The agriculture of precision has been an important tool for the characterization of the spatial variability of soil attributes and crops. Thus, there is many options to elaborate thematic digital maps that can improve the soil and crop management. In this work, two croplands that has been managed with precision agriculture during several years were selected. One of them was called field Lagoa, it is a 132 ha, and the other, is field Schmidt, it is a 125 ha. In both croplands soil samples were collected with regular grid of 100 x 100 m. In the field Lagoa three soil sampled were done while in the field Schmidt two soil sampled were done along four years of evaluation. In order to investigate the crop yield variability, the yields data were collected with a combine MF34, equipped with yield sensor, GPS (Global Position System), board computer (Datavision). In the field Talhao, the yield maps were made to corn 2004/05, wheat 2005, soybean 2005/06, soybean 2006/07, corn 2007/08 and, in the field Schmidt, crop data were collected to soybean 2004/05, soybean 2005/06, soybean 2006/07 and corn 2007/08. The yield data and soil data were processed in the softwares SGIS® and Campeiro 6.0. The variable rate fertizer was done with equipment Hércules 10.000 equipped with disks system to immediate change the fertilizer rate . The evolution of soil fertility indicate that, in areas with high phosporus and potassium levels, the range of variation was maintained through the years, although, with a decrease in extreme values. The correlations of soil attributes with crop yield maps were higher in the field Schmidt mainly to CEC, Mg, organic matter, Ca, and, in the field Lagoa there was correlation, mainly, with organic matter. The match distribution and potassium the varied rate allowed that the nutrient supply was enlarged e/ou above below the export of the cultures, not interfering in the revenue. The crop yield map was an efficient tool to define yield zones driving the site specific management of fertilizers and soil management. / A agricultura de precisão tem se mostrado uma ferramenta importante, principalmente, para a caracterização da variabilidade espacial de atributos de solo e das culturas. Assim, há varias possibilidades de elaboração de mapas temáticos que poderão melhorar as intervenções de manejo no solo e ou na cultura. Neste trabalho foram avaliadas duas áreas que vem sendo manejadas com técnicas de AP ao longo dos anos, sendo uma delas, denominada talhão Lagoa, contendo 132 ha, e a outra, talhão Schmidt, contendo 125 ha. Em ambos os talhões foram coletadas amostras de solo com grade regular de 100 x 100 m, sendo que, no talhão lagoa foram três coletas de solo e no talhão Schmidt foram duas coletas de solo ao longo de quatro anos de avaliação. Para a caracterização da variabilidade das culturas, foi utilizada a coleta de dados através de uma colhedora MF34, equipada com sensor de rendimento, GPS (Sistema de Posicionamento Global), computador de bordo (Datavision). No talhão Lagoa, foram confeccionados mapas de colheita nas culturas de milho 2004/05, trigo 2005, soja 2005/06, soja 2006/07, milho 2007/08 e, no talhão Schmidt, foram coletados dados de colheita nas culturas de soja 2004/05, soja 2005/06, soja 2006/07 e milho 2007/08. Os resultados de colheita e solo foram processados nos softwares SGIS® e Campeiro 6.0. As aplicações a taxa variada foram realizadas com o equipamento Hércules 10.000 equipado com sistema de disco para distribuição a lanço dos fertilizantes com variação instantânea das doses. Os resultados de fertilidade indicaram que, em áreas com altos teores de fósforo e potássio, a amplitude de variação foi mantida ao longo dos anos, porém, com a diminuição de valores extremos. As correlações de atributos de solo com mapas de colheita foram maiores no talhão Schmidt para os atributos Schmidt para os atributos CTC, magnésio, matéria orgânica e cálcio e, no talhão Lagoa houve correlação positiva, principalmente, com matéria orgânica, ao longo das safras agrícolas. A distribuição de fósforo e potássio a taxa variada permitiu que fosse ampliado o fornecimento de nutriente acima e/ou abaixo da exportação das culturas, não interferindo no rendimento. Com isso, o mapeamento do rendimento da cultura foi uma ferramenta eficiente na definição de zonas com potencial produtivo, orientando as intervenções localizadas de fertilizantes e de manejo do solo.

