A cama de semeadura é uma das principais condições físicas do solo para crescimento das plantas. A avaliação da qualidade física desse ambiente do solo, onde ocorre a germinação e emergência das culturas, é de fundamental importância para compreender os fatores que afetam o seu desenvolvimento. A presente pesquisa foi realizada, inicialmente, no Brasil, com o objetivo de avaliar a qualidade física da cama de semeadura do solo, pela determinação de propriedades estruturais e físico-hídricas do solo, e parâmetros de emergência das culturas milho e soja em sistema plantio direto de longa duração submetido à escarificação mecânica e biológica do solo. O trabalho foi desenvolvido em área pertencente à Universidade Estadual de Ponta Grossa, Paraná. Os tratamentos avaliados foram: sistema plantio direto por 16 anos, sistema plantio direto submetido à escarificação mecânica até 0,25 m de profundidade e sistema plantio direto submetido à escarificação biológica por meio do nabo forrageiro. As amostragens de solos foram realizadas aos seis e 18 meses após a implantação dos tratamentos, correspondentes às semeaduras das culturas do milho (Outubro de 2009) e da soja (Novembro de 2010) nas camadas 0-5 e 5-10 cm de profundidade. Para o experimento desenvolvido nos Estados Unidos, o objetivo foi avaliar a qualidade física da cama de semeadura do solo, pela determinação do intervalo hídrico ótimo, e parâmetros de emergência da cultura do trigo, em dois experimentos de longa duração que envolveu sistemas de cultivo e sistemas de preparo do solo. Esses experimentos foram conduzidos em área da Kansas State University, em Hays, Kansas, EUA. Os sistemas de preparo do solo envolveram a rotação trigo/sorgo/pousio sob o preparo convencional, reduzido e plantio direto implantados há 46 anos. Os sistemas de cultivo consistiram das sucessões trigo/pousio, trigo/sorgo/pousio e trigo/trigo manejadas sob preparo reduzido e plantio direto, implantados há 35 anos. A amostragem do solo foi realizada na cama de semeadura do trigo (Outubro/Novembro de 2011) nas camadas 0-5 e 5-10 cm de profundidade. Os dados foram submetidos à análise de variância e, quando significativos, as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste Tukey. Os resultados do estudo feito no Brasil demonstraram que a escarificação mecânica apresentou um baixo efeito residual sobre as propriedades físicas do solo, indicando ser desnecessária sua aplicação com vistas a melhorar a qualidade física do solo. A cultura do nabo forrageiro, como alternativa de escarificação biológica, pode ser incluída no sistema de rotação de culturas, uma vez que se mostrou eficiente em melhorar algumas propriedades físicas do solo. No estudo realizado nos EUA, no experimento sobre sistemas de preparo, o preparo reduzido resultou em melhor condição física da cama de semeadura do solo. O preparo convencional foi o tratamento que apresentou uma condição física do solo menos favorável ao crescimento inicial das plantas. O sistema de cultivo trigo/trigo sob preparo reduzido apresentou o melhor IHO da cama de semeadura. O procedimento boundary line demonstrou que os parâmetros de emergência das culturas foram dependentes das propriedades físicas da cama de semeadura do solo. / The seedbed is one of the most important soil physical conditions for plant growth. The evaluation of the soil physical quality in such soil environment is essential to understand the factors that affect crop development, as it is where seed germination and plant emergence and establishment take place. The objective of the experiment carried out in Brazil was to evaluate: the physical quality of the soil seedbed by the determination of its structural and physical-hydric properties; and the emergence parameters of the corn and soybean crops under long-term no tillage submitted to mechanical and biological chiseling. This experiment was carried out in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil, at the farm-school belonging to Ponta Grossa State University. The treatments were no-tillage for 16 years, no-tillage submitted to mechanical chiseling at 0.25 m soil depth and no-tillage submitted to biological chiseling by a forage radish crop. Soil samples were collected at six and 18 months after the treatments were implemented, corresponding to a maize seedbed (October 2009) and a soybean seedbed (November 2010), for the 0 to 5 and 5 to 10 cm soil depths. For the experiments developed in the United States, the objective was to evaluate: the physical quality of the soil seedbed by the least limiting water range determination; and the wheat emergence parameters from two longterm experiments involving different cropping systems (35 years) and soil tillage systems (46 years). These experiments were conducted in an area belonging to Kansas State University located in Hays, Kansas, USA. The tillage systems experiment consisted of a wheat/sorghum/fallow rotation under conventional, reduced and no tillage. The cropping systems experiment consisted of wheat/fallow, wheat/sorghum/fallow and wheat/wheat rotations cultivated under reduced and no tillage. Soil samples were collected from the wheat seedbed (October/November 2011) at the 0 to 5 and 5 to 10 cm soil depths. The data were submitted to the variance analysis and, when significant, the means were compared by the Tukey test. The results from the