Objetivou-se avaliar como diferentes estratégias de manejo do pasto de azevém anual interferem na produção animal, no consumo de forragem e na emissão de metano por ovinos em sistema de integração lavoura-pecuária (SILP) (Capítulo II). Já no Capítulo III objetivou-se avaliar as técnicas dos nalcanos e do nitrogênio fecal na estimativa do consumo de forragem por ovinos em pastos de azevém anual. Os experimentos foram conduzidos nos anos de 2011 e 2012 na Estação Experimental da UFRGS. Foram utilizados ovinos em um SILP de soja e milho no verão, em rotação com azevém anual no inverno. Para ambos os Capítulos (II e III) foram estudados dois métodos de pastoreio (contínuo e rotativo) e duas intensidades de pastejo (moderada e baixa; 2,5 e 5 vezes o potencial de consumo de matéria seca, respectivamente) em um delineamento de blocos casualizados com 3 repetições. Para o Capítulo II, no primeiro experimento os animais experimentais eram cordeiros, enquanto no segundo foram ovelhas em lactação. Os resultados indicaram que o ganho médio diário (GMD) dos cordeiros foi maior (P<0,05) no método de pastoreio continuo que no método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. O ganho de peso vivo por área (GPV) apresentou a mesma resposta em ambos os experimentos, com maior GPV na intensidade de pastejo moderada (P<0,05). No experimento 1, o consumo de matéria seca (CMS) foi maior para o método de pastoreio continuo, enquanto no experimento 2 não houve diferenças entre métodos e intensidades. As emissões de CH4 diárias por animal não diferiram entre tratamentos em ambos os experimentos (P>0,05), porém, quando expressas em g CH4 kg GPV-1 as emissões foram em média 15,33% maiores (P<0.05) para o método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. Os resultados afirmam que as emissões de metano por animal não são afetadas pelos tratamentos impostos. Porém, do ponto de vista de sistema o método de pastoreio contínuo o mais eficiente, por apresentar menor emissão de metano por kg de ganho de peso vivo, independente da intensidade de pastejo. Para o Capítulo III, foram utilizados apenas cordeiros. Utilizou-se a metodologia dos n-alcanos e do nitrogênio fecal, por meio de coleta total de fezes com o auxílio de bolsas coletoras. Na avaliação entre os n-alcanos, verificou-se melhores resultados quando utilizando o par C31:C32. Para a metodologia do nitrogênio fecal, as equações propostas por Wang et al. (2009) e por Azevedo (2011) foram as melhores (P<0,05). A técnica do nitrogênio fecal mostrou-se mais acurado do que o uso dos n-alcanos, que superestimou os valores de consumo. / The aim of this study was to evaluate how different management strategies of Italian ryegrass affects animal production, forage intake and methane emissions by sheep in integrated crop-livestock system (ICLS) (Chapter II). In Chapter III, we aimed to evaluate the techniques of n-alkanes and fecal nitrogen in estimating forage intake by sheep grazing on ryegrass. The experiments were conducted in 2011 and 2012 at the UFRGS Experimental Station. The ICLS soybeans and corn crops in summer, in rotation with grazed Italian ryegrass in winter. For both chapters (II and III) two stocking methods (continuous or rotational) and two grazing intensities (moderate and low, 2.5 and 5 times the potential dry matter intake, respectively) were studied in a randomized block design with three replications. In Chapter II, in the first experiment, the experimental animals were lambs, while in the second were lactating ewes. The results indicated that the average daily gain (ADG) of lambs was higher (P<0.05) in the continuous method than in rotational grazing method, regardless of grazing intensity. The live weight gain per area (LWG) showed the same response in both experiments, with higher LWG values in moderate grazing intensity (P<0.05). In experiment I, higher dry matter intake (DMI) values were obtained under continuous grazing, while in experiment II, there no differences between methods and intensities. CH4 emissions per animal and per day did not differ between treatments in both experiments (P>0.05), but when expressed in g CH4 kg-1 LWG emissions were, on average, 15.33% higher (P<0.05) for rotational grazing method, regardless of grazing intensity. Methane emissions per animal were not affected by the treatments applied. However, from system point of view, the continuous grazing method is more efficient, since lower methane emissions per kg of LWG, regardless of grazing intensity, were obtained. In Chapter III, were used only lambs. The methodologies of n-alkanes and fecal nitrogen, were applied through total collection with dung bags. In relation to n-alkanes, better results were obtained when using the pair C31:C32. For the methodology of fecal nitrogen, the equations proposed by Wang et al. (2009) and Azevedo (2011) were the best (P<0.05). The technique of fecal nitrogen proved to be more accurate than the use of n-alkanes, which overestimated the intake.