Modelos matemáticos de predição de erosão e de produção de sedimentos apresentam um grande potencial para serem utilizados no planejamento dos recursos naturais, pois através destes é possível estimar impactos causados pelas atividades agrícolas. Com base nessa premissa, utilizou-se o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool), em uma pequena bacia rural (1,19 km²) localizada no município de Arvorezinha-RS, para avaliar a sua aplicabilidade e simular a produção de sedimentos em três diferentes cenários de uso e manejo de solo (floresta, cultivo do fumo em sistema convencional e mínimo). A aplicabilidade do modelo foi avaliada através da comparação dos resultados hidrológicos e sedimentológicos simulados pelo modelo, sem utilização da calibração, com valores observados obtidos para uma série de dados de cinco anos de monitoramento hidrossedimentológico (2002-2006). Resultados referentes à aplicabilidade do modelo através da simulação do escoamento superficial para a escala de tempo diário não foram satisfatórios, enquanto que valores mensais e anuais foram mais adequados. Para a vazão líquida, da mesma forma que para o escoamento superficial, as melhores simulações foram verificadas também para vazões mensais e anuais. Já a produção de sedimentos os resultados não foram satisfatórios, tanto para simulações diárias como mensais e anuais. Possíveis razões que explicam os resultados da produção de sedimentos estão relacionados com limitações tanto da equação que simula o aporte de sedimentos (MUSLE), como do equacionamento da propagação dos sedimentos no canal. Os resultados das simulações hidrológicas para diferentes cenários mostraram não haver diferença para o escoamento superficial entre os sistemas convencional e o cultivo mínimo. Em relação à erosão, verificou-se que o cultivo mínimo foi capaz de reduzir em 30% a produção de sedimentos quando comparado com o sistema convencional. / Mathematical models to predict erosion and sediment yield have great potential for use in natural resource planning, as they enable the user to estimate impacts caused by agricultural activities. Based on this premise, the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was applied in a small rural catchment (1,19 km²) in Arvorezinha - RS, in Southern Brazil, to evaluate its applicability and to estimate sediment yield under three different soil management scenarios: forest, conventional tillage with tobacco, and minimum tillage with tobacco. The applicability of the model was evaluated by comparing hydrologic and sediment results simulated by the uncalibrated model with observed values obtained over the course of five years (2002-2006) monitoring program. Applicability results for the model based on simulating surface runoff were unacceptable for the daily time scale, although results for monthly and annual time scales were better. This was also true for flow rate, with better simulations on the monthly and annual time scales. However for sediment yield simulations, the SWAT model did not present satisfactory results over any time frame. This may be related to limitations in the equation that simulates sediment load (MUSLE) or to the equivalency of sediment propagation in the canal. Hydrologic simulations for the different soil management scenarios did not show differences in surface runoff between conventional and minimum tillage, although the minimum tillage was shown to reduce sediment yield by 30% when compared with conventional tillage.

The evidence of the formation of surface flow and associated processes such as erosion, transfer of solutes, organic matter and nutrients, are the consequences of soil management not contributing to the maintenance of soil functions, especially those associated to the regulation of hydrological flows. This situation leads to soil degradation, degradation of water resources and waste inputs. Considering the principles of conservation agriculture, numerous practices of soil, plant and field management are likely to be used in order to solve problems. Given this, the objective of this work was to evaluate the influence of the addition phytomass and scarification in the control of surface flow and soil losses in grain production areas using direct planting at slope scale during significant rain events. The monitoring was conducted in six rectilinear macro plots, with dimensions of 70x80m and average steepness of 9%, in a Red Latosol. The study was carried out between 2014 and 2016 in the city of Júlio de Castilho, RS, and observed the responses in surface flow and suspended sediment concentration during significant rain events. There were different systems of soil management (three with scarification and three without) and coverage depending on crop rotation (two with low addition and 4 with medium addition of phytomass) in each of the macro plots. Agricultural practices in the plots followed technical recommendations for grain production (soy/wheat/oats) in southern Brazil. During 12 months, nine significant rain events were monitored. The monitoring data were evaluated to characterize the magnitude of hydrological and erosive responses between treatments over the course of time. Not surprisingly, results show that both practices reduce surface flow and soil losses. However, the addition of biomass presented higher efficiency than scarification. Results also show that for extreme precipitation events the two practices are unable to control all of the surface flow. Moreover, the monitoring of events over time revealed the behavior of the flow and sediment concentration, thus making it possible to understand the mechanism hydrologic response of the different rain events to different handling conditions throughout the year and between events. Keywords: Soil Conservation. No Til / As evidências de formação de escoamento superficial e dos processos associados como a erosão, a transferência de solutos, de matéria orgânica e de nutrientes, são reflexos de que o manejo do solo não tem contribuído para a