Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-04-04T20:27:23Z No. of bitstreams: 2 Tese - Janaína de Moura Oliveira - 2015.pdf: 1868666 bytes, checksum: 5c342df236d2e6fc6f34b5b3a1245073 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-05T10:47:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Janaína de Moura Oliveira - 2015.pdf: 1868666 bytes, checksum: 5c342df236d2e6fc6f34b5b3a1245073 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T10:47:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Janaína de Moura Oliveira - 2015.pdf: 1868666 bytes, checksum: 5c342df236d2e6fc6f34b5b3a1245073 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-06-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Integrated crop-livestock (iCL) and integrated crop-livestock-forest (iCLF) systems are pointed out as potential soil carbon sinks. However, there are few scientific studies that evaluated the real contribution of these production systems. This work included two studies. The first was to evaluate soil carbon accumulation and its origin in iCLF in the transition zone of the Cerrado-Amazon biomes; the second aimed to calibrate and validate the CQESTR model for the Cerrado ecosystem and to evaluate the effect of soil management practices, including iCL and various scenarios on soil organic carbon (SOC) over time. For the first study two areas under iCLF (iCLF1 and iCLF3, with one and three rows of Eucalyptus urograndis by hedgerow, respectively) were selected. They were cultivated in this system since 2009 in Nova Canaã do Norte, MT. A continuous pasture was used as reference. Soil samples were taken from eight layers (0.0 to 1.0 m) for the evaluation of the bulk density, texture, total C and N and δ¹³C. The second study was conducted in the Cerrado biome. The evaluated areas (Paddock 4 - P4 and Paddock 5 - P5 has been being managed in iCL since 2000. Bulk density and the organic matter content were determined for the 0.0-0.1 and 0.1-0.3 m layers. The CQESTR is a process based model which simulates the effect of climate, crop rotation and tillage management practices on SOC. The model was calibrated with P5 data and validated with P4 data. Its performance was evaluated using statistical regression analysis and the root mean square deviation (MSD). For the first study, the soil C stocks and isotopic composition were affected by the implementation of the iCLF system. The forest component was an important factor for soil C accumulation for both areas under iCLF. The N can be a limiting factor for C accumulation. We concluded that iCLF affected soil C and N stocks in the short term, however, longer iCLF deployment time would be necessary to elucidate the impact of iCLF in the long-term. In the second study model calibration was performed by adjusting the basic decomposition rate coefficient. The measured and simulated values were significantly correlated with an MSD of 2.11, indicating that the model captured spatial-temporal dynamics of SOC in the topsoil. However, CQESTR underestimated SOC for the 0,1-0,3 m layer, probably due to lack of site specific grass or crop root biomass and distribution data under tropical conditions. Additional calibration is required to improve prediction of SOC stabilization process in the subsoil layers of tropical soils. In the long term (20 years), for the superficial (0,0-0,1 m) soil layer, the model simulated C accumulation in iCL and C loss in soybean/corn grain production system independently of the use of zero-tillage or conventional tillage in either of these systems under Cerrado conditions. / Os sistemas de integração lavoura-pecuária (iLP) e integração lavourapecuária- floresta (iLPF) são apontados como potenciais acumuladores de carbono no solo. Entretanto, ainda há poucos estudos científicos que avaliaram a real contribuição desses sistemas de produção. O presente trabalho incluiu dois estudos para avaliação desses sistemas. O primeiro teve por objetivo avaliar a acumulação e a origem do carbono do solo em iLPF na região de transição dos biomas Cerrado-Amazônia; e o segundo estudo teve por objetivo calibrar e validar o modelo CQESTR para o ecossistema Cerrado bem como avaliar o efeito de práticas de manejo do solo, incluindo iLP e vários cenários no carbono orgânico do solo (COS) ao longo do tempo. Para o primeiro estudo foram selecionadas duas áreas sob iLPF (iLPF1 e iLPF3, sistemas com uma linha e três linhas de Eucalyptus urograndis por renque, respectivamente) cultivadas nesse sistema desde 2009 e uma pastagem no município de Nova Canaã do Norte, MT. Amostras de oito camadas (0,0-1,0 m) foram tomadas para avaliação da densidade, textura, teor de C e N total e δ¹³C. O segundo estudo foi conduzido no bioma Cerrado, em área que vem sendo manejada em iLP desde 2000. Foram avaliadas duas