Bioremediation, drought tolerance and biofortification in biotechnological uses

The objective of this review is to bring information about innovations and technologies that, through genetic improvement, are being used to improve the sustainability and productivity of agricultural crops, improve human nutrition, as well as conservation and decontamination of soils. Bioremediation consists of using microorganisms that have the ability to modify or decompose certain pollutants, with the possibility of increasing their activity through genetic engineering, building new strains for the transformation of pollutants into inert substances. Genetic improvement is seeking to develop cultivars that are more tolerant to periods of water deficit. Plant biofortification consists of varieties of improved plants that have a higher content of vitamins and minerals, which are obtained through genetic improvement. Thus, biotechnology is once again essential for world agricultural production and can bring a series of other benefits to society.(AU)

Effect of the performance, calving date and lactation period on the probability of pregnancy in beef cows

Determining what and how much each environmental factor affects pregnancy is crucial to the sustainability and management of beef cow herds. The study evaluated through logistic regression the effect of environmental variables on the increase or reduction in the pregnancy rate of beef cows. The average pregnancy rate in the cows was 73 %, with an average age for the herd of 3.7 years. An increase in age of one year represented a 30 % increase in pregnancy, while a reduction of one year reduced the odds of pregnancy in the cows by 23 %. During the lactation period, an extra seven days' lactation reduced the odds of pregnancy by 12 %. For every seven days that weaning was brought forward, the cows' pregnancy odds increased by 14 %. An increase of 0.1 kg in average daily gain represented an increase of 17 % and 15 % in the odds of pregnancy during the first 60 days post-partum and 60 days to the end of the reproductive period. On the other hand, the loss of 0.1 kg in average daily gain resulted in a 14 % and 13 % reduction in the cows' pregnancy odds, respectively. Factors such as age, the precocity of calving in the calving season, the time the calf remains with the cow and better performance in cows between calving and the end of the mating are strategies that increase the chances of pregnancy in beef cows.(AU)

How does reproduction account for dairy farm sustainability?

Sustainability - the new hype of the 21st century has brought discomfort for the government and society. Sustainable agriculture is essential to face our most concerning challenges: climate change, food security, and the environmental footprint, all of which add to consumers' opinions and choices. Improvements in reproductive indexes can enhance animal production and efficiency, guaranteeing profit and sustainability. Estrus detection, artificial insemination (AI), embryo transfer (ET), estrus synchronization (ES), and multiple ovulations are some strategies used to improve animal reproduction. This review highlights how reproductive strategies and genetic selection can contribute to sustainable ruminant production. Improved reproductive indices can reduce the number of nonproductive cows in the herd, reducing methane emissions and land use for production while preserving natural resources.(AU)

Assisted Reproductive Technologies (ART) and genome editing to support a sustainable livestock

This article provides an overview of assisted reproductive technologies (ART) and genome engineering to improve livestock production systems for the contribution of global sustainability. Most ruminant production systems are conducted on grassland conditions, as is the case of South American countries that are leaders in meat and milk production worldwide with a well-established grass-feed livestock. These systems have many strengths from an environmental perspective and consumer preferences but requires certain improvements to enhance resource efficiency. Reproductive performance is one of the main challenges particularly in cow-calf operations that usually are conducted under adverse conditions and thus ART can make a great contribution. Fixed-time artificial insemination is applied in South America in large scale programs as 20 to 30% of cows receive this technology every year in each country, with greater calving rate and significant herd genetic gain occurred in this region. Sexed semen has also been increasingly implemented, enhancing resource efficiency by a) obtaining desired female replacement and improving animal welfare by avoiding newborn male sacrifice in dairy industry, or b) alternatively producing male calves for beef industry. In vitro embryo production has been massively applied, with this region showing the greatest number of embryos produced worldwide leading to significant improvement in herd genetics and productivity. Although the contribution of these technologies is considerable, further improvements will be required for a significant livestock transformation and novel biotechnologies such as genome editing are already available. Through the CRISPR/Cas-based system it is possible to enhance food yield and quality, avoid animal welfare concerns, overcome animal health threats, and control pests and invasive species harming food production. In summary, a significant enhancement in livestock productivity and resource efficiency can be made through reproductive technologies and genome editing, improving at the same time profitability for farmers, and global food security and sustainability.(AU)

Characterization and antibacterial activity of raw cotton fabrics treated with date seed extract and silver nanoparticles (AgNPs) / Caracterização e atividade antibacteriana de tecidos de algodão cru tratados com extrato de semente de tâmara e nanopartículas de prata (AgNPs)

Because of their immense economic, wellness, and remedial value, the seeds of palm (Phoenix dactylifera) were selected with synthesized silver nanoparticles (AgNPs) based on their properties for increasing the antibacterial efficacy of medical cotton. This study aimed to be contingent upon the characterisation of raw cotton fabrics treated by AgNPs with date seed extract (DSE) of P. dactylifera both individually and in combination and to investigate their antibacterial activity against various human pathogens. The prepared cotton materials with the synthesized AgNPs and/or DSE were described by both X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). At the same time, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and High-performance liquid chromatography (HPLC) were employed to determine the bioactive components in the aqueous date seed extract. The greater antibacterial activity was recorded by cotton treated with DSE and AgNPs mix, in which inhibition zones of all treatments were against Escherichia coli (8 cm), followed by Staphylococcus aureus (2.33-5.87cm) and Bacillus subtilis (2.17-4.63 cm), respectively. Overall, these findings indicate that treated cotton fabrics with synthesised AgNPs and DSE may be widely applied in various potential biological and medical applications, which could enhance environmental sustainability in closed production and consumption.