manutenção das funções do solo, especialmente daquelas associadas à regulação dos fluxos hidrológicos. Essa situação conduz à degradação dos solos, à degradação dos recursos hídricos e ao desperdício de insumos. Considerando os preceitos da agricultura conservacionista, inúmeras práticas de manejo de solo, de planta e de gleba são passíveis de serem utilizadas para solucionar os problemas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da quantidade de adição de fitomassa e da escarificação no controle do escoamento superficial e das perdas de solo em áreas de produção de grão sob plantio direto na escala de encosta durante eventos significativos de chuva. O monitoramento foi conduzido em seis macroparcelas retilíneas, com dimensões de 70x80m e declividade média de 9%, em um Latossolo Vermelho. O estudo foi realizado em Júlio de Castilhos/RS, entre 2014 e 2016 observando as respostas no escoamento superficial e concentração de sedimentos em suspensão durante eventos significativos de chuva. Em cada uma das macroparcelas, diferentes manejos de solo (três sem e três com escarificação) e de cobertura em função da rotação de culturas (duas de baixa e quatro de média adição de fitomassa). As práticas agrícolas na condução das parcelas seguiram as recomendações técnicas para a produção de grãos (soja/trigo/aveia) no sul do Brasil. Foram monitorados nove eventos significativos de chuva durante 12 meses. Os dados do monitoramento foram avaliados para caracterizar a magnitude das respostas hidrológica e erosiva entre os tratamentos ao longo do tempo. Os resultados demonstram que ambas as práticas, reduzem o escoamento superficial e as perdas de solo. Entretanto, a adição de fitomassa demonstrou maior eficiência do que a escarificação. Os resultados também demonstram que para eventos extremos de precipitação as duas práticas não são capazes de controlar todo o escoamento superficial. Além disso, o monitoramento ao longo dos eventos demonstrou o comportamento da vazão e da concentração de sedimentos, possibilitando compreender o mecanismo de resposta hidrológica dos diferentes eventos de chuva para as diferentes condições de manejo ao longo do ano e entre os eventos.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-16T13:09:22Z No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-20T18:46:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-20T18:47:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T18:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) Previous issue date: 2016-08-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In recent years, Brazil has proposed policies to reduce emissions of greenhouse gases (GEE). In this context, the aim of this study was to estimate the carbon stock (EC) from different Brazilian soils under different agricultural uses and propose strategies that contribute to mitigation of GEE emissions. The research was conducted in four stages: i) organization of a soil database; ii) development of a pedotransfer function (PTF) for the estimation of bulk density (DS) and evaluate the effect on estimate of EC; iii) estimation of the EC; and iv) evaluation of potential EC by Brazilian agriculture. Data from 38.456 soil samples were performed and, after standardization, they formed a database with 10.445 data samples corresponding to 5.823 data for the 0-30 cm layer. These data covered all Brazilian states, all classes of the Brazilian System of Soil Classification and nine types of land use: annual crop in no-tillage system (SPD), annual crop in conventional tillage system, perennial crop, planted forest, integrated crop-livestock (ILP) system, integrated crop-livestock-forest (ILPF) system, pasture, uncovered soil and native vegetation. Many samples had no DS record, then 12 PTF for DS estimation were developed using 974 soil samples. The performance of PTFs was assessed by R2, and in the validation, the accuracy of prediction was measured based on the mean error (ME), the mean absolute error (MAE), and the root mean squared error (RMSE). All functions overestimated DS values and one of them (PTF 5) presented the best performance. The evaluation of the estimated EC was made with 926 samples layer 0-30 cm, using observed data DS (ECobs), estimated data DS from the PTF5 (ECest) and estimated data DS from the null model (ECnull), in which the DS was given by the mean value of DS observed. Based on the calculation of ME, MAE, the RMSE and comparison with ECobs values, it was found that the ECnull values were overestimated and dispersed. It was concluded at this stage that the null model was not a reliable alternative and PTF5 was applied in 4.540 samples from 0-30 cm layer with missing DS. The estimated DS values ranged from 0,10 kg dm-3 at 1,92 kg dm-3 with a mean of 1,39 kg dm-3 and standard deviation of 0,19 kg dm-3. The coefficient of variation was less than 15% configuring a homogeneous data. It was made the EC calculation for 5.823 EC data for the layer 0-30 cm and these values were grouped by types of land use and soil types. In grouping by type of land use, the lowest EC values were observed in annual crop and native vegetation (0,10 Mg ha-1) and the largest maximum values were observed in annual crop, pasture and native vegetation, with 297,3 Mg ha-1, 259,9 Mg ha-1 and 253,6 Mg ha-1 respectively. In grouping by type of soil, it was observed that a minimum value of 0,10 Mg ha-1 in an Argisol while maxima were observed in a Cambisol (297,3 Mg ha-1) and an Argisol (265,8 Mg ha-1). Three scenarios were developed to estimate the potential increase of EC, from changes in management practices and land use. In a scenario where 18% of the areas of annual crops adopt SPD, the increase in EC was 73,6 Gg. If 15 million hectares of degraded pastures were recovered with ILP system in 20% of the area, and ILPF system in 10% of the area, the potential for increasing the EC would be 88.13 Gg. These values could represent an addition of 59,6 Gg of CO2, which could offset the 472,1 Gg CO2 emitted by the Brazilian