As turfeiras são ambientes especiais para estudos que procuram compreender a evolução das paisagens em função de mudanças climáticas, apresentando registros da dinâmica temporal e espacial da vegetação, constituindo-se de organossolos com grande potencial indicador devido aos elevados teores de carbono e um ambiente anóxico, condições que preservam a matéria orgânica e os organismos que se depositaram em épocas passadas. A Área de Proteção Especial APE Pau-de-Fruta inserida na Serra do Espinhaço Meridional (MG) possui um depósito de turfeira desenvolvido nas depressões das áreas dissecadas que ficam entremeadas as superfícies de aplainamento, onde a gênese de seus organossolos se dá pelo acúmulo de material orgânico, sendo a área atualmente colonizada pelas diferentes fisionomias vegetais do Bioma Cerrado, principalmente o Campo Rupestre e Campo Úmido, além dos redutos de ilhas de Floresta Estacional Semidecidual, denominados Capões de Mata, onde outrora, sob condições de clima mais úmido que o presente foi mais desenvolvido. O trabalho consistiu na aplicação de bioindicadores como os isótopos do carbono ( 13C e datação 14C), isótopos de nitrogênio ( 15N) e assembléias de palinomorfos em um perfil de organossolo, juntamente com dados de descrição e caracterização do solo, com intuito de inferir as condições do ambiente no Quaternário, e assim reconstituir cronologicamente a sequência de eventos que ocorreram durante a formação do depósito. A idade mais antiga desta turfeira foi obtida por Campos (2009) na base de um perfil a 1.360 m altitude, com 20.359 ± 230 anos AP, portanto, as evidências são que a formação deste depósito iniciou-se no topo, durante o Pleistoceno Superior. Posteriormente, no Holoceno Inferior, condições propiciaram a formação da turfeira de montante à jusante, onde no ponto do presente estudo o processo de instalação iniciou em 8.090 ± 30 anos AP, a 1.350 m de altitude e a 2,3 Km do topo. O clima mais úmido e frio que o atual durante o Pleistoceno Superior (antes de ± 20.359 anos AP), passou por períodos mais secos durante Último Máximo Glacial (entre 20.000-14.000 anos AP), e, gradativamente, tornou-se mais quente no Holoceno Inferior/Médio, porém com constantes oscilações de umidade, até a estabilização das condições climáticas, semelhantes às atuais. Baseado nas assembléias polínicas foi possível verificar que nos períodos úmidos e quentes do Holoceno Inferior/Médio ocorreu a expansão do Campo Úmido, da Floresta Estacional de Galeria, do Campo Rupestre e Cerrado. O aparecimento da Floresta de Galeria de Myrtaceae, em ± 5.900 anos AP, e a formação de uma lagoa em ± 5.200 anos AP, foram os períodos mais úmidos registrados. Solos destes intervalos apresentaram elevadas contribuições de matéria orgânica (MO) e maiores valores de densidade da matéria orgânica (MO), além da presença de fragmentos vegetais preservados. Constantes períodos secos, além dos sinais de 13C mais enriquecidos, vegetação rala (baixa concentração de palinomorfos) e com poucos tipos polínicos, como os verificados em ± 6.700, ± 2.500 e ± 200 (?) anos AP, também apresentaram valores elevados de material mineral (MM), resíduo mínimo (RM) e densidade do solo (Ds). Em meio a isso, a matéria orgânica foi estratificada em três tipos de material de diferentes estágios de decomposição (classes de von Post e teores de fibras), predominando a mais avançado (sáprico), portanto, caracterizando a turfeira como um depósito pedogenético altamente avançado. / The peat bogs are special environments for studies that seek to understand the evolution of landscapes due to climate change reporting the temporal and spatial vegetation dynamics. These are constituted of histosols with great indicator potential due to the high carbon content and anoxic environment, conditions preserving the organic matter and organisms deposited in the past times. The Pau-de-Fruta Special Protection Area (SPA) located into the Mountain Range Espinhaço Southern (Brazil) has a peat bog deposit developed in the depressions of the dissected areas interspersed to the planning surfaces, where the histosols genesis takes place by the accumulation of organic material. Nowadays, the area is colonized by different vegetation physiognomy of the Cerrado Biome, mainly rupestre and wet fileds, beyond of redoubts of semidecidual stationary forests, called Capon Forests, where sometime under more humid climate conditions these were more developed. The work was constituted of the application of bioindicators, such as carbon ( 13C dating and 14C) and nitrogen ( 15N) isotopes, and palynomorphs assemblages, in a Histosol profile together with description and characterization data of the soil, aiming to infer the environmental conditions in the Quaternary, and thus to reconstruct the chronological sequence of events occurred during the formation of this deposit. The oldest age of this peat bog was obtained by Campos (2009) based on a profile located to 1.360 m of altitude, with 20.359 ± 230 years BP, wherefore, the evidences are the formation of this deposit began in the top during the Superior Pleistocene. Later, in the Holocene Lower, the conditions provided the formation of peat from upstream to downstream. In the point of this study, the installation process began in 8.090 ± 30 years BP, the 1.350 m high and 2,3 km from the top. The more humid and cooler weather (than the present) during the Pleistocene (before 20.359 years ± AP) went through dryer periods during Last Glacial Maximum (between 20.000- 14.000 years BP), and gradually became warmer in Holocene Lower/Middle East, but with constant moisture fluctuations, to the stabilization of climate, similar to today. Based on pollen assemblages, it was observed that in humid and warm periods of the Holocene Lower / Middle East occured the expansion of humid fields, decidual forest of the Gallery, rupestre fields and Savannah. The occurrence of the Myrtaceae Gallery Forest, in ± 5.900 years BP, and the formation of a pond, in ± 5.200 years BP, were the wettest period recorded. Soils of these periods showed high contributions of organic matter (OM) and highest density of organic matter (OM), beyond the presence of preserved plant debris. Constant dry periods, there are signs of more 13C enriched, sparse vegetation (low concentration of palynomorphs) and few pollen types, such as those found in ± 6.700, ± 2.500 and ± 200 (?) years BP, also showed high levels of mineral material (MM), minimal residual (MR) and bulk density (Ds). Also, the organic matter was stratified into three types of material from different levels of decomposition (von Post classes and fiber content), with predominance of the more advanced (sáprico), so, characterizing the peat bog as a pedogenetic deposit highly advanced.

