Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clever Briedis.pdf: 4087599 bytes, checksum: 64bf948d38a2d30c665009b6581ac7f5 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No till system (NT), associated to crop rotations with high and varied residues input, has been a very important tool to restore the soil organic carbon (C) stock depleted by long-term soil tillage, like conventional till (CT). However, there is no clear understanding about the potential to soil accumulate C, especially for high weathered soils. It was hypothesized that continuous residue input and less macroaggregation turnover in NT promote greater C accumulation and stabilization, which is the direction to reach the C saturation potential. Furthermore, it was hypothesized that SOC-poor deep soil layers have greater potential to extra C accumulation than at surface layers, and that the nutrient scarcity could be a drive force to C accumulation in subsoil. Therefore, the objectives of this study were: (i) improve the knowledge regarding the mechanisms that govern the C stabilization in different tillage systems (NT vs. CT) and the potential to these tillage systems accumulate C; (ii) evaluate the C stabilization in soil layers with different C saturation deficits and; (iii) assess the C-residue migration into soil organic matter (SOM) fractions in a laboratory incubation experiment. Results showed greater C accumulation in NT than that in PC, both in labile and bound to minerals SOM fractions. Additionally, the bound to minerals SOM fraction fitted to saturation model (asymptotic) for all three sites and indicated that actual soil C is far from the estimated potential to C accumulation. The incubation experiment showed greater CO2-C emission in the 0-20 than that in the 40-100 cm layer. It was related to greater labile SOC, and better fertility attributes in the surface layer, which promoted greater microbial activity. Besides, the C-residue conversion into soil C was greater in the surface soil layer, indicating that the soil microbiota in this layer was more efficient in C cycling. The low pH and the nutrient scarcity of P, Ca2+ e Mg2+ in the 20-40 and 40-100 cm layer were the driving force decreasing microorganism activity and thus, limiting C conversion in deep soil layers. Labile SOM fraction had greater accumulation in the 0-20 cm layer, as a response to a smaller C saturation deficit in this layer. However, C in bound to minerals SOM fraction was specially accumulated in the 20-40 and 40-100 cm layers, indicating that C saturation deficits in deep soil layers stimulate C accumulation in more stabilized SOM fractions. All three sites showed high C accumulation capacity, and the C saturation in the SOM fraction bound to mineral for all 0-20 cm layer will be in 104, 103 and 63 years for Ponta Grossa, Londrina and Lucas do Rio Verde, respectively. Overall sites, C accumulation potential followed: native vegetation > NT > CT. / O sistema plantio direto (PD), fundamentado na rotação de culturas com elevada e variada adição de resíduos, tem sido uma estratégia muito importante para a recuperação dos estoques de carbono (C) orgânico do solo perdidos em decorrência do manejo inadequado do solo. Todavia, ainda são escassas as informações a respeito do potencial máximo que os solos, especialmente os altamente intemperizados, possuem em acumular C. A hipótese desse trabalho foi que a adição constante de resíduos e a manutenção dos macroagregados no PD promove o acúmulo e maior estabilização de C no solo, tornando-se assim, o caminho para atingir o potencial de saturação. Preconizamos também, que as camadas mais profundas do solo possuem maior potencial em armazenar C e esse acúmulo pode ser controlado pela escassez de nutrientes. Dessa forma, os objetivos desse trabalho foram: (1) entender os mecanismos que governam a estabilização e o potencial de acúmulo de C em solos sob PD comparados ao preparo convencional (PC) em experimentos sob sistemas de manejo do solo de longa duração; (2) avaliar a estabilização de C em camadas de solo que apresentam diferentes déficits de saturação de C em experimento de incubação a partir de amostras de solos dos tratamentos sob PD; (3) avaliar a migração do C adicionado via resíduo para diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS). O estudo foi realizado em experimentos de longa duração em sistemas de manejo. Os locais selecionados para o estudo foram Ponta Grossa (PG), Londrina (LDN) e Lucas do Rio Verde (LRV). O tempo de implantação dos experimentos de manejo no momento da coleta de solo era de 29, 23 e 8 anos para PG, LDN e LRV, respectivamente. Todos os solos foram classificados como Latossolos e o teor de argila de cada área era de 650, 710 e 402 g kg-1 em PG, LDN e LRV, respectivamente. Os resultados evidenciaram que o PD, em relação ao PC, proporcionou maior acúmulo de C, tanto em frações lábeis da MOS quanto nas associadas aos minerais. Além disso, a fração associada aos minerais se ajustou ao modelo de saturação de C nos três locais de estudo e foi constatado que os níveis atuais de C estão distantes da saturação. O experimento de incubação mostrou maior emissão de C-CO2 na camada de 0-20, comparada com a de 40-100 cm, e este fato está associado ao maior conteúdo de C lábil e ao maior nível da fertilidade da camada superficial do solo, promovendo a maior atividade microbiana. A eficiência da conversão do C derivado do resíduo cultural em C do solo foi superior na camada superficial, indicando que a microbiota do solo nessa camada foi mais eficaz na ciclagem do C. A escassez dos nutrientes P, Ca2+ e Mg2+ nas camadas de 20-40 e 40 a 100 cm de profundidade atuaram como um fator controlador da atividade microbiana resultando em menor eficiência na conversão em C do solo quando comparada com a camada de 0-20 cm de profundidade. A fração lábil da MOS teve maior acúmulo de C na camada de 0-20 cm, em resposta ao menor déficit de saturação nessa camada, além do melhor nível de fertilidade do solo nesta camada favorecendo o acúmulo de C nas frações mais sensíveis da MOS. Entretanto, na fração associada aos minerais, o acúmulo de C foi superior nas camadas de 20-40 e 40-100 cm de profundidade, demonstrando que o déficit de saturação de C em camadas profundas favorece o acúmulo de C nas frações mais estabilizadas. Os solos dos três locais estudados demonstraram elevada capacidade de acúmulo de C, e a estimativa para a completa saturação de C na fração associada aos minerais na camada de 0-20 cm, é 104, 103 e 63 anos, para Ponta Grossa, Londrina e Lucas do Rio Verde, respectivamente. Nos três locais de estudo, o potencial máximo de acúmulo de C seguiu a ordem: vegetação nativa > PD > PC.