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Use of apparent soil electrical conductivity and soil moisture sensor for fertigation management
Get PDFO uso racional de fertilizantes é essencial para o manejo eficiente dos recursos hídricos e do solo. Para isso, torna-se indispensável a adoção de sensores e técnicas de agricultura de precisão que possibilitem a otimização dos insumos agrícolas. Objetivou-se utilizar o multisensor Soil Smart Sensor para o monitoramento da condutividade elétrica aparente (CEa) e da umidade do solo em canteiro de alface fertirrigado. Adaptou-se o multisensor para operar de forma estacionária, sendo necessário realizar modificações no programa e integrar um módulo de relógio de tempo real. A medição da CEa foi baseada no método da resistividade, empregando quatro eletrodos dispostos linearmente e equidistantes. Um sinal elétrico foi gerado por meio de dois eletrodos externos. Um resistor shunt de 180 ohms foi inserido em série com um dos eletrodos, permitindo a medição da corrente elétrica. O campo elétrico induzido no solo teve seu potencial captado pelos dois eletrodos intermediários. O sensor de umidade operou com base no princípio capacitivo, aplicando um sinal elétrico no solo através de dois eletrodos. Para calibração do sensor de umidade, foram realizadas cinco medições de tensão gerada pelo circuito, com coleta de três amostras de solo para cada leitura, sendo a umidade determinada pelo método da estufa. A curva de calibração foi ajustada por meio de modelo logarítmico implementado em programa em Python, sendo o coeficiente de determinação (R²) utilizado como critério de ajuste. O experimento foi conduzido em dois canteiros de alface. Em cada canteiro, instalou-se um multisensor. O sistema de irrigação por gotejamento foi composto por mangueiras com gotejadores de vazão de 1,32 L h⁻¹. No Canteiro 1 foi utilizada apenas irrigação e no Canteiro 2 aplicou-se fertirrigação. A CEa e a umidade do solo foram registradas automaticamente a cada 1 h. Foram calculadas médias aritméticas diárias dos valores de CEa e umidade, sendo elaborados gráficos em função dos dias de experimento, além da relação entre a umidade e CEa do solo. O processamento dos dados e a geração dos gráficos foram realizados com auxílio de programa em Python. A curva de calibração dos sensores de umidade demonstrou tendência de aumento da tensão elétrica conforme a umidade do solo diminuía. Os valores de R² obtidos para os multisensores foram de 0,959 e 0,998. Antes da primeira fertirrigação, a CEa no Canteiro 1 era superior à do Canteiro 2 e, após as aplicações de fertilizante, a CEa do Canteiro 2 tornou-se maior. Identificou-se uma tendência de redução da umidade do solo após as fertirrigações, o que contribuiu para a diminuição da CEa. Em dias específicos do experimento, como nos dias 17 e 28, a variação da umidade foi de apenas 0,24%, enquanto a CEa apresentou variação de 16,3%, comportamento associado às alterações estruturais e redistribuição dos poros do solo durante os processos de umedecimento e secagem. Dessa forma, a versão adaptada do Soil Smart Sensor demonstrou capacidade de detectar variações na condutividade elétrica aparente e na umidade do solo em condições de campo, revelando seu potencial para aplicação no monitoramento e manejo da fertirrigação. Palavras-chave: Agricultura de precisão; Sistema embarcado; Método capacitivo.Rational fertilizer use is essential for the efficient management of water and soil resources. To achieve this, the adoption of sensors and precision agriculture techniques becomes indispensable for optimizing agricultural inputs. This study aimed to use the multisensor Soil Smart Sensor to monitor apparent electrical conductivity (ECa) and soil moisture in a fertigated lettuce bed. The multisensor was adapted to operate in a stationary mode, requiring modifications to the software and the integration of a real-time clock module. ECa measurement was based on the resistivity method, using four electrodes arranged linearly and equidistantly. An electrical signal was generated through two external electrodes. A 180-ohm shunt resistor was inserted in series with one of the electrodes, allowing the measurement of electric current. The electric field induced in the soil had its potential measured by the two intermediate electrodes. The soil moisture sensor operated based on the capacitive principle, applying an electrical signal to the soil through two electrodes. For the calibration of the moisture sensor, five voltage measurements were carried out, with three soil samples collected for each reading. Soil moisture was determined using the gravimetric oven-drying method. The calibration curve was fitted using a logarithmic model implemented in Python, with the coefficient of determination (R²) used as the adjustment criterion. The experiment was conducted in two lettuce beds, with a multisensor installed in each. The drip irrigation system consisted of hoses with emitters delivering 1.32 L h⁻¹, spaced 0.30 m apart. In Bed 1, only irrigation was applied, while in Bed 2, fertigation was used. ECa and soil moisture were automatically recorded every hour. Daily arithmetic means of ECa and soil moisture were calculated, and graphs were generated as a function of the experimental days, including the relationship between soil moisture and ECa. Data processing and graph generation were performed using Python. The calibration curve of the moisture sensors showed a tendency for voltage to increase as soil moisture decreased. The R² values obtained for the two multisensors were 0.959 and 0.998. Before the first fertigation event, the ECa in Bed 1 was higher than in Bed 2; after fertilizer application, ECa in Bed 2 became higher. A trend of decreasing soil moisture was identified after fertigation events, which contributed to a reduction in ECa. On specific experimental days, such as days 17 and 28, soil moisture varied by only 0.24%, while ECa varied by 16.3%, a behavior likely associated with structural changes and pore redistribution in the soil during wetting and drying cycles. Thus, the adapted version of the Soil Smart Sensor demonstrated the ability to accurately detect variations in apparent electrical conductivity and soil moisture under field conditions, highlighting its potential for monitoring and managing fertigation. Keywords: Precision agriculture; Embedded system; Capacitive method
