A cultura da soja é cultivada em quase todo o território nacional, sendo a de maior área de cultivo no Brasil. Nessas áreas, o principal fator que limita a produtividade da cultura é o déficit hídrico. Com isso, estratégias de manejo da cultura devem ser avaliadas, buscandose identificar os períodos de semeadura de menores riscos climáticos e maior rentabilidade. Além das condições climáticas, características específicas das cultivares também podem ser utilizadas no manejo da cultura da soja, como os níveis de tolerância ao déficit hídrico. Assim, as condições climáticas e de tolerância ao déficit hídrico das cultivares de soja podem ser consideradas em modelos de estimativa de produtividade, auxiliando na definição das épocas preferências de semeadura. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi calibrar um modelo agrometeorológico para a estimativa da produtividade da soja e, posteriormente, aplicá-lo em diferentes regiões brasileiras para definir as épocas preferenciais de semeadura, levando-se em consideração também os custos de produção. Para tanto, utilizou-se o modelo da Zona Agroecológica - FAO para a estimativa da produtividade potencial da cultura (PPF) da soja, a qual, posteriormente, foi penalizada em função do déficit hídrico, obtendo-se a produtividade atingível. Este modelo foi calibrado com dados de produtividade observada a campo. Os coeficientes calibrados, de forma específica por cultivar, foram o de sensibilidade ao déficit hídrico (Ky) por fase de desenvolvimento da cultura e o coeficiente de colheita (Cc), objetivando a minimização do erro absoluto médio entre as produtividades estimada e observada. Os valores de Ky foram utilizados para diferenciar grupos de cultivares quanto à tolerância ao déficit hídrico. Com os coeficientes do modelo (Ky e Cc) calibrados realizou-se a estimativa de produtividade atingível para 15 diferentes localidades brasileiras, para identificar períodos favoráveis à semeadura, em que a produtividade estimada foi maior que o custo de produção em sacas por hectare. Após definir os períodos favoráveis à semeadura, esses foram comparados aos recomendados pelo Zoneamento de Risco Climático do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Para a calibração do modelo, o desempenho obtido foi classificado como muito bom. A partir dos valores de Ky calibrados foram definidos quatro grupos de cultivares quanto à tolerância ao déficit hídrico, classificados em tolerância alta, média alta, média baixa e baixa, com os valores de Ky para a fase floração-enchimento de grãos sendo de 0,78, 0,88, 0,90 e 0,97, respectivamente. A partir das simulações de produtividade foi possível identificar períodos de maior probabilidade da produtividade da soja ultrapassar o custo de produção, definindo os decêndios aptos para a semeadura. Observou-se que os períodos de cultivo da soja pela metodologia proposta diferiram do zoneamento agrícola de risco climático, sendo essa diferença dependente da localidade. Portanto, conclui-se que a definição das épocas preferenciais de semeadura da soja, com base na estimativa da produtividade da cultura utilizando-se séries climáticas históricas e incluindo-se as particulares das cultivares quanto à tolerância ao déficit hídrico e ao custo de produção, gera informações mais consistentes e que permitem ao produtor minimizar as perdas de produtividade decorrentes do estresse hídrico. / Soybeans are cultivated in almost all Brazilian states, where it is the major crop in terms of area. In these regions the main limiting factor for the crop is water deficit. So, sowing dates should be evaluated to find, among other factors, when occur the lower climate risk and the highest yield. Besides weather conditions, characteristics of soybean cultivars, as water stress tolerance, can also be used to choose the best sowing dates. Thus, both weather conditions and water deficit tolerance can be considered in crop yield models, helping to define the best sowing dates. Based on that, the aim of this study was to calibrate an agrometeorological model for estimating soybean yield and apply it in different Brazilian producing regions to define the best sowing dates, taking also into account the production costs. The FAO Agro-ecological zone model was used for estimating potential yield (PPF), which was then penalized by a water deficit depletion function for obtaining the attainable yield. This model was calibrated with actual yield data from field experiments of soybeans cultivars competition. The calibrated crop parameters were water deficit sensitivity index (Ky), for each cultivar and growth stage, and harvest index (Cc), which aimed to obtain the smallest mean absolute error between estimated and actual yields. Calibrated Ky values were used to differentiate cultivar groups regarding the water stress tolerance. The calibrated model was used to estimate soybean yield for 15 Brazilian locations in order to identify the sowing dates when yields, in bags per hectare, overcome the production costs. The best sowing dates obtained were compared with those recommended by the Climate Risk Zoning of Minister of Agriculture, Livestock and Food Supply (MAPA). The calibrated model presented a very good performance, demonstrating its capacity for estimating soybean yield. According to Ky values, soybean cultivars were split in four groups of water deficit tolerance, being high, medium high, medium low and low tolerance, with Ky for reproductive stage of 0.75, 0.88, 0.90, 0.97, respectively. Based on the soybean yield simulations, it was possible to identify the sowing dates when the probability of yields is higher than production costs. The sowing periods obtained by the proposed method were different from those recommended by the MAPAS´s climate risk zoning, depending on the location. Therefore, it was concluded that the definition of the best sowing dates for soybean crop, based on the estimated yields using a crop yield model with historical climate data and considering the cultivars water deficit tolerance and production costs, can generate more accurate information, allowing growers to minimize the yield losses due to water deficit.

