O objetivo desta tese consistiu em avaliar a influência da espacialização de propriedades físicas de bacias hidrográficas, relacionadas à topografia, ao uso do solo, à litologia e à tectônica, e os efeitos na resposta hidrológica. Tais elementos foram desagregados em unidades de resposta hidrológica através de uma estrutura vetorial, com base em técnicas de sensoriamento remoto e sistemas de informação geográfica, que facilitou a modelagem, contemplando os processos hidrológicos verticais e laterais envolvidos. Diferentes níveis de agregação e desagregação espacial alicerçaram a aplicação do hidrograma de Clark para a transformação de chuva em vazão com base nos valores da precipitação efetiva, a partir da utilização do método curva número - CN. A bacia hidrográfica do Rio Ibirapuitã, localizada no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, com área de 5.976 km2, constituiu o estudo de caso, cuja espacialização envolveu um pixel de um km e a utilização do conceito de hidrotopos. As características geológicas evidenciaram a incidência de rochas vulcânicas basálticas (72%), arenitos (24%) e siltito-folhelho (4%), e lineamentos tectônicos, espacializados sob a forma de freqüência, com ocorrência de 47% para a classe forte, 35% para a classe média, 12% para a classe muito forte e o restante 6 % para a classe fraca. A topografia evidenciou um relevo em que as cotas topográficas indicaram valores entre 70 e 230 m. O uso do solo é caracterizado por seis classes, com destaque para campos e pastagens que cobrem cerca de 60% da área, seguindo-se a cultura de arroz irrigado (27%) e matas (11%). Às simulações hidrológicas iniciadas com a influência da litologia, seguiram-se com a incorporação sucessiva dos efeitos da tectônica, da desagregação em duas sub-bacias, da desagregação em cinco sub-bacias. Os resultados obtidos pelas simulações hidrológicas e avaliados pelo coeficiente de eficiência R2 de Nash e Sutcliffe pelo erro médio absoluto (Mean Absolute Error – MAE) e pelos seus incrementos indicaram: a) que os efeitos da variabilidade espacial da litologia constituiu a influência mais significativa (R2 = 0,489, MAE = 0,32); b) que a tectônica foi o segundo fator em importância (R2 = 0,569, MAE = 0,25).; que a desagregação em duas sub-bacias foi a menos importante.(R2 = 0,582, MAE = 0,24); que a desagregação em cinco sub-bacias foi o terceiro fator mais importante (R2 = 0,725, MAE = 0,24).

As recomendações de calagem utilizadas no sistema plantio direto (SPD) foram desenvolvidas no sistema convencional (SC), tendo como base o pH do solo. No SPD ocorrem alterações nas características do solo, como dinâmica diferenciada do alumínio e aumento dos teores de fósforo e cálcio na camada superficial, que provocam uma menor resposta à calagem. A Comissão de Química e Fertilidade do Solo NRS/SBCS alterou, em 2000, o valor do pH do solo de 6,0 para 5,5 e acrescentou a saturação por bases de 60 % para a tomada de decisão para a aplicação de calcário no SPD. Há, ainda, a necessidade de sua validação em áreas de lavoura. O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns indicadores para a tomada de decisão para a aplicação de calcário no SPD em áreas de lavoura. Foram utilizados 7 cultivos em 6 lavouras no SPD consolidado em Latossolo Vermelho distrófico, sem adição de tratamentos, onde foram coletadas amostras de solo e de tecido vegetal e avaliado o rendimento de grãos. Os coeficientes de determinação, entre o rendimento de grãos e os indicadores de acidez foram superiores com alumínio trocável, a saturação por alumínio e Al/Ca+Mg comparado ao pH em água e a saturação por bases, sendo estes os indicadores de tomada de decisão adotados pela Comissão... a partir de 2000. Os valores de referência de 0,3 cmolc dm-3 de alumínio trocável ou 5 % de saturação por alumínio podem ser utilizados como critérios adicionais ao pH em água de 5,5 e/ou saturação por bases de 65 %, para a tomada de decisão para a calagem no sistema plantio direto consolidado. A combinação de um grupo de indicadores de acidez e de fertilidade do solo não contribuiu para a melhoria do processo de tomada de decisão.