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Massao Inagaki.pdf: 2612126 bytes, checksum: d3942c0b1697752935db49380ed68c84 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Although recognized, the effects of lime and gypsum applications over soil organic matter dynamics is still scarcely studied. This research was developed based in the hypothesis the lime and gypsum applications create a favorable environment for biological activity, leading to increase of carbon sequestration and crop productivity. In this way, the objectives of this study were: a) to evaluate the impact of lime and gypsum applications in the soil biological quality, soil organic carbon (SOC) stocks and crop productivity in a long-term no-till system; and b) to evaluate through a laboratory incubation experiment the effects of lime and gypsum in the SOC stocks, Ca and Mg content and soil basal respiration. The field experiment was stablished in 1998 on clay Oxisol (Typic Hapludox), in Ponta Grossa – PR Brazil in a split-plot completely randomized block design. The main plots were comprised in three liming treatments: a) Control, with no lime applications, b) Incorporated lime (IL) at the rate of 4,5 Mg ha-1 and c) Surface-applied lime (SL) at the rate of 4.5 Mg ha-1 divided in three annual applications of 1,5 Mg ha-1 from the experiment establishment. The subplots were comprised by gypsum applied on soil surface at four rates: 0, 3, 6 and 9 Mg ha-1. The soil samples were collected in 2013, fifteen years after the experiment establishment. A laboratory incubation experiment was also carried out to evaluate the effects of both practices. We collected undisturbed samples in 5x5 cm steel rings, which were maintained under 28ºC in 50% of water maximum retention. The experiment design was completely randomized plots with 2x4 factorial design. The treatments assessed were: a) application or not of 4.5 Mg ha-1 of lime; and b) gypsum rates of 0, 3, 6, and 9 Mg ha-1. Over the ring surface, we added corn and soybean residues in order to simulate no-till conditions. In the field experiment, liming provided increase of soil biological activity, SOC stocks, crop productivity, biomass-C input and soil fertility. The C-biomass input and Ca content contributed significantly for increases in SOC stocks. The soil biological activity (measured by enzyme activities) was positively influenced mainly by the labile SOC fractions. Gypsum application positively contributed to increases in SOC labile fractions and arylsulfatase activity. In the incubation experiment, the lime application significantly increased the soil basal respiration, labile SOC stocks and Ca and Mg contents. The gypsum applications significantly increased the labile SOC stocks and Ca content. We observed significant contributions of soil basal respiration and Ca content in the SOC stocks increase. We conclude the lime and gypsum consist in important strategies to promote increases in SOC stocks, governed mainly by the role of Ca as a SOC biding agent and the C-biomass input; and that the use of undisturbed samples were an efficient strategy to assess the effects of lime and gypsum in no-till system. / Apesar de reconhecidos, os efeitos da calagem e gessagem sobre a dinâmica da matéria orgânica ainda são pouco estudados. Este trabalho foi desenvolvido baseando-se na hipótese de que as aplicações de calcário e gesso criam condições favoráveis para o aumento da atividade biológica do solo conduzindo a um incremento do sequestro de carbono e produtividade das culturas. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi: a) avaliar o impacto da calagem e gessagem na atividade biológica do solo, estoques de C e produtividade agronômica em uma área de plantio direto de 15 anos; e b) Avaliar através de um estudo de incubação em laboratório utilizando amostras indeformadas de solo simulando condições de plantio direto, os efeitos da adição de calcário e gesso no solo sobre os estoques de C, conteúdo de Ca e Mg e respiração basal do solo. O experimento a campo foi implantado em 1998 em um Latossolo vermelho argiloso em Ponta Grossa – PR. O delineamento experimental foi em blocos inteiros aleatorizados com parcela subdividida. Os tratamentos implementados nas parcelas foram: a) controle, sem calcário; b) calcário aplicado de forma incorporada (C-inc) na dose de 4,5 Mg ha-1; e c) calcário aplicado em superfície (C-sup) na dose de 4,5 Mg ha-1, dividido em três aplicações anuais de 1.5 Mg ha-1 a partir da instalação do experimento. Os tratamentos que compuseram as subparcelas foram quatro doses de gesso: 0, 3, 6 e 9 Mg ha-1. As amostras de solo foram coletadas em 2013, quinze anos após a implantação do experimento. Um experimento realizado em laboratório com amostras incubadas também foi realizado para estudar os efeitos das práticas. Foram coletadas amostras indeformadas em anéis cilíndricos 5 x 5 cm, mantidas a 28ºC a 50% da capacidade máxima de retenção de água. O delineamento experimental foi inteiramente aleatorizado com fatorial 2 x 4. Os tratamentos foram: a) aplicação ou não de 4,5 Mg ha-1 de calcário em superfície; e b) aplicações superficiais de gesso nas doses de 0, 3, 6 e 9 Mg ha-1. Na superfície do anel foi adicionado resíduos de palha de milho e de soja em períodos distintos para simular uma condição de plantio direto. No experimento a campo, a calagem proporcionou aumento da atividade biológica do solo, estoques de C, produtividade agronômica, aporte de C via resíduos culturais e fertilidade do solo. O aporte de C via resíduos culturais e o conteúdo de Ca+2 do solo contribuíram positivamente para o aumento dos estoques de C. A atividade biológica (medida através da atividade enzimática) foi positivamente influenciada principalmente pela atuação das frações mais lábeis do C. O gesso contribuiu positivamente para o aumento das frações mais lábeis do C e também para a atividade de arilsufatase. No experimento de incubação, a aplicação de calcário aumentou significativamente a respiração basal do solo, estoques de C e concentrações de Ca e Mg. A gessagem aumentou significativamente as frações mais lábeis do C e o conteúdo de Ca. Foram observadas influências significativas do conteúdo de Ca e da respiração basal no aumento dos estoques de C do solo. Conclui-se que a calagem e a gessagem consistem em importantes estratégias para proporcionar aumento dos estoques de C do solo governado principalmente pela atuação do Ca como ligante da matéria orgânica e pelo aporte de C via resíduos culturais e que a utilização de amostras indeformadas com aporte de resíduos em superfície consiste em uma eficiente estratégia para avaliar o efeito da aplicação de calcário e gesso em plantio direto.