Em solos alagados, o amônio é a forma nitrogenada mais estável, ao contrário do nitrato, que é rapidamente perdido por desnitrificação. Por isso, pouca importância é dada ao nitrato como fonte de N para o arroz em solos alagados. Entretanto, a nitrificação na rizosfera e na superfície do solo pode fornecer nitrato para o arroz. Este trabalho, constituído por três estudos, cada um com dois experimentos, foi realizado para avaliar a importância dessas duas formas na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 1, avaliou-se o efeito de proporções de amônio e nitrato, em solução nutritiva, na morfologia do sistema radicular, na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 2, avaliou-se uma metodologia para avaliar a formação de aerênquima, liberação de oxigênio na raiz e sua relação com a oxidação de ferro. No Estudo 3, avaliou-se a relação entre a disponibilidade de nitrato em solo e solução nutritiva, e a expressão gênica de OsNRTs. O efeito combinado de amônio e nitrato promoveu melhor crescimento do arroz em relação às fontes isoladas e indica que o nitrato é fonte importante de nitrogênio para essa cultura. As fontes isoladas podem causar toxidez às plantas. A metodologia testada para obter ambiente de hipoxia foi eficiente por retirar o oxigênio livre, e estabelece uma relação entre a porosidade da raiz e a formação de placa férrica, possibilitando diferenciar genótipos quanto à capacidade de liberar oxigênio para a rizosfera. A detecção de nitrato no solo alagado e na seiva do xilema, aliados à expressão dos genes OsNRTs, de forma diferenciada entre genótipos de arroz, demonstram que o nitrato é uma fonte importante de suprimento de nitrogênio e para o arroz irrigado por inundação. / In flooded soils, ammonium is the stable nitrogen form, while nitrate is lost by denitrification. As result, little importance is given to nitrate as nitrogen source for rice in flooded soils. However, nitrification processes in rhizosphere zone and at soil surface can furnish nitrogen as nitrate for flooded rice. This research was conducted, as three studies, each one by two experiments, to evaluate the importance of each, ammonium and nitrate forms, for nitrogen nutrition and development of rice genotypes. In Study 1, the effect of different proportions of such nitrogen forms, in nutrient solution, on root morphology, nitrogen uptake and rice development were evaluated. In Study 2, a methodology to verify aerenchyma formation, oxygen release and iron plaque formation at root surface was tested. In Study 3, the relation among nitrate availability, in soil and nutrient solution, and OsNRTs gene expression was evaluated. The effect of combined, ammonium and nitrate forms provide better rice growth than each single nitrogen form, and indicate that nitrate is an important nitrogen source to rice. Ammonium and nitrate alone are toxic for rice plants. The proposed methodology to obtain hypoxia environment was efficient to extract free oxygen, and made possible to obtain a relationship of root porosity with iron plaque formation, and to differentiate rice genotypes as the capacity to release oxygen to rhizosphere. The presence of nitrate in flooded soil and in xylem sap, together with OsNRTs gene expression, that is different among rice genotypes, indicate that nitrate is an important nitrogen supply form for flooded rice.

O ambiente de terras baixas no sul do Brasil é predominantemente explorado com a cultura do arroz irrigado. Baseado em um sistema agrícola pouco diversificado, é comum o uso sucessivo das mesmas áreas ano após ano, com práticas de manejo que envolvem o revolvimento do solo. Isto acarreta em prejuízos tais como a degradação do solo e recursos naturais, além de recorrente baixa rentabilidade da atividade. O cultivo de espécies forrageiras hibernais, associado com o não revolvimento do solo, pode trazer melhorias ao sistema produtivo, seja com seu uso como plantas de cobertura ou com o pastejo animal. O objetivo deste trabalho foi avaliar os benefícios e potencialidades que a utilização destas espécies podem proporcionar e, para tanto, dois estudos principais foram realizados. O primeiro, conduzido no município de Cachoeirinha, RS, avaliou o estado de agregação e o incremento do teor de carbono orgânico do solo, comparando cultivos sucessivos de arroz irrigado em um experimento de longa duração. Os tratamentos foram um sistema manejado na forma convencional, com revolvimento do solo, e outros três sob semeadura direta, com coberturas de: azevém, cornichão e vegetação espontânea. Os resultados indicaram que, na camada de 0 a 5 cm de profundidade, os tratamentos sob semeadura direta apresentaram maiores teores de carbono orgânico e agregação do que o convencional. Já na camada de 5 a 10 cm, para os agregados, o tratamento azevém se destacou em relação aos demais. O segundo estudo foi conduzido no município de Cristal, RS. Foram avaliadas a produção animal e de forragem durante três anos no período hibernal, em diferentes combinações de sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA). Os cultivos estivais trataram-se de arroz irrigado, soja, capim sudão e campo de sucessão, enquanto as pastagens hibernais consistiram de azevém e consórcios desta espécie com trevo branco e cornichão. Os resultados confirmaram a adaptabilidade destas espécies forrageiras ao ambiente de terras baixas e demonstraram as potencialidades que a exploração pecuária possui, sendo necessários, porém, novos estudos para o melhor ajuste do manejo das áreas. Por fim, foi realizado um terceiro estudo, comparando a relação entre a massa de forragem e altura de pastos hibernais em SIPA conduzidos em terras altas com SIPA em terras baixas. A relação no