A matéria orgânica do solo (MOS) constitui importante componente dos solos de regiões tropicais e subtropicais, tendo papel importante em suas propriedades químicas e físicas. Com objetivo de avaliar as características da MOS em Latossolos brasileiros sob vegetação nativa e sua relação com a profundidade e com as características mineralógicas e texturais dos solos, foram realizados dois estudos. No primeiro estudo foi investigou-se o efeito do tratamento com solução de HF 10% na resolução espectral de RMN 13C e na qualidade da MOS em amostras de horizontes A e B de quatro Latossolos brasileiros. Os sucessivos tratamentos com HF melhoraram a resolução espectral em ambos os horizontes. As perdas de C ao longo dos tratamentos foram da ordem de 39 a 48% no horizonte A e 71 a 85% no horizonte B, porém não foram seletivas para nenhum dos grupos funcionais determinados por RMN 13C. No segundo estudo, amostras do horizonte A de oito Latossolos, sendo seis do Rio Grande do Sul sob vegetação de campo nativo, um do Distrito Federal sob vegetação de cerrado e um do Amazonas sob vegetação de floresta tropical foram submetidas ao fracionamento físico da MOS As frações obtidas foram analisadas por análise elementar e espectroscopia de RMN 13C CP/MAS. Microagregados de argila contendo óxidos de ferro, resistiram à dispersão de ultrassom a 450J mL-1. A proporção dos grupos C-O-alquil aumentou com a diminuição do tamanho de partícula e a razão C alquil/ C-O-alquil diminuiu, evidenciando o mecanismo de proteção da MOS devido à interação com a superfície dos minerais. Este comportamento foi mais acentuado nos solos argilosos do Rio Grande do Sul. A variação dos grupos funcionais da MOS em função do tamanho de partícula foi diferenciada entre os solos estudados, indicando que a comparação direta da qualidade e dinâmica da MOS em diferentes ambientes é limitada.

O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto de sistemas de manejo do solo utilizados no subtrópico brasileiro sobre indicadores microbiológicos e de fauna epiedáfica. O estudo foi realizado em três áreas experimentais de longa duração localizadas nos estados do Rio Grande do Sul (municípios de Eldorado do Sul e Cruz Alta) e de Santa Catarina (município de Lages). Diferentes sistemas de cultura (rotação de culturas e monocultura; diferentes plantas de cobertura de solo antecedendo o milho no verão) e de preparo de solo (plantio direto e preparo convencional) foram avaliados nas diferentes areas experimentais, as quais foram amostradas na camada de 0-10 cm para avaliação da da atividade microbiana de C e N da biomassa, enzima β- glucosidade e urease, quociente metabólico e respiração microbiana. A fauna epiedáfica foi avaliada pelo método da armadilha de pitfall. Os preparos de solo tem efeito predominante na fauna do solo, enquanto os sistemas de cultura tem efeito secundário. O efeito dos preparos de solo é mais intenso no período logo após a sua realização, diminuindo em intensidade com o passar do tempo. Gramineas de cobertura de solo promovem a fauna e atributos microbianos ligados ao carbono, enquanto a cobertura com leguminosa promove aqueles ligados ao nitrogênio. O sistema de rotação de culturas associada ao plantio direto promove melhor ambiente para a fauna e microbiota dos solos. / The aim of this study was to evaluate the impact of soil management systems on epidaphic fauna and microbial indicators in the Southern Brazil. The study was performed in three long term experiments located at the states of Rio Grande do Sul (counties of Eldorado do Sul and Cruz Alta) and Santa Catarina (county of Lages), South of Brazil. Diferent cropping systems (crop rotation and monoculture; diferent winter cover crops in maize cropping systems) and tillage systems (no-tillage and conventional tillage) were evaluated. The soils at the experimental areas was sampled (0-10 cm) and evaluated regarding microbial attributes (C and N biomas, β-glucosidase and urease, metabolical quotient and soil respiration) and epidaphic fauna using pitfall tramps. Tillage systems have the principal effect on microbial and epiedafic fauna, while cropping systems have secondary effect. Tillage effect was more intense just after tillage operations, decreasing over the time. Grass cover-crops species have positive effects on epiedaphic fauna and microbial attributes linked to carbon, while legume cover-crops provide better conditions to microbial attributes linked to nitrogen. Crop rotations associated to no-tillage provides better environment to epidaphic fauna and soil microbial attributes.