experiment performed in Brazil showed that the mechanical chiseling had a lower residual effect on the soil physical properties, indicating that it is unnecessary when the aim is to improve the soil physical quality. The forage radish cultivation, as an alternative of biological chiseling, can be included in the crop rotation system once it was efficient at improving some soil physical properties. For the tillage systems experiment, which was conducted in the United States, the reduced tillage treatment resulted in a better physical condition of the soil seedbed. The conventional tillage was the treatment that presented the least favorable soil physical condition for the initial plant growth. The wheat/wheat cropping system under reduced tillage showed the best least limiting water range of the soil seedbed. The boundary line approach demonstrated that the crop emergence parameters were dependent on the physical properties of the soil seedbed.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soil structure is defined by form and arrangement of soil particles and pores. As a consequence of time increase of no-tillage use the soil structure has been modified by repetition of traffic caused by agricultural operations throughout years, which, in turn, has been identified as compaction implying in lost of soil quality. In this study, the S index sensibility was tested as related to other soil physical properties and was evaluated also the alterations of pore diameters and its implications on saturated hydraulic conductivity and air conductivity caused by soil use. Its was used six Oxisols, classified by brazilian soil classification system as: Latossolo Vermelho eutrófico, Latossolo Vermelho aluminoférrico, Nitossolo Vermelho distrófico, Latossolo Bruno alumínico, Latossolo Vermelho distrófico de textura média, Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa e Latossolo Vermelho distroférrico. The soil uses studied were: a) natural condition represented by native forest or grass field and; b) no-tillage. The S index was not associated to total clay content neither to dispersed clay content. However, for clayey soils the S index had an exponential decreased as the bulk density increased and an exponential increase as organic matter increased. The available water had a log increase with S increase and pre-consolidation pressure reduced exponentially as S index increased. These results imply sensibility to S index to evaluate soil quality of clayey soils. The soil use effects on water and air flow was detected by alterations caused by notillage on increasing bulk density, reducing total porosity, changing pore size distribution with increase in micropores as macropores reduced causing, in turn, reduction on saturated hydraulic conductivity and air conductivity. The high aggregation state of soils under native forest favored to presence of big pores and smaller amount of intermediate pores. In more compacted layer of soils under no-tillage was detected reduction of intermediate pore class and increase in micropores. / A estrutura do solo é definida pela sua condição física, expressa pela dimensão, forma e arranjo das partículas sólidas e dos poros a elas associados. Com o tempo de uso do sistema plantio direto, a estrutura do solo é modificada pela repetitividade das operações agrícolas realizadas ao longo dos anos. A alteração da estrutura pela compactação tem causado perdas na qualidade física dos solos. Neste trabalho, testou-se a sensibilidade do índice S, em relação a algumas propriedades físicas dos solos e avaliaram-se as alterações impostas pelo uso do solo no diâmetro dos poros, na condutividade hidráulica saturada e na condutividade do ar. Os solos avaliados foram: Latossolo Vermelho eutrófico, Latossolo Vermelho aluminoférrico, Nitossolo Vermelho distrófico, Latossolo Bruno alumínico, Latossolo Vermelho distrófico de textura média, Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa e Latossolo Vermelho distroférrico. Os sistemas de uso foram: condição natural, representada pela mata nativa ou campo nativo; e condição de lavoura, sob plantio direto. O índice S não se relacionou com o teor de argila total ou argila dispersa. Para o os solos argilosos e muito argilosos, o índice S apresentou um decréscimo exponencial com o aumento da densidade do solo e um crescimento exponencial com o aumento da matéria orgânica do solo. A água disponível as plantas aumentou de forma logarítmica com o aumento do S enquanto a pressão de préconsolidação reduziu exponencialmente com o aumento do S. Conclui-se que o índice S apresentou sensibilidade para determinar a qualidade física dos solos de textura argilosa e muito argilosa. Quanto ao impacto do uso do solo sobre os fluxos de água e ar, constatou-se que o solo sob cultivo apresentou aumento na densidade e redução na porosidade total, ocorreu alteração na distribuição do diâmetro de poros com aumento da quantidade de poros pequenos em detrimento dos poros maiores, o que provocou a redução da condutividade hidráulica saturada e da condutividade do ar no solo. A alta estruturação do solo na mata nativa favoreceu a presença de poros grandes e menor quantidade de poros de tamanho intermediário. Nas camadas mais compactadas do plantio direto verificou-se a redução da classe de poros de tamanho intermediário e o aumento da quantidade de poros pequenos.