agricultural sector in 2010, according to estimates by the Ministry of Science, Technology and Innovation. It concludes that: i) the absence of DS data, using a simple PTF is more appropriate than the use of the null model; ii) the detected errors in the estimation of DS by PTF not propagate the EC calculation; iii) the proposed changes would offset emissions from the Brazilian agricultural sector; and iv) the estimates presented highlight the role of the agricultural sector in mitigating GEE emissions. / Nos últimos anos, o Brasil tem proposto políticas para diminuir as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Nesse contexto, o objetivo geral deste trabalho foi estimar o estoque de carbono (EC) de diferentes solos brasileiros com diferentes usos agrícolas e propor estratégias que contribuam para mitigação das emissões de GEE. A pesquisa foi desenvolvida em quatro etapas: i) organização de um banco de dados de solos; ii) desenvolvimento de função de pedotransferência (PTF) para a estimativa de densidade do solo (DS) e avaliação do efeito na estimativa de EC; iii) estimativa do EC; e iv) potencial de EC pela agricultura brasileira. Foram levantados dados de 38.456 amostras de solos que, após padronização, constituíram um banco com dados de 10.445 amostras, que corresponderam a 5.823 dados para a camada 0-30 cm. Esses dados recobriram todos os estados brasileiros, todas as classes do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos e nove tipos de uso do solo: cultura anual em sistema de plantio direto (SPD), cultura anual sem SPD, cultura perene, floresta plantada, integração lavoura-pecuária (ILP), integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), pastagem, solo descoberto e vegetação nativa. Como muitas amostras não apresentavam registro de DS, 12 PTF foram desenvolvidas em um subconjunto de 974 amostras do banco de dados, sendo 664 amostras utilizadas para o desenvolvimento das PTFs e 310 utilizadas para teste. O desempenho de cada PTF foi avaliado através do R2, e na validação, a acurácia da predição foi medida pela comparação dos valores estimados com os observados, com base no cálculo de erro médio (ME), do erro absoluto médio (MAE) e da raiz quadrada do erro quadrático médio (RMSE). Todas as PTFs testadas superestimaram os valores de DS, porém, a PTF5 apresentou o melhor desempenho. A avaliação da estimativa de EC foi feita com 926 amostras da camada 0-30 cm, usando-se dados de DS observados (ECobs), dados de DS estimados a partir da PTF5 (ECest) e dados de DS estimados a partir do modelo nulo (ECnulo), no qual a DS é dada pelo valor médio das DS observadas. Com base no cálculo do ME, da MAE, da RMSE e da comparação com os valores de ECobs, constatou-se que os valores de ECnulo foram superestimados e dispersos. Concluiu-se nesta etapa que o modelo nulo não era uma alternativa confiável e a PTF5 foi aplicada em 4.540 amostras de camada 0- 30 cm com DS faltante. Os valores de DS estimados variaram de 0,10 kg dm-3 a 1,92 kg dm-3, com média de 1,39 kg dm-3 e desvio padrão de 0,19 kg dm-3. O coeficiente de variação foi menor que 15%, configurando dados homogêneos. Foi feito o cálculo de EC para 5.823 dados de EC referentes à camada 0-30 cm e esses valores foram agrupados por tipos de uso do solo e por classes de solo. No agrupamento por tipos de uso do solo, os menores valores de EC foram observados em cultura anual e vegetação nativa (0,10 Mg ha-1) e o maiores valores máximos foram observados em cultura anual, pastagem e vegetação nativa, com 297,3 Mg ha- 1, 259,9 Mg ha-1 e 253,6 Mg ha-1 respectivamente. No agrupamento por tipos de solo, observou-se que um valor mínimo de 0,10 Mg ha-1 em um Argissolo enquanto que valores máximos foram observados em um Cambissolo (297,3 Mg ha-1) e em um Argissolo (265,8 Mg ha-1). Foram elaborados três cenários para estimar o potencial de aumento de EC, a partir de mudanças nas práticas de manejo e de uso do solo. Em um cenário de adoção de SPD em 18 % das áreas de culturas anuais, o aumento do EC seria de 73,6 Gg. Se 15 milhões de hectares de pastagens degradadas forem recuperados com ILP, em 20% da área, e com ILPF, em 10% da área, o potencial de aumento do EC seria de 88,13 Gg. Esses valores somados representariam 593,6 Gg de CO2, que poderiam compensar os 472,1 Gg de CO2 emitidos pelo setor agropecuário brasileiro em 2010, conforme estimativas do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Conclui-se que: i) na ausência de dados de DS, o uso de uma PTF simples é mais indicado do que o uso do modelo nulo; ii) os erros detectados na estimativa de DS por meio de PTF não se propagam no cálculo de EC; iii) as mudanças propostas compensariam emissões do setor agrícola brasileiro; e iv) as estimativas apresentadas ressaltam o papel do setor agropecuário na mitigação das emissões de GEE.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-08T15:58:46Z No. of bitstreams: 1 PGCS17MA167.pdf: 1869193 bytes, checksum: d607c94be1d50fbf1dc0c4b56500c279 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T15:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS17MA167.pdf: 1869193 bytes, checksum: d607c94be1d50fbf1dc0c4b56500c279 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Capes / In agricultural production systems soil degradation by water erosion is one of the main causes of environmental contamination, whose erosion is strongly influenced by slope length, among other factors. The objective of this work was to quantify the losses of soil (PS) and water (PA), in different slope lengths, in a field experiment, cultivated in a no-tillage system under natural rainfall condition, Lages, SC. The treatments, with two replications, consisted of slope lengths of 11, 22, 33 and 44 m, at an average slope of 8%. Erosion was evaluated during the growing season of the consortium with black oats, turnip and common vetch between july and november 2015, between november and february 2015/2016 with single black bean, and between march and july 2016 with single black oats , in