Os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) permitem uma série de vantagens, porém a utilização intensiva do solo sem critérios técnicos quanto à pressão de pastejo e ao tráfego de máquinas, podem trazer prejuízos à qualidade física do solo, manifestada através da compactação. Nestes sistemas mais intensivos de produção há uma preocupação crescente em relação ao balanço energético. A grande quantidade de insumos adicionados à lavoura, nem sempre relacionados com aumento da produção, tem tornado os sistemas menos competitivos. Os objetivos do estudo foram avaliar os efeitos do pisoteio animal, somados ao tráfego de máquinas durante as operações agrícolas sobre os atributos físicos e rendimento das culturas; da escarificação como prática remediadora da compactação do solo na integração lavoura-pecuária leiteira; da introdução de leguminosa sobre o rendimento do milho; da aplicação de calcário no sistema ILP sobre a produção de culturas, bem como o balanço energético dos sistemas de produção. O experimento foi conduzido no município de Anta Gorda, situado no Vale do Taquari, sobre Neossolo Regolítico, no período de maio de 2010 a outubro de 2011. Os tratamentos principais constaram de duas culturas de cobertura de inverno (aveia preta com e sem pastejo e ervilhaca sem pastejo) e milho para silagem no período de verão, e de duas formas de preparo do solo (plantio direto sem escarificação e plantio direto com escarificação), totalizando seis tratamentos, com três repetições. A resistência mecânica do solo à penetração foi maior no plantio direto e nos tratamentos pastejados apenas após o primeiro ano de pastejo, o que não ocorreu com a densidade. Também não houve aumento de densidade do solo em profundidade ocasionado pelo pastejo somado ao tráfego de máquinas; a escarificação do solo melhorou as condições físicas do solo e, independentemente da presença ou não de pastejo, houve reacomodação do solo após curto período. Porém, após 19 meses, ainda foi possível observar efeito positivo da escarificação através de maiores taxas de infiltração de água no solo; a introdução de leguminosa resultou em aumento de produção de massa seca da cultura do milho apenas no tratamento escarificado. A aplicação de calcário não resultou em maior produção das culturas de inverno; a produção de massa seca das culturas de inverno e de verão não diferiu entre plantio direto com escarificação e plantio direto sem escarificação; os tratamentos sob plantio direto foram mais eficientes do ponto de vista energético. / The integrated crop-livestock allow a series of advantages, but the intensive land use without technical criteria regarding the grazing pressure and machinery traffic can bring damage to soil physical quality, as manifested by compression. In these more intensive systems of production there is growing concern in relation to energy balance. The large amount of inputs added to agriculture, not always related to production, has become the systems less competitive. The study objectives were to evaluate the effects of animal trampling, in addition to machinery traffic during the agricultural operations on the physical attributes and crop yield; as a practice of scarification remediation of soil compaction on crop-livestock dairy; the introduction of legume on the yield of corn; lime application on the production of crops and the balance of energy production systems. The experiment was conducted in the city of Anta Gorda, localeted in Taquari Valley on Entisol, from may 2010 to October 2011. Treatments consisted of two cover crops of winter (oats with and without pasture and vetch without pasture) and corn silage in the summer, and two forms of tillage (tillage no scarification and tillage with scarification), totaling six treatments with three replications. The mechanical resistance to penetration was higher in no-tillage and grazed treatments only after the first year of grazing, which did not occur with the density. There was no increase in density of the soil in-depth caused by grazing added to the machines traffic; scarification of the soil improved the soil physical conditions and irrespective of the presence or absence of grazing, there was rearrangement of the soil after a short period. However, after 10 months, although we observed positive affect of scarification through higher rates of water infiltration into the soil; the introduction of legumes resulted in increaseddry matter production of corn just to treat scarified. Liming did not result in increased production of winter crops; the dry matter production of winter crops and summer did not differ between tillage with scarification and tillage without scarification; the tillage treatments were more efficient in terms of energy.