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-30T17:56:45Z No. of bitstreams: 1 Vanessa Schweitzer dos Santos.pdf: 1081901 bytes, checksum: 117ce960501c8c561bd7ee102cf9254a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-30T17:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanessa Schweitzer dos Santos.pdf: 1081901 bytes, checksum: 117ce960501c8c561bd7ee102cf9254a (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Ministério da Ciência e Tecnologia / O lixiviado de aterro sanitário é um efluente gerado através da infiltração de águas pluviais nas camadas de cobertura do aterro e da biodegradação da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos aterrados. Caracteriza-se por um alto potencial poluidor e elevadas concentrações de matéria orgânica, portanto sua coleta e tratamento posterior são necessários. Sistemas biológicos podem ser aplicados no seu tratamento, visando remover matéria orgânica e nutrientes através das atividades metabólicas dos micro-organismos envolvidos no processo. Os contactores biológicos rotatórios são reatores cilíndricos que possuem em seu interior meios de suporte, onde a biomassa atua fixada, na forma de biofilme. Este entra em contato com o substrato através de rotação mecânica do tambor cilíndrico no efluente. Esta pesquisa teve como objetivo principal estudar a capacidade de remoção de matéria orgânica de lixiviado de aterro sanitário, através da utilização de um contactor biológico rotatório. O lixiviado do aterro sanitário de São Leopoldo/RS foi tratado por um contactor biológico rotatório de três estágios, que foi operado de duas formas. Uma deles foi com vazão de 8,5 L/h e tempo de retenção hidráulica de 15 h (Fase 1). Neste modo de operação a carga orgânica afluente média foi de 434 mg/L de DBO (limites entre 304 mg/L e 576 mg/L), 2484 mg/L de DQO (limites entre 882 mg/L e 3617 mg/L) e 992 mg/L de COT (limites entre 405 mg/L e 1420 mg/L). O outro modo de operação testado teve vazão de 5,1 L/h e tempo de retenção hidráulica de 24 h (Fase 2). A carga orgânica afluente média foi de 500 mg/L de DBO (limites entre 325 mg/L e 580 mg/L), 3818 mg/L de DQO (limites entre 2647 mg/L e 4764 mg/L) e 1250 mg/L de COT (limites entre 940 mg/L e 1360 mg/L). O lixiviado pesquisado apresentou como principal característica a baixa biodegradabilidade, além de ampla variação em sua composição ao longo do experimento, principalmente na Fase 1. Esta variação em sua composição pode ter afetado as eficiências de remoção de matéria orgânica, que foram de 50% de DBO, 11% de DQO e 13% de COT na Fase 1. Na Fase 2 os valores afluentes se mantiveram mais semelhantes, e as taxas de remoção de matéria orgânica foram mais constantes, além de que os valores médios de eficiência de remoção foram maiores do que os verificados na Fase 1. As eficiências de remoção na Fase 2 foram de 66% de DBO, 15% de DQO e 18% de COT. O aumento do tempo de retenção hidráulica na Fase 2 resultou em aumento da eficiência de remoção de matéria orgânica. Este efeito provavelmente está associado ao maior tempo de contato entre a biomassa e o substrato disponível no lixiviado de aterro sanitário. Quanto à remoção de matéria orgânica nos diferentes estágios do contactor biológico rotatório, foi observada uma maior eficiência nos dois primeiros estágios do sistema, principalmente dos parâmetros de DQO e COT, em ambas as fases monitoradas. Para o lixiviado e os modos de operação testados, o estágio 3 não apresentou eficiência que justifique sua presença, quanto aos parâmetros de DQO e COT. / The sanitary landfill leachate is an effluent generated by infiltration of rainwater into the layers of the landfill cover and biodegradation of the organic fraction of municipal solid waste grounded. It is characterized by a high pollution potential and high concentrations of organic matter, so their collection and further treatment is needed. Biological systems can be applied in their treatment in order to remove organic matter and nutrients through the metabolic activity of micro-organisms involved in the process. The rotating biological contactors are cylindrical reactors having inside support means, which acts fixed biomass in the form of biofilm. This comes into contact with the substrate by mechanical rotation of the cylindrical drum in the effluent. This research aimed to study the capacity of organic matter removal of landfill leachate, through the use of a rotating biological contactors. The landfill leachate São Leopoldo/RS was treated by a three-stage rotating biological contactor, which was operated in two modes. One was a flow rate of 8.5 L/h hydraulic retention time of 15 h (Phase 1). In this mode of operation the load influent organic average was 434 mg/L of BOD (limits between 304 mg/L and 576 mg/L), 2484 mg/L COD (limits between 882 mg/L and 3617 mg/L) and 992 mg/L of TOC (limits between 405 mg/L and 1420 mg/L). The other operation mode tested had a flow rate of 5.1 L/h and hydraulic retention time of 24 h (Phase 2). The average influent organic load was 500 mg/L of BOD (limits between 325 mg/L and 580 mg/L), 3818 mg/L COD (limits between 2647 mg/L and 4764 mg/L) and 1250 mg/L TOC (limits between 940 mg/L and 1360 mg/L). The researched showed landfill leachate as main characteristic the low biodegradability, and wide variation in composition throughout the experiment, especially in Phase 1. This variation in composition may have affected the removal efficiency of organic matter, which were 50% BOD, 11% COD and 13% TOC in Phase 1. In Phase 2 affluent values remained more similar, and the removal rates of organic matter were more constant, and that the average values of removal efficiency was higher than those observed in Phase 1. The removal efficiencies in Phase 2 were 66% BOD, 15% COD and 18% TOC. The increase in Phase 2 hydraulic retention time resulted in increased efficiency of removal of organic material. This effect is probably associated with greater contact time between the substrate and the biomass available in the landfill leachate. As for the removal of organic matter at different stages of rotating biological contactor, greater efficiency was observed in the first two stages of the system, particularly the parameters of COD and TOC in both phases monitored. For leachate and operating modes tested, stage 3 showed no efficiency to justify their presence, for the parameters COD and TOC.

