En esta revisión se analiza la información disponible sobre los mecanismos mediante los cuales los nutrientes pueden afectar el uso de agua que realizan las plantas leñosas. Pueden modificarse el consumo de agua (e.g., consumo total por planta, tasa transpiratoria, eficiencia del uso del agua), las relaciones hídricas (e.g., ajuste osmótico, modificaciones en el potencial hídrico, modificaciones en el control estomático) o las características hidráulicas de las plantas (e.g., conductividad hidráulica de raíces, tallo, ramas). Se recopiló la información disponible desde los niveles subcelular, órgano, planta entera y población. Se concluye que la disponibilidad de nutrientes afecta el uso del agua a través de modificaciones en la arquitectura hidráulica en cada nivel de organización, que pueden resultar en diferente consumo de agua a nivel de individuo y población. La variedad de modificaciones posibles hace que resulte difícil predecir el resultado del cambio en la disponibilidad de nutrientes en el uso del agua, ya que además de la interacción entre los recursos abióticos (i.e., agua y cada nutriente) hay que considerar las diferencias genotípicas en la capacidad de respuesta. | In this review, we analyze the information available about the mechanisms by which nutrients can alter plant water use. Water consumption (e.g., total consumption per plant, transpiration rate, water use efficiency), water relations (e.g., osmotic adjustment, changes in water potential, modifications in stomatal control) or hydraulic properties of plants (e.g., root or stem hydraulic conductivity) can be affected by the nutritional status of the plant. Information is analyzed at different levels: subcellular, organ, plant and population. It is concluded that nutrient availability alters hydraulic achitecture at different organization levels, resulting in changes in water use at plant or population level. Possible modifications, and their interactions, make it difficult to predict the way nutrient availability can alter water use. Moreover, besides abiotic factors interactions (e.g., between water and each nutrient), genotypic differences in response capacity have to be taken into account. | Instituto de Fisiología Vegetal

Os sedimentos aquáticos podem fornecer importantes subsídios na avaliação dos ecossistemas aquáticos lênticos, uma vez que grande parte dos nutrientes se encontra no estado sólido. A ocorrência de uma floração de cianobactérias tóxicas originada no Blang, segundo de três reservatórios em cascata do Sistema Salto de Hidrelétricas, localizado no município de São Francisco de Paula (RS), motivou a investigação das possíveis fontes de nutrientes, especialmente de fósforo (P) que foi identificado como limitante para a eutrofização. Foram investigadas fontes de origens difusas (solos, águas e sedimentos dos tributários) e pontuais (uso urbano e a carga interna representada pelo sedimento do leito dos reservatórios). Os resultados mostraram características oligotróficas nas fontes externas e a presença de P disponível em excesso no sedimento do leito, indicando que a carga interna poderia ser uma fonte significativa de nutrientes. A possibilidade de circulação da água hipolimnética foi investigada através de números adimensionais e características físicas do corpo de água, demonstrando que dificilmente ocorreria, uma vez que somente eventos climáticos extremos poderiam provocar a inversão da massa líquida. Excluídas as fontes externas, os resultados sugerem que a fertilização do reservatório Blang tenha sido causada pela abertura da comporta de fundo do reservatório Divisa, localizado imediatamente à montante, durante uma estiagem. O segundo objetivo desta pesquisa foi avaliar a importância dos agregados de partículas e da seleção granulométrica para a análise química de nutrientes em sedimentos aquáticos. Resultados obtidos em sedimentos de ambientes lóticos e lênticos (Sistema Salto, RS), demonstraram que os agregados maiores (465 - 63 μm) concentram nitrogênio nos ambientes lênticos, por isso a análise deve ser realizada, preferencialmente, na fração ≤ 465 μm em sedimentos de ambientes lênticos e na fração ≤ 63 μm dos ambientes lóticos. O último objetivo deste estudo foi testar os efeitos da oxidação sobre a capacidade e a velocidade da sorção de fosfato em sedimentos aquáticos orgânicos, identificando as melhores