Este trabalho objetivou relacionar a produtividade agroindustrial da cana-de-açúcar com o aproveitamento do nitrogênio (N) das adubações sucessivas em cana-planta e soqueiras, em sistema de cultivo mínimo sem o revolvimento do solo ou escarificações das entrelinhas na reforma do canavial ou após os cortes, respectivamente - e quantificar a contribuição da palhada proveniente da colheita mecanizada na nutrição da cultura. O experimento foi instalado em março de 2005, em um Latossolo Vermelho Eutrófico muito argiloso da Fazenda Santa Terezinha, Jaboticabal, SP e foi conduzido durante quatro ciclos agrícolas consecutivos até julho de 2009. O delineamento experimental na cana-planta foi blocos casualizados, com quatro tratamentos (doses de N-uréia 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 no sulco de plantio, juntamente com 120 kg ha-1 de P2O5 e K2O) e quatro repetições (parcelas de 48 sulcos x 15 m). Nos ciclos de 1ª a 3ª soqueiras, as parcelas de cana-planta foram subdivididas em outros quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N) e quatro repetições (subparcelas de 12 linhas x 15 m). Na 3ª soqueira a adubação com N foi de 100 kg ha-1 em todas as parcelas, visando detectar efeitos residuais das fertilizações anteriores na produtividade da cana no 4º ciclo. Em todas as parcelas dos ciclos de soqueiras também aplicou-se 150 kg ha-1 de K2O como KCl. Na dose 80 kg ha-1 de N em cana-planta, foram instaladas microparcelas contendo uréia e/ou material vegetal marcado com 15N, simulando os resíduos anteriores à reforma (palhada, PAR ou rizomas, RAR da variedade RB855536) remanescentes no solo após o cultivo mínimo. O objetivo foi avaliar a contribuição do fertilizante-15N e dos resíduos vegetais-15N na nutrição nitrogenada da cultura em ciclos consecutivos. Após o corte da cana-planta, novas microparcelas contendo palhada pós colheita (PPC-15N, variedade SP81-3250) foram dispostas nos tratamentos 800 e 80150 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras, respectivamente, para avaliar a contribuição do N-PPC na nutrição da cultura e a influência do N aplicado em soqueiras na disponibilização do N-PPC. Um estudo complementar foi desenvolvido em sacos telados contendo PAR-15N em cana-planta (dose 80 kg ha-1 de N) e PPC- 15N em soqueiras (doses 80-0 e 80-150 kg ha-1 de N), visando quantificar a decomposição dos resíduos durante os ciclos agrícolas e possíveis diferenças na intensidade da decomposição devido às aplicações de N em cana-planta e em soqueiras respectivamente. Nos quatro ciclos consecutivos avaliou-se a: i) produtividade agroindustrial (TCH, Mg de cana ha-1 de colmos e TPH, Mg ha-1 de pol) e características tecnológicas da matéria-prima (pol % cana e fibra %) em função dos tratamentos de N em cana-planta e soqueiras; ii) recuperação do 15Nuréia, 15N-PAR, 15N-RAR e 15N-PPC pela parte aérea da cultura (colmos, folhas secas e ponteiro) e o balanço de carbono (C) e N no sistema solo-planta e iii) decomposição da PAR e PPC pela redução da matéria seca (MS), do C, 10 macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e carboidratos estruturais (lignina, celulose e hemicelulose). A TCH e TPH foram influenciadas pelas doses de N no plantio e nas soqueiras subseqüentes. Houve resposta linear na produtividade agroindustrial da cana-planta às doses de N do plantio e na média dos quatro ciclos agrícolas. Porém, não houve interação entre as doses de N em cana-planta e soqueiras. O tratamento 120100 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras proporcionou a maior TCH acumulada nos quatro ciclos consecutivos, porém o tratamento 12050 kg ha-1 de N foi o mais viável economicamente. A recuperação do N-uréia de plantio foi mais alta no primeiro ciclo (24, 7 kg ha-1 ou 31% da dose aplicada) decrescendo ao longo ciclos agrícolas subsequentes (5%; 4% e 3%, respectivamente). O balanço de N após os quatro ciclos (2006 a 2009) indicou 43% (34,4 kg ha-1) de recuperação do Nuréia pela parte aérea da cultura, 0,2% permaneceu nos rizomas, 20% no solo e 37% foram contabilizados como perdas. Para os resíduos vegetais PAR e RAR as recuperações na parte aérea foram de 28% e 23% da quantidade inicial (14,2 e 7,4 kg ha-1, respectivamente). Em média, 0,2% do N-resíduos vegetais permaneceu nos rizomas, 52% no solo e 22% foram perdas. A soma da recuperação do N-PAR e NRAR de foi de 24,4 kg, ou seja, 39% da contribuição total de N destes resíduos, indicando serem fontes de N a longo prazo para a cana-de-açúcar. Houve correlação entre a recuperação acumulada do N-uréia e N-resíduos vegetais com a evapotranspiração acumulada dos quatro ciclos agrícolas. A recuperação do N-PPC pela parte aérea da cultura praticamente dobrou após três ciclos, devido à aplicação de N em soqueiras, 17% vs. 31% (6,9 e 12,6 kg ha-1 de N, respectivamente). O restante do N-PPC permaneceu nos rizomas (0,3% e 0,4%), no solo (69% e 61%) ou resultaram em perdas (13,4% e 7,6%). Não houve alterações nos estoques de C e N do solo com a adição de N-uréia ou N-resíduos vegetais. A decomposição da PAR e PPC foi influenciada pelas aplicações de N em cana-planta e soqueiras e pela ação biológica ao longo dos ciclos agrícolas avaliados. Essa degradação ocorreu devido à redução da relação C:N, do crescimento de raízes sob a palhada, perdas de MS, C, N, macronutrientes e carboidratos estruturais da palhada ao longo dos ciclos agrícolas. Para a PAR e PPC, a degradação da MS foi de 96% e 73% após quatro e três anos, respectivamente. Os macronutrientes que apresentaram maiores liberações foram o K 98% e 92%; Mg 97% e 70% e o Ca 95% e 55%, da quantidade inicial dos nutrientes (kg ha-1) aplicadas via PAR e PPC, respectivamente. Após quatro ciclos agrícolas os teores (g kg-1) de lignina, celulose e hemicelulose da PAR decresceram 60%, 29% e 70%. Para a PPC a redução foi de 47%, 35% e 70% em três ciclos. A degradação dos carboidratos estruturais foi influenciada pelas condições climáticas ocorridas durante os ciclos agrícolas e pela composição bioquímica inicial dos resíduos (carboidratos e nutrientes totais). Não houve diferença na degradação da MS da PPC devido à aplicação de N em soqueiras, porém houve diferença na degradação do C, na liberação de Ca, na concentração de raízes e na decomposição da lignina quando se realizou a adubação com N sobre a palhada em soqueiras / This work aimed to relate the agroindustrial yield of sugarcane with nitrogen (N) fertilization in successive cropping cycles in plant-cane and ratoons under minimum tillage system - without soil plowing or interows scarification in crop renewal and after the harvesting seasons, respectively - and to quantify the contribution of straw from mechanical harvesting on crop N nutrition. The field trial was planted in March 2005 in a very clayey Rhodic Eutrustox at Santa Terezinha Farm, Jaboticabal, Sao Paulo State and was conducted during four consecutive cropping cycles until July 2009. The plant-cane trial was designed as randomized blocks with four treatments (N-urea in increasing rates 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 at planting added to 120 kg ha-1 P2O5 and K2O) and four replicates (48 furrows of 15 m length). For the ratoon-cane trial, (1st to 3rd ratoons) the plant-cane plots were subdivided into other four treatments (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 N) and four replicates (12 rows x 15 m). The N fertilization of the 3rd ratoon was leveled to 100 kg ha-1 in all plots in order to detect residual effects of previous N fertilizations on sugarcane yield in this cycle. All ratoon cycles also received 150 kg ha-1 K2O as KCl. It has been installed microplots containing 15N-urea and/or 15N-labeled plant material at the 80 kg ha-1 N dose in plant-cane, simulating the crop residues prior