ambiente de terras baixas é menor, corroborando a necessidade de maiores estudos neste ambiente, visto que as alturas ótimas preconizadas para o manejo do pasto se originam de estudos conduzidos em terras altas. / The lowland environment in Southern Brazil is predominantly explored with the irrigated rice crop. Based on a very low diversified system, in such environment is very common the successive use of the same areas year after year, with management practices that involve soil tillage. This leads to damages such as the degradation of soil and natural resources, in addition to recurrent profitability problems. The insertion of winter pasture species associated with the no-till, as cover crops or for animal grazing, may bring improvements to the system. The objective of the current work was to evaluate the benefits and potentialities that the utilization of such plants can provide. For this, two main studies were performed. The first, conducted in the Cachoeirinha County (Rio Grande do Sul State – RS), evaluated the soil aggregation status and its organic carbon content, by comparing successive irrigated rice croppings in a long-term experiment. The treatments consisted of one system under conventional soil tillage and three others under no-till, being the treatments the following cover crops: Italian ryegrass, birdsfoot trefoil and spontaneous vegetation. The results indicated that, in 0 to 5 cm soil layer, the treatments under no-till presented higher organic carbon contents and greater aggregation, as compared to the conventional system. In the 5 to 10 cm soil layer, the treatment with Italian ryegrass has its aggregation highlighted among the others. The second study was conducted in the Cristal County (RS). The animal and pasture production was evaluated during three years in the winter season, under different combinations of integrated crop-livestock systems (ICLS). The summer croppings were irrigated rice, soybean, Sudan grass and a succession field (native pasture), while the winter pastures consisted of Italian ryegrass and its mix with white clover and birdsfoot trefoil. The results confirmed the adaptability and potentiality of such pasture species and livestock exploration in the lowland environment. However, it is needed further studies for a better management adjustment of the areas. Finally, a third study was performed, comparing the relationship between forage mass and winter pasture height in ICLS conducted in highland and lowland. It was demonstrated that in lowland such relationship is lower, corroborating the necessity of more studies in these conditions, because the optimum heights preconized for pasture management are originated from studies conducted in highlands.

Uma das atividades mais relevantes para a economia brasileira é a agricultura. Entre os produtos de maior importância no cenário agrícola nacional, estão a soja e o arroz, os quais representam uma grande parcela da produção. Somente o Estado do Rio Grande do Sul é responsável por aproximadamente 67% da produção nacional de arroz e 10% de soja (IBGE, 2012). Portanto, informações confiáveis sobre a produção agrícola são relevantes para o desenvolvimento do setor e o desenvolvimento de metodologias capazes de auxiliar no monitoramento das áreas agrícolas torna-se peça importante na geração de dados confiáveis e com maior rapidez de obtenção. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de baixo custo para a execução do mapeamento da área cultivada de arroz irrigado e soja, em escala municipal e estadual, baseado na análise do comportamento espectro-temporal de índices de vegetação de imagens de satélite de alta resolução temporal. O estudo foi realizado no Estado do Rio Grande do Sul, abrangendo os 497 municípios no ano safra 2011/2012. Para realizar o estudo, foram utilizadas imagens multitemporais do sensor MODIS, índices de vegetação EVI e NDVI. Foi aplicado o modelo HAND para gerar as áreas de inundação, as quais foram utilizadas para discriminar a cultura do arroz irrigado de outras culturas, especialmente a soja. Para avaliar os resultados foram utilizados como dados de referência, os dados coletados a campo, dados de área cultivada do IBGE e dados do mapeamento gerados a partir de imagens do satélite RapidEye. Os resultados mostraram que a metodologia proposta foi satisfatória, com valores médios do índice Kappa de 0,90 para a cultura de arroz irrigado e de 0,84 para a soja. Não houve diferença significativa entre as estimativas de área cultivada utilizando os dados EVI e NDVI para ambas as culturas. A utilização do Modelo HAND para discriminar o arroz irrigado de outros cultivos, mostrou-se muito eficiente, separando as áreas de várzea, que são mais aptas para o cultivo de arroz irrigado. Apesar dos resultados terem sido considerados como satisfatórios alguns municípios apresentaram problemas de subestimação ou superestimação quando foram comparados com os dados oficiais do IBGE. Esses problemas podem estar relacionados ao caráter subjetivo de aquisição de dados por parte do IBGE e também o fato de ter sido utilizada para a validação dos dados da safra 2011/2012 a média das últimas três safras, podendo desta maneira ter fragilizado ou comprometido os resultados para alguns municípios. Portanto, técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento podem ser úteis no auxilio dos atuais métodos de monitoramento e mapeamento de culturas agrícolas, melhorando as estatísticas oficiais do arroz irrigado e soja. / One of the most relevant activities for the Brazilian economy is agriculture. Among the products of greatest importance in the national agricultural, are soybeans and rice, which represent a large portion of the production. Only