Devido ao imenso valor econômico, propriedades curativas e de bem-estar, as sementes de palmeira (Phoenix dactylifera) foram selecionadas com nanopartículas de prata sintetizadas (AgNPs), com base em suas propriedades, visando aumentar a eficácia antibacteriana do algodão medicinal. Este estudo teve como objetivo a caracterização de tecidos de algodão cru tratados por AgNPs com extrato de semente de tâmara (DSE) de P. dactylifera tanto individualmente quanto em combinação e investigar sua atividade antibacteriana contra vários patógenos humanos. Os materiais de algodão preparados com os AgNPs sintetizados e/ou DSE foram descritos por difração de raios-X (XRD) e microscópio eletrônico de varredura (SEM). Ao mesmo tempo, cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foram empregadas para determinar os componentes bioativos no extrato aquoso de sementes de tâmaras. A maior atividade antibacteriana foi registrada pelo algodão tratado com mistura de DSE e AgNPs, em que os halos de inibição de todos os tratamentos foram contra Escherichia coli (8 cm), seguido por Staphylococcus aureus (2,33-5,87 cm) e Bacillus subtilis (2,17-4,63 cm), respectivamente. De modo geral, essas descobertas indicam que os tecidos de algodão tratados com AgNPs sintetizados e DSE podem ser amplamente aplicados em várias aplicações biológicas e médicas potenciais, o que pode aumentar a sustentabilidade ambiental na produção e consumo fechados.

Recuperação, caracterização e criopreservação de espermatozoides epididimários de animais silvestres do bioma Caatinga / Recovery, characterization and cryopreservation of epididymal sperm from wild animals of the Caatinga biome

A Caatinga, bioma exclusivamente brasileiro, abriga grande diversidade biológica, porém sofre com graves ameaças ambientais. Por isso, é iminente a necessidade de desenvolvimento de técnicas voltadas para a conservação dos animais que nela habitam, bem como se seu germoplasma. Quando do súbito óbito de um animal biologicamente valioso, a recuperação de espermatozoides epididimários pode se apresentar como a única possibilidade para salvaguardar gametas. Ainda, esta biotécnicas configura-se em uma ferramenta possível de ser utilizada quando não há outra forma de se coletar o sêmen em determinada espécie. Os espermatozoides coletados podem ser armazenados por meio da criopreservação, e posteriormente utilizados em outras biotecnologias. Neste sentido, esta revisão tem como objetivo apresentar os aspectos da recuperação, caracterização e criopreservação de espermatozoides epididimários em animais silvestres com principal foco em espécies do bioma Caatinga, como os preás, cutias, catetos e emas.(AU)

The Caatinga, an exclusively Brazilian biome, is home to great biological diversity, but suffers from serious environmental threats. Therefore, there is an imminent need to develop techniques aimed at the conservation of the animals that inhabit it, as well as their germplasm. When the sudden death of a biologically valuable animal, the recovery of epididymal spermatozoa may present itself as the only possibility to safeguard gametes. Still, this biotechnique is a tool that can be used when there is no other way to collect semen in each species. Collected spermatozoa can be stored through cryopreservation, and later used in other biotechnologies. In this sense, this review aims to present aspects of recovery, characterization, and cryopreservation of epididymal spermatozoa in wild animals with a focus on species from the Caatinga biome, such as cavies, agoutis, collared peccary, and rheas.(AU)

Ética e condicionamento de animais selvagens para a aplicação de técnicas de reprodução assistida / Ethics and conditioning of wild animals for the application of assisted reproduction techniques

A relação humano-animal é conhecida desde o período Mesolítico e vem evoluindo ao longo dos anos pela busca de interações cada vez mais positivas. A forma como os animais e os ambientes são tratados abre muitas discussões éticas e morais em várias correntes filosóficas. O fato é que a biodiversidade vem apresentando uma redução expressiva dentro de um contexto de sexta extinção em massa do planeta e, para muitas espécies, trabalhar manejo populacional envolvendo coleções ex situ, seria a única alternativa de sobrevivência. As informações sobre a biologia das espécies selvagens ainda são muito insipientes e, portanto, faz-se necessário desenvolver pesquisas básicas que colaborem com as Técnicas de Reprodução Assistida (ARTs). A possibilidade de se trabalhar dentro do conceito de Conservação Única possibilita uma interconexão entre os planos de ação in situ e ex situ, as ações antrópicas no meio ambiente (sustentabilidade) e as pesquisas que englobam a conservação. Para tanto, utilizar as técnicas de condicionamento, que são prática voltada ao manejo de bem-estar, associadas às biotecnologias reprodutivas tem sido um manejo cada vez mais utilizado, com sucesso para muitas espécies ameaçadas. Animais manejados dentro dos protocolos de boas práticas são grandes candidatos a fazer parte dos programas de conservação integrada.(AU)

The human-animal relationship has been known since the Mesolithic period and has evolved over the years in search of increasingly positive interactions. How animals and environments are treated opens up many ethical and moral discussions in various philosophical currents. The fact is that biodiversity has been showing a significant reduction within the context of the sixth mass extinction on the planet, and, for many species, working on population management involving ex situ collections would be the only alternative for survival. Information on the biology of wild species is still very incipient; therefore, it is necessary to develop basic research that collaborates with Assisted Reproduction Techniques (ARTs). Working within the One Conservation concept enables an interconnection between in situ and ex situ action plans, anthropic environmental actions (sustainability), and research that encompasses conservation. Therefore, using conditioning techniques­a practice aimed at welfare management­associated with reproductive biotechnologies has been increasingly used, with success for many endangered species. Animals handled within suitable practice protocols are great candidates to be part of integrated conservation programs.(AU)

Sustainability indicators for Brazilian dairy livestock: the perception of professionals in the sector

The objective of this study was to analyze the perceptions of professionals in relation to the importance of indicators used to assess the sustainability of Brazilian dairy cattle. A survey method was used through a questionnaire. The target audience was professionals related to dairy cattle: researchers, professors, consultants, farmers, and other professionals. The total number of respondents to the survey was 347. Cluster analysis resulted in the formation of four distinct groups: G1 ("Holistic"), participants agreed that all indicators are very important or, at least, important; G2 ("Technician") considered the indicators important and desirable, except for some environmental indicators which were assessed as non-priority and expendable; G3 ("Socioenvironmentalist") assessed the indicators as desirable, but environmental indicators received more importance; and G4 ("Skeptic") generally believed that indicators were non-priority and expendable. The groups showed significant differences in relation to knowledge about technical, economic, social, and environmental aspects of dairy cattle. More than 60% of professionals consider milk production per area, reproductive index, production costs, profit from the activity, milk quality, quality of life of the producer and employees, succession, protection of water courses, and soil management as very important indicators of the sustainability of dairy cattle. On the other hand, important environmental indicators such as emissions of gases and substances, energy use, nutrient balance, and land use were neglected by most respondents. These results can help select and implement policies and strategies for decision making, aiming at producing milk in a more sustainable way.(AU)