Areas at steep slopes in the catchments with high occupation by family farmers in Southern Brazil, even with a high surface covered with regenerated forests, are characterized by the persistence of sources of rural and urban pollution that are undermining the quality of aquatic systems. The unfair use of soil outside its capability, the adoption of inadequate soil tillage systems, the integrated system of animal production (poultry and swine) in quantities environmentally intolerable and the untreated domestic sewage from small villages are the main factors responsible for the input of high amounts of phosphorus into watercourses. In this context, the present doctoral thesis aims (i) monitoring the temporal variation in sediment-bound phosphorus in sub-catchments under different land-use and soil tillage systems and (ii) assessment of the potential of sediments from rural and urban sources to behave as source or sink of phosphorus for aquatic systems. In the Guaporé River catchment, six representative headwater sub-catchments with contrasting land-use and soil management were monitored. The selected sub-catchments were characterized by: (i) predominance of native forest (control); (ii) predominance of areas transformed to agriculture recently, but under conventional tillage CT (sub1); (iii) areas under CT, but with predominance of Ilex plantations (sub2); (iv) predominance of tobacco cultivation of long term under CT (sub3); (v) intensive agriculture under no-tillage NT (sub4); and (vi) intensive agriculture under NT and receiving untreated sewage of a twenty thousand inhabitant town (sub5). In addition, five points of the main river (P1 to P5) were monitored: the first one is located near to the junction of the sub-catchments 4 and 5, and the last one at the outlet of the watershed. Suspended and bed sediments were collected, comprising ten field campaigns performed in the monitoring period of 24 months (October 2012 to October 2014). The different fractions of phosphorus (P) of sediment were analyzed considering the bioavailability. The P sorption-desorption parameters in the sediments were estimated. The conversion of native forest for annual crops production areas promotes the production of sediments with higher amounts of total, inorganic and labile phosphorus. The values of maxima phosphorus adsorption capacity, instantaneous available and potentially available phosphorus forms, desorption rate and mobility index of phosphorus in sediments collected in the different sub-catchments in the following order: native forest < CT < CT with the intensive production of tobacco < NT < NT in the rural area plus urban sewage. A highly positive correlation was observed between different phosphorus fractions (especially the labile phosphorus), as well as different parameters of sorption/desorption, and amounts of iron and aluminum in sediments. It was found the highest amount of labile phosphorus in sediments collected at the end of winter and beginning of spring, particularly in the areas where tobacco is cultivated under CT. / As áreas de bacias hidrográficas declivosas e densamente ocupadas pela agricultura familiar no Sul do Brasil, apesar de apresentarem grande superfície com florestas regeneradas, caracterizam-se pela persistência de fontes de poluição rurais e urbanas que vêm comprometendo a qualidade dos sistemas aquáticos. O uso do solo fora de sua aptidão, a adoção de sistemas de manejo inadequados, o sistema integrado de produção animal (aves e suínos) em quantidades ambientalmente intoleráveis e o não tratamento dos esgotos domésticos das pequenas cidades são fatores responsáveis pelo aporte de grandes quantidades de fósforo aos cursos d água. Nesse contexto, a presente tese de doutorado visa (i) monitorar a variação temporal do fósforo ligado aos sedimentos em sub-bacias com diferentes usos e manejo do solo e (ii) avaliar o potencial dos sedimentos de fontes rurais e urbana em atuarem como fonte ou dreno de fósforo aos sistemas aquáticos.Na Bacia Hidrográfica do Rio Guaporé RS/Brasil foram monitoradas seis sub-bacias de cabeceira representativas de uso da terra e de sistemas de manejo do solo contrastantes. As sub-bacias selecionadas caracterizavam-se por:i) predomínio demata nativa (controle); (ii) predomínio de áreas transformadas em agricultura recentemente, mas sob sistema de cultivo convencional SCC (sub1); (iii) áreas emSCC, mas com predomínio de produção de erva-mate (sub2); (iv) predomínio de áreas emSCC há longa data para cultivo do tabaco (sub3 ); (v) predomínio de agricultura intensiva, mas sob o sistema plantio direto SPD (sub4); e (vi) predomínio de agricultura intensiva sobSPD e recebendo esgoto não tratada de uma cidade com 20 mil habitantes (sub5). Adicionalmente, monitoraram-se cinco pontos no rio principal (P1 a P5), sendo que o primeiro está localizado na junção das sub-bacias 4 e 5 e o último é o exutório da bacia.Coletaram-se sedimentos de fundo e em suspensão, em dez campanhas de campo, durante 24 meses (10/2012 a 10/2014). Foram analisadas as diferentes frações de fósforo no sedimento, de acordo com a biodisponibilidade e estimaram-se os parâmetros de adsortividade e dessortividade do fósforo no sedimento. A conversão da mata nativa para implantação de culturas anuais induz a produção de sedimentos com maiores teores de fósforo total, fósforo inorgânico e fósforo lábil. Os valores da capacidade máxima de adsorção, fósforo instantaneamente disponível, fósforo potencialmente disponível, taxa de dessorção e índice de mobilidade de fósforo dos sedimentos coletados nas diferentes sub-bacias aumentaram na seguinte ordem: mata nativa < SCC < SCC intenso com produção de tabaco < SPD < SPD no meio rural mais esgoto urbano. Foram observadas correlações positivas dasdiferentes frações de fósforo (em especial aquela relacionada ao P lábil), bem como dos diferentes parâmetros de sorção/dessorção, com os teores de ferro e alumínio do sedimento.Foi encontrado maior teor de fósforo lábil nos sedimentos coletados no final do inverno e início da primavera,particularmente naqueles correspondentes aos locais onde se cultiva tabaco em SCC.