From natural bioactive to advanced model: exploring essential oils and 3D cultures for new anticancer therapies
Get PDFO tratamento do câncer enfrenta o duplo desafio de encontrar agentes terapêuticos seletivos e desenvolver modelos pré-clínicos fidedignos para predizer a resposta clínica. Esta tese abordou ambos os desafios através de três eixos de pesquisa. O primeiro investigou o potencial de produtos naturais, revelando um perfil de atividade distinto para cada óleo essencial (OE) testado: enquanto o OE de canela (rico em fenilpropanoides) destacou-se pela alta atividade citotóxica, o OE de camomila (rico em sesquiterpenos) e o OE de noz-moscada (rico em monoterpenos) exibiram notável seletividade, respectivamente, contra células de hepatocarcinoma (IS > 77) e células de câncer de mama (IS > 13). O segundo eixo se propôs a superar as limitações metodológicas encontradas nos modelos celulares bidimensionais (2D) por meio da padronização de um modelo de esferoide celular tridimensional (3D) cultivado em substrato de rigidez controlada. O modelo 3D foi crucial para revelar que o provável mecanismo antitumoral dos OEs é a desestabilização da arquitetura do agregado via quebra da adesão célula-célula, e não apenas a citotoxicidade direta. Finalmente, o último eixo da pesquisa foi o desenvolvimento de uma plataforma ex vivo de explantes tumorais vascularizados para o adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC), que permitiu diferenciar mecanismos de resistência a quimioterápicos, como a fuga proliferativa, validando seu potencial como ferramenta preditiva para a medicina de precisão. Em conjunto, este trabalho avança desde a prospecção de agentes bioativos até a criação de modelos preditivos complexos, contribuindo com novas ferramentas para a oncologia translacional. Palavras-chave: câncer; óleos essenciais; cultura de células 3DCancer treatment faces the dual challenge of finding selective therapeutic agents and developing reliable preclinical models to predict clinical response. This thesis addressed both challenges through three research axes. The first investigated the potential of natural products, revealing a distinct activity profile for each essential oil (EO) tested: while cinnamon EO (rich in phenylpropanoids) stood out for its high cytotoxic activity, chamomile EO (rich in sesquiterpenes) and nutmeg EO (rich in monoterpenes) exhibited remarkable selectivity against hepatocellular carcinoma cells (IS > 77) and breast cancer cells (IS > 13), respectively. The second axis aimed to overcome the methodological limitations found in two-dimensional (2D) cell models through the standardization of a three-dimensional (3D) cellular spheroid model cultivated on a substrate of controlled rigidity. The 3D model was crucial in revealing that the likely antitumor mechanism of the OEs is the destabilization of the aggregate architecture via disruption of cell-cell adhesion, and not just direct cytotoxicity. Finally, the last axis of the research was the development of an ex vivo platform of vascularized tumor explants for pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), which allowed the differentiation of chemotherapy resistance mechanisms, such as proliferative escape, validating its potential as a predictive tool for precision medicine. Taken together, this work advances from the prospecting of bioactive agents to the creation of complex predictive models, contributing new tools to translational oncology.is the destabilization of the aggregate architecture via disruption of cell- cell adhesion, and not just direct cytotoxicity. Finally, the last axis of the research was the development of an ex vivo platform of vascularized tumor explants for pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), which allowed the differentiation of chemotherapy resistance mechanisms, such as proliferative escape, validating its potential as a predictive tool for precision medicine. Taken together, this work advances from the prospecting of bioactive agents to the creation of complex predictive models, contributing new tools to translational oncology. Keywords: cancer; essential oils; 3D cell cultureFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Implementação do Programa Nacional de Alimentação Escolar em contexto pandêmico: implicações para a gestão pública e para a agricultura familiar
Get PDFObjetivo da pesquisa: Analisar a implementação das compras públicas via Programa Nacional de Alimentação Escolar (PNAE), na perspectiva da gestão pública e da agricultura familiar, no contexto da pandemia da Covid-19, no município de Viçosa/MG.Enquadramento teórico: Implementação de políticas públicas e o papel de burocratas de nível de rua; estado da arte de estudos a respeito da implementação do PNAE durante a pandemia da Covid-19.Metodologia: Pesquisa qualitativa, tendo como método o estudo de caso, como técnica de coleta de dados entrevistas e como técnica de análise de dados a análise de conteúdo. Resultados: A decisão de manter as compras públicas da agricultura familiar, distribuindo kits de alimentação aos pais/responsáveis dos alunos foi a principal estratégia adotada. Tanto os burocratas de nível de rua quanto a agricultura familiar enfrentaram dificuldades na implementação do PNAE devido à pandemia; no entanto, traçaram estratégias para manter as compras públicas da agricultura familiar. Originalidade: A pesquisa compreende o fenômeno a partir do viés de diferentes atores públicos e da agricultura familiar, além de entender de forma empírica a implementação do PNAE em contexto atípico pandêmico.Contribuições teóricas e práticas: As contribuições teóricas giram em torno da análise empírica aplicando a literatura de implementação de políticas públicas e burocratas de nível de rua, considerando a interface entre alimentação escolar e agricultura familiar na circunstância da pandemia. As contribuições práticas evidenciam sugestões para a gestão pública municipal.Objetivo de la investigación: Analizar la implementación de compras públicas de alimentos a través del Programa Brasileiño de