No Brasil, a produção das pastagens é um importante componente da bovinocultura pois o pasto é o principal recurso alimentar utilizado na alimentação do maior rebanho comercial de bovinos do mundo. Assim, é imprescindível o conhecimento dos fatores de manejo que interferem na produção de forragem, tornando mais clara a tomada de decisões dentro do sistema de produção. Contudo, para algumas plantas forrageiras, a exemplo das gramíneas do gênero Cynodon, informações técnico-científicas ainda são escassas em regiões tropicais, especialmente para genótipos recentemente introduzidos, como os capins Jiggs e Vaquero. Isso leva ao estreitamento de oportunidades de utilização eficiente desses materiais, uma vez que diferenças entre Cynodons, por sutis que sejam, sugerem a necessidade de manejos diferentes para que cada genótipo externe seu potencial. O estudo de plantas forrageiras colhidas sob diferentes regimes de desfolhação pode ajudar na diferenciação do potencial de produção e utilização de espécies e cultivares dentro de estratégias de manejo estabelecidos a partir de determinação dos limites ecofisiológicos do manejo proposto. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi descrever e explicar características produtivas, morfológicas e estruturais dos capins Tifton 85, Jiggs e Vaquero e parâmetros de crescimento dos capins Jiggs e Tifton 85 em resposta às frequências de desfolhação de 14, 28 e 42 dias. O experimento foi conduzido na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, campus da USP, localizado em Piracicaba SP, no período de 21 de dezembro de 2010 a 21 de dezembro de 2011. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial, possibilitando a combinação entre os capins e as três frequências de desfolhação, com quatro repetições. Foram avaliadas a produção total e estacional de forragem, composição morfológica da forragem colhida e caracteríticas estruturais do dossel, incluido altura no précorte, IAF e interceptação de luz dos capins Tifton 85, Jiggs e Vaquero. Foi também realizada a análise de crescimento dos capins Tifton 85 e Jiggs, determinando-se a taxa de crescimento da cultura (TCC), taxa de crescimento relativo (TCR), taxa de assimiliação líquida (TAL), características morfológicas e eficiência de colheita (EC). No verão e primavera, o capim Jiggs é tão produtivo quanto o Tifton 85, porém o Tifton 85 apresenta maior proporção de folhas na forragem colhida. Na frequência de 42 dias, o capim Jiggs é mais produtivo que os demais cultivares quando considerada a produção total de forragem (25,96 Mg MS ha-1), mas é semelhante ao Tifton 85 na frequência de 28 dias (16,64 Mg MS ha-1). Considerando a produção de forragem e relação folha/colmo, no verão e primavera, o corte dos capins Jiggs e Tifton 85 deve ser realizado a cada 28 dias e o Vaquero na frequência de 42 dias. O capim Vaquero é menos estacional, devido à menor produção de forragem na primavera e verão. Independente da frequência de desfolhação, o capim Jiggs apresentou maior taxa de assimilação líquida (TAL) (10,56 g m2 dia-1). Características morfológicas e estruturais do dossel fazem com que o Jiggs tenha maiores de taxas de crescimento relativo (TCR) para atingir os níveis de produção do Tifton 85 no verão e primavera. Gramíneas com produção semelhante nas estações de crescimento podem apresentar diferenças importantes na estrutura do dossel e taxas de crescimento, indicando que a utilização de práticas de manejo generalistas em cultivares de Cynodon podem afetar o potencial produtivo e as características morfológicas da forragem colhida. / In Brazil, forage production is key because it is the main feed resource used to feed the largest commercial cattle herd in the world. Thus, it is essential to know the management factors that influence forage production, and that can be uses in decision-making within the production system. However, for some forages, suchas grasses of the genus Cynodon, technical and scientific information are still scarce in tropical regions, especially for recentlyintroduced genotypes, such as Jiggs and Vaquero bermudagrasses. This narrows the range of opportunity for efficient use of these materials, since differences between Cynodons, for subtle they are, suggest the need forgenotype-specific management so that each grass can be used to its full potential. The study of forages harvested under different frequencies of defoliation can help differentiate yield potential and best utilization methods of species and cultivars under such managements if they are established from information on the ecophysiological limits resulting from the management proposed. The objective of this study was to describe and explain productive, morphological and structural traits, Tifton 85, Jiggs and Vaquero bermudagrasses, and growth patterns of Tifton 85 and Jiggs bermudagrasses in response to frequencies of defoliation (every 14, 28 and 42 days). The trial was carried out at Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", USP, in Piracicaba - SP, from December 21, 2010 through December 21, 2011. A completely randomized design was used with a