A área cultivada sob sistemas conservacionistas aumentou no Brasil nos últimos anos. Paralelamente, ocorreu incremento na demanda de conhecimento a respeito da variabilidade dos índices de fertilidade do solo utilizados nas recomendações de adubação e calagem. Esse assunto vem preocupando técnicos e pesquisadores envolvidos nas redes regionais de laboratórios de análises de solo e comissões de fertilidade do solo encarregadas da elaboração das recomendações de adubação. O acúmulo de matéria orgânica (MO) no solo pode afetar a eficiência dos extratores químicos por causar alterações físico-químicas, como reações de troca iônica, reações com minerais do solo, liberação de ânions orgânicos, complexação de cátions metálicos, reações de oxirredução, entre outros. Objetivou-se com essa tese: (i) determinar os teores disponíveis de Ca, Mg e K e a relação Ca:Mg:K no solo, bem como correlação entre extratores e determinação das concentrações desses elementos na planta de soja em solos sob semeadura direta (SSD) que recebeu doses de calcário e de gesso; (ii) avaliar extratores para Cu, Fe, Mn e Zn em solo tratado com lodo de esgoto por treze anos e cultivado com milho; (iii) comparar métodos de abertura de amostra de solo para determinação de Cu, Fe, Mn e Zn em solo tratado com lodo de esgoto por treze anos e em solo tratado uma única vez com lodo de esgoto e composto de lodo; (iv) avaliar a qualidade e grau de humificação da matéria orgânica em solos com aporte de material orgânico sob manejos distintos. Partiu-se das hipóteses: (i) o maior teor de MO do solo oriundo do sistema conservacionista e as doses de calcário e gesso promoverão superestimativa da concentração dos nutrientes extraídos pela resina; (ii) a maior quantidade de compostos orgânicos oriundos da aplicação de lodo de esgoto por longo período de tempo diminuirá o poder de extração das soluções complexantes; (iii) o maior teor de matéria orgânica do solo dificultará a abertura da amostra, sendo mais eficiente a mistura de HNO3 e HCl; e (iv) as áreas de plantio direto serão separadas das áreas tratadas com lodo de esgoto pelos compostos orgânicos e o grau de humificação da MO será mais elevado nas áreas de SSD. Houve correlação significativa entre os extratores para Ca, Mg e K, mas não entre teores no solo e a concentração na planta, e não houve efeito da aplicação de calcário e gesso nas concentrações desses elementos na soja. No experimento de solo tratado por treze anos com lodo de esgoto foi observada correlação significativa entre os teores no solo e o acumulado na planta somente para Mn e Zn. As soluções ácidas extraíram maiores quantidades dos micronutrientes. No geral, os teores extraídos pela água régia aproximaram-se dos teores totais no solo, sendo observado efeito da aplicação de resíduo somente para Cu e Zn no experimento de longa duração. O fracionamento físico da MO foi mais eficiente para distinguir os manejos a que os solos foram submetidos. As áreas apresentaram similaridade em relação aos compostos orgânicos predominantes determinados por ressonância magnética nuclear. / An increase in the amount of Brazilian agricultural areas managed under no-till farming systems has been observed in recent years. In the same period has seen increasing demand for information on the variability in the soil fertility indices on which liming and fertilization recommendations are based. This variation is of concern to technicians and researchers working in regional networks of soil analysis laboratories, and to the agencies responsible for establishing recommendations for fertilizing soils. The accumulation of organic matter (OM) in soils may affect the efficiency of chemical extractants by causing physical and chemical alterations to soils, including ion-exchange reactions, reactions with soil minerals, liberation of organic anions, complexation of metallic cations, and oxi-redox reactions. This thesis aimed: (i) to determine the bioavailable concentrations of Ca, Mg, and K and the Ca:Mg:K relationship in soils, as well as the relationship between extractants and element concentrations in soybean plants grown in a no-till system amended with lime and gypsum; (ii) to evaluate the efficiency of extractants for Cu, Fe, Mn, and Zn in soils amended with sewage sludge over 13 years and cultivation with maize; (iii) to compare methods of digesting soil samples to quantify Cu, Fe, Mn, and Zn in soils amended with sewage sludge over 13 years and in soils amended with sewage sludge and composted sludge on a single application; and (iv) to assess the quality and degree of humification of OM in soils amended with OM under different management practices. Among the hypotheses tested were: (i) that higher OM concentrations in no-till system soils and amendment with lime and gypsum would lead to an overestimate in the nutrient concentrations extracted by resin; (ii) that the large amounts of organic compounds contributed by amendment with sewage sludge over a long time period would diminish the extraction strength of complexing solutions; (iii) that higher concentrations of soil OM would hamper digestion of the soil samples, making a mixture of HNO3 and HCl the most efficient; and (iv) that no-till areas would be distinguishable from areas amended with sewage sludge by organic compounds, with the degree of humification of OM higher in no-till areas. There was a significant correlation between extractants for Ca, Mg, and K, but no correlation between elemental concentrations in soils and concentrations in soybean plants; amendment with lime and gypsum had no effect on the concentrations of these elements in soybean. In the experiment involving soil amended for 13 years with sewage sludge there was only a significant correlation between Mn and Zn concentrations in soils and those in plants. Acidic solutions extracted larger quantities of micronutrients. In general, concentrations extracted by aqua regia were close to total soil concentrations, and an effect of amendment with sludge was only observed for Cu and Zn in the long-term experiment. The physical fractionation of OM was the most efficient method for correlating with the management systems. The predominant organic compounds as determined by nuclear magnetic resonance were similar across the study areas.

