Microbiological Quality of Water from Lis Valley Rice Ecosystems

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Francisca Cardoso Osório
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/42906
Resumo: A cultura do arroz tem um importante valor económico e social em Portugal, numa área total de cerca de 30 mil ha. Os agroecossistemas orizícolas são peculiares, desenvolvem-se em terrenos baixos, planos e aluvionares, na proximidade da costa, com uma natural dificuldade de drenagem e influência da salinidade, com o cultivo em canteiros regados por submersão contínua, num equilíbrio muito sensível. Os sistemas orizícolas desempenham um valioso papel ambiental, em harmonia com a produção de um alimento humano de reconhecida qualidade, num contributo significativo para a soberania alimentar nacional. Os principais constrangimentos atuais da rega do arroz prendem-se com a escassez de água, questões com uma dimensão mundial, sendo a poupança de água um tema muito estudado, com diversas soluções alternativas já implementadas na realidade de vários países. Este estudo teve como objetivo analisar a qualidade microbiológica da água e do solo no cultivo de arroz no Vale do Lis em sistemas de rega por submersão contínua e intermitente em canteiros de nível, e na rega por gotejamento num talhão de ensaio, para avaliar os respetivos impactos nos recursos hídricos, visando contribuir para o estabelecimento de boas práticas agrícolas e de saúde pública e ambiental no uso da água e do solo naqueles agroecossistemas. Na metodologia experimental foram selecionados os bioindicadores microbiológicos clássicos de contaminação fecal (coliformes totais, coliformes fecais e enterecocos fecais), bem como uma análise de resistência a antibióticos (enumeração de Enterobacteriaceae resistentes à ampicilina, caracterização fenotípica de bactérias resistentes isoladas e deteção molecular de seus genes de resistência a antibióticos. Os resultados dos bioindicadores clássicos nos sistemas de alagamento apontam para um impacte ambiental positivo, pois a água drenada tem melhor qualidade do que a água utilizada na rega. Por outro lado, estes arrozais apresentam indícios de poluição por fauna selvagem, o que reforça o serviço ambiental desempenhado por esses agroecossistemas, pois fornecem habitat e alimento para diversas espécies deste tipo. Em relação à análise de resistência aos antibióticos, os resultados indicam que a enumeração de Enterobacteriaceae resistentes à ampicilina permanece idêntica ou aumenta nas saídas de água, em comparação com as entradas, que os fenótipos de resistência a antibióticos testados estão amplamente disseminados nesses agroecossistemas e também são altamente prevalentes em amostras colhidas tanto nas entradas quanto nas saídas, com alta percentagem de isolados multirresistentes, e que a identificação de genes tet e sul revelou a prevalência de tetA, tetL, tetM e sul2. Como conclusão, em relação aos bioindicadores fecais, os sistemas de produção de arroz por alagamento têm um efeito depurador significativo na qualidade da água, contribuindo para a melhoria da qualidade da água de drenagem da rede coletiva. No entanto, a análise de resistência a antibióticos revelou que a saúde do agricultor e os ecossistemas de arroz podem estar ameaçados, pois esses ambientes atuam como um hotspot para a disseminação de determinantes genéticos de antibióticos. Propõe-se que os planos de gestão da água no aproveitamento hidroagrícola incluam a monitorização da qualidade da água de rega, com uma frequência de amostragem de acordo com as fontes de poluição, para estabelecer cuidados especiais de higiene e segurança.
