Dentre os ecossistemas terrestres, o solo constitui um dos principais reservatórios de carbono (C). As práticas de preparo agrícola alteram esse compartimento, acelerando o processo de oxidação da matéria orgânica do solo, o que favorece a emissão de gases do efeito estufa. O presente trabalho foi desenvolvido em um experimento de longa duração localizado na Fundação ABC em Ponta Grossa (PR) sob diferentes sistemas de manejo do solo: plantio convencional (PC), preparo mínimo (PM), plantio direto (PD) e plantio direto escarificado (PDE), dispostos em blocos ao acaso. Os objetivos foram, determinar: a) os estoques de C e nitrogênio (N) do solo; b) a quantidade e qualidade dos resíduos culturais; e c) quantificar as trocas gasosas de CO2 e N2O entre o solo-atmosfera. As amostragens foram realizadas de outubro de 2003 a novembro de 2004 na sucessão aveia branca/soja/trigo. Os estoques de C e N do solo foram determinados após a colheita das culturas e não apresentaram diferença estatística entre épocas de cultivo e tratamentos. O PD apresentou os maiores estoques médios de C e N, e o PC os menores valores. As taxas de seqüestro de C, na camada 0-20 cm nos tratamentos estudados em comparação ao PC (15 anos de implantação), foram de: 0,55; 0,66 e 0,46 Mg ha-1ano-1 para PM, PD e PDE, respectivamente. As massas secas e os estoques de C e N dos resíduos culturais foram maiores na época da colheita das culturas, e superiores nos tratamentos PD e PDE. Os teores de C dos resíduos não tiveram diferença estatística entre as médias dos tratamentos. Os resíduos de soja apresentaram, em todos os tratamentos, maior teor de N e menor de hemicelulose. As variações no Quociente holocelulose/lignocelulose (QCL), Índices ligno-celulósico (ILC) e de decomponibilidade (ID) foram pequenas, evidenciando pouca variação entre os resíduos da rotação. As médias diárias das emissões de CO2 do solo variaram de 24 a 248 mg m-2 h-1 aumento progressivo, de novembro/03 (semeadura da soja) a fevereiro/04, devido ao crescimento das raízes que incrementou a taxa de respiração do solo. Não foi observada correlação significativa entre as emissões de CO2 e N2O com o ciclo diário da temperatura. As médias anuais de emissão de CO2 e N2O foram iguais nos horários 8:00, 12:00h e 17:00h. Os fluxos de N2O variaram de 3 a 53 µg m-2, e a maior freqüência observada com saturação de água no solo em torno de 60%, após as adubações nitrogenadas em junho/2004 no PC e PM e em julho/2004 no PD e PDE. O revolvimento do solo pela gradagem e incorporação dos resíduos culturais no PC e PM, não alteraram significativamente as emissões de CO2 e N2O. Os tratamentos estudados não apresentaram diferença nas médias anuais de emissão de CO2 e N2O do solo. Dentre todas as variáveis estudadas, comparando os tratamentos PC, PM, PD e PDE, o PD destacou-se por apresentar maior estoques de C e N no solo em relação aos demais tratamentos. / Between the terrestrial ecosystems, the soil is one of the most important pools of carbon (C). Agricultural tillage practices alter the contents of this element, accelerating the process of organic matter oxidation, inducing greenhouse gases emissions. The present research was carried out in a long-term experiment located at Fundação ABC in Ponta Grossa (Paraná State, Brazil) under different soil management systems: conventional (CT), minimum (MT), no-till (NT) and no-till harrowed (NTH), randomly displayed in blocks. The objectives were to determine: a) soil C and nitrogen (N) stocks; b) quantity and quality crop residues; c) quantify the CO2 and N2O gasses fluxes from the soil to the atmosphere. Sampling activities were performed between October 2003 and November 2004 in the succession white oat/soybean/wheat. Soil C and N stocks were determined after the crops were harvested and showed the same distribution of soil C and N for all treatments, no significant statistically difference among cultural seasons and treatments was observed. NT system presented the highest mean soil C and N stock values, and the CT had the smaller values. Soil C sequestration rates in the 0-20 cm, in the treatments in comparison with the CT with 15 years of adoption, were 0,55; 0,66 and 0,46 Mg ha-1year-1 for MT, NT and NTH, respectively. Dry matter and C and N stocks of crop residues were higher in the harvest season, and presented high values for NT and NTH. Carbon contents in crop residues were maintained in the same magnitude and showed no significant statistically difference. Soybean residues just presented, in all treatments, higher N concentration and smaller hemicelulose contents. The holocelulose/lignocelulose quotient (HLQ), ligno-celulosico (LCI) and decomposition (DI) indexes were small, evidencing in this work, little variation between the crop residues analised. The soil CO2 CO2 daily average emissions varied from 24 to 248 mg m-2 h-1 and presented a progressive increase of November/03 (sow of the soy) to February/04, indicating that the soil respiration passed to be constituted of the organism soil and root plants. Correlation was not observed between the emissions of CO2 and N2O with the daily cycle of the temperature. The same annual averages of emission of CO2 and N2O were observed in the schedules 8:00, 12:00 and 17:00 hours. The N2O flow varied from 3 to 53 g m-2, and the largest frequency observed with water filled pore space around 60 %, and after the nitrogen fertilization in June 2004 in CT and MT and in July 2004 in NT and NTH. Soil tillage with plow and incorporation of the cultural residues in CT and MT, didn't alter the emissions of CO2 and N2O significantly. The studied treatments didn\'t present difference in the annual averages of emission of CO2 and N2O of the soil during 2003 and 2004 years. Between the studied variables, comparing the treatments CT, MT, NT and NTH, NT system stranded out from the other treatments by present higher soil C and N stocks.