individual events of 49 erosive rains. Water erosion increased with increasing slope length, in the range between 11 and 44 m, establishing a potential relationship between the variables. Soil losses decreased from the first crop shortly after the implantation of the no-tillage, from this to the second crop and from this crop to the third crop. Soil losses were linearly and positively related to rainfall erosivity and water losses, while water losses were related in the same manner to slope length and rainfall height in the growing condition of the soil. Soil in the form of no-tilla / Nos sistemas de produção agrícola a degradação do solo por erosão hídrica é uma das principais causas de contaminação ambiental, cuja erosão é fortemente influenciada pelo comprimento de declive, dentre outros fatores. Com este trabalho objetivou-se quantificar as perdas de solo (PS) e água (PA), em diferentes comprimentos de declive num Cambissolo Húmico Alumínico léptico, em experimento de campo, cultivado em sistema de semeadura direta, em condição de chuva natural, em Lages, SC. Os tratamentos, com duas repetições, constituíram-se nos comprimentos de declive de 11, 22, 33 e 44 m, em uma declividade média de 8%. Avaliou-se a erosão no período de cultivo do consórcio com aveia, nabo e ervilhaca entre julho e novembro de 2015, entre novembro de 2015 e fevereiro de 2016 com feijão preto solteiro e, de março a julho de 2016 com aveia preta solteira, em eventos individuais de 49 chuvas erosivas. A erosão hídrica aumentou com o aumento do comprimento de declive, no intervalo entre 11 m e 44 m, estabelecendo uma relação potencial entre as variáveis. As perdas de solo diminuiram do primeiro cultivo logo após a implantação da semeadura direta, deste para o segundo cultivo e, deste cultivo para o terceiro. As perdas de solo relacionaram-se linear e positivamente com a erosividade das chuvas e com as perdas de água, enquanto, as perdas de água relacionaram-se do mesmo modo com o comprimento de declive e com a altura de chuva em condição de cultivo do solo na forma de semeadura direta. As perdas de solo variaram menos do que as perdas de água, tanto entre os comprimentos de declive, quanto, entre os cultivos

Chemical and physical attributes of an Acrustox subjected to different management systems were evaluated. The experiment was conducted at the Fazenda do Glória/UFU since 2000. The field experimental area was conducted during seven years, in a randomized block design, to evaluate some chemical and physical attributes of the soil, at depths of 0-5, 5-15 and 15-30 cm, for different management systems (conventional and conservationist). The parameters examined were: density, porosity, macro and microporosity, aggregate stability, total organic carbon (TOC), phosphorus (P), calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), potassium (K+), nitrogen (N) and aluminum (Al3+). Statistical differences were found between conventional and conservationist treatments. The values indicated a density increase with the depth, combined with porosity decrease as the relationship macro/micropores and with lower aggregate stability in conventional system in comparison with the conservationist systems. Statistical differences of the chemical attributes of soil, between the conservationist and conventional treatments, were found only at the top 5 cm of the soil, only for the elements Ca, P and K. Aluminum correction was more efficient in the conventional system, due to lime addition in the soil, independent of gypsum addition. / Foram avaliados atributos físicos e químicos de um Latossolo Vermelho distrófico submetido a diferentes sistemas de preparo do solo. O experimento foi conduzido na Fazenda do Glória/UFU desde o ano 2000. A área experimental de campo, disposta num esquema de delineamento em blocos casualizados, foi conduzida durante sete anos para avaliar alguns atributos físicos e químicos do solo, nas profundidades de 0-5; 5-15 e 15- 30 cm, para diferentes sistemas de manejo (convencional e conservacionistas). Os parâmetros analisados foram: densidade, porosidade total, macro e microporosidade, estabilidade de agregados, carbono orgânico total (COT), fósforo (P), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), potássio (K+), nitrogênio (N) e alumínio (Al3+). Foram verificadas diferenças estatísticas entre os tratamentos conservacionistas e convencional. Os dados indicaram aumento da densidade com a profundidade, conjugado com redução da porosidade total, bem como da relação macro/microporos e com a menor estabilidade de agregados no sistema convencional, em relação aos sistemas conservacionistas. Para os atributos químicos do solo, diferenças estatísticas entre os tratamentos conservacionistas e convencional ocorreram apenas nos primeiros 5 cm do solo, somente para os elementos P, Ca e K. A correção do Al foi mais eficiente no sistema convencional, devido à incorporação do calcário ao solo, independente da aplicação de gesso agrícola. / Mestre em Agronomia

A identificação de atributos funcionais de colêmbolos associada com sua caracterização taxonômica responde aos impactos causados por mudanças de uso e manejo, além de terem um efeito sobre os processos funcionais do solo. Além disso, a descrição de atributos funcionais visa também atender o crescente interesse de investigar mecanismos relacionados com os processos de montagem de comunidade, tais como a convergência e divergência de atributos funcionais. Este trabalho teve três objetivos: 1) investigar a composição e estrutura de comunidades de colêmbolos em relação a alterações de uso do solo e diferentes ofertas de forragem através de uma abordagem funcional e taxonômica; 2) avaliar a existência de filtros ambientais e diferenciação de nichos dentro das comunidades; 3) avaliar o efeito de diferentes grupos funcionais dos colêmbolos no funcionamento do solo. Para isto, foram realizamos três estudos, sendo avaliados no primeiro estudo diferentes usos do solo (mata, campo e eucalipto) e no segundo estudo quatro