Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T20:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bisinoti_MarciaCristina_D.pdf: 1949476 bytes, checksum: a702f967a817c83e250f6e74b334ddd3 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

The objectives were to analyze the effect of different cropping systems and plants in succession to corn (Zea mays L.) on carbon storage and nitrogen and the carbon and nitrogen fractions of OM in experiment Long-term driven in a Red-Yellow, and evaluate the decomposition and nutrient release to soil the shoots of plant cover, placed in bags to decompose. We used an experimental system tracks under split plot design with three replications consisting of 12 treatments involving three management of soils (plots) - (CC - conventional tillage, CM - minimum tillage, NT - no-tillage) and four plants (subplots ) - (Commercial: peanut (Arachis hypogeae), bean (Phaseolus vulgaris) cover: (Cajanus cajan) and (Crotalaria juncea). The time of implementation of zero tillage and crop succession promote changes in C stocks and N in the depths. The absence and minimization of soil disturbance in PD and CM systems resulted in higher levels of C and N in humic fractions of OM Alfissol. The PD system was the largest contributor to the release of soil nitrogen, from the decomposing plant residues. The CM system had the highest rates of decomposition of soil carbon. We conclude that the management systems NT and MT may help to improve agricultural sustainability. / Os objetivos deste trabalho foram analisar o efeito de diferentes sistemas de cultivo e plantas em sucessão ao milho doce (Zea mays L.), no estoque de C e N do solo e sobre o teor de carbono e nitrogênio das frações da MO, em experimento de longa duração conduzido em um Argissolo Vermelho-Amarelo; e avaliar a decomposição e a liberação de nutrientes para o solo pela parte aérea de plantas de cobertura, colocadas em bolsas de decomposição. Utilizou-se um sistema de faixas experimentais sob parcelas subdivididas com três repetições, compostos por 12 tratamentos que associam três manejos de solos (parcelas)- (CC cultivo convencional, CM cultivo mínimo, PD plantio direto) e quatro plantas (subparcelas)- (comerciais: amendoim (Arachis hypogeae), feijão (Phaseolus vulgaris); cobertura: guandu (Cajanus cajan) e crotalária (Crotalaria juncea). O tempo de implantação do plantio direto e a sucessão de culturas promoveram alterações nos estoques de C e N nas profundidades avaliadas. A ausência e minimização do revolvimento do solo nos sistemas CM e PD favoreceu os maiores teores de C e N nas frações húmicas da M.O do Argissolo Vermelho Amarelo. O sistema PD foi o que mais contribuiu para a liberação de nitrogênio no solo, proveniente dos restos vegetais em decomposição. O sistema CM apresentou as maiores taxas de decomposição do carbono no solo. Conclui-se que os sistemas de manejo PD e CM podem contribuir para uma melhor sustentabilidade agrícola.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_ELISELDA.PDF: 1519616 bytes, checksum: d7a17419f0ab7c2c54e8cb9e0acd7052 (MD5) Previous issue date: 2005-12-20 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The understanding of dynamics of soil and agroforestry systems is the essential part to establish an appropriate handling of nutrients and their sustaining, since that they provide an increasing in environmental works. The purpose of this study was to evaluate the decomposition and availability of nutrients found in the phytomass of Brazilian chestnut trees, as well as cupuaçu Theobroma grandiflorum (a Brazilian plant very closely related to the cacao tree), Gliricidia sepium, and other combinations among them, based on a agroforestry pattern of system, which is nine years old now. This experiment was carried out at Campo Experimental Confiança, in Roraima, between April and September, which is the period of rainy season. The phytomass of the researched species was put in sacks of decomposition with screens made of polyethylene measuring 0,40 x 0,40, and with mesh of one millimeter in thickness. Those materials were spread on the soil surface to be gathered fortnightly over the whole evaluation period. The experimental design was made with randomized blocks with five replicates. After each gathering, the weight difference between the current gathering and the previous one was regarded as decomposition rate. The values obtained were fitted according to a no linear pattern of logistic type, and having the adjusted coefficient of determination (R2 aj) as criterion of adherence. Brazil nut, cupuaçu and gliricidia leaves showed a distruct behavior relahve to time for decomposition, as gliricidia presented rapid decomposition while cupuaçu leaves showed slowest decomposition cnnidering time assessed. There was no influence concerning association of leaves over decomposition time. Gliricidia leaves presentend high nitrogen, potassium, magnesium and phosforus relaease. Brasil nut and cupuaçu leaves shoewd low nutriente release, specialy nitrogen. Calcium was the nutriente that presentend least release for all species under study, requiring a longer time than time utilized in this study fot its complet release. / A compreensão sobre a dinâmica do sistema solo e planta dos sistemas agroflorestais é parte essencial para estabelecer o manejo adequado de nutrientes e a sua sustentabilidade, proporcionando o incremento nos serviços ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a decomposição e a liberação de nutrientes das folhas de castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa), cupuaçu (Theobroma grandiflorum) e gliricídia (Gliricidia sepium) e entre as mesmas, em um sistema agroflorestal com nove anos de idade. O estudo foi conduzido no campo experimental Confiança da Embrapa Roraima, de abril a setembro de 2004, que compreende o período chuvoso na região. As folhas das espécies em estudo foram alocadas em sacos de decomposição de tela de polietileno com dimensão de 0,40 x 0,40 m com malha de 1 mm, os quais foram distribuídos na superfície do solo e coletados quinzenalmente durante todo o período de avaliação. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados, com três repetições. Após cada coleta, a diferença de peso entre a coleta atual e a anterior foi considerada como taxa de decomposição. Os valores obtidos foram ajustados segundo modelo não linear do tipo logístico, tendo como critério de aderência o coeficiente de determinação ajustado (R2 aj). As folhas da castanha-do-Brasil, do cupuaçu e da gliricídia apresentaram comportamento distintos quanto ao tempo de decomposição, sendo que as folhas da gliricídia apresentaram mais rápida decomposição, enquanto que as folhas de cupuaçu apresentaram mais lenta decomposição no tempo avaliado. Não se observou influência da associação das folhas sobre o tempo de decomposição. As folhas de gliricídia apresentaram alta liberação de nitrogênio, potássio, magnésio, e fósforo. As folhas de castanha-do-Brasil e cupuaçu apresentaram baixa liberação de nutrientes, especialmente nitrogênio. O cálcio foi o nutriente que apresentou a mais lenta liberação para todos as espécies estudadas, requerendo tempo superior aquele empregado neste estudo para a sua completa liberação.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / As tortas resultantes da extraÃÃo do Ãleo das sementes de PinhÃo manso e Mamona constituem-se excelentes fontes de matÃria orgÃnica, ricas em nitrogÃnio, fÃsforo, potÃssio e outros nutrientes. No entanto, o problema està relacionado ao direcionamento dado a esses resÃduos vegetais, quando gerados em grande escala, pois a destinaÃÃo inadequada desses subprodutos pode limitar a eficiÃncia da produÃÃo e a preservaÃÃo do ambiente. Nesse sentido, buscou-se atravÃs deste trabalho, conhecer os efeitos da aplicaÃÃo desses subprodutos no solo de duas Ãreas: uma sobrepastejo e, outra de exclusÃo de sobrepastejo, ambas localizadas na regiÃo de IrauÃuba-CE, sobretudo nos parÃmetros quÃmicos e biolÃgicos que quantificam a qualidade do solo. O experimento foi conduzido em casa de vegetaÃÃo do Departamento de CiÃncias do Solo da Universidade Federal do CearÃ, Campus do Pici, em Fortaleza-CE e analisado, considerando-se cada torta individualmente dentro de cada Ãrea, utilizando-se um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 3 (2 Ãreas e 3 doses de torta), com seis tratamentos e quatro repetiÃÃes, totalizando 24 parcelas experimentais para cada torta, sendo cada parcela constituÃda por um vaso contendo duas plantas. ApÃs 45 dias da incorporaÃÃo das tortas ao solo dos vasos, semeiou-se feijÃo caupi [Vigna unguiculata (L.)] e, ao final de 30 dias de cultivo, foram determinados os valores de pH da soluÃÃo do solo, teores de NPK no solo e na planta, Carbono OrgÃnico Total (COT), densidade de esporos de FMA no solo, Carbono da Biomassa Microbiana (CBM), RespiraÃÃo Basal do Solo (RBS) e os quocientes metabÃlico (qCO2) e microbiano (qMIC). Os resultados demonstraram que a Ãrea sobrepastejo (Ãrea 1) foi a mais favorecida pela aplicaÃÃo das tortas de mamona e pinhÃo manso, especialmente na dose 5% (D2) e a que teve os maiores valores de qCO2, enquanto que a Ãrea de exclusÃo (Ãrea 2) apresentou os maiores valores de CBM do solo. A adiÃÃo das tortas de pinhÃo manso e mamona elevaram os teores de COT e de NPK no solo e nas plantas, indicando que a aplicaÃÃo dessas tortas pode ser uma alternativa na reabilitaÃÃo de Ãreas degradadas. / The residue resulting from the oil extraction of jatropha and castor seeds is considered an excellent source of organic matter, which is rich in nitrogen, phosphorus, potassium and other nutrients. However, the problem is concerned to the fate given to this seed residue, as generated in large scale, since the improper disposal of it may limit the efficiency of production and the environment conservation. In this sense, it was set a research with the objective to evaluate the effects of the application of these seed residues in the soil collected from two areas: an overgrazing site and other conserved as exclusion site, both located in IrauÃuba county of Ceara State, Brazil. The study focused especially on chemical and biological parameters which are related to the soil quality. The experiment was conducted under greenhouse conditions belonging to the Department of Soil Science, Federal University of CearÃ, Campus do Pici, Fortaleza-CE. Plant and soil were analyzed considering each site that received the seed residue. The experimental design was a completely randomized blocks in a 2 x 3 factorial (two areas and three doses of pie), with six treatments and four replicates, totalizing 24 experimental units for each seed residue; each unit consisted of a pot containing two plants. After 45 days of the seed residue application, the pots were sown with cowpea [Vigna unguiculata (L.)] and, after a 30 days growing period, it was determined the pH of the soil solution, the soil and plant NPK contents, Total Organic Carbon (TOC), density of spores in the soil microbial biomass carbon (MBC), soil basal respiration (SBR) and both metabolic (qCO2) and microbial (qMIC) quotients. The results showed that the overgrazing of the area (area 1) was favored by the application of the castor bean and jatropha seed residues, especially at the rate of 5% (D2) which had the highest values of qCO2, while the exclusion area (Ãrea 2) showed the highest values of soil MBC. The addition of jatropha and castor seed residues, at both rates, reduced the density of spores of the soil in both areas, but increased the TOC and NPK soil and plants contents, indicating that the application of these seed residues can be an alternative for rehabilitating degraded soil areas.