the State of Rio Grande do Sul is responsible for approximately 67% of the national rice production and 10% of soybean (IBGE, 2012). Therefore, reliable information on agricultural production are relevant to the development of the sector and the development of methodologies capable of assist in the monitoring of agricultural areas becomes important part in the generation of reliable data and faster of obtaining. Thus, the objective of this work was to develop a methodology of low cost to implement the mapping of acreage irrigated rice and soybeans, at the municipal and state levels, based on the analysis of the spectral-temporal behavior of vegetation indices from satellite images high temporal resolution. The study was conducted in the state of Rio Grande do Sul, covering 497 municipalities in crop year 2011/2012. To conduct the study, images were used multitemporal MODIS vegetation indices EVI and NDVI. HAND model was applied to generate the inundation areas, which were used to discriminate the rice culture of other crops, especially soybeans. To evaluate the results were used as reference data, data collected in the field, the cultivated area data from the IBGE and mapping data generated from satellite images RapidEye. The results show that the proposed method was satisfactory, with mean values of Kappa 0.90 for irrigated rice and 0.84 for soybeans. There was no significant difference between the estimates of acreage using EVI and NDVI data for both crops. The use of the HAND model to discriminate irrigated rice from other crops, was very efficient, separating the lowland areas, which are more suitable for the cultivation of irrigated rice. Although the results were considered satisfactory as some municipalities had problems underestimation or overestimation when they were compared with the official data. These problems may be related to the subjective nature of data acquisition by the IBGE and the fact of having been used for the validation of data from 2011/2012 season the average of the last three years, and may in this way be weakened or compromised results for some municipalities. Therefore, techniques of remote sensing and GIS can be useful in the aid of the current methods of monitoring and mapping of agricultural crops, improving the official statistics of irrigated rice and soybeans.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cultivation of flooded rice in Rio Grande do Sul (RS) does not always respond to potassium (K) fertilization, even when the availability is considered low or medium. Other K forms not estimated by the method of analysis (Mehlich-1) are contributing to the supply to plants. The aim of this work was to study the mineralogy and the potential release K in paddy soils from RS. The experiment was carried out in laboratory, using samples from 15 lowland soils of 13 municipalities of RS, produce with flooded rice. The K extraction was done using the following methods: ammonium acetate, sodium tetraphenyl borate (NaTFB) and hydrofluoric acid (HF). In some samples, selected by the content of total K, the minerals present in these soils were identified by X-ray diffraction (XRD) analysis. To assess the potential release of nonexchangeable K NaTFB was used with times of reaction from 1 up to 96 hours (contact soil / extraction solution). On this way, the XRD was used to verify the possible changes in the mineralogy after NaTFB contact with the soil. There was a wide variation in K among the soils and in the levels of nonexchangeable K extracted in different times of reaction, that probably reflect on the K availability to plants. Soils with low or medium levels of K total showed similar caly minerals and the soils with high K total level contained illite reflects. Besides, only the Santa Maria and Caçapava do Sul soils, which had high nonexchengeable K, the mineralogy of the illite present in the clay fraction was affected by NaTFB extractor with 24 hours of contact. / A cultura do arroz irrigado por alagamento no Rio Grande do Sul (RS) nem sempre responde à aplicação de potássio (K), mesmo quando o solo se encontra com teor disponível considerado baixo ou médio. Outras formas de K não estimadas pelo método de análise (Mehlich-1) podem estar contribuindo para o suprimento às plantas. O objetivo desse trabalho foi estudar a mineralogia e o potencial de liberação de K em solos de várzea do RS. O experimento foi desenvolvido em laboratório, sendo utilizadas amostras de 15 solos de várzea de 13 municípios do RS produtores de arroz irrigado por alagamento. Nos solos foi realizada a extração de K pelos métodos: acetato de amônio, tetrafenil borato de sódio - NaTFB e ácido fluorídrico HF. Em algumas amostras, selecionadas pelo teor de K extraído por HF (K total), os minerais presentes nesses solos foram identificados por meio de análise de difração de raios-X (DRX). Para avaliação do potencial de liberação de K não trocável foi usado o NaTFB com intervalos de tempo de 1 até 96 horas de contato solo/solução extratora. Da mesma forma, foi usado a DRX para verificar possível alteração da mineralogia após o contato do NaTFB com o solo. Houve grande variação dos teores de K total entre os solos de várzea do RS, assim como nos teores de K não trocável extraídos nos diferentes intervalos de tempo, com provável reflexo na disponibilidade às plantas. Os solos que continham teores baixos ou médios de K total apresentaram argilominerais semelhantes e sem K na estrutura, enquanto os que continham altos teores de K total apresentaram reflexos de ilita. Nos solos de Santa Maria e Caçapava do Sul, os quais continham alto K não trocável, a mineralogia da fração argila foi afetada pelo extrator NaTFB com 24 horas de contato.