factorial arrangement, with four replications. Responses measured included total and seasonal yield, plant-part composition of the forage harvested and canopy characteristics, pre-harvest sward height, LAI and light interception of Tifton 85, Jiggs and Vaquero bermudagrasses. Growth analysis was also performed on Tifton 85 and Jiggs bermudagrasses, including crop growth rate (CGR), relative growth rate (RGR), net assimilation rate (NAR), morphological characteristics and harvest efficiency (HE). In spring and summer, Jiggs bermudagrass is as productive as Tifton 85, but Tifton 85 forage is leafier. Under the 42-d frequency Jiggs is more productive than the other cultivars for total forage production (25.96 Mg MS ha-1), but is similar to Tifton 85 at the frequency of 28 days (16.64 Mg MS ha-1). For optimal forage production and leaf / stem ratio, in summer and spring, Jiggs and Tifton 85 should be harvested every 28 days, and Vaquero every 42 days. Vaquero has a less pronounced seasonal growth, mainly because poor forage production in spring and summer. Regardless of the clipping frequency, Jiggs had great net assimilation rate (NAR) (10.56 g m2 day-1). Plant-part composition and canopy structure make for high relative growth rates (RGR) of Jiggs, similar to that of Tifton 85 in spring and summer. Grasses with similar level of production in the growing season may have important differences in canopy structure and growth rates, indicating that the use of non-specific management practices in Cynodons can affect the productive potential and the morphological characteristics of the forage harvested.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:56:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANA_UCHOA_BRITO.pdf: 1973229 bytes, checksum: ee6c3a5d71e04f35e54af35dda34bd4b (MD5) Previous issue date: 2012-05-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Arrabidaea chica specie, also known as crajiru, pariri, chica, cross-vine, among other names, belongs to the Bignoniaceae family. It is commonly used to treat wounds, impigem, skin diseases of different origins, and ovarian inflammations, conjunctivitis, intestinal cramps, etc. This work aimed to evaluate the production of biomass, content and yield of crajiru extract for different sources of organic fertilizer in Manaus, AM. The seedlings were obtained from cuttings and planted in polystyrene trays (72 cells) with a commercial substrate, which remained in nursery for 60 days before being planted in field, with spacing of 1.0 m x 1.0 m. The experiment was conducted in a factorial arrangement 5x3 with a randomized block design where levels of factors were different sources of organic fertilizer: compost 5.0 kg/m2, chicken manure 3.0 kg/m2, guarana bark 4.0 kg/m2, cattle manure - 4.0 kg/m2 and control (absence), and the three crajiru morphotypes. After 240 days the production of leaves and stems, leaf / stem relation, nutritional analysis of leaves, content and yield of extracts were evaluated. The data were submitted to analysis of variance and averages the Tukey Test at 5% probability. It was observed that the sources of organic fertilizer promoted better development for the plants of A. chica, except for morphotype 1 which showed no significant differences in relation to the sources used, and the chicken manure was the fertilizer provided higher nutrient concentrations, biomass production, content and yield of extracts. / A espécie Arrabidaea chica, também conhecida como crajiru, pariri, chica, cipó-cruz, dentre outros nomes, pertence à família Bignoniaceae. Popularmente é usada para o tratamento de feridas, impigem, enfermidades da pele de diferentes origens, inflamações uterinas e ovarianas, conjuntivite, cólicas intestinais, dentre outros. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a produção de biomassa aérea, teor e rendimento de extrato de crajiru em função de diferentes fontes de adubo orgânico em Manaus, AM. As mudas foram obtidas por estaquia e plantadas em bandejas de poliestireno expandido (72 células) contendo substrato comercial, as quais permaneceram em viveiro durante 60 dias até serem plantadas em campo, no espaçamento de 1,0 m x 1,0 m. O experimento foi conduzido em esquema fatorial 5x3 com delineamento em blocos casualizados onde os níveis dos fatores foram as diferentes fontes de adubo orgânico: composto 5,0 kg/m2, esterco de aves 3,0 kg/m2, casca de guaraná 4,0 kg/m2, esterco de gado 4,0 kg/m2 e controle (ausência), e os três morfotipos de crajiru. Após 240 dias foram avaliadas a produção de folhas e caules, relação folha/caule, análise nutricional de folhas, teor e rendimento de extratos. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias ao Teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Observou-se que as fontes de adubo orgânico promoveram melhor desenvolvimento para as plantas de A. chica, exceto para o morfotipo 1 que não apresentou diferenças significativas em relação às fontes utilizadas, sendo que o esterco de aves foi o adubo que proporcionou maiores concentrações de nutrientes, produção de biomassa, teor e rendimento de extratos.