Alimentación Escolar (PNAE), desde la perspectiva de la gestión pública y de la agricultura familiar, en el contexto de la pandemia de Covid-19, en el municipio de Viçosa (Minas Gerais, Brasil).Marco teórico: Implementación de políticas públicas y el papel de los burócratas a nível de calle; estudios de vanguardia sobre la implementación de PNAE durante la pandemia de Covid-19. Metodología: Investigación cualitativa, teniendo como método el estudio de caso, como técnica de recolección de datos entrevistas y como técnica de análisis de datos el análisis de contenido.Resultados: La decisión de mantener las compras públicas de la agricultura familiar, distribuyendo kits de alimentos a los padres/tutores de los estudiantes fue la principal estrategia adoptada. Tanto los burócratas callejeros como los agricultores familiares han enfrentado dificultades para implementar el PNAE debido a la pandemia; Sin embargo, trazaron estrategias para seguir haciendo compras públicas de la agricultura familiar.Originalidad: La investigación comprende el fenómeno desde el sesgo de diferentes actores públicos y de la agricultura familiar, además de entender empíricamente la implementación del PNAE en un contexto de pandemia atípico.Aportes teóricos y prácticos: Los aportes teóricos giran en torno al análisis empírico aplicando la literatura de implementación de políticas públicas y burócratas callejeros, considerando la interfaz entre alimentación escolar y agricultura familiar en la circunstancia de la pandemia. Las aportaciones prácticas evidencian sugerencias para la gestión pública municipal.Research Objective: To analyze the implementation of public purchases via the Brazilian School Feeding Program (PNAE), from the perspective of public management and family farming, in the context of the Covid-19 pandemic, in the municipality of Viçosa (Minas Gerais Brazil).Theoretical Framework: Implementation of public policies and the role of street-level bureaucrats; state-of-the-art studies on the implementation of PNAE during the Covid-19 pandemic.Methodology: Qualitative research, having as method the case study, as a technique of data collection interviews, and as a technique of data analysis the content analysis.Results: The decision to maintain public purchases of family farming and distributing food kits to parents/guardians of students was the primary strategy adopted. Both street-level bureaucrats and family farmers have faced difficulties in implementing the PNAE due to the pandemic; However, they outlined plans to continue making public purchases of family farming.Originality: The research understands the phenomenon from the bias of different public actors and family farming, in addition to empirically understanding the implementation of the PNAE in an atypical pandemic context.Theoretical and practical contributions: The theoretical contributions revolve around empirical analysis applying the literature of public policy implementation and street-level bureaucrats, considering the interface between school feeding and family farming in the pandemic circumstances. The practical contributions show suggestions for municipal public management
Fungos entomopatogênicos como promotores de serviços ecossistêmicos para controle de pragas em sistemas de manejo da cultura cafeeira
No full textThe concept of ecosystem services has been discussed due to its relevance to the sustainability of agricultural systems, especially in relation to food security, environmental protection and the promotion of human health. There is increasing evidence that ecosystem services are achieved as a function of ecosystem biodiversity. Considered the main reservoir of biological diversity, soils are home to a variety of microorganisms, which are responsible for a significant proportion of ecosystem services. A fundamental regulatory ecosystem service is the biological control of naturally occurring pests, in which entomopathogenic fungi play a central role. The population dynamics and effectiveness of entomopathogenic fungi are directly related to soil conditions and the agricultural management adopted. Practices that favor the maintenance of soil biodiversity can enhance biological control, reducing dependence on chemical inputs and promoting a more sustainable balance in agroecosystems. This thesis aims to analyze the diversity and functionality of entomopathogenic fungi in different coffee cultivation systems (agroforestry, organic and conventional), evaluating the impact of management practices and the availability of macro and micronutrients in the soil on fungal composition. For this purpose, molecular methodologies were used to identify and quantify the species present in the soil, in addition to the live bait technique to evaluate the effectiveness of fungi in suppressing pests. Principal Component Analysis, which aimed to identify whether there is evidence that the types of management differ in terms of the type of nutrition and the composition of the fungi, revealed that there are significant differences in fungal diversity between the agricultural management systems. The results indicate that the organic and agroforestry systems have greater fungal diversity compared to conventional crops, evidencing the effect of agricultural management on the composition of soil fungal communities. In addition, we evaluated the ecosystem service of pest control according to the type of coffee management systems, and through the mortality of the baits, survival curves were constructed and the fungal isolates from the insects were isolated, identified and quantified for each system. These fungi were more active in organic and agroforestry management systems, showing greater potential for the control of Hypothenemus hampei, through the survival curves, and for Tenebrio molitor, the collections in different coffee management systems had the greatest influence on its survival. The research aims to reinforce the importance of the biodiversity of entomopathogenic fungi for the resilience of agricultural systems and provide fundamental information for the development of management strategies that maximize the ecosystem services provided by these organisms. Thus, the results obtained may contribute to the development of sustainable