Land use change (LUC) induces modifications on soil organic matter (SOM), which is one of the main source of uncertainty in life cycle assessments of biofuels. In Brazil, currently the world largest producer of sugarcane and second biggest producer of bioethanol, the potential negative effects of LUC has raised doubts about the sugarcane ethanol as a sustainable option. Recently, most of sugarcane expansion has been placed over extensive pastures. Therefore, we conducted a field study within the south-central Brazil, the largest sugarcane-producing region in the world, to evaluate the effects of the most common LUC sequence in sugarcane expansion areas (i.e., conversions from native vegetation to pasture and from pasture to sugarcane) on SOM. Our main hypothesis is that the conversion of degraded pastures to unburnt sugarcane enhance SOM quantity and quality from sites in Brazil. Long-term conversion from native vegetation to pasture induced significant C stock losses (1.01 Mg ha-1 yr-1). In contrast, the conversion from pasture to sugarcane increased C stocks at a rate of 1.97 Mg ha-1 yr-1 down to 0-1.0 m depth. In addition, our findings indicated that SOM assessments restricted to the surface soil layers can generate bias in studies regarding LUC. The main difference in SOM molecular composition undergoing the conversion pasture-sugarcane was the notably higher contribution from compounds associated to fresh litter inputs in sugarcane areas, probably related to the high litter input in sugarcane fields under green management in Brazil. The conversion of areas under native vegetation to pasture decreases both the labile C (LC) and the C management index (CMI), whilst the conversion of pasture to sugarcane increased the CMI according to all evaluated methods. Additionally, the method used to quantify LC and CMI is critical to infer about the LUC effects on SOM. The DayCent model estimated that the conversion native vegetation-pasture caused C losses of 0.34±0.03 Mg ha-1 yr-1, whilst the conversion pasture-sugarcane resulted in C gains of 0.16±0.04 Mg ha-1 yr-1 down to 0.3 m depth. Moreover, simulations showed C decreases of 0.19±0.04 Mg ha-1 yr-1 in sugarcane areas with straw removal for second-generation (2G) ethanol production. However, our analysis suggested that adoption of some best management practices can mitigate these losses, highlighting the application of organic amendments (+0.14±0.03 Mg C ha-1 yr-1). Overall, our study showed that the conversion of pastures to sugarcane has positive effects on SOM quantity and quality, increasing the C savings of Brazilian sugarcane ethanol. Moreover, our findings endorse the potential of sugarcane production to partially recover SOM in degraded pastures. However, most of these gains greatly depends on the high litter input in sugarcane fields under green management, and straw removal for 2G ethanol production is likely to potentially affect SOM in areas of sugarcane expansion in Brazil. Finally, based on land availability and positive effects on SOM, we believe that stakeholders involved with the governance of bioethanol expansion should consider ways to incentivize sugarcane expansion on degraded pastures in Brazil. / Alterações na matéria orgânica do solo (MOS) associadas à mudança de uso da terra (MUT) estão entre as principais fontes de incerteza em avaliações do ciclo de vida dos biocombustíveis. No Brasil, atualmente o maior produtor de cana-de-açúcar e o segundo maior produtor de bioetanol do mundo, os possíveis efeitos negativos da MUT geram questionamentos sobre a efetividade do bioetanol como uma opção sustentável. Grande parte da expansão da cana-de-açúcar ocorre em áreas de pastagem. Nesse sentido, conduziu-se um estudo no Centro-Sul do Brasil, a maior região produtora de cana-de-açúcar do mundo, objetivando-se avaliar os efeitos da MUT vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar na MOS. A principal hipótese é que a conversão de pastagens degradadas para o cultivo da cana-de-açúcar melhore a qualidade e a quantidade da MOS. A conversão da vegetação nativa para pastagem induz significativas perdas de C no solo (1,01 Mg ha-1 ano-1). Já a conversão dessas pastagens para cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C, a uma taxa de 1,97 Mg ha-1 ano-1 até 1m de profundidade. Além disso, avaliações da MOS restritas a camadas superficias relacionam-se a indesejáveis vieses em estudos de MUT. A principal diferença na composição molecular da MOS após a conversão de pastagens para cana-de-açúcar é o aumento na contribuição de formas menos estáveis de C, aspecto associado a alta adição de material vegetal ao solo em áreas de cana-de-açúcar sem queima. A conversão da vagetação nativa para pastagem diminui o C lábil (CL), bem como o índice de manejo de C (IMC), enquanto a conversão da pastagem para a cana-de-açúcar aumenta o IMC de acordo com todos os métodos avaliados. Nesse sentido, o método utilizado para quantificar o CL e o IMC é determinante ao se inferir sobre os efeitos da MUT na MOS. O modelo DayCent estimou que a conversão vegetação nativa-pastagem associa-se a perdas de C no solo de 0,34±0,03 Mg ha-1 ano-1, enquanto a conversão pastagem - cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C a 0,16±0,04 Mg ha-1 ano-1 na camada de 0-0,3 m. Além disso, simulações mostraram decréscimos de 0,19±0,04 Mg ha-1 ano-1 do C do solo nas áreas de cana-de-açúcar com remoção de palha para produção de etanol de segunda gereção (2G). No entanto, a adoção de algumas práticas de manejo podem mitigar essas perdas, com destaque para a aplicação de vinhaça e torta de filtro (+0,14±0,03 Mg C ha-1 ano-1). Nosso estudo mostrou que a conversão de pastagens para cana-de-açúcar apresenta efeitos positivos na qualidade e na quantidade da MOS, favorecendo o balanço de C do etanol brasileiro. Nossos resultados endorsam o potencial da cana-de-açúcar em recuperar, parcialmente, os estoques de C em pastagens degradadas. No entanto, esses ganhos são altamente dependentes da alta adição de resíduos vegetais nas áreas de cana-de-açúcar, e a remoção de palha para produção de etanol 2G poderá afetar a MOS em áreas de expansão. Por fim, com base na disponibilidade de áreas e nos efeitos positivos sobre a MOS, meios para estimular a expansão da cana-de-açúcar em áreas de pastagem degradadas no Brasil devam ser considerados.

Plantios mistos de eucalipto com leguminosas arbóreas vêm sendo estabelecidos a fim de aumentar os teores de nutriente no solo, e estimular a ciclagem biogeoquímica. Para tanto, este trabalho teve como objetivo avaliar alguns atributos microbianos e químicos do solo e serapilheira dos primeiros 20 meses de crescimento de uma segunda rotação de plantios puros e mistos de E. grandis e A. mangium. Foram coletadas amostras de solo e raízes (profundidade de 0-10 cm) e serapilheira aos 2, 7, 14 e 20 meses após o plantio dos seguintes tratamentos: monoculturas de A. mangium e E. grandis sem fertilização nitrogenada, monocultura de E. grandis fertilizado com N e plantio misto entre E. grandis e A. mangium (50E:50A). Dentre os atributos microbianos e bioquímicos do solo foram avaliados o C e N da biomassa microbiana, respiração basal, a atividade das enzimas desidrogenase, celulase, urease, fosfatase ácida, fosfatase alcalina, número de esporos e taxa de colonização de fungos micorrízicos arbusculares. Os atributos químicos do solo avaliados foram: C e N total do solo, P disponível, pH e umidade. Na serapilheira foram avaliadas as concentrações de C, N e P total. As informações obtidas revelaram que houve um efeito cumulativo recorrente da primeira rotação, principalmente na área plantada com A. mangium. Foi possível verificar que no inicio dos plantios florestais os teores de C e N total e P disponível no solo não se alteram drasticamente. Em contrapartida, os conteúdos totais desses elementos na serapilheira são extremamente dinâmicos, dissimilares entre os tratamentos e altamente relacionados com os atributos microbianos e bioquímicos do solo. A. mangium apresentou uma serapilheira com menor relação C/N e C/P, e essa característica se manteve quando ela foi planta com E. grandis, que também apresentou diminuição da relação C/N e C/P da serapilheira. Isso pode ter ocorrido em função ao estimulo da microbiota do solo, sobretudo das fosfatases e pela associação com das plantas com fungos micorrízicos arbusculares. Neste caso, presume-se que a A. mangium é a grande responsável por favorecer a maior atividade microbiana e colonização de FMA em E. grandis no plantio misto quando comparado com os plantios puros de E. grandis. As fosfatases ácida e alcalina foram os atributos microbianos que mais se alteraram com o desenvolvimento vegetal, mostrando a sensibilidade dessa variável aos sistemas de plantio. Estes resultados são informações importantes não apenas sobre a capacidade do plantio misto de E. grandis e A. mangium em maximizar a ciclagem de N e P, mas também sobre o conhecimento da dinâmica desses elementos e da microbiota do solo no inicio dos plantios florestais, fato este pouco abordado pela literatura. / Intercropped plantation between leguminous and eucalyptus has been establishment to increase soil nutrients content and stimulate the biogeochemistry cycling. This work aim evaluated some microbial and chemistry attributes of soil and litter in the early stages of the second rotation of mixed and pure plantations of E. grandis and A. mangium. Soil and roots samples (at 0-10 cm depth) and litter samples were collected at two, seven, 14, and 20 months after planting in the following treatments: monocultures of A. mangium and E. grandis, a monoculture of E. grandis with N-fertilizer, and an intercropped plantation with E. grandis and A. mangium (50E:50A). The intercropped plantation area was subdivided and soil samples collected around of the A. mangium and E. grandis individuals in order to compare the rhizosphere effects of each tree species within this treatment. The microbial and biochemistry attributes measured were: microbial biomass C and N, microbial respiration, metabolic quotient (qCO2), metabolic microbial, enzymatic activity (dehydrogenase, cellulase, urease, acid phosphatase and alkali phosphatase), spore diversity and density and root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi. The chemistry soil attributes evaluated were: Total C, total N, available P, pH and moisture. Total C, N and P litter were evaluated. There was a cumulative effect due the first rotation, mainly at A. mangium monoculture. Soil chemistry attributes (total C, total N and available P) were little altered in early stage of the plantations. However, litter attributes were extremely dynamics, dissimilar between treatments and correlated with the soil microbial attributes. A. mangium showed decrease of the litter C/N and C/P ratios (pure and intercropped plantation). In this case, E. grandis also decrease the litter C/N and C/P ratios when planted with A. mangium. Intercropped plantation stimulated the microbial activity, mainly the phosphatases and root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi. Thus, presumably A. mangium is the greater responsible to stimulate the soil microbial community in intercropped plantation, favoring E. grandis. Alkali and acid phosphatase were microbial attributes more drastically altered with plant development, showing the sensibility these variables. These results are important information not only about to intercropped plantation capacity for maximize N and P cycling, but also about the knowledge of the dynamic of these elements and the soil microbial in early stages of the forestry plantations, which is little reported to literature.