This thesis describes issues of Agriculture of the European Union, with focus on its socioeconomic and economic aspects. It also describes issues of EU's international trade with agriculture products.

A pecuária brasileira é baseada no uso de pastagens tropicais, com elevado potencial produtivo, que se beneficiam das condições ambientais favoráveis ao longo de todo o ano. Entretanto, o padrão estacional do clima, principalmente da pluviosidade, da temperatura e do fotoperíodo, determinam a maior concentração da produção de forragem nos períodos de primavera e verão. O conhecimento das respostas produtivas e morfofisiológicas das principais espécies e cultivares forrageiros à temperatura e ao fotoperíodo, na ausência de déficit hídrico, poderão permitir o desenvolvimento de modelos preditores de produção para o planejamento da atividade pecuária ao longo do ano. O presente estudo foi conduzido no Departamento de Zootecnia da ESALQ/USP em Piracicaba, SP, de dezembro de 2002 a abril de 2004, com o objetivo de gerar um banco de dados sobre as características produtivas e morfofisiológicas de capins do gênero Panicum e, a partir desses dados, desenvolver modelos que descrevessem o acúmulo de forragem e as características do dossel em função de uma variável que combina os efeitos de temperatura e fotoperíodo (a Unidade Fototérmica – UF). Foram utilizados cinco cultivares de Panicum spp. (Atlas, Massai, Mombaça, Tanzânia e Tobiatã) cortados a cada 28 (Atlas, Massai e Mombaça) ou 35 (Tanzânia e Tobiatã) dias durante o verão agrostológico (21 de setembro a 22 de março) e 49 (Atlas, Massai e Mombaça) ou 63 (Tanzânia e Tobiatã) dias durante o ‘inverno’ (23 de março a 20 de setembro), deixando-se um resíduo de 35 cm para os capins Atlas, Massai e Mombaça e 15 cm para o capim Massai. As unidades experimentais (parcelas de 10 Η 4 m) eram irrigadas para garantir ausência de déficit hídrico e adubadas com o equivalente a 250 kg N ha-1 ano-1 no ‘verão’, resultando num total anual de aproximadamente 450 kg N ha-1. O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados com quatro repetições. Em cada corte ao longo do experimento, foi medido o acúmulo de forragem e, a partir daí, foram calculadas a produção anual de forragem, a produção de verão e a produção de inverno. Acompanharam-se semanalmente duas rebrotações de verão e, bi-semanalmente, uma rebrotação de inverno, quando foram avaliados a massa do resíduo, o acúmulo de forragem, a altura, o índice de área foliar (IAF), os ângulos foliares e a interceptação luminosa (IL) do dossel e as taxas de fotossíntese foliar dos capins, que foram utilizadas para a simulação da taxa de fotossíntese do dossel. O capim Massai produziu 30 Mg MS ha-1 ano-1, seguido dos capins Mombaça, Tanzânia e Tobiatã que acumularam 20 Mg MS ha-1ano-1 e Atlas (12 Mg MS ha-1ano-1). Durante o verão os capins Massai e Mombaça foram os mais produtivos com o acúmulo de 18 Mg MS ha-1, seguidos dos capins Tanzânia e Tobiatã com o acúmulo de 14 Mg MS ha-1 e do capim Atlas, com acúmulo de 8,5 Mg MS ha-1. Durante o inverno Massai, Tanzânia e Tobiatã acumularam 7,5 Mg MS ha-1 enquanto Atlas e Mombaça acumularam 3,7 Mg MS ha-1, o que resultou na maior estacionalidade de produção do Mombaça, com 80% da produção concentrada no verão, enquanto os demais capins apresentaram em média 70% da produção nesse período. Embora o capim Massai tenha sido o mais produtivo, suas taxas de fotossíntese de dossel foram as menores (1,08 mg CO2 m-2 s-1), o que pode estar relacionado com a maior proporção de folhas na massa de forragem. O IAF médio do Massai (2,0) foi menor que o dos demais capins (2,25 a 2,68), e a sua massa residual (4 Mg MS ha-1) foi quase a metade da média dos demais cultivares (7 Mg MS ha-1). Isso deu origem a uma menor ‘diluição’ da massa de folhas na massa total, o que fez com que a maior parte da massa de forragem fosse constituída por folhas (órgãos fotossintetizantes). Os modelos de acúmulo de forragem, acúmulo de folhas, IAF, IL e altura do dossel foram sempre diferentes entre cultivares e estações. Os modelos para acúmulo de forragem forneceram produções previstas próximas àquelas observadas, embora durante o inverno e início do verão tenham havido sub e super-estimativas, principalmente para Atlas e Tanzânia. Os modelos permitiram, todavia, a determinação do momento da rebrotação em que ocorre a máxima taxa média de acúmulo uma descrição das características morfofisiológicas do dossel nesse momento, tanto para as rebrotações de verão como de inverno. O uso da UF mostrou-se efetivo na predição de características produtivas e no estudo de alguns atributos morfofisiológicos de gramíneas do gênero Panicum. Para que os modelos possam se tornar ferramentas práticas de planejamento de sistemas de produção, há, no entanto, a necessidade de que estudos complementares sejam realizados, aumentado o banco de dados disponível e a amplitude de condições de ambiente e manejo contempladas. / The brazilian livestock industry is based on the use of tropical pastures with high production potential which benefits