Neste trabalho, procurou-se verificar o balanço de dez nutrientes, citados como importantes para as leveduras, dentro do processo Melle-Boinot de fermentação alcoólica, utilizado na quase totalidade das destilarias produtoras de álcool etílico do Brasil. Com este objetivo foi instalado um ensaio experimental, em escala industrial, utilizando-se 14 dornas de fermentação com 12 ciclos consecutivos por dorna. A interpretação e análise dos resultados obtidos permitiram as seguintes principais conclusões: - o nutriente em maior concentração no mosto foi o potássio (405, 96 kg/ciclo), seguido pelo cálcio (127,09 kg/ciclo) e nitrogênio (94,47 kg/ciclo); - em menores teores no mosto aparecem o cobre (0,16 kg/ciclo), o zinco (0,20 kg/ciclo) e o manganês (0,79 kg/ciclo); - nos lêvedos, o nitrogênio com 439,49 kg/ciclo foi o principal elemento, confirmando a sua grande importância para as células de leveduras e, consequentemente para todo o processo fermentativo; - no vinho, os nutrientes em maiores concentrações foram o nitrogênio (547,16 kg/ciclo), o potássio (536,25 kg/ciclo) e o cálcio (147,81 kg/ciclo); - o vinho centrifugado apresentou o potássio (468,28 kg/ciclo) com teor mais elevado que os demais elementos estudados / In this work, a nutrient balance was carried out to verify the amount of ten mineral elements considered as the most important in the Melle-Boinot alcoholic fermentation process wich is utilized in most ethanol distillaries in Brazil. This survey was carried out, in industrial scale, utilizing 14 fermentation vats with 12 consecutive cycles per vat. The results of this survey allowed the following conclusions: - the nutrient with highest concentration in the must was the potassium (405.96 kg/cycle an overall average obtained in the vats surveyed), followed by calcium (127.09 kg/cycle) and nitrogen (94.47 kg/cycle), whereas copper, zinc and manganese appeared in minor quantity, (0.16, 0.20 and 0.79 kg/cycle, respectively); - in the yeast, the nitrogen appears an the main element (439.49 kg/cycle), confirming its great importance to yeast cells, and consequently to the whole fermentation process; - in the wine, high amount of nitrogen, potassium and calcium (547.16, 536.25, and 147.81 kg/cycle, respectively were observed; - in the centrifuged wine, the potassium, with 468.28 kg/cycle, appeared in higher amount than the other elements studied

Neste trabalho, procurou-se verificar o balanço de dez nutrientes, citados como importantes para as leveduras, dentro do processo Melle-Boinot de fermentação alcoólica, utilizado na quase totalidade das destilarias produtoras de álcool etílico do Brasil. Com este objetivo foi instalado um ensaio experimental, em escala industrial, utilizando-se 14 dornas de fermentação com 12 ciclos consecutivos por dorna. A interpretação e análise dos resultados obtidos permitiram as seguintes principais conclusões: - o nutriente em maior concentração no mosto foi o potássio (405, 96 kg/ciclo), seguido pelo cálcio (127,09 kg/ciclo) e nitrogênio (94,47 kg/ciclo); - em menores teores no mosto aparecem o cobre (0,16 kg/ciclo), o zinco (0,20 kg/ciclo) e o manganês (0,79 kg/ciclo); - nos lêvedos, o nitrogênio com 439,49 kg/ciclo foi o principal elemento, confirmando a sua grande importância para as células de leveduras e, consequentemente para todo o processo fermentativo; - no vinho, os nutrientes em maiores concentrações foram o nitrogênio (547,16 kg/ciclo), o potássio (536,25 kg/ciclo) e o cálcio (147,81 kg/ciclo); - o vinho centrifugado apresentou o potássio (468,28 kg/ciclo) com teor mais elevado que os demais elementos estudados / In this work, a nutrient balance was carried out to verify the amount of ten mineral elements considered as the most important in the Melle-Boinot alcoholic fermentation process wich is utilized in most ethanol distillaries in Brazil. This survey was carried out, in industrial scale, utilizing 14 fermentation vats with 12 consecutive cycles per vat. The results of this survey allowed the following conclusions: - the nutrient with highest concentration in the must was the potassium (405.96 kg/cycle an overall average obtained in the vats surveyed), followed by calcium (127.09 kg/cycle) and nitrogen (94.47 kg/cycle), whereas copper, zinc and manganese appeared in minor quantity, (0.16, 0.20 and 0.79 kg/cycle, respectively); - in the yeast, the nitrogen appears an the main element (439.49 kg/cycle), confirming its great importance to yeast cells, and consequently to the whole fermentation process; - in the wine, high amount of nitrogen, potassium and calcium (547.16, 536.25, and 147.81 kg/cycle, respectively were observed; - in the centrifuged wine, the potassium, with 468.28 kg/cycle, appeared in higher amount than the other elements studied