In this work were investigated the spatial variability existent on the soil attributes utilized for soil fertility evaluation and its grade of participation on the yield crop variability. An experiment was conducted over five years (2000 to 2005) in an area of 57 ha in the municipality of Palmeira das Missões in a Latossolo Vermelho distrófico típico (EMBRAPA, 1999). Geopositioned soil samples were collected in May 2002, with a regular grid of 100x100 meters and at a depth of 0 to 10 cm. Yield data of soybean 2000/01, corn 2001/02, wheat 2002, soybean 2002/03, wheat 2003, soybean 2003/04 and corn 2004/05 were analyzed. The yield data was collected with a machine equipped with a system that take and register georeferenced data. Yield averages for each soil sample point were calculated, using yield data collected at a radius of 30 meters around the point. The yield and soil data were analyzed using the Pearson correlation Matrix. Average quadratic polynomial equations were calculated for the yields of soybean 2001/02 and 2003/03, where the nutrient pH, Organic Mater (OM), Phosphorus (P) and yield average were divided into five categories: very low (VL), low (L), mean (M), high (H) and very high (VH). For P was used categories proposed by Schlindwein (2003), for pH and OM are used categories adapted from Comissão (2004). Maximum efficiency technical (MET) and maximum economical efficiency (MEE)considering 90% of relative yield are calculated using the adjusted equations. A small correlation was found between the soil chemical attributes and the yield productivity. A negative correlation from 0,25 to 0,46 was found between the clay texture and corn yield 2005 and soybean yield 2004 respectively. The average soybean yield response to soil attributes curves shows the values of maximum technical efficiency (MTE) of the attributes in the soil. The MTE for P, pH and OM are 14,4 mg dm-3; 5.9 and 4.1%, respectively. Higher values of MTE can reduce the crop yield. The MEE for P, pH and OM are 4,4 mg dm -3; 5.5 e 3.2%, respectively. / Neste trabalho foi investigada a variabilidade espacial existente nos atributos do solo utilizados na avaliação da fertilidade dos solos, bem como seu grau de participação na variabilidade da produtividade das culturas. Foi conduzido um experimento por 5 anos (2000 a 2005) em uma área comercial de 57 ha no município de Palmeira das Missões em um Latossolo Vermelho distrófico típico (EMBRAPA, 1999). Em maio de 2002 foram coletadas amostras de solo georeferenciadas em malha regular de 100 x 100 metros a uma profundidade de 0 a 10 cm. As safras de soja 2000/01, milho 2001/02, soja 2002/03, trigo 2003, soja 2003/04 e milho 2004/05 foram analisadas. Os dados de produtividade foram coletados com uma colhedoura com sistema de tomada e registro de informações georeferenciadas. Para cada ponto de coleta de solo foi calculada uma produtividade média utilizando-se os dados num raio de 30 m ao redor do ponto. Os dados de produtividade e solo foram analisadas pela matriz de correlação de Pearson. Para a cultura da soja nas safras de 2000/01 e 2002/03 foram determinadas equações polinomiais quadráticas médias, onde se determinou os valores médios do pH, matéria orgânica (MO), fósforo (P) e da produtividade para cinco classes: muito baixa (MB), baixa (B), média (M), alta (A) e muito alta (MA). Para o fósforo foram adotadas as classes propostas por Schlindwein, (2003) e para pH e MO usou-se classes adaptadas da Comissão (2004). Através das equações ajustadas foi calculado a máxima eficiêcia técnica (MET) e a máxima eficiencia economica MEE) que foi obtida considerando 90 % do rendimento relativo. Os atributos químicos do solo e a produtividade apresentaram baixas correlações. A argila apresentou correlação negativa de 0.25 a 0.46 com as produtividades de milho 2005 e soja 2004 respectivamente. Os valores de MET para P, pH e MO foram de 14,4 mg dm-3; 5,9 e 4,1%, respectivamente. Valores acima destes, podem incorrer em decréscimo de produtividade. A MEE para P, pH e MO foram de 4,4 mg dm-3; 5,5 e 3,2%, respectivamente.