Em solos alagados, o amônio é a forma nitrogenada mais estável, ao contrário do nitrato, que é rapidamente perdido por desnitrificação. Por isso, pouca importância é dada ao nitrato como fonte de N para o arroz em solos alagados. Entretanto, a nitrificação na rizosfera e na superfície do solo pode fornecer nitrato para o arroz. Este trabalho, constituído por três estudos, cada um com dois experimentos, foi realizado para avaliar a importância dessas duas formas na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 1, avaliou-se o efeito de proporções de amônio e nitrato, em solução nutritiva, na morfologia do sistema radicular, na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 2, avaliou-se uma metodologia para avaliar a formação de aerênquima, liberação de oxigênio na raiz e sua relação com a oxidação de ferro. No Estudo 3, avaliou-se a relação entre a disponibilidade de nitrato em solo e solução nutritiva, e a expressão gênica de OsNRTs. O efeito combinado de amônio e nitrato promoveu melhor crescimento do arroz em relação às fontes isoladas e indica que o nitrato é fonte importante de nitrogênio para essa cultura. As fontes isoladas podem causar toxidez às plantas. A metodologia testada para obter ambiente de hipoxia foi eficiente por retirar o oxigênio livre, e estabelece uma relação entre a porosidade da raiz e a formação de placa férrica, possibilitando diferenciar genótipos quanto à capacidade de liberar oxigênio para a rizosfera. A detecção de nitrato no solo alagado e na seiva do xilema, aliados à expressão dos genes OsNRTs, de forma diferenciada entre genótipos de arroz, demonstram que o nitrato é uma fonte importante de suprimento de nitrogênio e para o arroz irrigado por inundação. / In flooded soils, ammonium is the stable nitrogen form, while nitrate is lost by denitrification. As result, little importance is given to nitrate as nitrogen source for rice in flooded soils. However, nitrification processes in rhizosphere zone and at soil surface can furnish nitrogen as nitrate for flooded rice. This research was conducted, as three studies, each one by two experiments, to evaluate the importance of each, ammonium and nitrate forms, for nitrogen nutrition and development of rice genotypes. In Study 1, the effect of different proportions of such nitrogen forms, in nutrient solution, on root morphology, nitrogen uptake and rice development were evaluated. In Study 2, a methodology to verify aerenchyma formation, oxygen release and iron plaque formation at root surface was tested. In Study 3, the relation among nitrate availability, in soil and nutrient solution, and OsNRTs gene expression was evaluated. The effect of combined, ammonium and nitrate forms provide better rice growth than each single nitrogen form, and indicate that nitrate is an important nitrogen source to rice. Ammonium and nitrate alone are toxic for rice plants. The proposed methodology to obtain hypoxia environment was efficient to extract free oxygen, and made possible to obtain a relationship of root porosity with iron plaque formation, and to differentiate rice genotypes as the capacity to release oxygen to rhizosphere. The presence of nitrate in flooded soil and in xylem sap, together with OsNRTs gene expression, that is different among rice genotypes, indicate that nitrate is an important nitrogen supply form for flooded rice.

The irrigated farm crops are the main users of water. With this, in places where there is a water shortage to attend all sorts of use, this kind of activity is characterized like as a potentially conflicting, once that to produce one hectare of rice, are necessary thousands cubic meters of water. To work out this conflict, many actions are been developed, as giving rights and tax to use water. Although, to the effectiveness of that actions, is necessary an effective inspection over all of the producers and users, monitoring each volume used. Being a inspection this kind unsustainable to the manager, is necessary the study of methodologies to determine water flow and volumes of irrigation, which shall be easily understood and applied, to be used by the producers themselves. Were tested, comparatively, two sorts of hydraulics systems, sharp crested Weirs and Velocimetric Hydrometers, measurers of water flow and volumes respectively, for monitoring the volumes of irrigation of two parcels of irrigated rice in the harvest 2009/2010, located in Cachoeira do Sul city, in Capané locality. In each parcel, one with Direct tillage and area of 0,66 ha and another one with Conventional tillage and area of 0,80 ha, the monitoring of water occurred simultaneously by using the Weirs and Hydrometers installed in sequence and confined, in other words, the monitored water was the same in both systems. Was used Pluviometer to monitoring the total volume of rain fall, in order that, with the irrigation volume was calculated the total volume necessary to that rice parcels. The results of the comparative monitoring between Weirs of Thin Wall and Velocimetric Hydrometers showed a small difference in the final results, been the difference of 1,15% bigger by the Hydrometer in relation to Weir in the parcel with Direct tillage and 6,75% smaller by Hydrometer in relation to Weir in Conventional tillage. However, Were verified daily variations between the Weirs and Hydrometers that reached 82% in the Direct tillage and 39% in the Conventional tillage. The total volume monitored to each parcel was 8565,15 m³/ha in the parcel with Direct tillage and 9987,25 m³/ha in the conventional tillage, both considering the results of Weirs. With the results found and the