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-26T13:49:38Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 345183 bytes, checksum: 3dd47d66ae1ee3b3eda0ca0e968edb37 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T13:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 345183 bytes, checksum: 3dd47d66ae1ee3b3eda0ca0e968edb37 (MD5) Previous issue date: 2004-10-29 / Tem havido preocupação crescente da comunidade científica e, também, dos agricultores, quanto à sustentabilidade da produção de soja nos solos de cerrado. Este trabalho teve como objetivos avaliar a sustentabilidade da produção de soja no Brasil Central, sob alto nível tecnológico; avaliar a evolução das características químicas do solo relacionadas à fertilidade; determinar o balanço entre as quantidades de nutrientes adicionadas e aquelas extraídas e exportadas pelas plantas de soja, e avaliar o desempenho do sistema FERTCALC-Soja quanto ao fósforo e ao potássio. Para isto, 293 talhões com cultivo comercial de soja, no município de Campo Novo do Parecis (MT), abrangendo solos argilosos e de textura arenosa- média, foram monitorados quanto à produtividade e às análises de solo e foliares, ao longo de duas sucessões: arroz como cultivo inicial e soja por cinco cultivos sucessivos, e soja sucedendo soja por 10 cultivos sucessivos. A produtividade média de soja elevou-se, ao longo dos anos de cultivo, de 3,1 e de 2,6 t ha -1 para os patamares de 3,5 e de 3,3 t ha -1 nos solos argilosos e de textura arenosa-média, respectivamente, evidenciando a sustentabilidade da produção da cultura sob agricultura intensiva. Com os anos de cultivo, o manejo adotado resultou em alterações diferenciais conforme a característica química do solo considerada e a textura. A análise das tendências indicou aumentos, tanto nos solos argilosos como nos de textura arenosa-média, para pH, fósforo, cálcio, saturação por bases e CTC total, e decréscimo na acidez trocável. Foram verificados aumentos para matéria orgânica, potássio e acidez potencial nos argilosos, características que foram mantidas nos solos de textura arenosa-média. O magnésio tendeu à manutenção nos argilosos e ao aumento nos de textura média-arenosa. As características químicas da camada de 15-30 cm correlacionaram-se positivamente com a produtividade de grãos, especialmente nos solos de textura arenosa-média, ressaltando a importância de sua condição química para a nutrição da soja, fato que sinaliza a necessidade da consideração dessa camada quando da adoção de técnicas de manejo, mesmo sob condição de elevada precipitação pluviométrica. A recomendação de fósforo não tem sido balizada pela análise de solo: mesmo com pronunciado aumento do P disponível do solo, ao longo dos anos de cultivo, as doses de fósforo aplicadas aumentaram, principalmente nos últimos três anos do estudo (2000/01, 2001/02 e 2002/03), em razão da elevada rentabilidade da cultura nessas safras. As quantidades de nutrientes exportadas pela cultura da soja estão sendo repostas pelas quantidades adicionadas; contudo, há indicações de que aumentos de produtividade poderão ser obtidos com a elevação de níveis de calagem, com ênfase na utilização de corretivos com maiores teores de magnésio, e de doses de potássio. As recomendações obtidas com o uso FERTCALC-Soja para fósforo e potássio mostraram-se sensíveis às disponibilidades destes nutrientes no solo e à produtividade, diferentemente das recomendações que têm sido utilizadas no campo. / The concern about sustainability of soybean production in cerrado soils has grown among scientific community and also among farmers. This research had as objectives to evaluate the sustainability of high technology soybean production in Central Brazil and the evolution of soil chemical characteristics related with soil fertility, to determine the balance between nutrients added to the system and nutrients absorbed by soybean plants and exported from the system, and to evaluate the FERTCALC-soybean system performance for phosphorus and potassium. To achieve those objectives 293 commercial soybean fields in Campo Novo do Parecis (Mato Grosso State), including clayey and sandy to medium texture soils, were evaluated for productivity and soil and plant analysis during two crop rotation sequences: first-year rice followed by 5 years of soybean, and continuous soybean for 10 years. The soybean productivity results increased, during the evaluation period, from 3.1 and 2.6 t ha -1 to 3.5 and 3.3 t ha -1 in clayey and sandy to medium texture soils, respectively, demonstrating the sustainability of high ixtechnology soybean production. The nutrient management utilized resulted in different modifications when considering soil chemical characteristics and soil texture. The tendency analysis showed that pH, phosphorus, calcium, bases saturation and total CEC increased, and exchangeable aluminum decreased, in both clayey and sandy to medium texture soils. In clayey soils there were increase in the content of organic matter, potassium and potential acidity, but in sandy to medium texture soils those contents did not change. The opposite tendency was observed for magnesium, that is, the contents did not change in clayey soils and increased in coarser textures. The soil chemical characteristics in the 15 to 30 cm soil layer had positive correlation with soybean productivity, especially in the sandy to medium texture soils. That highlights the importance of chemical status and management of this soil layer for improved soybean plant nutrition, even in heavy rainfall condition. The phosphorus recommendation has not been based on soil analysis: even with the increase of available P in soil during the years, the P doses increased mainly during the three last years (2000/01, 2001/02 and 2002/03) due to soybean high profitability. The nutrient management and fertilization have been replenishing the nutrients exported in soybean harvests. There are tendencies, however, of that increases in soybean productivities can be achieved with greater potassium and lime doses, especially those with higher Mg content. Different from the usual fertilizer recommendation, the recommendations made by FERTCALC-soybean for P and K were sensible to P and K soil availability and to soybean productivity.