[pt] Este trabalho apresenta a Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro e realiza um estudo sobre as contribuições dos setores da economia do Rio de Janeiro no processo de emissão de gases de efeito estufa (GEE), para o horizonte 2008/2020. Com base na Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro, desenvolvida pelo Governo do Estado em parceria com o Instituto de Energia da PUC-Rio – IEPUC, tendo como ano base 2008, são feitas simulações das taxas de emissões de GEE para diversos cenários de 2009 a 2020, levando-se em conta atividades industriais, de transporte e queima. O estudo permite apresentar métodos de planejamento energético, modelagem de matrizes e emissões de gases de efeito estufa, assim como sistemas de informação atuais utilizados para realização destas e outras atividades de planejamento energético, em especial o Sistema LEAP – Long Range Energy Alternatives Planning System. Este projeto pode ser utilizado como base para futuros estudos da Matriz Energética do Rio de Janeiro e como base para implementação de ações de mitigação das emissões de GEE no Estado do Rio de Janeiro. / [en] This work presents the Energy Matrix of Rio de Janeiro State and a study on the contribution of the economics sectors of Rio de Janeiro to the greenhouse gas (GG) emission process for the 2008/2020 horizon. Based on the Energy Matrix of Rio de Janeiro State, developed by Government of Rio de Janeiro State in partnership with the Energy Institute of PUC-Rio – IEPUC, with 2008 taken as the base year, greenhouse gas emission rate simulations are made for various scenarios from 2009 to 2020, considering industrial, transport and burning activities. The study allows to present energy planning methods, greenhouse gas emission and matrix modeling, as well as the current information systems used to carry out these and other energy planning activities, especially the LEAP System – Long Range Energy Alternatives Planning System.This project may be used as a basis for future studies on Rio de Janeiro’s energy matrix as well as the groundwork for implementation of greenhouse gas emission mitigation actions in the state of Rio de Janeiro.

Climate changes and global warming are topics of scientific debate. The increase of greenhouse gases has been pointed out as one of the main causes of the changes. The study aimed to evaluate the associative effect of monensin (M) with different levels of tannins (T) on feeding, digestive and rumen fermentation (ex-situ technique) parameters as well as on anaerobic biodigestion of waste. In a 2 x 4 factorial arrangement, 8 cannulated Nellore cows were distributed in 2 contemporary 4 x 4 Latin squares and received 8 experimental diets which differed in the level of inclusion of T of A. mearnsii extract (0.0, 0.75, 1.5, and 2.25% DM) and M which was daily administered to each cow (about 32 mg/kg DM) of one square. To evaluate the production of biogas, experimental batch-type anaerobic biodigesters were used in a completely randomized design. The data were analyzed by the Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). The results have shown little interaction between M and T. Regarding the feeding, digestive and N balance parameters, the T linearly reduced DM and water intake, the total apparent digestibility of DM, CP, TDN and OM; for the NDF and ADF the reduction was quadratic. The T linearly reduced rumen disappearance rate by linearly reduce both passage and digestion rates. T also linearly reduced urinary urea excretion, but both additives had no effect on the synthesis and efficiency of microbial protein synthesis. M reduced the proportion of N excreted in feces, but had no effect on N balance, whereas T linearly increased fecal N and linearly reduced urinary and retained N. Regarding the parameters of rumen fermentation, no significant effect of M was observed on CH4 production, but on the reduction of acetate:propionate ratio. T linearly reduced the production of CH4 and total SCFA. Regarding anaerobic biodigestion, M and T reduced the nutrient removal efficiency. M and T had independent effects on rumen metabolism, however, the use of T of A. mearnsii extract up to 2.25% DM is a safe option for cattle, with potential to mitigate rumen CH4. The combined use of M and T reduced the potential of biogas production by reducing the nutrient use efficiency. M inhibited the effect of T on the reduction of nutrient use efficiency of the waste through antagonistic interaction. / As mudanças climáticas e o aquecimento global são temas de debate científico da atualidade. O aumento de gases de efeito estufa é apontado como uma das principais causas das mudanças. O estudo teve como objetivo avaliar o efeito associativo da monensina (M) com diferentes níveis de inclusão de taninos (T) sobre os parâmetros ingestivo, digestivo e fermentação ruminal (técnica ex-situ), bem como sobre a biodigestão anaeróbia de dejetos. Em arranjo fatorial 2 x 4, 8 vacas Nelore, canuladas foram distribuídas em 2 quadrados latinos contemporâneos 4 x 4 e receberam 8 dietas experimentais que diferiram no nível de inclusão de T do extrato da A. mearnsii (0,0, 0,75, 1,5 e 2,25% da MS) e M que foi administrada diariamente a cada vaca (cerca de 32 mg/kg de MS) de um quadrado. Para avaliar a produção de biogás foram utilizados biodigestores anaeróbios do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os dados foram analisados pelo Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). Os resultados mostraram pouca interação entre M e T. Quanto aos parâmetros ingestivo, digestivo e balanço de N, os T reduziram linearmente o consumo da MS e água, a digestibilidade aparente total da MS, PB, NDT e MO e quadraticamente a da FDN e FDA. Os T reduziram linearmente a taxa de desaparecimento ruminal pela redução linear das taxas de passagem e digestão. Os T reduziram linearmente a excreção de uréia urinária, mas ambos aditivos não tiveram efeito sobre a síntese e eficiência da síntese de proteína microbiana. A M reduziu a proporção de N fecal, mas não teve efeito sobre o balanço do mesmo, enquanto que os T aumentaram linearmente o N fecal e reduziram linearmente o N urinário e retido. Em relação a fermentação ruminal, não foi observado efeito da M sobre a produção de CH4, mas sim, redução da relação acetato:propionato. Os T reduziram linearmente a produção de CH4 e AGCC. Em relação a biodigestão anaeróbia, a M e T reduziram a eficiência de remoção de nutrientes. A M e T tiveram efeitos independentes sobre o metabolismo ruminal, porém, o uso de T do extrato da A. mearnsii até 2,25% de MS é seguro para bovinos, com potencial para mitigar o CH4 entérico. O uso combinado de M e T reduziu o potencial de produção de biogás pela redução da eficiência do uso de nutrientes. A M inibiu o efeito dos T sobre a redução da eficiência biodigestiva dos dejetos através da interação antagonista.

