O Brasil ocupa uma posição de destaque na produção e exportação mundial de carne bovina. No entanto, devido a parcela de contribuição dos ruminantes nas emissões de metano no país, a pecuária brasileira vem sofrendo contínua pressão das comunidades internacionais; e possivelmente, no futuro, tais emissões, possam ser motivo para a criação de barreiras para a exportação mundial de nossa carne. Neste contexto, o presente estudo teve o objetivo de avaliar o efeito dos taninos como alternativa a moduladores químicos de fermentação ruminal sobre as emissões de metano da microbiota de bovinos de corte. Para isso, foram realizados quatro experimentos. No primeiro estudo, foi avaliado o efeito dos taninos condensados (TC) das espécies Flemingia macrophylla, Leucaena leucocephala, Stylosanthes guianensis, Gliricidia sepium, Cratylia argentea, Cajanus cajan, Desmodium ovalifolium, Macrotiloma axilare, Desmodium paniculatum e Lespedeza procumbens em presença ou não de polietileno glicol (PEG), sobre os parâmetros ruminais através da técnica de produção de gases in vitro. Foram mensurados a produção de metano, a concentrações de amônia e de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), quantificações microbianas e cinética de degradação ruminal. As espécies L. leucocephala, D. paniculatum e L. procumbens reduziram a produção de metano in vitro. A população de Ruminococcus flavefaciens, arqueias metanogênicas e protozoários foi reduzida, enquanto que o número total de bactérias ruminais e Fibrobacter succinogenes foi elevado. No segundo experimento, foram mensurados consumo, digestibilidade, parâmetros ruminais, quantificação microbiana e emissão de metano em bovinos fistulados Nelore consumindo dietas contendo 0%, 1,25% e 2,5% de TC de extrato de acácia. A suplementação com taninos reduziu tanto o consumo como as emissões de metano diárias por animal. Os TC suprimiram diretamente a comunidade de arqueias metanogênicas e alteraram beneficamente as populações ruminais de F. succinogenes, R. flavefaciens e bactérias totais. No terceiro experimento, dejetos dos bovinos obtidos no ensaio in vivo foram acondicionados em biodigestores de bancada para avaliação do efeito das fezes ricas em taninos sobre a produção de biogás e metano. O estudo mostrou que os taninos não tiveram efeito negativo sobre a produção do biogás a partir dos dejetos dos bovinos. No quarto experimento, foi realizado ensaio em casa de vegetação para a avaliação do efeito das fezes ricas em taninos condensados sobre a dinâmica da população microbiana do solo. Os taninos aumentaram a entrada de N fecal e alteraram a ciclagem de nutrientes e a dinâmica microbiana do solo. Nosso estudo mostrou que os taninos podem ser uma promissora alternativa nutricional a moduladores químicos na redução da metanogênese de bovinos de corte, contribuindo positivamente na relação solo-planta-animal e colaborando na sustentabilidade da pecuária em sistemas tropicais. / Brazil occupies a prominent position in cattle beef production and export in the world. However, due to the ruminant\'s contribution to methane emissions in the country, Brazilian livestock farming has been suffering continuous pressure from international communities; and possibly in the future, such emissions, may be grounds for creating barriers to the worldwide export of our meat. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of tannins on the methane emissions of rumen beef cattle microbiota as an alternative to chemical rumen modulators. For this, four experiments were performed. In the first assay, condensed tannins (CT) from Flemingia macrophylla, Leucaena leucocephala, Stylosanthes guianensis, Gliricidia sepium, Cratylia argentea, Cajanus cajan, Desmodium ovalifolium, Macrotiloma axilare, Desmodium paniculatum and Lespedeza procumbens in the presence or not of polyethylene glycol (PEG) on the ruminal parameters in the in vitro gas production technique was evaluated. Methane production, concentrations of ammonia and short chain fatty acids (AGCC), microbial quantification and kinetics of ruminal degradation were measured. The species L. leucocephala, D. paniculatum and L. procumbens reduced the production of methane in vitro. The populations of Ruminococcus flavefaciens, methanogenic archeas and protozoa were reduced, while total number of ruminal bacteria and Fibrobacter succinogenes was increased. In the second experiment, intake, digestibility, ruminal parameters, microbial quantification and methane emission were evaluated in Nelore fistulated cattle consuming diets containing 0%, 1,25% and 2,5% TC of acacia extract. Tannin supplementation reduced both daily intake and methane emissions per animal. CT directly suppressed methanogenic archeas community and beneficially altered ruminal populations of F. succinogenes, R. flavefaciens and total bacteria. In the third experiment, bovine manure from the in vivo assay was stored in bench scale biodigesters to assess the effect of tannin-rich feces on the production of biogas and methane. The study showed that tannins had no negative effect on the biogas production from the bovine manure. In the fourth experiment, a greenhouse experiment was carried out to evaluate the effect of tannin-rich feces on the dynamics of soil microbial population. Tannins increased fecal N intake and altered nutrient cycling and soil microbial dynamics. Our study showed that tannins might be a promising nutritional alternative to chemical modulators in the reduction of methanogenesis of beef cattle, contributing positively to the soil-plant-animal relationship and collaborating on the sustainability of livestock farming in tropical systems.