Os estudos em microbacias hidrográficas têm mostrado que as características físicas, químicas e biológicas das águas dos córregos e riachos possuem uma estreita relação com a composição do ambiente terrestre adjacente, refletindo as condições de uso e ocupação dos solos da bacia hidrográfica por eles drenada. A microbacia do Córrego do Cancã, localizada perpendicularmente ao Rio Monjolinho, situa-se em uma maior parte no município de São Carlos (SP), e foi estudada sob uma abordagem ecossistêmica. As coletas e análises de campo foram realizadas em sete transectos do córrego, em dois períodos hidrológicos distintos: seca e chuva. A caracterização física e química da água foi realizada através da análise do pH, da condutividade elétrica, da concentração de oxigênio, da temperatura, da concentração e da carga de nutrientes. Alguns dos parâmetros analisados foram comparados aos limites estabelecidos pela CONAMA segundo a resolução nº 20/1986. O córrego do Cancã, segundo a classificação proposta pela CONAMA, é um rio de classe-2. A água do córrego é levemente ácida tendendo à neutralidade em um gradiente da nascente à foz e caracteriza-se pela baixa condutividade elétrica. A temperatura variou entre os períodos avaliados e espacialmente foi influenciada pelos horários de coleta. As concentrações de nutrientes não foram elevadas, e das formas nitrogenadas as mais abundantes foram o nitrato (na estação mais impactada) e o amônio (após o represamento), com valores mais elevados no período de seca. A maior variabilidade foi observada para o nitrogênio total, sendo as maiores concentrações registradas na estação seca. Com base no índice de estado trófico, as águas do córrego do Cancã foram classificadas como mesotróficas. A forma da microbacia é irregular e ligeiramente alongada e pouco sujeita a enchentes. A área da microbacia foi determinada como sendo de 3,075 Km2. Na análise das comunidades planctônicas foram encontrados poucos representantes, distribuídos principalmente nas estações localizadas nos trechos inicial e médio do córrego, sendo, entretanto mais abundantes na nascente. Ocorreu predominância das clorofíceas e diatomáceas entre os organismos fitoplanctônicos e de rotíferos e cladóceros no zooplâncton. A microbacia está sujeita à práticas agrícolas e atividade pecuária semi-intensiva que alteram o balanço de massa dos principais nutrientes, contribuindo para o aumento da carga de nutrientes que são carreados do sistema terrestre para o aquático particularmente no período chuvoso. / The studies peformed in small hydrographic basins have shown that the physical chemical and biological characteristics of the water in springs and streams have a close relation with the composition of adjacent terrestrial ecosystems, reflecting the uses and activities in the soils in the basin drained by them. The microbasin of Cancã stream belongs to the Monjolinho river basin and is mainly located inside the district of São Carlos (SP). In this study It has been evaluated under the ecosystemic approach. Field sampling and analysis were carried out in seven transects of the stream at two distinct hydrological periods: dry and rainy seasons. Physical and chemical analyses of water were performed by mesuring the pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and the nutrient concentrations and loads. The parameters obtained were compared to the CONAMA limits, act nº 20/1986. The Cancã stream according to CONAMA proposed system, is classified as a class 2 water. The pH of Cancã water is slightly acid and there a tendency to the neutral from the source to the mouse. It is also characterized by low electrical conductivity. Water temperature has changed between dry and rainy periods and spatially it was influenced by the sampling timing. Nutrient concentrations are low and the main nitrogen compounds present were nitrate and ammonium, at the most impacted site, with highest values in the dry season. The highest variability was obtained for the total nitrogenvariability with higher concentrations at the dry season. Based on the trophic state index. The water of Cancã stream was classified as mesotrophic. The hydrographic microbasin has a non-regular shape, being slightly elongated and it has low vulnerability to floodings. The area of the catchment was found to be 3,071 Km2. Planktonic communities were composed by few organisms mainly occuring at the upper and middle stream streches, being most abundant at the first stretch. Clorophyceans and diatoms were the dominant groups among phytoplankton and the rotifers and cladocerans among the zooplankton. Cancã microbasin is subjected to a variety of agriculture and semi-intensive cattle enterprises that have changed major nutrient mass balances, contributing to the increase in nutrient loadings mainly via surface terrestrial runoff.

