Resumo: O objetivo deste estudo foi propor e discutir um método manométrico simples para quantificar as taxas de emissão de gases resultantes da mineralização anaeróbia microbiana de recursos orgânicos, como folhas, galhos finos e detritos de macrófitas. O método proposto pode ser usado em condições de laboratório. O método consiste na utilização de um manômetro de água acoplado ao frasco de reação. As incubações foram preparadas com amostras de água do rio Paranapanema e Typha domingensis, o experimento durou 9,8 meses. Os procedimentos para a preparação das incubações são apresentados em detalhes, bem como os cálculos para a conversão da medição volumétrica em massa de carbono (ou seja, taxa diária de emissões de gás de carbono). De acordo com os resultados obtidos da mineralização de T. domingensis foi possível demonstrar que, inúmeros eventos relacionados à mineralização podem ser adequadamente tratados (por exemplo, a composição heterogênea dos detritos). Os resultados deste método foram bastante convergentes com os obtidos em experimentos cinéticos (usado como referência) após o 30º dia de mineralização, sugerindo a utilização deste método principalmente para experimentos de médio e longo prazo. Como exemplificado com incubações de T. domingensis, este método é particularmente valioso para a comparação sistêmica da mineralização de vários recursos orgânicos e para a medição primária dos principais parâmetros envolvidos (por exemplo, constantes de reação). Este método combinado com outros experimentos de curto prazo pode melhorar muito a compreensão da ciclagem de recursos orgânicos em ambientes aquáticos.

Abstract: The aim of this study was to propose and discuss a simple manometric method to quantify the emission rates of gases resulting from the microbial anaerobic mineralization of organic resources, as leaves, thin branches, and macrophyte detritus. The proposed method can be used under laboratory conditions. The method consists of using a water pressure gauge attached to the reaction flask. The incubations were prepared with samples of water from Paranapanema River and Typha domingensis, the experiment lasted 9.8 months. The procedures for preparing the incubations are presented in detail, as well as the calculations for the conversion of the volumetric measurement into carbon mass (i.e., daily rate of carbon gas emissions). According to the results obtained from T. domingensis mineralization assays it was possible to demonstrate that, numerous events related to mineralization could be adequately addressed (e.g., the heterogeneous detritus composition). The results of this method were quite convergent with those obtained in kinetic experiments (used as a reference) after the 30th mineralization day, suggesting the use of this method mainly for medium- and long-term experiments. As exemplified by T. domingensis incubations, this method is particularly valuable for the systemic comparison of the several organic resources mineralization and for the primary measurement of the main parameters involved (e.g., reaction rates constants). This method combined with other short-term experiments can greatly improve the understanding of the cycling of organic resources in aquatic environments.

Resumo Objetivo Relatar possíveis experiências acadêmicas como contribuições estratégicas para auxiliar a gestão de reservatórios, assegurando, assim, os usos múltiplos. Métodos Nesse artigo de opinião foram pautadas e discutidas as atividades que, usualmente, são desenvolvidas em estudos ambientais em reservatórios. Resultados A experiência acadêmica tem mostrado que além da assessoria direta para a tomada de decisão dos agentes ambientais, várias colaborações podem ser elencadas, como por exemplo: i) desenvolvimento de procedimentos experimentais para solucionar problemas específicos; ii) atividades de planejamento amostral; iii) análise, integração e síntese de dados; iv) qualificação de mão de obra, etc. É importante mencionar que todas as atividades acadêmicas relacionadas nessa publicação são potencialmente publicáveis em revistas científicas (áreas do conhecimento: manejo ambiental, limnologia, saneamento, saúde pública e ecologia aquática). Conclusões Com base nas atividades relacionadas foi possível constatar o grande potencial de contribuição da academia (determinação da qualidade da água, inventários de gases do efeito estufa, simulação da qualidade da água utilizando modelagem matemática e experimentos de crescimento e decomposição de macrófitas aquáticas) para a gestão dos reservatórios.

Abstract Aim To report possible academic experiences as strategic contributions to help manage reservoirs ensuring multipurpose uses. Methods In this opinion article, we point out and discuss academic activities that are usually developed to assess environmental studies in reservoirs. Results Experience shows that various contributions can be highlighted in reservoir management, as well as direct contributions for decision-making of the environmental authorities involved, such as: i) development of experimental procedures to solve specific problems; ii) sampling planning activities; iii) analysis, integration and synthesis of data; iv) qualification of human resources, etc. It is important to mention that all academic activities reported in this article are potentially publishable in scientific journals (knowledge areas: environmental management, limnology, sanitation, public health and aquatic ecology). Conclusions According to the related activities, we identified strong academic orientation (water quality determination, greenhouse gas inventories and water quality simulation using mathematical models, aquatic macrophyte decomposition and growth experiments) for reservoir management.