níveis de ofertas de forragem. Como resultado principal de ambos os estudos, observamos que os de índices taxonômicos, tais como riqueza e diversidade de espécies, podem apresentar padrões diferentes dos índices funcionais, porém ambas as abordagens foram sensíveis aos tratamentos avaliados. De modo geral, o aumento da riqueza e diversidade de colêmbolos não é diretamente relacionado com o aumento da diversidade funcional. Também foi observado em ambos os estudos que a composição e estrutura das comunidades de colêmbolos foram afetadas significativamente pela existência de um filtro ambiental e pela diferenciação de nicho ecológico, uma vez que observamos convergência e divergência de atributos funcionais significativamente relacionados com os gradientes estudados. O terceiro estudo, realizado em condições de microcosmos, consistiram em 6 tratamentos e um controle, sendo os tratamento a combinação de diferentes grupos funcionais de colêmbolos. De modo geral, os resultados mostram que a presença de colêmbolos não afetou significativamente o tamanho da comunidade microbiana do solo, porém estimulou a mineralização de C e N. A presença de apenas um grupo funcional de colêmbolos estimulou a atividade microbiana, sendo estes significativamente diferentes do tratamento controle. Estas diferenças são ainda maiores quando há duas e três grupos funcionais no mesmo microcosmo. O estímulo sobre a comunidade microbiana possivelmente deve-se aos diferentes nichos ocupados pelos colêmbolos dentro do solo, pelas modificações na composição microbiana e pela redistribuição de nutrientes no interior do solo. Palavra-chave: colêmbolos; filtro ambiental; interação biológica; regras de montagem; campos; uso do solo; grupo funcional; atributo funcional; convergência de atributos; divergência de atributos. / Traits-based approach (functional traits) associated with taxonomical description in collembolan communities can response to environmental changes and have a directly effect on soil functioning. Furthermore, trait-based approach also aims to attend the growing interest in investigating mechanisms that are related to assembly process in communities, such as trait-convergence and trait-divergence assembly patterns. This work was three objective: 1) investigating the composition and structure of Collembola communities regarding environmental changes in soil and litter induced by land-use and grassland management using both taxonomic and functional approaches; 2) assessing the existence of environmental filtering and biotic interaction within collembolan communities; 3) evaluating the effect of three collembolan life-form on soil functioning. To this, we carried out three studies to investigate these objectives which two of them was carried out in three land-uses types (study 1) and four herbage allowance (study 2).The results of the studies 1 and 2 showed that taxonomic indices such as richness and taxonomical diversity and functional indices can have different patterns in collembolan communities, but both approaches are sensitive to the treatments evaluated. In general, increasing the richness and diversity of collembola was not directly related with the increase of the functional diversity. We also observed in both studies the composition and structure of Collembolan communities are significantly affected by the existence of an environmental filtering and biotic interaction, since we observed significantly trait-convergence and trait- divergence related to ecological gradients tested. Our findings show that functional traits provide a better understanding of the response of communities to biotic and abiotic changes. The third study was carried out in microcosm conditions and consisted of 6 different combinations of collembolan life-form. Overall, our results showed that collembolan life-forms did not significantly affect microbial biomass but collembolan life-forms affected microbial activities. The presence of only one life-form stimulated C and N mineralization regarding to their CO2 and enzymatic activities, but these stimulations were higher when there was two or three life-forms in the same microcosm. We suggest that stimulation on the microbial community is due to different niches occupied by each collembolan life-form, the changes on microbial composition and redistribution of nutrients in the soil.

A intensificação da agricultura convencional que ocorreu nas últimas décadas na região Sudeste da Província de Buenos Aires (Argentina), provocou degradação das propriedades do solo e redução da fertilidade nitrogenada, apesar dos níveis relativamente elevados de matéria orgânica nesse solo. A inclusão de pastagens (P) nas rotações agrícolas e a adoção da semeadura direta (SD), como manejos alternativos à lavoura convencional (LC), visaram deter a degradação desse solo. A adoção de diferentes sistemas de manejo influem na dinâmica do nitrogênio no solo, modificando a sua disponibilidade às plantas. Com base nesta hipótese, o objetivo geral deste trabalho foi o de quantificar os processos de mineralização, nitrificação e consumo brutos do nitrogênio em um Molisol do SE da Província de Buenos Aires, manejado durante 17 anos com LC e transformado para P ou SD. Os processos brutos do ciclo do nitrogênio foram quantificados pela técnica da diluição do isótopo 15N. Foram realizados os seguintes experimentos: (a) avaliação em laboratório de taxas de mineralização bruta (TMB), consumo bruto (TCB) e nitrificação bruta (TNB) em amostras deformadas e em condições de umidade e temperatura constantes; (b) avaliação dos efeitos do manejo na distribuição das frações granulométricas da matéria orgânica; (c) avaliação das relações entre os processos brutos do ciclo do nitrogênio e as frações granulométricas da matéria orgânica, (c) avaliação em laboratório dos efeitos da temperatura e da umidade do solo nas TMB e TCB e (d) determinações de TMB e TCB em campo durante o ciclo da cultura de milho nos manejos SD, LC e pastagem. A metodologia de diluição do isótopo 15N