O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto de intervenções nutricionais no valor da pegada hídrica do produto leite bovino. O cálculo da pegada hídrica considerou as águas verde, azul e cinza, consumidas no sistema de produção e no beneficiamento do produto. Para determinação dos consumos de água no sistema de produção foram selecionados dois grupos experimentais, cada um contendo sete vacas em lactação. As dietas fornecidas a cada grupo continha os mesmos ingredientes. Porém, na composição do concentrado havia diferentes percentuais proteicos. O concentrado fornecido ao Grupo 1, continha 20% de proteína bruta, e o concentrado fornecido ao Grupo 2, tinha seu teor de proteico ajustado de acordo com a produção de leite do grupo, ao longo da lactação. O ajuste do teor de proteína da dieta as necessidades dos animais promoveu a redução dos consumos das águas verde, azul e cinza e da pegada hídrica do produto leite. A pegada hídrica do Grupo 1 com base no nitrato foi de 503,79 L kg-1 de FPCM (86,1% água verde, 13,4% água azul e 0,43% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 452,59 L kg-1 de FPCM (85,3% água verde, 14,3% água azul e 0,45% água cinza). Com base no fósforo, a pegada total do Grupo 1 foi igual a 518,43 L kg-1 de FPCM (83,7% água verde, 13,1% água azul e 3,2% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 465,16 L kg-1 de FPCM (83% água verde, 13,9 % água azul e 3,1% água cinza). Entre as três águas, a verde foi a que apresentou maior consumo, atestando a importância da eficiência hídrica na agricultura para os produtos de origem animal. A prática de irrigação das pastagens representou o maior consumo de água azul. O Grupo 2 apresentou melhor eficiência de uso de nutrientes, mas em ambos os grupos as entradas foram maiores que as saídas. O balanço do Grupo 1 foi de 962,7 kg de N, 95,2 kg de P e 545,1 kg de K e do Grupo 2, 869,4 kg de N, 57,8 kg de P, 601,9 kg de K. A captação de água de chuva por cisterna foi avaliada como uma tecnologia hídrica. Essa demonstrou ter impacto positivo na redução do volume de água captado de fonte natural, mas a análise financeira da tecnologia se mostrou inviável para a condição produtiva do estudo. A utilização de intervenções nutricionais que promovam o melhor aproveitamento dos nutrientes pelos animais demonstrou ser uma prática que também contribui para melhoria da eficiência hídrica do sistema de produção e dos produtos de origem animal. Estudos que relacionam o cálculo da pegada hídrica com os aspectos produtivos da pecuária promoverão impactos positivos na conservação dos recursos hídricos e no desempenho dos sistemas de produção. / The aim of the study was to evaluate the impact of nutritional interventions on the dairy milk water footprint. Water footprint calculation considered the green, blue and gray water consumed in the production system and in the dairy unit. To determine the water consumption in the production system was selected two experimental groups with seven lactating cows each. The diets provided to each group contained the same feeds. However, concentrate had different crude protein contents. The concentrate feed Group 1 contained 20% of crude protein, and the concentrate feed Group 2 had its protein content adjusted according to the milk production of the group. The adjustment of the protein content promoted a lower consumption of green, blue and gray water and the reduction of water footprint value. The water footprint based on nitrate in the Group 1 was 503.79 L kg-1 of FPCM (86.1% green water, 13.4% blue water, and 0.43% gray water) and in the Group 2 was 452.59 L kg-1 FPCM (85.3% green water, 14.3% blue water, and 0.45% gray water). Water footprint based on phosphorus was 518.43 L kg-1 of FPCM to Group 1 (83.7% green water, 13.1% blue water, and 3.2% gray water) and to Group 2 was 465.16 L kg-1 of FPCM (83% green water, 13.9% blue water, and 3.1% gray water). Green was the highest volume consumed. This shows the relation between agriculture water efficiency and the water footprint of animal products. Irrigation represented the highest consumption of blue water. The nutrient use efficiency was better to Group 2, but in both groups the inputs were higher than the outputs. The nutrient balance for Group 1 was 962.7 kg N, 95.2 kg P and 545.1 kg K and for Group 2, 869.4 kg N, 57.8 kg P, 601.9 kg of K. Rainwater harvesting in a cistern was evaluated as a water technology. It had a positive impact on reducing the withdraw from ground source, but the economic analysis of the cistern was unfeasible for the productive condition. The use of nutritional interventions for lactating cows promoted better nutrient utilization and has proved to be a management that contributes to the increase of water efficiency in the production system and to animal products. Studies that relate the water footprint with productive aspects of livestock will promote positive impacts on the water conservation and on the performance of production systems.