condições para retenção. Foram utilizados sedimentos aquáticos siliciclásticos de origens distintas, principalmente no que se refere ao clima e à origem do conteúdo orgânico, alóctone e autóctone, representados pelos tipos Dy (Reservatório Divisa, RS) e Sapropel (Reservatório de Tapacurá, São Lourenço da Mata, PE) respectivamente. O experimento foi realizado em suspensões de sedimentos mantidos sob níveis de potencial redox compreendidos entre - 200 mV e + 400 mV. Resultados demonstram que a sorção de fosfato é maior no sedimento tipo Dy em condições reduzidas e no Sapropel em condições oxidadas. | Water-borne sediments can provide important information for evaluating lentic aquatic ecosystems because a large proportion of their nutrients are found in the solid phase. A toxic algal bloom in the Blang Reservoir, the second of three in the Salto System chain of hydroelectric dams located in Sao Francisco de Paula in Rio Grande do Sul, Brazil, motivated the investigation of possible nutrient sources, especially phosphorus, which was identified as the limiting nutrient for eutrophization. Non-point sources, including soil, water and sediment carried by tributaries, and point sources, including urban areas and the internal load from the reservoir bottom, were examined. Results showed oligotrophic characteristics in the external sources and excess P availability in bottom sediments, indicating that the internal load may be a significant source of nutrients. The possible circulation of hypolimnic water was investigated using adimensional numbers and physical characteristics of the body of water, demonstrating that this is unlikely to occur, since only extreme climatic events could cause inversion of the liquid mass. By excluding external sources, results suggest that the fertilization of the Blang Reservoir was most likely caused by the opening of the floodgates from the Divisa Reservoir immediately upstream during a drought period. The second goal of this study was to evaluate the importance of particle aggregates and particle size selection for chemical analyses of nutrients and water-borne sediments. Results from sediments in lentic and lotic environments from the Salto System show that the larger aggregates (465 - 63 μm) concentrate nitrogen under lentic conditions and that, therefore, analyses should be performed on the fraction smaller than 465 μm in lentic environments and in the fraction ≤ 63 μm in lotic environments. The final objective of this study was to test the effects of oxidation on the phosphate sorption capacity and rate in organic aquatic sediments, identifying the best conditions for retention. Silicate aquatic sediments from different origins in terms of climate and source of organic content (allochtonous or autochtonous) were used, and were represented by the types Dy (Divisa Reservoir, RS) and Sapropel (Tapacurá Reservoir, São Lourenço da Mata, PE), respectively. The experiment was carried out in suspended sediment maintained under levels of redox potential between –200mV and +400mV. Results demonstrated that phosphate sorption is greatest in sediment type Dy under reduced conditions and in Sapropel under oxidized conditions.

Este estudo teve por objetivo avaliar o efeito de fontes de fosforo aplicadas via agua de irrigacaoe, de modo convencional, na cultura do melao (Cucumis melo L.), hibrido AF-682, em um Latossolo Vermelho-Amarelo. As fontes analisadas foram superfosfato simples, fosfato monoamonico (MAP) e acido fosforico, aplicadas ate 30 e 42 dias apos o plantio. Todos os tratamentos receberam a mesma dosagem, conforme recomendado pela analise do solo. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com quatro repeticoes. Constatou-se que as maiores produtividades de frutos comerciais foram obtidas com acido fosforico aplicado via agua de irrigacao ate 42 e 30 dias apos a grmibacao, respectivamente, nao diferindo das produtividades com o MAP aplicado via agua de irrigacao ate 42 dias apos a germinacao e pelo modo convencional. Verificou-se que as fontes de fosforo e os modos de aplicacao nao influenciaram no peso medio dos frutos (1,43kg), sendo que 65% dos frutos obtidos se enquadraram nos tipos 8 a 10; entretanto, observou-se diferenca significativa para o teor de solidos soluveis totais (SST) nos frutos, por ocasiao da colheita, com o maior valor obtido com o acido fosforico.