Patterns of production and sustainability of cattle ranching in the state of Pará - Brazilian Amazon / Padrões de produção e sustentabilidade da pecuária bovina no estado do Pará - Amazônia Brasileira

The aim of this study was to analyze the production patterns present in rural properties producing cattle in the micro-regions that make up the state of Pará. Exploratory Factor Analysis (EFA) was applied to identify the patterns, and these data are used to evaluate correlation between the heterogeneity of rural properties and the environmental impact on the identified patterns. The theoretical contribution is based on discussions on global impacts of food production and environmental sustainability and the impacts of livestock production systems in Brazil and the Amazon. Survey data were taken from the 2017 Agricultural Census, available for the 144 municipalities in the state, and pooled into 22 micro-regions. Three patterns of rural properties were identified: the first related to conservation management practices and called transition management; the second highlights aspects associated with information technology and communication (ICT) and productivity called technical productive efficiency; the third indicates the importance of social organization and access to information called social participation. With these patterns, it was possible to develop the Traditional Performance Indicator (TPI), in which the micro-regions of São Félix do Xingu, Itaituba and Conceição do Araguaia were those with the highest values of this indicator, water protection practices are present in the properties, however, in precarious conditions, and conservation practices are rarely used. The correlation between heterogeneity, measured by the size of pasture area in each microregion, and the TPI is positive, strong and significant. In this transition context, public policies are essential to provide access to infrastructure, credit and good animal health and biotechnology practices.(AU)

O objetivo deste estudo foi analisar os padrões de produção presentes nos estabelecimentos rurais produtores de gado bovino nas microrregiões que formam o estado do Pará. Foi aplicada a técnica estatística de Análise Fatorial Exploratória (AFE) para identificar os padrões, e com esses dados avaliar a correlação entre a heterogeneidade das propriedades rurais produtoras e o impacto ambiental nos padrões identificados. O aporte teórico está ancorado nas discussões sobre os impactos globais da produção de alimentos e a sustentabilidade ambiental e os impactos da pecuária no Brasil e na Amazônia. Os dados da pesquisa foram extraídos do Censo Agropecuário de 2017, disponíveis para os 144 municípios do estado, e agregados em 22 microrregiões. Foram identificados três padrões de estabelecimentos rurais: o primeiro relacionado as práticas de gestão conservacionistas e denominado de gestão em transição; o segundo destaca aspectos associados a tecnologia de informática e comunicação (TIC) e a produtividade denominado de eficiência técnica produtiva; o terceiro indica a importância da organização social e o acesso a informação denominado de participação social. Com os resultados desses padrões foi possível gerar o Indicador de Desempenho Tradicional (IDT), em que as microrregiões de São Félix do Xingu, Itaituba e Conceição do Araguaia foram aquelas com maior nível desse indicador, as práticas de proteção das águas se fazem presente nas propriedades, porém, em condições precárias, e as práticas conservacionistas são pouco empregadas. A correlação entre a heterogeneidade, medida pelo tamanho da área de pasto em cada microrregião, e o IDT é positiva, forte e significativa. Nesse contexto de transição, as políticas públicas são essenciais para proporcionar acesso a infraestrutura, crédito e boas práticas de saúde animal e biotecnologia.(AU)

Evaluation of fisheries management strategies using a biotic integrity index in floodplain lakes in the lower Solimões River, Amazonas, Brazil / Avaliação da estratégia de manejo pesqueiro usando um índice de integridade biótica em lagos de várzea no baixo Rio Solimões, Amazonas, Brasil

Fisheries is an important activity in the Amazon basin and potentially has a high impact on ichthyofauna. With the aim of achieving sustainability in fisheries of target species, protected areas were established within a fisheries management framework known as the Amazon Lakes Management System (ALMS). With the aim to evaluate the effect of ALMS on fish assemblages as a whole, we compared floodplain lakes with different levels of fish management in the lower Solimões River, in the Brazilian Amazon, developing an index of biotic integrity, named ALMS-IBI. We sampled fish in three lake categories: protected (PR), managed (MN), and commercially fished (CM). The ALMS-IBI was developed by selecting and testing fish assemblage metrics based on samplings carried out in 2017 and 2018, using gillnets with different mesh sizes. We captured 4565 fish of 113 species and seven trophic categories. The final index is composed of seven metrics related to species richness, trophic structure, and fish abundance, and characterized the fish assemblage in the PR and MN lakes as acceptable, and in the CM lakes as poor. Our results indicate that the ALMS-IBI can be an efficient method to monitor the whole fish assemblage in Amazonian floodplain lakes, and can be used as a complementary tool in the ALMS to assess environmental sustainability.(AU)

A pesca é uma atividade importante na bacia amazônica e tem alto impacto potencial sobre a ictiofauna. Com o objetivo de alcançar sustentabilidade na atividade pesqueira de espécies focais, foram estabelecidas áreas protegidas no marco de um plano de manejo pesqueiro conhecido como Sistema de Manejo dos Lagos da Amazônia (ALMS). Com o objetivo de avaliar o efeito do ALMS sobre toda a assembleia de peixes, nós comparamos lagos de várzea com diferentes níveis de manejo pesqueiro no baixo rio Solimões, na Amazônia brasileira, desenvolvendo um índice de integridade biótica, denominado ALMS-IBI. Amostramos peixes em três categorias de lagos: protegidos (PR), manejados (MN) e de pesca comercial (CM). O ALMS-IBI foi desenvolvido por meio da seleção e teste de métricas das assembleias de peixes, com base em amostragens realizadas em 2017 e 2018, usando redes de emalhar com diferentes tamanhos de malha. Capturamos 4565 peixes de 113 espécies e sete categorias tróficas. O índice final está composto de sete métricas relacionadas à riqueza de espécies, estrutura trófica e abundância de peixes, e caracterizou a assembleia de peixes como regular nos lagos PR e MN, e como pobre nos lagos CM. Nossos resultados indicam que o ALMS-IBI pode ser um método eficiente para monitorar a assembleia de peixes como um todo em lagos de várzea amazônicos, e pode ser usado como uma ferramenta complementar para avaliar a sustentabilidade ambiental no ALMS.(AU)