approaches, thus promoting the conservation of soil biodiversity, aligning with the demands for more efficient and environmentally responsible agricultural production. Keywords: Keywords: Soil-microorganism interaction, microbial diversity, agroecosystems, pest suppression, agricultural sustainability diversity.O conceito de serviços ecossistêmicos tem sido atualmente discutido devido à sua relevância para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas, especialmente em relação à segurança alimentar, à proteção do meio ambiente e à promoção da saúde humana. Há cada vez mais evidências de que os serviços ecossistêmicos são atingidos em função da biodiversidade dos ecossistemas. Considerado o principal reservatório de diversidade biológica, os solos abrigam uma diversidade de microrganismos, sendo esses responsáveis por uma proporção significativa dos serviços ecossistêmicos. Um serviço ecossistêmico regulador fundamental é o controle biológico de pragas que ocorre naturalmente. Nele, os fungos entomopatogênicos desempenham um papel central. A dinâmica populacional e a eficácia dos fungos entomopatogênicos estão diretamente relacionadas às condições edáficas e ao manejo agrícola adotado. Práticas que favorecem a manutenção da biodiversidade do solo podem potencializar o controle biológico, reduzindo a dependência de insumos químicos e promovendo um equilíbrio mais sustentável nos agroecossistemas. Esta tese tem como objetivo analisar a diversidade e a funcionalidade dos fungos entomopatogênicos em diferentes sistemas de cultivo de café (agroflorestal, orgânico e convencional), avaliando o impacto das práticas de manejo e da disponibilidade de macro e micronutrientes do solo sobre a composição fúngica. Para isso, foram empregadas metodologias moleculares para a identificação e quantificação das espécies presentes no solo, além da técnica de iscas vivas para avaliar a eficácia dos fungos na supressão de pragas. Análise de Componentes Principais que teve como objetivo identificar se há indícios de que os tipos de manejos se diferenciam quanto ao tipo de nutrição e a composição dos fungos, revelou que, existe diferenças significativas na diversidade fúngica entre os sistemas de manejo agrícola. Os Resultados indicam que os sistemas orgânico e agroflorestal apresentam maior diversidade fúngica em comparação aos cultivos convencionais, evidenciando o efeito do manejo agrícola na composição das comunidades fúngicas do solo. Além disso, avaliamos o serviço ecossistêmico de controle de pragas em função do tipo de sistemas de manejo do cafeeiro, e através da mortalidade das iscas, curvas de sobrevivências foram construídas e os isolados fúngicos provenientes dos insetos foram isolados, identificados e quantificados para cada sistema. Esses fungos foram mais ativos em sistemas de manejo orgânico e agroflorestais apresentando maior potencial para o controle Hypothenemus hampei, através das curvas de sobrevivências, e para Tenebrio molitor as coletas em diferentes sistemas de manejo do café que tiveram maior influência em sua sobrevivência. A pesquisa busca reforçam a importância da biodiversidade de fungos entomopatogênicos para a resiliência dos sistemas agrícolas e fornecem informações fundamentais para o desenvolvimento de estratégias de manejo que maximizem os serviços ecossistêmicos prestados por esses organismos. Dessa forma, resultados obtidos poderão contribuir para o desenvolvimento de abordagens sustentáveis, promovendo assim a conservação da biodiversidade do solo, alinhando-se às demandas por uma produção agrícola mais eficiente e ambientalmente responsável. Palavras-chave: Palavras-chave: Interação solo-microrganismo, diversidade microbiano, agroecossistemas, supressão de pragas, sustentabilidade agrícola.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig
Juventudes do campo: interseções entre projetos de vida, trajetórias e a educação agroecológica na Zona da Mata mineira
Get PDFEsta tese analisa a influência da educação agroecológica na conformação dos projetos de vida e nas trajetórias profissionais das juventudes do campo. A pesquisa, de caráter qualitativo, foi desenvolvida por meio de entrevistas em profundidade com jovens do campo, estudantes e egressos/as, e educadores/as das EFAs Paulo Freire e Puris, localizadas na Zona da Mata mineira. A hipótese inicial, de que esse processo educativo contribui para fortalecer o sentimento de vínculo dos/das jovens do campo com o território camponês e influencia na conformação de suas identidades, de seus projetos de vida e trajetórias profissionais, fomentando processos de territorialização da agroecologia e possibilitando a permanência no campo, foi parcialmente confirmada. Os resultados revelam que a experiência formativa por meio da educação agroecológica nas EFAs promove reflexões críticas sobre os modelos de desenvolvimento do campo e contribui para o fortalecimento dos vínculos territoriais e da identidade camponesa entre as juventudes do campo. Observa-se que parte dos/as jovens segue trabalhando como agricultor/a e passam a adotar práticas de manejo sustentável e a protagonizar experiências de territorialização da agroecologia, de toda forma, o manejo convencional predomina. Verificou-se também distinções de gênero nas trajetórias juvenis, em que as mulheres enfrentam maior restrição de oportunidades e menor autonomia, muitas vezes recorrendo à migração para centros urbanos. A maior motivação para saída do campo tem sido a busca pela continuidade dos estudos em cursos superiores. Conclui-se que a educação agroecológica constitui um importante instrumento de resistência e de fortalecimento da identidade camponesa entre as juventudes do campo, mas sua efetividade na promoção da permanência no campo, sucessão na agricultura familiar e na territorialização da agroecologia é limitada pela ausência de políticas públicas direcionadas às juventudes do campo e por desafios impostos pelo modelo hegemônico do agronegócio. Palavras-chave: Juventudes do campo, Agroecologia, Educação do Campo, Projetos de Vida e Escola Família AgrícolaThis thesis examines the influence of agroecological education on the life projects and professional trajectories of the rural youth. Using a qualitative approach, the study