Estudos anteriores têm mostrado performance satisfatória do modelo Century de Dinâmica da Matéria Orgânica aplicado às condições edafoclimáticas do Rio Grande do Sul, porém os estoques de N do solo foram normalmente superestimados. O objetivo deste trabalho foi parametrizar o submodelo do ciclo do N do Century para que este possa ser considerado uma ferramenta útil no estudo da dinâmica do N em nosso meio. As simulações foram realizadas com dados experimentais de um estudo de longo prazo instalado em um Argissolo Vermelho distrófico da EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul (RS). A parametrização inicial consistiu na entrada de dados de solo e clima, ajuste de parâmetros relacionados à adição de N por fixação não-simbiótica, perdas de N por volatilização e relação C/N de resíduos de culturas que entram nos compartimentos lento e passivo da matéria orgânica do solo (MOS). O modelo foi executado por um período de 6000 anos nas condições do bioma de campos nativos do Sul do Brasil para obtenção dos valores estáveis do carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT) e dos compartimentos de C e N orgânicos do solo. Em seguida simularam-se dois tratamentos (correspondentes a sistemas de manejo convencional e plantio direto) selecionados do experimento de longo prazo, conforme o histórico do estudo, alterando-se o parâmetro de cultivo CLTEFF(2) (multiplicador para decomposição do compartimento lento), o qual depende do potencial de adição de C pelas culturas e grau de revolvimento do solo. Adicionalmente, foram acrescentados às seqüências de eventos de manejo de solo sob preparo convencional um “efeito adicional de cultivo”, persistindo por dois meses após cada evento de revolvimento do solo. Este prolongamento do efeito do revolvimento do solo permitiu melhor ajuste da dinâmica do C e do N no solo sob sistema de preparo convencional, pois refletiu a maior decomposição da MOS observada nas condições locais. De uma maneira geral, a aplicação do modelo Century com a parametrização proposta demonstrou bom ajuste das estimativas de COT e NT em relação aos valores observados em 1998, evidenciando que o modelo Century tem potencial para ser utilizado no planejamento e definição de estratégias de manejo de solo. / Previous studies have shown satisfactory performance of the Century Soil Organic Matter Model as applied to climatic and edaphic conditions of Rio Grande do Sul. However, soil N stocks were usually overestimated in these simulations. The objective of this study was to parametrize the N cycle submodel of Century so that it can be employed successfully in N dynamics studies in Southern Brazil. Simulations were performed utilizing data from the long-term experiment established in an Acrisol (Argissolo Vermelho distrófico) at EEA-UFRGS (Eldorado Agricultural Experimental Station - UFRGS) in 1985. Initial parametrization included soil and climate attributes, adjusted non-symbiotic N inputs, N losses from volatilization and C/N ratios of plant residues entering the Century slow and passive N pools. Next, Century was run for 6,000 years to steady state for baseline soil organic C and N stocks using site and crop parameters adjusted to the Southern Brazilian grasslands biome. Subsequently, selected treatments of the long-term study (comprising conventional and no-tillage soil managements) were simulated according to historical soil management data, with appropriate changes in the cultivation parameter CLTEFF(2) (slow pool decomposition multiplier), which was affected by crop C inputs and soil cultivation intensity. Additionally an “enhanced cultivation effect” was included for two months after each plowing event in the conventional soil management schedules. This inclusion reflected higher soil organic matter decomposition observed in the long term experiment. In general, model runs with the abovementioned parametrization showed good agreement between model estimates and field data measured in 1998. The Century model adjustments proposed indicate its feasibility as a tool in soil use and management planning and forecasting.