A quantidade de água consumida na produção de carne bovina influencia a visão da sociedade sobre a sustentabilidade desta produção em comparação com as outras fontes de proteína. O objetivo geral do estudo é avaliar como o tipo de dieta impacta a eficiência de uso da água e de nutrientes de bovinos em sistema de confinamento. O cálculo da pegada hídrica considerou as águas azul, verde e cinza consumidas no sistema de produção e no abate dos animais. Foram avaliados dois tipos de dietas, uma com o concentrado composto de milho e farelo de soja, e outra com a substituição total destes ingredientes por coprodutos (gérmen de milho gordo, polpa cítrica e farelo de amendoim). Não houve diferenças nas características de desempenho dos animais entre as dietas. A substituição promoveu a redução do consumo de água verde e redução nos valores de pegada hídrica total, porém aumentou os valores de água azul. A pegada hídrica total da dieta convencional foi de 2.125,54 L kg-1 carne e a da dieta com uso de coprodutos foi de 2.042,56 L kg- 1 carne. A pegada hídrica verde representou 88,45% e 88,52% para a dieta convencional e com uso de coprodutos, respectivamente. O balanço de nutrientes da dieta convencional foi de 115,13 kg de N, 13,90 kg de P e 73,69 kg de K e na dieta de coprodutos foi de 234,63 kg de N, 29,76 kg de P e 58,62 kg de K. Do ponto de vista ambiental o uso de coprodutos foi positivo, mas a análise econômica dessa intervenção nutricional se mostrou inviável aumentando os custos em 9,25%. A utilização de alimentos alternativos na dieta de bovinos de corte confinados manteve o desempenho animal e promoveu uma melhor eficiência hídrica. Estudos que relacionam a pegada hídrica com o manejo nutricional na produção animal são importantes para gestão hídrica da produção, promovendo impactos positivos na conservação dos recursos hídricos. / The amount of water consumed in beef production influences society\'s view on the sustainability of this production compared to other sources of protein. The overall objective of the study is to evaluate how the type of diet impacts the efficiency of water and nutrient use of cattle in a feedlot system. The calculation of the water footprint considered the blue, green and gray waters consumed in the system of production and the slaughter of the animals. Two types of diets were evaluated, one with corn and soybean meal concentrate, and the other with total substitution of these ingredients by co-products (corn germ, citrus pulp and peanut meal). There were no differences in the performance characteristics of the animals between the diets. The substitution promoted the reduction of green water consumption and reduction in the total water footprint values but increased the values of blue water. The total water footprint of the conventional diet was 2,125.54 L kg-1 meat and that of the diet with use of co-products was 2,042.56 L kg-1 meat. The green water footprint represented 88.45% and 88.52% for the conventional diet and with co-products, respectively. The nutrient balance of the conventional diet was 115.13 kg N, 13.90 kg P and 73.69 kg K and in the co-products, diet was 234.63 kg N, 29.76 kg P and 58.62 kg of K. From the environmental point of view, the use of co-products was positive, but the economic analysis of this nutritional intervention was not feasible, increasing expenses by 9.25%. The use of alternative foods in the diet of confined beef cattle-maintained animal performance and promoted better water efficiency. Studies that relate the water footprint to nutritional management in animal production are important for water production management, promoting positive impacts on the conservation of water resources.

Os estudos em microbacias hidrográficas têm mostrado que as características físicas, químicas e biológicas das águas dos córregos e riachos possuem uma estreita relação com a composição do ambiente terrestre adjacente, refletindo as condições de uso e ocupação dos solos da bacia hidrográfica por eles drenada. A microbacia do Córrego do Cancã, localizada perpendicularmente ao Rio Monjolinho, situa-se em uma maior parte no município de São Carlos (SP), e foi estudada sob uma abordagem ecossistêmica. As coletas e análises de campo foram realizadas em sete transectos do córrego, em dois períodos hidrológicos distintos: seca e chuva. A caracterização física e química da água foi realizada através da análise do pH, da condutividade elétrica, da concentração de oxigênio, da temperatura, da concentração e da carga de nutrientes. Alguns dos parâmetros analisados foram comparados aos limites estabelecidos pela CONAMA segundo a resolução nº 20/1986. O córrego do Cancã, segundo a classificação proposta pela CONAMA, é um rio de classe-2. A água do córrego é levemente ácida tendendo à neutralidade em um gradiente da nascente à foz e caracteriza-se pela baixa condutividade elétrica. A temperatura variou entre os períodos avaliados e espacialmente foi influenciada pelos horários de coleta. As concentrações de nutrientes não foram elevadas, e das formas nitrogenadas as mais abundantes foram o nitrato (na estação mais impactada) e o amônio (após o represamento), com valores mais elevados no período de seca. A maior variabilidade foi observada para o nitrogênio total, sendo as maiores concentrações registradas na estação seca. Com base no índice de estado trófico, as águas do córrego do Cancã foram classificadas como mesotróficas. A forma da microbacia é irregular e ligeiramente alongada e pouco sujeita a enchentes. A área da microbacia foi determinada como sendo de 3,075 Km2. Na análise das comunidades planctônicas foram encontrados poucos representantes, distribuídos principalmente nas estações localizadas nos trechos inicial e médio do córrego, sendo, entretanto mais abundantes na nascente. Ocorreu predominância das clorofíceas e diatomáceas entre os organismos fitoplanctônicos e de rotíferos e cladóceros no zooplâncton. A microbacia está sujeita à práticas agrícolas e atividade pecuária semi-intensiva que alteram o balanço de massa dos principais nutrientes, contribuindo para o aumento da carga de nutrientes que são carreados do sistema terrestre para o aquático particularmente no período chuvoso. / The studies peformed in small hydrographic basins have shown that the physical chemical and biological characteristics of the water in springs and streams have a close relation with the composition of adjacent terrestrial ecosystems, reflecting the uses and activities in the soils in the basin drained by them. The microbasin of Cancã stream belongs to the Monjolinho river basin and is mainly located inside the district of São Carlos (SP). In this study It has been evaluated under the ecosystemic approach. Field sampling and analysis were carried out in seven transects of the stream at two distinct hydrological periods: dry and rainy seasons. Physical and chemical analyses of water were performed by mesuring the pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and the nutrient concentrations and loads. The parameters obtained were compared to the CONAMA limits, act nº 20/1986. The Cancã stream according to CONAMA proposed system, is classified as a class 2 water. The pH of Cancã water is slightly acid and there a tendency to the neutral from the source to the mouse. It is also characterized by low electrical conductivity. Water temperature has changed between dry and rainy periods and spatially it was influenced by the sampling timing. Nutrient concentrations are low and the main nitrogen compounds present were nitrate and ammonium, at the most impacted site, with highest values in the dry season. The highest variability was obtained for the total nitrogenvariability with higher concentrations at the dry season. Based on the trophic state index. The water of Cancã stream was classified as mesotrophic. The hydrographic microbasin has a non-regular shape, being slightly elongated and it has low vulnerability to floodings. The area of the catchment was found to be 3,071 Km2. Planktonic communities were composed by few organisms mainly occuring at the upper and middle stream streches, being most abundant at the first stretch. Clorophyceans and diatoms were the dominant groups among phytoplankton and the rotifers and cladocerans among the zooplankton. Cancã microbasin is subjected to a variety of agriculture and semi-intensive cattle enterprises that have changed major nutrient mass balances, contributing to the increase in nutrient loadings mainly via surface terrestrial runoff.