Modeling of soil loss by water erosion in the Tietê River Hydrographic Basin, São Paulo, Brazil / Modelagem da perda de solo por erosão hídrica na Bacia Hidrográfica do Rio Tietê, São Paulo, Brasil

Since the mid-16th century, the Tietê River has been an important route for the territorial occupation and exploitation of natural resources in the interior of São Paulo and Brazil. Currently, the Tietê River is well known for environmental problems related to water pollution and contamination. However, little attention has been focused on water erosion, which is a serious issue that affects the soils and waters of the hydrographic basin. Thus, this work aimed to estimate soil loss caused by water erosion in this basin, which has an area of approximately 72,000 km², using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). The RUSLE parameter survey and soil loss calculation were performed using geoprocessing techniques. The RUSLE estimated an average soil loss of 8.9 Mg ha-1 yr-1 and revealed that 18% of the basin's territory presents high erosion rates. These are priority zones for conservation practices to reduce water erosion and ensure long-term soil sustainability. The estimated sediment transport was 1.3 Mg ha-1 yr-1, whereas the observed sedimentation, which was calculated based on data from the fluviometric station, was 0.8 Mg ha-1 yr-1. Thus, the results were equivalent considering the large size of the study area and can be used to assist in managing the basin. Estimating soil losses can help in the planning of sustainable management of the Tietê River Hydrographic Basin and highlights the importance of minimizing water erosion, thus helping to prevent additional pollution and contamination with sediments, agrochemicals, and fertilizers.(AU)

Desde meados do século 16, o rio Tietê tem sido uma importante rota de ocupação territorial e exploração dos recursos naturais do interior de São Paulo e do Brasil. Atualmente, o Rio Tietê é bastante conhecido pelos problemas ambientais relacionados à poluição e contaminação das águas. No entanto, pouca atenção tem sido dada à erosão hídrica, que é um problema sério que afeta os solos e as águas da bacia hidrográfica. Assim, este trabalho teve como objetivo estimar as perdas de solo causadas pela erosão hídrica nesta bacia, que tem uma área de aproximadamente 72.000 km², utilizando a Equação Universal de Perdas de Solo Revisada (RUSLE). O levantamento dos parâmetros RUSLE e o cálculo das perdas de solo foram realizados utilizando técnicas de geoprocessamento. O RUSLE estimou uma perda média de solo de 8,9 Mg ha-1 ano-1 e revelou que 18% do território da bacia apresenta altas taxas de erosão. Estas são zonas prioritárias para práticas de conservação para reduzir a erosão hídrica e garantir a sustentabilidade do solo a longo prazo. O transporte de sedimentos estimado foi de 1,3 Mg ha-1 ano-1, enquanto a sedimentação observada, calculada com base nos dados da estação fluviométrica, foi de 0,8 Mg ha-1 ano-1. Assim, os resultados foram equivalentes considerando a grande extensão da área de estudo e podem ser utilizados para auxiliar na gestão da bacia. A estimativa das perdas de solo pode auxiliar no planejamento do manejo sustentável da Bacia Hidrográfica do Rio Tietê e destacar a importância de minimizar a erosão hídrica, auxiliando na prevenção de poluição adicional e contaminação por sedimentos, agroquímicos e fertilizantes.(AU)

Sustentabilidade na produção de refeições: uma revisão das evidências científicas / Sustainability in the production of meals: a review of scientific evidence

Hoje em dia, há uma grande preocupação com dois problemas que atingem o nosso planeta, o desperdício de alimentos, enquanto pessoas passam fome, e o esgotamento dos recursos naturais. Este trabalho teve por objetivo aprofundar os conhecimentos acerca das possibilidades de o profissional nutricionista atuar de forma sustentável na produção de refeições. Para tanto foi feita uma revisão da literatura no período de 2004 a 2020. Foram observadas perdas de alimentos desde a produção até o consumo final e, portanto, a necessidade de um consumo consciente, propiciando assim, o acesso ao alimento por pessoas em estado de insegurança alimentar. Ao ser discutido o aproveitamento integral dos alimentos, prática sustentável e ecologicamente correta, verificou-se que essa proporciona uma maior utilização dos recursos naturais, diminuição dos gastos com a alimentação, diversificando os hábitos alimentares e melhorando o valor nutricional das preparações. Além de contribuir na redução da incidência de carências nutricionais ou doenças advindas de uma baixa ingestão alimentar. Pode-se constatar que as Unidades de Alimentação e Nutrição (UAN) são passíveis de executar ações, durante todo o processo produtivo, que promovam o desenvolvimento sustentável. Conclui-se que o nutricionista tem papel fundamental na implantação e manutenção da sustentabilidade dentro das UAN, mediante sua prática, na produção das refeições, orientação de funcionários e clientes, bem como a responsabilidade social e ambiental. Estudos dessa natureza são importantes por apresentar as práticas adotadas no segmento de produção de refeições e para estimular investigações futuras que sinalizem para a redução dos impactos ambientais nessa atividade.(AU)

Nowadays, two critical problems affect our planet, waste, while people go hungry and the depletion of natural resources. This work intends to present the possibilities of a nutritionist applicate sustainable actions in the production of meals. To this end, it was done a study reviewing publications from 2004 to 2020. Food losses were observed from production to final consumption and, therefore, the need for conscious consumption, thus providing access to food for people in a state of food insecurity. When discussing the full utilization food product, a sustainable and ecologically practice, it was found that it provides greater use of natural resources, decreased spending on food, diversifying eating habits and improving the nutritional value of preparations. In addition, it contributes to reduce the incidence of nutritional deficiencies or diseases resulting from low food intake. The Food and Nutrition Units (UAN) can adopt practices in the production of meals that promote sustainable development. It is concluded that the nutritionist has a fundamental role in the implementation and maintenance of sustainability within the Food and Nutrition Units, through the actions in aspects related to production, employees, and customers, as well as social and environmental responsibility. Evaluative studies of this nature are important to contribute to the diagnosis of reality in meal production segment and to promote further investigations that show the reduction of environmental impacts on this activity.(AU)

Estudo in vitro da eficácia do óleo essencial de cravo-da-índia (Syzygium aromaticum, Myrtaceae) sobre carrapato Rhipicephalus sanguineus