from favorable environmental conditions over the year. However, the seasonal pattern of climatic conditions, mainly temperature and daylength, concentrates most of the annual forage accumulation during the spring and summer. Thus, knowing the yield, morphological and physiological responses of forages to temperature and daylength, in the absence of moisture constraints, may allow for the development of prediction models, which can be useful in planning forage-livestock systems. This study was carried out at the Departamento de Zootecnia of ESALQ-USP in Piracicaba, SP, from December 2002 through April 2004, with the purpose of generating a comprehensive dataset on the productive, morphological and physiological characteristics of Panicum spp. and, from this dataset, develop and evaluate models that describe forage accumulation and sward characteristics as related to photothermal units (a climatic variable which combines the effects of temperature and daylength). Five cultivars of Panicum spp. were used in the study: Atlas, Massai, Mombaça, Tanzânia and Tobiatã, harvested either every 28 (Atlas, Massai and Mombaça) or 35 (Tanzânia and Tobiatã) days during the ‘summer’ (from 21 September to 22 March) and every 49 (Atlas, Massai and Mombaça) or 63 (Tanzânia and Tobiatã) days during the ‘winter’ (from 23 March to 20 September), leaving a stubble of 35 cm for Atlas, Mombaça, Tanzânia and Tobiatã and 15 cm for Massai. Plots (10 Η 4 m) were irrigated to avoid water deficit and fertilized with 250 kg N ha-1 during the ‘summer’, resulting in total annual rates of approximately 450 kg N ha-1. The experimental design was a randomized complete block with four replications. On each harvest, forage accumulation was measured on every plot and, from these data, annual and seasonal production for ‘summer’ and ‘winter’ were calculated. Additionally, two ‘summer’ regrowths and a ‘winter’ regrowth, were characterized every week or every two weeks, respectively, by measuring residual mass, forage accumulation, sward height, leaf area index (LAI), mean foliage tilt angle, light interception (LI) and leaf photosynthesis, from which canopy photosynthesis was calculated. Massai was the most productive grass, with total annual yield of 30 Mg DM ha-1, followed by Mombaça, Tanzânia and Tobiatã, which yielded 20 Mg DM ha-1yr-1 on average, and by Atlas with annual yield of 12 Mg DM ha-1. During the ‘summer’ Massai and Mombaça had similar yields of 18 Mg DM ha-1, followed by Tanzânia and Tobiatã which yielded a mean 14 Mg DM ha-1, and by Atlas which yielded 8,5 Mg DM ha-1. During the ‘winter’ Massai, Tanzânia and Tobiatã yielded 7,5 Mg DM ha-1 while Atlas and Mombaça yielded 3,7 Mg DM ha-1, resulting in a more pronounced seasonal growth pattern of Mombaça, which concentrated 80% of its production in the ‘summer’ compared to the other grasses where this value was 70%. Despite being the highest yielding grass, Massai had the lowest canopy photosynthesis rates (1,08 mg CO2 m-2 s-1) and this may be related to the higher leaf proportion in the forage mass. The mean LAI of Massai swards (2.0) was lower than that of the other grasses (2.25 to 2.68) and the residual forage mass on Massai plots (4 Mg DM ha-1) was about half of that of the other grasses (7 Mg DM ha-1 on average). This generated less of a 'dilution effect' of the leaf mass on the total forage mass, and most of total forage mass of Massai came from leaves (photosynthesizing organs). The models that describe the evolution of forage mass and leaf mass above the stubble, as well as LAI, LI and sward height differed among cultivars and between seasons. The forage accumulation models provided yield estimates that were consistent with observed values, although under and overestimations occurred, mainly for Atlas and Tanzânia during the ‘winter’ and early ‘summer’. These models, however, allowed for the identification of the point of maximum average growth rate during the regrowth, as well as the characterization of the canopy morphological and physiological characteristics at that point in time, for both ‘summer’ and ‘winter’ regrowths. The use of models based on the photothermal unit proved effective for the prediction of yield and yield-related responses of Panicum grasses. In order for these models to become useful tools for systems planning and management, further study is needed in addition to bigger and richer data libraries and a wider range of environments and management practices.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第23497号 / 工博第4909号 / 新制||工||1767(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 清水 芳久, 教授 米田 稔, 准教授 松田 知成 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

<div>The goal of this research was to improve crop yield and quality and enhance nutrient use efficiency of aquaponics for the development of sustainable aquaponic production system. Aquaponics is the integration of aquaculture and hydroponics by recirculating water and residual nutrients resulting from aquaculture wastewater into hydroponic crop production. The project had four objectives. The first objective was to characterize nutrient composition and accumulation in recirculating water and plant parts of tomato, basil, and lettuce grown in aquaponic systems, and to compare their growth and yield with those grown in hydroponic systems. The second objective was to determine the effects of feeding management regime on water quality, crop yield and quality, and N use efficiency for vegetable and herb production in recirculating aquaponics in comparison to hydroponics. The third objective was to optimize water-flow rate for efficient aquaponic system for maximum crop yield. The fourth objective was to investigate and compare the N and P mass balance between aquaponics and hydroponics. Four conclusions were determined that 1) Aquaponic solution was deficient in Ca and/or Mg leading to plant nutrient deficiency but sufficient or high in P; And luxuriant nutrient profiles in hydroponics are not necessary to enhance crop yield in aquaponics as long as key factors affecting crop yield are identified and properly addressed. 2) Uniform feeding regime improved water quality by reducing toxic ions and enhancing initial nutrient availability and considerably increased the yield, quality and nitrogen use efficiency (NUE) of crops in aquaponics as close or similar to those in hydroponics. 3) Flow rate is an important factor affecting water quality parameters and optimizing flow rate is essential to maximize aquaponic crop production and improve energy efficiency; High hydraulic loading rate at 3.3 m3/m2-day improved performance and yield of all crops in an aquaponics system regardless of their growth rate, but the water hydraulic loading rate for fast-growing and medium-growing crops can be reduced to 2.2 m3/m2-day without production reduction. 4) Plant species had significant influence on N and P removal and mass balance in aquaponics and hydroponics; Fruity vegetables showed better growth adaption in aquaponic system, while yields of leafy vegetables may be reduced when grown in aquaponics than hydroponics; Aquaponics is more efficient than hydroponics releasing less environmental wastes, however, N and P use efficiency in aquaponics and hydroponics can be further improved via proper management.</div><div>The important findings obtained from this research will fill the knowledge gap in aquaponic research and provide new management strategies to improve quantitative study of aquaponic crop production and new management strategies for cultivating crops in aquaponics. The findings will also greatly contribute to the commercial aquaponic development, and ultimately improve food security and resource use efficiency in the US and global agricultural production.</div>

Durch die Zunahme der Biogasproduktion in den letzten Jahren hat sich auch die Menge von Gärprodukten, die verbleibenden Rückstände, entsprechend erhöht. In Deutschland fallen jährlich mehr als 50 Millionen Tonnen Gärprodukte an, die als Dünger verwendet werden. Damit werden Nährstoffe in den Kreislauf landwirtschaftlicher Ökosysteme zurück-geführt. Allerdings sind die agroökologischen Wirkungen noch nicht hinreichend erforscht. Aus diesem Grund wurden die folgenden Parameter untersucht: Einfluss von trockenen und flüssigen Gärprodukten auf dem Ertrag von drei ausgewählten Fruchtarten im Vergleich zu oder in Kombination mit Mineraldünger in On-Farm Versuchen; Wachstum, Entwicklung und Ertrag von zwei ausgewählten Fruchtarten im Vergleich zu Mineraldünger, Gülle und Stallmist in einer vollständig randomisierten Blockanlage; Einfluss auf ausgewählte Bodenlebewesen im Vergleich zu Mineraldünger, Gülle und Stallmist in einer vollständig randomisierten Blockanlage. Zusätzlich wurde die Mineralisierung von flüssigen und festen Gärprodukten im Vergleich zu Gülle und Stallmist untersucht, um Effekte der verschiedenen Düngestoffe auf die Humusbildung unter kontrollierten Bedingungen zu bestimmen. / With the increase of biogas production in recent years, the amount of digestates or the remaining residues increased accordingly. Every year in Germany more than 50 million tons of digestates are produced, which are used as fertilizer. Thus nutrients return into the circulation of agricultural ecosystems. However, the agro-ecological effects have not been deeply researched until now. For this reason, the following parameters were quantified: the influence of dry and liquid fermentation products on the yield of three selected crops in comparison to or in combination with mineral-N-fertilizers in on-farm experiments; the growth, development and yield of two selected crops in comparison to mineral-N-fertilizer, liquid manure and farmyard manure in a randomized complete block design; selected soil organisms as compared to mineral-N-fertilizer, liquid manure and farmyard manure in a randomized complete block design. In addition, the mineralization of dry and wet digestates in comparison with liquid manure and farmyard manure was investigated in order to evaluate the effects of different fertilizers on the humus formation under controlled conditions.