CNPq; Fundação Araucária / A região do Sudoeste do Paraná apresenta o setor agrário bem desenvolvido, com ênfase na produção leiteira de pela agricultura familiar. A base nutricional dessas propriedades são as pastagens formadas por gramíneas tropicais, as quais apresentam uma diminuição em sua produção de fitomassa em determinada época do ano, com a queda na intensidade luminosa e temperatura. A implantação de pastagens temperadas, principalmente de aveia, é uma estratégia comum na região para a atividade. Avaliou-se os efeitos dos níveis de nitrogênio no crescimento, desenvolvimento, acúmulo de fitomassa, composição química, cinética ruminal e produção de gases de efeito estufa. O trabalho foi conduzido na UTFPR-DV nos anos de 2013 e 2014, em blocos ao acaso com quatro níveis de adubação N (0,60, 120 e 240 KgN.ha-1) com 3 repetições, em períodos de corte a cada 21 dias, usando-se cultivares de aveia branca (Avena sativa L.) URS Guapa e IPR126. Foram analisados taxa de assimilação de CO2, concentração intracelular de CO2, taxa de transpiração, temperatura da folha, teor de clorofila, produção de fitomassa, proteína, FDN, lignina, EE, produção de gás em relação aos teores de carboidratos de rápida degradação e de degradação lenta, bem como CH4, CO2 e N2O.Para IPR 126 no ano de 2013 houve efeito significativo nas variáveis PB, CT, k1, eficiência do uso da água, transpiração e temperatura foliar, enquanto que para o ano de 2014, as variáveis foram CT, vf1, k1, vf2, número de perfilhos e eficiência do uso da água. Para a cultivar URS Guapa, no ano de 2013, houve efeito significativo para as variáveis peso das folhas (em gramas) e temperatura foliar, enquanto que no ano de 2014, número de perfilhos, transpiração e temperatura foliar foram significativos.Observou-se que a cultivar IPR 126 foi mais influenciada pelos níveis de adubação que a cultivar URS Guapa, em todos os anos e os gases de efeito estufa não foram afetados. / The Southwest region of Paraná presents the well-developed agrarian sector, with emphasis on dairy production from family farming. The nutritional base of these properties are pastures formed by tropical grasses, which present a decrease in their phytomass production at a given time of year, with the decrease in luminous intensity and temperature. The implementation of temperate pastures, mainly of oats, is a common strategy in the region for the activity. The effects of nitrogen levels on growth, development, phytomass accumulation, chemical composition, ruminal kinetics and greenhouse gas production were evaluated. The work was conducted in UTFPR-DV in the years of 2013 and 2014, in randomized blocks with four levels of N fertilization (0.60, 120 and 240 KgN.ha-1) with 3 replications, in cut-off times every 21 Days, using white oats (Avena sativa L.) URS Guapa and IPR126. Were analysed CO2 assimilation rates, intracellular CO 2 concentration, transpiration rate, leaf temperature, chlorophyll content, phytomass production, protein, NDF, lignin, EE, gas production in relation to fast-degraded carbohydrate. In the year of 2013, there was a significant effect on the variables PB, CT, k1, water use efficiency, transpiration and foliar temperature, while for the year 2014, Variables were CT, vf1, k1, vf2, number of tillers and water use efficiency. For the cultivar URS Guapa, in the year 2013, there was a significant effect for the variables leaf weight (in grams) and leaf tempreture, while in the year 2014, number of tillers, transpiration and leaf temperartura were significant. It was observed that The cultivar IPR 126 was more influenced by levels of fertilization than the cultivar URS Guapa, in all years and greenhouse gases were not affected.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Agricultural lands receive crop and animal residues as option for additional nutrients to replace inorganic fertilizers. Although the idea of discard residues is sustainable, its implementation contributes to the production of greenhouse gases such as nitrous oxide (N2O). However, the impact of disturbances caused by crop wastes on soil microbial community is still not clear. The aim was to study the impact of agricultural residues on the bacterial community accessed by next generation sequencing of nucleics acids. Two field experiments were carried out with the first experiment with the treatments control, mineral fertilizer, slurry and slurry with nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) while the second experiment presented the following treatments: control, sugarcane straw, vinasse and vinasse with sugarcane straw. Nitrous oxide emissions were also analysed. The