A cama de semeadura é uma das principais condições físicas do solo para crescimento das plantas. A avaliação da qualidade física desse ambiente do solo, onde ocorre a germinação e emergência das culturas, é de fundamental importância para compreender os fatores que afetam o seu desenvolvimento. A presente pesquisa foi realizada, inicialmente, no Brasil, com o objetivo de avaliar a qualidade física da cama de semeadura do solo, pela determinação de propriedades estruturais e físico-hídricas do solo, e parâmetros de emergência das culturas milho e soja em sistema plantio direto de longa duração submetido à escarificação mecânica e biológica do solo. O trabalho foi desenvolvido em área pertencente à Universidade Estadual de Ponta Grossa, Paraná. Os tratamentos avaliados foram: sistema plantio direto por 16 anos, sistema plantio direto submetido à escarificação mecânica até 0,25 m de profundidade e sistema plantio direto submetido à escarificação biológica por meio do nabo forrageiro. As amostragens de solos foram realizadas aos seis e 18 meses após a implantação dos tratamentos, correspondentes às semeaduras das culturas do milho (Outubro de 2009) e da soja (Novembro de 2010) nas camadas 0-5 e 5-10 cm de profundidade. Para o experimento desenvolvido nos Estados Unidos, o objetivo foi avaliar a qualidade física da cama de semeadura do solo, pela determinação do intervalo hídrico ótimo, e parâmetros de emergência da cultura do trigo, em dois experimentos de longa duração que envolveu sistemas de cultivo e sistemas de preparo do solo. Esses experimentos foram conduzidos em área da Kansas State University, em Hays, Kansas, EUA. Os sistemas de preparo do solo envolveram a rotação trigo/sorgo/pousio sob o preparo convencional, reduzido e plantio direto implantados há 46 anos. Os sistemas de cultivo consistiram das sucessões trigo/pousio, trigo/sorgo/pousio e trigo/trigo manejadas sob preparo reduzido e plantio direto, implantados há 35 anos. A amostragem do solo foi realizada na cama de semeadura do trigo (Outubro/Novembro de 2011) nas camadas 0-5 e 5-10 cm de profundidade. Os dados foram submetidos à análise de variância e, quando significativos, as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste Tukey. Os resultados do estudo feito no Brasil demonstraram que a escarificação mecânica apresentou um baixo efeito residual sobre as propriedades físicas do solo, indicando ser desnecessária sua aplicação com vistas a melhorar a qualidade física do solo. A cultura do nabo forrageiro, como alternativa de escarificação biológica, pode ser incluída no sistema de rotação de culturas, uma vez que se mostrou eficiente em melhorar algumas propriedades físicas do solo. No estudo realizado nos EUA, no experimento sobre sistemas de preparo, o preparo reduzido resultou em melhor condição física da cama de semeadura do solo. O preparo convencional foi o tratamento que apresentou uma condição física do solo menos favorável ao crescimento inicial das plantas. O sistema de cultivo trigo/trigo sob preparo reduzido apresentou o melhor IHO da cama de semeadura. O procedimento boundary line demonstrou que os parâmetros de emergência das culturas foram dependentes das propriedades físicas da cama de semeadura do solo. / The seedbed is one of the most important soil physical conditions for plant growth. The evaluation of the soil physical quality in such soil environment is essential to understand the factors that affect crop development, as it is where seed germination and plant emergence and establishment take place. The objective of the experiment carried out in Brazil was to evaluate: the physical quality of the soil seedbed by the determination of its structural and physical-hydric properties; and the emergence parameters of the corn and soybean crops under long-term no tillage submitted to mechanical and biological chiseling. This experiment was carried out in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil, at the farm-school belonging to Ponta Grossa State University. The treatments were no-tillage for 16 years, no-tillage submitted to mechanical chiseling at 0.25 m soil depth and no-tillage submitted to biological chiseling by a forage radish crop. Soil samples were collected at six and 18 months after the treatments were implemented, corresponding to a maize seedbed (October 2009) and a soybean seedbed (November 2010), for the 0 to 5 and 5 to 10 cm soil depths. For the experiments developed in the United States, the objective was to evaluate: the physical quality of the soil seedbed by the least limiting water range determination; and the wheat emergence parameters from two longterm experiments involving different cropping systems (35 years) and soil tillage systems (46 years). These experiments were conducted in an area belonging to Kansas State University located in Hays, Kansas, USA. The tillage systems experiment consisted of a wheat/sorghum/fallow rotation under conventional, reduced and no tillage. The cropping systems experiment consisted of wheat/fallow, wheat/sorghum/fallow and wheat/wheat rotations cultivated under reduced and no tillage. Soil samples were collected from the wheat seedbed (October/November 2011) at the 0 to 5 and 5 to 10 cm soil depths. The data were submitted to the variance analysis and, when significant, the means were compared by the Tukey test. The results from the experiment performed in Brazil showed that the mechanical chiseling had a lower residual effect on the soil physical properties, indicating that it is unnecessary when the aim is to improve the soil physical quality. The forage radish cultivation, as an alternative of biological chiseling, can be included in the crop rotation system once it was efficient at improving some soil physical properties. For the tillage systems experiment, which was conducted in the United States, the reduced tillage treatment resulted in a better physical condition of the soil seedbed. The conventional tillage was the treatment that presented the least favorable soil physical condition for the initial plant growth. The wheat/wheat cropping system under reduced tillage showed the best least limiting water range of the soil seedbed. The boundary line approach demonstrated that the crop emergence parameters were dependent on the physical properties of the soil seedbed.