Manguezais são ambientes costeiros que proveem diversos recursos para ecossistemas adjacentes devido à alta produtividade decorrente da decomposição de matéria orgânica e principalmente da constante ciclagem de carbono, realizada pelas comunidades microbianas presentes nos sedimentos. Desde a década de 70, com o aumento da liberação de gases pela queima de combustíveis fósseis, diversas anormalidades, como o aumento da temperatura e acidificação dos oceanos, têm sido observadas. Com base na hipótese de que as mudanças climáticas provocam alterações na diversidade microbiana associada à decomposição da matéria orgânica em sedimentos de manguezais, estimulando a liberação de Gases do Efeito Estufa (GEE), o presente estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica da diversidade microbiana sob alteração das condições climáticas durante o processo de decomposição, correlacionando-a com a emissão de GEE. Microcosmos destrutivos contendo material orgânico proveniente das principais espécies vegetais encontradas nos manguezais do Estado de São Paulo (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia schaueriana) foram incubados em condições simulando as mudanças climáticas (aumento de temperatura e pH). Amostragens do material em decomposição (para sequenciamento da região 16S rRNA e quantificação do gene mcrA) e de gases foram coletadas durante 45 dias. As variações no tempo resultaram em impactos significativos no aumento da α diversidade e na composição da comunidade, inicialmente com maior abundância de Gammaproteobacteria para todas as espécies vegetais independente das variações nas condições climáticas. Análises do tipo PCoA evidenciaram o processo de sucessão em decorrência do tempo na β diversidade, indicando o aumento da incidência de Deltaproteobacteria ao final do processo. As emissões de GEE variaram em função da fonte de material orgânico e observou-se relação entre a emissão de metano (CH4) e a presença do gene mcrA em duas das espécies vegetais estudadas, admitindo-se que o aumento na população de Deltaproteobacteria tenha controlado sua emissão. Apesar da quantidade de estudos relacionados à decomposição de matéria orgânica, à diversidade microbiana e à emissão de gases em manguezais, poucos apresentam uma abordagem como a proposta pelo presente trabalho, que busca compreender melhor a relação entre os três processos, relacionando-os a um quarto evento, as alterações climáticas, que são um problema imanente da atualidade. / Mangrove are coastal environments that provide resources for adjacent ecosystems due to its high productivity that comes from decay of organic matter and carbon cycling, made by microbial communities in sediments. Since the increase of gas release due to fossil fuel burning in the 1970\', many abnormalities have been observed such as temperature and acidification increase. Base on the hypothesis that climate change modifies microbial diversity associate to decay of organic matter in mangrove sediments, changing the emission of Greenhouse Gases (GHG) rate, the goal of this research is to evaluate the dynamics of microbial diversity under the climate change conditions during de decay process, correlating with the emission of GHG. Destructive microcosms containing organic matter from the main plant species found in mangroves throughout the State of São Paulo, Brazil (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia schaueriana) were incubate simulating climate changes (increase in temperature and pH). Sampling of decaying material (for sequencing of 16S rRNA region and quantification of the mcrA gene) and of gasses were collected for 45 days. The variation in time resulted in important increases of α diversity impacts and in the community composition, initially with greater abundancy of Gammaproteobacteria for all plant species despite of the climate conditions variations. The PCoA analysis bespeak the chronological sequence in β diversity, indicating the increase of Deltaproteobacteria at the end of the process. The GHG emission varied in function of the organic matter source and the relation between methane (CH4) release and the presence of the mcrA gene in two of the plant species studied, if the increase in the Deltaproteobacteria population controlled its emission. Despite the great number of studies about the decay of organic matter and emission of gases in mangroves, few present an approach like this work, which aims to understand the relation between these three processes and the climate changes, a pressing problem nowadays.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de três fontes energéticas sobre a produção de metano em bovinos utilizando-se a técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6), sobre os parâmetros da fermentação ruminal, a digestibilidade aparente total e a excreção de nutrientes da dieta. Seis vacas (730 ± 70 kg) canuladas no rúmen foram utilizadas e distribuídas a três dietas, que diferiram quanto à fonte energética, seguindo-se delineamento experimental em quadrado latino 3x3 replicado (n= 18 unidades experimentais): Controle (CON): Dieta de baixo extrato etéreo (3,50% de EE); Soja (SOJ): Dieta de alto extrato etéreo (5,30% de EE) com inclusão de 15% de soja grão; e Polpa Cítrica (POL): Dieta de baixo extrato etéreo (3,00% de EE) e alta participação de pectina com inclusão de 15% de polpa cítrica. Cada período experimental foi constituído de 21 dias, sendo que, entre o dia 5 e o dia 15, 2 g do marcador óxido crômico por kg de MS de alimento consumido foi administrado via cânula ruminal, para determinação da digestibilidade aparente total da MS e suas frações, bem como da excreção dos nutrientes da dieta. O ensaio de digestibilidade foi constituído por duas fases, sendo os cinco primeiros dias para adaptação ao marcador e os cinco últimos para coleta de fezes. A excreção da MS e dos nutrientes, bem como a excreção de Nitrogênio, foi calculada a partir dos dados de coeficiente de digestibilidade da MS e suas frações. Para cada período experimental, os últimos 6 dias foram destinados para coleta de dados da produção de metano (CH4) e do consumo de matéria seca (CMS). No dia 21 coletou-se líquido ruminal para determinação da concentração de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), contagem total e diferencial de protozoários e pH ruminal, avaliados antes, 3, 6, 9 e 12 h após a alimentação matinal. As concentrações de CH4, SF4 e AGCC foram determinadas por cromatografia gasosa. O pH de cada amostra foi determinado com potenciômetro digital portátil e as contagens diferenciais dos protozoários foram avaliadas através de microscopia direta. Não houve diferenças