Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work aims at assessing the nitrogen mineralization in aerobic and anaerobic conditions in an incubation experiment and monitoring the N level in plants by the use of chlorophyll meter in order to establish a critical value of the SPAD (Soil Plant Analysis Development) reading for flooded rice crop. Two studies were carried out being one in the lab, with incubation of different kinds of rainfed and lowland soils, in humid and flooded conditions. Nine evaluations of N-NH4 + e N-NO3 - content were carried out. Parallelly, an experiment in the greenhouse has been carried out by using the same soils in the same conditions as the rice crop. At the end of the experiment the green/dry matter, Nitrogen content in the plant tissue and accumulated Nitrogen were determined. For the second study, three field experiments were developed in the crops of 2006/07; 2007/08 and 2008/09, with flooded rice cultivars. For the experiment 1, six limits of values in the chlorophyll meter were established as treatment in the R0 stage and six doses for the 1st topdressing fertilization. Assessment with the chlorophyll meter was carried out and when necessary, nitrogen was applied in order to reach the pre-established reading values in R0. For the experiments 2 and 3, different doses of N were used for the 1st and the 2nd topdressing fertilization, one after the readings were done with chlorophyll meter. For the study 2 green/dry matter, N contend in the tissue and accumulated N were also determined. In study 1 the flooded soils presented the highest N-NH4 + contends released during the experiment. The highest N-NO3 - contends were lowland soils, once the soils presented the highest SOM contends, they also presented the highest contends of N-NH4 + and N-NO3 -. The accumulated N mineral at 102 day in the lowlands was higher when maintained under flood and rainfed when kept humid. The best correlation was obtained between the N-mineral contend and the accumulated N in the plant tissue. For the experiment 1 of the study 2 there was a linear reaction between values of the chlorophyll meter readings in R0 and the N contend in plants, however, the grain productivity had a quadratic behavior when related to the chlorophyll meter readings, being the estimated the critical value of the reading of 36 SPAD units in R0. For the experiments 2 and 3 of the study 2 there was effect of the 1st and the 2nd application of N demonstrated by the chlorophyll meter readings, nevertheless, as the time passed by the readings were similar for all treatments. The green and/or dry matter and the accumulated N responded linearly to the doses of N. there was no interaction effect for the doses of N in the grain productivity in both experiments and its answer was quadratic. The nutritional state evaluation of the plants by the chlorophyll meter, alone, is not a good indicator of the general conditions of the crop and the green or dry matter might help in the interpretation of the results for a better adjust in the topdressing N fertilization. / O objetivo desse trabalho foi avaliar a mineralização de N em condições aeróbicas e anaeróbicas em experimento de incubação e monitorar o nível de N nas plantas com o uso clorofilômetro para estabelecer um valor crítico de leitura SPAD (Soil Plant Analysis Development) para a cultura do arroz irrigado. Foram desenvolvidos dois estudos, sendo o estudo 1 em laboratório, com incubação de diferentes tipos de solos de sequeiro e de várzea, em condições úmidas e alagadas. Foram realizadas nove avaliações dos teores de N-NH4 + e N-NO3 -. Paralelamente, foi desenvolvido um experimento em casa-de-vegetação utilizando-se os mesmos solos nas mesmas condições com o cultivo de arroz. Ao final do experimento determinou-se a matéria verde/seca, teor de N no tecido das plantas e N acumulado. Para o estudo 2 