Os maiores problemas ambientais encontrados nas bacias hidrográficas agrícolas são gerados por fontes difusas de poluição que diminuem a qualidade das águas superficiais. Identificar a origem das fontes de poluentes é fundamental para o manejo adequado das áreas agrícolas. Neste sentido, foram utilizadas duas metodologias, respectivamente, para identificar áreas com maior potencial de transporte de fósforo (P) e para avaliar relativamente às áreas quanto ao seu risco potencial de poluição por P. O AMPPI (Índice de Poluição Potencial por Dejetos Animais) é um índice que utiliza dados espaciais para estimar o potencial de transporte de P de fontes orgânicas para os mananciais, enquato o P-Index (Índice de Fósforo) utiliza parâmetros que quantificam o risco potencial de poluição por P (mineral e orgânico)e pode servir de base para o planejamento de práticas de manejo, uso e conservação do solo e água, auxiliando na tomada de decisões. As duas metodologias foram utilizadas na área da Bacia Hidrográfica do Arroio Marrecas, onde há um reservatório para abastecimento da população do município de Caxias do Sul (RS). O uso destas metodologias permitiu identificar as áreas com maior potencial de transporte de P, bem como as áreas com prioridade para implementação de práticas de manejo conservacionista por apresentarem maior potencial de poluição. Estas metodologias são ferramentas que se mostraram capazes de auxiliar os agricultores e técnicos no controle do movimento do P em áreas agrícolas, podendo evitar impactos ambientais desfavoráveis. | The biggest environmental problems found in agricultural catchments are generated by diffuse sources of pollution which reduce the quality of surface water. Identify the location of pollutant sources is critical to the proper management of agricultural areas. In this sense, two methodologies were used, respectively, to identify areas with potential for exporting P and to assess the the potential risk of pollution caused by phosphorus (P). AMPPI (Animal Waste Pollution Potential Index) is an index that uses spatial data to estimate the P transport potential to water bodies while the P-Index (Phosphorus Index) uses parameters that quantify the potential for pollution by P and may serve as a basis for planning management practices, use and conservation of soil and water, helping in decision-making. The two methodologies were used in the area of the watershed of stream Marrecas where there is a reservoir for the supply of the population of city of Caxias do Sul (RS). The use of these methodologies identified the areas with greatest potential for export of P, as well as areas with priority for implementation of conservation management practices for having higher potential for pollution. These methodologies are tools that proved to be able to help farmers and technicians in the control of the P movement in agricultural areas, been able of avoid adverse environmental impacts.

We studied the total nitrogen (TN) concentration, the total phosphorus (TP) concentration, and the TN/TP ratios in 12 reservoirs located in the southern Iberian Peninsula, to study the influence of land-use in the reservoir watershed on the trophic status of these systems. The TN/TP ratios indicated limitation by P or co-limitation depending on the system. Only the percentage of agriculture areas significantly classified the reservoirs by their P and N concentrations, while the percentage of urban areas also grouped the reservoirs by their N contents, according to the univariate tree regression analyses. We found a positive relationship between the percentage of agriculture areas and the trophic state of the reservoirs, according to the Carlson index (TSI), that indicates a deterioration in water quality in the reservoirs induced by agricultural activity. | Se examinan los contenidos de nitrógeno total (NT), fósforo total (PT) y las relaciones NT/PT, en 12 embalses del sur-este de la Península Ibérica, con objeto de indagar en la influencia del uso del suelo en las cuencas de captación sobre el estado trófico de estos sistemas. Los embalses mostraron relaciones NT/PT que indican limitación por P o co-limitación según el sistema considerado. Según los análisis de regresión en árbol univariados efectuados, sólo el porcentaje de áreas cultivadas clasifica significativamente a los embalses por sus contenidos en P y N, mientras el porcentaje de áreas urbanas agrupa, además, a los embalses por los contenidos en N. La relación positiva encontrada entre el porcentaje de áreas cultivadas y el estado trófico de los embalses, cuantificado según el índice de Carlson (TSI), indica un deterioro en la calidad del agua en los embalses inducido por la actividad agrícola.