áreas, os Piquete 4 (P4) e Piquete 5 (P5). A densidade do solo e o teor de matéria orgânica foram determinados para as camadas 0,0-0,1 e 0,1-0,3 m. O CQESTR é um modelo de simulação de C baseado em processos que simula o efeito do clima, rotações de cultura e práticas de manejo no COS. O modelo foi calibrado com dados do P5 e validado com P4. Seu desempenho foi avaliado usando análise estatística de regressão e o desvio médio quadrático (MSD). No primeiro estudo, a composição isotópica do solo e os estoques de C foram afetados pela implantação do sistema iLPF. O componente florestal foi importante fator na acumulação de C em ambas as áreas sob iLPF. O N pode ser um fator limitante para a acumulação de C. Conclui-se que o iLPF afeta os estoques de C e N do solo no curto prazo, entretanto, novas avaliações com maior tempo de implantação do iLPF poderiam auxiliar na elucidação do comportamento desses elementos no sistema em longo prazo. No segundo estudo, a calibração do modelo foi realizada pelo ajuste do coeficiente da taxa de decomposição básica. Os valores simulados e medidos foram significativamente correlacionados com um MSD de 2,11, indicando que o modelo capturou satisfatoriamente a dinâmica temporal do COS na camada superficial. Entretanto, o CQESTR subestimou o COS para a camada subsequente 0,1-0,3 m, provavelmente devido às diferenças na biomassa e distribuição de raízes de gramíneas de clima tropical e temperado. Calibração adicional é requerida para melhorar a predição do COS e processos de estabilização nas camadas subsuperficiais de solos tropicais. Para a camada 0,0-0,1 m, em longo prazo (20 anos), o modelo simulou acumulação de C em iLP e decréscimo de C em sistema de produção com sucessão soja/milho, tanto sob plantio direto quanto preparo convencional em condições do Cerrado.

Submitted by Fernando Castro (f.h.c.mat010@gmail.com) on 2018-04-24T02:06:10Z No. of bitstreams: 3 Dissertação.pdf: 3513724 bytes, checksum: 30a70d42d3261056f5f5da2b50f69ec2 (MD5) Aprovação.pdf: 10878 bytes, checksum: f562a7550ae34703b803e3d9a83217aa (MD5) carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2018-05-07T13:32:51Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação.pdf: 3513724 bytes, checksum: 30a70d42d3261056f5f5da2b50f69ec2 (MD5) Aprovação.pdf: 10878 bytes, checksum: f562a7550ae34703b803e3d9a83217aa (MD5) carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) / Rejected by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com), reason: Boa tarde Fernando, Por favor nos envie sua dissertação com a folha de aprovação já inserida nela. Também verificamos que há várias marcações de hiperlink no texto deixando-o esteticamente não de acordo com as normas e como seu trabalho vai estar disponível em bases nacionais e internacionais recomendo que modifique e envie um novo arquivo com as retificações Fico no aguardo para finalizarmos o processo Qualquer dúvida estou à disposição Obrigada Abraços Eunice on 2018-05-07T13:58:47Z (GMT) / Submitted by Fernando Castro (f.h.c.mat010@gmail.com) on 2018-05-07T14:41:06Z No. of bitstreams: 2 carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) Dissertação - Fernando Castro.pdf: 3394716 bytes, checksum: d0f4565b103b0d841ebe532ca9d3ce1e (MD5) / Rejected by Ronildo Prado (ri.bco@ufscar.br), reason: Oi Fernando, Faltou inserir a folha de aprovação na dissertação ou tese. Fico no aguardo para finalizarmos o processo. Abraços Ronildo on 2018-05-15T20:12:24Z (GMT) / Submitted by Fernando Castro (f.h.c.mat010@gmail.com) on 2018-05-17T13:52:42Z No. of bitstreams: 2 carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) Dissertação - Fernando Castro.pdf: 3394716 bytes, checksum: d0f4565b103b0d841ebe532ca9d3ce1e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ri.bco@ufscar.br) on 2018-05-17T18:15:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) Dissertação - Fernando Castro.pdf: 3394716 bytes, checksum: d0f4565b103b0d841ebe532ca9d3ce1e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ri.bco@ufscar.br) on 2018-05-17T18:15:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) Dissertação - Fernando Castro.pdf: 3394716 bytes, checksum: d0f4565b103b0d841ebe532ca9d3ce1e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-17T18:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 carta-comprovanteLOGOdosPPGs.pdf: 216303 bytes, checksum: 646b1697db249ef1a3e646f6da9f4eb6 (MD5) Dissertação - Fernando Castro.pdf: 3394716 bytes, checksum: d0f4565b103b0d841ebe532ca9d3ce1e (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Climate change is a global issue aggravated by the accumulation of carbon (C) in the atmosphere due to anthropogenic actions. Since the discovery of fossil fuel, its burning has been the main emitter of C to the atmosphere, contributing to raise of Earth's temperature. There