Amostras de sedimento foram coletadas no talude superior e médio da Bacia de Campos para avaliar a quantidade e qualidade da matéria orgânica (MO) disponíveis no ambiente. A partir de dados geoquímicos, sedimentológicos (tamanho médio de grão e razão silte/argila), e microfaunísticos foi possível identificar diferenças no aporte de MO no talude. O talude superior apresentou valores maiores de conteúdo de carbono orgânico (COT) e lipídeos, elevados valores de densidade, baixos valores de diversidade, riqueza, equitatividade, ALD10, e perfil vertical com densidades maiores, predomínio de espécies epifaunais e/ou infaunais rasos, indicando ambiente com maior produtividade primária sobre maior influência de pulsos de fitodetrito, decorrente da influência do Vórtice de Vitória transportando nutrientes para o mar profundo. Já o talude médio, apresentou menores valores de COT, lipídeos e densidade, maiores valores de diversidade, riqueza, equitatividade, ALD10, predomínio de espécies aglutinantes, indicando condições com menor aporte de nutrientes lábeis. Pelos dados microfaunísticos obtidos, o modelo TROX não pode ser aplicado no talude da Bacia de Campos como avaliador de condições tróficas possivelmente pela não inclusão de fatores como disponibilidade de MO lábil, e bioturbação que influenciam na distribuição vertical dos foraminíferos bentônicos vivos no talude superior e médio da Bacia de Campos. / Sediment samples were collected in the upper and middle slope of Campos Basin to evaluate the quantity and quality of organic matter (OM) available in the environment. From geochemical, sedimentological (grain size, ratio and silt/clay), and microfaunistic data was possible to identify differences in the contribution of OM in slope. The upper slope had higher organic carbon content (TOC) and lipids, high density values, low values of diversity, richness, evenness, ALD10, and vertical profile with higher densities, predominance of epifaunal and/or shallow infaunal species, indicating higher primary productivity environment with greater influence on the pulse of phytodetritus, due to the influence of the Vitória Eddy carrying nutrients to the deep sea. The average slope had lower TOC values, lipids and density, higher values of diversity, richness, evenness, ALD10, predominant agglutinated species, indicating conditions with lower input of labile nutrients. Microfaunistic data obtained cannot be applied by the TROX model to the upper and middle slope of Campos Basin as an evaluator of trophic conditions due to non-inclusion of factors such as availability of labile OM, and bioturbation that influence the vertical distribution of living benthic foraminifera in the upper and middle slope of Campos Basin.

Orientador: Marcelo Andreotti / Banca: Morel de Passos e Carvalho / Banca: Francisco Antonio Monteiro / Resumo: Em sistema de integração lavoura-pecuária, os diversos cultivos em sistema plantio direto alteram os atributos do solo, refletindo na produtividade e na composição do vegetal. O objetivo foi selecionar entre os atributos do solo aqueles que melhor expliquem a variabilidade da produtividade e teor de proteína da Brachiaria brizantha. Foram analisadas as correlações lineares e espaciais entre as produtividades de massa fresca (MF) e massa seca (MS) e teor de proteína bruta (PB) da Brachiaria brizantha cv. Marandu e de alguns atributos físicos e químicos de um Latossolo Vermelho Distroférrico, em três profundidades (0,00- 0,10m; 0,10-0,20m; 0,20-0,30 m). Para tanto, foi instalada a malha geoestatística para a coleta das informações, contendo 124 pontos amostrais, numa área de 4000 m2. A produtividade de forragem e o teor de proteína bruta não variaram aleatoriamente, e apresentaram alcances da dependência espacial entre 41,1 e 63,1 m. A densidade da partícula na primeira camada (DP1), a densidade do solo em todas as camadas (DS1, DS2 e DS3), a macroporosidade nas primeiras camadas (MA1 e MA2), a microporosidade em todas as camadas (MI1, MI2 e MI3), a porosidade total determinada em todas as camadas (PTd1, PTd2 e PTd3), o teor de fósforo nas últimas camadas (#P2 e P3), a resistência mecânica à penetração na última camada (RP3), a umidade volumétrica nas primeiras camadas (UV1 e UV2), o pH na primeira camada (pH1), o teor de matéria orgânica em todas as camadas (MO1, MO2 e #MO3), também apresentaram dependência espacial com alcances variando entre 6,4 e 73,5 m. A análise das correlações lineares simples de atributos da planta versus do solo revelou que com o aumento da RP, na camada de 0,10-0,30 m, correspondeu à mais baixa produção de MS, entretanto, com o aumento do teor de P em profundidade ocorreu aumento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In crop-livestock integration the several crops in no tillage system interfere on the attributes of soil, altering the productivity and vegetable composition. Therefore, the objective this study was to select among the researched attributes of the soil those that best explain the variability of the productivity and crude protein content of the Brachiaria brizantha. The linear and space correlations were analyzed between the productivity of fresh mass (MF), dry mass (MS) and crude protein (PB) of the Brachiaria brizantha and of some attributes of a Dystroferric Red Latosol (Oxisol), in three depths (0.0-0.10; 0.10-0.20; 0.20-0.30 m). A geostatic grid was installed for collecting data, containing 124 points in an area of 4,000 m2. The attributes of the plant did not vary randomizing with reaches of the space dependence between 41.1 and 63,1 m. To soil attributes there was space dependence (DP1, DS1, DS2, DS3, MA1, MA2, MI1, MI2, MI3, PTd1, PTd2, PTd3, #P2, P3, RP3, UV1, UV2, pH1, MO1, MO2 and #MO3), with reaches varying between 6,4 and 73.5 m. For simple linear correlations analysis with the increase of RP3 there was reduction of the MS, and with increasing content of P in depth was increased dry mass of Brachiaria brizantha. Already for the space correlations, between the attributes of the plant and soil there were positive and negative interactions between cause and effect, and PTd3 behaved as an appreciable indicator of the physical quality of the soil for the estimate of MS of the Brachiaria brizantha. / Mestre