organic fertilizers were the main drivers on changes in microbial community structure and they affected the microorganisms differently conformable to the applied residue compared with soils with or without fertilizer, but without residues. Slurry application changed the community in the third day of experiment temporarily due to increases in the abundance of Bacteroidetes, Proteobacteria and Firmicutes but the metabolically active microbial community was resilient returning to the original state after 50 days of experiment. The impact of plant residues were visualized in the treatment than microbial dynamics with only straw application modifying the abundance of Bacteroidetes and Beta-Proteobacteria. High proportions of Verrucomicrobia were found in vinasse treatment, whereas Firmicutes were overrepresented in vinasse plus straw treatment. Plants and animal origin residues as slurry with and without DCD, straw and vinasse affected specific groups of microorganisms that participate in nitrogen cycle. Furthermore, phosphorus, iron and nitrogen cycles were altered in plants residues treatments. Different microorganisms were responsible for the same functions in biogeochemical cycles in different treatments with plant residues indicating possible functional redundancy. All agricultural residues amendments also contributed to increase N2O emissions, except for the treatment with DCD which was effective against the nitrification process. In conclusion, the results are important to understand the appropriate crop residues managements in microbial compositions and functions under the current effort of sustainable agricultural practices. / Terras agrícolas tem recebido resíduos de culturas e de animais como opção de fornecimento de nutrientes adicionais em substituição aos fertilizantes inorgânicos. Apesar da ideia do retorno de resíduos produzidos na agricultura ao solo ser sustentável, sua aplicação continua contribuindo para produção de gases de efeito estufa como o óxido nitroso (N2O). Entretanto, o impacto dos distúrbios provocados pelo uso de resíduos agrícolas sobre a comunidade microbiana do solo ainda não são claros. O objetivo deste trabalho foi estudar o impacto do retorno de resíduos produzidos na agricultura como dejetos, vinhaça e palha sobre a comunidade bacteriana do solo acessada por sequenciamento de nova geração de ácidos nucleicos. Foram realizados dois experimentos de campo a curto prazo foram realizados com o primeiro experimento apresentando os tratamentos: controle, fertilizante mineral, dejeto e dejeto com inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD), enquanto o segundo experimento apresentou os seguintes tratamentos: controle, palha de cana-de-açúcar, vinhaça e vinhaça em conjunto com palha de cana-de-açúcar. O efeito das emissões de óxido nitroso também foram analisadas. A adição de resíduos orgânicos apresentou o maior impacto na mudança da comunidade bacteriana do solo e afetaram a presença de microrganismos conforme o resíduo aplicado quando em comparaçao com solos com solos com ou sem fertilizantes, mas sem a aplicaçao de resíduos. A aplicação de dejetos animais afetou a comunidade ao terceiro dia do experimento principalmente devido a um aumento na abundância de Bacteroidetes, Proteobacteria e Firmicutes, mas a comunidade voltou ao seu estado inicial após 50 dias de experimento. O impacto da aplicação de resíduos vegetais vinhaça e palha foi visualizada com a aplicação da palha modificando a abundância de Bacteroidetes e Beta-Proteobacteria. A adição de vinhaça provocou um aumento nas proporções de Verrucomicrobia enquanto Firmicutes foram mais abundantes no tratamento com adição de vinhaça em conjunto com a palha nos 46 dias do experimento. Entre as funções afetadas pela adição de resíduos de origem animal e vegetal, a aplicação de dejetos com e sem DCD, assim como a aplicação de palha e vinhaça, atuaram sobre grupos específicos de microrganismos do ciclo do nirogênio. Além disso, ciclos de fósforo, ferro e nitrogênio foram observados em diferentes tratamentos de resíduos vegetais. Diferentes microrganismos foram responsáveis pelas mesmas funções nos ciclos biogeoquímicos em distintos tratamentos com resíduos vegetais indicando possível redundância funcional. A aplicação de todos os resíduos também contribuiu para o aumento da emissão de N2O, com exceção do tratamento com adição de DCD em que mostrou que o inibidor foi efetivo em retardar o processo de nitrificação. Os resultados são importantes para entender o gerenciamento dos resíduos das culturas nas comunidades e funções microbianas do solo sob o esforço atual de práticas agrícolas sustentáveis.

