção contaminantes no ambiente, com implicações negativas sobre toda a cadeia trófica. Dentre os contaminantes, os emergentes, tais como os antimicrobianos e seus genes de resistência (GRA), são carentes de estudos, principalmente em condições tropicais. Os atributos químicos (da matriz orgânica e do contaminantes) e o tipo de tratamento biológico a que esses resíduos são submetidos afetam diretamente a dinâmica desses poluentes nos mais variados tipos de compartimentos ambientais. A compostagem termofílica pode ser uma abordagem segura e viável para tratar esses materiais, pois pode promover a degradação desses contaminantes. Em paralelo, pouco se sabe sobre a influência que as diferentes e mais comuns abordagens de tratamento biológico empregadas nas estações de tratamentos de esgoto brasileiras exercem sobre a dissipação de fármacos e a composição do resistoma. Portanto, esta pesquisa tem como objetivo principal estudar como diferentes concepções de tratamento biológico, como a compostagem e as diferentes condições redox usadas no tratamento de efluentes, afetam a dissipação de antimicrobianos e GRA encontrados em estercos animais e em lodos de esgoto quando usados na agricultura. Estudos são necessários para elucidar medidas eficazes para viabilizar o uso seguro destes resíduos na agropecuária, minimizando a exposição aos agentes antimicrobianos, capazes de estimular a ocorrência de genes resistentes no ambiente.

A aplicação de insumos orgânicos provenientes do setor agropecuário (torta de
filtro, cama de aviário, esterco bovino) e de saneamento (biossólidos) vem sendo
amplamente utilizada como estratégia para melhorar a qualidade do solo, fornecendo
matéria orgânica e nutrientes essenciais para o desenvolvimento das culturas. A adição
de matéria orgânica ao solo é de suma importância para o desenvolvimento vegetal,
complexação de elementos tóxicos e melhoria das propriedades químicas, físicas e
biológicas do solo. Todavia, pouco se sabe sobre a qualidade da fração orgânica desses
resíduos, que podem ser aplicados ao solo ?in natura?, após a compostagem ou como
matriz orgânica de fertilizantes organominerais, cuja reutilização pode resultar em
diferentes respostas ao sistema solo-planta além de acarretar impactos ambientais
devido à presença de contaminantes e organismos patogênicos em sua composição.
Portanto, o presente projeto tem como objetivo estudar a qualidade da fração orgânica
de diversos resíduos orgânicos, bem como seu impacto na qualidade química e biológica
dos solos e na produção agrícola. Para tal, 12 resíduos e 2 solos tratados com esses
resíduos serão caracterizados através de indicadores de qualidade, tais como carbono
da biomassa, atividade microbiana (respirometria), grau de humificação, disponibilidade
de nutrientes, atividade enzimática, diversidade bacteriana e concentração de elementos
potencialmente tóxicos (EPTs). Estes indicadores deverão refletir na produção da
cultura, neste caso do milho, principalmente considerando que estaremos trabalhando
com solos tropicais, que usualmente apresentam baixa fertilidade natural. Os resultados
deste estudo deverão auxiliar a tomada de decisão por parte de técnicos, produtores e
órgãos fiscalizadores no que concerne à utilização racional e sustentável de resíduos
orgânicos e seus produtos derivados como fonte de carbono e nutrientes para os solos
agrícolas no Brasil.

Projeto de Auxílio a Pesquisa aprovado na FAPESP (Processo 2018/024430), no valor de R$ 167.899,29

FAPESP ? Processo 2014/18293-7. Bolsa de doutorado de Leticia de Pierri. Valor: R$ 106.650,18. Dinâmica de tebuthiuron e hexazinona em solos sob aplicação de biocarvão. Orientadora: Jussara Borges Regitano, vigência até abril de 2018.

FAPESP ? Processo 2013/00897-0. Bolsa de doutorado de Altina Lacerda Nascimento. Valor: R$ 69.870,06. Monitoramento e avaliação da eficiência do processo de compostagem na degradação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em lodos de esgoto. Orientadora: Jussara Borges Regitano, vigência até fevereiro de 2015.

FAPESP - Processo 2012/19771-4. Auxílio à Pesquisa. Valor: R$ 64.461,52. Uso de glifosate na restauração de matas ciliares: potencial de poluição do solo e da água e aspectos silviculturais. Coordenador: Pedro Henrique Santin Brancalion, vigência até agosto de 2015.

FAPESP ? Processo 2013/00897-0. Bolsa de doutorado de Altina Lacerda Nascimento. Valor: R$ 69.870,06. Monitoramento e avaliação da eficiência do processo de compostagem na degradação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em lodos de esgoto. Orientadora: Jussara Borges Regitano, vigência até fevereiro de 2015.

FAPESP ? Processo 2010/19396-3. Bolsa de doutorado de Eloana Janice Bonfleur. Valor: R$ 80.586,48. Matéria orgânica e a sorção de herbicidas em solos sob plantio direto de regiões tropical e subtropical do Brasil. Orientadora: Jussara Borges Regitano, vigência até abril de 2014.

FAPESP ? Processo 2012/15843-0. Auxílio à Pesquisa. Valor: R$ 57.880,27 + U$6.735,43. Sistemas de colheita (com e sem queima) na sorção e dessorção de herbicidas em cana-de-açúcar. Coordenadora: Jussara Borges Regitano, vigência até novembro de 2014.

FAPESP ? Processo 2011/10079-8. Auxílio à Pesquisa. Valor: R$ 108.759,00 + U$10.716,00. Matéria orgânica e sorção de herbicidas em solos sob plantio direto de regiões tropical e subtropical do Brasil. Coordenadora: Jussara Borges Regitano, vigência até fevereiro de 2014.

FAPESP ? Processo 2012/15916-8. Bolsa de iniciação científica de Ernani Vicente Pereira Junior. Valor: R$ 6.941,88. Sistema de colheita de cana-de-açúcar na sorção e dessorção do herbicida MSMA em solos tropicais. Orientadora: Jussara Borges Regitano, vigência até maio de 2014.

FAPESP ? Processo 2011/16324-4. Bolsa de mestrado de Bruna Botin Nascimento. Valor: R$ 28.827,48. Cinza de biomassa florestal como corretivo de acidez e efeitos na sorção de imazetapir em solos. Orientadora: Jussara Borges Regitano, vigência até julho de 2013.

Projeto de Auxílio a Pesquisa aprovado na FAPESP (Processo 2009/01596-9), no valor de R$ 98.000,00

Projeto de pesquisa aprovado no Edital MCT/CNPq 14/2008 - Universal (No. Protocolo: 9015096187436270)

Bolsa de doutorado do aluno Rafael Marques Pereira Leal (Processo no. 07/08425-0)

Convênio CAPES - Cooperação InterUniversidades: USP/University of Texas

Projeto de pós-doutorado do aluno Nélio Ricardo do Amaral Castro (Processo no. 06/06469-7)