Existe grande demanda pelo etanol de cana-de-açúcar. Para suprir essa demanda, uma forma é o aumento de produtividade pelo etanol de 2ª geração proveniente da palha. A remoção dessa palha pode alterar atributos químicos e físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o solo e avaliar os impactos da manutenção de diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar nos atributos químicos e físicos do solo. O experimento foi conduzido próximo a Capivari - SP na unidade Bom Retiro (BR) e próximo a Valparaiso - SP na unidade Univalem (UV). O tipo de solo de cada área experimental foi, respectivamente, Latossolo Vermelho distrófico típico e Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico. O delineamento utilizado foi blocos ao acaso com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos testados foram as seguintes quantidades de palha em Mg ha-1 de massa de matéria seca: BR (0; 3,4; 7,8; 13,0; 16,6; 15,6) e UV (0; 4,2; 8,7; 15,1; 18,9; 23,3). Foram avaliados atributos químicos e físicos tais como teor e estoques de carbono, fracionamento da matéria orgânica dos solos, pH e resistência do solo à penetração. As camadas avaliadas foram diferentes na caracterização (0-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-80 e 80-100 cm) e após 1 ano de efeito da palha (0-5 e 0-10 cm). Os resultados demonstraram que os solos não apresentavam variações significantes nos teores de macronutrientes e C no momento de implantação dos experimentos, indicando que dentro de cada área experimental o solo era homogêneo e, portanto, adequado para implantação do experimento. Transcorrido um ano de experimento, as diferentes quantidades de palha não alteraram os teores de C (independente da profundidade avaliada) e nem a distribuição das frações da MOS. Desta forma, conclui-se que os efeitos da retirada da palhada de cana-de-açúcar nos atributos químicos e físicos do solo, se existirem, serão expressos em um tempo maior de condução do experimento. Essa consideração pode ser colocada também para pH e resistência à penetração / Globally, there is increasing demand for sugarcane ethanol. To meet this demand, one way is to increase productivity by 2nd generation ethanol using sugarcane straw as feedstock. Straw removal management can change the chemical and physical soil properties. The aim of this study was to characterize the soil and assess the impacts of maintenance of different amounts of sugarcane straw on soil chemical and physical properties. Two experiments were conducted near Capivari - SP in Bom Retiro mill (BR) and close to Valparaiso - SP in Univalem mill (UV). The soil type of each experimental area was, respectively, a Rhodic Kandiudox (USDA Soil Taxonomy) and a Kanhaplic Haplustults (USDA Soil Taxonomy). The experimental design used was a randomized blocks with six treatments and four replications. The treatments were the following amounts of straw in Mg ha-1 of dry matter: BR (0, 3.4, 7.8, 13.0, 16.6, 15.6) and UV (0, 4 2, 8.7, 15.1, 18.9, 23.3). Soil chemical and physical attributes were assessed, such as content and carbon stocks, fractionation of soil organic matter, pH and soil resistance to penetration. Soil sampling was performed for the 0-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-80 and 80-100 cm layers in the soil characterization (base line) and after 1 year of effect of straw, soil was sampled at 0-5 and 0-10 cm depth. Our results showed that the soils had no significant variation in the macronutrient and C contents and C at the time of implantation of the experiments, indicating that the soil in each experimental area was homogeneous and therefore suitable for implementation of the experiment. After one year of experiment, different amounts of straw did not alter the contents of C (regardless of the assessed depth) nor the distribution of SOM fractions. Thus, we concluded that the effects of the sugarcane straw removal on soil chemical and physical attributes, if any, it should be expressed in a long-term experiment

Objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de lodo de esgoto, com ou sem adubo nitrogenado e, ou, fosfatado, sobre os atributos químicos do solo e o crescimento e nutrição de plantas de eucaliptos até aos 46 meses após aplicação do resíduo. Em dezembro de 2004 foi estabelecido um experimento de campo com quatro doses de lodo de esgoto (0; 7,7; 15,1 e 23,1 t ha-1, base seca, equivalentes a 0, 50, 100 e 150% do recomendado, com base no critério do N), nitrogênio (0; 46,9; 95,1 e 142 kg ha-1, equivalentes a 0, 33, 67 e 100% do N recomendado) e fósforo (0; 27,7; 53,6 e 84 kg ha-1, equivalentes a 0, 33, 67 e 100% do P2O5 recomendado), em esquema fatorial 4x4x4, com confundimento e duas repetições. Devido ao baixo teor de potássio no lodo, foi aplicado 188 kg ha-1 de K2O (100% do recomendado) em todas as parcelas. Foram realizadas coletas de solo aos 4, 14, 21 e 34 