significativas (P0,05) entre os tratamentos para o CMS expresso em quilograma por dia (kg/dia), porcentagem do peso vivo (% PV) ou por unidade de peso metabólico (g/kg de PV0, 75). Não houve efeito de fonte energética sobre o consumo de energia bruta (CEB), nem de fibra em detergente neutro (CFDN). O tratamento com grãos de soja reduziu (P<0,05) o consumo de proteína bruta (CPB), de extrativo não nitrogenado (CENN) e de matéria orgânica (CMO). O consumo de extrato etéreo (CEE) foi maior (P<0,05) para os animais que consumiram o tratamento com grãos de soja. Não foi observado efeito (P<0,05) de fonte energética para os coeficientes de digestibilidade da MS, PB, EB, FDN, EE, ENN ou MO. A digestibilidade da FDA foi mais elevada (P<0,05) para o tratamento com polpa cítrica, enquanto que o valor de NDT foi maior (P<0,05) para o tratamento com grãos de soja. Não houve diferenças significativas (P<0,05) entre os tratamentos para a excreção de energia bruta (ExEB), nem de fibra em detergente neutro (ExFDN). A excreção de MS, ENN e de MO foram menores (P<0,05) para o tratamento com grãos de soja. Todas as fontes energéticas testadas influenciaram (P<0,05) a excreção de proteína bruta (ExPB), diferindo todos os tratamentos entre si. As excreções de FDA e de EE foram mais elevadas (P<0,05) para o tratamento com grãos de soja. Houve efeito (P<0,05) de fonte energética para a excreção de nitrogênio, sendo mais elevada para o tratamento com polpa cítrica em relação ao tratamento com grãos de soja. A emissão de CH4 pelos bovinos foi de 286,22 a 344,22 g/d; 103,71 a 125,64 kg/ano; 17,41 a 22,03 g/kg de matéria seca ingerida; 5,17 a 6,58% da EB perdida na forma de metano e 3,77 a 4,53 Mcal/Ani/d. Não houve diferença significativa para as emissões de metano entre os tratamentos quando avaliadas a 5% de probabilidade. As fontes energéticas testadas não influenciaram (P<0,05) os valores de pH ruminal, a concentração média do ácido propiônico, nem a relação acético/propiônico. A concentração total de AGCC, a concentração de ácido acético, de ácido butírico, bem como a contagem total de protozoários, foram maiores (P<0,05) para o tratamento com polpa cítrica. Fonte alta em pectina, como a polpa cítrica, ou em ácidos graxos insaturados, como a soja grão, não prejudicaram a digestibilidade das dietas. Neste sentido, são indicadas como fontes de elevado potencial de utilização em dietas para bovinos. Entretanto, sua inclusão resultou em mudanças no ambiente ruminal pela alteração do perfil fermentativo, porém, não foi possível demostrar alterações na produção de metano. / The objective of this study was to evaluate the effect of three energy sources on methane production in cattle using the tracer sulfur hexafluoride technique (SF6) on rumen fermentation parameters, total apparent digestibility and excretion of nutrients of diet. Six cows (730 ± 70 kg) ruminally cannulated were used and allocated to three diets that differed in energy source, followed by the replicated 3x3 Latin square design (n = 18 experimental units): Control (CON): Low ether extract diet (3.50% EE); Soybean (SOJ): High ether extract diet (5.30% EE) with inclusion of 15% of soybean seeds; Citrus pulp (POL): Low ether extract (3.00% EE) and high pectin diet with inclusion of 15% of citrus pulp. Each experimental period consisted of 21 days. From day 5 to day 15, 2 g of the marker chromic oxide per kg DM of feed consumed were administered, through rumen cannula, to determine the apparent digestibility of total MS and its fractions as well as excretion of nutrients. Digestibility trial consisted of two phases: the first five days for marker adaptation and the last five for feces collection. The excretion of DM and nutrients, as well as, nitrogen excretion was calculated from digestibility data of DM and its fractions. For each experimental period, the last 6 days were used to collect data from methane (CH4) production and dry matter intake (DMI). At day 21, rumen fluid was collected for short chain fatty acids concentration determination (SCFA), total and differential counts of protozoa and ruminal pH measured before, 3, 6, 9 and 12 h after morning feeding. The concentrations of CH4, SF6 and SCFA were determined by gas chromatography. The pH of each sample was determined with a digital portable pH meter and differential counts of protozoa were evaluated by direct microscopy. There were no significant differences (P>0.05) among treatments for DMI expressed as kilograms per day (kg/day), percentage of body weight (% BW) or per unit of metabolic weight (g/kg PV0, 75). There was no effect of energy source on gross energy (GEI) or neutral detergent fiber (NDFI) intake. Soybeans treatment decreased (P<0.05) crude protein (CPI), nitrogen free extract (NFEI) and organic matter (OMI) intake. Ether extract (EEI) intake as higher lower (P <0.05) for cows fed the soy beans treatment. There was no effect (P<0.05) of energy source on digestibility coefficients of DM, CP, GE, NDF, EE, NFE or OM. The digestibility of ADF was higher (P<0.05) for citrus pulp treatment, while TDN value was higher (P<0.05) for soybeans treatment. There were no significant differences (P<0.05) among treatments for gross energy (GEEx) or neutral detergent fiber (NDFEx) excretion. The excretion of DM, NFE and OM were lower (P<0.05) for treatment with soybeans. All energy sources influenced (P<0.05) crude protein excretion (CPEx) and all treatments differed from each other. The excretions of ADF and EE were higher (P<0.05) for treatment with soybeans. A significant effect (P<0.05) of energy source was observed for nitrogen excretion, where the highest values were observed for citrus pulp compared to soybeans treatment. The emission of CH4 by cattle was 286.22 to 344.22 g/d, 103.71 to 125.64 kg/year; 17.41 to 22.03 g/kg of dry matter ingested, 5.17 to 6.58% GE lost in the form of methane and 3.77 to 4.53 Mcal/Ani/d. There was no significant difference in methane emissions between treatments when evaluated at 5% probability. Energy sources tested did not influence (P<0.05) pH values, propionic acid concentration or acetate:propionate ratio. Total concentration of SCFA, acetic acid and butyric acid concentration, as well as total count of protozoa, were higher (P<0.05) in citrus pulp treatment. Pectin high source, such as citrus pulp, or unsaturated fatty acids, such as soy beans, did not affect diets digestibility. In this sense, they are indicated as sources of high potential for use in cattle diets. However, their inclusion in diets resulted in changes in rumen environment by changes in fermentation pattern, but it was not possible to demonstrate changes in methane production.