Em regiões agrícolas próximas dos grandes centros urbanos e onde há o uso intensivo de recursos naturais, em especial do solo, a reciclagem para fins agrícolas de lodos de esgotos aparece como alternativa promissora. Contudo, a sustentabilidade dessa prática deve ser avaliada, ainda mais se considerado a escassez de informações sobre possíveis impactos ambientais em áreas tropicais. Com esse objetivo esse trabalho avaliou os efeitos da adição de lodo de esgoto em dois solos, Latossolo Vermelho eutroférrico e Latossolo Vermelho distrófico, coletados no 7º ano de um experimento em campo, instalado em 1997 na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Unesp, em Jaboticabal-SP. O lodo de esgoto foi proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, em Barueri-SP. Para observar os efeitos da adição do lodo de esgoto foram analisados os ácidos húmicos extraídos dos solos utilizando absorção de radiação no UV-Visível, infravermelho com transformada de Fourier, ressonância magnética nuclear, ressonância paramagnética eletrônica, fluorescência e análise elementar. Para a análise do solo intacto utilizou-se a fluorescência induzida por laser, e para as frações físicas e químicas a emissão atômica com plasma indutivamente acoplado. Experimentos de infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear forneceram espectros com bandas características de grupos alifáticos para o ácido húmico extraído do lodo, comprovando seu alto grau de alifaticidade. O nível de radicais livres do tipo semiquinona determinado por ressonância paramagnética eletrônica diminuiu significativamente para os solos submetidos à adição de lodo. Dados de fluorescência utilizando diferentes metodologias (Zolnay et al., 1999; Milori et al., 2002; Kalbitz et al., 1999) e fluorescência induzida por laser, de amostras de solo intacto, apresentaram comportamento similar. De forma geral, os resultados obtidos por análises espectroscópicas mostraram à incorporação de compostos menos humificados, com um alto grau de alifaticidade e baixo grau de aromaticidade. A análise de metais em solos tratados com lodo de esgoto em algumas situações não tem evidenciado o aumento destes elementos, mesmo quando o lodo apresenta níveis superiores aos valores encontrados no solo. Assim fica a pergunta, onde e como estão os metais pesados oriundos do lodo e que deveriam ser detectados em níveis maiores nos solos tratados. Neste trabalho procuramos ampliar as avaliações para além dos procedimentos convencionais com análises das frações físicas e químicas. Os metais pesados estudados foram: Cd, Cr, Cu, Fe, Co, Mn, Mo, V e Zn. Os resultados obtidos mostraram maior afinidade dos metais pelas frações físicas de menor tamanho (argila e silte fino). Contudo, maiores teores de metais foram observados nas frações químicas do solo, sugerindo maior poder de complexação das substâncias húmicas do solo. A concentração de Zn observada na água de lavagem da humina foi superior a encontrada na fração humina, mostrando maior afinidade desse metal pela matéria orgânica dissolvida. Esse resultado é importante, pois evidencia a perda desse metal durante o processo de fracionamento químico, visto que essa água é descartada. As frações de ácido fúlvico 1 e 2 apresentaram concentrações significativas de metais, principalmente Cd, Cu, Mn e Zn, sendo as maiores encontradas para o ácido fúlvico 1. O ácido húmico, devido a grande quantidade de grupos reativos (carboxílicos e fenólicos), mostrou ser um forte agente complexante de metais. Esses resultados indicam diferente afinidade dos metais pelas frações físicas e químicas do solo, ressaltando a importância do estudo do destino dos metais nas diferentes frações do solo. / In agricultural regions near big urban areas and where the intensive use of natural resources exists, in particular of the soil, recycling sewage sludge with agricultural finality appears as a promising alternative. However, the sustainability of this practice needs to be further assessed, even more so when considering there is lack of information on environmental impacts in tropical areas. The present work evaluated the effects of sewage sludge addition to two soils, Rhodic Eutrodox and Rhodic Hapludox by FAO Taxonomy) colleted from a field experiment, installed in 1997 in the city of Jaboticabal, São Paulo State. Sewage sludge was obtained from the Barueri sewage sludge treatment plant, located in the metropolitan region of São Paulo State, Brazil, operated by the Basic Sanitation Company of the State of São Paulo. In order to observe the effects of the sewage sludge addition, the humic acids extracted from soils were analyzed by absorption of ultraviolet and visible radiation, Fourier transform infrared, nuclear magnetic resonance, eletronic paramagnetic resonance, fluorescence and elementar analyses. To analyse the intact soil laser induced fluorescence was used, and for physics and chemical inductively coupled plasma atomic emission was used. The results obtained by Fourier transformed infrared and nuclear magnetic resonance showed spectra with characteristic bands from aliphaticity groups for humic acid from sewage sludge, confirming their high aliphacitity degree. The level of the semiquinona free radicals determined by electronic paramagnetic resonance decreased for soils under sewage sludge application. Data from fluorescence utilizing different methodologies (Zolnay et al., 1999; Milori et al., 2002; Kalbitz et al., 1999) and laser induced fluorescence, from intact soil, showed similar results. In a general manner, the results obtained for spectroscopy analyses showed incorporation of less humified compounds, with high aliphaticity degree and lower aromaticity degree. Analyses of the metals in soils under sewage sludge application in some cases have not evidenced the increase of these elements, even when the sewage show higher levels to those found in the soils. Thus, the question remains, where and how are the heavy metals from sewage sludge? Which, should have been detected in higher levels in soils under sewage sludge application? The objective of this work was to amplify the valuations beyond the conventional proceedings with analyses of physics and chemical fractions. The heavy metals studied were: Cd, Cr, Cu, Fe, Co, Mn, Mo, V and Zn. The results obtained showed higher affinity of metals for physical fractions that have smaller size (clay and fine silt). However, higher heavy metals concentrations were observed in the chemical fractions of the soils, due to higher complexity power of the humic substances of soils. The Zn concentration observed in the water of the humin wash was higher than what was observed in the humina fraction, showing higher affinity of this metal for dissolved organic matter. This result is important, because it evidences the loss of this metal during the extraction process of the humic substances, since this water is discarded. The fractions of fulvic acids 1 and 2 showed significative concentrations of the metals, mainly Cd, Cu, Mn and Zn, being that the biggest were for humic acids, because the most quantity of the reactive groups (charboxilics and phenolics), showed to be a strong complex agent of the metals. Such results indicate different affinity of metals for physics and chemical fractions from soils, emphasizing the importance of the study of the course of heavy metals in the different fractions of the soil.