meses após a aplicação do lodo, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade, exceto aos 4 meses que foi feita até 90 cm de profundidade. Nas amostras coletadas aos 4 e aos 34 meses foram realizadas análises de pH em CaCl2, N-total, P (resina), Ca, Mg e K trocáveis, acidez total e matéria orgânica. Aos 14, 21 e 34 meses foram determinados o N-amoniacal e N-nitrato pelo método Kjeldahl. Teores extraíveis de Cu, Fe, Mn, Zn foram obtidos pelo método do DTPA e teores semitotais, por solubilização ácida (HNO3 + HCl), em forno microondas, sendo os elementos quantificados por espectrometria de massa com plasma (ICP-MS). Análises de amostras de folhas foram feitas aos 4 e 43 meses, de amostras de folhedo, trimestralmente e de amostras de serapilheira, aos 46 meses após aplicação do lodo, para determinar macro e micronutrientes. A decomposição do folhedo (método de bolsas de decomposição) foi avaliada aos 45, 90, 160, 230 e 300 dias. A altura e o diâmetro na altura do peito das árvores foram medidos aos 6, 9, 12, 18, 24, 33 e 44 meses após plantio, e, então, determinado o volume de madeira. Os resultados obtidos foram avaliados por modelos de superfície de respostas, em função das doses de lodo, nitrogênio e fósforo. As doses de lodo promoveram melhorias nos atributos de fertilidade do solo. Os teores de C-orgânico e de P, K, Ca e Mg trocáveis aumentaram na camada de 0 a 10 cm de profundidade. Os teores de Cu, Fe, Mn e Zn, extraíveis e semitotais, aumentaram nas camadas até 40 cm de profundidade. Os teores de C-orgânico aos 34 meses foram superiores aos teores obtidos aos 4 meses, enquanto que os valores de pH diminuíram. Os teores de N total e amoniacal aumentaram com as doses de lodo e de fertilizante nitrogenado, com maior acúmulo na camada de 0-10 cm. Não foi observado potencial de lixiviação de N-NO3-. As doses de lodo aumentaram os teores de N e de P nas folhas do eucalipto, assim como o adubo nitrogenado e fosfatado, respectivamente, mantendo teores adequados nas folhas recém-maduras do eucalipto. Os teores de Cu, Mn, Fe e Zn nas folhas de eucalipto foram aumentadas com as doses de lodo e se correlacionam com teores desses metais extraídos do solo com DTPA. O estudo de superfície de resposta, permitiu constatar que a aplicação de lodo, com base na dose recomendada pelo critério do N, pode propiciar a redução de 33% no uso do adubo fosfatado e 100% do adubo nitrogenado, sem prejuízos ao crescimento e à nutrição do eucalipto, com aumento da produtividade de madeira / This study aimed to evaluate the effect of sewage sludge, with or without mineral nitrogen and phosphate fertilizer on the soil chemical properties, nutrition and growth of Eucalyptus plants up to 46 months after sewage sludge application. Therefore, in December 2004 was established a field experiment with four doses of sewage sludge (0, 7.7, 15.1 and 23.1 t ha-1, dry base), N (0, 46.9; 95.1 and 142 kg ha 1) and phosphorus (0, 27.7, 53.6 and 84 kg ha-1 P2O5), in a randomized block design in factorial design 4x4x4 with two repetitions. Due to low content of potassium (K) in the sewage sludge was applied 188 kg ha-1 K2O in all plots. Samples of soil were collected at 4, 14, 21 and 34 months after sludge application, from the 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m layers, except at 4 months which was made up to 0.90 m depth. Samples collected at 4 and 34 months were analyzed for pH in CaCl2 0.01 mol L-1, total N, available P (resin), Ca, Mg and K contents, total acidity and organic matter. At 14, 21 and 34 months were determined ammonia-N and nitrate-N by the Kjeldahl method. Extractable Cu, Fe, Mn and Zn were obtained using the DTPA solution, and semi-total levels dissolution by acid (HNO3 + HCl), in a microwave oven, and analyzed by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer. Analysis of leaf samples were made at 4 and 43 months, samples of leaf litter, quarterly and litter at 46 months after sludge application, to determine macro and micronutrients. The decomposition of leaf litter (method of decomposition bags) was evaluated at 45, 90, 160, 230 and 300 days. The height and diameter at breast height (DBH) of trees were measured at 6, 9, 12, 18, 24, 33 and 44 months after planting, and then determined the volume of wood. The results were evaluated by surface models of responses, depending on the sludge doses, nitrogen and phosphorus. The growth of the plants was adjusted by growth curves. The sludge application promoted improvements in the attributes of soil fertility. The content of organic C and P, K, Ca and Mg increased in the 0 to 10 cm depth. The contents of Cu, Fe, Mn and Zn, extractable and semitotals increased in layers up to 40 cm depth. The levels of organic C to 34 months were higher than levels found at 4 months, while the pH decreased. The levels of total N and ammonia increased with doses of sludge and fertilizer, with higher accumulation at 0-10 cm. There was no potential leaching of N-NO3-. Both the sludge as fertilizer applied increases the levels of N and P of eucalyptus leaves, maintaining appropriate levels in recently matured leaves. The Cu, Mn, Fe and Zn in eucalyptus leaves were increased with sludge doses and are correlated with concentrations of DTPA metals extracted from soil. The response surfaces study, allowed to prove that the application of sludge, based on the recommended dose by the N criterion, can provide a 33% reduction in the phosphate fertilizer and 100% of nitrogen fertilizer, without damage to the eucalyptus nutrition and growth, with increase wood productivity.

