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Título: Strategies to decrease arsenic and cadmium in rice grains by rice residue management and flooding
Autor : Amaral, Douglas Carvalho
Lattes: http://lattes.cnpq.br/8367389521482051
Primeiro orientador: Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
Segundo orientador: Seyfferth, Angelia Lyn
Primeiro membro da banca: Seyfferth, Angelia Lyn
Segundo membro da banca: Chalfun Junior, Antônio
Terceiro membro da banca: Silva, Carlos Alberto
Quarto membro da banca: Melo, Leônidas Carrijo Azevedo
Palavras-chave: Arroz - Irrigação
Arroz - Teor de arsênio
Arroz - Teor de cádmio
Rice - Arsenic content
Rice - Irrigation
Rice - Cadmium content
Data da publicação: 21-Jun-2017
Agência(s) de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: AMARAL, D. C. Strategies to decrease arsenic and cadmium in rice grains by rice residue management and flooding. 2017. 107 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2017.
Resumo: O arroz (Oryza sativa L.), alimento básico para a metade da população mundial, é uma fonte potencial de arsênio (As) e cádmio (Cd). Elevados teores de As e Cd no solo e/ou água de irrigação podem afetar o crescimento e desenvolvimento, assim como decrescer a produção e qualidade do arroz. Em adição, o arroz contaminado com As e Cd pode afetar diretamente a saúde humana. Portanto se faz necessário desenvolver diferentes estratégias para minimizar o risco de acúmulo de As e Cd em grãos de arroz. Diferentes técnicas e manejos de irrigação tem sido introduzidas para decrescer o acúmulo de As e Cd em grãos de arroz. No entanto, As e Cd tem respostas opostas aos diferentes manejos de irrigação e podem ainda se acumular nos grãos. Em contraste, técnicas que visam o manejo do silício (Si) podem ser altamente efetivas em combater o problema de acúmulo excessivo de As e Cd nos grãos de arroz. Assim, investigações adicionais são necessárias para desenvolver técnicas simples e economicamente viáveis para decrescer o acúmulo de As e Cd em grãos de arroz. No presente estudo, dois experimentos foram conduzidos onde nós (1) desenvolvemos uma técnica para amostrar e concentrar minerais presentes nas placas de ferro formadas nas raízes de arroz para entender o impacto da aplicação de Si na quantidade e composição mineralógica destas placas e seu efeito na tranferência de As para a parte aérea das plantas de arroz, e (2) investigamos os efeitos de diferentes estratégias de irrigação na absorção de As e Cd por plantas de arroz em solo altamente intemperizado utilizando como amenizantes resíduos de arroz ricos em Si. No primeiro experimento, a técnica desenvolvida foi efetiva em concentrar placas de ferro das raízes de arroz. Os resultados mostram que estratégias que promovem mais Fe e As nas placas ainda podem transferir As para a parte aérea e acumular nos grãos de arroz, mas estratégias que promovam mais Si nas placas podem decrescer o acúmulo de As tanto na parte aérea quanto em grãos de arroz. No segundo experimento, nossos resultados indicam que a utilização de resíduos ricos em Si é uma técnica promissora para decreascer o acúmulo de As e Cd em grãos de arroz sob diferentes manejos de irrigação sem afetar negativamente a produção e os teores de Zn e Fe nos grãos de arroz. Nós sugerimos que a incorporação de casca de arroz (FH) e cinzas da casca de arroz (RHA) podem ser estratégias promissoras dependendo da escolha do amenizante sendo que os resíduos tiveram diferentes efeitos em difentes condições de manejo. Pesquisas adicionais são necessárias para avaliar o efeito residual dos amenizantes assim como confirmar ambos os riscos e benefícios de diferentes técnicas de manejo na produção de arroz.
Abstract: Rice (Oryza sativa L.), a staple food for half of the world’s human population, is a potential source of arsenic (As) and cadmium (Cd). Elevated As and Cd levels in soil and/or irrigation water can affect growth and development of plants, decreasing rice yield and quality. Moreover, contaminated rice grain may threaten human health worldwide. It is therefore imperative to investigate the effects of different strategies to develop new techniques for minimizing the risk for As and Cd transfer into rice grains. Water management has been introduced to decrease As and Cd accumulation in rice grains. However, As and Cd have opposite responses to water management and may still accumulate in rice grains. In contrast, Si management techniques may prove to be highly effective in combating the problem of excessive accumulation of As and Cd in rice grains. Therefore, additional investigations are needed to develop simple and cost-effective methods to decrease As and Cd in rice grains. In this study two experiments were conducted where we (1) developed a technique to sample and concentrate intact Fe plaque minerals to understand the impact of increasing solution-phase Si on the quantity and mineral composition of Fe plaque and controls on shoot transfer of As, and (2) investigated the effects of different water management strategies on As and Cd uptake by rice in well-weathered soil amended with Si-rich rice residues compared to non-amended controls. In the first study, the technique reported was effective at concentrating As-bearing Fe plaque from root systems. Our data indicate that strategies that promote more Fe and As in plaque may still transfer As to shoots but strategies that promote more Si in plaque decrease both shoot As and grain As. In the second experiment, our data indicate that utilizing Si-rich rice amendments is a promising strategy to decrease heavy metals contamination in rice under different water managements without negatively affecting rice yield, and grain Zn or Fe. We suggest that soilincorporation of fresh husk (FH) and rice husk ash (RHA) may be a promising strategy depending on the choice of amendment in view of the fact that the amendments had different behavior over different conditions. Further research is needed to evaluate the residual effects of the amendments as well to confirm both risks and benefits for different management strategies.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido do autor, até maio de 2018.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/13254
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: eng
Aparece nas coleções:DCS - Ciência do Solo - Doutorado (Teses)

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