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No. of bitstreams: 2 Dissertação_Caroline_Sayuri_Nishisaka_UFSCar.pdf: 10342020 bytes, checksum: 83fe90894363834291d0f68de806c3ab (MD5) Carta comprovante da versao final de teses e dissertações.pdf: 204209 bytes, checksum: 74667e4b6b3923d66bce39462bb4538f (MD5) Previous issue date: 2018-05-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Agriculture is responsible for 80% of nitrous oxide emissions on earth's atmosphere, the most potential greenhouse gas among the three main gases (CO2, CH4 and N2O). Citriculture and silviculture play an important role on Brazilian economics due to the high demand of orange and wood products for exportation. Thus, in order to get a better understand about the role of those cultures on N2O emission, this research aims to evaluate N2O emissions from Citrus sinensis and Eucalyptus spp. crops, adjacent forests of each agriculture field were used as control. Citrus and eucalyptus sites are located in Sorocaba and Salto de Pirapora municipality, both in the state of Sao Paulo, Brazil. In each agriculture field and adjacent forest, eight static chambers were randomly installed, and gas sample were collected during dry and wet region season. Soil samples were collected in each field of study from five random sampling points, for further physicochemical, molecular analysis and microcosm incubation. Gas samples were collected from microcosm after moisture adjustment in 70% of field capacity. All gas samples were analyzed by gas chromatography technique. The number of copies of genes related to denitrifying process (nirK, nirS e nosZ) was determined by quantitative real time PCR. Seasonality had significant (P<0.05) influence on N2O emission in field, and N2O fluxes in incubated soil. It was observed positive correlation among dissolved organic carbon (DOC) concentration on soil, soil and plant residue total carbon and nitrogen content and N2O emissions. High nirK, nirS and nosZ gene abundance was found on soil collected during wet season, comparing to those collected on dry season, in both field and microcosm, which was correlated with DOC content and soil moisture. However, there were not significant differences on genes abundance comparisons between cultivated soils and adjacent forests. In conclusion, the seasonality has influence in both N2O emission and denitrifying bacteria abundance present in citrus- and eucalyptus-cultivated soils, mainly through the effects on soil and plant residue physicochemical characteristics, especially those related to COD and soil moisture. / A agricultura é responsável por 80 % do óxido nitroso (N2O) emitido para a atmosfera terrestre, o qual é considerado, dentre os principais gases causadores do efeito estufa, aquele com maior potencial de aquecimento global. A citricultura e a silvicultura são culturas agrícolas que apresentam importante papel na economia brasileira, devido a alta demanda de exportação de produtos derivados da laranja e da madeira. A fim de entender como essas culturas influenciam na emissão do N2O, esse trabalho teve como objetivo avaliar as emissões de N2O a partir de solos cultivados com Citrus sinensis e Eucalyptus spp. Solos florestais adjacentes às áreas agrícolas foram utilizados como controle. As áreas cultivadas com citros e eucalipto estão localizadas nos municípios de Sorocaba e Salto de Pirapora, respectivamente, ambos no estado de São Paulo, Brasil. Em cada área agrícola e florestal, oito câmaras estáticas foram aleatoriamente instaladas e amostras de gases foram coletadas durante o período seco e úmido. Amostras de solo foram coletadas em cada área de estudo a partir de cinco pontos amostrais, as quais foram submetidas a análises físico-químicas, moleculares e incubação em microcosmo. Amostras de gases também foram coletadas a partir dos ensaios de incubação do solo em microcosmos após ajuste da umidade em 70 % da capacidade de campo. Todas as amostras de gases foram analisadas pela técnica de cromatografia gasosa. O número de cópias de genes relacionados com o processo de desnitrificação (nirK, nirS e nosZ) foi determinado por PCR quantitativo em tempo real. A sazonalidade mostrou efeito significativo (P<0,05) nas emissões de N2O em campo, e nos fluxos de N2O determinados a partir do solo incubado. Foi mostrada correlação positiva entre a concentração de carbono orgânico dissolvido (COD) no solo, o teor de carbono e nitrogênio total em solos e resíduos vegetais e as emissões de N2O. Maior abundância dos genes nirK, nirS e nosZ foi encontrada nas amostras de solo coletadas no período úmido em comparação com aquelas coletadas no período seco, tanto em campo como em microcosmo, a qual foi correlacionada com a concentração de COD e a umidade do solo. Contudo, não houve diferença significativa na abundância de tais genes quando comparadas amostras de solos cultivados e florestais adjacentes. Tomados conjuntamente, os resultados permitiram concluir que a sazonalidade influencia tanto a emissão de N2O quanto a abundância de bactérias desnitrificantes presentes em solos cultivados com citros e eucalipto, mediante, principalmente, os efeitos nas características físicas e químicas do solo e dos resíduos vegetais, especialmente aqueles relacionados com o COD e umidade do solo. / FAPESP: 2016/15289-4 / FAPESP: 2017/17441-0