A crescente demanda de água nas cidades tem feito o homem buscar diferentes fontes de irrigação de culturas na agricultura, em se tratando de uma atividade que requer um grande montante de água. Neste contexto, o uso de efluente de esgoto tratado (EET), industrial ou doméstico, substituindo a água utilizada na irrigação de várias culturas, tem se mostrado ser uma medida promissora para preservá-la para o consumo humano.O propósito deste trabalho foi avaliar através de técnicas espectroscópicas (Infravermelho com Transformada de Fourier - FTIR, Espectroscopia de Fluorescência, Espectroscopia de Absorção de UV-Visível, Ressonância Paramagnética Eletrônica - RPE), as mudanças na matéria orgânica do solo (MOS) e ácidos húmicos (AH) extraídos de solo irrigado ou não com efluente de esgoto tratado, nas seguintes condições de irrigação: SI (sem irrigação com EET), 100 (irrigação com EET e umidade de solo na capacidade de campo) e 200 (irrigação com EET e umidade de solo 100% acima da capacidade de solo). Além dessas técnicas foi determinada a porcentagem de carbono e utilizada a espectroscopia de Fluorescência Induzida por Laser (FIL) para medir o grau de humificação de amostras de solo intacto, irrigados ou não com EET. As amostras de solo, sob cultura de cana-de-açúcar, foram coletadas em campo experimental situado em Lins-SP, em diferentes profundidades até 100 cm. As análises das amostras de solo demonstraram um decréscimo de porcentagem de carbono na faixa de 2 a 15% para as condições de irrigação com EET. O resultado é preocupante considerando tratar-se de solos com menos de 1% de conteúdo de carbono, e que tem com a aplicação do EET uma diminuição adicional na MOS, o que pode ser altamente limitante para a fertilidade e estrutura do solo. Os resultados obtidos por FIL para as mesmas amostras mostraram um aumento no grau de humificação variando de 9 a 30% nas áreas irrigadas com EET em relação às áreas não irrigadas com EET. Esse aumento do grau de humificação MOS é consistente com a diminuição de carbono do solo que mais provavelmente perde frações mais lábeis, permanecendo as mais recalcitrantes. Os espectros obtidos pela espectroscopia de FTIR para os AH analisados foram típicos, não mostrando diferença significativa, considerando as diferentes camadas de profundidade e irrigação ou não com EET. Os resultados obtidos por espectroscopia de fluorescência, usando três diferentes metodologias, de AH em solução mostraram, assim como a espectroscopia de FIL para amostras de solo, aumento no grau de humificação conforme aplicação de EET Assim como no caso da MOS, tal aumento no grau de humificação pode ser atribuído à degradação de frações de carbono mais lábeis e permanência das mais recalcitrantes dos ácidos húmicos analisados. Os resultados de razão E4/E6 (razão entre as intensidades de absorbância em 465 e 665 nm) para os AH analisados obtidos através da espectroscopia de absorção de UV-Visível denotaram decréscimo em seus valores nas camadas superficiais, comparando-se as três condições analisadas. Os resultados obtidos pela espectroscopia de RPE mostraram um aumento na concentração de RLS (radicais livres semiquinona) nos AH nas duas condições de irrigação, 100 e 200, sendo mais pronunciado na segunda. Corroborando com os resultados obtidos através das demais espectroscopias utilizadas, tal aumento da concentração de RLS provavelmente é oriundo de aumento de grau de humificação. Dessa forma, de acordo com os dados obtidos, o emprego de ET como fonte de irrigação em substituição à água, nas condições de solo analisadas são preocupantes, pois pode trazer limitações para a fertilidade e estrutura do solo, conforme evidenciado pelo decréscimo no conteúdo de MOS.Contudo, os experimentos devem ser continuados para confirmar e validar as tendências iniciais detectadas, bem como para buscar as alternativas de manejo dos solos e culturas para viabilizar a aplicação do EET em condições que sejam sustentáveis. / The increasing demand of water sources in the cities has done the man search for other different sources for irrigation of cultures in agricultural fields, hence it\'s an activity that demands a large amount of water. In this context, the use of treated sewage effluent (TSE), industrial or domestic, instead of water for irrigation of several cultures, has been shown to be a very promising way to save water for human consume.The purpose of this study is to evaluate by spectroscopic techniques (Fourier Transformed Infra-Red - FTIR, Fluorescence Spectroscopy, UV-Visible Spectroscopy and Electron Paramagnetic Resonance - EPR) the changes in the soil organic matter (SOM) and humic acids (HA) extracted from soils irrigated or not with treated sewage effluent, in the following concentrations of irrigation: SI (soil non-irrigated with TSE), 100 (soil irrigated with TSE and soil humidity in the same level of field capacity) and 200 (soil irrigated with TSE and soil humidity 100 % above field capacity). Besides these techniques, it was also determined the carbon percentage and used the Laser-Induced Fluorescence (LIF) spectroscopy to measure the degree of humification in samples of whole soil, irrigated or not with TSE. The soil samples analyzed in this study were collected from an experimental field in the city of Lins - SP, from a sugarcane culture soil, in the depth till 100 cm. The analysis of samples of whole soil showed a decrease in the carbon percentage in the range of 2 to 15% in the irrigation conditions comparing with the non - irrigated area. These results are preoccupying considering that it\'s a soil with less of 1% of carbon content, and has an additional decrease in the SOM when irrigated with TSE, what may cause limiting in the soil fertility and structure. The results obtained by LIF for the same samples, showed an increase in the humification degree varying from 9 to 30% in the irrigated area. This increase in the humification degree of soil organic matter (SOM) is consistent with carbon percentage decreasing in soil, which probably loses more labile fractions, remaining the most recalcitrant ones. The spectra obtained by the FTIR spectroscopy for HA analyzed were typical, not showing a significative difference, considering different layers of depth and treatment or not with TSE. The data obtained by fluorescence spectroscopy, using three different methodologies, of HA in solution showed, as well as the LIF spectroscopy for whole soils, an increment in the humification degree according to application of TSE. At the same way that happens with SOM, this increase in the humification degree may be attributed to degradation of carbon more labile fractions and remaining of the most recalcitrant ones in the humic acids. The results of E4/E6 ratio (ratio between the absorbance intensities at 465 and 665 nm) obtained by UV-Visible spectroscopy showed a decrease in the superficial layers, comparing the three conditions analyzed. The results obtained by the EPR spectroscopy showed an increase in the concentration of SFR (semiquinone free-radicals) in the HA with the increase of depth in the two conditions of irrigation, 100 and 200, being more pronunciated in the second treatment. Corroborating with the results obtained by the others spectroscopies, this increase in the SFR concentration probably may be attributed to the increase in the humification degree. In this manner, according with the obtained data, the use of TSE as source of irrigation replacing the water in the soil condition analyzed are preoccupying, hence it may cause limitations in soil fertility and structure, as evidenced by the decrease of the SOM content. However, the experiments must continue to confirm and validate the initials tendencies detected, and to search new alternatives for soil and culture tillage to make possible the TSE application in sustainable conditions.

A agricultura pode ser uma aliada importante para a mitigação da concentração de gás carbônico (CO2) na atmosfera. Pela fotossíntese pode-se converter o CO2 da atmosfera em massa vegetal, e, além disso, por meio de um manejo adequado desta massa pode-se reter parte do carbono (C) no solo, caracterizando um \"seqüestro de C\" da atmosfera pelo solo. Pesquisas têm se voltado para entender o papel da produção agrícola, como os sistemas conservacionistas de manejo, ou seja, o plantio direto (PD), e das pastagens de Brachiaria sobre a dinâmica do C no solo. Estudos sobre a dinâmica e a estabilidade da matéria orgânica do solo (MOS) são necessários, já que variáveis como estoques de carbono (EC) e graus de humificação podem ser avaliados, e sendo assim, obter parâmetros fundamentais para a mitigação de CO2 na atmosfera, tema que se insere num dos enfoques das Mudanças Climáticas Globais. Nesse contexto, espectroscopias, como por exemplo, a Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE), a Fluorescência de luz no ultravioleta-visível (UV-vis) e a Fluorescência Induzida por Laser (FIL) podem ser fundamentais na avaliação da estabilidade da MOS. Este trabalho teve como objetivo verificar o comportamento da MOS em áreas com potencial para seqüestro de C, por meio da avaliação dos estoques deste no solo, em diferentes sistemas de manejo e posterior caracterização por Espectroscopia. Além disso, e em função das dificuldades encontradas na seleção da melhor metodologia para a quantificação de C, foi também possível avaliar métodos de determinação de C, comparando-os entre si pelos coeficientes de variação e análise multivariada, e assim propondo uma melhor metodologia. Em área tropical de pastagens de Brachiaria decumbens, no Brasil, os resultados mostraram que a determinação dos EC foram maiores nesses sistemas, comparado com a vegetação nativa de cerradão, após 27 anos de experimento. Os maiores EC obtidos pelas pastagens foram favorecidos pela constante entrada de material vegetal na superfície do solo, também influenciado pela entrada do nitrogênio (N), além do sistema radicular da gramínea, considerando o tratamento de pastagem com adição anual de N e aplicação de 2 t ha-1 de calcário (com reforço de 1 t ha-1 anual), o melhor tratamento em função do acúmulo da MOS. Os resultados mostraram que essas pastagens bem manejadas podem possibilitar um seqüestro de 6,1 a 12,8 Mg CO2 ha-1 ano-1 da atmosfera. Com a avaliação qualitativa da MOS, também foi possível obter resultados promissores na determinação da estabilidade da MOS. A detecção do aumento do conteúdo de C no solo foi acompanhada pela redução do grau de humificação, por meio da FIL. Esta redução na humificação foi devido à entrada de material orgânico mais lábil, ou seja, menos transformado. Na Fluorescência convencional e RPE, com amostras de AH em solução, os maiores graus de humificação foram obtidos para os AH dos tratamentos de pastagem, principalmente os que tiveram adição de calagem. O Ca2+, além de aumentar a atividade microbiana, pode complexar com os AH, associado ao aumento da estabilidade da MO. No sistema de PD de soja com renovação de cana-de-açúcar, os maiores teores de C foram obtidos nas amostras referentes aos sistemas sob PD após 7 anos sob esse manejo, em comparação com áreas sob manejo convencional. O acúmulo de MOS foi devido principalmente à preservação da cobertura vegetal associada com o não revolvimento do solo, rotação de culturas e a não queimada da cana-de-açúcar. Nessa área experimental, foi possível constatar um seqüestro de 0,15 a 5,29 Mg CO2 ha-1 ano-1 da atmosfera. Com relação à estabilidade da MO avaliada por Espectroscopia de FIL, verificou-se que o sistema de PD apresentou menor grau de humificação, devido à maior entrada de material orgânico lábil. Os resultados obtidos em área experimental de PD com grãos, com até 22 anos de duração, estão provavelmente associados com o tipo de solo analisado. Nos Latossolos com alto conteúdo de argila pode haver proteção física da MO, provavelmente impedindo alterações estruturais desse material, mesmo após longo período sem o revolvimento do solo. Outro fato importante é que o estudo de seqüestro de C depende muito da área avaliada, ou seja, delineamento do experimento, histórico do local, duração, condições climáticas, taxas de decomposição do C, produção de massa vegetal e aporte de resíduos. / Agriculture can play an important role in mitigating carbon dioxide (CO2) concentration in the atmosphere. Through photosynthesis, it is possible to convert CO2 from atmosphere to plant biomass, and moreover, through an adequate agricultural system CO3 can be stored in soil, characterizing \"carbon sequestration\". Nowadays, many researches want to understand the role of agriculture production, as no-tillage, and Brachiaria pastures, in carbon dynamics in soil. Studies about organic matter dynamics and stability are necessary, since variables such as carbon stocks and degree of humification can be evaluated, and as a result, to obtain essential parameters to CO2 mitigation to the atmosphere. This topic is inserted in some Global Climate Change interests. In this context, spectroscopic methods, for example, Electron Paramagnetic Resonance (EPR), UV-Vis light fluorescence and Laser Induced Fluorescence (LIF) can be fundamental in the stability of soil organic matter (SOM) evaluation. The present study aims to examine the SOM behavior in areas with carbon sequestration potential, through evaluation of carbon stocks in soils, in different tillage systems followed by characterization by spectroscopy. Therefore, the knowledge of the organic matter (OM) quantity is important in soil management regarding to a sustainable agriculture. However, little consistent information is found to compare and recommend the most adequate method to obtain satisfactory results for each study. Consequently, it was possible to evaluate the OM quantity in Oxisols by different methods and compare them, using coefficient of variation and principal component analysis, to propose the best methodology. In the tropical regions of Brazil, in Brachiaria decumbens pastureland, the results showed that the greatest SOM content occurred under pastureland, against the native dense Cerrado vegetation, after 27 years of experiment. The highest carbon stocks obtained by pasture samples were favored by accumulations of plant biomass on the soil surface, nitrogen input, besides Brachiaria root systems. According to the results obtained, the annual input of adequate amounts of limestone (2 t ha-1 addition and 1 t ha-1 year-1 reinforcement) and N seemed to be the best treatment regarding different pastureland treatments, mainly due to its higher C accumulation. The results also showed that non-degraded pastures can enable an annual sequestration rate ranging from 6.1 to 12.8 Mg CO2 ha-1 year-1. Qualitative evaluation of SOM also obtained satisfactory results on the soil surface. Results showed that higher C amount was followed by lower degree of humification, obtained by LIF. This lower humification was due to labile organic material, or greater fresh input of crop residues. In conventional fluorescence and EPR, with humic acids, the greatest degree of humification was obtained in pastures treatments, especially in treatments with lime input. Ca2+, in addition to increasing the biological activity, can combine with humic acids, increasing OM stability. In the no-tillage system of soya and sugar cane renovation, higher C amounts were obtained in no-tillage samples, after 7 years of experiment. The maintenance of a permanent vegetal cover, without soil disturbing and without sugar cane burning was essential to SOM accumulation against conventional management. In the no-tillage system, in a period of 7 years, it was possible to verify a sequestration rate ranging from 0.15 to 5.29 Mg CO2 ha-1 year-1. In relation to SOM stability by LIF, no-tillage presented lower degree of humification, due to input labile OM. The results obtained under no-tillage cropping system after 22 years are probably associated with the kind of soil analyzed. In Latossols, with high amount of clay, there may be a physical protection of OM, probably preventing structural changes in this material, even after a long period without soil disturbing. Another important factor is that C sequestration studies depend on the evaluated area, such as experiment outline, historical area, time, climate conditions, C decomposition rates, vegetal biomass production and residue input.

Uma das alternativas encontradas para a reutilização de efluentes de esgotos tratados é o emprego deste material na agricultura como adubo orgânico, podendo substituir total ou parcialmente a adubação mineral. Essa prática, que se constitui de benefícios no que tange à reciclagem de nutrientes, representa uma economia de água no setor agrícola, estimada em cerca de 70% do consumo total no Brasil. Neste trabalho, pretendeu-se investigar o impacto na matéria orgânica do solo, submetido à irrigação com efluente proveniente de um biodigestor anaeróbio. <br />Através da realização de um experimento de campo, sob o cultivo de sorgo, realizou-se a comparação, em relação à matéria orgânica, de amostras de solo que receberam irrigação em dosagens diferenciadas do efluente tratado àquela de um solo \"testemunha\" (branco), o qual recebeu apenas irrigação com água ao longo do experimento e de um solo que recebeu anteriormente adubação convencional, segundo as recomendações do Instituto Agronômico de Campinas (IAC). Estabeleceu-se, ainda, comparações com amostras de solo coletadas na mesma propriedade. Avaliou-se a estabilidade (humificação) da matéria orgânica, como indicadora da capacidade fertilizante do efluente, quando incorporado ao solo. A qualidade do efluente do biodigestor foi acompanhada antes do início do experimento, de modo a verificar suas características principais e particularidades. <br />A utilização de ferramentas como a PCA e planejamento fatorial foi de grande relevância para a análise dos resultados e condução dos experimentos. <br />As técnicas químicas e espectroscópicas mostraram que o benefício proporcionado pela adição de efluente ao solo, mesmo em um experimento de curta duração, pode apresentar alterações, mesmo que não sejam tão pronunciadas. <br />Os resultados obtidos para amostras de ácidos húmicos em relação ao tamanho de partículas evidenciaram um comportamento notado em estudos bastante recentes, em relação à estrutura das substâncias húmicas. / An alternative found for treated sewage effluents reuse is to apply this material in agriculture as a fertilizer, in order to replace totally or partially the mineral fertilizers. This practice, beyond inherent benefits due to nutrients recycling promotes agricultural water reuse, which is responsible of around 70% of the total water consumption in Brazil. In this work, it was intended to investigate the soil organic matter impact, under irrigation using effluent from an anaerobic biodigester. Through a field experiment under \"sorgo\" culture, a comparison was established, related to the soil organic matter, of soil samples that had been applied different treated effluent concentrations to soil samples that received only water (\"testemunha\"- blank) or water and mineral fertilizer according to the Campinas Agronomic Institute recommendations. Other comparisons, among soil samples under citrus culture were also established. The soil organic matter humification was evaluated, as an indication of the effluent fertilizing ability when applied in soil. The biodigester effluent features were checked before the experiment beginning, in order to verify its mais features and particularities. <br />Tools as Principal component Analysis and factorial design were of such relevance for the results analysis and experiments execution. <br />The spectroscopic and chemical techniques showed that the benefits from the effluent addition in soil, even in a short-term experiment, can present changes. <br />The results for the humic acids samples concerning the particles size evidenced the behavior presented in recent studies, related to humic substances structures.

A definição mais amplamente aceita estabelece que compostagem é a decomposição controlada, exotérmica e bioxidativa de materiais de origem orgânica por microorganismos autóctones, num ambiente úmido, aquecido e aeróbio, com produção de dióxido de carbono, água, minerais e uma matéria orgânica estabilizada, definida como composto. Em função do potencial inerente aos compostos orgânicos tem-se observado sua crescente utilização na agricultura, tomando lugar dos fertilizantes minerais. Devido à disponibilidade e baixo custo na região de São Carlos-SP, os compostos a serem utilizados foram provenientes de resíduos de poda de árvores, bagaço de laranja, torta de filtro e esterco bovino. A humanidade produz uma grande quantidade de tipos de resíduos, os quais podem ser utilizados como matéria-prima no processo de compostagem. A poda de árvores é um resíduo facilmente encontrado tanto na zona rural como nas cidades, sendo geralmente descartada. Nas cidades este descarte pode se tornar um problema, na medida em que aumenta o volume de lixo produzido, sobrecarregando os depósitos ou aterros sanitários. O bagaço de laranja é o principal subproduto da indústria de processamento de citrus, correspondendo a cerca de 45% da massa total da fruta e pode se tornar um grande problema para indústria, pois se deteriora muito rápido durante a estocagem. A torta de filtro é um resíduo proveniente da indústria sucroalcooleira e é obtido do processo de clarificação do caldo de cana. O esterco bovino é um resíduo amplamente usado in natura como adubo orgânico, porém, o processo de compostagem torna-o mais estável e otimiza suas propriedades fertilizantes. De maneira geral, a influência dos compostos orgânicos na produção vegetal e na fertilidade do solo requer mais estudos devido à complexidade dos agroecossistemas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência de diferentes compostos orgânicos nas doses selecionadas, na produção da planta medicinal Ocimum selloi Benth em um solo tropical arenoso (Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, coletado na Fazenda Canchin, na região de São Carlos-SP), em comparação com fertilizante mineral. Para observar os efeitos da adubação orgânica ou mineral foram analisados os ácidos húmicos extraídos dos solos utilizando espectroscopia na região do infravermelho próximo com transformada de Fourier, fluorescência e análise elementar. Para a análise do solo intacto utilizou-se a fluorescência induzida por laser e espectrsocopia na região do infravermelho médio. Também foram realizadas análises de fertilidade do solo e do tecido vegetal, bem como analíses para avaliação do desenvolvimento vegetal. A análise estatística dos dados (Análise de Componetes Principais) de fertilidade do tecido vegetal e do solo, e dos dados de NIRS, mostraram uma separação dos tratamentos em dois grupos. Foi possível verificar que o tratamento L2 foi o mais próximo do tratamento com adubação mineral, enquanto que os tratamentos L1, L3 e L4 ficaram mais próximos ao tratamento referência (sem adubação). Esses resultados são condizentes com o diagnóstico nutricional das plantas pelo método visual, além de serem similares com as análises químicas e espectroscópicas feitas por Fialho et al. (2010). Experimentos de infravermelho com transformada de Fourier forneceram espectros com bandas características de grupos alifáticos para o ácido húmico extraído do lodo, comprovando seu alto grau de alifaticidade. Dados de fluorescência utilizando diferentes metodologias e fluorescência induzida por laser, de amostras de solo intacto, apresentaram comportamento similar. É importante salientar, que de maneira geral, o tratamento L2 (adubação com composto que possue como material de partida esterco bovino e poda de árvores) é o mais similar ao fertilizante mineral, podendo trazer maiores benefícios quando aplicados ao solo em questão. De modo geral constata-se a viabilidade do uso de compostos orgânicos como alternativa ao uso de fertilizantes minerais, contudo o manejo e as implicações na nutrição de plantas e a plena produtividade das culturas ainda representa desafio importante para as pesquisas. / The most widely accepted definition about composting is that it is a controlled exothermic and bioxidative decomposition of organic materials by autochthonous microorganisms, resulting in a wet, warm and aerobic environment, with production of carbon dioxide, water, minerals and, a stabilized organic matter, defined as compost. Due to the availability and low cost in the region of São Carlos-SP, the organic composts used came from waste of tree pruning, orange bagasse, filter cake and manure. The humanity produces a lot of kinds of residues which can be use as raw material in composting production. Pruning trees is a waste easily found in both rural and urban areas, and they are generally discarded. In the cities, this disposal may become a problem, because it increases the volume of produced waste, overloading quickly deposits or landfills. The orange peel is the main by-product of citrus industry, representing about 45% of the total weight of the fruit and it can becomes a major problem for industry, because it deteriorates very rapidly during storage. The filter cake is a residue from the ethanol industry and is obtained from the solid precipitate from the sugarcane juice clarification (to produce sugar or ethanol) and, the boiler ash. The bovine manure is a waste widely used in natura as organic fertilizer however; the composting process makes it more stable and enhances its fertilizing properties. In general, the influence of organic composts in plant production and soil fertility requires more studies due to the complexity of agroecosystems. The objective of this work was to evaluate the influence of different composts and selected doses, on the production of the medicine plant Ocimum selloi Benth in a tropical sandy soil (colleted at Canchin Farm in the region of the city of São Carlos, São Paulo state), in comparison to mineral fertilizer. The studies showed differences between composts applied in the soil. Non-additional application of mineral fertilizers was done. The results were compared with the former ones observed by Fialho et al. (2010), using chemical and spectroscopic methods to evaluate the compost humification. Analysis of fertility of the soils under organic composts application or not, analysis of fertility of plant tissues (leaves) and analysis for evaluation of plant development were done to evaluate the performance of the tested treatments (L1, L2, L3 and L4). In order to observe the effects of the composts addition, the humic acids extracted from soils were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), fluorescence spectroscopy and elementar analysis. To analyse the intact soil laser induced fluorescence (LIF) and near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was used. The results obtained with Principal Component Analysis (PCA) of fertility analysis of plant tissues and soils and NIRS, showed the treatments were separated into two main clusters. It was possible to verify the treatment called L2 and were nearest to commercial treatment (mineral fertilizer) and in the L1, L3 and L4 were nearest to the reference samples. These results are consistent with the nutritional diagnosis of plants by the visual method, and are similar to the chemical and spectroscopic analysis made by Fialho et al. (2010).The results obtained by Fourier transformed infrared showed spectra with characteristic bands from aliphaticity groups for humic acid from organic composts, confirming their high aliphacitity degree. Data from fluorescence utilizing different methodologies and laser induced fluorescence, from intact soil, showed similar results. Importantly, that in general, treatment L2 is most similar to mineral fertilizer, and can bring greater benefits when applied to the soil in question. Overall it appears the feasibility of using organic composts as an alternative to the use of mineral fertilizers, but management and the implications for plant nutrition and optimum crop yield still represents an important challenge for research.

Em todo o mundo existe uma crescente competição pelo uso de água entre diversos setores da sociedade. O consumo de água na agricultura é grande em relação a outros tipos de uso, podendo afetar a disponibilidade deste recurso para a população urbana se este não for bem administrado. No Brasil, a agricultura consome cerca de 61% da água doce total. Entre as diferentes alternativas utilizadas pelas sociedades contemporâneas para solucionar ou minimizar este problema, visando à utilização racional e eficiente desse precioso recurso natural, o reuso de águas residuárias (efluentes) é uma opção viável econômica e ambientalmente correta. O objetivo desse trabalho foi estudar as alterações na matéria orgânica de um Argissolo Vermelho Distrófico Latossólico cultivado com capim-Bermuda Tifton 85 submetidos à adição de efluentes gerados na estação de tratamento de esgoto. As amostras utilizadas foram coletadas no município de Lins/SP em experimento já em andamento. O delineamento experimental empregado foi o de blocos completos casualizados com seis tratamentos e três repetições. Os seis tratamentos estudados foram: (1) SI - sem irrigação e sem fertilização nitrogenada mineral (FNM) - (branco); (2) E100 - irrigação com efluente e 100% (520 Kg ha-1 ano-1) da dose recomendada de FNM para o capim Tifton - 85; (3) E66 - irrigação com efluente e 66% (343,2 Kg ha-1 ano-1) da FNM; (4) E33 - irrigação com efluente e 33% (171,6 Kg ha-1 ano-1) da FNM; (5) E0 - irrigação com efluente e 0% (0 Kg ha-1 ano-1) da FNM; (6) W100 - irrigação com água de consumo e 100% (520 Kg ha-1 ano-1) da FNM. Dessas amostras foram extraídos os ácidos húmicos (AH) para observar os efeitos da adição do efluente de esgoto tratado (EET) utilizando ressonância magnética nuclear de 13C (13C RMN), infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), fluorescência de luz uv-visível, ressonância paramagnética eletrônica (RPE) e análise elementar (C, H, N, S). Para análise do solo intacto utilizou-se a fluorescência induzida por laser e os teores de carbono foram determinados pelo carbono orgânico total (COT). Através dos resultados obtidos pela análise elementar, FTIR e 13C RMN não foi possível obter informações a respeito das alterações na composição dos AH após a adição do EET, pois estas técnicas não foram sensíveis às mudanças da MO. Tanto os experimentos de FTIR como o de 13C RMN forneceu espectros com bandas características de grupos alifáticos, comprovando seu alto grau de alifaticidade. Os resultados da espectroscopia de fluorescência em solução demonstraram que a irrigação com EET aumenta tanto a concentração de estruturas complexas quanto o grau de humificação dos AH. Os resultados de FIL para solos inteiros, entretanto, não mostraram alteração significativa com a irrigação com EET (exceto o tratamento E33), indicando que as alterações das substâncias húmicas no solo analisado ocorreram preferencialmente nos AH e afetando muito pouco da humina, que representa mais de 80% das SH do solo. Os resultados obtidos por RPE demonstraram que os tratamentos irrigados com EET apresentaram um aumento na concentração de radicais livres do tipo semiquinona, com o aumento da adubação, exceto o tratamento E33. Sendo assim, em relação a MOS, a irrigação com EET por um período de quatro não causa mudanças significativas, e neste aspecto pode ser indicada como alternativa de irrigação não impactando significativamente a matéria orgânica e proporcionando benefícios econômicos, ambientais e sociais. / Around the world there is a growing competition for the use of water among several sectors of society. Water consumption in agriculture is large when compared to other types of use and can affect the availability of water for the urban population unless it is well administered. In Brazil, agriculture consumes about 61% of the total freshwater. Among the different ways tried by contemporary societies to solve or minimize this problem, aiming to use rationally and efficiently this precious natural resource, reuse of wastewater (effluents) is an economically viable and environmentally correct option. The aim of this work was to study the changes in organic matter in a Typic Hapludults cultivated with Tifton 85 Bermudagrass submitted to addition of effluent generated by sewage treatment. The utilized samples were collected at Lins / SP, being part of a previously started experiment. The experimental design employed was the randomized complete blocks, with six treatments and three replications. The analyzed six treatments were: (1) WI - without irrigation and without nitrogen as mineral fertilizer (NMF) - (white), (2)E100 - irrigation with effluent and 100% (520 kg ha-1 year-1) of the recommended dose of NMF for the Bermudagrass Tifton - 85, (3) E66 - irrigation with eflluent and 66% (343.2 kg ha-1 year-1) of the NMF, (4)E33 - irrigation with effluent and 33% (171.6 Kg ha-1 year-1) of the NMF,(5) E0 - irrigation with effluent and 0% (0 kg ha-1 year-1) of the NMF,(6) W100 - irrigation with water for consumption and 100% (520 Kg ha-1 year-1) of the NMF. Humic acids (HA) were extracted from these samples in order to observe the effects of adding treated sewage effluent (TSE) using nuclear magnetic resonance of 13C (13C NMR) spectroscopy, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, UVvisible and fluorescence spectroscopy, electronic paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy and elementary analysis (C, H, N, S). In order to analyze the whole soil, laser induced fluorescence (LIF) was utilized, and the carbon levels were determined through total organic carbon (TOC). Through the results obtained by elementary analysis, FTIR and 13C NMR, it was not possible to obtain information about changes in the composition of HA after adding the TSE, because these techniques were not sensitive to changes in OM. Both 13C NMR and FTIR provided spectra with bands typical of aliphatic groups, showing their high degree of aliphaticity. The fluorescence spectroscopy results for samples in solution demonstrated that the irrigation with TSE increases both the concentration of complex structures and the humification degree of HA. The results of LIF for the whole soil, however, showed no significant change with irrigation with TSE (except for the treatment E33), indicating that changes of humic substances in the analyzed soil occurred mainly in HA, and affecting very little on humin, which represents more than 80% of the soil HS. The results obtained by EPR demonstrated that the treatments irrigated with TSE showed an increase in the concentration of semiquinone-type free radicals, with increasing fertilization, except for the treatment E33. Therefore, regarding SOM, irrigation with TSE along a four years period did not cause significant changes, and, under this viewpoint, it can be indicated as an alternative irrigation not significantly impacting the organic matter and providing economic, environmental and social benefits.