are also other sources of C emissions with significant participation in climate change, such as land use change. For centuries, deforestation, burning and poor soil management in the agricultural system have led to a significant loss of forest biomass and soil organic matter, releasing C into the atmosphere in the form of carbon dioxide CO_2, methane CH_4, among other greenhouse gases. Computational models for soil carbon balance were created to evaluate the effect of conventional and conservationist management practices on soil C reservoir. However, most of these models were developed for climate and soil conditions in temperate regions, thus requiring adaptations to Brazilian soil and climate conditions. The objective of this work is to adapt the CQESTR model in a more robust and modern programming language, making its use available for the most current operational systems, Linux and Mac OS, besides Windows. This model was chosen because of its accuracy, simplicity and the need for few input parameters, besides allowing to simulate carbon stocks in the soil at a depth of 3 m. The updated model, in the Python language, was developed by applying object oriented programming techniques. In order to evaluate the new structure of the model, data were used from the systems: no-tillage and conventional tillage with disc plowing, heavy harrowing and scarification, on wheat and soybean crop rotation in the experimental field of Embrapa Soybean in Londrina/PR. The results of the Python model presented similarities to those of the original model, although inaccuracies were found in the second, such as the change in thermal time for simulations with double agricultural rotation per year and the lack of one day in the leap year. The update allows to simulate more than two crops per year, along with leap year implementation in decomposition processes. It also allows to read data from .xlsx and .xls files, making this procedure more agile and easy for the user compared to the original program. The web interface modernized the use of the model, allowing its use in any operational system. The interface in Python will facilitate future updates to the CQESTR model. / As mudanças climáticas são uma questão global que se agrava cada vez mais com o acúmulo de carbono (C) na atmosfera, devido às diversas ações antropogênicas. Desde a descoberta do combustível fóssil, sua queima tem sido o principal emissor de C para a atmosfera, contribuindo para o aumento da temperatura da Terra. Há ainda outras fontes de emissão de C com participações significativas nas mudanças climáticas, como a mudança no uso de terras. Durante séculos, desflorestamento, queimadas e o mau gerenciamento do solo, no sistema agrícola, levaram a uma perda significativa da biomassa das florestas e da matéria orgânica do solo, liberando C para a atmosfera na forma de dióxido de carbono CO_2, metano CH_4, entre outros gases do efeito estufa. Modelos computacionais para o balanço de carbono do solo foram criados para avaliar o efeito de práticas de manejo, convencionais e conservacionista no reservatório de C do solo. Contudo, a maior parte desses modelos foram desenvolvidos para condições de clima e de solo de regiões temperadas, exigindo, portanto adaptações para as condições de clima e solo brasileiros. O objetivo deste trabalho é adaptar o modelo CQESTR em uma linguagem de programação mais robusta e moderna, disponibilizando seu uso para os sistemas operacionais atuais, Linux e Mac OS, além do Windows. Esse modelo foi escolhido por sua acurácia, simplicidade e necessidade de poucos parâmetros de entrada, além de permitir simular estoques de carbono no solo à uma profundidade de até 3 m. O modelo convertido, na linguagem Python, foi desenvolvido aplicando técnicas da programação orientada a objetos. Para avaliar a nova interface do modelo, foram utilizados dados dos sistemas de plantio direto e preparo convencional com arado de disco, gradagem pesada e escarificação, na rotação de trigo e soja, cultivados no campo experimental da Embrapa Soja em Londrina/PR. Os resultados do modelo em Python apresentaram similaridades aos do modelo CQESTR, embora tenham sido encontradas imprecisões no programa original, como a mudança no tempo termal para simulações com rotatividade agrícola no ano e a falta de um dia no ano bissexto. A atualização permite simular mais de duas culturas ao ano, juntamente com a implementação do ano bissexto nos processos da decomposição. Também possibilitou a leitura de dados a partir de arquivos .xlsx e .xls, tornando este procedimento mais ágil e fácil para o usuário em comparação ao programa original. A interface web modernizou o uso do modelo, permitindo sua utilização em qualquer sistema operacional. A interface em Python facilitará futuras atualizações ao modelo CQESTR.