foram desenvolvidos três experimentos a campo, nas safras 2006/07; 2007/08 e 2008/09, com cultivares de arroz irrigado. Para o experimento 1 como tratamentos foram préestabelecidas seis faixas de valores de leitura do clorofilômetro no estádio R0 e seis doses para a 1ª adubação de cobertura. Foram realizadas avaliações com o clorofilômetro e, quando necessário, foi aplicado N para atingir os valores de leitura pré-estabelecidos em R0. Para os experimentos 2 e 3 foram utilizadas diferentes doses de N para a 1ª e 2ª adubação de cobertura, sendo posteriormente realizadas as leituras com o clorofilômetro. Para o estudo 2 também foram determinados a matéria verde/seca, teor de N no tecido das plantas e N acumulado. No estudo 1 os solos alagados apresentaram os maiores teores de N-NH4 + liberados durante o experimento. Os maiores teores de N-NO3 - foram para os solos de várzea úmidos, sendo que os solos que apresentaram maiores teores de MOS, apresentaram também maiores teores de N-NH4 + e NNO3 -. O N mineral acumulado aos 102 dias nos solos de várzea foi maior quando mantidos sob alagamento e nos de sequeiro quando mantidos úmidos. A melhor correlação foi obtida entre o teor de N-mineral e o N acumulado no tecido das plantas. Para o experimento 1 do estudo 2 houve relação linear entre os valores de leituras do clorofilômetro em R0 e o teor de N das plantas, entretanto, a produtividade de grãos teve um comportamento quadrático quando relacionadas com as leituras do clorofilômetro, sendo estimado o valor crítico de leitura de 36 unidades SPAD em R0. Para os experimentos 2 e 3 do estudo 2 houve efeito da 1ª e 2ª aplicação de N evidenciado pelas leituras do clorofilômetro, porém com o passar do tempo as leituras foram semelhantes para todos os tratamentos. A matéria verde e/ou seca e N acumulado responderam linearmente às doses de N. Não houve efeito de interação para as doses de N na produtividade de grãos de ambos experimentos e a resposta desta foi quadrática. A avaliação do estado nutricional das plantas pelo clorofilômetro, isoladamente, não é um bom indicador das condições gerais da lavoura, podendo a matéria verde ou seca ajudar na interpretação dos resultados para um melhor ajuste na adubação de N em cobertura.

O cultivo de pinhão manso é indicado como uma opção multi-propósito já que além de ser utilizado como matéria-prima para produção de biodiesel, reduzindo as emissões de gases do efeito estufa (GEE) quando este biocombustível é utilizado em substituição aos combustíveis fósseis, também pode estocar C no solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de sequestro de C no solo em cultivos de pinhão manso, bem como as alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS). Para tanto, foram quantificados os estoques de C e N do solo e os fluxos de GEE em cultivos de pinhão manso. O cálculo das taxas de sequestro de C no solo foi efetuado pela diferença entre o acúmulo de C no solo e as emissões de GEE, expressos em C equivalente (C-eq). A qualidade da MOS foi avaliada por meio da análise isotópica, fracionamento físico, índice de manejo do C (IMC), grau de humificação (HFIL) e teores de C e N na biomassa microbiana. A conversão da vegetação nativa em agroecossistemas alterou a quantidade e composição da MOS nos biomas Cerrado, Mata Atlântica e Caatinga, especialmente nas camadas superficiais. O cultivo de pinhão manso manteve os teores e estoques de C e N do solo, independentemente do uso da terra anterior (pastagem, milho ou vegetação nativa), com tendência de aumento em função do tempo de cultivo da cultura. Adicionalmente, a análise isotópica do C e N demostrou que a partir de dois anos de cultivo do pinhão manso há mudanças na composição da MOS. As contribuições do C derivado dos resíduos vegetais do pinhão manso para o C total do solo atingiram 11,5% após 7 anos de cultivo, na camada 0-30 cm. O cultivo de pinhão