Orientador: Edson Eiji Matsura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T01:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_EduardoAugustoAgnellos_D.pdf: 2373293 bytes, checksum: 4c4a05dec764e05e2ded144fb46efba2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A agricultura irrigada atualmente requer um alto consumo de água, gerando questionamentos sobre a sustentabilidade da prática, devido a redução da disponibilidade hídrica para diversos fins e pelos conflitos de uso múltiplo da água. Entretanto, a irrigação apresenta expressiva contribuição para a produção agrícola e se destaca como prática eficiente para elevar a produtividade, minimizando o impacto da expansão agrícola e desmatamento. Dentre as soluções para este problema, destaca-se a utilização do esgoto doméstico tratado (EDT) e da irrigação por gotejamento subsuperficial (IGS). Estudos recentes comprovam o potencial de ambas as práticas na produção de cana-de-açúcar, porém elas carecem de informações consistentes dos impactos ambientais ocasionados na produção agrícola. Neste contexto, o estudo objetivou avaliar a sustentabilidade ambiental da cana-de-açúcar cultivada em condição não irrigada, e irrigada via IGS com água de reservatório superficial (ARS) e EDT, com e sem complementação nutricional. Foram avaliados os aspectos quantitativos e qualitativos da cana-de-açúcar, a pegada hídrica, a qualidade do solo e o balanço dos gases de efeito estufa. No ciclo da primeira cana-soca, constatou um vigoroso desenvolvimento das plantas irrigadas com EDT, com incrementos nas produções de colmo e açúcar, em relação a não irrigada. Ocorreu redução na pegada hídrica da cana-de-açúcar IGS, devido ao incremento na produção de colmo e reduções na demanda hídrica dos componentes verde e cinza. A redução do componente cinza foi reflexo da menor perda de NO3- por lixiviação nos cultivos irrigados com EDT. Constatou-se uma pequena modificação da qualidade do solo, com indícios de perda de qualidade nos indicadores de acidificação, que ocorreu expressivamente nos tratamentos fertirrigados. A emissão acumulada de gases de efeito estufa (EAG) foi superior nos cultivos irrigados com EDT e no não irrigado, com o C-CO2 obtendo maior participação no EAG. No cultivo não irrigado, houve alta perda de N-N2O, diferindo significativamente dos tratamentos irrigados, indicando eficiência da IGS em reduzir a emissão deste gás. A cana-de-açúcar irrigada com EDT apresentou maior deposito de carbono proveniente da massa seca remanescente na área, com saldo positivo entre as entradas e saídas de carbono, e diferindo do cultivo não irrigado. Os resultados permitem afirmar que nas condições edafoclimáticas o uso do EDT na irrigação da cana-de-açúcar ocasionou melhorias ambientais e consequentemente ganhos na sustentabilidade ambiental / Abstract: The irrigated agriculture currently requires a high consumption of water, raising questions about the sustainability of the practice, due to reduced water availability for various purposes and conflicts of multiple use of water. However, the irrigation presents significant contributions to agricultural production and stands as an efficient procedure for increasing productivity, minimizing the impact of agricultural expansion and deforestation. Among the solutions to this problem, stands out the use of treated domestic sewage (TDS) and subsurface drip irrigation (SDI). Recent studies shown potential of both practices in the production of sugarcane, but they lacks consistent information on the environmental impacts caused in agricultural systems. In this context, the study aimed to evaluate the environmental sustainability of sugarcane grown in condition non-irrigated and irrigated by SDI, with water from of reservoir surface (WRS) and TDS, with and without nutritional supplementation by fertigation. To achieve the aim were evaluated the aspects quantitative and qualitative of sugarcane, the water footprint, the soil quality and the greenhouse gas balance. In the first ratoon cane cycle, verified a vigorous growth of plants irrigated with EDT, with increases in the yield of stem and sugar when compared to non-irrigated. Occurred a decrease in water footprint of sugarcane irrigated by SDI, due to increased production of stem and reductions in water demand of green and grey components. The reduction of the grey component was due to lower loss of NO3- by leaching in treatments irrigated with TDS. Low modification of soil quality was verified, with evidence of quality loss in indicators relative to acidification, which occurred of form expressive in fertirrigated treatments. The cumulative emission of greenhouse gases (CEG) was higher in irrigated cultivation with TDS and non-irrigated, with the CO2-C obtaining greater participation in the CEG. In the non-irrigated cultivation occurred a high N2O-N loss, that differed significantly from the irrigated treatments, indicating efficiency of SDI in reducing the emission of this gas. The sugarcane irrigated with TDS showed higher deposit of carbon from the remaining dry mass in the area, with a positive balance between carbon inputs and outputs, differing from non-irrigated cultivation. The results indicate that the use of TDS in sugarcane irrigation, caused environmental improvements and consequently gains in ecological sustainability / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-03-09T15:58:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação _Thaís Antolini Veçozzi (para impressão).pdf: 2198036 bytes, checksum: 0b6a9f3bfafdc322a425a6d9fd27a705 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-10T19:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação _Thaís Antolini Veçozzi (para impressão).pdf: 2198036 bytes, checksum: 0b6a9f3bfafdc322a425a6d9fd27a705 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T19:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação _Thaís Antolini Veçozzi (para impressão).pdf: 2198036 bytes, checksum: 0b6a9f3bfafdc322a425a6d9fd27a705 