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288895.pdf: 4639660 bytes, checksum: bebb6e2605c7434461eaf8f727d69f68 (MD5) / A suinocultura é uma das atividades mais impactantes ao meio ambiente no Estado de Santa Catarina devido ao potencial poluidor de seus dejetos. Além da contaminação direta de corpos d#água superficiais e subterrâneos, causando diversos problemas ecológicos, a decomposição destes dejetos gera uma grande quantidade de gases de efeito estufa (GEE) que atingem a atmosfera contribuindo para o fenômeno de mudanças climáticas. Levando-se em consideração as condições econômicas dos produtores rurais do Estado é de extrema importância que novas tecnologias, eficientes e de baixo custo, estejam disponíveis para contribuir com a redução dos impactos ambientais causados por essa atividade. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial de macrófitas lemnáceas como uma tecnologia para o tratamento e valorização dos efluentes líquidos e gasosos da suinocultura. Estas plantas, além de apresentarem bons resultados para a redução de parâmetros de poluição, principalmente nutrientes (N e P), também produzem uma biomassa de elevado valor nutricional. Assim, foram desenvolvidos dois experimentos. O primeiro estudo foi desenvolvido em escala real, onde avaliou-se a eficiência de duas lagoas em série, com macrófitas lemnáceas da espécie Landoltia punctata, no tratamento do efluente de suinocultura, após o tratamento em um biodigestor. Também observou-se a produção de biomassa de lemnas e seu teor de proteína bruta (PB) para fins de valorização na alimentação animal. Para o segundo estudo, realizado em escala de bancada, testaram-se os efeitos de elevadas concentrações de CO2 (1500, 6000 e 100.000ppm) na fixação de carbono pelas lemnas, tendo em vista a redução de GEE, e na absorção de nitrogênio e fósforo. Após um ano de monitoramento as lagoas de lemnas apresentaram excelentes resultados no polimento do efluente, para os parâmetros avaliados, com as seguintes eficiências de remoção: NTK= 98%, N-NH3= 99%, Pt= 94%, DQO= 96%, DBO5= 95%, ST = 92%, E. coli = 2 log. Quanto à biomassa de lemnas constatou-se uma produtividade de 180g/m2/dia de matéria fresca, ou 68t/ha/ano, com um teor de proteína médio de 35%, totalizando 24tPB/ha/ano. Para a avaliação das concentrações de CO2 conclui-se que sob 100.000ppm as plantas apresentaram o maior crescimento, removendo mais CO2 e nutrientes. A taxa de fixação de carbono foi 7,15gC/m2/dia, ou cerca de 25tC/ha/ano, já as taxas de remoção de NO3 e PO4 foram 1,6 e 0,15mg/L/h respectivamente. Deste modo conclui-se que as lagoas de lemnas podem contribuir para a sustentabilidade de estabelecimentos suinícolas, através da redução dos impactos ambientais causados por seus efluentes líquidos e gasosos, além de agregar valor ao tratamento pela produção de biomassa protéica. / Due to the swine waste pollution potential, the pig farming is considered one of the most impactful activities for the environment, at Santa Catarina State, Brazil. Besides several ecological problems caused by the direct contamination of surface water bodies and groundwater, the swine waste decomposition generates large quantities of greenhouse gases (GHG) that reach the atmosphere contributing to the global warming and climatic changes. Considering the economic conditions of swine producers within the state, is of utmost importance that new, efficient and low cost technologies may be available to contribute for the reduction of environmental impacts caused by this activity. So, this study aimed to evaluate the potential of duckweed as a technology for the treatment and recovery of liquid and gaseous effluents from pig farming. These macrophytes besides good results in reducing pollution parameters, specially nutrients (N and P), also produce biomass, with a high nutritional value. Two experiments were developed during the study. The first at real scale evaluated the efficiency of two serial ponds, with Landoltia punctata duckweed species, for the swine waste treatment after a pre-treatment using an anaerobic digester. Two experiments were developed during the study. The biomass production and crude protein (CP) content from duckweed were also observed for valorization at animal feed. For the second study, a pilot scale experiment, the effects of high CO2 concentrations (1500, 6000 and 100.000ppm) were tested in the carbon fixation, in view of GHG emissions reduction and absorption of nitrogen and phosphorus. After one year of monitoring, the duckweeds ponds had excellent results in effluent polishing for the evaluated parameters, with the respective efficiencies: TKN = 98%, NH3-N = 99%, Ptotal= 94%, COD = 96%, BOD5 = 95%, TS =92%, E.coli = 2 log. As for the duckweed biomass, an original matter productivity of 180g·m-2·day was observed (or 68ton·ha-1·year), with an average protein content of 35%, totalizing 24tCP·m-2·year. For the CO2 concentration evaluation, it is concluded that plants under 100.000ppm showed the highest growth by removing more CO2 and nutrients. The carbon fixation rate was 7.15gC·m-2·day (about 25 tonC·ha-1·year), and the NO3- and PO43- removal rates were 1,6 and 0,15mg·L-1·h respectively. Thus it is concluded that duckweed ponds may contribute to the sustainability of pig farms in Santa Catarina, through reducing environmental impacts caused by its liquid and gaseous effluents, moreover adding value to treatment by the protein biomass production.