manso aumentou os teores de C nas frações da MOS, o IMC e os teores de C e N da biomassa microbiana em função do tempo de implantação da cultura, o que evidencia o potencial de melhoria da qualidade da MOS desse sistema a longo prazo. O HFIL foi menor nas áreas de pinhão manso em relação à vegetação nativa, indicando que os incrementos nos teores de C nessas áreas estão associados ao aumento da matéria orgânica menos estável e que a preservação seletiva não é o principal mecanismo de acumulação de C em solos sob pinhão manso. Os fatores de emissão de N2O variaram de 0,21 a 0,46% para doses inferiores à 150 kg ha-1, sendo emitidos 0,0362 Mg ha-1 ano-1 de C-eq quando aplicada a dose média usual no cultivo de pinhão manso (75 kg ha-1 ano-1). O balanço anual entre o acúmulo de C no solo e a emissão dos GEE mostrou que o cultivo de pinhão manso por 7 anos produz saldo positivo, que significou um sequestro de 0,6 Mg ha-1 ano-1 em C-eq. O presente estudo é pioneiro no Brasil e os resultados gerados nesta pesquisa são base para a análise de ciclo de vida do pinhão manso como matéria prima para a produção de biodiesel. / Jatropha cultivation is pointed as a multipurpose option whether is used for biodiesel production reducing greenhouse gases (GHG) emissions when replaces the need for fossil fuels, and also for storing C in the soil. The overall objective of this work was to evaluate the C sequestration potential of soil cultivated with Jatropha, as well as the variations in soil organic matter (SOM) quality. Therefore, C and N stocks were determined and GHG fluxes were measured in Jatropha cultivation. The difference between results from soil C storage and GHG emissions were used to calculate the C sequestration rates, defined as the C-equivalent (C-eq). SOM quality was assessed by isotopic analysis, physical fractioning, C management index (CMI), humufication degree (HFIL) and microbial C and N content. Land use change from native vegetation to agroecosystems altered the amount and composition of soil organic matter located in biomes of Cerrado, Atlantic Forest and Caatinga, especially within the surface layers. Jatropha cultivation preserved soil N and C stocks and contents, regardless of previous land use management (pasture, maize or native vegetation), proning to increase with cultivation time. Additionally, the isotopic analysis of C and N showed changes in SOM after two years with Jatropha cultivation. After 7 years of cultivation, the contribution of carbon derived from Jatropha residues to the total amount of the element stored within the 0-30 cm layer of soil reached 11.5%. The Jatropha cultivation increased the C contents in SOM, the CMI and microbial C and N contents along with cultivation time, which highlights the potential of Jatropha cultivation to improve SOM quality in the long term. HFIL of the areas with Jatropha cultivation showed lower values compared to the native vegetation. This indicates the increments of C contents for the areas planted with Jatropha are associated to the increase of the less stable portion of SOM and that the selective preservation is not the main mechanism responsible for C accumulation in soils under Jatropha cultivation. The N2O emission factors ranged from 0.21 to 0.46% for the doses up to 150 kg ha-1. Considering the average N fertilization rates applied annually in comercial Jatropha cultivation (75 kg ha-1 yr-1), the crop is responsible for the emission of 0.0362 Mg ha-1 yr-1 of C-eq. Moreover, the annual balance between soil C storage and GHG emission indicated that Jatropha cultivation for 7 years is able to contribute to the carbon sequestration accounting for 0.6 Mg ha- 1 yr-1 of C-eq stored in the soil. This study is pioneer in Brazil and the results generated in this research are basis for life cycle analysis of the Jatropha as a feedstock for biodiesel production in Brazil.