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-05-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / A eficiência dos fertilizantes nitrogenados utilizados no cultivo de arroz é baixa, reflexo da susceptibilidade do N a perdas no sistema solo-planta, destacando aquelas originadas da produção de óxido nitroso (N2O). O N2O, juntamente com o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2), são os principais gases de efeito estufa e suas emissões para a atmosfera são apontadas como a principal causa das mudanças climáticas globais. No Brasil, grande parte da emissão desses gases advém da agricultura e do desmatamento, caracterizando estas atividades como potenciais para reduzir suas emissões. Os fertilizantes nitrogenados de liberação controlada (FLC) são utilizados visando aumentar o aproveitamento de N, em função de sua propriedade de liberar gradativamente o nutriente ao solo. Este trabalho buscou avaliar a eficiência agronômica de fertilizante de liberação controlada e seus efeitos nas emissões de CH4 e N2O no arroz irrigado. O Estudo 1 foi realizado através de um experimento delineado em blocos casualizados, com quatro repetições, em casa de vegetação e composto pelos tratamentos: T1: testemunha sem aplicação de N; T2: ureia aplicada de acordo com a recomendação para a cultura; T3: ureia incorporada; T4: FLC 1; T5: FLC 2. Foram analisadas as concentrações de NH4+e NO3- na solução do solo ao longo do alagamento do solo e o N mineral das plantas. O Estudo 2 foi realizado em condições de campo, com três repetições e os tratamentos: T0: testemunha sem a aplicação de N; T1: ureia aplicada de acordo com a recomendação; T2: FLC em cobertura na semeadura; T3: FLC no sulco de plantio. Foram avaliadas as emissões de CH4 e N2O, o Potencial de Aquecimento Global parcial (PAGp), as concentrações de compostos minerais na solução do solo ao longo do período de alagamento, a eficiência dos fertilizantes e o rendimento de grãos. De acordo com os resultados, a solubilização dos fertilizantes de liberação controlada ocorreu mais rapidamente do que o esperado, não ultrapassando 23 dias de alagamento. A eficiência agronômica no uso de N foi de 17,20 kg kg-1 para o tratamento com uréia, 13,55 kg kg-1 no tratamento com FLC em superfície e 11,51 kg kg-1 para o FLC aplicado incorporado ao solo, resultados que não mostraram diferença estatística. A emissão de CH4 não foi influenciada pelas fontes e formas de aplicação de N. A emissão total de N2O foi de 0,44 kg/ha no tratamento sem N, de 1,09 kg/ha no tratamento com ureia, 2,09 kg/ha no tratamento com FLC em superfície e de 2,94 kg/ha no tratamento com FLC incorporado ao solo. O potencial de aquecimento global parcial não foi afetado pelo manejo da adubação nitrogenada. A aplicação de FLC não tem potencial para reduzir as emissões de CH4 e N2O do solo cultivado com arroz irrigado. O uso de FLC no arroz irrigado não eleva o rendimento de grãos. As contradições e variações observadas nos estudos com fertilizantes de liberação controlada demostram a necessidade de pesquisas amplas que avaliem seu comportamento no solo e a rentabilidade econômica. / Nitrogen use efficiency of the fertilizers used is low, as a result of its loss susceptibility in plant-soil system, highlighting among these those originated of the production of N2O. N2O, along with methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) are the main greenhouse gases and these gases emissions to the atmosphere are seen as the main cause of possible climate change. In Brazil, much of the greenhouse gas emissions comes from agriculture and deforestation, featuring such activities as potential to reduce air pollution. Controlled-release nitrogen fertilizers (CRF) are used to increase the use of N by plants, due to its property to gradually release nutrients to the soil. This study aimed to evaluate the controlled release fertilizer agronomic efficiency and its effects on CH4 and N2O emissions in irrigated rice cultivation. Study 1 was conducted through an experiment in randomized block design with four replications, conducted in a greenhouse and composed for the treatments: T1: control without N fertilization; T2: application of urea according to Southern Brazil recommendation; T3: all dose of urea incorporated; T4: CRF 1; T5: CRF 2. NH4 + and NO3 - concentration were analyzed in the soil solution along the soil flooding and mineral N in plant aerial part. Study 2 was conducted by experiment under field conditions, with three replications and the treatments: T0: control without N application; T1: urea applied in according with the recommendation; T2: CRF in coverage at sowing; T3: CRF in the furrow. Were evaluated CH4 and N2O emissions along the cultivation, Global Warming Potential partial (GWPp), concentrations of mineral compounds in the soil solution along the soil flooding, efficiency of fertilizers and grain yield. According to the results, the solubilization of the controlled release fertilizer is occurs more faster than expected, not exceeding 23 days flooding. The agronomic N use efficiency was 17,20 kg kg -1 for treatment with urea, 13,55 kg kg-1 in the treatment with CRF in coverage at sowing and 11,51 kg kg-1 for CRF in the furrow, results statistically not difference. The CH4 emission was not influenced by sources and N forms of application. The N2O emission total was 0,44 kg/ha treatment without N, 1,09 kg/ha of treatment with urea, 2,09 kg/ha of treatment with CRF in coverage at sowing and 2,94 kg/ha on treatment with CRF in the furrow. Global Warming Potential partial was not affected by nitrogen fertilization management. The application of CRF has no potential to reduce CH4 and N2O emissions in soil cultivated with rice. The use of CRF in the rice does not increase the yield. Contraventions and variations observed in studies with controlled-release fertilizers demonstrate the need for extensive research to assess the behavior in soil and the economic profitability of these products.