characteristics of operation and maintenance of the analyzed systems, is checked the availability of using sharp crested Weirs for monitoring water quantity in rice crops, although by the comparatively study oh both systems, is not recommended to use hydrometers in these ways. / As lavouras de arroz irrigado são as principais usuárias de água durante o seu ciclo produtivo. Com isto, em locais onde existe escassez de água para atender a diversos usos este tipo de empreendimento se caracteriza como um potencial conflitante, uma vez que para produção de um hectare de arroz são necessários milhares de metros cúbicos de água. Para resolver estes conflitos, muitos instrumentos estão sendo desenvolvidos, como a outorga e a cobrança pelo uso da água. No entanto, para a efetividade destes instrumentos, é necessária uma fiscalização extensiva sobre todos os produtores e usuários, monitorando os respectivos volumes utilizados. Sendo uma fiscalização deste tipo insustentável para o órgão gestor se faz necessário o estudo de metodologias de determinação de vazões e volumes de irrigação que sejam de fácil entendimento e aplicação, para que possam ser utilizadas e monitoradas pelos próprios produtores rurais (automonitoramento). Foram testados comparativamente dois tipos de sistemas hidráulicos, Vertedores de parede delgada e Hidrômetros Velocimétricos, medidores de vazões e volumes respectivamente, para monitoramento dos volumes de irrigação de duas parcelas de arroz irrigado na safra de 2009/2010, localizados na cidade de Cachoeira do Sul, na localidade de Capané. Em cada uma das parcelas, uma com sistema de plantio Direto e área de 0,66 ha e outra com plantio Convencional com área de 0,80 ha, o monitoramento da água ocorreu de forma simultânea através da utilização de vertedores e hidrômetros instalados em série e confinados, ou seja, a água monitorada por um era a mesma que a monitorada pelo outro. Foi utilizado Pluviômetro no monitoramento do volume total de precipitações, para que juntamente com o volume de irrigação fosse determinado o volume total necessário ao cultivo do arroz naquelas parcelas. O resultado do monitoramento comparativo entre Vertedores e Hidrômetros apresentou pequena variação no resultado final, sendo a diferença de 1,15% monitorada a mais pelo Hidrômetro em relação ao vertedor na parcela com plantio Direto e 6,75% a menos pelo Hidrômetro que o Vertedor na parcela com plantio Convencional. No entanto, foram verificadas variações diárias entre os Vertedores e os Hidrômetros que alcançaram 82% no plantio direto e 39% no plantio convencional. O volume total monitorado para cada parcela foi de 8565,15 m³/ha na parcela com plantio Direto e 9987,25 m³/ha no plantio Convencional, ambos considerando os resultados obtidos com os vertedores. Com os resultados obtidos e as características de operação e manutenção dos sistemas analisados, verifica-se a viabilidade da utilização de Vertedores de parede delgada para o automonitoramento de água em lavouras orizicolas, no entanto, através do estudo comparativo dos dois sistemas, não se recomenda a utilização de Hidrômetros Velocimétricos neste meio.

O ambiente de terras baixas no sul do Brasil é predominantemente explorado com a cultura do arroz irrigado. Baseado em um sistema agrícola pouco diversificado, é comum o uso sucessivo das mesmas áreas ano após ano, com práticas de manejo que envolvem o revolvimento do solo. Isto acarreta em prejuízos tais como a degradação do solo e recursos naturais, além de recorrente baixa rentabilidade da atividade. O cultivo de espécies forrageiras hibernais, associado com o não revolvimento do solo, pode trazer melhorias ao sistema produtivo, seja com seu uso como plantas de cobertura ou com o pastejo animal. O objetivo deste trabalho foi avaliar os benefícios e potencialidades que a utilização destas espécies podem proporcionar e, para tanto, dois estudos principais foram realizados. O primeiro, conduzido no município de Cachoeirinha, RS, avaliou o estado de agregação e o incremento do teor de carbono orgânico do solo, comparando cultivos sucessivos de arroz irrigado em um experimento de longa duração. Os tratamentos foram um sistema manejado na forma convencional, com revolvimento do solo, e outros três sob semeadura direta, com coberturas de: azevém, cornichão e vegetação espontânea. Os resultados indicaram que, na camada de 0 a 5 cm de profundidade, os tratamentos sob semeadura direta apresentaram maiores teores de carbono orgânico e agregação do que o convencional. Já na camada de 5 a 10 cm, para os agregados, o tratamento azevém se destacou em relação aos demais. O segundo estudo foi conduzido no município de Cristal, RS. Foram avaliadas a produção animal e de forragem durante três anos no período hibernal, em diferentes combinações de sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA). Os cultivos estivais trataram-se de arroz irrigado, soja, capim sudão e campo de sucessão, enquanto as pastagens hibernais consistiram de azevém e consórcios desta espécie com trevo branco e cornichão. Os resultados confirmaram a adaptabilidade destas espécies forrageiras ao ambiente de terras baixas e demonstraram as potencialidades que a exploração pecuária possui, sendo necessários, porém, novos estudos para o melhor ajuste do manejo das áreas. Por fim, foi realizado um terceiro estudo, comparando a relação entre a massa de forragem e altura de pastos hibernais em SIPA conduzidos em terras altas com SIPA em terras baixas. A relação no ambiente de terras baixas é menor, corroborando a necessidade de maiores estudos neste ambiente, visto que as alturas ótimas preconizadas para o manejo do pasto se originam de estudos conduzidos em terras altas. / The lowland environment in Southern Brazil is predominantly explored with the irrigated rice crop. Based on a very low diversified system, in such environment is very common the successive use of the same areas year after year, with management practices that involve soil tillage. This leads to damages such as the degradation of soil and natural resources, in addition to recurrent profitability problems. The insertion of winter pasture species associated with the no-till, as cover crops or for animal grazing, may bring improvements to the system. The objective of the current work was to evaluate the benefits and potentialities that the utilization of such plants can provide. For this, two main studies were performed. The first, conducted in the Cachoeirinha County (Rio Grande do Sul State – RS), evaluated the soil aggregation status and its organic carbon content, by comparing successive irrigated rice croppings in a long-term experiment. The treatments consisted of one system under conventional soil tillage and three others under no-till, being the treatments the following cover crops: Italian ryegrass, birdsfoot trefoil and spontaneous vegetation. The results indicated that, in 0 to 5 cm soil layer, the treatments under no-till presented higher organic carbon contents and greater aggregation, as compared to the conventional system. In the 5 to 10 cm soil layer, the treatment with Italian ryegrass has its aggregation highlighted among the others. The second study was conducted in the Cristal County (RS). The animal and pasture production was evaluated during three years in the winter season, under different combinations of integrated crop-livestock systems (ICLS). The summer croppings were irrigated rice, soybean, Sudan grass and a succession field (native pasture), while the winter pastures consisted of Italian ryegrass and its mix with white clover and birdsfoot trefoil. The results confirmed the adaptability and potentiality of such pasture species and livestock exploration in the lowland environment. However, it is needed further studies for a better management adjustment of the areas. Finally, a third study was performed, comparing the relationship between forage mass and winter pasture height in ICLS conducted in highland and lowland. It was demonstrated that in lowland such relationship is lower, corroborating the necessity of more studies in these conditions, because the optimum heights preconized for pasture management are originated from studies conducted in highlands.

Uma das atividades mais relevantes para a economia brasileira é a agricultura. Entre os produtos de maior importância no cenário agrícola nacional, estão a soja e o arroz, os quais representam uma grande parcela da produção. Somente o Estado do Rio Grande do Sul é responsável por aproximadamente 67% da produção nacional de arroz e 10% de soja (IBGE, 2012). Portanto, informações confiáveis sobre a produção agrícola são relevantes para o desenvolvimento do setor e o desenvolvimento de metodologias capazes de auxiliar no monitoramento das áreas agrícolas torna-se peça importante na geração de dados confiáveis e com maior rapidez de obtenção. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de baixo custo para a execução do mapeamento da área cultivada de arroz irrigado e soja, em escala municipal e estadual, baseado na análise do comportamento espectro-temporal de índices de vegetação de imagens de satélite de alta resolução temporal. O estudo foi realizado no Estado do Rio Grande do Sul, abrangendo os 497 municípios no ano safra 2011/2012. Para realizar o estudo, foram utilizadas imagens multitemporais do sensor MODIS, índices de vegetação EVI e NDVI. Foi aplicado o modelo HAND para gerar as áreas de inundação, as quais foram utilizadas para discriminar a cultura do arroz irrigado de outras culturas, especialmente a soja. Para avaliar os resultados foram utilizados como dados de referência, os dados coletados a campo, dados de área cultivada do IBGE e dados do mapeamento gerados a partir de imagens do satélite RapidEye. Os resultados mostraram que a metodologia proposta foi satisfatória, com valores médios do índice Kappa de 0,90 para a cultura de arroz irrigado e de 0,84 para a soja. Não houve diferença significativa entre as estimativas de área cultivada utilizando os dados EVI e NDVI para ambas as culturas. A utilização do Modelo HAND para discriminar o arroz irrigado de outros cultivos, mostrou-se muito eficiente, separando as áreas de várzea, que são mais aptas para o cultivo de arroz irrigado. Apesar dos resultados terem sido considerados como satisfatórios alguns municípios apresentaram problemas de subestimação ou superestimação quando foram comparados com os dados oficiais do IBGE. Esses problemas podem estar relacionados ao caráter subjetivo de aquisição de dados por parte do IBGE e também o fato de ter sido utilizada para a validação dos dados da safra 2011/2012 a média das últimas três safras, podendo desta maneira ter fragilizado ou comprometido os resultados para alguns municípios. Portanto, técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento podem ser úteis no auxilio dos atuais métodos de monitoramento e mapeamento de culturas agrícolas, melhorando as estatísticas oficiais do arroz irrigado e soja. / One of the most relevant activities for the Brazilian economy is agriculture. Among the products of greatest importance in the national agricultural, are soybeans and rice, which represent a large portion of the production. Only the State of Rio Grande do Sul is responsible for approximately 