Até a década de 80, os resíduos florestais eram vistos apenas como empecilho para as operações de reforma das plantações de eucalipto. Este fato motivou a queima e a incorporação desses resíduos. Tinham-se também o conceito de que o eucalipto necessitava de um preparo de solo intensivo para atingir boas produtividades. Atualmente esses conceitos não existem mais, e todas as áreas florestais são estabelecidas sob o sistema de cultivo mínimo do solo, porém pressões quanto à utilização desses resíduos vêm surgindo. Com as restrições da compra de terras e as elevações dos preços dos combustíveis fósseis, esses resíduos estão sendo vistos como fonte alternativa de energia nas indústrias. Apesar de ser uma fonte de energia renovável, os benefícios da manutenção desses resíduos no campo não podem ser esquecidos. Este estudo mostra que áreas manejadas sob o sistema de cultivo mínimo, apresentam a mesma produção de madeira que áreas manejadas sob sistema de cultivo intensivo. A principal vantagem da manutenção dos resíduos florestais sobre o solo, que resulta em ganhos de produtividade em curto prazo, é a redução na exportação de nutrientes. Por esse motivo, quando esses resíduos são removidos, maiores investimentos com fertilização devem ser efetuados. Para considerar esses aspectos, foi efetuado também um balanço financeiro da remoção desses resíduos. Quando se considera apenas o custo da reposição nutricional, em muitos casos, torna-se viável a remoção desses resíduos, porém outros benefícios da manutenção dos resíduos florestais não devem ser esquecidos. A proteção do solo contra erosão, a redução da evaporação da água na superfície do solo, o aumento do conteúdo e da qualidade da matéria orgânica do solo são benefícios da manutenção dos resíduos que não resultam em ganhos de produtividade em curto prazo e são de difícil valoração financeira, mas são extremamente importantes. Foi observado que a remoção dos resíduos florestais reduz em 50% o carbono orgânico oxidável da camada superficial do solo, e que 75% dessa redução ocorrem nas frações mais lábeis. Este estudo objetivou também entender a dinâmica e os fatores que interferem na decomposição dos resíduos florestais. Foi observado que nos tratamentos que foram mantidas sobre o solo apenas a serapilheira, a omissão de N e P na formação do povoamento de eucalipto, não influenciou a velocidade de decomposição desses resíduos, pois não foi observado mudanças nas características químicas desses. A ausência de calagem reduziu a taxa de decomposição inicial dos resíduos florestais. A taxa média de decomposição dos resíduos florestais foi de 0,8. Não foram observadas grandes alterações na disponibilidade de nutrientes do solo em função da decomposição dos resíduos florestais, pois logo que os nutrientes são disponibilizados, esses são rapidamente absorvidos pelas árvores, não modificando a fertilidade do solo. / Until the yers 80 forest residues were only seen as an impediment to reform operations of eucalyptus plantations. This fact led to the burning and incorporation of these residues. They had also the concept that eucalyptus needed an intensive soil preparation to achieve good yields. Currently these concepts no longer exist, and all forest areas are established under minimum tillage system of soil, but pressures on the use of these wastes are emerging. With the restrictions on land purchases and increases in the prices of fossil fuels, these wastes are being seen as an alternative source of energy in industries. Despite being a renewable energy source, the benefits of maintaining these residues in the field can not be forgotten. This study shows that areas managed under minimum tillage system, have the same timber production that managed areas under intensive cultivation system. The main advantage of the maintenance of forest residues on the soil, resulting in productivity gains in the short term is the reduction in the export of nutrients. Therefore, when these residues are removed, greater investment should be made with fertilization. To consider these aspects was also made a financial removing these residues. When considering only the cost of nutritional replacement, in many cases it is feasible to remove these residues, but other benefits of maintaining forest residues should not be forgotten. The protection of soil against erosion, reduction of evaporation of water on the road surface, increasing the content and quality of soil organic matter, the maintenance benefits are residues which do not result in gains in productivity are short and valuation difficult, however are extremely important. It has been observed that removal of forest residues reduces by 50% the oxidizable organic carbon from the surface layer of the soil, and that 75% of the reduction occurs in the more labile. This study also sought to understand the dynamics and the factors that influence the decomposition of forest residues. It was observed that the omission of N and P in the formation of a stand of eucalyptus did not influence the rate of decomposition of the waste, which was kept on the ground only litter because it was not observed changes in the chemical characteristics of this. The absence of liming reduced the initial rate of decomposition of forest residues. The average rate of decomposition of forest residues was 0.8. There were no major changes in the availability of soil nutrients due to the decomposition of forest residues as soon as nutrients are available, these are quickly absorbed by the trees, not modifying soil fertility.