La financiación para el presente trabajo fue obtenida del Ministerio de Economía y Competitividad (HERA, CGL2014-52362-R), por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (CRONOS RTI2018-098849-B-I00), y fondos FEDER. E.L-P. tuvo un contrato predoctoral de Formación del Profesorado Universitario (FPU014/02917). | Se examinan los contenidos de nitrógeno total (NT), fósforo total (PT) y las relaciones NT/PT, en 12 embalses del sur-este de la Península Ibérica, con objeto de indagar en la influencia del uso del suelo en las cuencas de captación sobre el estado trófico de estos sistemas. Los embalses mostraron relaciones NT/PT que indican limitación por P o co-limitación según el sistema considerado. Según los análisis de regresión en árbol univariados efectuados, sólo el porcentaje de áreas cultivadas clasifica significativamente a los embalses por sus contenidos en P y N, mientras el porcentaje de áreas urbanas agrupa, además, a los embalses por los contenidos en N. La relación positiva encontrada entre el porcentaje de áreas cultivadas y el estado trófico de los embalses, cuantificado según el índice de Carlson (TSI), indica un deterioro en la calidad del agua en los embalses inducido por la actividad agrícola. | We studied the total nitrogen (TN) concentration, the total phosphorus (TP) concentration, and the TN/TP ratios in 12 reservoirs located in the southern Iberian Peninsula, to study the influence of land-use in the reservoir watershed on the trophic status of these systems. The TN/TP ratios indicated limitation by P or co-limitation depending on the system. Only the percentage of agriculture areas significantly classified the reservoirs by their P and N concentrations, while the percentage of urban areas also grouped the reservoirs by their N contents, according to the univariate tree regression analyses. We found a positive relationship between the percentage of agriculture areas and the trophic state of the reservoirs, according to the Carlson index (TSI), that indicates a deterioration in water quality in the reservoirs induced by agricultural activity. | Ministerio de Economía y Competitividad (HERA, CGL2014-52362-R) | Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (CRONOS RTI2018-098849-B-I00) | FEDER | FPU014/02917

This research analyzed three green microalgae (Scenedesmus sp., Chlamydomonas sp., and Chlorella sp.) and two cyanobacteria (Synechocystis sp. as unicellular strain and Nostoc sp. as filamentous strain) native from Costa Rica to remove high concentrations of ammonium and phosphate. Cultures were exposed for 120 h to initial concentrations of 70 mgL-1 ammonium and 9 mgL-1 phosphate, under constant light intensity of 60 µmol m-2s-1. Chlorella sp. showed the highest growth rate, followed by Chlamydomonas sp. and the cyanobacteria Nostoc sp. In contrast, Scenedesmus sp. and Synechocystis sp. cultures grew less than the other ones. The highest percentage of ammonium removal was achieved with Chlorella sp. followed by Chlamydomonas sp. and Synechocystis sp., then Scenedesmus sp. and Nostoc sp. Microalgae removed totally the initial phosphate concentration within 72 h, while cyanobacteria Synechocystis sp. and Nostoc sp. removed phosphate partially. These microorganisms are promising for wastewater reclamation. | La presente investigación utilizó las microalgas Scenedesmus sp,. Chlamydomonas sp. y Chlorella sp. y las cianobacterias Synechocystis sp. y Nostoc sp. nativas de Costa Rica, con el propósito de analizar la capacidad de remoción de amonio y fosfato. Las cepas se colocaron en medio de cultivo sintético, con concentraciones iniciales de amonio de 70 mgL-1 y fosfato de 9 mgL-1. El cultivo se realizó durante 120 h, con luz constante a una intensidad de 60 µmol m-2s-1. Se cuantificaron las siguientes variables cada 24 h en todos los cultivos: a) la tasa de crecimiento (µ), b) productividad (mgL-1h-1), c) concentración de amonio y fosfato. La microalga Chlorella sp. presentó la mayor tasa de crecimiento, luego Chlamydomonas sp. y la cianobacteria Nostoc sp. Los cultivos Scenedesmus sp. y Synechocystis sp. presentaron un menor crecimiento. La mayor remoción de nitrógeno se presentò en Chlorella sp., seguida por Chlamydomonas sp. y Synechosystis sp., Scenedesmus sp. y Nostoc sp. El fosfato se removió en forma total por las microalgas antes de las 72 h, mientras que en Synechocystis sp. y Nostoc sp. fue removido parcialmente. El estudio indica potenciales aplicaciones especialmente de la microalga Chlorella sp. en la remoción de amonio y fosfato en aguas residuales urbanas.