Resumen: Rhipicephalus sanguineus se ha convertido en una plaga urbana, con informes de infestaciones en hogares y poblaciones resistentes a los acaricidas, lo que genera preocupación tanto a los médicos veterinarios como a la salud pública. Con el objetivo de alternativas más sostenibles para el control ambiental de R. sanguineus, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto in vitro del aceite esencial de clavo, Syzygium aromaticum, sobre las larvas de Rhipicephalus sanguineus. Este aceite es rico en eugenol, un compuesto aromático ampliamente explorado por la industria alimentaria y farmacéutica, y que a pesar de su excelente acción acaricida, existen pocos estudios de su acción sobre R. sanguineus. Se utilizaron larvas con 15 días de vida para realizar las pruebas, y se probaron concentraciones de 0.5%, 1% y 2% del aceite esencial. La sensibilidad larvaria se probó mediante pruebas de inmersión larvaria (TIL) con adaptaciones. Se encontró una eficacia larvicida superior al 99% sobre R. sanguineus con concentraciones superiores al 0,5% de aceite de Syzygium aromaticum diluido en solución hidroalcohólica. Demostrando efecto prometedor acaricida del aceite esencial de clavo para el control de larvas de R. sanguineus.

Abstract: Rhipicephalus sanguineus has become an urban plague, with reports of infestations on residences and resistant populations to acaricides, bringing concerns both to veterinarians and public health. Looking for alternatives more sustainable for environmental control of R. sanguineus, the aim of this study was to evaluate the in vitro effect of the clove essential oil, Syzygium aromaticum, on Rhipicephalus sanguineus larvae. This oil is abundant in eugenol, an aromatic compound widely explored by the pharmaceutical and food industry, despite its strong acaricidal activity there are not many studies on its impact on R. sanguineus. In the present study, it was used 15 old day larvae, which were tested the 0,5%, 1% and 2% concentrations of the essential oil. The sensibility of the larvae was tested by the larvae immersion tests (LIT) with adaptations. It was noted the larvicidal efficacy above 99% on R. sanguineus in concentrations above 0,5% of Syzygium aromaticum oil diluted in hydroalcoholic solution. Demonstrating promising acaricidal effect of clove essential oil on tick R. sanguineus.

Resumo: Rhipicephalus sanguineus vem se tornando uma praga urbana, com relatos de infestações em residências e populações resistentes a acaricidas, trazendo preocupações tanto a clínicos veterinários como também em saúde pública. Visando alternativas mais sustentáveis para o controle ambiental de R. sanguineus, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito in vitro do óleo essencial de cravo-da-índia, Syzygium aromaticum, sobre larvas de Rhipicephalus sanguineus. Esse óleo é rico em eugenol, composto aromático amplamente explorado pela indústria alimentícia e farmacêutica, e que apesar da sua excelente ação acaricida, existem poucos estudos de sua ação sobre R. sanguineus. Para realizar os testes foram utilizadas larvas com 15 dias de vida, sendo testadas as concentrações de 0,5%, 1% e 2% do óleo essencial. A sensibilidade das larvas foi testada pelos testes de imersão larval (TIL) com adaptações. Foi encontrada eficácia larvicida acima de 99% sobre R. sanguineus com concentrações acima de 0,5% de óleo de Syzygium aromaticum diluído em solução hidroalcóolica. Demonstrando promissor efeito acaricida do óleo essencial de cravo-da-índia sobre larvas de R. sanguineus.

Biosecurity in dairy goat farms / Biosseguridade em propriedades de caprinos leiteiros

The goat milk industry has unquestionably grown in recent years due to the high demand for dairy products, which are considered nutritious and hypoallergenic. As a result, security measures are required in the production chain to provide consumers with safe products, although the concept of biosecurity is still incipient in Brazilian goat farming. Therefore, this study aimed to review the main biosecurity measures applied to dairy goat farms and suggest a program that contemplates these measures to promote animal health and welfare, given that biosecurity bolsters environmental sustainability and improves this agricultural sector. Biosecurity programs (BP) are composed of a set of measures and procedures aimed at herd health and applied in all stages of animal husbandry, interacting with different sectors that make up the production system and providing a set of policies and operational norms to protect herds against potentially pathogenic agents. Thus, BP require planning, execution, monitoring, audits, updates, understanding of the procedures, and awareness of those involved in the production chain. In addition, it includes continuing education programs and the development of contingency plans for specific emergencies. The information included in this study provides input to dairy goat farms to implement practices that improve the productivity of this agricultural sector.

A caprinocultura leiteira é um setor produtivo em crescimento, devido à alta demanda dos produtos lácteos considerados nutritivos e hipoalergênicos. Em consequência disso, são exigidas medidas de segurança na cadeia produtiva a fim de fornecer produtos inócuos ao consumidor. No entanto, os conceitos de biosseguridade ainda são incipientes na caprinocultura brasileira. Desta forma, este estudo tem a finalidade de revisar as principais medidas de biosseguridade aplicadas à caprinocultura leiteira e sugerir um programa que contemple estas medidas visando promover a saúde e o bem-estar animal. Além disso, a biosseguridade propicia a sustentabilidade do meio ambiente e potencializa melhorias neste setor agropecuário. Salienta-se que um programa de biosseguridade (PB) é composto por um conjunto de medidas e procedimentos de atenção à saúde do plantel, aplicados em todas as etapas da criação animal, interagindo com diversos setores que compõe o sistema produtivo, além de propiciar a implantação de um conjunto de políticas e normas operacionais, com o objetivo de proteger os rebanhos contra a introdução de qualquer agente infeccioso potencialmente patogênico. O PB necessita de planejamento, execução, monitoramento, auditorias, atualizações, bem como demanda de compreensão dos procedimentos e da sensibilização de todos os envolvidos nos processos da cadeia produtiva. Adicionalmente, inclui programas de educação continuada de todos os indivíduos e a elaboração de planos de contingência para situações emergenciais específicas. As informações incluídas neste estudo fornecerão aporte às propriedades de caprinocultura de leite para a implementação de ações que promovam melhorias na produtividade deste setor agropecuário.