Os sistemas de manejo do solo afetam o teor de matéria orgânica do solo (MOS) e sua composição química, os quais influenciam a dinâmica de herbicidas no ambiente. Os atuais sistemas agrícolas dependem largamente da utilização de herbicidas para viabilizar uma produção agrícola competitiva, e, portanto, estudos que contemplem o comportamento sortivo de herbicidas no solo como função do sistema manejo, tornam-se relevantes. Este trabalho objetivou avaliar o efeito do manejo do solo no teor e qualidade da MOS e a sorção do herbicida atrazina (ATZ) em amostras de solo inteiro e em compartimentos físicos de um Argissolo Vermelho (PV) e Latossolo Bruno (LB) sob diferentes sistemas de manejo e sob vegetação nativa. Amostras de solo (0-2,5 cm) sob plantio direto (PD) e sob preparo convencional (PC) foram coletadas em dois experimentos: um deles é localizado no Estado do Rio Grande do Sul (solo PV) sob duas rotações de cultura (aveia+vica/milho+caupi, A+V/M+C; aveia/milho) (Estação Experimental Agronômica da UFRGS – 16 anos) e o outro se localiza no Estado do Paraná (solo LB) (com e sem correção da acidez) (Campo Experimental da Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária – 21 anos). A composição química da MOS foi determinada por análise elementar e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear do 13C. Isotermas de sorção de ATZ foram realizadas nos tratamentos campo nativo, PD A+V/M+C e PC A+V/M+C no solo PV; e mata nativa, PD com correção e PC com correção no solo LB. As respectivas frações organo-minerais < 63μm também foram empregadas como sorventes. A composição química da MOS do PV foi pouco afetada pela mudança de uso do solo, e nesta houve predomínio de grupo O-alquil ( 50%). No LB a MOS sob mata nativa apresentou composição química diferente das amostras sob uso agrícola, porém em todos os tratamentos houve predomínio de grupo O-alquil. A MOS do PC no LB apresentou maior recalcitrância química e caráter mais hidrofóbico do que a MOS do PD. Entre as frações organo-minerais a composição química da MOS da fração silte fino foi a mais sensível à alteração de vegetação e manejo do solo, em ambos os solos. A MOS desta fração mostrou caráter mais hidrofóbico e menor proporção de grupos O-alquil nas amostras dos tratamentos agrícolas, do que nas amostras sob vegetação nativa nos dois solos. Entre os sistemas de manejo o maior caráter polar e maior proporção de grupos O-alquil em todas as frações foram verificadas nas amostras sob PD. A sorção de ATZ foi mais intensa no LB do que no PV, devido à sua textura mais argilosa, maior teor de carbono orgânico e maior área superficial específica. Nas duas classes de solo, as amostras sob PC apresentam maior capacidade sortiva de carbono orgânico, o que pode estar relacionado ao caráter mais hidrofóbico da MOS. A fração argila é a fração que possui maior capacidade sortiva de ATZ, enquanto a fração silte fino apresenta a menor. A capacidade sortiva e a reatividade do carbono orgânico com a ATZ no solo inteiro e nas frações organo-minerais diminuem com o uso agrícola nas duas classes de solo. Entre as frações, essa diminuição foi mais acentuada na fração silte grosso. / Soil management systems affect the content and chemical composition of the soil organic matter (SOM), which influence the herbicide dynamics in the environment. The actual agricultural systems depend largely on the use of herbicides in order to yield a competitive agricultural production. Therefore, studies that investigate the sorptive behavior of herbicides in soil as function of the management system become relevant. This work aimed to evaluate the effect of soil management systems on the content and quality of SOM and on the sorption of herbicide atrazine (ATZ) onto whole soil and onto physical compartments of an Acrisol (PV) and of a Ferrasol (LB) under different management systems and native vegetation. Soil samples (0-2.5 cm) under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) were collected in two experiments located in the States of Rio Grande do Sul under two cropping systems (oat+vetch /maize+ cowpea, A+V/M+C; oat/maize) (Agronomical Experimental Station of UFRGS – 16 years) and of Paraná (limed and no limed) (Experimental Field of the Agrarian Foundation for Agronomic Research – 21 years). The chemical composition of the SOM was determined by elemental analyses and 13C Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy. Sorption isotherms of ATZ were performed with the treatments: native grassland, NT A+V/M+C and CT A+V/M+V of the soil PV, and native forest, NT and CT with correction of the soil LB. The respective < 63μm organo-minerals fractions were also employed as sorbents. The SOM chemical composition of the PV soil was little affected by the change of soil use, and the O-alkyl groups predominated ( 50%). The SOM of the LB soil under native forest presented a different chemical composition from the CT and NT. Nevertheless, in all treatments, the O-alkyl groups predominated. The SOM of the CT in LB soil showed a higher chemical recalcitrance and higher hydrophobic character in comparison to that of the NT. Regarding the organo-mineral fractions, the chemical composition of the fine