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O aproveitamento da palha do café por meio da conversão térmica apresenta-se com uma alternativa para o problema ambiental de descarte e queimadas a céu aberto, evitando a emissão dos gases poluentes na atmosfera, mais conhecidos como gases do efeito estufa (GEE), agregando valor aos resíduos. A palha do café, também conhecida como casca do café, foi utilizada in natura, e submetida à pirólise em reator de leito fixo, em escala laboratorial. Os experimentos foram realizados em sistema de bateladas, uma vez que o equipamento é totalmente fechado; a massa de palha do café utilizada foi de 54g e parâmetros como pressão de alimentação do gás de aquecimento (5,5 Kgf/cm2), taxa de aquecimento (20 °C/min), temperatura de operação do reator de pirólise (Tmáx = 708 0C) e rendimento gravimétrico tanto da fase sólida quanto da fase líquida, foram estudados definindo as melhores condições de controle do processo. Várias caracterizações utilizando as seguintes técnicas: análise imediata, análise elementar, análise térmica (TG/DTG e DSC) e GC/MS foram realizadas com a palha do café, para que fossem inferidos parâmetros de partida para a pirólise da biomassa. Os produtos sólido (cinzas), líquido (bio-óleo) e gasoso foram coletados avaliando-se os rendimentos e relacionando-os com os parâmetros previamente estabelecidos, sendo submetidos a análises com o objetivo de obter informações que possam contribuir para a sua melhor utilização. Quanto à caracterização dos produtos sólidos, os mesmos apresentaram alto poder calorífico, podendo ser utilizado como combustível. A fração liquida é composta basicamente de hidrocarbonetos oxigenados e aromáticos, caracterizando o bio-óleo como insumo para indústria química. O hidrogênio, objetivo deste trabalho, foi obtido em frações significativas e os resultados mostraram que a temperatura, bem como a taxa de aquecimento influem no rendimento do mesmo. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Nos últimos anos, o Protocolo de Quioto é um assunto que vem sendo bastante discutido, inicialmente, em um nicho restrito, principalmente os acadêmicos e profissionais ligados à área de mudanças climáticas. Com sua entrada em vigor, em fevereiro de 2005, o assunto rompeu as fronteiras iniciais e ganhou espaço na mídia, de forma que hoje é comum assistir as reportagens sobre o mesmo nos meios de comunicação de massa. Dada a ampla divulgação do tema, o presente trabalho pretende discutir a utilização de um mecanismo de flexibilização previsto nesse protocolo, para contribuir na viabilização do aproveitamento do gás gerado em aterros sanitários utilizando células a combustível de óxido sólido. Dentre os três mecanismos apresentados no Protocolo de Quioto, o mecanismo de desenvolvimento limpo (MDL) disposto pelo artigo 12, é o único que pode ser implementado por países que não estão listados no anexo I, caso do Brasil. Por outro lado, a questão da gestão de resíduos sólidos no Brasil é extremamente deficitária. Apesar de ser ilegal, a maioria dos resíduos é destinada para \"lixões\", degradando tanto o meio ambiente natural como as comunidades próximas e conseqüentemente, emitindo gases de efeito estufa (GEE), que estão cada vez mais desregulando o sistema climático global. A remediação ambiental dessas áreas contaminadas por esses lixões e construção de aterros sanitários para substituí-los, entendendo o aterro sanitário como um bioreator, e a utilização do biogás para a geração de energia pode contribuir para melhorar o quadro em que nos encontramos. A utilização da tecnologia alternativa inovadora de células a combustível de óxido sólido (SOFC - Solid Oxide Fuel Cell) ao invés de uma convencional trará ganhos tanto ambientais como em eficiência energética. Dentre as várias barreiras para uma maior utilização das células a combustível, o custo é apontado como a principal. Neste contexto, a SOFC é a que possui o maior custo dentro de todas as tecnologias de células a combustível, e neste sentido, a utilização do MDL pode contribuir para sua viabilização. Foram elaborados cenários para as potências instaladas de 250 kW, 500 kW, 1.000 kW, 5.000 kW e 10.000 kW utilizando o biogás do Aterro Municipal de Santo André. Os cálculos foram realizados de acordo com as duas modulações de cálculo da ACM0002 para o fator de emissão, sendo ex ante e ex post. Comparando os custos para a instalação das potências estudadas com os cálculos de reduções de emissões, que constituem uma potencial receita, os custos se apresentam superiores; entretanto, outras receitas advindas da venda da energia e receitas da disposição dos resíduos sólidos devem ser levados em consideração na tomada de decisão de investimento em projetos dessa natureza. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-12-22T09:18:25Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-12-22T09:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O óxido nitroso (N2O) é o terceiro gás de efeito estufa natural mais importante no planeta Terra, suas emissões são provenientes, principalmente da atividade bacteriana em processos de nitrificação e desnitrificação. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Bacia Amazônica nas emissões de N2O nos anos de 2010 e 2011. A quantificação do N2O foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical da superfície até 4,4 km de altitude, em quatro locais, posicionados de tal forma na Bacia Amazônica, que possibilitasse um estudo que a representasse regionalmente. O fluxo de N2O foi estimado utilizando-se o método de integração de coluna que consiste na determinação da concentração deste gás, subtraído das concentrações de entrada do continente, levando-se em consideração o tempo que as massas de ar levaram da costa brasileira até o local de coleta. Foi determinada a emissão de N2O pela queima de biomassa, utilizando a razão CO:N2O, determinada nos perfis amostrados durante a estação de queima de biomassa. A Amazônia apresentou um caráter emissor para N2O, com uma emissão maior em 2010 de 3,84 TgN2O ano-1 e de 1,93 TgN2O ano-1 em 2011. Este comportamento provavelmente é resultante do efeito da temperatura mais elevada em 2010 do que 2011. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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.