Productivity and profitability of maize as affected by nitrogen sources and rates / Produtividade e lucratividade do milho afetadas pela aplicação de fontes e doses de nitrogênio

The use of nitrogen (N) sources that reduce N losses may be an interesting management strategy to increase the economic and environmental sustainability of maize crops. This study aimed to assess the effects of different N sources and rates on maize grain yield and crop profitability. The experiment was conducted in the field on a Red Nitisol of clay texture during two growing seasons. The experimental design was a randomized block with split plots. Four sources of N were applied to the main plots: conventional urea, protected urea, urea treated with nitrification inhibitor, and urea treated with urease inhibitor. Split plots were treated with four N rates: 0, 140, 280, or 420 kg N ha−1. The four N fertilizer sources produced no differences in grain yield, which ranged from 3.2 to 15.9 Mg ha−1. This parameter showed a quadratic response to increasing N rates, regardless of N source. Theoretical N rates for optimal grain yield were estimated at 407 and 411 kg N ha−1 in 2016/2017 and 2017/2018, respectively. The highest profitability indices were obtained by applying 378 kg N ha−1 from conventional urea in 2016/2017 and 278 kg N ha−1 from urea treated with urease inhibitor in 2017/2018.(AU)

A utilização de fontes nitrogenadas que reduzam perdas de N pode ser uma estratégia de manejo adequada para aumentar a sustentabilidade econômica e ambiental no cultivo do milho. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos de fontes e doses de nitrogênio sobre a produtividade de grãos do milho e a lucratividade da lavoura. O experimento foi conduzido a campo, em dois anos agrícolas, num Nitossolo Vermelho de textura argilosa. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, dispostos em parcelas subdivididas. Na parcela principal foram testadas quatro fontes de N: ureia convencional, ureia protegida, ureia com inibidor de nitrificação e ureia com inibidor de urease. Nas subparcelas foram testadas quatro doses de nitrogênio: 0, 140, 280 e 420 kg de N ha-1. As quatro fontes de fertilizantes nitrogenados não apresentaram diferenças no rendimento de grãos. A produtividade de grãos variou de 3,2 a 15,9 Mg ha-1. Ela apresentou uma resposta quadrática ao aumento da dose, independentemente da fonte de N. As doses teóricas que otimizaram a produtividade de grãos foram de 407 e 411 kg N ha-1 em 2016/2017 e 2017/2018, respectivamente. Os maiores índices de lucratividade foram obtidos pela aplicação das doses de 378 kg de N ha-1 com ureia convencional em 2016/2017 e 278 kg de N ha-1 de ureia com inibidor de uréase em 2017/2018.(AU)

Nitrogen-fixing Cyanothece sp. as a mixotroph and silver nanoparticle synthesizer: a multitasking exceptional cyanobacterium / Cyanothece sp. fixadora de nitrogênio como um sintetizador de nanopartículas mixotrófico e prata: uma cianobactéria excepcional multitarefa

To investigate the best carbon source for mixotrophic growth of Cyanothece sp. This cyanobacterium is also used as a source of biogenic silver nanoparticles. The study also investigates the antimicrobial activity of nanoparticles (both gold and silver) biosynthesized by this cyanobacterium. Those particles are tested solely and in combination as antimicrobial agents against two farm bacteria commonly found in Al Ahsa. Soil extract was prepared from pesticide-free soil whereas dextrose was prepared in 6 mM concentration and the cyanobacterial culture cell density was determined after two weeks. Cultures of Cyanothece sp. were incubated with silver nitrate until turning brown. The external solution of culture was analyzed using chemical analyses including UV- visible and FTIR to confirm nano silver formation. Previously-biosynthesized nano gold particles by Cyanothece sp. were used solely and in combination with newly biosynthesized nano silver particles for antimicrobial bioassay against the two farm bacterial pathogens. The best mixotrophic cyanobacterial growth was obtained for soil extract followed by dextrose which were significantly different from control. The synthesis of nanoparticles using this cyanobacterium was confirmed using UV-visible light spectrophotometry which detected the characteristic surface plasmon resonance peak in the range of 410-450 nm and the FTIR spectroscopy which showed the characteristic silver nanoparticles peak at 3.297 cm-1 which overlaps with -OH- in addition to the other functional groups associated with nano silver particles detected at 2,927, 1,631 and 1,383 cm−1. Silver nanoparticles showed the strong antimicrobial effect against both pathogens Staphylococcus aureus (MRSA) and Staphylococcus warneri with inhibition zone diameter 1.3 cm for both followed by the combination of silver and gold nanoparticles. Soil extract is a natural medium rich in all types of organic and inorganic nutrients which enhance algal mixotrophic growth. Biosynthesized silver nanoparticles showed the strongest antibacterial action against both pathogens most likely due to its ease of penetration, interaction with cellular components, generation of reactive oxygen species and induction of oxidative stress leading to bacterial death.

Investigar a melhor fonte de carbono para o crescimento mixotrófico de Cyanothece sp. Esta cianobactéria também é utilizada como fonte de nanopartículas de prata biogênicas. O estudo também investiga a atividade antimicrobiana de nanopartículas (ouro e prata) biossintetizadas por essa cianobactéria. Essas partículas são testadas isoladamente e em combinação como agentes antimicrobianos contra duas bactérias agrícolas comumente encontradas em Al Ahsa. O extrato do solo foi preparado a partir de solo livre de pesticidas, enquanto a dextrose foi preparada na concentração de 6 mM e a densidade celular da cultura de cianobactérias foi determinada após duas semanas. Culturas de Cyanothece sp. foram incubadas com nitrato de prata até ficarem marrons. A solução externa de cultura foi analisada usando análises químicas incluindo UV-visível e FTIR para confirmar a formação de nano prata. Nano partículas de ouro previamente biossintetizadas por Cyanothece sp. foram usados ​​apenas e em combinação com nano partículas de prata recém-biossintetizadas para bioensaio antimicrobiano contra os dois patógenos bacterianos da fazenda. O melhor crescimento de cianobactérias mixotrópicas foi obtido para o extrato de solo seguido pela dextrose que foram significativamente diferentes do controle. A síntese de nanopartículas usando esta cianobactéria foi confirmada por espectrofotometria de luz UV-visível que detectou o pico característico de ressonância plasmônica de superfície na faixa de 410-450 nm e a espectroscopia FTIR que mostrou as nanopartículas de prata características - pico em 3.297 cm-1 que se sobrepõe com -OH- além dos outros grupos funcionais associados a nanopartículas de prata detectadas em 2.927, 1.631 e 1.383 cm−1. As nanopartículas de prata mostraram forte efeito antimicrobiano contra ambos os patógenos (Staphylococcus aureus (MRSA) e Staphylococcus warneri com diâmetro de zona de inibição de 1,3 cm para ambos, seguido pela combinação de nanopartículas de prata e ouro. O extrato do solo é um meio natural rico em todos os tipos de nutrientes orgânicos e inorgânicos que favorecem o crescimento mixotrófico de algas. As nanopartículas de prata biossintetizadas mostraram a ação antibacteriana mais forte contra ambos os patógenos, provavelmente devido à sua facilidade de penetração, interação com componentes celulares, geração de espécies reativas de oxigênio e indução de estresse oxidativo levando à morte bacteriana.