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:52:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lino carlos borges.pdf: 491790 bytes, checksum: 99dc54d275a0812ac054dab565c3467d (MD5) Previous issue date: 2008-02-27 / There are several works which aim to equate the agricultural production in function of the best use of natural resources as soil and water, in the attempt of obtaining the maximum of effectiveness in the productive system, and upon this context the evaluation of the potential of using the lands has major importance for a correct planning of agricultural activities. The elaboration of maps of agricultural aptitude is of extreme importance for the sustainable use of soil and water, it should be the first and more important instrument of agricultural planning. Because of this, the elaboration of those maps should be accompanied of a discerning methodological process, focused mainly in the socioeconomic aspects aiming to adequate it to the various levels of soil handling present nowadays. This work has as objectives: 1) Research the applicability of the evaluation system of the lands agricultural aptitude regarding the actual conditions of the agricultural productive process for two areas of the State of Goiás, basin of drainage of Córrego das Pedras and of Ribeirão Jurubatuba (nascent of Ribeirão João Leite) and of the immediate surrounding of the National Park of Emas; 2) Look for latent factors responsible for the large variability of the lands aptitude in the studied areas, and detect the similar samples considering this clustering, using for this multivariate techniques of factor analysis of principal components and discriminative. The work considers quantifying and comparing the elements of production among the various classes of agricultural aptitude, establishing qualitative differences among those aptitude classes and the handling levels, comparing the theoretical model proposed in the studies against the several realities of the researched areas. The data related to the soil types, agricultural aptitude and handling levels recommended were gathered from maps elaborated for the two areas being studied. Data regarding productivity, production costs, land value, gross revenue and local adopted technology were obtained from personal visits and direct interviews with a sample of 52 farm properties for the agricultural year of 2006/2007. Based on the information found in the 52 analyzed samples, the use of factor analysis was shown to be promising, for this study area, being an innovative aspect in the interpretation of data related to the agricultural aptitude. Two techniques of statistical multivariate analysis were used: factor analysis aiming to reduce the columns of the original matrix (variables in study) through the identification of latent factors, synthesizing the common information over all variables; and the discriminant analysis with the objective of classifying the observations, with known data. These analyses indicated that productivity and production cost are related and that a possible explanation for it may be due to the levels of handling and technology, as with the gross income it may be explained by other elements as the business opportunity, market value for the products, and not necessarily with the level of technology. It was verified also a need for establishing greater and more meaningful details regarding the handling levels for the cases of pasture and forestry. Because of the peculiarities and diversity of production systems found in the basin of Ribeirão João Leite, the system of agricultural aptitude of the lands proposed by Ramalho Filho & Beek (1995) was considered insufficient, for suggesting only three handling levels, while the dispersion of the data regarding production, productivity, production cost and gross revenue, demonstrates the need of better discrimination or hierarchization of the handling levels. For the area of the immediate surrounding of the National Park of Emas the system of agricultural aptitude was shown to be more appropriate on the handling levels recommended. The system proposed by Ramalho Filho & Beek (1995), in a certain way, plasters or limits the expectations one could have relative to the potential of certain cultures, soils and used labor force, regarding the productivity and profitability of some agricultural and forestry activities. It was verified also that the handling levels are extremely important, and they should be in greater number and more detailed than the existing 3 handling levels (A,B and C) proposed by Ramalho Filho & Beek (1995). / Vários são os trabalhos que buscam equacionar a produção agrícola em função do melhor aproveitamento dos recursos naturais como solo e água, na tentativa de se obter o máximo de eficácia no sistema produtivo, e dentro desse contexto a avaliação do potencial de uso das terras tem grande importância para o correto planejamento das atividades agropecuárias. A elaboração de mapas de aptidão agrícola é de extrema importância para a utilização sustentável do solo e da água, devendo ser o primeiro e mais importante instrumento do planejamento agropecuário. Por isso, a elaboração desse instrumento deve ser acompanhada de um criterioso processo metodológico, focado principalmente no aspecto sócio-econômico procurando adaptá-lo aos diversos níveis de manejo de solo existentes. Este trabalho tem por objetivos: 1) Pesquisar a aplicabilidade do sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras frente à realidade do processo produtivo agropecuário de duas regiões do Estado de Goiás, uma incluindo as bacias hidrográficas do Córrego das Pedras e do Ribeirão Jurubatuba (nascentes do