silt SOM was the most sensitive to the change of soil use and management system, in both soils. The SOM of this fraction presented a higher hydrophobic character and lower proportion of O-alkyl groups in the agricultural samples, than in the native vegetation samples in both soils. Regarding the management system, the highest polarity and the highest proportion of O-alkyl groups were verified in the NT samples. The ATZ sorption was higher in the LB soil than in the PV soil, and this was attributed to its clayey texture, higher carbon content and higher specific surface area. In the two soils, the organic matter of CT samples showed a higher sorptive capacity, what might be related to its higher SOM hydrophobicity. The clay fraction showed the highest ATZ sorptive capacity, while the fine silt fraction showed the least one. Both the sorptive capacity and the organic carbon affinity for the ATZ decreased with the agricultural use in the whole soils and organo-mineral fractions as well. Among the fractions, the decrease was more pronounced in the coarse silt fraction.

A integração da atividade agrícola com a pecuária tem sido indicada como alternativa à agricultura voltada para a produção exclusiva de grãos. As novas inter-relações estabelecidas com a presença dos animais podem tornar o sistema solo mais complexo. Desta forma, devem ser desenvolvidas técnicas de manejo adequadas a esse sistema de produção. Este trabalho foi conduzido com os objetivos de: a) avaliar o efeito do pisoteio animal sobre atributos físicos relacionados com a compactação do solo e no rendimento da soja em plantio direto; b) avaliar o efeito de pressões de pastejo na correção da acidez do solo pela aplicação superficial de calcário nesse sistema e; c) verificar o efeito de sistemas de manejo de solo e de culturas sobre a dinâmica da matéria orgânica e o estado de agregação do solo. Os trabalhos foram conduzidos em duas áreas experimentais sob integração lavoura-pecuária. A primeira, em São Miguel das Missões (RS, Brasil), em Latossolo Vermelho distroférrico em plantio direto, com diferentes pressões de pastejo (10, 20, 30 e 40 cm de altura do pasto) no inverno. A segunda, localizada próxima a Pana (IL, EUA), em Argiaquol Vértico, com pastejo ao longo do ano em áreas de pastagens perenes de inverno e verão, pastejo no inverno com cultivo de milho e aveia em preparo convencional no verão e uma área com milho no verão e pousio no inverno. Os pisoteio animal não causa compactação do solo em plantio direto e nem afeta o rendimento da soja. O calcário teve seu efeito máximo aos 24 meses após sua aplicação, com efeitos no pH, Ca trocável, Mg trocável e saturação por bases e por Al até 12,5, 25, 10, 25 e 10 cm de profundidade, respectivamente. A presença dos bovinos beneficia os efeitos em profundidade da calagem superficial. O sistema de produção de milho e aveia no verão e pastejo de resíduos no inverno, em preparo convencional, é mais eficiente no aumento dos teores e estoques de C e N nas frações total e particulada da MOS. Entretanto, esses atributos não se refletem no estado de agregação do solo, pois as pastagens perenes apresentam agregados maiores e mais estáveis em água. / The integration of crop and livestock activities has been indicated as an alternative to the crop production system. Animals in this area can develop new inter-relationships in the soil and it can become more complex. Management techniques are necessary to be developed to integrated livestockcrop systems. This research was carried out to evaluate: a) the effect of animal trampling on soil physical attributes related to soil compaction, and its effect on soybean yield in no-tillage system; b) the effect of grazing pressures in the correction of soil acidity with surface lime application in such system and; c) the effect of soil and culture management systems in organic matter dynamics and in soil aggregation state. The researches were carried out in two experimental areas under livestock-crop integration. The first one, located in São Miguel das Missões (RS, Brazil), in a Rhodic Hapludox (Oxisol) under no-tillage, with different grazing pressures (10, 20, 30 and 40 cm of sward height) in the winter. The second one, located near to Pana (IL, USA), in a Virden series soil, with grazing in cold and warm season perennial pastures, grazing during the winter in areas with conventional tilled corn and oat in the summer and continuous corn in the summer and fallow during the winter. Animal trampling does not cause soil compaction or decrease soybean yield. The lime had its maximum effect at 24 months after application, by affecting pH values, exchangeable Ca and Mg and bases and Al saturation until 12.5, 25, 10, 25 and 10 cm depth, respectively. The cattle’s presence is beneficial for a deeper effect of surface liming. The system with cultivation of corn and oat in the summer and grazing of residues in the winter is more efficient in increasing C and N contents and stocks in the total and particulate soil organic matter fractions. Nevertheless, these increases there is no effect in the soil aggregation state, since the perennial pastures results in bigger and more stable soil aggregates in water.

O solo pode atuar como um dreno ou fonte de gases de efeito estufa (GEE) dependendo do sistema de manejo utilizado. A presente pesquisa teve como objetivo identificar sistemas de manejo que apresentem baixo potencial de aquecimento global (PAG). Dois experimentos de longa duração (19 e 22 anos) conduzidos na EEA/UFRGS, em Eldorado do Sul (RS), foram avaliados quanto ao efeito dos sistemas de preparo (convencional e plantio direto), sistemas de cultura (aveia/milho, ervilhaca/milho, aveia+ ervilhaca/milho+caupi, guandu+milho e lablab+milho) e da adubação nitrogenada (0 e 180 kg-1 N ha-1) nas emissões de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) nas safras 2003/2004 e 2004/2005. Calculou-se também o PAG dos diferentes sistemas de manejo baseado nas emissões destes GEE, nos custos energéticos das operações e dos insumos agrícolas, e no balanço de C no solo. Um índice de sustentabilidade dos sistemas de manejo, baseado na razão entre o PAG e o rendimento de grãos de milho, foi proposto. O suprimento parcial de N pela inclusão de leguminosas, em sistemas de rotação de culturas, mostrou-se uma alternativa potencial para mitigar as emissões de N2O em comparação ao suprimento total desse nutriente por fertilizantes nitrogenados (uréia), sendo que ambas práticas tiveram reflexo negativo quanto à absorção de CH4 pelo solo. Embora tenha ocorrido aumento da emissão de N2O nos sistemas com leguminosas, em comparação ao sistema aveia/milho, a emissão de N2O neste mesmo sistema com adubação nitrogenada foi superior à verificada nos sistemas com leguminosas, cujos resultados sugerem uma influência da qualidade do resíduo vegetal nas emissões de N2O. Os preparos de solo tiveram pouco efeito nas emissões de N2O e CH4, enquanto o PD teve um efeito positivo no acúmulo de C no solo, além de apresentar menores custos energéticos em comparação ao preparo convencional. A análise da sustentabilidade dos sistemas de manejo indicou que, mesmo nas condições de ambiente subtropical úmido em que este estudo foi realizado, o uso do plantio direto e de leguminosas torna possível produzir alimentos sem que haja contribuição da atividade agrícola ao aquecimento global. Por outro lado, o PD associado a culturas com baixo aporte de resíduos, e o preparo convencional independente das culturas utilizadas, mostrou-se de baixa sustentabilidade. / Soils can act as a sink or source of greenhouse gases (GHG) depending of the adopted soil management system. This study aimed to identify soil management systems with potential to mitigate the global warming. Two long-term (19 and 22 years) experiments in the South of Brazil were evaluated over the effect of tillage systems (no-tillage and conventional tillage), cover crops based maize cropping systems (oat, vetch, oat+vetch/cowpea, pigeon pea and lablab), and mineral N fertilization (0 and 180 kg N ha-1) on the nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) emissions in the 2003/2004 and 2004/2005. The global warming potential (GWP) of the different soil management systems was calculated based on the fluxes of these GEE, the costs of agricultural practices and on the C balance in the soil. A sustainability index of soil management systems, based on the ratio between GWP and the maize yield, was proposed. The legume cover crops were a good alternative to supply N to maize and to mitigate the N2O emissions in comparison to the application of mineral fertilizer (urea), while these two practices decreased the CH4 absorption by the soil. Despite legume cover crops had increased the N2O emissions in comparison to the oat/maize system, the N2O emission in this cropping system with urea application was several times higher than under legume crops. The results of N2O emissions suggest the nitrification process as an important source of N2O to the atmosphere. Tillage systems had a small effect on the N2O and CH4 emissions, while no-tillage had a positive effect on the C accumulation in soil in comparison to the conventionally tilled soil. The sustainability analysis of the soil management systems indicated that, even under moist tropical climatic conditions of this study, no-tillage and legume cover crops become feasible to produce food and fiber with no negative contribution of the agriculture to the global warming. On the other hand, no-tillage, with low crop residues addition, or conventional tillage, with any cropping systems, showed low sustainability.