Embora em alguns países como os europeus, o aterro sanitário como forma de disposição final de Resíduos Sólidos venha perdendo espaço, entre nós essa técnica é ainda largamente empregada. O lixiviado gerado nos aterros sanitários apresenta grande potencial poluidor, devido à presença de matéria orgânica, rica em substâncias húmicas e matéria inorgânica, representada especialmente pelos cloretos, nitrogênio amoniacal, entre outras substâncias. O presente trabalho visou, em linhas gerais, avaliar três proporções de mistura de lixiviado/efluente anaeróbio e as influências sobre o processo aeróbio (lodos ativados) em escala de bancada. Nessa pesquisa foram realizados ensaios de tratabilidade utilizando as proporções de 0% (controle), 2,5%, 10% e 20 % de lixiviado em relação ao efluente anaeróbio em diferentes condições experimentais. Os resultados mostraram que as proporções de 10% e 20% de lixiviado nas condições experimentais foram prejudiciais ao sistema aeróbio de tratamento. Foram obtidos os melhores resultados em termos de eficiência de remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal no reator alimentado com a proporção de 2,5% de lixiviado bruto, alcançando eficiência de remoção de DQO e nitrogênio amoniacal total (NAT) de 57% e 100%, respectivamente. / The use of landfill as a disposal of solid waste has been avoided in some countries, especially in Europe. Nevertheless this technique is still widely used in Brazil. Leachate generated in landfills has great potential as pollutant due to presence of organic matter, humic substances in high concentrations and inorganic matter such as chlorides and ammonia nitrogen. This study aims to broadly assess effects of three levels of mixing of leachate/anaerobic effluent on aerobic process (activated sludge) in bench scale. Treatability tests were performed using proportions of 0% (control), 2.5%, 10% and 20% leachate added to anaerobic effluent under different experimental conditions. Results showed that proportions of 10% and 20% of leached were unfavorable to aerobic system treatment. The higher removal efficiency of organic matter and ammonia nitrogen was obtained in reactor fed with 2.5% of leachate (removal efficiency of COD and total ammonia nitrogen (TAN) were 57% and 100%, respectively).

O Brasil se destaca como o maior produtor de cana-de-açúcar do planeta. Como resultado do aumento da demanda de açúcar e etanol, cerca de 4 milhões de hectares foram convertidos em áreas de cana-de-açúcar nos últimos 10 anos. Espera-se que outros 6 milhões de hectares sejam convertidos nos próximos 10 a 20 anos para suprir a demanda nacional de derivados dessa cultura. Estas modificações podem ocasionar a emissão de gases do efeito estufa, resultantes principalmente da decomposição da matéria orgânica do solo, o que pode levar a dívida de carbono. Por outro lado, a substituição de áreas degradadas pelo cultivo da cana-de-açúcar pode acarretar no incremento dos estoques de carbono dos solos promovendo o sequestro de carbono. O principal objetivo foi proceder a metodologia proposta pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) da Organização das Nações Unidas para avaliar o impacto ocasionado pela expansão do cultivo da cana-de-açúcar sobre a matéria orgânica do solo e seu resultado em emissão de CO2 ou em sequestro de carbono. O total de 142 situações de campo foram avaliadas na região Centro Sul do Brasil, onde a cana-de-açúcar vem substituindo outros usos da terra gerando o total de 6318 amostras de solo que foram analisadas considerando as três principais conversões existentes para cana-de-açúcar no país: i) Cerrado; ii) Pastagens e iii) Áreas de cultivo anual. Os resultados obtidos indicam o decréscimo dos estoques de carbono dos solos quando o cultivo de cana-de-açúcar substitui o cerrado e áreas de pastagens, e promove o incremento quando áreas de culturas anuais são substituídas. Os fatores de mudança de uso da terra referente ao período de 20 anos após a conversão de cerrado para cana-de-açúcar referente às camadas 0-30 cm, 0-50 cm e 0-100 foram respectivamente 0,79 (±0,04), 0,86 (±0,04) e 0,94 (±0,04). Para a conversão de pastagens para o cultivo de cana-de-açúcar, os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 0,91 (±0,04), 0,94 (±0,04) e 0,98 (±0,04), e para a conversão de áreas de cultivo anual os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 1,20 (±0,18), 1,20 (±0,18) e 1,21 (±0,18). O período de compensação da dívida de carbono gerada foi estimado entre 3,5 a 6,3 anos considerando a substituição de cerrado, 1 a 2 anos para áreas convertidas de pastagens e zero para áreas oriundas de cultivo anual, onde não foi observada dívida de carbono. Espera-se que os resultados gerados por este trabalho de pesquisa possam subsidiar os tomadores de decisão como forma de desenvolver políticas apropriadas para a expansão do cultivo da cana de açúcar na região Centro Sul do Brasil promovendo desenvolvimento com baixo impacto ao meio ambiente / Brazil figures as the major sugarcane producer in the world and as result of increasingly demand for sugar and ethanol about 4 millions of hectares were converted into sugarcane systems on last 10 years and others 6 millions of hectares are expected to be converted in next 10 to 20 years. This modification can increase greenhouse gas emissions as result of soil organic matter decomposition and lead to a carbon debt. The aim of this research paper was to perform the IPCC\'s Tier 2 approach to evaluate the impact of sugarcane expansion over the soil organic matter, and their results in CO2 emissions or soil carbon sequestration. A total of 142 field situations were studied in South-Central Brazil where sugarcane substituted other land uses, providing 79 comparison pairs and 6,318 soil samples that were analyzed considering three major conversions to sugarcane: i) Cerrado (Brazilian savannah); ii) Pastures; iii) Annual Cropland (maize or soybean). Our results indicate the decrease of soil carbon stocks when sugarcane overcomes cerrado and pastures, and an increase when annual cropland is replaced. The land use change impact factors after 20 years of conversion from cerrado to sugarcane for 0-30 cm, 0-50 cm and 0-100 cm layers were respectively 0.79 (±0.04), 0.86 (±0.04) and 0.94 (±0.04). For sugarcane replacing pastures the impact factors were 0.91 (±0.04), 0.94 (±0.04) and 0.98 (±0.04), and for the conversion from annual agriculture impact factors were 1.20 (±0.18), 1.20 (±0.18) and 1.21 (±0.18). The repay time for the carbon debt was estimated in 3.5 to 6.3 years considering the substitution of cerrado, 1 to 2 years for areas coming from pastures and zero for areas coming from cropland, where no carbon debt was found. We expect that results of this research paper can subsidize appropriate policies for sugarcane expansion in South-Central Brazil, promoting development with a lower environmental impact