O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto de intervenções nutricionais no valor da pegada hídrica do produto leite bovino. O cálculo da pegada hídrica considerou as águas verde, azul e cinza, consumidas no sistema de produção e no beneficiamento do produto. Para determinação dos consumos de água no sistema de produção foram selecionados dois grupos experimentais, cada um contendo sete vacas em lactação. As dietas fornecidas a cada grupo continha os mesmos ingredientes. Porém, na composição do concentrado havia diferentes percentuais proteicos. O concentrado fornecido ao Grupo 1, continha 20% de proteína bruta, e o concentrado fornecido ao Grupo 2, tinha seu teor de proteico ajustado de acordo com a produção de leite do grupo, ao longo da lactação. O ajuste do teor de proteína da dieta as necessidades dos animais promoveu a redução dos consumos das águas verde, azul e cinza e da pegada hídrica do produto leite. A pegada hídrica do Grupo 1 com base no nitrato foi de 503,79 L kg-1 de FPCM (86,1% água verde, 13,4% água azul e 0,43% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 452,59 L kg-1 de FPCM (85,3% água verde, 14,3% água azul e 0,45% água cinza). Com base no fósforo, a pegada total do Grupo 1 foi igual a 518,43 L kg-1 de FPCM (83,7% água verde, 13,1% água azul e 3,2% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 465,16 L kg-1 de FPCM (83% água verde, 13,9 % água azul e 3,1% água cinza). Entre as três águas, a verde foi a que apresentou maior consumo, atestando a importância da eficiência hídrica na agricultura para os produtos de origem animal. A prática de irrigação das pastagens representou o maior consumo de água azul. O Grupo 2 apresentou melhor eficiência de uso de nutrientes, mas em ambos os grupos as entradas foram maiores que as saídas. O balanço do Grupo 1 foi de 962,7 kg de N, 95,2 kg de P e 545,1 kg de K e do Grupo 2, 869,4 kg de N, 57,8 kg de P, 601,9 kg de K. A captação de água de chuva por cisterna foi avaliada como uma tecnologia hídrica. Essa demonstrou ter impacto positivo na redução do volume de água captado de fonte natural, mas a análise financeira da tecnologia se mostrou inviável para a condição produtiva do estudo. A utilização de intervenções nutricionais que promovam o melhor aproveitamento dos nutrientes pelos animais demonstrou ser uma prática que também contribui para melhoria da eficiência hídrica do sistema de produção e dos produtos de origem animal. Estudos que relacionam o cálculo da pegada hídrica com os aspectos produtivos da pecuária promoverão impactos positivos na conservação dos recursos hídricos e no desempenho dos sistemas de produção. / The aim of the study was to evaluate the impact of nutritional interventions on the dairy milk water footprint. Water footprint calculation considered the green, blue and gray water consumed in the production system and in the dairy unit. To determine the water consumption in the production system was selected two experimental groups with seven lactating cows each. The diets provided to each group contained the same feeds. However, concentrate had different crude protein contents. The concentrate feed Group 1 contained 20% of crude protein, and the concentrate feed Group 2 had its protein content adjusted according to the milk production of the group. The adjustment of the protein content promoted a lower consumption of green, blue and gray water and the reduction of water footprint value. The water footprint based on nitrate in the Group 1 was 503.79 L kg-1 of FPCM (86.1% green water, 13.4% blue water, and 0.43% gray water) and in the Group 2 was 452.59 L kg-1 FPCM (85.3% green water, 14.3% blue water, and 0.45% gray water). Water footprint based on phosphorus was 518.43 L kg-1 of FPCM to Group 1 (83.7% green water, 13.1% blue water, and 3.2% gray water) and to Group 2 was 465.16 L kg-1 of FPCM (83% green water, 13.9% blue water, and 3.1% gray water). Green was the highest volume consumed. This shows the relation between agriculture water efficiency and the water footprint of animal products. Irrigation represented the highest consumption of blue water. The nutrient use efficiency was better to Group 2, but in both groups the inputs were higher than the outputs. The nutrient balance for Group 1 was 962.7 kg N, 95.2 kg P and 545.1 kg K and for Group 2, 869.4 kg N, 57.8 kg P, 601.9 kg of K. Rainwater harvesting in a cistern was evaluated as a water technology. It had a positive impact on reducing the withdraw from ground source, but the economic analysis of the cistern was unfeasible for the productive condition. The use of nutritional interventions for lactating cows promoted better nutrient utilization and has proved to be a management that contributes to the increase of water efficiency in the production system and to animal products. Studies that relate the water footprint with productive aspects of livestock will promote positive impacts on the water conservation and on the performance of production systems.