Estudo in vitro da eficácia do óleo essencial de cravo-da-índia (Syzygium aromaticum, Myrtaceae) sobre fase larval de Rhipicephalus sanguineus / In vitro effect of clove essential oil (Syzygium aromaticum, Myrtaceae) on the larval phase of Rhipicephalus sanguineus / Efecto in vitro del aceite esencial de clavo de olor (Syzygium aromaticum, Myrtaceae) sobre la fase larval de Rhipicephalus sanguineus

Rhipicephalus sanguineus vem se tornando uma praga urbana, com relatos de infestações em residências e populações resistentes a acaricidas, trazendo preocupações tanto a clínicos veterinários como também em saúde pública. Visando alternativas mais sustentáveis para o controle ambiental de R. sanguineus, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito in vitro do óleo essencial de cravo-da-índia, Syzygium aromaticum, sobre larvas de Rhipicephalus sanguineus. Para realizar os testes foram utilizadas larvas com 15 dias de vida, sendo testadas as concentrações de 0,5%, 1% e 2% do óleo essencial. A sensibilidade das larvas foi analisada pelos testes de imersão larval (TIL) com adaptações. Foi encontrada eficácia larvicida acima de 99% sobre R. sanguineus com concentrações acima de 0,5% de óleo de S. aromaticum diluído em solução hidroalcóolica. Demonstrando promissor efeito acaricida do óleo essencial de cravo-da-índia sobre larvas de R. sanguineus.(AU)

Rhipicephalus sanguineus has become an urban plague, with reports of infestations on residences and resistant populations to acaricides, bringing concerns both to veterinarians and public health. Looking for alternatives more sustainable for environmental control of R. sanguineus, the aim of this study was to evaluate the in vitro effect of the clove essential oil, Syzygium aromaticum, on Rhipicephalus sanguineus larvae. In the present study, it was used 15 old day larvae, which were tested concentrations of 0,5%, 1% and 2% of the essential oil. The sensibility of larvae was tested by the larvae immersion tests (LIT) with adaptations. It was noted the larvicidal efficacy above 99% on R. sanguineus in concentrations above 0,5% of Syzygium aromaticum oil diluted in hydroalcoholic solution. Demonstrating promising acaricidal effect of clove essential oil on tick R. sanguineus.(AU)

Rhipicephalus sanguineus se ha convertido en una plaga urbana, con informes de infestaciones en hogares y poblaciones resistentes a los acaricidas, lo que genera preocupación tanto a los médicos veterinarios como a la salud pública. Con el objetivo de alternativas más sostenibles para el control ambiental de R. sanguineus, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto in vitro del aceite esencial de clavo, Syzygium aromaticum, sobre las larvas de Rhipicephalus sanguineus. Se utilizaron larvas con 15 días de vida para realizar las pruebas, y se probaron concentraciones de 0.5%, 1% y 2% del aceite esencial. La sensibilidad larvaria se probó mediante pruebas de inmersión larvaria (TIL) con adaptaciones. Se encontró una eficacia larvicida superior al 99% sobre R. sanguineus con concentraciones superiores al 0,5% de aceite de Syzygium aromaticum diluido en solución hidroalcohólica. Demostrando efecto prometedor acaricida del aceite esencial de clavo para el control de larvas de R. sanguineus.(AU)

Problems of chemical control in agriculture: a perspective of agriculture / Problemas do controle químico na agricultura: uma perspectiva da agricultura

Agriculture is important in the food production sector and, to meet all the food demand of the population, the agricultural sector has modernized, using chemical control in agriculture to control pests, diseases and weeds. The objective of this work was to carry out a literature review on the problems of chemical control in agriculture from an agricultural perspective, in order to demonstrate how chemical control affects the agricultural sector. The present study was developed based on the review of literature and relevant research based on data from the years between 2015 to 2021, using articles and data in Portuguese on academic google, using chemical control problems and the perspective of agriculture with agrochemicals as keywords. To ensure the production of crops, crop management must be carried out correctly, and the control of pests, diseases and weeds that affect crops, for this, one of the methods used today is chemical control. With the use of chemical control, it made it possible for agriculture to achieve large productions with the benefits provided by its use in the control of pests, diseases and weeds, but it brought with it some problems in its use, whether in the social, environmental and social spheres. Due to the problems caused by the large use of agrochemicals and the search for sustainable rural development, other alternative methods are adopted in agriculture, such as biological and cultural control, which has brought many benefits, one of which is the reduction of the use of chemical control. In agriculture, reducing costs and helping to maintain the sustainability of the entire agricultural production sector. In this way, the inadequate use of chemical control has brought and brings problems, such as contamination and intoxication in the environment and to human beings, in addition to problems related to resistance to pests, diseases and weeds, making their control more expensive, requiring the adoption of other methods. Control methods, such as cultural control and biological control, which have in themselves more sustainable characteristics, thus reducing the use of agrochemicals in agriculture and reducing the problems caused by their use.