was developed through in-depth interviews with the rural youth, both students and former students, as well as educators of the Paulo Freire and Puris Family Farming Schools (EFAs), located in the Zona da Mata region of Minas Gerais. The initial hypotheses that this educational process contributes to strengthen the young people’s connection to the rural territories and shape their identities, life projects and career paths, while fostering the territorialization of agroecology and enabling them to remain in rural areas was partially confirmed. The findings reveal that agroecological education promotes critical reflections on the rural development models and contributes to strengthen the territorial ties and rural identity among young people. Part of the youth continues working in agriculture, adopting sustainable practices and engaging in agroecological initiatives, although conventional farming remains predominant. The study also identifies gender disparities in the young people’s trajectories, with women facing more limited opportunities and less autonomy, often resorting to migration to urban centres. The primary motivation for leaving rural areas is the pursuit of higher education. In conclusion, agroecological education is a significant tool for resistance and for strengthening rural youth identity, though its effectiveness in promoting rural retention, succession in family farming and agroecological territorialization is constrained by the lack of public policies targeting the rural youth and by the dominance of the agribusiness model. Keywords: Rural youth, Agroecology, Rural education, Life projects and Family Farming School
Developing the concept of division through logical-mathematical challenges
Get PDFO raciocínio lógico é algo muito cobrado em todos os conteúdos e aspectos da vida de um estudante, ele é algo inerente ao ensino de matemática, conforme se desenvolve o conhecimento abstrato necessário para concluir um exercício, é esperado que o aluno também desenvolva sua habilidade de estratégia para a resolução de problemas. Porém, devido a grande quantidade de conteúdo apresentado a estes alunos, nem sempre os exercícios alcançam o objetivo principal, muitas vezes são feitos de maneira mecânica e sem compreensão dos processos de elaboração e o aluno não absorve todo o potencial. Este trabalho visa construir e validar uma sequência didática focada no conteúdo de frações para potencializar o desenvolvimento do raciocínio lógico dos estudantes. Para isso, é apresentada a análise da aplicação desta sequência que visa apresentar os conteúdos de uma maneira lúdica e tornar as aulas de matemática mais produtivas inserindo um material extra e fora do convencional nas aulas, a fim de trabalhar o raciocínio lógico em crianças do 5º ano, 6º ano e 7º ano do ensino fundamental e também motivá-las a dar continuidade no fascínio pela matemática após os primeiros contatos com um professor específico da área. As aulas foram gravadas em vídeo constituindo assim um banco de dados que foram posteriormente analisados fazendo uso das ferramentas provenientes dos estudos socioculturais sendo nosso principal referencial teórico os trabalhos de Lev Vygotsky. Os resultados sugerem a eficiência do uso de signos durante as aulas e a necessidade de avaliar o nível de desenvolvimento real dos alunos. A aplicação da sequência didática permitiu identificar defasagens de aprendizagem anteriores ao conteúdo e intervir de forma eficaz na Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP). Palavras-chave: Raciocínio lógico, Resolução de problemas, Matemática; lúdica, Educação Matemática.Logical reasoning is a highly demanded skill across all subjects and aspects of a student's life. It is something inherent to mathematics education: as the abstract knowledge required to complete an exercise develops, the student is also expected to develop their problem-solving strategy skills. However, due to the large volume of content presented to these students, exercises do not always achieve their main goal. They are often performed mechanically and without comprehension of the elaboration processes, resulting in the student not absorbing their full potential. This study aims to construct and validate a didactic sequence focused on the content of fractions to enhance the development of students' logical reasoning. For this purpose, we present the analysis of the application of this sequence, which seeks to introduce the content in a playful manner and make mathematics classes more productive by incorporating extra, non-conventional material. This approach intends to foster logical reasoning in children from the 5th, 6th, and 7th grades of Elementary School and motivate them to maintain their fascination with mathematics after their initial contact with a subject specific teacher. The classes were video-recorded, thus creating a database that was subsequently analyzed using tools derived from sociocultural studies, with the works of Lev Vygotsky as our main theoretical framework. The results suggest the efficiency of using signs during the classes and the need to evaluate the students' level of real development. The application of the didactic sequence allowed us to identify learning gaps prior to the content and intervene effectively in the Zone of Proximal Development (ZPD). Keywords: Logical reasoning. Problem-solving. Playful mathematics,; Mathematics EducationCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Agronomic and sensory potential of modern Coffea arabica genotypes in Araponga, Minas Gerais