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária / Automated pig slurry (PS) composting has been praised in Brazil by environmental agencies, pig farmers and agribusinesses as a promising strategy for the proper disposal of these residues. Nevertheless, one of the problems from composting is the ammonia (NH3) volatilization. Acidification of PS during composting is a possibility to circumvent this problem. However, is lake known about the agronomic value and the environmental impacts of materials generated in this process. The aim of this study was to evaluate the agronomic value and environmental impact on the NH3, N2O emissions and leaching of NO3-, of the organic compost obtained through automated pig slurry composting with and without acidification on lettuce. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria, in the years 2011 to 2013, consisting of laboratory incubation experiments and field crops. In the study were assessed C and N mineralization of the compost in soil for 90 days in laboratory incubation. The treatments were: T1- Witness without application of compost; T2-Compost without acidification; T3-Compost acidification. In the field study, we evaluated the production and accumulation of N in lettuce fertilized with compounds in two successive crops in a total of 121 days. Urease (N-thiophosphate butiltriamida - NBPT) - In addition, the combination of the compost of nitrification inhibitors (dicyandiamide - DCD) and the compost without acidification with urea was evaluated, resulting in the following treatments: T1- control (Witness) without compost application or urea; T2- Witness associated with DCD and NBPT; T3-Compost without acidification; T4-Compost without acidification associated with NBPT and DCD; T5- Acidified compost; T6- Acidified compost associated with NBPT and DCD; T7-Organomineral consisting of the mixture of the compost non-acidified and urea; T8- Organomineral associated with NBPT and DCD; T9- Urea and T10- Urea associated with DCD and NBPT. The compost dosage used in both experiments was equivalent to 500 kg N ha-1. The C mineralization of the compost mixed with the soil was low (6.27% on average at 25oC) and was not affected by acidification, but this strategy reduced the N mineralization, causing immobilization. Even so, the compost acidification did not affect the production and N accumulation in lettuce or its environmental impact in crop. The compost provided an N accumulation increase of 30 kg ha-1 by lettuce and 1340 kg ha-1 in dry matter production in relation to control in crop field. Furthermore, emitted on average, 4.12 times less N2O that urea and had lower concentration of NO3-N in soil solution below the roots. Thus the use of the PS compost can be an interesting way of fertilization of crops, it provides the N accumulation, production increased, reduces the impacts to the environment and soil organic matter increases. The DCD and NBPT did not affect the lettuce production, however reduced the N2O and NH3emission and NO3-N concentration in the soil solution below the roots, when combined with urea and reduced the NO3-N levels in lettuce leaves when associated with the organic-fertilizer and urea. / A compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos (DLS) vem sendo preconizada no Brasil por órgãos ambientais, agroindústrias e suinocultores como uma estratégia promissora para o tratamento adequado desses resíduos. Porém, um dos problemas decorrentes da compostagem é a volatilização de amônia (NH3). A acidificação dos DLS durante a compostagem é uma possibilidade para contornar esse problema. Todavia, pouco se conhece sobre o valor agronômico e os impactos ambientais dos materiais gerados nesse processo. O objetivo desse trabalho foi avaliar o valor agronômico e o impacto ambiental, relativo às emissões de NH3, N2O e lixiviação de NO3-, dos compostos orgânicos obtidos através da compostagem automatizada dos DLS, com e sem acidificação, na cultura da alface. Os trabalhos foram conduzidos na Universidade Federal de Santa Maria, RS, nos anos de 2011 a 2013, constando de um experimento de incubação e cultivos no campo.Na incubação foram avaliados a mineralização do C e do N dos compostos no solo, durante 90 dias. Os tratamentos foram: T1- Testemunha sem aplicação de composto; T2- Composto sem acidificação; T3- Composto com acidificação. No estudo de campo, foram avaliados a produção e acúmulo de N na alface, fertilizada com os compostos, em dois cultivos sucessivos, em um total de 121 dias. Além disso,foi avaliada a associação dos compostos com inibidores de nitrificação (dicianodiamida - DCD) e urease (tiofosfato de N-butiltriamida - NBPT) e do composto sem acidificação com a ureia, resultandonos seguintes tratamentos:T1- Testemunha sem aplicação de composto ou ureia; T2 T1 associada à DCD e o NBPT; T3- Composto sem acidificação; T4- T3 associado à DCD e o NBPT; T5- Composto com acidificação; T6- T5 associado à DCD e o NBPT; T7- Organomineral, (mistura do composto não acidificado e ureia); T8- T7 associado à DCD e o NBPT; T9- Ureia e T10- T9 associada à DCD e o NBPT.No cultivo do campo foram avaliadas a emissão de N2O, NH3 e lixiviação de NO3-, comparando os compostos com a ureia associada e não aos inibidores. A dose dos compostos utilizada em ambos os experimentos foi de 500 kg de N ha-1.A mineralização do C dos compostos misturados ao solo foi baixa (6,27 % em média, a 25oC) e não foi afetada pela acidificação, porém essa estratégia reduziu a mineralização do N.Mesmo assim, a acidificação do composto não afetou a produção e o acúmulo de N na alface,na média dos cultivos, devido aos maiores teores iniciais de N mineral desse material. Os compostos proporcionaram incremento de 30 kg ha-1 no acúmulo de N pela alface e 1.340 kg ha-1 na produção de matéria seca em relação à testemunha, na média dos cultivos.Além disso,emitiram em média, 4,12 vezes menos N2O que a ureia e apresentaram menor teor de N-NO3- na solução do solo abaixo das raízes. Desta maneira, o uso do composto de DLS acidificado ou não pode ser interessante na fertilização dos cultivos, pois aumenta a produção das plantas, reduz os impactos ao ambiente e incrementa a matéria orgânica do solo. A DCD e o NBPT não interferiram na produção da alface, entretanto reduziram a emissão de N2O e NH3 e o teor de N-NO3- na solução de solo abaixo das raízes, quando associados a ureia e reduziram os teores de N-NO3- nas folhas da alface quando associados a ureia e a adubação organomineral.