As pastagens são o principal recurso alimentar para pecuária brasileira, sendo fundamentais na viabilização dos sistemas produtivos. Fatores climáticos como temperatura e fotoperíodo têm grande importância no crescimento das plantas forrageiras, influenciando o acúmulo de forragem a distribuição estacional da produção e do valor nutritivo, fatores de grande impacto no sistema produtivo como um todo. Dessa forma, o desenvolvimento de ferramentas que racionalizem o processo produtivo das plantas possibilitando a sua predição em função dos parâmetros ambientais que o condicionam são importantes para o planejamento desses sistemas. O presente estudo foi desenvolvido no Departamento de Zootecnia da ESALQ/USP em Piracicaba, SP, de Dezembro de 2000 a Março de 2002, com o objetivo de gerar um banco de dados sobre as características produtivas e qualitativas de gramíneas forrageiras do gênero Cynodon e, a partir desse banco de dados, avaliar modelos matemáticos propostos na literatura para estimar o acúmulo de massa seca e as alterações no valor nutritivo [teores de proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN), e a digestibilidade in vitro da matéria orgânica (DIVMO)] dessas forragens. Foram estudadas duas variáveis climáticas, uma gerada em função da soma térmica diária (graus-dia, GD), e outra incorporando os efeitos das alterações no fotoperíodo à soma térmica (a unidade fototérmica, UF). Os tratamentos constituiram de todas as combinações possíveis entre dois intervalos entre cortes (4 e 6 semanas) e cinco cultivares de Cynodon spp. (Tifton 85, Coastcross, Florico, Florona e Estrela) mecanicamente colhidos a 7 cm. As parcelas eram irrigadas para garantir ausência de déficit hídrico e adubadas com o equivalente a 400 kg N ha-1 ano-1. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos completos casualizados com quatro repetições. Nas três estações de crescimento determinadas, &#34;estação completa&#34;, &#34;verão&#34; e &#34;inverno&#34; foram avaliados o acúmulo de forragem (AF), a taxa média diária de acúmulo de forragem (TMDAF), a distribuição estacional da produção e os teores de PB e de FDN, além da DIVMO. O intervalo de seis semanas proporcionou maior AF, maior TMDAF, menor teor de PB, menor DIVMO e maior teor de FDN do que o intervalo de quatro semanas nas três &#34;estações&#34; consideradas. A distribuição estacional da produção foi igual para os dois intervalos, com 73% da produção no &#34;verão&#34; e 27% no &#34;inverno&#34;. O AF e a TMDAF para a &#34;estação completa&#34; não foram diferentes entre os cultivares, mas no &#34;verão&#34; Tifton 85 foi superior a Coastcross e Florona. No &#34;inverno&#34;, os cultivares não se diferenciaram nessas características, o que resultou em maior estacionalidade de produção de Tifton 85 do que de Coastcross, Florico e Florona. Coastcross apresentou os menores teores de PB e juntamente com Tifton 85 os maiores teores de FDN nas três&#34;estações&#34;. A digestibilidade só foi diferente entre os cultivares na &#34;estação completa&#34;, onde Florona superou Coastcross. Os modelos gerados para a resposta quantitativa (AF) foram altamente significativos, apresentando melhores resultados nos menores níveis de agregação. As duas variáveis climáticas foram eficientes, mas os modelos de UF apresentaram capacidade preditória superior. Os modelos para as respostas qualitativas também apresentaram alta significância, com melhores resultados nos maiores níveis de agregação. No entanto, em função da alta variabilidade tiveram sua capacidade preditória comprometida. Os cultivares estudados demonstraram significativas diferenças produtivas e qualitativas, que devem ser consideradas quando de sua adoção em sistemas produtivos. Nos intervalos entre cortes a produção e o valor nutritivo estiveram inversamente associados. A utilização de variáveis climáticas para a predição de parâmetros produtivos se mostrou efetiva em condições de ausência de déficit hídrico. Para a modelagem qualitativa o conceito se mostrou válido, mas novos modelos incluindo maior amplitude de maturidades da forragem devem ser gerados e avaliados. / Pastures are the main feed resource in the Brazilian livestock industry and they are key in making forage-livestock systems feasible. Climatic variables such as temperature and daylength are important to forage growth as they affect herbage accumulation as well as the seasonal distribution of both yield and nutritive value, two major characteristics that impact the systems as a whole. Thus, the development of manegerial tools that allow for the rationalization of the production process and for the prediction of forage responses to environmental variables may be valuable for planning and managing whole systems. The present study was carried out at the Departamento de Zootecnia of ESALQ-USP in Piracicaba, SP, from December 2000 through March 2002. The objective was to generate a comprehensive dataset on the productive and qualitative characteristics of Cynodon grasses and to use this dataset to evaluate prediction models reported in the literature, using them to estimate forage