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No. of bitstreams: 1 freiberger_mb_dr_bot.pdf: 1663017 bytes, checksum: 79b257695de46e620dc8065c2ad772ce (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O estudo teve por principal objetivo avaliar o estoque de carbono (C), as alterações na quantidade de C microbiano, a qualidade da matéria orgânica (MO) e a emissão de CO2 em decorrência de aplicações de lodos de esgoto em área sob semeadura direta. A área experimental, que apresenta Latossolo Vermelho de textura argilosa e está localizada em Botucatu, SP, tem sido conduzida com os mesmos tratamentos desde 2002. Os resultados constantes no presente estudo, entretanto, foram obtidos no período de outubro de 2012 a outubro de 2014. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso em esquema fatorial 2 x 4, com quatro repetições. Os tratamentos correspondem à aplicação bienal de dois resíduos (lodo biodigerido – LB e lodo centrifugado – LC) em quatro doses: 0, 2, 4 e 8 Mg ha-1 (base seca) e o sistema de produção utilizado nesse período foi a sucessão soja / aveia-preta. Em cada um dos cultivos avaliou-se características nutricionais e de produtividade das culturas e a emissão de CO2 a partir do solo. Ao final do estudo foram coletadas amostras de solo para análise química básica, fracionamento da MO, C microbiano e estoque de C. A aplicação continuada de LC promoveu aumento do pH do solo e do teor de macronutrientes, principalmente Ca, bem como maior produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes na parte aérea da aveia-preta. O LC também promoveu maior acúmulo de C nas plantas e maior atividade dos microrganismos do solo, o que acarretou em maior teor de C da biomassa microbiana (até 390 mg kg-1 na camada superficial), maior decomposição de MO leve e, consequente maior fluxo de CO2 para atmosfera (de 4,8 a 6,2 µmol m-2 s-1). Aplicações de longa data de lodo de esgoto (LB ou LC) resultam no aumento do teor de micronutrientes no solo, a ponto de Cu, Fe, Mn e Zn se apresentarem em níveis que podem ser prejudiciais às plantas. A produtividade da soja foi maior (até 3.232 kg ha-1) quando do uso de doses de lodos equivalentes a 4,5 a 5,3 Mg ha-1. A aplicação de lodos de esgoto resulta em aumento dos teores de C orgânico total (até 19,8 g kg-1), C da fração particulada (até 0,88 g kg-1) e C associado a minerais (até 19,0 g kg-1) somente na camada superficial do solo. Dentre as substâncias húmicas, a fração humina foi a que mais contribuiu com o estoque de C no solo (até 13,8 g kg-1). Após seis aplicações de lodo de esgoto, independentemente da dose e tipo de lodo, o estoque de C no solo aumentou apenas na camada superficial, e correspondeu a 106,2 Mg ha-1. / The study had as main objective to evaluate carbon (C) stock, changes in the amount of microbial C, quality of the soil organic matter (SOM) and CO2 emission as affected by sewage sludge applications in area under no-till. The experimental area, which shows a clayey Rhodic Ferralsol and is located in Botucatu, SP, has been conducted with the same treatments since 2002. The results of the present study, however, were obtained in the period from October 2012 to October 2014. A complete randomized blocks design arranged in a 2x4 factorial scheme and with four replicates was used. The treatments are represented by biennial application of two sewage sludge types (biodigested sludge - BS and centrifuged sludge - CS) in four rates: 0, 2, 4 and 8 Mg ha-1 (dry basis). The cropping system used in the study was a soybean/black oat succession. Yield and nutritional aspects of crops and CO2 emissions from soil were evaluated in each one of the cultivations. At the end of the study, soil samples were collected for analysis of soil fertility, OM fractionation, microbial C and C stock. The continued application of CS increased the pH and macronutrient levels in the soil, mainly Ca, as well as increased dry matter production and nutrient accumulation in aerial part of black oat. CS application also promoted greater accumulation of C in plants and greater activity of soil microorganisms, which led to a greater level of microbial biomass C (up to 390 mg kg-1 in the superficial layer), greater decomposition of light OM and consequently greater CO2 fluxes to the atmosphere (from 4.8 to 6.2 µmol m-2 s-1). Long time applications of sewage sludge (either BS or CS) resulted in increase of micronutrients levels in the soil, up to the point of Cu, Fe, Mn and Zn reach levels that may be harmful to plants. The soybean yield was higher (up to 3,232 kg ha-1) when sludge rates equivalent to 4.5 to 5.3 Mg ha-1 were used. The long-term application of sewage sludge increases the levels of total organic C (up 19.8 g kg-1), particulate fraction of C (up to 0.88 g kg-1) and C associated with minerals (up 19.0 g kg-1) only in the superficial layers of soil. Among the humic substances, the fraction that most contributed to the soil organic C (up 13.8 g kg-1) was humin. After six sewage sludge applications, regardless of the rate and type of sludge, the soil C stock increased only in the surface layer, and in total corresponded to 106.2 Mg ha-1. / FAPESP: 2011/21276-9 / CNPq: 152725/2012-1

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-24Bitstream added on 2014-06-13T18:34:42Z : No. of bitstreams: 1 martins_mr_me_jabo.pdf: 875154 bytes, checksum: 45796fe2b99e06de29ac7820c0a96c73 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A adaptação do sistema de semeadura direta (SSD) depende da escolha adequada da seqüência de culturas, que devem contribuir para melhorar os atributos solo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de seqüências de culturas na agregação do solo e no teor de carbono orgânico e polissacarídeos em diferentes classes de agregados estáveis em água de um Latossolo Vermelho eutrófico sob SSD. Um experimento foi implantado em 2002 em Jaboticabal, SP. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de quatro seqüências de culturas de verão e sete culturas de inverno. As seqüências de culturas de verão, semeadas em outubro/novembro, foram: monocultura de milho; monocultura de soja; cultivos intercalados ano a ano de soja e milho; seqüência de cultivos de arroz/feijão/algodão/feijão. As culturas de inverno, semeadas em fevereiro/março, repetidas todos os anos nas mesmas parcelas, foram: milho, girassol, nabo forrageiro, milheto, feijão guandu, sorgo granífero e crotalária. A amostragem do solo foi realizada após o quarto ano de condução do experimento, em outubro de 2006. O cultivo de milho em monocultura no verão favoreceu a formação de agregados estáveis em água com diâmetro entre 6,30–2,00 mm e proporcionou o maior teor de COT e PAD nessa classe de tamanho de agregados. Isso indica que a influência das culturas sobre a estabilidade de agregados foi intermediada pelos teores de COT e PAD. Não foi verificada diferença na agregação do solo entre culturas de inverno utilizadas. Os maiores teores de COT, PST e PAD foram verificados nos agregados com diâmetro entre 2,00–1,00 mm e os menores teores nos agregados <0,25 mm. / A better performance of the no-tillage system in tropical regions depends on the choice of suitable crop sequences in summer and winter. These crops should contribute to improvement of soil properties. The objective of this work was to assess crop sequences effects on soil aggregation and organic carbon and polysaccharide contents in water-stable aggregate size classes of a Rhodic Oxisol under no-tillage. An experiment was established in Jaboticabal town, São Paulo state, in 2002. Treatments were constituted for a combination of four crop sequences in summer and seven crop sequences in the winter. Crop sequences in the summer were: corn monoculture (CC); soybean monoculture (SS); soybean/corn/soybean/corn sequence (SC) and rice/bean/cotton/bean sequence (RB), seeded in October/November. Winter crops were: corn, sunflower, oilseed radish, millet, pigeonpea, sorghum and sunn hemp, seeded in February/March. Soil sampling took place after forth year after experiment implantation, in October 2006. The MV sequence in summer increased the percentage of 6,30–2,00 mm water-stable aggregates and provided the highest total organic carbon and diluted-acid-extractable polysaccharides contents in the same aggregate size class. These results suggest that crop effects on soil aggregate stability can be mediated by total organic carbon and diluted-acid-extractable polysaccharides. The winter crops do not influence soil aggregation. The highest and lowest total organic carbon, total polysaccharides and diluted-acid-extractable polysaccharides contents was verified, respectively, in 2,00–1,00 mm and <0,25 mm water-aggregate soil size classes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The soil quality monitoring in planted forests, through the efficient use of indicators, is important for the non degradation of the soil by management practices and assessment of possible increases / decreases in the amount of carbon stored. The objective was to assess changes in carbon and nitrogen content and storage in total fractions (COT and NT), particulate (COP and NP) and minerals associated (COAM and NAM) in four Pinus taeda L. stands in the Campos de Cima da Serra-RS (CCS) and four of Pinus elliottii Engelm., in Depressao Central-RS (DC) under different conditions of soil and forest management. Control plots like references treatments were evaluated: natural field burned annually (CNQA) and Araucaria angustifolia Forest (FOM) in CCS; natural field harvested and not burned (CN) and a Seasonal Deciduous Forest (FED) in DC. In each of these areas, twelve samples of litter and twelve soil samples (sub-samples: 0-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm) were collected. In the laboratory, the physical fractionation and chemical analysis of soil was done, in relation to carbon and nitrogen in the different fractions obtained, pH and soil density, and C and N content in litter. In CCS, the areas with Pinus taeda reached the highest values of accumulated litter, proportional to time of the use area with the planting and also proportional of to the residues management adopted. The carbon accumulation in the litter was influenced by its biomass, with levels differed little between the areas with Pinus taeda and FOM, with minors in CNQA. The levels of N were higher in FOM and in the areas of Pinus taeda with original vegetation of FOM, for the CNQA and Pinus taeda in area originally CNQA. The carbon accumulation in the soil showed, for the total fraction, in areas where the predominance of biomass was burnt and withdrawal, the FOM and CNQA, respectively. The CNQA, in turn, showed the largest stockpiles of COP, along with the area of burning of biomass in the original area of FOM. The COAM was stored in greater quantity in the same areas of dominance of the TOC. The accumulation of carbon was associated with C-coal from burns and the litter additions, harvested collection and renewal of roots. The changes in the nitrogen levels was very similar to the carbon in depth and among treatments, occurring only a situation of consumption of N fraction of the mineral in the Pinus taeda. The Pinus taeda plantations in original area of FOM are predominant in the N accumulation as well as the FOM witness. Depending on their origin and constitution, the COP gives greater relations C/N. In the treatments studied in DC, the accumulation of litter was higher in areas with Pinus elliottii, but not proportional to plantations ages, according to differences in site quality. This aspect also influenced the low carbon content in the area of 24 years, even with greater accumulation of litter and average content of N. The potential for accumulation of carbon on the ground is higher in areas of forest plantations for witnesses. The pH values are higher in the surface layer of soil, for all treatments. Areas with Pinus elliottii cultivation, the pH are slightly smaller than the witnesses. In the soil of the areas in DC, the highest levels of carbon in both fractions, occurred in FED and the Pinus elliottii plantations, taking the ground the CN submitted the lowest levels. At the level of stocks, the FED went to conditions similar to other treatments (TOC), but was lower in the accumulation of COP. The levels of N in both fractions were higher in the soil of the FED, leaving the plantations of Pinus elliottii and CN levels with intermediaries. The CN and the FED accumulated more NT, and the area with 24 years old was showed the smaller stocks. The C / N relation showed higher values in the particulate fraction, mainly in areas with Pinus elliottii. In function of the small number of forest rotations in areas, in the two regions, the original soil characteristics of the soil still prevail, but already can see changes in terms of residues management and use of the natural vegetation. / O monitoramento da qualidade do solo em florestas plantadas, através do uso de indicadores eficientes, é importante para a não degradação do mesmo nas práticas de manejo e para a avaliação dos possíveis acréscimos/decréscimos na quantidade de carbono armazenado. Objetivou-se avaliar as variações no teor e estoque de carbono e nitrogênio nas frações total (COT e NT), particulada (COP e NP) e associada aos minerais (COAM e NAM), em quatro povoamentos de Pinus taeda L., nos Campos de Cima da Serra-RS (CCS) e quatro de Pinus elliottii Engelm., na Depressão Central-RS (DC) sob condições diferenciadas de solo e manejo florestal. Avaliou-se como testemunhas um campo natural queimado anualmente (CNQA) e uma Floresta Ombrófila Mista (FOM) nos CCS; campo natural roçado e não queimado (CN) e uma Floresta Estacional Decidual (FED) na DC. Em cada uma dessas áreas, doze amostras de serapilheira e doze de solo (subamostras: 0-10; 10- 20; 20-40 e 40-60 cm) foram coletadas. Em laboratório, foram realizados o fracionamento físico e a análise do solo, em relação ao carbono e nitrogênio nas diferentes frações obtidas, pH e densidade do solo, bem como do teor de C e N na serapilheira. Nos CCS, as áreas com Pinus taeda alcançaram os maiores valores de serapilheira acumulada, proporcional ao tempo de uso da área com plantio e também ao manejo adotado para os resíduos. O acúmulo de carbono na serapilheira foi influenciado pela biomassa da mesma, com teores pouco diferindo entre as áreas com Pinus taeda e FOM, sendo menores no CNQA. Os teores de N foram superiores na FOM e nas áreas de Pinus taeda com vegetação original de FOM, em relação ao CNQA e Pinus taeda em área originalmente CNQA. O acúmulo de carbono no solo mostrou, para a fração total, predomínio em áreas onde a biomassa de resíduos foi queimada e retirada, na FOM e CNQA, respectivamente. O CNQA, por sua vez, apresentou os maiores estoques de COP, juntamente com a área de queima de biomassa em área original de FOM. O COAM esteve armazenado em maior quantidade nas mesmas áreas de predomínio do COT. O acúmulo de carbono esteve associado ao C-carvão proveniente das queimas e às adições da serapilheira, resíduos de colheita e à renovação de raízes. A variação dos teores de nitrogênio foi muito semelhante à do carbono, em profundidade e entre os tratamentos, ocorrendo apenas uma situação de consumo de N da fração mineral no Pinus taeda. Os plantios de Pinus taeda em área original de FOM são predominantes no acúmulo de N, assim como a própria FOM testemunha. Em função da sua origem e constituição, o COP apresenta maiores relações C/N. Nos tratamentos estudados na DC, o acúmulo de serapilheira foi maior nas áreas com Pinus elliottii, mas não proporcional à idade dos plantios, em função de diferenças de qualidade de sítio. Esse aspecto também influenciou o baixo teor de carbono na área de 24 anos, mesmo com maior acúmulo de serapilheira e teor médio de N. O potencial de acúmulo de carbono sobre o solo é maior nas áreas com plantios florestais em relação às testemunhas. Os valores de pH são maiores na camada superficial do solo, para todos os tratamentos. As áreas com cultivo de Pinus elliottii têm pH levemente menores que as testemunhas. No solo das áreas na DC, os maiores teores de carbono, em ambas as frações, ocorreram na FED e nos plantios de Pinus elliottii, tendo o solo do CN apresentado os menores teores. Ao nível de estoques, o CN apresentou-se em condições semelhantes aos demais tratamentos (COT), mas foi inferior no acúmulo de COP. Os teores de N em ambas as frações foram superiores no solo da FED, ficando os plantios de Pinus elliottii e CN com teores intermediários. O CN e a FED estocaram mais NT, sendo a área de 24 anos a menor estocadora. A relação C/N apresentou valores maiores na fração particulada, principalmente nas áreas com Pinus elliottii. Em função do pequeno número de rotações de cultivo florestal realizadas nas áreas até então, nas duas regiões, as características originais do solo ainda prevalecem, porém já sendo possível perceber alterações em função da deposição de resíduos e do manejo realizado na vegetação.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 214329 bytes, checksum: 81d4e9290b3370fc5e7508c542c24c7d (MD5) Previous issue date: 2009-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The literature presents a great deal of controversy regarding increase and/or reduction of organic C supply in soil or of its fractions as a result of implantation of forest species. In this context, the physical methods for separation of soil organic matter (SOM), associated with the isotopic composition of C, allow the understanding of C alteration in soil and also in the different compartments of SOM, such as evaluation and quantification of possible entries of C through implanted culture and, in addition, the losses that the new cultivation brings about C derived from the former culture. This is facilitated when there is a vegetation substitution of C3 for C4, or the contrary, seeing that these plant metabolism presents differences of 13C, which in turn, affects the soil when this residue in left on the soil. Thus, the purpose of this work was to determine the C changes in fractions of organic matters in soils cultivated with eucalyptus. Samples of eucalyptus, pasture and native forest layers of 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm, in four repetitions, were collected. The selected uses were: native forest (NF), fifth rotation eucalyptus (Euc. 5R) eucalyptus in the first rotation at the age of five, (Euc. 1R5A) and adjacent pasture (Past. 1R5A) and also first rotation eucalyptus at the age of two (Euc. 1R2A) and adjacent pasture (Past. 1R2A) The collected samples were submitted to physical fractionation divided into two distinct fractions: particulate organic matter (POM) and mineral-associated organic matter (MAM). These fractions had their C and natural abundance of 13C analyzed by using a mass spectrometer (Continuous Flow Isotope Ratio MS). The data were analyzed considering a sampling design, and from these four repetitions, the average and respective standard errors were obtained for each of the soil layers and their different use. The contents were, in a general way, higher in NF, although, in some comparisons, these values were close to the ones under eucalyptus and pasture. The C contents of Euc. 5R and Euc. 1R5A were not as high as the ones under NF, while in the soil under Euc. 1R2A, these contents were similar or higher for the first collected layers. Among the uses of collected soil, NF and Euc. 5R presented the highest values of C for POM. The soils with Euc. 1R5A, Euc. 1R2A and Past. 1R5A presented the highest decrease, of C content in this fraction when compared to NF. The alteration of soil use resulted in expressive increase in C content of MAM in relation to NF, especially in areas under Euc. 1R5A, Euc. 1R2A, Past. 1R5A e Past. 1R2A. The natural abundance of 13C allowed the cycling rate measurement of POM and MAM fraction cyclings which were nearly, 8,33 e 0,5 % per year, respectively, indicating a greater sensibility of POM to the alterations in the soil use. / A literatura apresenta muita controvérsia no que se refere ao aumento e, ou, diminuição dos estoques de C orgânico no solo ou de suas frações devido à implantação de espécies florestais. Nesse contexto, os métodos físicos de separação da matéria orgânica do solo (MOS), aliados à técnica de composição isotópica do C permitem o entendimento da alteração que o C sofre no solo e nos diferentes compartimentos da MOS, tais como a avaliação e quantificação das possíveis entradas de C por meio da cultura implantada e, também, das perdas que o novo cultivo causa ao C do solo oriundo da cultura anterior. Tudo isso é facilitado quando ocorre a substituição de vegetação C3 por C4 ou o contrário, visto que o metabolismo dessas plantas apresenta discriminação diferenciada do 13C, diferença que também ocorre no solo quando esses resíduos são nele aportados. Assim, o objetivo desse trabalho foi determinar as mudanças do C nas frações da MO em solos cultivados com eucalipto. Foram coletadas amostras em solos com eucalipto, pastagem e mata nativa nas camadas de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm em quatro repetições. Os usos selecionados foram: mata nativa (MN), eucalipto na 5ª rotação (Euc. 5R), eucalipto na 1ª rotação aos cinco anos (Euc. 1R5A) e pastagem adjacente (Past. 1R5A) e também eucalipto na 1ª rotação aos dois anos (Euc. 1R2A) e pastagem adjacente (Past. 1R2A). As amostras coletadas foram submetidas a um fracionamento físico, dando origem a duas frações distintas: matéria orgânica particulada (MOP) e matéria orgânica associada aos minerais (MAM). Essas frações tiveram o C e a abundância natural de 13C analisados em espectrômetro de massas de razão isotópica de fluxo contínuo. Os dados foram analisados considerando-se um delineamento de amostragem, e, à partir das quatro repetições, foram obtidas as médias e os respectivos erros-padrão, para cada camada dos solos nos diferentes usos. Os teores de C foram, de modo geral, maiores nos solos sob a mata nativa, embora em algumas comparações esses valores tenham sido próximos daqueles sob o eucalipto e pastagem. Os teores de C do solo do Euc. 5R (Eucalipto na 5ª rotação) e Euc. 1R5A (Eucalipto 1ª rotação aos cinco anos de idade) foram menores que aqueles sob a MN (Mata nativa), enquanto para o solo sob o Euc. 1R2A (Eucalipto 1ª rotação aos doisanos de idade), esses teores foram semelhantes ou maiores para as primeiras camadas amostradas. Dentre os usos do solo amostrados, a MN e o Euc. 5R apresentaram os maiores teores de C na MOP. Os solos com o Euc. 1R5A, Euc. 1R2A e Past. 1R5A foram aqueles que apresentaram os maiores decréscimos dos teores de C nessa fração quando comparados à MN. A alteração do uso do solo acarretou aumentos expressivos nos teores de C da MAM em relação à MN, principalmente nas áreas sob o Euc. 1R5A, Euc. 1R2A, Past. 1R5A e Past. 1R2A. A abundância natural do 13C possibilitou o cálculo da taxa de ciclagem de ciclagem das frações MOP e MAM que foram de, aproximadamente, 8,33 e 0,5 % ao ano, respectivamente, indicando a maior sensibilidade da MOP às alterações de uso do solo.

Wetlands in tropical regions constitute an important frontier of knowledge due to the complexity of the mineralogical constituents of the biogeochemistry dynamic and the roles it plays in maintaining the Cerrado biome sustainability. Occur in these areas of topographic depression, hydromorphic soils, characterized by the condition of poor drainage and waterlogging. Already in Plains occur when replaying morphological patterns, characterized as lots of semielliptical lands and depressions, known as \'murundus fields . Two thoughts talk about their training, one that deals with the geomorphological origins of large heaps, describing them because of differential erosion of the land, and another that assigns to the biological origin, which would be promoted by mesofauna, primarily by termites, so cumulative usually. In the microregion of Uberlândia in the Triângulo Mineiro (MG) presents several murundus fields, in the transition between the plateau (drained) and areas of depression. The objectives of this research were to determine the biogeochemical aspects of morphological and murundus, from chemical, physical and biological indicators, and assessing the ability of mathematical models about the interactions and correspondence of variables and the optimization and simulation of indicators in a same catena. The data obtained from soil analysis reports sampled, correspond to open trenches in areas of murundus, plateaus, edge and center of the depression, surface and depth, and understand the complex sorptive, total oxides and textural aspects. The highest coefficients of significant response to organic matter in generalized linear model (GLM), were obtained in the areas of border and Central depression (10.14 and 11.84, respectively), but decrease quickly, varying greatly from one stratum to another deep (-7.45 and 5.01 of 51-100 cm, respectively). Although smaller significant coefficients observed in the GLM, to murundus areas in (8.13 of 00-20 cm; 5.57 of 21-50 cm), more uniform trend was observed as to the variation up to 100 cm (3.04 of 51-100 cm). The traces of the hydromorphy and bioturbation activity in the fields of large heaps are indispensable for understanding the dynamic character of heterogeneization of profile and primarily, of accumulation of organic matter and increase cargo complex on the ground. On the plateau, in all the proposed mathematical models, it has not been possible to observe significant response capacity to the levels of organic matter. Multivariate non-hierarchical models, contacted if more correspondence between the factors that make up the complex indicators sorption (grouped) and the areas represented by the environments with any trace of hydromorphy (mu, T1P2) or typically hydromorphic (bd, T1P3; cd, T1P4), reiterating the composition of the generalized linear model. As for the overlay simulation of responses, it was evidenced only strong resemblance between the murundus and the edges of the depression, as the behavior of the relationship Fe(OH)3/Al2O3. The results of simulation and optimization demonstrated that the murundus areas with better set of geomorphological attributes for MO content expression and values of CTC, under a minimum parameter range of Al2O3 (34.9487%) and a maximum range of Fe(OH)3 (9.2278%). / As áreas úmidas em regiões tropicais constituem-se em uma importante fronteira de conhecimento, devido à complexidade dos seus constituintes mineralógicos, da dinâmica biogeoquímica e dos papeis que desempenha na manutenção da sustentabilidade do bioma Cerrado. Ocorrem nessas áreas de depressão topográfica, os solos hidromórficos, caracterizados pela condição de má drenagem e encharcamento. Já em planícies ocorrem repetição de padrões morfológicos, caracterizados como montes de terras semielípticas e depressões, conhecidas como campos de murundus . Duas correntes discorrem sobre a sua formação, sendo uma que trata da origem geomorfológica dos murundus, descrevendo-os como resultado da erosão diferencial do terreno, e outra que atribui à origem biológica, que seria promovida pela mesofauna, principalmente pelos térmitas (cupins), de forma geralmente cumulativa. A microrregião de Uberlândia, no Triângulo Mineiro (MG), apresenta diversos campos de murundus, na transição entre o platô (bem drenado) e as áreas de depressão. Os objetivos desta pesquisa foram determinar os aspectos biogeoquímicos e morfológicos dos murundus, a partir de indicadores químicos, físicos e biológicos, e avaliar a capacidade de respostas de modelos matemáticos quanto às interações e correspondências de variáveis, e otimização e simulação de indicadores em uma mesma catena. Os dados obtidos à partir de laudos de análise dos solos amostrados, correspondem às trincheiras abertas nas áreas de platôs, murundus, borda e centro da depressão, em superfície e profundidade, e compreendem o complexo sortivo, óxidos totais e aspectos texturais. Os maiores coeficientes de resposta significativos para matéria orgânica no modelo linear generalizado (GLM), foram obtidos nas áreas de borda e centro de depressão (10,14 e 11,84, respectivamente), porém decrescem rapidamente, variando muito de um estrato para outro de profundidade (-7,45 e 5,01 de 51-100cm, respectivamente). Apesar de menores coeficientes significativos observados no GLM, para as áreas de murundus em superfície (8,13 de 00- 20 cm; 5,57 de 21-50cm), observou-se tendência mais uniforme quanto à variação até 100cm (3,04 de 51-100cm). Os traços da hidromorfia e da atividade de bioturbação nos campos de murundus são imprescindíveis para a compreensão do caráter dinâmico de heterogeneização do perfil e principalmente, de acumulação de matéria orgânica e incremento do complexo de cargas no solo. No platô, em todos os modelos matemáticos propostos, não foi possível observar capacidade de resposta significativa para os teores de matéria orgânica. Nos modelos multivariados não hierarquizados, contatou-se maior correspondência entre os fatores que compõem os indicadores do complexo sortivo (agrupados) e as áreas representadas pelos ambientes com algum traço de hidromorfia (mu, T1P2) ou tipicamente hidromórficos (bd, T1P3; cd, T1P4), reiterando a composição do modelo linear generalizado. Quanto à simulação de sobreposição de respostas, foi evidenciado forte semelhança apenas entre os murundus e as bordas da depressão, quanto ao comportamento da relação Fe(OH)3/Al2O3. Os resultados de simulação e otimização demonstraram que os murundus são áreas com melhor conjunto de atributos geomorfológicos para expressão dos teores de MO e valores de CTC, sob um parâmetro de mínima faixa de Al2O3 (34,9487%) e máxima faixa de Fe(OH)3 (9,2278%). / Doutor em Geografia

No Brasil, apesar do desenvolvimento mais acentuado na suinocultura, é na bovinocultura que se encontra o maior potencial para a digestão anaeróbia no tratamento de dejetos animais. O último Censo Agropecuário revelou uma tendência de concentração da criação de bovinos de leite e corte, além da migração para a região amazônica, resultando em maior pressão sobre a floresta nativa. Também evidenciou que a maior parte dos dejetos ainda é utilizada in natura. O aproveitamento em biodigestores dos dejetos coletáveis de um rebanho com aproximadamente 200 milhões de bovinos poderia resultar na auto-suficiência energética do setor agropecuário brasileiro. Os principais desafios encontram-se na dispersão destes resíduos e num entendimento limitado dos benefícios dos subprodutos da biodigestão, em especial o valor econômico e ambiental do biofertilizante. As ferramentas disponíveis costumam tratar separadamente as duas vertentes, uma energética associada ao biogás e a outra agronômica associada ao biofertilizante. Este trabalho apresenta uma abordagem original deste problema através do desenvolvimento de uma ferramenta que trata estas vertentes simultaneamente, através da simulação da dinâmica dos nutrientes no sistema solo-planta-animal. Partiu-se do modelo Century, tornando dinâmicos os parâmetros dos seus módulos GRAZING e OMAD (pastejo e adição de matéria orgânica, respectivamente). Para isso foram incorporadas rotinas que simulam o manejo dos animais, nutrição animal, manejo dos dejetos e digestão anaeróbia. O Modelo Century Modificado (MCM) foi capaz de simular a composição dos dejetos (carbono, nitrogênio e lignina), perda de nitrogênio no solo em função de diversas taxas de ocupação, o consumo dos animais em função da qualidade da espécie forrageira, entre muitos outros parâmetros. O MCM foi aplicado ao pastejo de braquiária por bovinos na zona da mata mineira (Coronel Pacheco), no período após a remoção da mata atlântica e conversão em pastagem e revelou que a biodigestão dos dejetos pode contribuir para a sustentabilidade econômica e ambiental dos bovinocultores de diversas formas. A redução das perdas de nitrogênio resulta em menor demanda de adubos nitrogenados e aumenta os benefícios e competitividade dos biodigestores. Na comparação com o manejo tradicional, verifica-se que os compartimentos ativos de C e N são fortemente impactados pela estratégia de manejo dos dejetos. O uso do MCM revela também que a digestão anaeróbia pode viabilizar maiores taxas de ocupação e a suplementação alimentar pode interferir com a estratégia de manejo dos dejetos. O modelo pode auxiliar em análises de emissões de gases de efeito-estufa, inclusive emissões entéricas, por incorporar a dinâmica de carbono em todos os componentes do sistema: solo, plantas e animais. Com parâmetros adequadamente escolhidos pode-se conduzir análises para qualquer região, não se limitando à região alvo do trabalho. / In Brazil, despite greater development with swine manure, anaerobic digestion finds its greatest potential in cattle sector when manure treatment is concerned. The last Livestock and Agriculture Census revealed a clear trend towards more concentrated milk and beef cattle breeding, besides migration to the Amazon Region, leading to higher pressure over the native forest. Also showed that manure is mainly used in natura. Collectable manure treatment with biodigesters considering a herd of approximately 200 million cattle heads would allow Brazilian livestock and agriculture sectors to be energetically self-sustainable. Main challenges are dispersion of manure availability and limited understanding of benefits associated with anaerobic digestion byproducts, especially digestate economic and environmental valuation. Available tools normally focus on two branches separately, one directed to energy associated to biogas and the other, agronomic, linked to the digestate. This thesis presents an original approach to this problem through the development of a tool that addresses these two branches simultaneously through the simulation of nutrients dynamics in soil-plant-animal system. Starting point was the Century Model, turning GRAZING and OMAD modules parameters into dynamic variables. New routines were developed and incorporated aimed at simulating herd evolution, animal nutrition, manure management and anaerobic digestion. The Modified Century Model (MCM) successfully simulated manure composition (carbon, nitrogen and lignin), soil nitrogen losses for different animal occupation rates and intake versus feed characteristics, among many other parameters. MCM was applied to brachiaria grazing by cattle at the zona da mata mineira (Coronel Pacheco) after Atlantic forest removal and revealed that anaerobic digestion can contribute to economic, energetic and environmental sustainability of cattle operations in many ways. Reduction of nitrogen losses leads to lower demand of nitrogenated fertilizers and increases the benefits and competitiveness of biodigestors. In comparison to traditional management, C and N active pools are strongly impacted by manure treatment strategies. MCM also shows that anaerobic digestion can lead to denser animal occupation rates and that supplements can impact manure management strategy. MCM can support greenhouse gases emission analysis, including enteric emissions, considering carbon dynamics in all related elements: soil, plants and animals. With parameters adequately chosen analysis can be developed for any region, not limited to the targeted region of this thesis.