A concentração atmosférica dos gases do efeito estufa (GEE), como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), tem aumentado significativamente desde o início da Revolução Industrial e a agricultura contribui de maneira expressiva para este aumento. O solo é um importante reservatório de carbono (C) e nitrogênio (N) e, em função do manejo, parte deste reservatório pode ser liberado para a atmosfera e contribuir para o aumento da concentração de GEE. Contudo, algumas práticas de manejo favorecem o aumento dos estoques de C e N no solo e são de grande importância para mitigar o aquecimento global. O sistema de colheita da cana-deaçúcar sem queima da palhada é uma prática que aumenta a deposição de resíduos sobre a superfície e afeta os estoques de C e N no solo, enquanto a adubação nitrogenada pode influenciar nas emissões de CO2 e N2O. A primeira etapa deste trabalho comparou os estoques de C e N totais e os teores de C na biomassa microbiana do solo em áreas de cana-de-açúcar colhidas com e sem queima da palhada. Nas profundidades 0-10 cm e 10-20 cm, os estoques de C e N foram maiores para o manejo sem queima. Na camada 0-30 cm, os estoques de C representaram 60 e 53 % e os de N representaram 55 e 50 % dos estoques totais acumulados na camada 0-100 cm, para as áreas sem queima e com queima, respectivamente. Em função da adoção do manejo sem queima a taxa de acúmulo de C no solo foi de 0,7 Mg ha-1 ano-1, enquanto o N apresentou uma taxa de redução de 0,25 Mg ha-1 ano-1. Os teores microbianos de C entre 0 e 20 cm de profundidade variaram de 184,20 a 349,27 mg kg-1 nas áreas sem queima e de 198,85 a 291,77 mg kg-1 nas áreas com queima. O tempo de adoção do sistema sem queima favoreceu o aumento do conteúdo de C microbiano no solo. A segunda etapa deste trabalho consistiu na avaliação das emissões de GEE em função da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar. Foram realizados três experimentos, onde se comparou o efeito de duas fontes de N mineral: uréia e nitrato de amônio. Em condições de laboratório, testaram-se as doses de 60, 80 e 120 kg ha-1 de N. Foram observadas influências das fontes e doses de N nas emissões de N2O, sendo as maiores emissões associadas à uréia. Em condições de campo, testando as doses de 60, 90, 120 e 180 kg ha-1 de N, observou-se maiores emissões para o nitrato de amônio nas maiores doses. Um terceiro experimento, conduzido no campo, avaliou a influência destas mesmas fontes e doses de N nas emissões de CO2. Alterações nas emissões de CO2 foram observadas apenas em parcelas que receberam adição de uréia, embora a variabilidade dos dados tenha sido grande, comprometendo o ajuste da curva de regressão. / Concentrations of greenhouse gases (GHG), such as carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O), have increased since Industrial Revolution and the agricultural sector significantly contributes to the mentioned increase. Soils are important sinks of carbon (C) and nitrogen (N) and management practices could release part of these pools to the atmosphere and contribute to the increase of GHG concentrations in the atmosphere. However, some management practices promote increase in soil C and N stocks and are very important in mitigating global warming. No burning sugarcane harvest system is a practice that increases straw deposition at the soil surface and affects soil C and N stocks, while nitrogen fertilization could influence CO2 and N2O emissions from soils. The first part of this work compared C and N stocks and microbial biomass C content in sugarcane areas harvested with and without straw burning. In the 0-10 cm and 10-20 cm layers, C and N stocks were higher under no-burning system. In 0-30 cm layer, C stocks represented 60 and 53 % and N stocks accounted for 55 and 50 % of the total stocks accumulated in 0-100 cm depth, for areas under no-burning and burning systems, respectively. Due to no-burning adoption, soil C accumulation rate was 0.7 Mg ha-1 year-1, while N presented losses of 0.25 Mg ha-1 year-1. Carbon content in the microbial biomass for the 0-20 cm depth varied from 184.20 to 349.27 mg kg-1 at no-burning areas and from 198.85 to 291.77 mg kg-1 at burning sites. The period of time under no-burning favored an increase in the soil microbial C. The second part of this work consisted in the evaluation of GHG emissions from nitrogen fertilization under sugarcane cultivation. Three experiments were carried out, where the effects of two mineral N sources were compared: urea and ammonium nitrate. At laboratory conditions, the rates of 60, 80 and 120 kg ha-1 N were evaluated. Influences of sources and rates of N addition to the N2O emissions were observed and the greater emissions were associated with urea. At the field conditions, testing rates of 60, 90, 120 and 180 kg ha-1 of N, showed greater emissions for ammonium nitrate at the bigger rates. A third experiment, carried out under field conditions, evaluated the influences of the same N sources and addition rates in the CO2 emissions. Alterations in the emissions were observed only in plots that received urea, despite the large data dispersion, which compromises the regression adjustment.