[pt] O avanço da exploração de petróleo no Brasil nos conduziu progressivamente para o alto mar, onde se descobriu a maior parte dos campos de petróleo nacionais. O crescimento da atividade offshore e a crescente utilização de plataformas FPSO resultaram num aumento das atividades de embarcações relacionadas com o processo de exploração e produção de petróleo, principalmente na região da Bacia de Campos, principal pólo produtor. Entretanto, a expansão da atividade marítima também implica em uma maior emissão de poluentes, por serem embarcações que utilizam óleo diesel ou bunker como combustível, trazendo conseqüências ao meio ambiente e aos seres humanos. A presente dissertação quantifica as emissões de poluentes e gases de efeito estufa dos navios envolvidos na atividade de exploração e produção de petróleo na Bacia de Campos. A metodologia empregada considerou uma abordagem bottom-up para estimar o consumo energético das embarcações, baseado em dados sobre a quantidade, as características e as atividades dos navios envolvidos. Posteriormente, usou-se fatores de emissão para determinar as quantidades de poluentes emitidos. Os resultados foram confrontados com dados de emissões em escala regional, nacional e internacional, onde se pôde concluir que os valores de emissões obtidos são significativos. Discussões finais apresentam métodos e oportunidades de se reduzir as emissões provenientes de navios, indicam sugestões para pesquisas complementares e relacionam os resultados obtidos com a importância do pagamento de royaties para os estados e municípios produtores de petróleo. / [en] The progress of the petroleum exploration in Brazil led us more and more to the high-seas, where most of the national petroleum fields were discovered. The increase of the offshore production and the growing usage of FPSO platforms resulted in a higher activity level of the ships related to the petroleum exploration and production process, mainly at the Campos Basin region, the main producer zone in Brazil. However, the expansion of the maritime activity also implicates in higher pollutants emission, since the vessels use marine diesel or bunker as fuel, bringing consequences to the environment and to human beings. The present dissertation quantifies the pollutants and greenhouse gases emissions from ships involved with the petroleum exploration and production at Campos Basin. The applied methodology considered a bottom-up approach to estimate the energy consumption of the ships, based on quantity, characteristics and activity data regarding the related ships. Thereafter, emission factors were used to determine the amount of each emitted pollutants. The results were compared with international, national and regional emission data, what led us to conclude that the achieved emission values are significant. Final discussions introduce methods and opportunities to reduce emissions from ships, indicate suggestions for complementary researches and connect the obtained results with the importance of paying royalties to the petroleum producer states and cities.

Considerando a importância do setor elétrico para a economia de um país e os impactos ambientais causados por ele, o presente trabalho propõe a aplicação da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) para o cálculo do fator de emissão de gases de efeito estufa (GEE) da matriz de energia elétrica brasileira. Por meio da aplicação de uma revisão sistemática da literatura com meta-análise, foi possível identificar estudos que estimavam as emissões de GEE do ciclo de vida das tecnologias de geração da matriz brasileira e avaliar seus resultados conjuntamente. Os estudos selecionados apresentaram estimativas de emissões de GEE em um largo intervalo para uma mesma tecnologia. O procedimento estatístico adotado permitiu avaliar como as características das usinas podem afetar os resultados da ACV e reduzir a variabilidade das estimativas de emissões de GEE. Comparativamente, a energia eólica e a nuclear são as tecnologias que apresentam os menores fatores de emissão. Já entre os combustíveis fósseis, é a termeletricidade a gás natural que apresenta o melhor desempenho. As estimativas das emissões de hidrelétricas mostraram-se bastante variáveis, desde valores negativos até valores superiores aqueles encontrados para a termeletricidade a carvão mineral. Considerando que grande parte das emissões das hidrelétricas está relacionada com a decomposição da biomassa submersa em seus reservatórios, tem-se a indicação de que não há um consenso na metodologia utilizada para medi-las e que elas são extremamente dependentes das características dos reservatórios. Com isso, observa-se a importância de não negligenciar essas emissões na avaliação ambiental desses sistemas. O fator de emissão estimado para a matriz brasileira é de 125gCO2eq/kWh. Entende-se que no Brasil ainda exista uma série de desafios para que se construa uma base de dados de ACV com as características das tecnologias brasileiras. Portanto, com os resultados obtidos, espera-se contribuir para a inclusão da ACV nas análises ambientais de sistemas de geração de eletricidade, mostrando como essa abordagem é relevante para o planejamento energético que busque mitigar as emissões de GEE / Considering the electricity sector importance to a country economy and the environmental impacts that it causes, this work evaluates the adoption of Life Cycle Assessment (LCA) methodology to calculate the greenhouse gases (GHG) emission factor of the Brazilian electricity matrix. Using a literature systematic review together with a metaanalysis, this work identified studies that have estimated life cycle GHG emissions of electricity generation technologies of the Brazilian electricity matrix and combined the results of these studies. The selected studies provided estimates of GHG emissions in a wide range for the same technology. The statistical procedure adopted allowed to evaluate how characteristic factors of the generation technologies can affect the LCA results and to reduce the variability of GHG emissions estimates. In comparison, wind and nuclear power are the ones that have the lowest GHG emission factors. Among fossil fuels, natural gas-fired power plants have the best performance. Estimates of hydroelectric power plants emissions were quite variable, from negative values to values higher than those found for the coal-fired power plants. Whereas a large proportion of dams emissions is related to submerged biomass decomposition in the reservoirs, there is no consensus on the methodology used to measure such emissions which are dependent on reservoir characteristics. Still, one can notice the importance of not neglecting these issues in the environmental assessment of these systems. The emission factor estimated for the Brazilian electricity matrix is 125gCO2eq/kWh. It is understood that in Brazil still exists a number of challenges in order to build a LCA database with Brazilian technologies characteristics. Therefore, the results obtained in this work are expected to contribute to the inclusion of LCA in environmental analysis of electricity generation systems, showing how this approach is relevant to energy planning that seeks to mitigate GHG emissions

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2016-01-25T22:30:30Z No. of bitstreams: 1 disserta??o Ana Luiza Guanais.pdf: 971227 bytes, checksum: c1befe0af70f9dc10fa2b94870a2b82f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T22:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta??o Ana Luiza Guanais.pdf: 971227 bytes, checksum: c1befe0af70f9dc10fa2b94870a2b82f (MD5) Previous issue date: 2015-03-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Considering the importance of the sanitation sector for the development of a country and energy costs and the potential environmental impacts associated with it, this paper proposes the application of Life Cycle Assessment (LCA) to calculate the energy intensity and greenhouse gas (GHG) Water Supply System of Feira de Santana (SIAA-FSA). They were identified in the supply chain system steps with higher energy costs and proposed improvement scenarios. The production chain of chemical inputs, transportation of supplies, electricity and replacement of pipes in the network to maintain the system were considered. Energy intensity - IE the total system was 3.51 kWh/m3 of water consumed. The step of capturing and distributing water were the most important in IE, because the consumption of electric pumping energy represented 86% of IE. For the impact category chosen in the IPCC method (2007) 100 years, GHG emissions from the SIAA-FSA were 0.47 KgCO2eq / m3de water actually consumed, 75% resulting from the use of electricity. Alternative scenarios evaluated showed significant improvements over the current setting and more rational use of inputs water, electricity and chemicals. / Considerando a import?ncia do setor de saneamento para o desenvolvimento de um pa?s e os encargos energ?ticos e os potenciais impactos ambientais associados a ele, o presente trabalho prop?e a aplica??o da Avalia??o do Ciclo de Vida (ACV), para o c?lculo da intensidade energ?tica e a emiss?o de Gases de Efeito Estufa (GEE) do Sistema de Abastecimento de ?gua de Feira de Santana (SIAA-FSA). Foram identificadas na cadeia produtiva as etapas no sistema com maiores encargos energ?ticos e propostos Cen?rios de melhoria. A cadeia de produ??o dos insumos qu?micos, transporte dos insumos, energia el?trica e substitui??o dos tubos na rede para a manuten??o do sistema foram consideradas. A intensidade energ?tica ? IE total do sistema foi 3,51 kWh/m3 de ?gua consumida. A etapa de capta??o e distribui??o de ?gua foram as mais relevantes na IE, pois o consumo de energia el?trica do bombeamento representou 86% da IE. Para a categoria de impacto escolhida no m?todo IPCC (2007) 100 anos as emiss?es de GEE do SIAA-FSA foram de 0,47 KgCO2eq/m3de ?gua efetivamente consumida, 75% decorrente do uso de energia el?trica. Os Cen?rios alternativos avaliados demonstraram melhorias significativas em rela??o ao Cen?rio atual, com usos mais racionais dos insumos ?gua, eletricidade e produtos qu?micos.