Ribeirão João Leite); e outra do entorno do Parque Nacional das Emas; 2) Encontrar fatores latentes responsáveis pela maior variabilidade de aptidão das terras nas regiões pesquisadas, e detectar as amostras semelhantes mediante esse agrupamento, utilizando para isso técnicas de análise multivariada referente à análise fatorial em componentes principais e discriminante. O trabalho envolve a quantificação e comparação dos fatores da produção entre as diversas classes de aptidão agrícola, estabelecendo as diferenças qualitativas entre as diversas classes e os níveis de manejo, comparando o modelo teórico proposto nos estudos com as diversas realidades das regiões pesquisadas. Os dados relacionados aos tipos de solo e a aptidão agrícola e aos níveis de manejo recomendados foram extraídos de mapas elaborados para as duas regiões estudadas. Os dados de produtividade, custo de produção, valor da terra, receita bruta e tecnologia adotada foram obtidos em visitas e entrevistas diretas a 52 propriedades amostradas no ano agrícola 2006/2007. Com base nas informações obtidas nas 52 amostras, a utilização da análise fatorial mostrou-se bastante promissora, para esse tipo de estudo, constituindo uma inovação na interpretação de dados relacionados à aptidão agrícola. Foram empregadas duas técnicas de análise estatística multivariadas: a análise fatorial com o objetivo de reduzir as colunas da matriz original (variáveis em estudo) através da identificação de fatores latentes, sintetizando a informação comum aos grupos de variáveis; e a análise discriminante com o objetivo de classificar as observações, com dados conhecidos. Essas análises indicaram que a produtividade e o custo de produção estão relacionados, possivelmente, devido aos níveis de manejo utilizados. A renda bruta pode ser explicada por outros elementos como a oportunidade de negócios, valor de mercado do produto, e não necessariamente pela tecnologia adotada. Verificou-se também a necessidade de se estabelecer maior detalhamento nos níveis de manejo para pastagem e silvicultura. Pelas peculiaridades e diversidade de sistemas de produção encontrados na Bacia do Ribeirão João Leite, o sistema de aptidão agrícola das terras proposto por Ramalho Filho & Beek (1995) mostrou-se insuficiente, sugerindo somente três níveis de manejo, enquanto a dispersão dos dados referentes à produção, produtividade, custo de produção e receita bruta, mostra a necessidade de melhor detalhamento ou hierarquização dos níveis de manejo. Para a região do entorno do Parque Nacional das Emas o sistema de aptidão agrícola mostrou-se mais adequado aos níveis de manejo recomendados. O sistema preconizado por Ramalho Filho & Beek (1995), de certa maneira, engessa as expectativas em relação ao potencial de certas culturas, dos solos e da mão-de-obra empregada, com relação à produtividade e rentabilidade de algumas atividades agrosilvopastoris. Verificou-se também que os níveis de manejo são extremamente importantes, devendo ser mais diversos e detalhados do que os 3 níveis de manejo (A,B e C) preconizados por Ramalho Filho & Beek (1995).

O objetivo desta tese foi propor um conjunto de procedimentos para a obtenção de dados geológico-geotécnicos e de usos e manejo do solo, afim de estimar e analisar de forma integrada a infiltração potencial e a geração de escoamento superficial Hortoniano potencial de uma região. As regiões estudadas compreenderam as folhas do IBGE de São Carlos e Araraquara, localizadas no centro leste do Estado de São Paulo. O método utilizado englobou: mapeamento geológico-geotécnico dos materiais geológicos; elaboração de modelos geológicos estruturados 3D; seleção dos eventos de chuvas; caracterização físico química das águas subsuperficiais; trabalhos de campo; ensaios laboratoriais e in situ; aplicação de funções de pedotransferência. A partir destes procedimentos estabeleceu-se às diversas condições de infiltração e caracterizou-se a variabilidade geológico e geotécnica dos materiais geológicos, que permitiu selecionar os parâmetros mais adequados e integra-los no modelo de infiltração de Chu (1978). Os resultados da infiltração potencial e do escoamento superficial Hortoniano potencial gerado variaram significativamente em função das características geológico-geotécnicas dos materiais geológicos e dos tipos de eventos de chuva. As 65 unidades de condição de infiltração obtidas foram classificadas com base nas curvas de infiltração e nos valores de infiltração potencial em 5 grupos com características distintas. Ao associar estes grupos a região de estudo, foi possível identificar as principais áreas potenciais de infiltração e geração de escoamento superficial Hortoniano, bem como compreender a sua relação com funções ambientais associadas a dinâmica de água. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que é fundamental caracterizar adequadamente à variabilidade geológico-geotécnica dos materiais geológicos para estimar confiavelmente a infiltração potencial. A caracterização deve considerar os diversos métodos de obtenção de dados, tais como ensaios de laboratório e in situ, e aplicação de funções de pedotransferência. Em estudos relacionados à dinâmica de água é essencial realizar a integração de diferentes dados e considerar a sazonalidade dos tipos de uso e manejo e das chuvas. A sistemática proposta permitiu analisar de forma simples, quantitativa e adequada a infiltração e a geração escoamento superficial Hortoniano, a qual constitui-se como uma ferramenta apropriada para o planejamento territorial regional e o gerenciamento de recursos hídricos. / The objective of this thesis was to propose a set of procedures to obtain geological and geotechnical and land uses data, and integrate then in order to estimate and analyze the potential infiltration and Hortonian overland flow of a region. The study regions included the IBGE sheets from São Carlos and Araraquara, located in the centre east portion of São Paulo State-Brazil. The used methods included engineering geological