A agricultura é importante no setor de produção de alimentos e, para atender a toda a demanda de alimentos da população, o setor agrícola se modernizou, utilizando do controle químico na agricultura para o controle de pragas, doenças e plantas daninhas. O objetivo do trabalho foi realizar uma revisão de literatura sobre os problemas do controle químico na agricultura por uma perspectiva da agricultura, visando demonstrar como o controle químico afeta o setor agrícola. O presente estudo foi desenvolvido com base na revisão de literatura e pesquisas relevantes com base nos dados dos anos entre 2015 a 2021, utilizando-se de artigos e dados em português no google acadêmico, usando problemas do controle químico e perspectiva do da agricultura com agroquímicos como palavras-chave. Para garantir a produção das lavouras, o manejo da lavoura deve ser realizado de forma correta, e o controle de pragas, doenças e ervas daninhas que afetam as lavouras, para isso, um dos métodos utilizados hoje é o controle químico. Com ouso do controle químico, possibilitou que a agricultura alcançasse grandes produções com os benefícios proporcionados pelo seu uso no controle de pragas, doenças e infestantes, porém trouxe consigo alguns problemas no seu uso, seja no âmbito social, ambiental e no social. Devido aos problemas causados pelo grande uso de agroquímicos e a busca pelo desenvolvimento rural sustentável, outros métodos alternativos, são adotados na agricultura, como o controle biológico e cultural, que trouxe muitos benefícios, um deles é a redução do uso de controle químico. Na agricultura, reduzindo custos e ajudando a manter a sustentabilidade de todo o setor de produção agrícola. Desse modo, o uso inadequado do controle químico trouxe e traz problemas, como contaminações e intoxicações no ambiente e ao ser humano, além de problemas relacionados a resistência de pragas, doenças e plantas daninhas tornando mais oneroso seu controle, sendo necessário a adoção de outros métodos de controle, como o controle cultural e o controle biológico, que possuem em si, características mais sustentáveis, reduzindo dessa forma, o uso dos agroquímicos na agricultura e reduzindo os problemas causados por sua utilização.

Short-term effect of a crop-livestock-forestry system on soil, water and nutrient loss in the Cerrado-Amazon ecotone / Efeito da integração lavoura-pecuária-floresta em fase inicial sobre as perdas de solo, água e nutrientes no ecótono Cerrado-Amazônia

Soil, water, and nutrient loss by water erosion are among the main factors leading to land degradation, decreasing soil productivity and the provision of ecosystem services. The Cerrado-Amazon ecotone in western Brazil has suffered rapid land-use cover changes with impacts on soil erosion and land degradation. Despite the importance of the region for Brazilian agriculture and environmental conservation, studies on soil, water, and nutrient loss are still scarce. We tested integrated crop-livestockforestry (ICLF) as a sustainable agriculture management system for the Cerrado-Amazon ecotone region. A field experiment was established in the north of Mato Grosso state to quantify total soil, water, carbon and nitrogen loss during the rainy season in 2012-2013 in plots of integrated crop-forestry (ICF), pasture (PAST), eucalyptus plantation (EUC), no-tillage crop succession (CS) and bare soil (BS). Total soil, water, carbon and nitrogen losses in BS were, on average, 96.7% higher than in ICF, EUC, PAST, and CS. ICF had significantly lower water loss than CS, EUC and PAST. Total loss of carbon (4.3 - 428.2 kg ha-1) and nitrogen (0.3 - 29.2 kg ha-1) differed significantly among treatments. The production systems with tree components (EUC and ICF) and PAST showed reduced soil and nutrients loss compared to CS. Our results demonstrated that ICLF can avoid soil quality loss and thus improve agriculture sustainability in the Cerrado-Amazon ecotone.(AU)

A erosão hídrica é um dos principais fatores da degradação dos solos, impactando seu potencial produtivo e capacidade de provisão de serviços ecossistêmicos. O ecótono Cerrado-Amazônia, no norte de Mato Grosso, Brasil, tem sofrido intensas modificações em seu uso e cobertura com impacto na erosão e degradação do solo. Apesar da importância ambiental e agropecuária da região, estudos sobre as perdas de água, solo e nutrientes são escassos. Neste trabalho, testamos a utilidade da integração lavoura-pecuária-floresta (ICLF) para a produção agrícola sustentável no ecótono Cerrado-Amazônia. Foi implantado um experimento de campo no norte de Mato Grosso para quantificar as perdas de solo, água, carbono e nitrogênio durante o período chuvoso de 2012-2013 em parcelas de integração lavoura-floresta (ICF), pastagem (PAST), plantação de eucalipto (EUC), plantio direto com sucessão de culturas (CS) e solo descoberto (BS). As perdas totais de água, solo, carbono e nitrogênio foram, em média, 96,7% maiores em BS, quando comparadas a ICF, EUC, PAST e CS. As perdas de água e solo foram significativamente menores na ICF comparado a CS. As perdas totais de carbono (4.3 - 428.2 kg ha-1) e nitrogênio (1.05 - 10.4 kg ha-1) diferiram significativamente. Os sistemas com um componente arbóreo (EUC e ICF) e PAST tiveram menores perdas de solo e nutrientes em comparação com CS. Nossos resultados demonstraram que ICLF pode evitar a perda de qualidade de solo, melhorando a sustentabilidade da agricultura no ecótono Cerrado-Amazônia.(AU)

Reconnecting nature and agricultural production: mixed cropping systems as a way forward sustainable intensification

In the last decades, population growth worldwide boosts agricultural demand for food production. This huge driver rendered global food production more and more specialized, so agricultural landscapes became uniform and monotonic. The loss of diversity is a strong evidence of how modern agricultural landscapes have been disconnecting from nature. Evidence of environmental side-effects from this pathway are abundant in literature. Now, society is pressing towards changing practices aiming for healthy diets and sustainable food production systems. This raises the question: how to reconnect nature and agriculture in the context of future food production? In this review we propose a reconnection process based on the principles of ecological intensification or sustainable intensification. The integrated crop-livestock systems (ICLS) are the most consolidated technological pathway to reconcile crop production with natural processes. These systems are diverse and can partially mimic natural ecosystems exploring the synergies of natural biological processes, while achieving high levels of food production. ICLS promote soil improvements and mitigate greenhouse gas (GHG) emissions, reducing the agricultural share of global warming and climate change. Besides, these systems are more efficient in the use of nutrients and can optimize the use of other inputs such as pesticides. We present evidence of soil health and biogeochemical cycle restoration in addition to system stability improvement, and assume those symptoms as evidence of mixing crops and livestock fostering reconnection with natural processes.