Resumo: Objetivo Este estudo teve como objetivo quantificar as taxas de emissão de gases resultante da decomposição anaeróbia de diferentes recursos vegetais em condições usualmente encontradas em sedimentos de sistemas aquáticos tropicais e solos orgânicos drenados. Métodos As incubações foram preparadas com folhas verdes, cascas, galhos, serapilhera, talos e folhas de cana-de-açúcar, folhas de soja, gramíneas, folhas de foresta e uma macrófita aquática (Typha domingensis). Durante 10 meses, o volume diário de gás liberado pela decomposição foi medido e um modelo cinético foi utilizado para descrever a mineralização anaeróbia. Os modelos consideraram a heterogeneidade dos recursos vegetais. Resultados A variação temporal das taxas de gases indicou que a mineralização das frações lábeis dos detritos variaram, em uma base de carbono, de 16,2 (cascas) a 100% (amostras compostas de folhas, gramíneas e talo de cana-de-açúcar). Foi observada uma elevada emissão de gás durante a mineralização das gramíneas, talo de cana de açúcar, amostra compostas de folhas e serapilhera, enquanto que baixos volumes de gases foram medidos durante a mineralização de cascas, galhos, amostra composta de folhas da floresta e T. domingensis que representam os detritos mais fibrosos e recalcitrantes (teor de carbono: 83,8, 78,2, 64,8 e 53,4%, respectivamente). A mineralização do carbono lábil apresentou valores de meia-vida que variaram de 41 (galhos) a 295 dias (gramíneas). Conclusões Considerando a quantidade elevada de detritos refratários remanescentes, a decomposição anaeróbica desses recursos vegetais indicou grande tendência ao acúmulo de matéria orgânica nos solos encharcados, apesar das temperaturas mais elevadas encontradas no ambiente tropical, esses ambientes representam um sumidouro de detrito particulado devido à sua decomposição lenta.

Abstract: Aim The aim of this study was to quantify the emission rates of gases resulting from the anaerobic decomposition of different plant resources under conditions usually found in sediments of tropical aquatic systems and drained organic soils. Methods Incubations were prepared with green leaves, bark, twigs, plant litter, sugarcane stalks and leaves, soybean leaves, grasses, forest leaves and an aquatic macrophyte (Typha domingensis). Over 10 months, the daily volume of gas evolved from decay was measured and a kinetic model was used to describe the anaerobic mineralization. Results Using the mathematical model, it can be observed that the composition of the plant resources is heterogeneous. The temporal variation of the gas rates indicated that the mineralization of the labile fractions of detritus varied, on a carbon basis, from 16.2 (bark) to 100% (samples composed of leaves, grasses and sugar cane stalks). High gas emissions were observed during the mineralization of grasses, sugar cane stalks, leaves and plant litter, while low volumes of gases were measured during the mineralization of bark, twigs, forest leaves and T. domingensis, which are the most fibrous and recalcitrant resources (carbon content: 83.8, 78.2, 64.8 and 53.4%, respectively). The mineralization of labile carbon presented half-life values, which varied from 41 (twigs) to 295 days (grasses). Conclusions Considering the high amount of remaining recalcitrant fraction, the anaerobic decomposition of these plant resources showed a strong trend towards accumulating organic matter in flooded soils. Despite the higher temperatures found in the tropical environment, these environments represent a sink of particulate detritus due to its slow decomposition.

OBJETIVO: Nesse estudo foram descritas as mineralizações (aeróbias e anaeróbias) dos lixiviados de 2 espécies de macrófitas aquáticas (Salvinia molesta e Myriophyllum aquaticum) que ocorrem em um reservatório tropical (22° 00' S e 47° 54' O); MÉTODOS: As incubações, preparadas com os lixiviados das plantas e amostra de água do reservatório, foram mantidas no escuro e a 20 °C, por 45 dias. Foram avaliadas as cinéticas de perda de massa do carbono orgânico e de consumo de oxigênio; RESULTADOS: Independente da condição experimental, os lixiviados foram principalmente utilizados na respiração; as mineralizações foram ligeiramente mais rápidas em meio aeróbio (1,22 vezes) e nessa condição, os rendimentos dos produtos refratários foram menores (2,3%); as relações estequiométricas O/C (oxigênio consumido por átomo de carbono) foram similares nas mineralizações aeróbias dos dois tipos de lixiviado (≈1,12); CONCLUSÕES: Com base nesses resultados concluiu-se que os lixiviados das macrófitas selecionadas são rapidamente decompostos e subsidiam prioritariamente o catabolismo (aeróbio ou anaeróbio) microbiano; supôs-se, ainda, que S. molesta contribua mais para as aduções de matéria orgânica dissolvida do reservatório do Monjolinho.

AIM: This study aimed at describing and discussing the leachates mineralization (aerobic and anaerobic) of two species of aquatic macrophytes (Salvinia molesta and Myriophyllum aquaticum) from a tropical reservoir (22° 00' S and 47° 54' W); METHODS: The incubations were prepared with plant leachates and reservoir water sample and were maintained during 45 days in the dark (at 20 °C). The organic carbon and the oxygen consumption kinetics were evaluated; RESULTS: Irrespective of to the experimental condition, the leachates were mainly utilized for catabolic processes (i.e., respiration), mineralization was slightly faster in an aerobic environment (1.22 fold) and in this condition, the yield of refractory products was smaller (2.3%); the O/C stoichiometric ratios values (oxygen consumed per atom of carbon) from mineralization of the 2 types of leachates were similar (ca. 1.12); CONCLUSIONS: According to these results we conclude that the leachate from selected macrophytes is rapidly decomposed and subsidize primariy the microbial catabolism (aerobic or anaerobic); in addition, we propose that S. molesta contributes more to the input of dissolved organic matter within the reservoir.