67% of the national rice production and 10% of soybean (IBGE, 2012). Therefore, reliable information on agricultural production are relevant to the development of the sector and the development of methodologies capable of assist in the monitoring of agricultural areas becomes important part in the generation of reliable data and faster of obtaining. Thus, the objective of this work was to develop a methodology of low cost to implement the mapping of acreage irrigated rice and soybeans, at the municipal and state levels, based on the analysis of the spectral-temporal behavior of vegetation indices from satellite images high temporal resolution. The study was conducted in the state of Rio Grande do Sul, covering 497 municipalities in crop year 2011/2012. To conduct the study, images were used multitemporal MODIS vegetation indices EVI and NDVI. HAND model was applied to generate the inundation areas, which were used to discriminate the rice culture of other crops, especially soybeans. To evaluate the results were used as reference data, data collected in the field, the cultivated area data from the IBGE and mapping data generated from satellite images RapidEye. The results show that the proposed method was satisfactory, with mean values of Kappa 0.90 for irrigated rice and 0.84 for soybeans. There was no significant difference between the estimates of acreage using EVI and NDVI data for both crops. The use of the HAND model to discriminate irrigated rice from other crops, was very efficient, separating the lowland areas, which are more suitable for the cultivation of irrigated rice. Although the results were considered satisfactory as some municipalities had problems underestimation or overestimation when they were compared with the official data. These problems may be related to the subjective nature of data acquisition by the IBGE and the fact of having been used for the validation of data from 2011/2012 season the average of the last three years, and may in this way be weakened or compromised results for some municipalities. Therefore, techniques of remote sensing and GIS can be useful in the aid of the current methods of monitoring and mapping of agricultural crops, improving the official statistics of irrigated rice and soybeans.

Em solos alagados, o amônio é a forma nitrogenada mais estável, ao contrário do nitrato, que é rapidamente perdido por desnitrificação. Por isso, pouca importância é dada ao nitrato como fonte de N para o arroz em solos alagados. Entretanto, a nitrificação na rizosfera e na superfície do solo pode fornecer nitrato para o arroz. Este trabalho, constituído por três estudos, cada um com dois experimentos, foi realizado para avaliar a importância dessas duas formas na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 1, avaliou-se o efeito de proporções de amônio e nitrato, em solução nutritiva, na morfologia do sistema radicular, na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 2, avaliou-se uma metodologia para avaliar a formação de aerênquima, liberação de oxigênio na raiz e sua relação com a oxidação de ferro. No Estudo 3, avaliou-se a relação entre a disponibilidade de nitrato em solo e solução nutritiva, e a expressão gênica de OsNRTs. O efeito combinado de amônio e nitrato promoveu melhor crescimento do arroz em relação às fontes isoladas e indica que o nitrato é fonte importante de nitrogênio para essa cultura. As fontes isoladas podem causar toxidez às plantas. A metodologia testada para obter ambiente de hipoxia foi eficiente por retirar o oxigênio livre, e estabelece uma relação entre a porosidade da raiz e a formação de placa férrica, possibilitando diferenciar genótipos quanto à capacidade de liberar oxigênio para a rizosfera. A detecção de nitrato no solo alagado e na seiva do xilema, aliados à expressão dos genes OsNRTs, de forma diferenciada entre genótipos de arroz, demonstram que o nitrato é uma fonte importante de suprimento de nitrogênio e para o arroz irrigado por inundação. / In flooded soils, ammonium is the stable nitrogen form, while nitrate is lost by denitrification. As result, little importance is given to nitrate as nitrogen source for rice in flooded soils. However, nitrification processes in rhizosphere zone and at soil surface can furnish nitrogen as nitrate for flooded rice. This research was conducted, as three studies, each one by two experiments, to evaluate the importance of each, ammonium and nitrate forms, for nitrogen nutrition and development of rice genotypes. In Study 1, the effect of different proportions of such nitrogen forms, in nutrient solution, on root morphology, nitrogen uptake and rice development were evaluated. In Study 2, a methodology to verify aerenchyma formation, oxygen release and iron plaque formation at root surface was tested. In Study 3, the relation among nitrate availability, in soil and nutrient solution, and OsNRTs gene expression was evaluated. The effect of combined, ammonium and nitrate forms provide better rice growth than each single nitrogen form, and indicate that nitrate is an important nitrogen source to rice. Ammonium and nitrate alone are toxic for rice plants. The proposed methodology to obtain hypoxia environment was efficient to extract free oxygen, and made possible to obtain a relationship of root porosity with iron plaque formation, and to differentiate rice genotypes as the capacity to release oxygen to rhizosphere. The presence of nitrate in flooded soil and in xylem sap, together with OsNRTs gene expression, that is different among rice genotypes, indicate that nitrate is an important nitrogen supply form for flooded rice.