to renewal (trash PAR or rhizomes, RAR of RB855536 variety) and which remained in soil after minimum tillage. The objective was to assess the contribution of N-fertilizer and N-residues in sugarcane N nutrition in consecutive cycles. After the plant-cane harvesting, new microplots containing post harvest trash (PPC-15N, variety SP81-3250) were placed in treatments 80-0 and 80- 150 kg N ha-1 in plant-cane and ratoons, respectively, aiming to assess the contribution of N-PPC in crop nutrition and the influence of N applied to ratoons in the N-PPC availability for sugarcane uptake. An additional study was conducted in litter bags containing PAR-15N in plant-cane (dose 80 kg ha-1 N) and PPC-15N in ratoons (doses 80-0 and 80-150 kg N ha-1) in order quantify the decomposition of trash during the crop cycles and possible differences in the decomposition rates due to N applications in plant-cane (PAR) and ratoons (PPC), respectively. In the four consecutive cycles were evaluated: i) Agroindustrial yields (TCH, Mg cane ha-1 stalks and TPH, Mg ha-1 of sugar) and raw material quality (pol% cane and fiber%) in plantcane and ratoon treatments; ii) Recovery of urea-15N, PAR-15N, 15N- RAR and 15NPPC by crop above ground parts (stalks, dry leaves and tips) and carbon (C) and N balances in the soil-plant system and iii) decomposition of PAR and PPC as reduction of dry matter (DM), C, nutrients (N, P, K, Ca, Mg and S) and structural carbohydrates (lignin cellulose and hemicellulose). The agroindustrial yields (TCH and TPH) were influenced by N rates at planting and subsequent ratoons. It hás been found linear response in crop yield due to N rates at planting and in the average of four crop cycles. However, no responses were detected in the interaction between 12 N doses in plant or ratoon cane. The highest accumulated yield (TCH) in four consecutive cycles was obtained in treatment 120-100 kg ha-1 N in plant-cane and ratoons, but treatment 120-50 kg ha-1 N has been found as the more economically viable. The recovery of N-urea applied in plant-cane was higher in the first cycle (24, 7 kg ha-1 or 31% of the applied dose) and decreased over subsequent crop cycles (5%, 4% and 3% respectively). The N balance after four cycles (2006-2009) showed 43% (34.4 kg ha-1) of total N-urea recovery by the crop above ground parts, 0.2% was found in the rhizomes, 20% in soil and 37% were counted as losses. Cane trash N-PAR and N-RAR recoveries in the above ground parts were 28% and 23% of the initial amount of N applied as crop residues (14.2 and 7.4 kg ha-1, respectively). On average, 0.2% of N-plant residues remained in the rhizomes, 52% in the soil and 22% were accounted as losses. The total recovery of N-PAR N-and RAR was 24.4 kg, or 39% of the total N of these residues, indicating that they are long term N sources for the sugarcane crop. There had been found a close correlation between the cumulative recovery of N-urea and N-residues with the accumulated evapotranspiration of the four crop cycles. The N-PPC recovery by sugarcane above ground parts almost doubled after three cycles due to N application in ratoons, 17% vs. 31% (6.9 and 12.6 kg ha-1 N, respectively). In other compartments, 0.3% and 0.4% of N-PPC remained in the rhizomes, 69% and 61%) in the soil and 13.4% and 7.6%) resulted in losses. There was detected no major changes in soil C and N stocks C due to the addition of N-urea and N-residues. The decomposition of PAR and PPC was influenced by N fertilizations in plant-cane and ratoons cane and by biological action over the cropping cycles. The major effects detected as trash decomposed over the agricultural cycles were the reduction in residues C:N ratio, sugarcane root growth under the trash blanket, and losses of DM, C, N, macronutrients and structural carbohydrates. The DM degradation of PAR and PPC was 96% and 73% after four and three years respectively. The nutrients that showed higher release rates were K 98% to 92%, Mg 97% to 70% Ca and 95% to 55% of the initial amount of nutrients (kg ha-1) sourced by PAR and PPC residues, respectively. After four agricultural cycles, the levels (g kg-1) of lignin, cellulose and hemicellulose from PAR decreased 60%, 29% and 70%, and for PPC the reduction was 47%, 35% and 70% in three cycles. The degradation of structural carbohydrates was influenced by climatic conditions that occurred during the agricultural cycles and the initial biochemical composition those residues (total carbohydrates and nutrients content). There was no difference in DM degradation of PPC due to N application in ratoons, however there were differences in C degradation, in the release of Ca, concentration of roots and in the decomposition of lignin when N- fertilizer has been applied over the trash blanket

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-02-20T14:28:26Z No. of bitstreams: 1 Adriano Marcio Freire da Silva.pdf: 233973 bytes, checksum: 8365664074820b5955fb940c37b47616 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T14:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano Marcio Freire da Silva.pdf: 233973 bytes, checksum: 8365664074820b5955fb940c37b47616 (MD5) Previous issue date: 2009-02-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Bacterial canker (Xanthomonas campestris pv. viticola) (Xcv) caused great damage to the grapevine cultivation in the Vale do Submédio São Francisco. In the first paper techniques of in vitro tissue culture in modified Galzy medium (MGM) were studied in order to eliminate Xcv from ‘Red Globe’ grapevine plants. The first experiment aimed to select the ideal length of apex and axillary’s buds for cultivation in MGM; the second to verify the effect of the thermotherapy (38ºC/four weeks) associated to the MGM cultivation; and the third intended to test antibiotics to eliminate Xcv from explants taken from infected grapevines. All plants obtained without contamination in vitro and culture media contaminated were indexed by using the semi-selective culture media nutrient agar-dextrose-yeast extract-ampicilin (NYDAM) followed by a pathogenicity test. The cultivation of 3 mm explants permitted to obtain plants free of bacteria with regeneration 14.3 times higher than 1 mm explants. The thermotherapy of infected plants associated to the in vitro culture did not eliminate the pathogen. The cultivationof 10 mm explants for 40 days in MGM+cefotaxime (300 mg L-1) eliminated Xcv from grapevine plants. The indexation in NYDAM permitted the visualization of specific Xcv growing. The indexation of in vitro regenerated grapevine plants for Xcv infection by using NYDAM medium is an economic and efficient alternative for production of selected plants. It is known that pruning residues of infected plants abandoned in the grapevine plantations are important source of disease primary inoculum and that burning is recommended as control measure. Thus the second paper investigated the survival of Xcv in infected tissues and the use of composting to eradicate Xcv associated with crop residues. Plants of grapevine “Festival’ were inoculated with a mutant resistant to rifampicin Xcv2Rif and at the time they presented high disease severity, fragmented shoots and entire leaves were placed in mesh bags. These bagswere placed on the surface of microplots in experimental area (experiment 1) and inside compost piles of grapevine pruning residues (experiment 2). The survival of Xcv2Rif in grapevine infected tissue was monitored in the culture medium NYDAM + rifampicin (0,1g L-1) + azoxystrobim (0,16 g L-1), at 8 and 10 days intervals from 1 and 2 experiment setting, respectively. In the experiment 1 tissue decomposition was also evaluated and in the experiment 2, pile temperature curves, phenolyc content, and fungi and bacteria antagonistic to Xcv2Rif were analyzed. The pathogen survived in high densities (104 a 106 CFU g-1) for at least 80 days in grapevine-infected tissues on soil surface. Then grapevine-pruning residues are important inoculum source for other plants in the vineyard. The composting process eliminated Xcv2Rif from crop residues in 10 days due to high temperatures in piles, liberation of phenolyc compounds during the process and microbial antagonism. Therefore the composting is a viable and safemethod to manage pruning residues in grapevine plantations without problems of Xcv survival and without losing of an important source of organic matter for the culture. / O cancro-bacteriano causado por Xanthomonas campestris pv. viticola (Xcv) é responsável por grandes prejuízos ao cultivo de videira no Vale do Submédio São Francisco. No primeiro trabalho, técnicas de cultura de tecidos em meio de Galzy modificado (MGM) foram estudadas visando eliminar Xcv de mudas de videira ‘Red Globe’. O primeiro experimento visou selecionar o tamanho ideal de ápices e gemas axilares para o cultivo em MGM; o segundo, verificar o efeito da termoterapia de mudas (38ºC/quatro semanas) associada ao cultivo em MGM; e o terceiro, testar antibióticos para eliminação de Xcv em explantes oriundos de videiras infectadas. Todas as plantas obtidas sem contaminação in vitro e meios de cultivo contaminados foram indexados utilizando o meio ágar nutritivo-dextrose-extrato de leveduraampicilina (NYDAM) seguindo-se teste de patogenicidade. O cultivo de explantes com 3 mm possibilitou a obtenção de plantas livres da bactéria, com regeneração 14,3 vezes maior que explantes de 1 mm de comprimento. A termoterapia de mudas infectadas associada ao cultivo in vitro não eliminou o patógeno. O cultivo de explantes com 10 mm durante 40 dias em MGM+cefotaxima (300 mg L-1) proporcionou limpeza clonal das mudas. A indexação em NYDAM permitiu a visualização do crescimento de Xcv. A indexação de plantas de videira regeneradas in vitro quanto à infecção por Xcv utilizando NYDAM é uma alternativa econômica e eficiente para produção de plantas selecionadas. Sabe-se que restos de poda de plantas infectadas deixados no parreiral são importante fonte de inóculo primário da doença, recomendando-se a queima como medida de controle. No segundo trabalho, investigou-se a sobrevivência de Xcv em tecidos de videira infectados e o uso da compostagem para erradicação de Xcv em associação com restos culturais. Mudas de videira ‘Festival’ foram inoculadas com omutante resistente a rifampicina Xcv2Rif e quando apresentavam alta severidade da doença, ramos fragmentados e folhas inteiras foram acondicionados em bolsas de malha plástica. Estas foram alocadas na superfície de microparcelas em área experimental (experimento 1) e no interior de pilhas de compostagem de restos de poda de videira (experimento 2). A sobrevivência de Xcv2Rif em tecidos infectados de videira foi monitorada em meio NYDAM + rifampicina (0,1g L-1) + azoxystrobim (0,16 g L-1), a intervalos de 8 e 10 dias a partir do início do experimento, respectivamente nos experimentos 1 e 2. No experimento 1, foi também avaliada a decomposição de tecidos e no experimento 2, as curvas de temperatura das pilhas, conteúdo de fenóis, e presença de microbiota fúngica e bacteriana antagonista a Xcv2Rif. O patógeno sobreviveu em altas densidades (104 a 106 UFC g-1) por pelo menos 80 dias em tecidos infectados de videira na superfície do solo. Portanto, restos de poda de videira constituem importante fonte de inóculo primário para infecção de outras plantas no parreiral. O processo de compostagem eliminou Xcv2Rif de restos culturais em 10 dias, devido às altas temperaturas alcançadas pelas pilhas, liberação de compostos fenólicos durante o processo e antagonismo microbiano. Desta forma, a compostagem constitui uma maneira viável e segura de manejar os restos de poda em parreirais, sem perigo de sobrevivência de Xcv e sem que haja a perda de uma importante fonte de matéria orgânica para a cultura.

The growing demand for meat worldwide by the increasing human population (6.8 billion) calls for an increase in livestock production as well as attention to environmental sustainability. Production increases are critical especially in Africa with the highest annual population growth rate (2.5%), where most communities rely on livestock for protein supply. Attempts by intensive livestock farming to optimize production are limited by fibrous quality feeds (roughages) and their unavailability in both developed and developing countries. The overall objective of this study was to scan both domestic and wild herbivores in search for microbial ecosystems with superior fibrolytic potential that can be used as feed additives. It was hypothesized that microbes from wild herbivore can improve fibrous feed breakdown in domesticated ruminants. Experiment 1 evaluated the use of fresh or in vitro cultured faecal inoculum (FF) from two Jersey cows as a potential substitute for rumen fluid (RF). Cultured FF was a better substitute for fresh RF as demonstrated by percentage differences in exocellulase activity (0.4%) and true degradability (TD) (7%), compared to the differences observed between fresh RF and FF for exocellulase activity (33%) and TD (14%). It was applied in subsequent experimentation because it was cost effective (no surgery and reduced sample collection time). The second experiment compared the fibrolytic competence of cultured faecal inocula from three hindgut fermenters (miniature horse (mH), horse (H) and Zebra (ZB)) in summer and winter grazing in their natural environment. Both cellulase enzyme assays (exocellulase, endocellulase and hemicellulase) and in vitro maize stover digestibility study ranked the herbivores according to their fibrolytic competence as ZB > H > mH. The effect of cultured faecal inocula from H, ZB and wildebeest (WB) and its combined systems (N1=H+WB, N2=H+ZB, N3=WB+ZB and N4=H+WB+ZB) on the fermentation of maize stover were also evaluated in vitro. Both enzyme assays and MS degradability studies showed that the combined systems were higher (P<0.01) in fibrolytic activities compared to the individual systems. The microbial ecosystems were ranked as N1 > N2 > N4 > H > ZB > WB >N3; and N3 > N1 > N4 > WB > N2 > ZB >H by their exocellulase activity and degradability parameters, repetitively. The diversity of microbial ecosystems was confirmed by numerous active carboxymethyl cellulase bands present on a carboxymethy cellulose zymograms in experiment 4. The combined microbial ecosystems contain more active and variable bands of cellulases than in the individual microbial ecosystems. Systems N3 and N1 were considered as the best inocula for rumen transinoculation studies. Experiment 5 assessed the in vivo effect of direct-fed microbials from N1 and N3 on MS degradation, ruminal fermentation characteristics and cellulase enzyme profile in sheep. Feed dry matter intake increased (P<0.03) in N1 but tended to increase when inoculated with N3. The treatments, N1 and N3 increased (P<0.05) rumen exocellulase (9.4 and 33.2%, respectively) and endocellulase (82.1 and 47.1%, respectively) specific activities but not hemicellulase activity. Maize stover degradability parameters for N3 (TD, degradability of the insoluble fraction of MS, effective degradability, total SCFA and propionate) measured after 96 h of incubation tended (P>0.05) to be numerically different (1.1, 5.4, 7.1 and 7.9%, respectively). Increase in propionate for N3 was accompanied by higher total SCFA and lower CH4. A decrease in CH4 and no difference in CO2 allow both systems to be environmentally friendly since they have been associated with global warming. These studies showed that direct-fed microbials from N1 and N3 inocula have the potential of improving the utilization of maize stover feeds in ruminants, particularly in view of its simplicity and availability which allows it to be implemented at a relatively lower cost compared to other specific strains or microbial cultures. However, more research is required to identify, purify and classify the superior fibrolytic microbes in the most active ecosystems. / Thesis (Ph.D.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2012.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The sugarcane residues came out as an important source of biomass for the production of cellulosic ethanol in Brazil. However, there is a lack of studies on the impact that how partial removal of these residues affect the decomposition of the remaining crop residue on the soil surface. In this context, the aim of this study was to evaluate the decomposition and release of nitrogen (N) from sugarcane residues under field conditions. Three different rates of residues were evaluated at five different location of the Rio Grande do Sul state, Brazil. The study was conducted from September 2012 to August 2013, in the municipalities of Port Xavier, São Luiz Gonzaga, Jacuí Heels, Santa Maria and Pelotas. The experimental design was completely randomized with four replications. To monitor the process of decomposition, RB 956 911 sugarcane straw was air dried, and added in amounts equivalent to 4, 8 and 12 t ha-1 in wooden boxes. These wooden boxes were then collected monthly over a period of one year. The collected materials, was analyzed for the remaining amounts of dry matter (DM) and its C and N concentrations. The straw collected in Santa Maria were also analyzed for hemicellulose (HEM), cellulose (CEL) and lignin (LIG ) the values of DM and remaining C was adjusted in non-linear regression model. The results of this study demonstrated that the amount of sugarcane straw deposited on the surface does not affect the decomposition and release of carbon and nitrogen, and also the breakdown of bio-chemicals (cellulose, hemicellulose and lignin) in the straw. However, it was demonstrated that the site influenced the decomposition and carbon and nitrogen release from the straw, with the main factor controlling decomposition process was precipitation. / Os resíduos culturais da cultura da cana-de-açúcar se destacam como importante fonte de biomassa para a produção do etanol celulósico no Brasil. No entanto, há uma carência de estudos sobre o impacto que a retirada parcial desses resíduos causa na decomposição dos resíduos culturais remanescentes na superfície do solo. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a decomposição e liberação de nitrogênio (N) dos resíduos culturais de cana-de-açúcar em condições de campo em função de três diferentes quantidades de resíduos e em cinco ambientes do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O estudo foi realizado no período de setembro de 2012 a agosto de 2013, nos municípios de Porto Xavier, São Luiz Gonzaga, Salto do Jacuí, Santa Maria e Pelotas. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com 4 repetições. Para monitorar o processo de decomposição, a palha da cana RB 956911, seca ao ar, foi colocado em quantidades equivalentes a 4, 8 e 12 Mg ha-1 em quadros de madeira telados, os quais foram depositados no interior do canavial e recolhidas mensalmente durante um período de 360 dias. Nos materiais coletados, foram feitas determinações das quantidades remanescentes de matéria seca (MS) e da sua concentração de C e N. Na palha coletada em Santa Maria foram também determinados os teores de hemicelulose (HEM), celulose (CEL) e lignina (LIG) Aos valores obtidos de MS e C remanescentes foi ajustado modelo de regressão não linear. Os resultados deste estudo demonstram que a quantidade de resíduos de cana-de-açúcar depositada na superfície do solo não afeta a decomposição, liberação de carbono e nitrogênio, e também a decomposição dos compostos bioquímicos (celulose, hemicelulose e lignina) presentes na palha. No entanto, foi demonstrado que o local de estudo exerce influência na decomposição e liberação de carbono e nitrogênio dos resíduos, sendo a precipitação o principal fator controlador do processo de decomposição.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The increase in the availability of nutrients to soil microorganisms, especially carbon (C) and nitrogen (N), through crop residues and animal slurries can increase dioxide carbon (CO2) and nitrous oxide (N2O) emissions to the atmosphere. In order, to evaluate this hypothesis, two studies in field conditions were conducted in a typic Hapludalf at experimental area of Soils Department of UFSM-RS. The evaluated treatments were: T1-crop residues (CR) of oat; T2-CR of oat + pig slurry (PS); T3-CR oat + dairy cattle slurry (DCS); T4- CR of oat + N (urea); T5-CR common vetch, T6- CR of mixture between oat+vetch; and T7-fallow. The assessments started soon after the management of cover crops and application of animal slurries. The first study, evaluated the CO2 emission continuously for a period of 99 days. In the second study, it was evaluated the N2O emissions during 322 days. The inclusion of oat in mixture with vetch reduced the C mineralization rate of the CR, which was inversely proportional to the C/N ratio of CR, and followed this order: vetch> oat+vetch> oat. The addition of mineral N with DCS, did not increase the C mineralization of oat straw. The DCS application on the oat straw decreased C mineralization of slurry in relation to their application on the bare soil. The largest N2O fluxes occurred in the first days after the management of cover crops and application of animal slurries. The DCS were organic residue wich promoted greatest cumulative N2O emissions. In favorable conditions for the N2O emission in the soil, the production of this gas seems to be dependent on the C availability in soluble form. / O aumento na disponibilidade de nutrientes aos microrganismos do solo, especialmente de carbono (C) e nitrogênio (N), por meio de resíduos culturais e dejetos de animais pode aumentar as emissões de dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O) à atmosfera. Com o objetivo de avaliar essa hipótese foram realizados dois estudos em condições de campo, em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico, na área experimental do Departamento de Solos da UFSM-RS. Os tratamentos avaliados foram os seguintes: T1- Resíduos culturais (RC) de aveia preta; T2- RC de aveia preta + dejetos líquidos de suínos (DLS); T3- RC de aveia preta + dejetos líquidos de bovinos (DLB); T4- RC de aveia preta + N (uréia); T5- RC de ervilhaca comum; T6- RC do consórcio entre aveia+ervilhaca; e T7- Pousio. As avaliações iniciaram logo após o manejo das plantas de cobertura e da aplicação dos dejetos de animais. No primeiro estudo foi avaliada a emissão de CO2 continuamente por um período de 99 dias. No segundo estudo avaliaram-se as emissões de N2O durante 322 dias. A inclusão da aveia no consórcio com a ervilhaca reduziu a taxa de mineralização do C dos RC, a qual foi inversamente proporcional à relação C/N dos RC, e acompanhou a seguinte ordem: ervilhaca > aveia+ervilhaca > aveia. A adição de N mineral, via DLB, não aumentou a mineralização do C da palha de aveia. A aplicação dos DLB sobre a palha de aveia diminuiu a mineralização do C dos dejetos em relação a sua aplicação em solo descoberto. Os maiores fluxos de N2O ocorreram nos primeiros dias após o manejo das plantas de cobertura e da aplicação dos dejetos de animais. Os DLB foram os resíduos orgânicos que promoveram a maior emissão acumulada de N2O. Em condições favoráveis à emissão de N2O no solo, a produção desse gás parece ser dependente da disponibilidade de C na forma solúvel.

Este trabalho objetivou relacionar a produtividade agroindustrial da cana-de-açúcar com o aproveitamento do nitrogênio (N) das adubações sucessivas em cana-planta e soqueiras, em sistema de cultivo mínimo sem o revolvimento do solo ou escarificações das entrelinhas na reforma do canavial ou após os cortes, respectivamente - e quantificar a contribuição da palhada proveniente da colheita mecanizada na nutrição da cultura. O experimento foi instalado em março de 2005, em um Latossolo Vermelho Eutrófico muito argiloso da Fazenda Santa Terezinha, Jaboticabal, SP e foi conduzido durante quatro ciclos agrícolas consecutivos até julho de 2009. O delineamento experimental na cana-planta foi blocos casualizados, com quatro tratamentos (doses de N-uréia 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 no sulco de plantio, juntamente com 120 kg ha-1 de P2O5 e K2O) e quatro repetições (parcelas de 48 sulcos x 15 m). Nos ciclos de 1ª a 3ª soqueiras, as parcelas de cana-planta foram subdivididas em outros quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N) e quatro repetições (subparcelas de 12 linhas x 15 m). Na 3ª soqueira a adubação com N foi de 100 kg ha-1 em todas as parcelas, visando detectar efeitos residuais das fertilizações anteriores na produtividade da cana no 4º ciclo. Em todas as parcelas dos ciclos de soqueiras também aplicou-se 150 kg ha-1 de K2O como KCl. Na dose 80 kg ha-1 de N em cana-planta, foram instaladas microparcelas contendo uréia e/ou material vegetal marcado com 15N, simulando os resíduos anteriores à reforma (palhada, PAR ou rizomas, RAR da variedade RB855536) remanescentes no solo após o cultivo mínimo. O objetivo foi avaliar a contribuição do fertilizante-15N e dos resíduos vegetais-15N na nutrição nitrogenada da cultura em ciclos consecutivos. Após o corte da cana-planta, novas microparcelas contendo palhada pós colheita (PPC-15N, variedade SP81-3250) foram dispostas nos tratamentos 800 e 80150 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras, respectivamente, para avaliar a contribuição do N-PPC na nutrição da cultura e a influência do N aplicado em soqueiras na disponibilização do N-PPC. Um estudo complementar foi desenvolvido em sacos telados contendo PAR-15N em cana-planta (dose 80 kg ha-1 de N) e PPC- 15N em soqueiras (doses 80-0 e 80-150 kg ha-1 de N), visando quantificar a decomposição dos resíduos durante os ciclos agrícolas e possíveis diferenças na intensidade da decomposição devido às aplicações de N em cana-planta e em soqueiras respectivamente. Nos quatro ciclos consecutivos avaliou-se a: i) produtividade agroindustrial (TCH, Mg de cana ha-1 de colmos e TPH, Mg ha-1 de pol) e características tecnológicas da matéria-prima (pol % cana e fibra %) em função dos tratamentos de N em cana-planta e soqueiras; ii) recuperação do 15Nuréia, 15N-PAR, 15N-RAR e 15N-PPC pela parte aérea da cultura (colmos, folhas secas e ponteiro) e o balanço de carbono (C) e N no sistema solo-planta e iii) decomposição da PAR e PPC pela redução da matéria seca (MS), do C, 10 macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e carboidratos estruturais (lignina, celulose e hemicelulose). A TCH e TPH foram influenciadas pelas doses de N no plantio e nas soqueiras subseqüentes. Houve resposta linear na produtividade agroindustrial da cana-planta às doses de N do plantio e na média dos quatro ciclos agrícolas. Porém, não houve interação entre as doses de N em cana-planta e soqueiras. O tratamento 120100 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras proporcionou a maior TCH acumulada nos quatro ciclos consecutivos, porém o tratamento 12050 kg ha-1 de N foi o mais viável economicamente. A recuperação do N-uréia de plantio foi mais alta no primeiro ciclo (24, 7 kg ha-1 ou 31% da dose aplicada) decrescendo ao longo ciclos agrícolas subsequentes (5%; 4% e 3%, respectivamente). O balanço de N após os quatro ciclos (2006 a 2009) indicou 43% (34,4 kg ha-1) de recuperação do Nuréia pela parte aérea da cultura, 0,2% permaneceu nos rizomas, 20% no solo e 37% foram contabilizados como perdas. Para os resíduos vegetais PAR e RAR as recuperações na parte aérea foram de 28% e 23% da quantidade inicial (14,2 e 7,4 kg ha-1, respectivamente). Em média, 0,2% do N-resíduos vegetais permaneceu nos rizomas, 52% no solo e 22% foram perdas. A soma da recuperação do N-PAR e NRAR de foi de 24,4 kg, ou seja, 39% da contribuição total de N destes resíduos, indicando serem fontes de N a longo prazo para a cana-de-açúcar. Houve correlação entre a recuperação acumulada do N-uréia e N-resíduos vegetais com a evapotranspiração acumulada dos quatro ciclos agrícolas. A recuperação do N-PPC pela parte aérea da cultura praticamente dobrou após três ciclos, devido à aplicação de N em soqueiras, 17% vs. 31% (6,9 e 12,6 kg ha-1 de N, respectivamente). O restante do N-PPC permaneceu nos rizomas (0,3% e 0,4%), no solo (69% e 61%) ou resultaram em perdas (13,4% e 7,6%). Não houve alterações nos estoques de C e N do solo com a adição de N-uréia ou N-resíduos vegetais. A decomposição da PAR e PPC foi influenciada pelas aplicações de N em cana-planta e soqueiras e pela ação biológica ao longo dos ciclos agrícolas avaliados. Essa degradação ocorreu devido à redução da relação C:N, do crescimento de raízes sob a palhada, perdas de MS, C, N, macronutrientes e carboidratos estruturais da palhada ao longo dos ciclos agrícolas. Para a PAR e PPC, a degradação da MS foi de 96% e 73% após quatro e três anos, respectivamente. Os macronutrientes que apresentaram maiores liberações foram o K 98% e 92%; Mg 97% e 70% e o Ca 95% e 55%, da quantidade inicial dos nutrientes (kg ha-1) aplicadas via PAR e PPC, respectivamente. Após quatro ciclos agrícolas os teores (g kg-1) de lignina, celulose e hemicelulose da PAR decresceram 60%, 29% e 70%. Para a PPC a redução foi de 47%, 35% e 70% em três ciclos. A degradação dos carboidratos estruturais foi influenciada pelas condições climáticas ocorridas durante os ciclos agrícolas e pela composição bioquímica inicial dos resíduos (carboidratos e nutrientes totais). Não houve diferença na degradação da MS da PPC devido à aplicação de N em soqueiras, porém houve diferença na degradação do C, na liberação de Ca, na concentração de raízes e na decomposição da lignina quando se realizou a adubação com N sobre a palhada em soqueiras / This work aimed to relate the agroindustrial yield of sugarcane with nitrogen (N) fertilization in successive cropping cycles in plant-cane and ratoons under minimum tillage system - without soil plowing or interows scarification in crop renewal and after the harvesting seasons, respectively - and to quantify the contribution of straw from mechanical harvesting on crop N nutrition. The field trial was planted in March 2005 in a very clayey Rhodic Eutrustox at Santa Terezinha Farm, Jaboticabal, Sao Paulo State and was conducted during four consecutive cropping cycles until July 2009. The plant-cane trial was designed as randomized blocks with four treatments (N-urea in increasing rates 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 at planting added to 120 kg ha-1 P2O5 and K2O) and four replicates (48 furrows of 15 m length). For the ratoon-cane trial, (1st to 3rd ratoons) the plant-cane plots were subdivided into other four treatments (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 N) and four replicates (12 rows x 15 m). The N fertilization of the 3rd ratoon was leveled to 100 kg ha-1 in all plots in order to detect residual effects of previous N fertilizations on sugarcane yield in this cycle. All ratoon cycles also received 150 kg ha-1 K2O as KCl. It has been installed microplots containing 15N-urea and/or 15N-labeled plant material at the 80 kg ha-1 N dose in plant-cane, simulating the crop residues prior to renewal (trash PAR or rhizomes, RAR of RB855536 variety) and which remained in soil after minimum tillage. The objective was to assess the contribution of N-fertilizer and N-residues in sugarcane N nutrition in consecutive cycles. After the plant-cane harvesting, new microplots containing post harvest trash (PPC-15N, variety SP81-3250) were placed in treatments 80-0 and 80- 150 kg N ha-1 in plant-cane and ratoons, respectively, aiming to assess the contribution of N-PPC in crop nutrition and the influence of N applied to ratoons in the N-PPC availability for sugarcane uptake. An additional study was conducted in litter bags containing PAR-15N in plant-cane (dose 80 kg ha-1 N) and PPC-15N in ratoons (doses 80-0 and 80-150 kg N ha-1) in order quantify the decomposition of trash during the crop cycles and possible differences in the decomposition rates due to N applications in plant-cane (PAR) and ratoons (PPC), respectively. In the four consecutive cycles were evaluated: i) Agroindustrial yields (TCH, Mg cane ha-1 stalks and TPH, Mg ha-1 of sugar) and raw material quality (pol% cane and fiber%) in plantcane and ratoon treatments; ii) Recovery of urea-15N, PAR-15N, 15N- RAR and 15NPPC by crop above ground parts (stalks, dry leaves and tips) and carbon (C) and N balances in the soil-plant system and iii) decomposition of PAR and PPC as reduction of dry matter (DM), C, nutrients (N, P, K, Ca, Mg and S) and structural carbohydrates (lignin cellulose and hemicellulose). The agroindustrial yields (TCH and TPH) were influenced by N rates at planting and subsequent ratoons. It hás been found linear response in crop yield due to N rates at planting and in the average of four crop cycles. However, no responses were detected in the interaction between 12 N doses in plant or ratoon cane. The highest accumulated yield (TCH) in four consecutive cycles was obtained in treatment 120-100 kg ha-1 N in plant-cane and ratoons, but treatment 120-50 kg ha-1 N has been found as the more economically viable. The recovery of N-urea applied in plant-cane was higher in the first cycle (24, 7 kg ha-1 or 31% of the applied dose) and decreased over subsequent crop cycles (5%, 4% and 3% respectively). The N balance after four cycles (2006-2009) showed 43% (34.4 kg ha-1) of total N-urea recovery by the crop above ground parts, 0.2% was found in the rhizomes, 20% in soil and 37% were counted as losses. Cane trash N-PAR and N-RAR recoveries in the above ground parts were 28% and 23% of the initial amount of N applied as crop residues (14.2 and 7.4 kg ha-1, respectively). On average, 0.2% of N-plant residues remained in the rhizomes, 52% in the soil and 22% were accounted as losses. The total recovery of N-PAR N-and RAR was 24.4 kg, or 39% of the total N of these residues, indicating that they are long term N sources for the sugarcane crop. There had been found a close correlation between the cumulative recovery of N-urea and N-residues with the accumulated evapotranspiration of the four crop cycles. The N-PPC recovery by sugarcane above ground parts almost doubled after three cycles due to N application in ratoons, 17% vs. 31% (6.9 and 12.6 kg ha-1 N, respectively). In other compartments, 0.3% and 0.4% of N-PPC remained in the rhizomes, 69% and 61%) in the soil and 13.4% and 7.6%) resulted in losses. There was detected no major changes in soil C and N stocks C due to the addition of N-urea and N-residues. The decomposition of PAR and PPC was influenced by N fertilizations in plant-cane and ratoons cane and by biological action over the cropping cycles. The major effects detected as trash decomposed over the agricultural cycles were the reduction in residues C:N ratio, sugarcane root growth under the trash blanket, and losses of DM, C, N, macronutrients and structural carbohydrates. The DM degradation of PAR and PPC was 96% and 73% after four and three years respectively. The nutrients that showed higher release rates were K 98% to 92%, Mg 97% to 70% Ca and 95% to 55% of the initial amount of nutrients (kg ha-1) sourced by PAR and PPC residues, respectively. After four agricultural cycles, the levels (g kg-1) of lignin, cellulose and hemicellulose from PAR decreased 60%, 29% and 70%, and for PPC the reduction was 47%, 35% and 70% in three cycles. The degradation of structural carbohydrates was influenced by climatic conditions that occurred during the agricultural cycles and the initial biochemical composition those residues (total carbohydrates and nutrients content). There was no difference in DM degradation of PPC due to N application in ratoons, however there were differences in C degradation, in the release of Ca, concentration of roots and in the decomposition of lignin when N- fertilizer has been applied over the trash blanket

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Irrigation is an alternative to minimize fluctuations in grain production and yield due to water deficiency. However, to prevent water losses and to improve the efficiency of this use, the irrigation management has to be sustainable. Therefore, the knowledge of the number of variables related with soil and crops, in response to different growing conditions is fundamental to have an adequate irrigation management. Thus, tere objective of tail study was made to evaluate water losses, variations in the soil temperature with different spacing between rows and the amount of plant residues on the surface of the soil during the cultivation of beans. This experiment was conducted in the experimental area of the Agricultural Engineering Department at the Federal University of Santa Maria, in 2010, under a rainout shelter. The experimental design was completely randomized bi-factorial with three replications. Factor A was consisted of three spacing rows between crops: 30, 50 and 70 cm. Factor B was consisted of two quantities of crop residues on soil surface: 1 Mg ha-1 of corn residues and 5 Mg ha-1 of corn + oat residues. The water content in the soil was determined by a FDR set (Frequency domain reflectometry, Campbell Scientific), in layers of the soil profile: 0-10, 10-25, 25-55 and 55-85 cm deep. Daily water storage in the soil (mm), daily and accumulated water losses in soil (mm) were evaluated. Soil temperature was mensured ussing thermocouples made of copper and constantan were installed at the depths of 3, 8, 15 and 35 cm. Morphological determination were conducted of the dry beans plants (leaf area and plant height) and the determination of the coverage fraction of the plants between the rows. The dry beans plants were 7cm higher in the plot with 5 Mg ha-1 of corn + oat residues on the surface. The full coverage of the dry beans plants between rows occurred primarily in the spacing of 30 cm at 47 days after sowing, and the spacing of 50 and 70 cm occurred at 61 days after sowing with a maximum leaf area index 6,8. Accumulated soil water losses during the development cycle of the dry beans, in the different layers of the soil profile down to 85 cm deep, were not affected by row spacing of cultivation from 30 to 70 cm. In the early stage of development of the dry beans plants, considering the period of 30 days after sowing, (104 mm of reference evapotranspiration accumulated) in the layer of the soil profile from 0-10 cm deep, using 5 Mg ha-1 of corn + oat residues on the soil surface reduced 26% of water losses in the soil, resulting in a better water storage and availability to plants. Using 5 Mg ha-1 of corn + oats residues on the soil surface caused reductions in soil temperature (minimum and maximum) up to 3oC. The soil temperature (minimum and maximum) increased linearly with the spacing between rows from 30 to 70 cm. The average values of yield components and yield of the beans of the treatments were 18 pods plant-1, 6 grains pod-1 and 3, 45 Mg ha-1. / A irrigação é uma alternativa para minimizar as oscilações na produção e produtividade de grãos devido à deficiência hídrica. Entretanto, para uma produção sustentável, a irrigação deve ser manejada de forma a evitar desperdícios de água e aumentar a eficiência deste recurso hídrico. Para isso, no manejo de irrigação tornase fundamental o conhecimento de uma série de variáveis, relacionadas ao solo e às culturas, em resposta a diferentes condições de cultivo. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as perdas de água e as variações na temperatura de um solo cultivado com feijão com diferentes espaçamentos entre linhas e quantidades de resíduos vegetais depositados na superfície do solo. O experimento foi realizado em área experimental do Departamento de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria, RS, no ano agrícola de 2010/11, no interior de uma cobertura móvel. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, bifatorial, com três repetições. O fator A foi constituído de três espaçamentos entre linhas de cultivo 30, 50 e 70 cm. O fator B constituiu-se de duas quantidades de resíduos vegetais na superfície do solo: 1 Mg ha-1 de resíduos de milho e 5 Mg ha-1 de resíduos de milho+aveia preta. O conteúdo de água do solo foi determinado por um conjunto FDR (Reflectometria no domínio de freqüência, Campbell Scientific), nas camadas do perfil do solo de: 0 a 10, 10 a 25, 25 a 55 e 55 a 85 cm de profundidade. Avaliou-se diariamente o armazenamento de água no solo, perdas diárias e perdas acumuladas de água do solo. Para avaliação da temperatura do solo foram utilizados termopares, constituídos de cobre e constantan, instalados nas profundidades de 3, 8, 15 e 35 cm do perfil do solo. Foram realizadas avaliações morfológicas das plantas de feijão (área foliar e altura de plantas) e determinado a fração de cobertura da entre linha pelo dossel vegetativo da cultura. As plantas de feijão foram, em média, 7 cm mais altas no solo mantido com 5 Mg ha-1 de resíduos de milho+aveia preta na superfície. A cobertura da entre linha pelo dossel vegetativo do feijoeiro ocorreu primeiramente no espaçamento entre linhas de 30 cm, aos 47 dias após a semeadura, e, nos espaçamentos entre linhas de 50 e 70 cm ocorreu aos 61 dias após a semeadura, com o máximo índice de área foliar das plantas de 6,8. As perdas de água do solo acumuladas durante o ciclo de desenvolvimento da cultura do feijão, nas diferentes camadas do perfil do solo, até 85 cm de profundidade, não foram afetadas pelos espaçamentos entre linhas de cultivo de 30 a 70 cm. Na fase inicial de desenvolvimento da cultura do feijão, período compreendido da semeadura até 30 dias após a semeadura (104 mm de evapotranspiração de referência acumulada), na camada do perfil do solo de 0-10 cm de profundidade, as perdas de água do solo acumuladas foram reduzidas em 26% com a utilização de 5 Mg ha-1 de resíduos de milho+aveia preta na superfície do solo, resultando em maior armazenamento de água no solo e disponibilidade de água às plantas. A utilização de 5 Mg ha-1 de resíduos de milho+aveia preta na superfície do solo causou reduções na temperatura do solo (média e máxima) de até 3oC. A temperatura do solo (média e máxima), dos 32 a 56 dias após a semeadura, aumentou linearmente com o incremento do espaçamento entre linhas de 30 para 70 cm. Os valores médios dos componentes do rendimento e rendimento de grãos da cultura do feijão para os tratamentos foram de 18 vagens planta-1, 6 grãos vagem-1 e 3,45 Mg ha-1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In farming systems with annual crops, the crop establishment period is characterized by intense soil disturbance in conventional tillage (CT) or disturbance only in the sowing line, in case of no-tillage (NT). The soil tillage enhances the carbon dioxide (CO2) emissions whose should be investigated extensively during these short-term (scale days) that has implications in the carbon (C) dynamic in crop residues-soil-atmosphere system. This work was divided in two studies and they aimed quantify the role of main sources of soil C-CO2 (C labile soil and C crop-residues) and investigate the emission in different seasons. This study was carried out in a long-term experiment (installed in 1985) at Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa (FUNDACEP) in a clay Typic Haplorthox. The first study evaluated the emissions of C-CO2 during 15 days of the spring 2009 and the fall 2010 using closed dynamic flow chamber with infrared analyzer. The crop residue input was black oat (Avena strigosa Schreber) and soybean (Glycine max (L.) Merr.) in spring 2009 and fall 2010, respectively. The second study evaluated the C-CO2 emissions during 23 days in fall 2007, 21 days in spring 2007, 15 days in spring 2009 and 15 days in fall 2010, also using closed dynamic chamber with infrared analyzer. The crop residues input were soybean, black oat + common vetch (Vicia sativa (L.) Walp.), black oat and soybean in fall 2007, spring 2007, spring 2009 and fall 2010, respectively. The temperature and soil moisture were also evaluated. The crop-residues were the main C-CO2 emission sources during the crop establishment period. Consequently, the soil C-labile exposed by tillage operations in the Oxisol had restricted contribution to the C-CO2 emissions. This result is probably related with organo-mineral C association that is frequently reported in soils with high Fe/Al oxides concentration and clay texture. In relation to the season effect, the crop-establishment period in spring had higher C-CO2 emissions than to fall. / Em sistemas de produção agrícola com culturas anuais, o período de implantação das culturas é caracterizado por intenso revolvimento do solo, no caso do preparo convencional (PC) e revolvimento apenas na linha de semeadura, no caso do plantio direto (PD). Como o preparo do solo é uma das práticas que potencializa as emissões de dióxido de carbono (CO2) pelo mesmo, faz-se necessário o estudo do comportamento destas emissões de curto período (escala de dias), relacionadas à dinâmica do carbono (C) no sistema resíduos culturais-solo-atmosfera. Neste contexto, os objetivos deste trabalho, dividido em dois estudos, foram de quantificar a contribuição das principais fontes de C-CO2 do solo (C-lábil do solo e C dos resíduos culturais) no curto período e determinar as diferenças quantitativas entre as emissões de curto período em diferentes estações do ano. O trabalho foi realizado em experimento de longa duração (instalado em 1985), localizado na Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa (FUNDACEP), em Latossolo Vermelho. O primeiro estudo avaliou as emissões de C-CO2 durante 15 dias da primavera de 2009 e do outono de 2010, utilizando câmara de fluxo fechado dinâmica com analisador infravermelho. O resíduo cultural no momento das avaliações foi aveia preta (Avena strigosa Schreber.) e soja (Glycine max (L.) Merr.), na primavera de 2009 e outono de 2010, respectivamente. Já o segundo estudo avaliou as emissões de C-CO2 durante 23 dias do outono de 2007, 21 dias da primavera de 2007, 15 dias da primavera de 2009 e 15 dias do outono de 2010, também utilizando câmara de fluxo fechado dinâmica com analisador infravermelho. O resíduo cultural no momento das avaliações foi soja, aveia preta + ervilhaca comum (Vicia sativa (L.) Walp.), aveia preta e soja, no outono de 2007, primavera de 2007, primavera de 2009 e outono de 2010, respectivamente. Além disso, foram avaliadas a temperatura e umidade do solo em ambos os estudos. Os estudos indicaram que o C dos resíduos culturais foi a principal fonte de emissão de C-CO2 do solo no período de implantação das culturas neste Latossolo. Consequentemente, o C-lábil do solo disponibilizado pelas operações de preparo apresentou limitada contribuição para o incremento das emissões. Este resultado provavelmente está relacionado às associações organo-minerais que são frequentemente reportadas em solos com altas concentrações de óxidos e de textura argilosa. Já em relação à estação do ano, a implantação de culturas na primavera apresentou maiores emissões de C-CO2 quando comparada ao outono.

La fusariose est une des maladies les plus importantes altérant le blé en Bourgogne. L’espèce fongique Fusarium graminearum est l’un des agents principaux de la maladie. L’interaction hôte-pathogène peut entrainer la production de mycotoxines toxiques pour l’homme et l’animal.La seule alternative pour prévenir le développement de la maladie est de contrôler l’inoculum primaire dans son habitat naturel : les adventices, le sol et les résidus de culture. En raison de la tendance à la réduction du travail du sol, une attention particulière doit être portée au rôle des résidus de culture dans la survie et le développement de F. graminearum. Dans ce travail de thèse, deux approches ont été choisies pour mieux comprendre le développement saprotrophe du champignon et ses conséquences. La première, à travers un essai en champ dans le contexte pédoclimatique Bourguignon, avait pour but de définir la part relative des différentes sources d’inoculum dans le développement de la fusariose et l’accumulation des mycotoxines dans les grains. Cet essai devait en outre permettre de déterminer si des indicateurs précoces du développement de la maladie sur épi et de l’accumulation de mycotoxines pouvaient être identifiés. La seconde, à travers un essai en microcosmes, avait pour but de suivre le développement de F. graminearum dans le sol et les résidus.Ce travail a permis de souligner l’importance de la gestion des résidus de culture dans le développement de la fusariose du blé. Favoriser une décomposition biologique rapide des résidus de culture et/ou introduire des cultures intermédiaires assainissantes constituent des perspectives de recherche sur lesquelles doivent porter nos efforts / Fusarium Head Blight (FHB), mainly caused by the fungal species Fusarium graminearum, is one of the most important disease altering wheat crops in Burgundy. Moreover the plant-pathogen interaction leads to the production of mycotoxins potentially toxic for humans and animals.The only alternative to date to prevent the development of the disease is to control the saprotrophic development of F. graminearum in its natural habitat, i.e. weeds, soil and crops residues. Due to the trend of reduced tillage, special attention should be paid to the role of crop residues in the survival and development of F. graminearum.Two approaches were chosen to better understand the saprotrophic development of F. graminearum and its consequences towards FHB. i) The first through a field experiment in the Burgundian pedoclimatic context aimed at defining the relative importance of the different sources of inoculum in the development of FHB and the accumulation of mycotoxins in grains. The field experiment was also to determine whether early indicators of disease development on ears and accumulation of mycotoxins could be identified. ii) The second, through test microcosms, was to follow the development of F. graminearum in the soil and crop residues.This work highlighted the importance of crop residues management in the development of FHB and gave new understanding about the survival of the fungus on these residues. Improve the biological decomposition of crop residues at the soil surface or/and using suppressive intermediate crops could be the next prospective to investigate to limit the soil inoculum potential of saprotrophic F. graminearum

Com o objetivo de avaliar, durante cinco anos, o efeito de dois sistemas de manejo dos resíduos culturais, colheita tradicional com queima prévia (CQ) e colheita sem queima (SQ), sobre a produtividade da cana-de-açúcar e a dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta em função do nitrogênio introduzido através do fertilizante e dos resíduos culturais, foi instalado um experimento com adubação no plantio com 63kg.ha-1 de N com os seguintes tratamentos: (T1) 15N-SA (sulfato de amônio) e colheita SQ, recebendo na primeira colheita o total dos resíduos não marcados produzidos no T2; (T2) SA e colheita SQ, recebendo na primeira colheita o total dos resíduos marcados produzidos no T1; e (T3) 15N-SA e colheita CQ. Anualmente, na época da colheita, a planta foi dividida em colmos, ponteiros e palhada; o solo (<2000µm) foi amostrado nas camadas de 0-15, 15-30 e 30-50cm, e foram determinadas as frações granulométricas correspondentes a tamanho de partícula 200-2000µm (Fl, fração orgânica leve e Fp, fração mineral pesada), 53-200µm (Fom, fração organo-mineral) e <53µm (Fsa, fração silte-argila). As variáveis determinadas foram produtividade de colmos (Mg.ha-1); nitrogênio total (Nt, kg.ha-1), nitrogênio derivado do fertilizante (QNddF, kg.ha-1) e nitrogênio derivado dos resíduos (QNddR, kg.ha-1) em solo e planta; e carbono total no solo (C, Mg.ha-1). Em todos os anos, observou-se maior produtividade (p<0,05) e maior absorção de nitrogênio (p<0,05) no tratamento CQ em relação ao SQ. Considerando a quantidade de resíduos que permaneceu no sistema e seu conteúdo de Nt, o potencial estimado de reciclagem de N no sistema SQ foi de 65% do Nt contido na parte aérea da cultura. O potencial de perda de Nt foi estimado em 85% do nitrogênio da parte aérea no sistema CQ. Na colheita da cana-planta, a recuperação do QNddF no sistema solo-planta foi de 46,9kg.ha-1, sendo que 63,0% foi medido na parte aérea. Nos anos seguintes, observou-se uma diminuição exponencial do NddF recuperado na parte aérea da planta. No sistema SQ, o NddF recuperado no sistema solo-planta no segundo ano foi significativamente superior (p<0,05) que no sistema CQ. Aproximadamente 95% do NddR ficou imobilizado no solo, permanecendo no sistema no final da colheita da quarta cana-soca. Os conteúdos de carbono e nitrogênio nas frações do solo apresentaram valores crescentes na seguinte ordem: Fsa>Fom>Fl. A Fsa continha mais de 70% do C e do Nt do solo. O sistema de manejo dos resíduos não influenciou o conteúdo de carbono do solo, nem sua distribuição nas frações granulométricas. Na avaliação da colheita da última cana-soca (2002), o sistema SQ apresentou valores de Nt superiores (p<0,05%) em Fl e Fom na camada 0-15cm, e em Fom na camada 30-50cm. Os conteúdos de NddF e NddR nas frações do solo aumentaram na ordem Fsa>Fom>Fl. No sistema SQ, na colheita da primeira cana-soca em 1999, a ordem no conteúdo de NddF foi Fl>Fom>Fsa. No mesmo ano, a ordem no conteúdo de NddR foi Fl>Fsa>Fom. O enriquecimento em 15N dos resíduos gerados durante o ciclo da cana-planta explica os maiores conteúdos de 15N em Fl. / To evaluate during five years the effects of two trash management systems in a sugarcane crop, the traditional harvest system with trash burning before harvest (CQ) and an alternative system without trash burning (SQ), on stalk yield and nitrogen nutrition of the crop, and on the distribution in the soil-plant system of the nitrogen introduced by fertilizer and trash, an experiment was carried out in Piracicaba, SP, Brazil, with the following treatments fertilized at planting with 63kg.ha-1 of N: (T1) 15N-labeled ammonium sulfate (AS), harvested with SQ system, and after the first harvest received all the unlabeled trash from T2; (T2) unlabeled AS, harvested with the SQ system, and after the first harvest received all the 15N-labeled trash from T1; and (T3) 15N-AS, and harvested with the CQ system. Annually, at harvest, plants were divided in stalks, tips and residues; and the soil (<2000µm) was sampled in the 0-15, 15-30 and 30-50cm layers, and physically fractionated in particle sizes of 200-2000µm (Fl, light organic fraction, and Fp, heavy mineral fraction), 53-200µm (Fom, organomineral fraction) and <53µm (Fsa, silt-clay fraction). The evaluated variables were: stalk yield (Mg.ha-1); total nitrogen (Nt, kg.ha-1), nitrogen derived from fertilizer (NddF, kg.ha-1), and nitrogen derived from residues (NddR, kg.ha-1) in soil and plant; and total carbon in soil (C, Mg.ha-1). During all years, stalk yield and uptake nitrogen were higher (p<0.05) in the CQ than in the SQ system. Considering the quantity of residues that remained in the system and their Nt content, the estimated potential of N recycling for the system SQ was 65% of the Nt contained in the aboveground parts of the crop. For the CQ harvest system, the potential loss of N was estimated as 85% of N in the aboveground parts of the crop. In the cane-plant harvest, the recovery of NddF in the soil-plant system was of 46,9kg.ha-1 (63,0% were found in the aboveground part of the crop). In the following years, an exponential decrease of NddF recovered in the aboveground part of the plant was observed. In the SQ harvest system, the NddF recovered in the soil-plant system in the second year (first ratoon cane) was significantly higher (p<0.05) than in the CQ system. Approximately, 95% of NddR were immobilized in the soil, remaining in the system at the end of the crop of the fourth ratoon cane, four years after that it have been added. The contents of total carbon and nitrogen in the soil fractions presented growing values in the following order: Fsa>Fom>Fl. The fraction Fsa contained more than 70% of the total C and total N of the soil. The harvest system did not influence the soil carbon content neither his distribution in the fractions. At the fourth ratoon cane (2002), the SQ system presented values of Nt higher (p<0.05%) in Fl and Fom in the 0-15cm layer, and in Fom in the 30-50cm layer. The 15N-residues from the first crop cycle explain the higher content of 15N in Fl.