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Os principais constrangimentos atuais da rega do arroz prendem-se com a escassez de água, questões com uma dimensão mundial, sendo a poupança de água um tema muito estudado, com diversas soluções alternativas já implementadas na realidade de vários países. Este estudo teve como objetivo analisar a qualidade microbiológica da água e do solo no cultivo de arroz no Vale do Lis em sistemas de rega por submersão contínua e intermitente em canteiros de nível, e na rega por gotejamento num talhão de ensaio, para avaliar os respetivos impactos nos recursos hídricos, visando contribuir para o estabelecimento de boas práticas agrícolas e de saúde pública e ambiental no uso da água e do solo naqueles agroecossistemas. Na metodologia experimental foram selecionados os bioindicadores microbiológicos clássicos de contaminação fecal (coliformes totais, coliformes fecais e enterecocos fecais), bem como uma análise de resistência a antibióticos (enumeração de Enterobacteriaceae resistentes à ampicilina, caracterização fenotípica de bactérias resistentes isoladas e deteção molecular de seus genes de resistência a antibióticos. Os resultados dos bioindicadores clássicos nos sistemas de alagamento apontam para um impacte ambiental positivo, pois a água drenada tem melhor qualidade do que a água utilizada na rega. Por outro lado, estes arrozais apresentam indícios de poluição por fauna selvagem, o que reforça o serviço ambiental desempenhado por esses agroecossistemas, pois fornecem habitat e alimento para diversas espécies deste tipo. Em relação à análise de resistência aos antibióticos, os resultados indicam que a enumeração de Enterobacteriaceae resistentes à ampicilina permanece idêntica ou aumenta nas saídas de água, em comparação com as entradas, que os fenótipos de resistência a antibióticos testados estão amplamente disseminados nesses agroecossistemas e também são altamente prevalentes em amostras colhidas tanto nas entradas quanto nas saídas, com alta percentagem de isolados multirresistentes, e que a identificação de genes tet e sul revelou a prevalência de tetA, tetL, tetM e sul2. Como conclusão, em relação aos bioindicadores fecais, os sistemas de produção de arroz por alagamento têm um efeito depurador significativo na qualidade da água, contribuindo para a melhoria da qualidade da água de drenagem da rede coletiva. No entanto, a análise de resistência a antibióticos revelou que a saúde do agricultor e os ecossistemas de arroz podem estar ameaçados, pois esses ambientes atuam como um hotspot para a disseminação de determinantes genéticos de antibióticos. Propõe-se que os planos de gestão da água no aproveitamento hidroagrícola incluam a monitorização da qualidade da água de rega, com uma frequência de amostragem de acordo com as fontes de poluição, para estabelecer cuidados especiais de higiene e segurança.Rice cultivation has an important economic and social value in Portugal, covering a total area of about 30 thousand ha. Rice agroecosystems are peculiar. They are located in low, flat and alluvial lands, close to the coast, with a natural difficulty in drainage and a salinity influence, with cultivation in level basins, irrigated by continuous submersion, in a very sensitive balance. Rice farming systems play a valuable environmental role, in harmony with the production of a human food of recognized quality, in a significant contribution to national food sovereignty. The main current constraints of rice irrigation are related to water scarcity, issues with a global dimension, with water saving being a much studied topic, with several alternative solutions already implemented in several countries. This study aimed to analyse the microbiological quality of water and soil in rice cultivation in Vale do Lis with irrigation systems by continuous and intermittent submersion in level basins, and in drip irrigation, to evaluate the respective impacts on water resources, aiming to contribute to the establishment of good agricultural practices and public and environmental health regarding the use of water and soil in those agroecosystems. In the experimental methodology, the classic microbiological bioindicators of fecal contamination (total coliforms, fecal coliforms and fecal enterococci) were selected, as well as an analysis of antibiotic resistance (enumeration of ampicillin-resistant Enterobacteriaceae, phenotypic characterization of isolated resistant bacteria and molecular detection of their antibiotic resistance genes. The results of the classic bioindicators in flooding systems point to a positive environmental impact, as the drained water has better quality than the water used for irrigation. On the other hand, these rice paddies show signs of pollution by wild fauna , which reinforces the environmental service performed by these agroecosystems, as they provide habitat and food for several species of this type. Regarding the analysis of antibiotic resistance, the results indicate that the enumeration of ampicillin-resistant Enterobacteriaceae remains identical or increases in the water outlets, compared to the entrances, that the antibiotic resistance phenotypes tested are widely disseminated in these agroecosystems and are also highly prevalent in samples collected both at the entrances and at the exits, with a high percentage of multidrug-resistant isolates, and that the identification of tet and sul genes revealed the prevalence of tetA, tetL, tetM and sul2. In conclusion, in relation to fecal bioindicators, rice production systems by flooding have a significant purifying effect on water quality, contributing to improving the quality of drainage water from the collective network. However, antibiotic resistance analysis revealed that farmer health and rice ecosystems may be threatened as these environments act as a hotspot for the spread of genetic determinants of antibiotics. It is proposed that water management plans in hydro-agricultural development include monitoring the quality of irrigation water, with a sampling frequency according to the sources of pollution, to establish special hygiene and safety precautions.Amador, Maria Paula PintoRepositório ComumAlmeida, Francisca Cardoso Osório2023-01-02T11:44:14Z2999-07-28T00:00:00Z2022-07-282022-07-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.26/42906TID:203124464enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-02-02T02:16:16Zoai:comum.rcaap.pt:10400.26/42906Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T16:29:22.788967Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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