Get PDFO café é a segunda bebida mais consumida no mundo, destacando-se Coffea arabica, uma das espécies mais cultivadas globalmente. No Brasil, existem cerca de 127 cultivares de C. arabica registradas no Registro Nacional de Cultivares (RNC), o que reforça a necessidade de estudos de caracterização em diferentes regiões produtoras. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de cultivares modernas e progênies avançadas de C. arabica com resistência à ferrugem do cafeeiro nas condições edafoclimáticas de Araponga-MG, considerando características agronômicos e sensoriais para estimativas de parâmetros genéticos. O experimento foi conduzido entre 2019 e 2024, envolvendo genótipos resistentes à ferrugem, além das testemunhas suscetíveis Catuaí Amarelo IAC 62 e Catuaí Vermelho IAC 144. Foram avaliadas características morfológicas, produtivas e sensoriais. As análises foram realizadas por meio de modelos mistos utilizando o procedimento REML/BLUP, que permitiu estimar componentes de variância e predizer valores genotípicos. Os resultados indicaram que todos os genótipos avaliados apresentaram potencial para produção de cafés especiais e variância genotípica significativa para a maioria das características analisadas. A identificação de genótipos superiores às cultivares tradicionais, tanto em produtividade quanto em resistência à ferrugem e qualidade sensorial, evidencia o elevado potencial genético disponível e ressalta a importância da avaliação contínua em diferentes ambientes, contribuindo para a recomendação de materiais adaptados às condições de Araponga-MG e para o fortalecimento da sustentabilidade e competitividade da cafeicultura nacional. Palavras-chave: cultivares de café; qualidade de bebida; Hemileia vastatrix; REML/BLUP.Coffee is the second most consumed beverage in the world, with Coffea arabica standing out as one of the most widely cultivated species globally. In Brazil, approximately 127 cultivars of C. arabica are registered in the National Cultivar Registry (RNC), highlighting the need for characterization studies across different production regions. In this context, the objective of this study was to evaluate the performance of modern cultivars and advanced progenies of C. arabica with rust resistance under the edaphoclimatic conditions of Araponga, Minas Gerais, considering agronomic and sensory traits for the estimation of genetic parameters. The experiment was conducted from 2019 to 2024 and included rust-resistant genotypes, as well as the susceptible checks Catuaí Amarelo IAC 62 and Catuaí Vermelho IAC 144. Morphological, productive, and sensory characteristics were assessed. Analyses were performed using mixed models through the REML/BLUP procedure, which enabled the estimation of variance components and the prediction of genotypic values. The results indicated that all evaluated genotypes showed potential for the production of specialty coffees and exhibited significant genotypic variance for most analyzed traits. The identification of genotypes superior to traditional cultivars in terms of productivity, rust resistance, and sensory quality demonstrates the high genetic potential available and reinforces the importance of continuous evaluation in different environments, contributing to the recommendation of materials adapted to the conditions of Araponga-MG and to strengthening the sustainability and competitiveness of Brazilian coffee production. Keywords: coffee cultivars; beverage quality; Hemileia vastatrix; REML/BLUPFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Caracterização funcional do gene SP3C do tomateiro em um sistema heterólogo, Arabidopsis thaliana
Get PDFA heterologous system is a biological tool in which a gene of interest is introduced into a different genetic background for various purposes. By introducing a gene into a well-characterized organism, such as Arabidopsis thaliana, we can gain deeper insight into its functional roles. The aim of this study was to better understand the pleiotropic role of the antiflorigenic SELF-PRUNING 3C (SP3C) gene from tomato (Solanum lycopersicum L.), using the extensively characterized flowering regulatory network of Arabidopsis as a model. We generated three independent homozygous Arabidopsis lines overexpressing SP3C (SP3C#8, #9, and #11). Under short-day (SD) conditions, the SP3C overexpression lines showed a significant delay in flowering, larger rosette areas, and increased biomass, particularly in roots and shoots, compared to the Col-0 control. In contrast, under long-day (LD) conditions, no differences were observed between transgenic and control plants, suggesting that the anti-florigenic function of SP3C is photoperiod-dependent. In vitro root growth assays revealed longer primary roots and increased formation of secondary roots in the transgenic lines, consistent with phenotypes previously observed in tomato plants. Seed germination assays under NaCl treatment (30, 75, and 150 mM) demonstrated enhanced salinity tolerance in the transgenic lines, particularly at 75 mM NaCl. Drought experiments conducted under severe dehydration (25% relative water content) revealed significant changes in sugar metabolism in the SP3C overexpression lines, specifically an increase in starch content in the rosettes. This effect was strongly dependent on drought conditions, as no metabolic differences were observed under control conditions. Interestingly, this shift in carbon allocation was accompanied by a marked increase in proline accumulation, likely compensating for the reduced availability of sucrose as an osmoprotectant. Further drought experiments are needed to better understand the interactions between SP3C, photoperiod, water availability, and carbon allocation. Keywords: heterologous expression; SP3C gene; Arabidopsis thaliana; flowering regulation; water stress.Um sistema heterólogo é uma ferramenta biológica na qual um gene de interesse é introduzido em um contexto genético diferente para diversos propósitos. Ao introduzir um gene em um organismo bem caracterizado, como Arabidopsis thaliana, podemos obter uma compreensão mais profunda das suas funções. O objetivo deste estudo foi entender melhor o papel pleiotrópico do gene antiflorígeno SELF- PRUNING 3C (SP3C) de tomate (Solanum lycopersicum L.), utilizando a rede regulatória da floração de Arabidopsis como modelo. Foram geradas três linhagens independentes e homozigóticas de Arabidopsis superexpressando SP3C (SP3C#8, #9 e #11). Sob dias curtos (SD), as linhagens transgênicas apresentaram atraso significativo na floração, maiores áreas de roseta e aumento de biomassa, especialmente em raízes e caules, em comparação ao controle Col-0. Em contraste, sob dias longos (LD), não foram observadas diferenças entre plantas transgênicas e controle, sugerindo que a função antiflorígena de SP3C é dependente do fotoperíodo. Ensaios de crescimento radicular in vitro revelaram raízes primárias mais longas e maior