O manejo dos resíduos florestais (serapilheira e sobras da colheita) já foi amplamente discutido na década de 90, época em que técnicas de preparo de solo baseadas no cultivo mínimo foram adotadas na formação de povoamentos florestais no Brasil. Atualmente esse tema volta a ser discutido, isso porque pressões quanto à utilização dos resíduos florestais como fonte de energia tem surgido. Devido a esse fato, compreender os efeitos da remoção dos resíduos florestais e da fertilização em sucessivas rotações se torna necessário, isso para que manejos inadequados não comprometam a sustentabilidade da produção florestal. O objetivo geral com essa tese foi compreender os impactos da remoção dos resíduos florestais e da não fertilização, por sucessivas rotações, na qualidade do solo, crescimento, ciclagem de nutrientes e consequentemente na sustentabilidade da produção de florestas de eucalipto. Este estudo foi conduzido na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga - SP, ESALQ - USP. O experimento foi instalado em 2004, com diferentes intensidades de remoção dos resíduos florestais e omissão de N, P, K, Ca e Mg. Na primeira rotação de cultivo, o experimento foi conduzido por oito anos. Em 2012, o experimento foi reinstalado, reaplicando todos os tratamentos. Os resultados foram divididos em cinco capítulos. Com o primeiro objetivou-se avaliar o efeito dos tratamentos no crescimento e na relação entre resposta à fertilização e variáveis climáticas. Observou-se que a remoção dos resíduos florestais reduziu em 5% o volume final de madeira (8 anos de idade) da primeira rotação, entretanto essa diferença não foi significativa. Aos 4 anos da segunda rotação, a remoção dos resíduos florestais resultou em redução de 14 % no volume de madeira com casca (p=0,001). Esta redução no volume de madeira com a remoção dos resíduos por duas rotações consecutivas, mesmo com alto invertimento em fertilização, mostra que outros efeitos além da disponibilidade de nutrientes estão impactando a produtividade. Desta forma, procurou-se entender quais seriam esses efeitos. Observou-se (segundo capítulo) que a remoção dos resíduos florestais reduziu em 25 % o teor de C da camada superficial do solo, com isso, reduziu a atividade microbiológica e aumentou a disponibilidade de Al. Além disso, com a remoção dos resíduos florestais observou-se redução nos estoques de C, N, P e S do solo (terceiro capítulo). Com o fracionamento do P do solo (quarto capítulo), observou-se que a remoção dos resíduos florestais resultou na redução de 34 para 30 % a contribuição das frações lábeis e moderadamente lábeis no P total e redução de 40 % (p = 0,014) da fração lábil. No último capítulo avaliou-se o efeito da fertilização na produtividade primária líquida (PPL) e na ciclagem de nutrientes. A não fertilização com P reduziu em 10 % a PPL, entretanto não afetou sua partição. A não fertilização com K reduziu em 63% a PPL e reduziu a partição desta alocada no lenho. A não fertilização com K também aumentou a produção de serapilheira e reduziu a taxa de retranslocação de todos os demais nutrientes. A não fertilização com N e P aumentou a taxa de retranslocação desses nutrientes e reduziu a taxa de decomposição da serapilheira. Estes resultados indicam que a remoção total dos resíduos florestais e/ou a não fertilização comprometem a sustentabilidade da produção florestal, sendo este efeito observado na primeira, ou no máximo na segunda rotação. / The forest residue management was highly studied in 90\'s yeas, when the minimal tillage was consolidated as the main technique to forest plantation in Brazil. Currently this issue has been discussed again. This because pressure to use of these forest residues as energy source has emerged. Due this fact is necessary a better comprehension of the effect of the forest residue removal and fertilizer application on the wood production sustainability. The main goal with this thesis was to understand the impact of the forest residue removal and the absence of fertilizer application, over two crop rotation, on the soil quality, tree growth, nutrient cycling and consequently on the wood production sustainability. The study was carried out at the Itatinga Forest Science Experimental Station of the ESALQ-USP. The experimental site was settled in 2004, with different timber harvest residues intensity and absence of fertilizer application with N, P, K, Ca and Mg. This plantation was conducted over 8 years (R1), and then, in 2012, it was reestablished (R2), reapplying all the treatments on the same plots. The results of this experiment were splitted out in 5 chapters. With the first one, our goal was to assess the effect of the treatments on the tree growth and to understand the effect of weather condition on the treatment\'s response. The forest residual removal reduced in 5 % the wood volume at 8 years of the R1. At 4 years old of the R2, the forest residue removal decreased 14 % the wood volume (p=0,001). This reduction in the wood volume even with fertilizer application indicated that another effect beyond the nutrient availability can impact the wood productivity. This way these effects were studied and had been showed in the follow chapters. In the chapter 2 we found that the forest residue removal reduced 25 % the soil organic carbon (SOC) in the top layer, this way reducing the microbial activity and increasing the Al availability. Beyond that, the forest residue removal reduced the soil C, N, P and S stocks over 1 m deep (Chapter 3). With the P fractionation (Chapter 4) a reduction of 40% in the labile P fraction was discovered. In the last chapter we assessed the effect of the fertilizer application on the net primary production (NPP) and on the nutrient cycling. The absence of P fertilizer reduced in 10 % the NPP, however did not affect in this partition. The absence of K fertilizer reduced in 63 % the NPP and reduced the allocation in the wood. The absence of K fertilizer also improved the litterfall production and reduced the nutrient retranslocation rate. The absence of N and P fertilizer application improved the retranslocation rate of these nutrients and reduced the litter layer decomposition rate.