permitiu a determinação de taxas de mineralização e de consumo bruto em solo com diferentes sistemas de manejo, tanto em condições de laboratório, com amostras deformadas, quanto diretamente em campo, com amostras indeformadas. Na quantificação da taxa de nitrificação bruta, a marcação do solo com amônio-15N não se mostrou adequado, levando a resultados muito variáveis, com evidencias de estimulação pelo substrato. Em todos os experimentos a TCB foi maior que a TMB e as quantidades totais consumidas superaram àquelas mineralizadas. Após seis anos da implantação dos manejos alternativos á LC (SD e P), os processos brutos de transformação do nitrogênio no solo apresentaram marcante estratificação, sendo maiores nas camadas superficiais do solo. As TMB da pastagem foram maiores às da LC, indicando melhora na condição biológica do solo, enquanto que SD somente manifestou uma tendência nesse sentido. Nos três manejos, grandes quantidades de C e N estiveram presentes nas frações <50 &#956;m, nas quais, a matéria orgânica tem alta proteção física e não foi modificada pelo manejo. A pastagem acumulou maior quantidade de C e de N nas frações leves >50 &#956;m que LC. Não se encontrou um padrão simples relacionando a TMB e a TCB com as variáveis das frações granulométricas. Equações de regressão múltiplas para LC incluíram o C e N das frações mais finas, enquanto que para P apareceram as frações leves maiores que 50 µm, sugerindo recuperação da MO do solo. A temperatura e a umidade do solo modificaram as TMB e TCB, sendo que as maiores taxas ocorreram a 25°C e a 70% MCR. LC não apresentou resposta nem a temperatura nem a umidade de solo. Em determinações feitas em campo, após de 9 anos de instalados os manejos, as variações das TMB e TCB foram associadas, principalmente, às variações na umidade do solo. As TMB e TCB na pastagem foram geralmente maiores que as de LC e SD. SD apresentou maiores TMB e TCB que LC no final do ciclo do milho. As quantidades mineralizadas e consumidas acumuladas por SD foram significativamente maiores às correspondentes de LC, embora a cultura de milho não foi beneficiada por essas diferenças devido a disponibilidade de N no solo não coincidir com os estádios de máxima demanda pelas plantas. / The intensification of conventional agriculture in Southeast of Buenos Aires Province (Argentina), caused (conducted to) soil degradation and reduction of nitrogen fertility, despite the relatively high levels of organic matter on this soil. No tillage systems (SD) and inclusion of pastures (P) in agricultural rotations are alternative soil managements to reduce the effects of conventional tillage (LC). Management systems affect the soil nitrogen dynamics modifying its availability to the plants. The objective of this work was to quantify the gross nitrogen mineralization, nitrification and consumption processes in a Molisol, which was previously under LC for 17 years. In 1994 it was transformed to P, SD or continued on LC. The gross nitrogen cycle processes were quantified using the isotope 15N dilution technique. The following experiments were carried out: (a) laboratory evaluation of gross mineralization (TMB), consumption (TCB) and nitrification rates (TNB) in disturbed soil samples with constant soil moisture and temperature conditions; (b) evaluation of the effect of management systems in the size distribution of soil organic matter; (c) evaluation of the relationships between the gross nitrogen processes and in the size fractions of organic matter, (c) laboratory evaluation of the effect of temperature and soil moisture on TMB and TCB, and (d) determination of TMB and TCB on field conditions during the growing season of maize under SD and LC and in a pasture during the same period. The isotope 15N dilution technique allowed the determination of gross mineralization rates for different management practices both in laboratory conditions with disturbed samples, and on field conditions with intact soil samples. For measurements of gross nitrification rates, soil label with 15N-ammonium was not adequate, producing highly variable results and evidences of substrate stimulation. In all the experiments, the TCB was greater than TMB and the consumed total amounts were higher than the mineralized ones. After six years since management’s installation, both the TMB and TCB gross nitrogen processes in soil were strongly depending of the soil depth, being the highest in the top 0-5 cm layer. The pasture TMBs were higher than LC ones, suggesting improvement in the soil biological condition, while SD only presented a trend in this way. For the three management systems, high levels of C and N contents were determined in <50 &#956;m fractions, in which, the organic matter has a high level of physical protection and it was not modified by the management. The largest relative increase in C and N contents occurred in light > 50 &#956;m fractions of pasture. A simple pattern relating the TMB and TCB with the organic matter size fractions was not found. Linear multiple regression analysis for LC included C and N content on the <50 &#956;m fractions, however for P models, the C and N contents on light >50 &#956;m are frequently included variables, suggesting recovery of soil OM. The TMB and TCB were affected by soil moisture and temperature, appearing as optimal conditions to gross mineralization temperature of 25°C and soil moisture of 70% of field capacity. For field determinations, after 9 years of management installation, the variations of TMB and TCB were mainly associates to the soil moisture variations. Pasture TMB and TCB values were higher than LC and SD.TMB and TCB values of SD management system were higher than LC only on the February and March soil samplings. For all the management systems TCB was higher than TMB, being the total consumed amounts, higher than the mineralized ones. Total mineralized N was higher on SD than LC; however, the corn crop was not benefited since N availability did not meet the period of highest N demand.