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VivianeSB_TESE.pdf: 3169033 bytes, checksum: 502e3e06c40421e419b1e2cd13178f58 (MD5) Previous issue date: 2015-10-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluates the environmental impact of melon production systems on climate change, integrating the research lines of the Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa). It is the result of partnership held among Embrapa - Tropical Agroindustry, the Federal Rural University of Semi-Arid (UFERSA), and the University of Massachusetts (UMass). The research is based on an evaluation of the product life cycle (melon), focusing on climate change impact category. The study was conducted in two stages, one held in Brazil, in 2011, and the second, in the US, between 2014 and 2015. In Brazil, data were collected in the experimental area located in Agricola Famosa farm, located in the municipality of Tibau, RN, with order to determine the efficiency of farming systems practiced today (conventional) and conservation, based on the use of green manure. In the conventional system, the melon (Goldex) was cultivated after the merger of spontaneous vegetation and conservation system, after overturning or incorporation of plant biomass from the green manure with maize intercropped with braquiária and Guandu beans. The product system refers to melon production in Brazil covered production in conventional and conservation systems considering the following processes: production of green fertilizers seeds and melon, biomass production of green manure production melon seedlings production melon field, packaging and transport of melons to Europe, as well as production and transportation of supplies for the experimental area. The stage of the research conducted in the United States sought to determine the conventional cultivation system efficiency currently practiced in the experimental farm of UMass. Thus, this product system included the production of seeds and melon seedlings production in melon field, packaging and transport of melon, production and transport of inputs for the experimental area of UMass. In Brazil, the best result of carbon footprint was the conservationist corn intercropping system with braquiária with incorporation that generates an average carbon footprint of 647.82 CO2-eq / t melon, while the footprint of Brazilian conventional system is 756, 90 kg CO2-eq / t. Detailing the process, we observe that the change of land use and melon transportation Port of Pecém, CE, to the port of Rotterdam, in the Netherlands, are the processes that most contribute to the carbon footprint of melon produced in Brazil. The change of land use, due to the increasing number productive melon areas in Northeast Brazil, including Jaguaribe-Açu polo, we consider the emissions for the transformation of land with scrub vegetation to melon producing area. In the US, the footprint is 356 kg CO2-eq/t, and the packaging process is the largest contributor to this result. It is important to note that the land use change impact was not considered in the US, because this change has occurred more than 20 years ago on the farm UMass. We conclude that in terms of environmental efficiency, the best result in Brazil occurs in the conservation system, showing that green manure increases soil organic matter, thus reducing the carbon footprint. In order to reduce the footprint of Brazilian melons, making it as competitive as the US, it is necessary to held to melon production in agricultural areas with natural vegetation removed for more than 20 years before. The results of this research subsidize actions to improve the competitiveness of Brazilian melons front of potential non-tariff barriers related to reducing emissions of greenhouse gases by agriculture and adoption of low carbon practices / Esse estudo avalia o impacto ambiental de sistemas de produção de melão sobre as mudanças climáticas, integrando as linhas de pesquisa da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). É resultado de parceria realizada entre a Embrapa - Agroindústria Tropical, a Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), e a University of Massachusetts (UMass). A pesquisa é baseada na avaliação do ciclo de vida do produto (melão), com foco na categoria de impacto Mudança Climática. O trabalho foi realizado em duas etapas, uma realizada no Brasil, em 2011, e a segunda, nos EUA, entre 2014 e 2015. No Brasil, dados foram coletados na área experimental localizada na fazenda Agrícola Famosa, situada no município de Tibau-RN, com o objetivo de determinar a eficiência de sistemas de cultivo atualmente praticados (convencional) e conservacionistas, fundamentados no uso de adubação verde. No sistema convencional, o melão (Goldex) foi cultivado após a incorporação da vegetação espontânea, e no sistema conservacionista, após o tombamento ou incorporação da biomassa vegetal proveniente dos adubos verdes milho consorciado com braquiária e feijão guandu. O sistema de produto referente à produção de melão no Brasil abrangeu a produção em sistemas convencional e conservacionistas, considerando os seguintes processos: produção de sementes de adubos verdes e de melão, produção da biomassa de adubo verde, produção de mudas de melão, produção em campo de melão, embalagem e transporte do melão à Europa, bem como produção e transporte dos insumos para a área experimental. A etapa da pesquisa realizada nos Estados Unidos buscou determinar a eficiência do sistema de cultivo convencional atualmente praticado na fazenda experimental da UMass. Assim, esse sistema de produto abrangeu a produção de sementes e mudas de melão, produção em campo de melão, embalagem e transporte do melão, produção e transporte dos insumos para a área experimental da UMass. No Brasil, o melhor resultado de pegada de carbono foi do sistema conservacionista milho consorciado com braquiária com incorporação que gera uma pegada de carbono média de 647,82CO2-eq/t de melão, ao passo que a pegada do sistema convencional brasileiro é de 756,90 kg CO2-eq/t. No detalhamento dos processos, observa-se que a mudança do uso da terra e o transporte do melão do Porto do Pecém, CE, para o porto de Roterdam, na Holanda, são os processos que mais contribuem para a pegada de carbono do melão produzido no Brasil. Na mudança do uso da terra, devido ao crescente aumento de áreas produtoras de melão no Nordeste Brasileiro, incluindo o polo Jaguaribe-Açu, consideram-se as emissões referentes à transformação da terra com vegetação de caatinga para área produtora de melão. Nos EUA, a pegada é de 356 kg CO2-eq/t, sendo o processo de embalagem o que mais contribui com esse resultado. É importante salientar que o impacto da mudança do uso da terra não foi considerado nos EUA, em virtude de essa mudança ter ocorrido há mais de 20 anos na fazenda UMass. Conclui-se que, em termos de eficiência ambiental, o melhor resultado no Brasil ocorre no sistema conservacionista, demonstrando que a adubação verde incrementa a matéria orgânica no solo, reduzindo, consequentemente, a pegada de carbono. Para reduzir a pegada do melão brasileiro, tornando-o tão competitivo quanto o americano, deve-se realizar a produção de melão em áreas agrícolas com vegetação natural removida há mais de 20 anos. Os resultados desse trabalho subsidiam ações visando à melhoria da competitividade do melão brasileiro frente às potenciais barreiras não tarifárias relacionadas à redução das emissões de gases de efeito estufa pela agricultura e adoção de práticas de baixo carbono