accumulation and changes in forage nutritive value [measured as concentrations of crude protein (CP) and neutral detergent fiber (NDF), as well as the in vitro organic matter digestibility (IVOMD)]. Two climatic variables were studied, one generated as a function of daily caloric sum (degree-days, DD) and the other combining the effect of daylength with DD and known as the photothermal unit (PU). Treatments included all possible combinations between two intervals between clippings (every four or six weeks) and five Cynodon spp. cultivars (Tifton 85, Coastcross, Florico, Florona e Stargrass) harvested mechanically at a 7-cm height. Plots were irrigated to ensure that soil moisture was not limiting at any point during the experiment and fertilized at the rate of 400 kg N ha-1 yr-1. The experimental design was a randomized complete block with four replications. For the three &#34;seasons&#34; established (&#34;whole season&#34;, &#34;summer&#34;, and &#34;winter&#34;), total herbage accumulation (HA), the mean daily HA rate (MDHAR), the seasonal yield distribution and the concentrations of CP and NDF plus the IVOMD of the forage produced were characterized. The 6-wk harvest interval resulted in higher HA and MDHAR, lower CP and IVOMD, and higher NDF than the 4-wk interval, for all three &#34;seasons&#34;. Seasonal yield distribution was similar between intervals, with 73% of the total forage accumulating during the &#34;summer&#34; and 27% in the &#34;winter&#34;. HA and MDHAR for the &#34;whole season&#34; was the same across cultivars but during the &#34;summer&#34;, these responses were higher in Tifton 85 than on Coastcross and Stargrass. In the &#34;winter&#34;, no differences were found across cultivars for these quantitative responses and this resulted in more pronounced seasonality for Tifton 85 than for Coastcross, Florico and Florona. Coastcross forage had the lowest CP concentration and, together with Tifton 85 forage, the highest NDF concentrations in all three &#34;seasons&#34;. Forage IVOMD was the same across treatments except among cultivars in the &#34;whole season&#34;, where Florona showed higher IVOMD than Coastcross. The prediction models generated for the quantitative response HA were highly significant and seem to be better predictors at lower aggregation levels. Both climatic variables were efficient, although the PU models had a better prediction ability than the DD models. For the qualitative characteristics were also significant, but with better results for the higher aggregation levels. Because of the high variability involved, however, their predictive ability may have been somewhat compromised. The grass cultivars used in this study have contrasting productive and qualitative characteristics, which must be taken into account when one considers their inclusion into the system. Within harvest intervals yield and nutritive value were inversely related. The use of climatic variables to predict forage quantitative responses appears to be promising in the absence of water deficit. For qualitative characteristics, the concept seems to hold although more modeling is needed using a wider range of forage maturities.

O objetivo deste estudo foi verificar as influências dos fenômenos El Niño/La Niña (EN/LN) no rendimento regional de trigo cultivado no Paraná entre 1976 e 2002. Os dados de produtividade foram obtidos junto à SEAB e os meteorológicos junto ao IAPAR, e agrupados em 6 regiões produtoras (norte, noroeste, oeste, sudoeste, sul e centro-oeste). A tendência tecnológica da série de cada região foi eliminada para facilitar a associação entre a ocorrência dos eventos EN/LN e os desvios na produtividade regional. O balanço hídrico climatológico seqüencial de Thornthwaite-Mather (CAD = 100 mm) na escala decendial permitiu detectar a situação da umidade do solo regional durante o período de cultivo em cada ano com desvio significativo de produtividade. Verificou-se queda do rendimento em anos de El Niño nas regiões centro-oeste e oeste, e tendência a acréscimo ao rendimento em anos de La Niña na região sul. Para as regiões norte, noroeste e sudoeste não foi encontrado efeito significativo desses fenômenos sobre o rendimento regional. / The aim of this study was to verify the influences of El Niño/La Niña (EN/LN) in the regional yield of wheat in Paraná from 1976 to 2002. The yield and meteorological data were grouped in 6 regions, i.e., north, northwest, west, south, southwest, and central west. The technological trend of the yield series was eliminated to allow associations between the occurrence of the events EN/LN and the deviation of regional yield. Sequential climatological Thornthwaite-Mather water balance (SWC = 100 mm) on a 10-days time scale was used to detect the regional soil moisture conditions during the growth period in each year with large yield deviation. There was yield decrease in years of EN in the center-west and west regions, and tendency of yield increase in LN years in the south region. In the north, northwest, and southwest regions there was no significant effect of the EN/LN on the regional wheat yield.