mapping; elaboration of structured 3D geological models; selection of rainfall events; chemical and physical characterization of groundwater; fieldwork; laboratory and in situ tests and application of pedotransfer functions. From these procedures, the various infiltration conditions were defined and the geological and geotechnical variability of the geological materials was characterized, which permitted to select the most adequate parameters and integrating them into Chu (1978) infiltration model. The potential infiltration and Hortonian overland flow varied significantly, depending on the geological and geotechnical characteristics of the geological materials and rainfall event types. The 65 infiltration condition units obtained were classified based on the infiltration curves and potential infiltration values into 5 groups with different characteristics. By associating these groups with the study regions, it was possible to identify the main potential areas of infiltration and generation of Hortonian overland flow, as well as to understand its relation with environmental functions associated with water dynamics. Based on the results, it is concluded that is essential to characterize adequately the geological and geotechnical variability of geological materials to estimate reliably the potential infiltration. The characterization should taking into account the whole variety of data obtaining methods, such as laboratory and in situ tests, and application of pedotransfer functions. In studies related to water dynamics, it is fundamental to integrate different data and to consider the seasonality of land uses and management practices and rainfall event types. The proposed set of procedures permitted to analyze in a simple, quantitative and appropriate way the potential infiltration and the generation of the Hortonian overland flow, constituting an appropriate tool for regional territorial planning and water management.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joyce Rover.pdf: 514538 bytes, checksum: aaa943196dccf7fe52627b0d975e29e2 (MD5) Previous issue date: 2009-05-30 / The soil quality indicators analyses during and after the transition period of conventional to organic production system are very important to evaluated the sustainability of agricultural systems. Soil microbiological and biochemical indicators shall quickly indicate changes occurred on both, soil management and production systems. The objective of this work was to evaluated shifts on microbiological and biochemical soil indicators of a conventional common bean production system in transition to an organic system, under conventional and non-tillage soil management systems after cover crops. Total enzymatic activity (AET), betaglucosidase activity (betaglucosidase), acid fosfatase activity (fosfatase), carbon (CBM) and nitrogen (NBM) of the microbial biomass, the basal soil respiration (RBS) and the metabolic quotient (qCO2) were evaluated on soil samples collected at tillage common bean cycle. The experiment was carried out at Embrapa Rice and Beans, in Santo Antônio de Goiás GO, and it was also collected soil samples in a secondary forest area close to the experiment to be used as a reference. The content of carbon and nitrogen of the soil microbial biomass, as well as, microbial and enzymatic activities in conventional and non-tillage systems were independent of the cover crop specie used. Under the experimental conditions, the soil management systems did not show effect in the enzymatic and microbial soil activities. The total and acid fosfatase enzymatic activities of the cropped soils were lower than in the forest soil. The betaglucosidase enzymatic activity was higher in cropped soil than under forest soil in the raining season and lower in the dry season. The soil tillage performed before common bean sowing promoted shifts on the CO2 efflux from soil to the atmosphere, which was verified by an increase on both, basal soil respiration and metabolic quotient. / A análise da qualidade do solo durante e após o período de transição de um sistema produtivo convencional para um sistema orgânico é importante como indicador de sustentabilidade. Indicadores microbiológicos e bioquímicos da qualidade do solo devem responder rapidamente a mudanças no manejo e alterações nos sistemas de produção. Assim, este experimento teve como objetivo avaliar as alterações nos indicadores microbiológicos e bioquímicos do solo em um sistema de produção em transição para cultivo orgânico do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.), sob sistema de preparo convencional (SPC) e direto (SPD) do solo, após o manejo de diferentes plantas de cobertura de solo. Avaliaram-se a atividade enzimática total (AET), a atividade de betaglicosidase (&#946;-glicosidase) e de fosfatase ácida (Fosfatase), o carbono (CBM) e o nitrogênio (NBM) da biomassa microbiana, a respiração basal do solo (RBS) e o quociente metabólico (qCO2) em amostras de solo coletadas durante o ciclo de cultivo do feijoeiro comum. O experimento foi conduzido na Embrapa Arroz e Feijão, em Santo Antônio de Goiás GO e área de mata nativa próxima ao ensaio foi utilizada como referência. O teor de carbono e nitrogênio da biomassa microbiana no solo, assim como de atividades microbianas e enzimáticas avaliadas, tanto sob SPD quanto sob SPC, foi independente da espécie de planta de cobertura de solo utilizada. Nas condições testadas, o sistema de preparo de solo não teve influência na atividade das enzimas do solo e nem na atividade microbiana do solo. No solo agricultável testado, a atividade enzimática total e de fosfatase ácida foi menor do que em solo não agricultável. No período chuvoso, a atividade de betaglicosidase foi maior em solo agricultável do que em solo não agricultável e menor no período seco. O preparo do solo para a semeadura do feijoeiro comum provocou aumento da perda de gás carbônico, verificado em decorrência de aumento na respiração basal do solo e no quociente metabólico.