Uma das atividades mais relevantes para a economia brasileira é a agricultura. Entre os produtos de maior importância no cenário agrícola nacional, estão a soja e o arroz, os quais representam uma grande parcela da produção. Somente o Estado do Rio Grande do Sul é responsável por aproximadamente 67% da produção nacional de arroz e 10% de soja (IBGE, 2012). Portanto, informações confiáveis sobre a produção agrícola são relevantes para o desenvolvimento do setor e o desenvolvimento de metodologias capazes de auxiliar no monitoramento das áreas agrícolas torna-se peça importante na geração de dados confiáveis e com maior rapidez de obtenção. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de baixo custo para a execução do mapeamento da área cultivada de arroz irrigado e soja, em escala municipal e estadual, baseado na análise do comportamento espectro-temporal de índices de vegetação de imagens de satélite de alta resolução temporal. O estudo foi realizado no Estado do Rio Grande do Sul, abrangendo os 497 municípios no ano safra 2011/2012. Para realizar o estudo, foram utilizadas imagens multitemporais do sensor MODIS, índices de vegetação EVI e NDVI. Foi aplicado o modelo HAND para gerar as áreas de inundação, as quais foram utilizadas para discriminar a cultura do arroz irrigado de outras culturas, especialmente a soja. Para avaliar os resultados foram utilizados como dados de referência, os dados coletados a campo, dados de área cultivada do IBGE e dados do mapeamento gerados a partir de imagens do satélite RapidEye. Os resultados mostraram que a metodologia proposta foi satisfatória, com valores médios do índice Kappa de 0,90 para a cultura de arroz irrigado e de 0,84 para a soja. Não houve diferença significativa entre as estimativas de área cultivada utilizando os dados EVI e NDVI para ambas as culturas. A utilização do Modelo HAND para discriminar o arroz irrigado de outros cultivos, mostrou-se muito eficiente, separando as áreas de várzea, que são mais aptas para o cultivo de arroz irrigado. Apesar dos resultados terem sido considerados como satisfatórios alguns municípios apresentaram problemas de subestimação ou superestimação quando foram comparados com os dados oficiais do IBGE. Esses problemas podem estar relacionados ao caráter subjetivo de aquisição de dados por parte do IBGE e também o fato de ter sido utilizada para a validação dos dados da safra 2011/2012 a média das últimas três safras, podendo desta maneira ter fragilizado ou comprometido os resultados para alguns municípios. Portanto, técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento podem ser úteis no auxilio dos atuais métodos de monitoramento e mapeamento de culturas agrícolas, melhorando as estatísticas oficiais do arroz irrigado e soja. / One of the most relevant activities for the Brazilian economy is agriculture. Among the products of greatest importance in the national agricultural, are soybeans and rice, which represent a large portion of the production. Only the State of Rio Grande do Sul is responsible for approximately 67% of the national rice production and 10% of soybean (IBGE, 2012). Therefore, reliable information on agricultural production are relevant to the development of the sector and the development of methodologies capable of assist in the monitoring of agricultural areas becomes important part in the generation of reliable data and faster of obtaining. Thus, the objective of this work was to develop a methodology of low cost to implement the mapping of acreage irrigated rice and soybeans, at the municipal and state levels, based on the analysis of the spectral-temporal behavior of vegetation indices from satellite images high temporal resolution. The study was conducted in the state of Rio Grande do Sul, covering 497 municipalities in crop year 2011/2012. To conduct the study, images were used multitemporal MODIS vegetation indices EVI and NDVI. HAND model was applied to generate the inundation areas, which were used to discriminate the rice culture of other crops, especially soybeans. To evaluate the results were used as reference data, data collected in the field, the cultivated area data from the IBGE and mapping data generated from satellite images RapidEye. The results show that the proposed method was satisfactory, with mean values of Kappa 0.90 for irrigated rice and 0.84 for soybeans. There was no significant difference between the estimates of acreage using EVI and NDVI data for both crops. The use of the HAND model to discriminate irrigated rice from other crops, was very efficient, separating the lowland areas, which are more suitable for the cultivation of irrigated rice. Although the results were considered satisfactory as some municipalities had problems underestimation or overestimation when they were compared with the official data. These problems may be related to the subjective nature of data acquisition by the IBGE and the fact of having been used for the validation of data from 2011/2012 season the average of the last three years, and may in this way be weakened or compromised results for some municipalities. Therefore, techniques of remote sensing and GIS can be useful in the aid of the current methods of monitoring and mapping of agricultural crops, improving the official statistics of irrigated rice and soybeans.