Orientador: José Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guirao_AngelaCruz_D.pdf: 20763257 bytes, checksum: a624c83476fcd33630d7047830cd1e50 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Sob a perspectiva do reflexo das atividades antrópicas na ciclagem de nutrientes em fragmentos florestais, este estudo tem como objetivo analisar os processos hidrológicos e biogeoquímicos nas interfaces atmosfera-planta-solo em duas bacias hidrográficas (B1 e B2) com predominância de cobertura florestal na Área de Relevante Interesse Ecológico Mata de Santa Genebra, em Campinas¿SP, mas em um contexto urbano-agrícola. Para atingir esse objetivo calculou-se o balanço hídrico das referidas bacias, pelo monitoramento da chuva incidente, chuva interna, interceptação pela serrapilheira e escoamento superficial. Em todas estas parcelas, analisou-se a transferência de N e P. Também foram consideradas as seguintes variáveis: características da vegetação, produção, taxa de decomposição e nutrientes da serrapilheira e o Índice de Área Foliar (IAF). O IAF medido em campo e expandido para as áreas de estudo, foi relacionado às variáveis monitoradas, com uso de ferramenta de geoprocessamento para mudança de escala para as bacias. Os balanços foram determinados nas bacias para o ano de 2013, totalizando 1143 mm de chuva incidente (PI), sendo que a chuva interna da cobertura vegetal (PC) correspondeu em B1 a 77% e a interceptação (IC) a 23% e em B2 a 76% e 24% respectivamente. A chuva interna da serrapilheira (PS) representou 86,8% de PC e a parcela interceptada (IS) pelas folhas mortas a 13,2% em B1. Em B2, a relação entre PS e PC foi de 86,3% e IS correspondeu a 13,7%. O escoamento superficial representou 18% e 15% e as perdas 48,5 e 50% de PI, em B1 e B2 respectivamente. A produção média de serrapilheira foi de 7,93 ton.ha¿1.ano¿1, tendo seu maior pico em setembro de 2013. A taxa de decomposição (K) obtida para o material foliar foi de 0,7, com o tempo para decomposição de 50% do material estimado em 339 dias e o tempo de renovação em 2,3 anos. A ciclagem de nutrientes pela serrapilheira foi analisada por meio da concentração, transferência anual e Eficiência no Uso do Nutriente. A concentração dos elementos na serrapilheira total anual produzida correspondeu à seguinte ordem decrescente: N>Ca>K>Mg>S>P. A transferência anual dos nutrientes via serrapilheira ao solo foi de 341,2 kg.ha-1ano-1 e o EUN apresentou a sequência P>S>Mg>Ca>K>N. O fluxo de N e P aumentou em relação à chuva incidente, ao passar pelo dossel sendo estimados em 10,2 e 10,3 kg.ha-1.ano-1, respectivamente nas bacias B1 e B2, e N total foi de 37,8 e 38,7 kg.ha-1.ano-1. Na chuva interna da serrapilheira, a contribuição de P em B1 foi de 14,3 e, em B2,14,4 kg.ha-1.ano-1. Para o N, os valores foram menores que ao passar por PC, 32,5 (B1) e 33 kg.ha-1.ano-1 (B2). A modelagem hidrológica, em função do Índice de Área Foliar mostrou-se uma ferramente adequada para mudança de escala dos dados obtidos pelos coletores para as bacias hidrográficas, permitindo uma análise e entendimento dos processos biogeoquímico e hidrológico na escala temporal e espacial. / Abstract: From the perspective of reflection of human activities on nutrient cycling in forest fragments, this study aims to analyze the hydrological and biogeochemical process in the atmosphere-plant-soil interfaces in two watersheds (B1 and B2), with predominance of forest cover in the Area of Relevant Ecological Interest Mata de Santa Genebra (ARIE MSG), in Campinas (SP, Brazil), focused on an urban-rural context. To achieve the stabilished goal, the water balance of these watersheds was calculated, by monitoring the incident rain, throughfall, interception by litterfall, and runoff. With an analytical aproach, the transfer of N and P was analyzed. The following variables were considered as well: vegetation characteristics, production, decomposition rate and nutrients from the litterfall and the Leaf Area Index (LAI). The LAI, measured in the field and scientifically expanded to the areas of study, was related to the monitored variables, using geoprocessing tools to change the scale for the basis. The balances were determined for the watersheds in 2013, totalizing 1143 mm of rainfall (PI), within the vegetation cover throughfall (PC) corresponding to 77% and the interception (CI) to 23% in B1, and to 76% and 24% respectively in B2. The litterfall throughfall (PS) represented 86,8% of PC and the intercepted portion (IS) by dead leafs, 13.2% in B1. On the other hand, the ratio of PS and PC was of 86.3% and the IS corresponded to 13.7% in B2. The runoff performed 18 and 15% and the losses, 48.5 e 50%, in B1 and B2, respectively. The average production of litterfall was 7.93 ton.ha-1.year-1 and the peak production was observed in September 2013. The