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.

Ce travail présente une nouvelle méthode de télédétection à distance de la concentration d’un gaz trace dans l’atmosphère basée sur le couplage de la méthode spectroscopique de corrélation optique (Optical Correlation Spectroscopy, OCS) et la technologie de télédétection lidar dans lequel une source laser de large étendue spectrale est considérée. Les premiers travaux furent consacrés au développement d’un nouveau formalisme pour estimer la concentration d’un gaz trace dans l’atmosphère à partir des signaux OCS-lidar. Pour évaluer les performances d’une telle méthode, un modèle numérique simulant des signaux OCS-lidar pour la mesure de la concentration de méthane et de vapeur d’eau a été réalisé. L’influence de la pression et la température sur les propriétés spectroscopiques de ces gaz sur les mesures de concentration a également été étudiée. En plus de ce travail théorique, la première démonstration expérimentale de l’OCS-lidar est présentée en utilisant un lidar basé sur une source laser femtoseconde. Les mesures OCS-lidar ont été réalisées au moyen d’un nouveau système expérimental entièrement élaboré et construit pendant cette thèse. Pour réaliser les mesures consacrées à la teneur en vapeur d’eau de l’atmosphère, la bande d’absorption de la molécule de H2O 4ν à 720 nm a été utilisée. Ainsi les résultats obtenus ont montré le potentiel de la méthode OCS5 lidar pour mesurer la concentration de vapeur d’eau. Par la suite, le développement de la méthodologie OCS-lidar dédiée à la mesure du méthane est présenté. La bande d’absorption 2ν3 à 1,66 μm est exploitée et les premières mesures des signaux lidar sont exposées. Ce travail se termine par la présentation des possibles perspectives d’évolution / In this thesis, a new active remote sensing methodology is proposed to evaluate the content of atmospheric trace gases. The new methodology is based on laser spectroscopy and consists in coupling a spectrally broadband lidar with optical correlation spectroscopy (OCS-lidar). As a first step, a new formalism has been developed to remotely evaluate the target gas concentration from the OCS-lidar signals. To evaluate the performance of this new methodology, a numerical model simulating OSC-lidar signals for methane and water vapor measurement has been developed. Moreover, the influence of the absorption spectroscopic line parameters, such as atmospheric pressure and temperature, on the retrieved gas mixing ratio has been assessed within the OCS-lidar methodology. In addition to this theoretical work, the first experimental demonstration of the OCS-lidar methodology has been performed using a femtosecond lidar system. The latter has been entirely designed, developed and implemented in the framework of this thesis. Results show the ability of the OCS-lidar methodology to monitor the water vapor using the 4ν 720 nm absorption band. Moreover, two different experimental configurations have been proposed, depending on whether the amplitude modulation is operated on the laser pulse or on the backscattered light, i.e. at the emission, with an active amplitude modulator or at the reception, with passive optical filters. The advances in developing the corresponding infrared OCS-lidar system for methane mixing ratios measurements are described and possible outlooks are given

This thesis links papers reporting field measurements, modelling studies and reviews of greenhouse gas (GHG) emissions and their abatement from agriculture, in particular from livestock production. The aims of the work were to: quantify GHG emissions from litter-based farmyard manures; evaluate means by which GHG emissions from agricultural production may be abated; assess synergies and conflicts between the abatement of other N pollutants on emissions of nitrous oxide (N2O); analyse two records of soil temperature from 1976-2010 from Wolverhampton (UK) and Vienna (Austria). Agricultural emissions of GHGs are not readily abated by ‘end of pipe’ technologies. Large decreases in agricultural GHG emissions may require changes in the production and consumption of food that could have unwelcome impacts on both consumers and producers. However, identifying and prioritizing both modes and locations of production, together with utilizing inputs, such as N fertilizer and livestock feeds, more efficiently can reduce GHG emissions while maintaining outputs. For example, GHG emissions from livestock production may be lessened by increasing the longevity of dairy cows, thereby decreasing the proportion of unproductive replacement animals in the dairy herd. Sourcing a larger proportion of calves from the dairy herd would decrease emissions of GHGs from beef production. The distance between the region of food production to that of consumption has relatively little impact on total GHG emissions per tonne of food product. Due to greater productivity or lesser energy inputs, importing some foods produced in other parts of the world may decrease GHG emissions per tonne compared with UK production, despite the additional emissions arising from long-distance transport. Manure application techniques to abate ammonia (NH3) emissions do not axiomatically increase emissions of N2O and may decrease them. Soil temperature measurements from 1976 to 2010 were consistent with the warming trends reported over the last 40 years.

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.