formação de raízes secundárias nas linhagens, consistentes com fenótipos já descritos em tomate. Ensaios de germinação sob NaCl (30, 75 e 150 mM) demonstraram maior tolerância à salinidade, especialmente em 75 mM. Experimentos de seca sob desidratação severa (25% de conteúdo relativo de água) revelaram mudanças significativas no metabolismo de açúcares, com aumento do teor de amido nas rosetas. Esse efeito foi dependente da seca, pois não houve diferenças metabólicas em condições controle. Curiosamente, essa alteração na alocação de carbono foi acompanhada por acúmulo de prolina, provavelmente compensando a menor disponibilidade de sacarose como osmoprotetor. Mais experimentos são necessários para compreender melhor as interações entre SP3C, fotoperíodo, disponibilidade hídrica e alocação de carbono. Palavras-chave: expressão heteróloga; gene SP3C; Arabidopsis thaliana; regulação da floração; estresse hídrico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Aspectos bioquímicos de um composto de zinco-polifenólico na interação entre milho e Colletotrichum graminicola
No full textAnthracnose, caused by the hemibiotrophic fungus Colletotrichum graminicola, is one of the major diseases affecting maize production globally. In this context, new alternatives for disease control need to be investigated. In this study, the hypothesis that maize plants sprayed with Semia? [zinc (Zn) (20%) and nitrogen (N) (1%) complexed with a plant-derived pool of polyphenols (10%); referred to as induced resistance (IR) stimulus] could hamper the infection of maize leaves by C. graminicola was investigated. The IR stimulus-sprayed and water-sprayed plants (control) were either non-inoculated or inoculated with C. graminicola. Leaf samples were collected at 2, 4, 6 and 12 days after inoculation for biochemical analysis. Compared to water-sprayed and infected plants, the foliar concentration of Zn, the incubation period and the latent period significantly increased by 159, 136 and 81%, respectively, while the area under anthracnose progress curve significantly decreased by 74% for IR stimulus-sprayed and infected ones. At the biochemical level, increased activities of defense-related (chitinase, ß-1,3-glucanase, phenylalanine ammonia-lyase, polyphenol oxidase and lipoxygenase) and antioxidative (ascorbate peroxidase, catalase, glutathione reductase, peroxidase and superoxide dismutase) enzymes were obtained for IR stimulus-sprayed and infected plants in contrast to water-sprayed and infected ones. These findings highlight the potential of using this IR stimulus for anthracnose management with less dependence on fungicide spray and, consequently, towards a more sustainable agriculture. Keywords: Zea mays ; antioxidative metabolism; host defense reactions; induced resistance; mineral nutritionA antracnose, causada pelo fungo hemibiotrófico Colletotrichum graminicola, é uma das principais doenças que afetam a produção de milho em todo o mundo. Nesse contexto, novas alternativas para o controle da doença precisam ser investigadas. Para esse estudo, foi testada a hipótese de que plantas de milho pulverizadas com Semia® [zinco (Zn) (20%) e nitrogênio (N) (1%) complexado com um polifenóis obtidos de plantas (10%); referido como estimulador da resistência induzida (ERI)] poderiam afetar a infecção das folhas de milho por C. graminicola. Plantas pulverizadas com água (controle) ou com o ERI foram inoculadas ou não com C. graminicola. Amostras foliares foram coletadas aos 2, 4, 6 e 12 dias após inoculação para as análises bioquímicas. Em comparação com as plantas infectadas e pulverizadas com água, aquelas tratadas com o ERI apresentaram aumentos significativos na concentração foliar de Zn (159%), no período de incubação (136%) e no período latente (81%), além de uma redução significativa de 74% na área abaixo da curva do progresso da antracnose. No nível bioquímico, as plantas tratadas com ERI e infectadas apresentaram aumentos significativos nas atividades das enzimas relacionadas com defesa (quitinase, ß-1,3-glucanase, fenilalanina amônia-liase, polifenoloxidase e lipoxigenase) e antioxidantes (ascorbato peroxidase, catalase, glutationa redutase, peroxidase e superóxido dismutase) em comparação com plantas infectadas e pulverizadas com água. Esses resultados destacam o potencial do uso desse ERI para o manejo da antracnose, com menor dependência da aplicação de fungicidas e, consequentemente, promovendo uma agricultura mais sustentável. Palavras-chave: Zea mays ; indução de resistência; metabolismo antioxidativo; nutrição mineral; reações de defesa da planta.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Effects of the Fundão dam collapse on the Orthoptera community in the riparian forest of the Rio Doce watershed
Get PDFPerturbações causadas por atividades antrópicas podem impactar ecossistemas e organismos em graus variados, desde mudanças populacionais e variações morfológicas até alterações em comunidades e funções ecossistêmicas. Dentre as maiores perturbações relacionadas a atividades antrópicas na história do Brasil, destaca-se o rompimento da barragem de Fundão, em Mariana-MG, que causou impactos significativos na biodiversidade da bacia do Rio Doce. Entre os organismos indicados para entender os efeitos destes impactos estão os ortópteros. Esses organismos são sensíveis a alterações ambientais, e exercem funções ecológicas importantes como herbívoros, onívoros, predadores ou detritívoros, atuam na dispersão de sementes e servem de alimento para diversos animais. No entanto, pouco ainda se sabe sobre os efeitos desse distúrbio sobre estes organismos. Diante desta lacuna, nosso objetivo geral foi avaliar como os impactos do rompimento da barragem de Fundão influenciaram a comunidade de Orthoptera da mata ciliar da bacia do Rio Doce. A partir deste objetivo, esta tese foi estruturada em dois capítulos. O primeiro capítulo buscou avaliar se há efeitos de longo prazo da perturbação e indícios de persistência temporal desses efeitos na comunidade de ortópteros na bacia do Rio Doce. Já o segundo capítulo buscou avaliar se as mudanças ambientais causadas pelo distúrbio podem alterar a morfologia de espécies de grilos de serrapilheira na área da bacia mais severamente impactada, o rio