decomposition rate (K) obtained for the leaf material was 0.7, with time for decomposing 50% of the material estimated in 339 days and renewal time of leaf material in 2.3 years. The cycling of nutrients by the litterfall was analyzed in terms of concentration, annual transfer and Efficient Use of Nutrient (EUN). The elements concentration in the total annual litterfall produced were concluded to follow a descending order: N>Ca>K>Mg>S>P. The nutrients annual transfer to the ground through litterfall was of 341.2 kg.ha-1.year-1 and the EUN presented the sequence: P>S>Mg>Ca>K>N. The N and P flow increased relatively to incident rain while passing through the canopy, being estimated at 10.2 and 10.3 kg.ha-1.year-1, respectively in the watersheds B1 and B2, and the total N was 37.8 and 38.7 kg.ha-1.year-1. In litterfall throughfall, it was 14.3 in B1 14.4 kg.ha-1.year-1 in B2. To N, the values was minor: 32.5 (B1) e 33 kg.ha-1.year-1 (B2). The hydrological modelling based on the Leaf Area Index was proved to be a suitable tool for scaling the data obtained by the watersheds collectors, allowing the assertive analysis and full understanding of biogeochemical and hydrological processes in both time and spatial scales / Doutorado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Doutora em Ciências

The need for improving nutrient use efficiency and increase savings demand a better knowledge of soils and production systems. The objective of this study was to evaluate the soil P and K budget and its relationships with their temporal evolution on site-specific management areas. The experiments were carried out in four cropland areas from the Medium Plateau region of the Rio Grande do Sul state, located at the cities of Almirante Tamandaré do Sul, Tio Hugo, Não-Me-Toque and Vitor Graeff. Soil tests were used to verify the spatial variability, budget and temporal evolution of soil P and K levels by the comparison of the years of 2005 and 2009. Regression analysis was performed by the software JMP IN v.3.2.1 to evaluate the relationship between P and K budget and the temporal evolution of soil P and K levels. Cropland areas showed high spatial variability for P and K soil test levels at the beginning of the study, which was decreased by applying precision farming techniques. Relationships between P and K budget and the temporal evolution of soil P and K test levels were positive with the exception of the Vitor Graeff area which showed negative P and K budget. P and K fertilization were 30 and 25% higher in relation to their exportation, respectively. On average, soybean extracted 44 kg P2O5 ha-1 and 63 kg K2O ha-1, while the maize exported 78,5 kg P2O5 ha-1 and 59 kg K2O ha-1. Temporal evolution of soil P and K test levels was high when P and K budget was low and there was a low temporal evolution when the P and K budget was high. On the average of the four cropland areas there were necessary the input of 12,0 kg P2O5 ha-1 to increase 1 mg dm-3 of soil P test levels and the input of 4,1 kg K2O ha-1 to increase 1 mg dm-3 of soil K test levels. / A necessidade de aproveitar melhor os insumos e economizá-los na maior medida possível leva à obrigação de conhecer a fundo os solos e sistemas de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar o balanço nutricional de fósforo (P) e potássio (K) no solo e sua relação com a evolução temporal, em áreas manejadas com auxilio da agricultura de precisão. Os experimentos foram conduzidos no Planalto Médio do Rio Grande do Sul, em quatro áreas situadas nos municípios de Almirante Tamandaré do Sul, Tio Hugo, Não-Me-Toque e Vitor Graeff. Por meio da análise das amostras de solo foi verificada a evolução dos teores de P e K comparando os anos de 2005 a 2009. Análises de regressão realizadas pelo software JMP IN v.3.2.1 foram utilizadas para avaliar a relação entre saldo e evolução de P e K. Determinaram-se a variabilidade espacial, o balanço nutricional e a evolução temporal de P e K no solo. As áreas apresentaram no inicio do estudo uma grande variabilidade espacial, as quais foram reduzidas mediante uso de práticas de agricultura de precisão. As relações entre os saldos e as exportações foram positivas em todos os locais com exceção da área situada em Vitor Graeff onde também se obtiveram saldos negativos. As fertilizações fosfatadas e potássicas foram 30 e 25 % superiores em relação as exportações, respectivamente. A soja extraiu em média 44 kg ha-1 de P2O5 e 63 kg ha-1 de K2O já o milho exportou 78,5 kg ha-1 de P2O5 e 59 kg ha-1 de K2O. A evolução dos teores foi alta quando os saldos eram baixos e, baixa quando o saldo se encontrava em níveis altos. Em média para os quatro locais foram necessários aplicar 12,0 kg ha-1 de P2O5 para elevar 1 mg dm- 3 de P no solo, assim como 4,1 kg ha-1 de K2O para elevar 1 mg dm-3 de K no solo.