Com o objetivo de utilizar o Capim-de-rhodes como ferramenta de remediação de um Argissolo, textura média, irrigado com efluente industrial, um ensaio foi realizado em condições de campo no município de Matão (Estado de São Paulo), a fim de se verificar a capacidade de exportação de Na pelo Capim, sob diferentes doses de fertilizantes, nitrogenado e potássico. O experimento foi instalado no final da estação seca, em parcelas de 6 X 7 m, com desenho experimental de blocos totalmente casualizados. Os tratamentos foram: testemunha total (solo nu) e cultivo de capim com 0, 50, 100 e 200 kg de N e K2O . ha-1, aplicados a cada corte do capim (40 dias de intervalo). Foram realizadas coletas de solo em três profundidades, antes da aplicação dos tratamentos e depois, juntamente com as duas colheitas de capim; estas últimas visando a avaliação do rendimento agrícola e diagnose foliar. Os resultados indicaram uma nítida resposta em termos de produção de massa seca e teor de sódio na parte aérea quando o capim foi submetido às doses de 50, 100 e 200 kg de N e K2O.ha-1, comparado com o tratamento sem fertilizante. Esta resposta levou o capim a uma capacidade total de exportação de sódio de 120 kg.ha-1, quantidade esta, maior do que a aplicada pela irrigação no período do ensaio (75 kg.ha-1), levando à redução do teor no solo. O Capim-de-Rhodes demonstrou sua utilidade potencial como remediador de solos solódicos. Os resultados indicaram que é possível a prática da irrigação com o efluente, manejando-se adequadamente o capim, principalmente com fertilizantes nitrogenados, indicando também melhoria das características químicas do solo. / With the objective of using Chloris gayana (a grass specie) as a tool on the remediation of a tipic Hapludult, medium texture, irrigated with industrial waste water, a field trial was installed in Matão (state of São Paulo, Brazil) in order to assess the total exportation capacity of sodium by the grass, under different rates of nitrogen and potassium. The experiment was carried out at the end of the dry season, on 6 x 7 meters plot on a randomized complete block design. The treatments were: untreated (nude soil), and grass fertilized with 0, 50, 100 & 200 kg of N and K2O.ha-1, applied at each grass harvesting event (40 days interval). Soil was collected at three depths, before treatment application, and after, together with both grass harvesting; those, with the objective of evaluating yield and foliar analysis. The results indicated a clear response of yield and leaf sodium content when the grass was submitted to 50, 100 & 200 kg.ha-1 of N and K2O, compared to the zero fertilizer treatment. The grass achieved 120 kg.ha-1 exportation capacities in 80 days, which is more than the amount of sodium applied by the irrigation (75 kg.ha-1). Chloris gayana, showed its utility as a potential bio remediator of sodic soils. Also, the results confirmed that is possible to use the soil as a tool to treat waste water containing sodium, by managing adequately the mentioned grass specie, mainly with nitrogen fertilizer, maintaining quality for production.

Modelos matemáticos de predição de erosão e de produção de sedimentos apresentam um grande potencial para serem utilizados no planejamento dos recursos naturais, pois através destes é possível estimar impactos causados pelas atividades agrícolas. Com base nessa premissa, utilizou-se o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool), em uma pequena bacia rural (1,19 km²) localizada no município de Arvorezinha-RS, para avaliar a sua aplicabilidade e simular a produção de sedimentos em três diferentes cenários de uso e manejo de solo (floresta, cultivo do fumo em sistema convencional e mínimo). A aplicabilidade do modelo foi avaliada através da comparação dos resultados hidrológicos e sedimentológicos simulados pelo modelo, sem utilização da calibração, com valores observados obtidos para uma série de dados de cinco anos de monitoramento hidrossedimentológico (2002-2006). Resultados referentes à aplicabilidade do modelo através da simulação do escoamento superficial para a escala de tempo diário não foram satisfatórios, enquanto que valores mensais e anuais foram mais adequados. Para a vazão líquida, da mesma forma que para o escoamento superficial, as melhores simulações foram verificadas também para vazões mensais e anuais. Já a produção de sedimentos os resultados não foram satisfatórios, tanto para simulações diárias como mensais e anuais. Possíveis razões que explicam os resultados da produção de sedimentos estão relacionados com limitações tanto da equação que simula o aporte de sedimentos (MUSLE), como do equacionamento da propagação dos sedimentos no canal. Os resultados das simulações hidrológicas para diferentes cenários mostraram não haver diferença para o escoamento superficial entre os sistemas convencional e o cultivo mínimo. Em relação à erosão, verificou-se que o cultivo mínimo foi capaz de reduzir em 30% a produção de sedimentos quando comparado com o sistema convencional. / Mathematical models to predict erosion and sediment yield have great potential for use in natural resource planning, as they enable the user to estimate impacts caused by agricultural activities. Based on this premise, the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was applied in a small rural catchment (1,19 km²) in Arvorezinha - RS, in Southern Brazil, to evaluate its applicability and to estimate sediment yield under three different soil management scenarios: forest, conventional tillage with tobacco, and minimum tillage with tobacco. The applicability of the model was evaluated by comparing hydrologic and sediment results simulated by the uncalibrated model with observed values obtained over the course of five years (2002-2006) monitoring program. Applicability results for the model based on simulating surface runoff were unacceptable for the daily time scale, although results for monthly and annual time scales were better. This was also true for flow rate, with better simulations on the monthly and annual time scales. However for sediment yield simulations, the SWAT model did not present satisfactory results over any time frame. This may be related to limitations in the equation that simulates sediment load (MUSLE) or to the equivalency of sediment propagation in the canal. Hydrologic simulations for the different soil management scenarios did not show differences in surface runoff between conventional and minimum tillage, although the minimum tillage was shown to reduce sediment yield by 30% when compared with conventional tillage.