Made available in DSpace on 2016-08-15T20:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdirMFF_TESE.pdf: 1925544 bytes, checksum: 2c6adf20cb05d72a5da15ba8f9a6a638 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / To study the thermal balance associated to methane emission in goats in a tropical environment, it was used nine Anglo Nubian females weighing in average 53.89 kg. The animals were observed during nine consecutive days from 08:00 to 17:00. An indirect open calorimetry system was used with a facial mask adjusted on the animal s muzzle and the volume of O2, CO2, CH4 and water vapor in the inspired and expired air were determined as well as the respiratory rate, respiratory volume and the temperature of expired air. Several parameters were also collected such as rectal temperature, body surface and hair coat temperature, air temperature and humidity and black globe temperature. The results showed that when the air temperature was below 26 °C the heat exchange for long-wave radiation and convection were effective to maintain the thermal equilibrium of the animals, since respiratory rate, respiratory volume, rectal temperature and metabolic heat production parameters did not change. When the air temperature increased to 28 °C, there was a slight change in physiological responses. When air temperature was higher then 30°C the variation in the physiological parameters was significant. These results demonstrated that the thermal balance in Anglo Nubian goats protected from direct solar radiation for an air temperature between 20 and 25 °C is maintained primarily by the sensible heat loss and when these temperature reaches values higher then 30 °C can only be maintained by latent heat loss for a cost of significant changes in respiratory rate and volume, hence thermal comfort zone was varying from 20 to 27 °C. In this environment, methane emission from enteric fermentation was in average 8.41 kg year-1 animal-1. There was no significant correlation between the methane emission and with physiological and environmental parameters but with individual characteristics of each animal, such as body weight / Com objetivo estudar o equilíbrio térmico associado à emissão de CH4 em caprinos em ambiente tropical, o presente trabalho utilizou nove fêmeas da raça Anglo Nubiano com peso corporal médio de 53,89 kg, que foram observadas durante nove dias consecutivos entre às 08:00 até 17:00 horas. Um sistema de calorimetria indireta aberta com auxílio de máscara facial ajustada ao focinho dos animais foi utilizado para determinar o volume de O2, CO2, CH4 e H2O (vapor) no ar inspirado e expirado. Simultaneamente a esses volumes também foram determinados nos animais à frequência e volume respiratório, além das temperaturas do ar expirado, retal, superfície da pele e pelame, enquanto no ambiente foram determinados a temperatura do ar e umidade, além da temperatura do globo negro. Os resultados mostraram para uma temperatura do ar inferior a 26°C as trocas de calor por radiação de ondas longas e convecção foram eficazes para manter o equilíbrio térmico dos animais, pois frequencia respiratória e volume respiratório, além da temperatura retal e produção de calor metabólico não se alteraram, mas quando a temperatura do ar passou de 28 °C, ocorreu uma leve alteração nas respostas fisiológicas e acima 30 °C essa alteração foi bem significativa. Esses resultados demonstraram que o equilíbrio térmico dos caprinos da raça Anglo Nubiano protegidos da radiação solar direta para uma faixa de temperatura do ar entre 20 a 25 °C é mantido basicamente pela perda de calor sensível e, após 30 °C, somente pode ser conseguido via perda de calor latente à custa de alterações significativas na frequência e volume respiratório, consequentemente sua faixa de zona de conforto térmico estaria variando entre 20 a 27 °C aproximadamente quando manejados protegidos da radiação solar. Nestas condições sua emissão de CH4 é da ordem de cerca de 8,41 kg ano-1 animal-1, sendo essa emissão não correlacionada de forma significativa com as variáveis fisiológicas e ambientais avaliadas e sim com características individuais de cada animal, como seu peso corporal

O consumo de frutas e hortaliças vem aumentando rapidamente, em função de mudanças nos hábitos das populações urbanas. Novas técnicas para produção são necessárias, para que haja um suprimento contínuo de alimentos de alta qualidade e baixo custo. Este foi o principal propósito da introdução do cultivo em estufas plásticas, em muitos países. Porém, à medida em que este sistema evoluiu, surgiram vantagens e limitações, ao mesmo tempo. Assim, tornou-se indispensável aprofundar conhecimentos das relações planta-atmosfera. Em particular, as relações entre as condições hídricas e o crescimento das plantas, em resposta às alterações físicas nos ambientes protegidos, devem ser melhor avaliadas. Com este objetivo conduzido um experimento com tomateiro cultivado dentro e fora de estufa plástica, em ciclos de primavera-verão e verão-outono, em Eldorado do Sul, Rio Grande do Sul, em 1999/2000. As reduções na radiação solar incidente e na velocidade do vento mostraram ser as causas primárias das alterações no ambiente interno. A redução na entrada de energia e na ventilação, combinadas ao aumento da umidade do ar causado pela transpiração do tomateiro, reduziram a demanda evaporativa do ambiente interno, causando modificações morfológicas e fisiológicas nas plantas. A área foliar, a duração da área foliar e a altura das plantas dentro da estufa foram maiores do que fora dela. A mesma tendência se deu na produção de biomassa. A condutância foliar e a transpiração relativa mostraram ser melhores indicadores de déficit hídrico do que o potencial da água na planta e a taxa fotossintética. A aclimatação das plantas nos ambientes protegidos provocou alterações morfológicas que resultaram em aumento na eficiência de uso da radiação fotossinteticamente ativa. Como resultado, as plantas aumentaram a produção de matéria seca, apesar da redução (em cerca de 30%) na radiação global dentro da estufa. O uso de tela plástica anti-insetos nas bordas da estufa amplificaram tanto as alterações físicas como seus efeitos sobre as plantas do ambiente interno.