Gualaxo do Norte. Para isso, no primeiro capítulo amostramos com armadilhas de queda a comunidade de ortópteros em cinco regiões da bacia do Rio Doce, em áreas de referência e impactadas, nos períodos de seis e quase oito anos após o distúrbio. No segundo capítulo, amostramos em áreas afetadas e não afetadas pelos rejeitos às margens do rio Gualaxo do Norte e selecionamos para o estudo as espécies que apresentavam i) organismos adultos, ii) presença da espécie em ambas as áreas, iii) mínimo de sete indivíduos de cada espécie em cada área e iv) apêndices locomotores intactos. Com estes critérios selecionamos duas espécies Amanayara bernardesi Pereira, Sperber & Lhano, 2010 e Ubiquepuella telytokous Fernandes, 2015 e medimos seis características morfológicas em todos os indivíduos dessas espécies. Observamos no primeiro capítulo, que as perturbações ainda afetam a comunidade de ortópteros, indicando impactos de longo prazo e persistência temporal. Houve um aumento da abundância de indivíduos nas áreas impactadas, alteração da composição de espécies e efeito negativo com o aumento da distância do impacto na abundância e na riqueza de espécies, ainda que sem alteração na riqueza de espécies entre as áreas. Além disso, observamos um aumento no número de espécies indicadoras associadas às áreas impactadas após quase oito anos, bem como espécies que se mantiveram como indicadoras ao longo do tempo, além da presença de diferentes espécies indicadoras em cada região. Já no segundo capítulo, as alterações ambientais causadas pelo rompimento podem estar atuando como um filtro ambiental para a espécie A. bernardesi, pois observamos uma menor variação do tamanho das estruturas corporais desta espécie nas áreas afetadas. Nossos resultados indicam que as alterações ambientais causadas pelo distúrbio continuam influenciando a comunidade de ortópteros a longo prazo e enfatizam a sensibilidade destes organismos às mudanças ambientais. Além disso, demonstra a importância do uso de diferentes abordagens, como a ecologia de comunidades e ecologia funcional, além de características específicas dos organismos e contextos ambientais locais e regionais para entender os efeitos de distúrbios ambientais na biodiversidade terrestre. Palavras-chave: desastre ambiental; impactos de mineração; ecologia de comunidades; filtro ambiental; ecologia funcional; ecologia de invertebradosDisturbances caused by human activities can impact ecosystems and organisms to varying degrees, from population shifts and morphological variations to alterations in communities and ecosystem functions. Among the largest disturbances related to human activities in Brazilian history is the collapse of the Fundão dam in Mariana, Minas Gerais, which caused significant impacts on the biodiversity of the Rio Doce basin. Among the organisms indicated for understanding the effects of these impacts are Orthoptera. These organisms are sensitive to environmental changes and perform important ecological functions as herbivores, omnivores, predators, or detritivores, dispersing seeds, and serving as food for various animals. However, little is known about the effects of this disturbance on these organisms. Given this gap, our overall objective was to evaluate how the impacts of the Fundão dam collapse influenced the Orthoptera community of the riparian forest of the Rio Doce basin. Based on this objective, this thesis was structured in two chapters. The first chapter sought to assess whether there are long-term effects of the disturbance and evidence of temporal persistence of these effects on the orthopteran community in the Rio Doce basin. The second chapter sought to assess whether the environmental changes caused by the disturbance can alter the morphology of leaf litter cricket species in the most severely impacted area of the basin, the Gualaxo do Norte River. To this end, in the first chapter, we sampled the orthopteran community using pitfall traps in five regions of the Rio Doce basin, in reference and impacted areas, six and almost eight years after the disturbance. In the second chapter, we sampled areas affected and unaffected by the tailings on the banks of the Gualaxo do Norte River and selected for study those species that presented i) adult organisms, ii) presence of the species in both areas, iii) a minimum of seven individuals of each species in each area, and iv) intact locomotor appendages. Using these criteria, we selected two species: Amanayara bernardesi Pereira, Sperber & Lhano, 2010 and Ubiquepuella telytokous Fernandes, 2015. We measured six morphological characteristics in all individuals of these species. In the first chapter, we observed that the disturbances continue to affect the orthopteran community, indicating long- term and persistent impacts. There was an increase in the abundance of individuals in the impacted areas, a change in species composition, and a negative effect on abundance and species richness with increasing distance from the impact, although there was no change in species richness between areas. Furthermore, we observed an increase in the number of indicator species associated with the impacted areas after almost eight years, as well as species that remained as indicators over time, in addition to the presence of different indicator species in each region. In the second chapter, the environmental changes caused by the breach may be acting as an environmental filter for A. bernardesi, as we observed less variation in the size of this species' body structures in the affected areas. Our results indicate that the environmental changes caused by the disturbance continue to influence the orthopteran community in the long term and emphasize the sensitivity of these organisms to environmental changes. Furthermore, it demonstrates the importance of using different approaches, such as community ecology and functional ecology, as well as specific organismal characteristics and local and regional environmental contexts, to understand the effects of environmental disturbances on terrestrial biodiversity. Keywords: environmental disaster; mining impacts; community ecology; environmental filtering; functional ecology; invertebrate ecologyCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq