L’objectiu principal d’aquest estudi fou la quantificació de l’efecte de diferents tipus de conreu del sòl i tipus i dosis de fertilització nitrogenada sobre l’emissió de gasos d’efecte hivernacle (CH4, CO2 i N2O) del sòl a l’atmosfera i l’agregació del sòl com a mecanisme de protecció del carboni orgànic en agroecosistemes de secà semiàrid Mediterranis. Per tal d’assolir aquest objectiu es varen plantejar cinc camps experimentals on s’hi comparaven sistemes de conreu (sembra directa i conreu intensiu) i tipus (minerals i orgànics) i dosis de fertilitzants nitrogenats, localitzats al centre i l’est de la vall de l’Ebre. A Agramunt (Lleida, establert l’any 1996) i Senés de Alcubierre (Huesca, establert l’any 2010) s’hi van quantificar les emissions de CO2, CH4 i N2O al llarg de dos i tres anys, respectivament, els estocs de C i N orgànics del sòl i el rendiment de collita i es va calcular l’emissió d’equivalents de CO2 per kg de gra produït. Alhora, a Agramunt es va determinar la proporció de macroagregats i microagregats estables a l’aigua i la concentració de C d’ambdós així com la d’altres fraccions del sòl. D’altra banda, en un altre experiment a Agramunt es va establir una cronoseqüència de sembra directa de cinc fases amb 0, 1, 4, 11 i 20 anys, en les que es va determinar la distribució d’agregats estables a l’aigua i tamisats en sec i la seva concentració de C orgànic. A St. Martí Sesgueioles (Barcelona, establert l’any 2007) s’hi van comparar dosis creixents de fertilitzant mineral en un maneig del sòl en sembra directa. A Conill (Barcelona, establert l’any 2008) es va estudiar l’aplicació de purí porcí a dos dosis de N, gallinassa i un tractament control també sota sembra directa. En ambdós experiments es va realitzar un seguiment de la dinàmica temporal de l’agregació del sòl, la protecció del carboni en els agregats i el carboni de la biomassa microbiana durant dos campanyes de cultiu. Finalment, es va realitzar una incubació de macroagregats per a observar l’impacte del tipus de conreu i del tipus de fertilització (mineral i orgànica amb purí porcí) sobre la producció de CH4, CO2 i N2O. En general, els sistemes de conreu i el maneig de la fertilització nitrogenada van afectar les emissions de gasos d’efecte hivernacle del sòl a l’atmosfera i, en el cas del conreu, l’estabilització física del carboni orgànic del sòl. Així, per als sistemes de conreu, en l’experiment de curt termini, sota sembra directa es van generar unes majors emissions de N2O i CO2 i una menor oxidació del CH4 que en conreu intensiu. No obstant, al comparar-los a llarg termini, ambdós sistemes de conreu van presentar la mateixa emissió de N2O i la oxidació del CH4 va ser major en sembra directa, fets que també es van observar a l’incubar els macroagregats. Alhora, a l’augmentar el nombre d’anys sota sembra directa, el sòl va presentar una major proporció de macroagregats estables i una major formació de microagregats d’elevada concentració de C. Pel que fa a l’impacte de la fertilització nitrogenada sobre l’emissió de gasos d’efecte hivernacle, l’aplicació de dosis creixents de N tan orgànic com mineral va provocar un augment de la emissió de N2O del sòl. En canvi, per a una mateixa dosi, aquests dos tipus de fertilitzant van emetre una quantitat de N2O similar. D’altra banda, la fertilització nitrogenada mineral no va millorar la protecció del C en els agregats del sòl mentre que la orgànica només va promoure un lleu increment en l’estabilitat d’aquests. Als secans semiàrids Mediterranis, la combinació de l’ús de la sembra directa i la fertilització amb dosis mitjanes de purí porcí és una estratègia de maneig òptima ja que minimitza les emissions de gases d’efecte hivernacle i manté la productivitat del cultiu. Alhora, ambdues pràctiques milloren l’estabilitat dels agregats, maximitzant la quantitat de carboni orgànic segrestat i millorant l’estat estructural del sòl. / El objetivo principal de este estudio fue cuantificar el efecto de diferentes tipos de laboreo del suelo y dosis de fertilización nitrogenada sobre la emisión de gases de efecto invernadero (CH4, CO2 y N2O) del suelo a la atmosfera y la agregación del suelo como mecanismo de protección del carbono orgánico en agroecosistemas de secano semiárido Mediterráneo. Para alcanzar este objetivo se plantearon cinco campos experimentales en los que se comparaban sistemas de laboreo (siembra directa y laboreo intensivo) y tipos (minerales y orgánicos) y dosis de fertilizantes nitrogenados, localizados en el centro y el este del valle del Ebro. En Agramunt (Lleida, establecido el año 1996) y Senés de Alcubierre (Huesca, establecido el año 2010) se cuantificaron las emisiones de CO2, CH4 y N2O a lo largo de dos y tres años, respectivamente, los stocks de C y N orgánicos del suelo y el rendimiento de cosecha y se calculó la emisión de equivalentes de CO2 per kg de grano producido. Además, en Agramunt se determinó la proporción de macroagregados y microagregados estables al agua y la concentración de C de ambos así como otras fracciones del suelo. Por otro lado, en otro experimento en Agramunt se estableció una cronosecuencia de siembra directa de cinco fases con 0, 1, 4, 11 y 20 años, en las que se determinó la distribución de agregados estables al agua y tamizados en seco y su concentración de C orgánico. En St. Martí Sesgueioles (Barcelona, establecido el año 2007) se compararon dosis crecientes de fertilizantes mineral en un manejo del suelo en siembra directa. En Conill (Barcelona, establecido el año 2008) se estudió la aplicación de purín a dos dosis de N, gallinaza y un tratamiento control también bajo siembra directa. En ambos experimentos se realizó un seguimiento de la dinámica temporal de la agregación del suelo, la protección del carbono en los agregados y el carbono de la biomasa microbiana durante dos campañas de cultivo. Finalmente, se realizó una incubación de macroagregados para observar el impacto del tipo de laboreo y del tipo de fertilización (mineral y orgánica con purín porcino) sobre la producción de CH4, CO2 y N2O. En general, los sistemas de laboreo y el manejo de la fertilización nitrogenada afectaron las emisiones de gases de efecto invernadero del suelo a la atmosfera y, en el caso del laboreo, la estabilización física del carbono orgánico del suelo. Así, para los sistemas de laboreo, en el experimento de corto plazo, bajo siembra directa se generaron unas mayores emisiones de N2O y CO2 y una menor oxidación del CH4 que en laboreo intensivo. No obstante, al compararlos a largo plazo, ambos sistemas de laboreo presentaron la misma emisión de N2O y la oxidación de CH4 fue mayor en siembra directa, hechos que también se observaron al incubar los macroagregados. Además, al aumentar el número de años bajo siembra directa, el suelo presentó una mayor proporción de macroagregados estables y una mayor formación de microagregados de elevada concentración de C. Por lo que respecta al impacto de la fertilización nitrogenada sobre la emisión de gases de efecto invernadero, la aplicación de dosis crecientes de N tanto orgánico como mineral provocó un aumento de la emisión de N2O del suelo. En cambio, para una misma dosis, estos dos tipos de fertilizante emitieron una cantidad de N2O similar. Por otro lado, la fertilización nitrogenada mineral no mejoró la protección del C en los agregados del suelo mientras que la orgánica solo promovió un leve incremento en la estabilidad de éstos. En los secanos semiáridos Mediterráneos, la combinación del uso de la siembra directa y la fertilización con dosis medias de purín porcino es una estrategia de manejo óptima ya que minimiza las emisiones de gases de efecto invernadero y mantiene la productividad del cultivo. Además, ambas prácticas mejoran la estabilidad de los agregados, maximizando la cantidad de carbono orgánico secuestrado y mejorando el estado estructural del suelo. / The main objective of this study was the quantification of the effects of different types of soil tillage and types and rates of nitrogen fertilization on the emission of soil greenhouse gases (CH4, CO2 and N2O) to the atmosphere and the soil aggregation as an organic carbon protection mechanism in the dryland semiarid Mediterranean agroecosystems. In order to achieve that objective five experimental fields were established comparing different tillage systems (notillage and intensive tillage) and types (mineral and organic) and rates of nitrogen fertilizers, localized in the center and East of the Ebro Valley. In Agramunt (Lleida, established in 1996) and Senés de Alcubierre (Huesca, established in 2010) CO2, CH4 and N2O emissions were quantified during two and three years, respectively. Soil organic C and N stocks, crop yield and the emission of CO2 equivalents per kg of grain produced were also determined. Moreover, in Agramunt, water-stable macroaggregates, microaggregates within macroaggregates and their C concentration and other different soil fractions were quantified. In turn, in another experiment in Agramunt a no-tillage chronosequence with 0, 1, 4, 11, 20 years was established and the water-stable and dry-sieved aggregates distributions and their C concentration were determined. In St. Martí Sesgueioles (Barcelona, established in 2007) increasing rates of mineral fertilizer under no-tillage were compared. In Conill (Barcelona, established in 2008) the application of pig slurry at two N rates, poultry manure and a control treatment under a no-tillage management were studied. In both experiments the soil aggregation dynamics, the C protection within aggregates and their C concentration and the microbial biomass carbon were analyzed during two cropping seasons. Finally, an incubation of macroaggregates was carried out in order to study the impact of the type of tillage and fertilizer (mineral and organic with pig slurry) on the production of CH4, CO2 and N2O. In general, tillage systems and nitrogen fertilizer management affected the emissions of soil greenhouse gases to the atmosphere while tillage also impacted the physical stabilization of organic carbon. In the case of tillage system, in the short-term experiment, greater N2O and CO2 emissions and lower CH4 oxidation were observed. However, in the long-term, both tillage systems presented the same N2O emission and the CH4 oxidation was greater under no-tillage, aspects that were also observed in the macroaggregate incubation. Moreover, the soil presented a greater proportion of water-stable macroaggregates and greater C-enriched microaggregates within those macroaggregates when increasing the number of years under no-tillage. In the case of the impact of the nitrogen fertilization on the greenhouse gases emission, the application of increasing N rates by both organic and mineral sources increased the soil N2O emission. As a difference, for a given N rate, similar amount of soil N2O was quantified for both fertilizer types. The mineral nitrogen fertilization did not improve the C protection within soil aggregates while the organic fertilization caused a low increase in their stability. In the dryland semiarid agroecosystems of the Mediterranean, the combination of no-tillage and fertilization with medium N rates of pig slurry is an optimum strategy in terms of greenhouse gases minimization and maintenance of crop productivity. Moreover, both practices improve the aggregate stability maximizing the amount of organic carbon protected and improving soil structure.

El conreu de l'arròs sota reg per aspersió és una tècnica agronòmica totalment desconeguda a la Vall Mitja de l'Ebre. Aquesta nova tècnica es presenta com una alternativa de gran interès que pot millorar l’eficiència de l'ús de l'aigua en evitar les pèrdues d'aigua de reg que es produeixen en el sistema tradicional del cultiu, i permetria a la vegada la introducció d'aquest conreu en les rotacions de les finques d'aspersió de la Vall Mitja de l'Ebre. L'objectiu general d'aquesta tesi és estudiar la viabilitat del cultiu de l'arròs sota reg per aspersió en les condicions climatològiques de la Vall Mitja de l'Ebre. Per aconseguir-lo s'han realitzat, entre els anys 2001 i 2004, diferents assajos agronòmics que abasten 1) la determinació de les varietats més adaptades, 2) la resposta productiva a diferents dosis d'aigua, 3) la resposta productiva a la fertilització i 4) el control de males herbes. Els resultats obtinguts en aquesta tesi proporcionen les bases tècniques per al cultiu de l'arròs sota reg per aspersió. És una tècnica de producció viable i prometedora sempre que es triï una varietat adequada a les condicions climatològiques i s'aconsegueixi mantenir un control de les males herbes que eviti la seva competència amb les plantes d'arròs, especialment en la fase d'emergència i establiment del cultiu. / El cultivo del arroz bajo riego por aspersión es una técnica agronómica totalmente desconocida en el Valle Medio del Ebro. Esta nueva técnica se presenta como una alternativa de gran interés que puede mejorar la eficiencia del uso del agua al evitar las pérdidas de agua de riego que se producen en el sistema tradicional del cultivo y permitiría a su vez su introducción en las rotaciones de las fincas de aspersión del Valle Medio del Ebro. El objetivo general de esta tesis es estudiar la viabilidad del cultivo del arroz bajo riego por aspersión en las condiciones climatológicas del Valle Medio del Ebro. Para ello se han realizado durante los años 2001 a 2004 distintos ensayos agronómicos que abarcan 1) la determinación de las variedades más adaptadas, 2) la respuesta productiva a distintas dosis de agua, 3) la respuesta productiva a la fertilización y 4) el control de malas hierbas. Los resultados obtenidos en esta tesis proporcionan las bases técnicas para el cultivo del arroz bajo riego por aspersión. Es una técnica de producción viable y prometedora siempre que se elija una variedad adecuada a las condiciones climatológicas y se consiga mantener un control de las malas hierbas que evite su competencia con las plantas de arroz, especialmente en la fase de emergencia y establecimiento del cultivo. / Rice cultivation using sprinkler irrigation is an agricultural technique that had never before been investigated in the context of the Middle Ebro Valley. This new technique is presented as an alternative of great interest that can improve the efficiency of water use to prevent loss of irrigation water that occurs in the traditional system of rice cultivation and in turn to allow its introduction in the crop rotations of the Middle Ebro Valley. The overall objective of this thesis is to study the feasibility of rice cultivation under sprinkler irrigation under the weather conditions in the Middle Ebro Valley. To achieve this goal several agronomic trials were performed from 2001 to 2004 including: 1) the identification of adapted cultivars, 2) the productive response to different doses of irrigation water, 3) the production response to fertilization and 4) the control of weeds. The results in this thesis provide the technical basis for the cultivation of rice under sprinkler irrigation. It is a promising and feasible production technique when choosing an appropriate cultivar adapted to the local weather conditions and a good weed control to avoid competition with rice plants, especially in the emergence phase and crop establishment.

Governance of natural Common-Pool Resources (CPRs) is a central area of sustainability theory and practice. This arena generally lies at the interface between policy and science. Nevertheless, the conflict nature of CPR governance is often not systematically acknowledged in analytical approaches developed for the study of Social-Ecological Systems (SES) and specifically common-pool resources. This dissertation integrates three different bodies of scholarship—Institutional Analysis/Commons Theory, Political Ecology, and Societal Metabolism—and discusses the complementarities and potentials for bringing them together. Moreover, based on this theoretical discussion, it proposes an integrated and modified version of Elinor Ostrom’s Institutional Analysis and Development (IAD) Framework. The dissertation illustrates the integration of the proposed modified version of the IAD Framework and its application to two case studies, both related to the governance of CPRs in conflict situations but significantly different in terms of geographical and political-economic contexts, institutional arrangements, and kinds of actors involved. Both cases are related to the ecological condition of critically important watersheds, and in both cases government plays a central role; however, the types of conflict and controversy show distinct characteristics. The two cases are not addressed in a comparative way but the take part in the same iterative theoretical/methodological/empirical process. In the first case, the resettlement programs in the Sanjiangyuan area (literally, three river heads) in Qinghai, People's Republic of China, are investigated. In order to preserve the Sanjiangyuan area, which contains the watersheds of the Yellow, Yangtze, and Mekong rivers, the Chinese central government has implemented since the year 2000 a program with the aim of resettling the total nomadic population and move them from the grasslands to new, semi-urban conglomerates, transforming their system of production from a predominantly self-subsistence pastoral mobile system to a sedentary system and promoting their integration into the market economy. In the second case, the policy-science interplay behind the geothermal development plans on Mount Amiata in Tuscany Region, Italy, is investigated. Mount Amiata is one of the most important freshwater reserves of central Italy. It has an aquifer that serves over 700,000 people in southern Tuscany and northern Lazio. However, independent studies, local environmental groups, and citizens associations point out that the geothermal activity is depleting and contaminating the Mount Amiata watershed and increasing the rate of degenerative diseases, morbidity, and mortality in the geothermal areas. This dissertation is presented as a hybrid between a “book format” and “collection of essays format.” It is developed in three parts. In Part I, the methodological, meta-theoretical, and theoretical background are discussed. Part II contains five stand-alone essays that relate to the applications and elaboration of the proposed modified IAD approach. In Part III, a conclusive discussion is presented.

L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar l'efecte de diferents sistemes d'encoixinat sobre diversos paràmetres del sòl i d'un cultiu de nectarina primerenca. Es va determinar l'eficiència de sis sistemes d'encoixinat en la reducció de l'evaporació d'un sòl humit en condicions de laboratori i de camp sense conreu. En base als resultats d'aquests assajos, es va efectuar un assaig de tres anys de durada en una plantació de nectarina regada per degoteig per comparar l'eficiència de quatre sistemes d'encoixinat. El plàstic i l'escorça de pi van reduir l'evaporació del sòl, van mantenir una major humitat i van controlar millor la salinitat del sòl que el sòl nu i l'encoixinat de geotèxtil. El plàstic va mantenir una major temperatura del sòl, va afavorir la producció i va millorar la qualitat del fruit de la nectarina. L'ús d'encoixinats va millorar lleugerament els paràmetres productius de la nectarina. Aquests paràmetres van estar poc relacionats amb la humitat i la salinitat del sòl. / El objetivo de esta tesis es analizar el efecto de distintos sistemas de acolchado sobre varios parámetros del suelo y de un cultivo de nectarina temprana. Se determinó la eficiencia de seis sistemas de acolchado en la reducción de la evaporación de un suelo húmedo en condiciones de laboratorio y de campo sin cultivo. En base a los resultados de estos ensayos, se efectuó un ensayo de tres años de duración en una plantación de nectarina regada por goteo para comparar la eficiencia de cuatro sistemas de acolchado. El plástico y la corteza de pino redujeron la evaporación del suelo, mantuvieron una mayor humedad y controlaron mejor la salinidad del suelo que el suelo desnudo y el acolchado de geotextil. El plástico mantuvo una mayor temperatura del suelo, favoreció la producción y mejoró la calidad del fruto de la nectarina. El uso de acolchados mejoró ligeramente los parámetros productivos de la nectarina. Estos parámetros estuvieron poco relacionados con la humedad y la salinidad del suelo. / The aim of this thesis is to analyze the effect of different soil mulching materials on various soil parameters and on an early nectarine orchard. The efficiency to reduce evaporation of a moist soil subject to six mulching treatments was evaluated under laboratory and field conditions in a soil without vegetation. Based on results of these experiments, we conducted an experiment during three years in a drip irrigated nectarine orchard to compare the efficiency of four mulching systems. Plastic and pine bark reduced soil evaporation, maintained a higher soil water content and reduced soil salinity. The soil under plastic maintained a higher temperature, favouring the yield and improving the fruit quality of nectarine. The use of mulching materials in nectarine improved slightly the productivity parameters of this crop. These parameters were poorly correlated with soil moisture and salinity.

The evaluation of the available phosphorus (P) is hindered in lowland soils flooded for the rice cultivation, since the alternation in the oxidation and reduction conditions determine modifications in the dynamics of this element. Several chemical methods of P extraction, that can be used to evaluate its availability to establish the need to apply P to upland crops, present low efficiency in lowland soils. Therefore, the objectives of this work were: a) to characterize the inorganic P fractions and the P adsorption capacity for different samples in lowland soils from Rio Grande do Sul state (RS); and b) to test the correlation between the phosphorus absorbed by rice and the phosphorus extracted by different methods of soil P analysis, and to propose a more appropriate methodology to predict P availability for flooded rice production. The soils samples were taken from the top 0.20 m in 16 locations in RS with wide diversity of chemical and physical characteristics. The samples were air-dried, crushed, and passed through a 2 mm sieve. To standardize the soil pH, limestone was applied in the equivalent amounts for the soil pH to reach 5,5, based on SMP index of each sample. After a 35-day incubation period, the pots for rice cultivation were setup. The pots were constituted of plastic buckets containing the soils and for each one of sampled soil were applied 3 levels of P: N0 (without P), N1 (1/2 of N2), and N2 (0,2 mg L-1 in the soil solution) based on the P adsorption capacity of each soil, with 3 replication, adding up 144 experimental units. The pots were positioned in the greenhouse in an entirely randomized experimental design. The rice was cultivated for 45 days with a water layer of approximately 5 cm. At the end of this period, the rice shoot was harvested to measure the adsorbed P. The methods Mehlich-1, Mehlich-2, Mehlich-3, Resin in sheets, Bray-1, Bray-2, Olsen, Morgan, Calcium lactate, Texas, Oxalate, EDTA, H2SO4, P-remained, and NaOH were tested and results were correlated with the P absorbed by rice. The results showed the wide diversity in the P adsorption capacity, total amount of P, and distribution of inorganic P fractions, but the Fe-P fraction was the most important in the labile-P before and after flooding. Among the methods, H2SO4, Calcium lactate, Texas, EDTA, Olsen, and Resin in sheets were similar to Mehlich-1 efficiency. However, there is not indication to change the actual method used in RS. Coupling the clay content in the P interpretation increase the predictability of some methods in some clay classes, specially to Mehlich-1, Bray-1, Bray-2, Calcium lactate, and P-remained / A avaliação do fósforo disponível é dificultada em solos de várzea, sazonalmente alagados para o cultivo do arroz, em função da alternância nas condições de oxidação e redução que determina modificações na dinâmica deste elemento. Dessa forma, vários métodos de extração química de fósforo, que podem ser eficientes para avaliar sua disponibilidade e recomendar adubação fosfatada para culturas de sequeiro, podem apresentar baixa eficiência para solos de várzea. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram: (a) caracterizar as formas de P inorgânico e a capacidade de adsorção de P (CMAP) de amostras de diferentes locais do RS; (b) testar a correlação entre os teores de fósforo extraídos por diferentes métodos com os teores absorvidos pelo arroz e indicar o método mais adequado para a predição da disponibilidade de fósforo para a cultura do arroz nos solos do RS. Foram coletadas 16 amostras da camada superficial (0-20 cm) de solos de várzea do RS, com ampla diversidade de características químicas e físicas. As amostras foram secas ao ar, destorroadas e passadas em peneira de 2mm. Para uniformizar o pH dos solos, aplicou-se calcário dolomítico nas quantidades equivalentes para a elevação do pH dos solos a pH 5,5, baseado no índice SMP de cada amostra. Após um período de 35 dias de incubação, realizou-se a montagem dos vasos do experimento com cultivo de plantas. Os vasos constituíram-se de baldes plásticos contendo o solo corrigido, onde para cada um dos solos amostrados aplicou-se 3 níveis de P: N0 (sem P), N1 (1/2 de N2), N2 (0,2mgL-1 na solução do solo) em função da capacidade máxima de adsorção de P de cada solo, com 3 repetições, totalizando 144 unidades experimentais. Os vasos ficaram dispostos na casa de vegetação em um delineamento inteiramente casualizado. Cultivou-se o arroz durante 45 dias com uma lâmina d água de aproximadamente 5 cm e colheu-se a parte aérea para a análise do tecido vegetal e obtenção do P absorvido. A partir daí foram testadas diferentes metodologias de análise de solo: Mehlich-1, Mehlich-2, Mehlich-3, Resina em lâminas, Bray-1, Bray-2, Olsen, Morgan, Lactato de Ca, Texas, Oxalato, EDTA, H2SO4, PRemanescente e NaOH, e realizaram-se análises de correlação com as quantidades absorvidas pelas plantas no intuito de verificar a eficiência das mesmas em predizer a disponibilidade de P para o arroz. Os resultados obtidos demonstram que os solos de várzea do RS apresentam uma grande diversidade quanto à CMAP, quantidade de P total e distribuição das formas de P inorgânico, sendo que a fração Fe-P é a de maior contribuição para o P-lábil antes e após o alagamento. Dentre os métodos testados, H2SO4 SP, Texas, Lactato de Ca, EDTA, Olsen e RTA se assemelharam à eficiência obtida com o extrator Mehlich-1. No entanto, esses resultados não permitem indicar a substituição do método atualmente empregado por algum dos testados. A inclusão do teor de argila na interpretação dos teores de fósforo extraído aumenta a capacidade preditiva dos métodos dentro de algumas das classes empregadas, com destaque para o Mehlich-1, Bray-1, Bray-2, Lactato de Ca e P-remanescente

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The pig slurry may work as nutrients source, however when is used is an improper way can cause accumulation of phosphorus in the soil, that later can be transferred to the aquatic environment causing eutrophication. Objective of this study was to evaluate alterations in soil phosphorus content and in sorption isotherms and his transfer for the aquatic environment by runoff and percolation flow with continue use of pig slurry. The experimental work was developed in the Federal University of Santa Maria, in a Typic Hapludalf under not tillage with superficial application of 0, 40 and 80m3 ha-1 of pig slurry for a period of five years. The phosphorus content was measured in the whole soil profile and the sorption isotherms in the 0-2,5cm and 30-60cm layers. In the runoff water and percolated water, it was determined the volume of transferred water and the forms of soluble, particulate, particulate bioavailable, particulate potentially bioavailable and total phosphorus. The increase in applied rate of pig slurry increased the content of extracted phosphorus by Mehlich-1 in the whole profile, consequently it reduced the maximum capacity of sorption and the constant of related energy to bound phosphorus, increasing the equilibrium phosphorus concentration in the soil. The applied of pig slurry potentially increased the phosphorus transfers by runoff and percolation flow reaching concentrations higher than the legislation established representing a potential of environmental contamination for eutrophication. / Os dejetos líquidos de suínos servem como fonte de nutrientes, porém quando o seu uso é inadequado pode causar o acúmulo de fósforo no solo e aumentar a transferência para o meio aquático. O trabalho teve por objetivo avaliar as alterações ocorridas no conteúdo de fósforo no solo, saturação dos sítios de adsorção e a sua transferência para o meio aquático via escoamento superficial e percolação com o uso continuo de dejeto líquido de suíno. O trabalho foi desenvolvido na Universidade Federal de Santa Maria-RS, em área de lavoura sob plantio direto com aplicação superficial de 0, 40 e 80m3 ha-1 de dejeto líquido de suíno por um período de cinco anos, em um Argissolo Vermelho Arênico distrófico. As alterações no conteúdo de fósforo foram estudadas em todo o perfil do solo e as isotermas de sorção nas camadas de 0-2,5cm e 30-60cm. Determinou-se o volume de água transferida e as formas de fósforo solúvel, particulado, particulado biodisponível, particulado potencialmente biodisponível e total em amostras de água coletadas do escoamento superficial e percolação. O aumento na dose de dejeto líquido de suíno incrementou os teores de fósforo extraído por Mehlich-1 em todo o perfil do solo, consequentemente diminuiu a capacidade máxima de adsorção e a constante de energia relacionada à ligação do fósforo, aumentando assim a concentração de equilíbrio de fósforo no solo. A aplicação de dejeto líquido potencializou as transferências de fósforo via escoamento superficial e percolação atingindo concentrações superiores às estabelecidas pela legislação representando um potencial de contaminação ambiental por eutroficação.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Antonio Biasi / Co-orientador : Prof. Dr. Flávio Zanette / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 09/12/2014 / Inclui referências / Área de concentração: Produção vegetal / Resumo: A pitangueira (Eugenia uniflora L.) pertencente à família Myrtaceae é uma espécie arbórea nativa brasileira, do bioma Mata Atlântica. Ela apresenta potencial para restauração ecológica, exploração pelas indústrias alimentícias, cosméticas e medicinais, e pode melhorar as condições de vida das comunidades rurais. Considerando-se o elevado potencial de expansão do cultivo, a propagação vegetativa permite a formação de pomares homogêneos. Para superar a dificuldade de enraizamento de propágulos provenientes de plantas lenhosas adultas é necessário o resgate da planta matriz utilizando técnicas de indução de brotações juvenis. O experimento de estaquia teve como objetivo avaliar o potencial rizogênico de estacas herbáceas de pitangueira coletadas a partir de brotações do ano da copa e de brotações do ano provenientes de decepa, submetidas ao tratamento com diferentes concentrações de ácido indolbutírico (AIB). Foram selecionadas plantas matrizes oriundas de sementes. As estacas foram provenientes de: brotações do ano da copa de oito plantas matrizes com idade de quatro anos e oito meses, e brotações do ano provenientes da decepa de oito plantas matrizes realizadas a 10 cm de altura do solo, e de oito a 30 cm. Os tratamentos com AIB variaram entre 0 e 8.000 mg L-1. O enraizamento adventício não foi viável em estacas herbáceas provenientes de brotações do ano da copa, com ou sem utilização de AIB. Em estacas herbáceas oriundas de brotações do ano provenientes de decepa o maior percentual de enraizamento (38,3%) foi obtido sem utilização de AIB. Os experimentos de miniestaquia tiveram como objetivo avaliar a viabilidade da técnica de miniestaquia na propagação vegetativa de pitangueira, por meio da produtividade e sobrevivência das minicepas, e do enraizamento das miniestacas tratadas com diferentes concentrações do ácido indolbutírico (AIB) nas sucessivas coletas. As minicepas foram cultivadas em minijardim em tubetes. Os tratamentos com AIB para miniestacas variaram entre 0 e 4.000 mg L-1. Para o experimento com minicepas via enxertia, obteve-se 100% de sobrevivência das minicepas após quatro coletas sucessivas de brotações. No período de temperatura mais elevada foi possível realizar duas coletas de brotações. A produtividade média foi de 384,4 miniestacas por m2 por mês. Verificou-se enraizamento adventício inferior a 1,9%. O enraizamento de miniestacas oriundas de enxertia não foi favorecido com o uso de AIB. Para o experimento com minicepas via sementes, obteve-se 99,28% de sobrevivência das minicepas e produtividade média de 362 miniestacas por m2 por mês, considerando 2,5 miniestacas por minicepa por coleta a cada 51 dias. A maior média de produção de miniestacas ocorreu na coleta da época 4 (verão) e a menor na coleta da época 8 (inverno). Verificou-se enraizamento adventício variando de 57,2 (coleta 6) até 97,2% (coleta 1). As miniestacas provenientes das primeiras cinco coletas realizadas até os 247 dias após instalação do minijardim apresentam índices de enraizamento significativamente superiores às provenientes das últimas três coletas, além de melhor qualidade do sistema radicial. O enraizamento de miniestacas de origem seminal é favorecido com o uso de AIB em concentrações próximas de 2.500 mg L-1. Palavras-chave: Myrtaceae, enraizamento, juvenilidade, decepa, minijardim, auxinas. / Abstract: Surinam cherry (Eugenia uniflora L.) of the Myrtaceae family is a native Brazilian tree species from the Atlantic Forest biome which shows potential for ecological restoration and utilization by food, cosmetics, and medicine industries, and may improve the living conditions of rural communities. Considering the high potential for expanding planted area, vegetative propagation would allow the establishment of homogeneous orchards. To overcome the difficulty of rooting propagules derived from woody adult plants, recovery of the mother plant is necessary using techniques for inducing young shoots. The aim of the cutting experiment was to evaluate the rooting potential of Surinam cherry softwood cuttings collected from treetop sprouts of the year and stump sprouts of the year submitted to treatment with different concentrations of indole-3-butyric acid (IBA). Stock plants originating from seeds were selected. Cuttings came from treetop sprouts of the year of eight stock plants aged four years and eight months, and stump sprouts of the year. Stump sprouts were cut from eight trunks at 10 and eight trunks at 30 cm above ground level. The treatments with IBA for cuttings ranged from 0 to 8,000 mg L-1. The rooting of Surinam cherry was not viable in softwood cuttings from treetop sprouts of the year, with or without the use of IBA. In softwood cuttings from stump sprouts of the year the greatest rooting percentage (38.3%) was obtained without the use of IBA. The aim of the minicutting experiments was to evaluate the viability of the minicutting technique in the vegetative propagation of Surinam cherry, through productivity and survival of ministumps, and rooting of minicuttings treated with different concentrations of indolebutyric acid (IBA) in the successive collections. The ministumps were grown in the minigarden in root plugs. The treatments with IBA for minicuttings ranged from 0 to 4,000 mg L-1. For the experiment with ministumps via grafting, the survival rate of the ministumps was 100% after four successive collections of sprouts. In the higher temperature period was possible to carry out two collections of shoots. Mean yield was 384.4 minicuttings/m2 /month. It was adventitious rooting of less than 1.9%. The rooting of minicuttings from grafting of the Surinam cherry is not favored with the use of IBA. For the experiment with ministumps of seed origin, 99.28% survival rate of the ministumps and mean yield of 362 minicuttings per m2 per month was obtained, considering 2.5 minicuttings per ministump per collection every 51 days. The greatest mean production of minicuttings occurred in the collection 4 (summer), and the least in the collection 8 (winter). Adventitious rooting was observed ranging from 57.2 (collection 6) to 97.2% (collection 1). The minicuttings derived from the first five collections made up to 247 days after installation of minigarden exhibit significantly greater rooting indices than those derived from the last three collections, in addition to the better quality of the root system. The rooting of minicuttings from seminal origin is enhanced with the use of IBA at concentrations of around 2500 mg L-1. Keywords: Myrtaceae, rooting, juvenility, coppicing, minigarden, auxins.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The temporal and spatial variability of the rainfall amount and its distribution is usually the major cause of agricultural yield losses. These variables are responsible for the oscillations in yields of Spring and Summer crops in Rio Grande do Sul State. Irrigation practices are recommended by researchers to minimize grain yield reduction due to soil water deficit. However, to establish an adequate irrigation management, it is necessary to know the rainfall amount and its distribution, as well as the crop water requirements in different environmental conditions, soils and crop sowing dates. The objectives of this work were: to determine irrigation needs for maize, dry beans and soybean crops for Depressão Central, Planalto Inferior, Planalto Médio, Missões and Baixo Vale do Uruguai regions, to estimate reference vapotranspiration (ETo) and cumulative irrigation water depth for maize, dry beans and soybean in different sowing dates; to calculate maize, dry beans and soybean crop production cost, considering different grain yield expectations and product prices for nonirrigated and irrigated areas and, to calculate the minimum irrigated area necessary to equalize 0, 20, 40, 60 and 80% of harvest frustration levels in non-irrigated areas. This work was developed based on a historical series of meteorological data (13 years data series) from Santa Maria, Cruz Alta, Passo Fundo, São Luiz Gonzaga and São Borja meteorological stations. The daily and cumulative soil water balance was estimate during the crop cycle in all sowing dates. Sowing dates were fixed on the 1st and 15th days of month within each crop promoted sowing dates, based on a specific agroclimatic zoning. Cumulative irrigation water depth for each crop, sowing date and year were estimated with the Sistema Irriga http://www.irriga.proj.ufsm.br). Crop production cost for irrigated and nonirrigated areas was determined. Over net incomes of non-irrigated areas were applied 0, 20, 40, 60 and 80% of harvest frustration levels. From the relationship among net incomes and irrigated areas, the minimum area to be irrigated in order to compensate the different frustration levels in nonirrigated areas was determined. Results indicated a higher irrigation needs for maize, dry beans and soybean in the Planalto Inferior region. A lower irrigation water depth for soybean were verified for the Planalto Médio region. Similar results of supplementary irrigation water depths were simulated for Planalto Inferior and Depressão Central Regions. The irrigation water depth for drybeans were 125, 133, 93, 90 and 144 mm for Depressão Central, Planalto Inferior, Planalto Médio, Missões and Baixo Vale do Uruguai regions, respectively. Considering an yield reduction of 20% on the maize yield of 4.02 Mg ha-1 the necessary irrigation area were 3.74, 13.26, 32.30, 70.38, 146.53 and 298.85 ha for non-irrigated areas of 50, 100, 200, 400, 800 and 1600 ha, respectively for irrigated yield of 6.0 Mg ha-1 and marcket price of R$ 16.00. Crop production costs decreased with the increase of grain yield expectation and cultivated area. The decrease in necessary irrigated area to compensate 0, 20, 40, 60 and 80% of harvest frustration levels was more significant for the increase of product prices than the increase in grain yield expectation and cultivated area. / A variabilidade temporal e espacial na distribuição das precipitações pluviais é um dos maiores riscos à atividade agrícola e responsável pela oscilação no rendimento de grãos das culturas de primavera-verão no Estado do Rio Grande do Sul. Para minimizar as perdas na produção de grãos devido às deficiências hídricas, a adoção da irrigação tem sido apontada e recomendada pela pesquisa. Entretanto, para estabelecer um adequado manejo da irrigação, é necessário conhecer, além da quantidade e distribuição das precipitações pluviais, as necessidades hídricas das culturas em diferentes regiões do Estado, solos e épocas de semeadura. Assim, os objetivos desse trabalho foram: determinar a necessidade de irrigação para as culturas do milho, feijão e soja para a Depressão Central, Planalto Inferior, Planalto Médio, Missões e Baixo Vale do Uruguai; estimar a evapotranspiração de referência (ETo), lâmina de irrigação acumulada necessária por época de semeadura; estimar o custo de produção das culturas do milho, feijão e soja, considerando diferentes expectativas de rendimentos de grãos e preços de comercialização do produto; e, calcular a área mínima irrigada necessária para cobrir os custos de produção para os níveis de frustração de safra de 0, 20, 40, 60 e 80%. O trabalho foi desenvolvido com base em uma série contínua de 13 anos de dados meteorológicos diários, provenientes das estações meteorológicas de Santa Maria, Cruz Alta, Passo Fundo, São Luiz Gonzaga e São Borja. Calculou-se o balanço hídrico diário e acumulado durante o ciclo de desenvolvimento das culturas. As datas de semeadura foram fixadas nos dias 01 e 15 de cada mês, dentro do período recomendado de semeadura. A lâmina de irrigação acumulada necessária por cultura, época de semeadura e ano agrícola foi determinada através do Sistema Irriga (http://www.irriga.proj.ufsm.br). Determinou-se o custo de produção das culturas do milho, feijão e soja para áreas não irrigadas de 50, 100, 200, 400, 800 e 1600 ha, considerando-se diferentes expectativas de rendimentos de grãos e três preços de comercialização dos produtos. Para áreas irrigadas de 20, 40, 80, 160, 320 e 640 ha, determinou-se, além dos custos de produção, os custos de aplicação da lâmina e depreciação do equipamento. Sobre a receita bruta total em áreas não irrigadas foram aplicadas frustrações de safra de 0, 20, 40, 60 e 80%. A partir da relação entre a receita líquida x área irrigada, calculou-se a área mínima irrigada necessária para compensar as frustrações de safra em áreas não irrigadas. Os resultados demonstraram que houve maior necessidade de irrigação para as três culturas na Região do Planalto Inferior. Menores lâminas de irrigação para a soja foram verificadas para a Região do Planalto Médio. A necessidade de irrigação complementar para a soja foi semelhante entre a Depressão Central e Planalto Inferior. As lâminas de irrigação necessárias para o feijão (safra) foram de 125, 133, 93, 90 e 114 mm, respectivamente, para a Depressão Central, Planalto Inferior, Planalto Médio, Missões e Baixo Vale do Uruguai. Houve uma redução nos custos de produção unitários com o aumento na expectativa de rendimento e estimativa de área plantada. Para uma frustração de safra de 20% sobre o rendimento de grãos de 4,02 Mg ha-1 de milho, as áreas irrigadas necessárias foram de 3,74, 13,26, 32,30, 70,38, 146,53 e 298,85 ha, para áreas não irrigadas de 50, 100, 200, 400, 800 e 1600 ha, respectivamente, considerando rendimentos de grãos de 6,0 Mg ha-1 em áreas irrigadas (preço de comercialização de R$ 16,00). A redução na área irrigada necessária para compensar frustrações de safra de 0, 20, 40, 60 e 80% foi mais significativa com o aumento no preço do produto do que o aumento no rendimento de grãos e área cultivada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273304.pdf: 1105793 bytes, checksum: 7d02cad7becd49a144ea837abae28bb3 (MD5) / O presente trabalho foi realizado entre outubro de 2007 e fevereiro de 2008 no Centro Paranaense de Referência em Agroecologia, Pinhais/PR. Foram realizados três ensaios. No primeiro, objetivou-se determinar a dinâmica de flutuação da população dos ixodídeos mais abundantes no habitat de pastagem de campo nativo melhorado sob pastejo rotativo com 12 novilhas da raça Jersey, através de amostragens em pastagem naturalmente infestada utilizando a técnica de arrasto com flanela branca. Esta foi realizada em 18 piquetes, escolhidos aleatoriamente, sendo que seis piquetes foram tratados com pulverização de preparados biodinâmicos, seis com acelerador de compostagem Embiotic® e os outros seis ficaram como testemunha, sem pulverizações. A variável resposta, quantidade de larvas de R. microplus registrada na pastagem, foi relacionada com os diferentes tratamentos e com as variáveis climáticas temperatura, pluviosidade e umidade relativa do ar. De acordo com a análise estatística o tratamento no pasto com preparados biodinâmicos e a temperatura exercem influência significativa (p<0,05) sobre a variável resposta. Outro ensaio buscou observar o grau de infestação nas diferentes regiões do corpo dos bovinos (cabeça, pescoço/barbela, peito/axila, membro anterior, tórax/abdome, membro posterior e úbere/períneo), assim como determinar a eficiência do tratamento parcial seletivo com extrato hidro-alcoólico de capim-limão (Cymbopogon citratus) em 12 novilhas leiteiras da raça Jersey infestadas naturalmente com R. microplus. Foram realizadas contagens de carrapatos acima de 4,0 mm na metade direita do corpo de todos os animais e os que apresentaram contagem igual ou superior a 50 carrapatos foram pulverizados com 2,5 litros de extrato de capim-limão a 2,72%. Verificou-se maior presença do carrapato no úbere/períneo (42,6%) e peito/axila (23%). O tratamento testado não obteve redução significativa (p>0,05) no número de fêmeas ingurgitadas de carrapatos, portanto concluisse que o tratamento com o capim-limão na concentração testada não é efetivo no controle do carrapato-do-boi. O terceiro ensaio, realizado em laboratório, avaliou por meio de teste de imersão in vitro a susceptibilidade do R. microplus a diferentes concentrações (0; 1,36; 2,72; 5,44; 10,88; 21,76; 43,52; 87,04%) de extrato hidro-alcoólico de C. citratus. Estatisticamente os resultados não foram significativos (p>0,05).

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Curso de Pós-graduação em Agronomia / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:29:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0