A dinâmica de potássio em sistemas de integração lavoura-pecuária diverge de outros sistemas de manejo, porque são sistemas mais complexos e envolvem, além das práticas relacionadas à cultura de interesse econômico, a introdução do animal no sistema. Assim, objetivou-se, neste trabalho, avaliar a evolução, a ciclagem e o balanço de potássio em um sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto, com diferentes intensidades de pastejo (aveia preta + azevém) de bovinos no inverno e sua influência sobre a cultura da soja cultivada na seqüência no ano agrícola 2007/08. O experimento está sendo conduzido desde maio de 2001 em área pertencente à Fazenda do Espinilho, localizada no município de São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico típico que vinha sendo cultivado em plantio direto desde 1991. Os tratamentos constam de intensidades de pastejo: 10, 20, 30 e 40 cm de altura e um tratamento sem pastejo, distribuídos num delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições. Os teores de potássio disponível eram originalmente altos e assim se mantiveram ao longo do tempo; em todas as situações, ocorreu a formação de um gradiente de concentração de potássio a partir da superfície, com distribuição no perfil do solo diferenciada entre a pastagem e a soja, sem, haver, porém uma relação com as diferentes intensidades de pastejo. A ciclagem de potássio tendeu a aumentar com o aumento da intensidade de pastejo e não influenciou a cultura da soja em sucessão; e apesar do balanço de potássio no campo nesse sistema de integração lavoura-pecuária ter sido negativo (K final<K inicial), com um maior déficit nas áreas com maior intensidade de pastejo, os teores disponíveis desse nutriente se mantiveram altos e não influenciaram o rendimento de grãos da soja. / Potassium dynamics on integrated crop-livestock systems can be altered in relation to cash crop production systems, because such systems involve further management practices with the introduction of the animal in the system. The objectives of this study were to evaluate the potassium evolution, cycling and balance in an integrated crop-livestock system under no tillage with different grazing (black oat and italian ryegrass) intensities in the winter season and its influence on soybean cultivated in the summer season in 2007/08. The experiment is being conducted since May of 2001 in an area belonging to the Espinilho Farm, located in São Miguel das Missões county in the State of Rio Grande do Sul - Brazil in a Rhodic Hapludox (Oxisol), and cultivated under no tillage since 1991. The treatments consisted of different grazing intensities: 10, 20, 30 and 40 cm of pasture height, and a no-grazing treatment, in an experimental randomized block design, with three replicates. Available potassium content was originally high and so maintained along the time; in all situations, there was a potassium gradient formation from top soil, with different distribution in the soil profile among pasture and soybean without, however, a relationship with the different grazing intensities. The cycling of potassium tended to increase with increasing grazing intensity and did not influence soybean yield cropped in succession and; despite the negative potassium balance (K final<K initial) in the integrated crop-livestock system, with increasing deficit with increasing grazing intensity, available potassium remained high and did not affect soybean yield.