Este trabalho apresenta um estudo exploratório do potencial do Paraguai e da Bolívia para o desenvolvimento de uma indústria de mobilidade elétrica, avaliando a viabilidade de substituição da frota convencional de veículos leves, propulsados atualmente por motores à combustão interna (VCI), por veículos elétricos (VE) equivalentes. O estudo leva em consideração critérios econômicos, energéticos, ambientais, geopolíticos e disponibilidade de recursos naturais. Por tanto, são consideradas duas situações de substituição. No primeiro, por veículos elétricos disponíveis no mercado internacional (VE) e, alternativamente, por veículos elétricos com baterias de Li-ion, resultado da implantação e desenvolvimento de uma indústria de VE`s e outra de baterias de íons de lítio (Li-ion). Aproveitando assim, as vantagens estratégicas de recursos naturais proveniente do Salar de Uyuni Bolívia e da disponibilidade de energia elétrica no Paraguai, considerando a utilização de parte da potência da usina de Itaipu, propriedade do Paraguai e atualmente cedida a seu sócio no empreendimento, o Brasil, bem como a partir das abundantes reservas de gás natural boliviano e o potencial de ambos os países para o desenvolvimento de projetos de fontes renováveis. A indústria de baterias para os automóveis elétricos pode ser localizada na Bolívia, perto dos recursos e com grandes avanços tecnológicos e investimentos do governo na área nos últimos anos, enquanto a de VEL pode ser sediada no Paraguai que na atualidade possui um grande interesse de investidores estrangeiros. Os governos poderiam fomentar o projeto com iniciativas, como subsídios no custo da energia utilizada para o abastecimento de VE`s, ou no custo de investimento inicial do veículo. Poderia também fornecer financiamento para a aquisição de VE`s a taxas menores as do mercado. As estimativas conduzidas neste trabalho mostram que uma eventual substituição da frota de veículos leves VCI por VE no período de 10 anos, geraria benefícios econômicos cumulativos para o Paraguai de US$ 1.031 milhões e para Bolívia de US$ 1.373 milhões. Essa substituição permitiria uma redução das emissões de Gases de Efeito estufa (GEE) de 8.398 GgCO2 para o Paraguai e 9.420 7 GgCO2 para a Bolívia. Inicialmente seriam produzidos 40 mil veículos por ano em cada país para atingir a escala necessária para a redução dos custos das BIL`s. A ideia subjacente é ganhar escala local para a cadeia de produção inicial e, em seguida, acessar os mercados de América latina e o mundo. / This document presents an exploratory study of the potential of Paraguay and Bolivia for the development of an electric mobility industry, assessing the viability of replacing conventional light vehicle fleet, currently driven by internal combustion engines (ICE), for electric vehicles (EV) equivalent. The study takes into account economic, energy, environmental, geopolitical, and availability of natural resources criteria. Therefore, two replacement situations are considered. In the first, for EV`s currently available in the international market and, alternatively, for electric vehicles with Li-ion batteries, due to the implementation and development of both, an electric vehicle and a lithium-ion batteries industry. Leveraging so, the strategic advantages of natural resources from the Salar de Uyuni - Bolivia and the availability of electricity. This considering the use of part of the over-potential of the Itaipu power plant, owned by Paraguay and currently assigned to his associated in the undertaken, Brazil, and from Bolivian natural gas abundant reserves and the potential of both countries for the development of renewable projects. The battery industry for electric cars could be located in Bolivia, because of the proximity of the lithium resources and the technological breakthroughs and investments in the area of the Bolivian government in recent years, while the LEV industry could be based in Paraguay, which currently has a great appeal for foreign investors. Governments could promote the project with incentives such as subsidies in the cost of energy used to supply EV`s, or the cost of the initial investment vehicle, it also could provide funding for the acquisition of EV`s at lower rates. Estimates conducted in this study in a ten year basis show that any replacement of the ICE light vehicle fleet for EV would generate cumulative economic benefits to Paraguay for US$ 1,031 million, and for Bolivia US$ 1,373 million. This substitution would reduce Greenhouse Gases emissions (GHG) in 8,398 GgCO2 for Paraguay and 9,420 GgCO2 for Bolivia. Initially, 40,000 vehicles per year in each country would be produced to achieve the scale required for reducing BIL`s costs. The underlying idea is to make local scale for initial production chain and then access the Latin America markets and the world.