O desmatamento e conseqüente uso da terra para pecuária e agricultura são as principais atividades causadoras das emissões de gases do efeito estufa no território brasileiro. Nos últimos 30 anos essa prática tem sido mais intensa no arco do desmatamento da Amazônia, e em particular, nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Atualmente, essa região se constitui na maior área de expansão agrícola do mundo e por isso, faz-se necessário avaliações mais aprimoradas das emissões de gases do efeito estufa. Para avaliar essas emissões é necessário inicialmente, estimar os estoques de carbono do solo e vegetação, antes da intervenção humana. O objetivo desta pesquisa foi estimar os estoques de carbono dos solos dos Estados de Rondônia e Mato Grosso e assim, auxiliar nos cálculos futuros da emissão de gases do efeito estufa devido à mudança do uso da terra. A presente estimativa foi efetuada através das seguintes etapas: constituição de uma base de dados georreferenciados com informações compiladas da literatura, estimativa das densidades dos solos para os perfis onde essa informação é inexistente, padronização das camadas de solos avaliadas através ajuste vertical da profundidade do perfil e finalmente, cálculo dos estoques de carbono do solo. A superfície dos estados de Rondônia e Mato Grosso foi dividida em 11 ecorregiões geradas através da sobreposição de mapas temáticos sobre solos, clima, vegetação nativa, topografia entre outros utilizando-se um Sistema de Informação Geográfica. Essa divisão em ecorregiões é uma recomendação do manual, produzido pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, que trata dos procedimentos oficiais para estimativa de emissão de gases do efeito estufa em nível nacional. As estimativas dos estoques de carbono foram efetuadas para cada um dos 15 grupos de solos existentes para cada uma das 11 ecorregiões. Os estoques médios de carbono dos solos (expressos em kg C m-2) para cada ecorregião apresentaram os seguintes valores: Alto Xingu (8,7); Bacia Sedimentar do Paraná (9,6); Chapada dos Parecis (12,3); Depressão Araguaia (6,7); Depressão Cuiabá-Paranatinga e região Serrana (10,4); Depressão Guaporé (15,2); Nordeste do Mato Grosso (11,2); Norte do Mato Grosso (9,8); Norte de Rondônia (8,7); Pantanal (7,5) e Rondônia Central (10,4). A integração dos cálculos dos estoques de carbono dos solos de cada uma das 11 ecorregiões que cobrem 1.128.000 km-2 aponta valores de 5,7±0,7 Pg C e 10,4±1,3 Pg C, respectivamente para as camadas 0-30 cm e 0-100 cm. Considerando apenas a camada 0-100 cm pode-se inferir que o total de 10,4 Pg C representa 0,7% do total de carbono estocado nos solos do globo (1576 Pg C). Esse valor é expressivo uma vez que estão concentrados em uma área de 1,12 milhões de km-2, ou seja, 0,008% da superfície total (cerca de 135,21 milhões de km2) dos solos do mundo. As informações aqui geradas são fundamentais para o projeto temático em desenvolvimento no Laboratório de Biogeoquímica Ambiental do CENA/USP, que trata das emissões de CO2 para atmosfera, geradas a partir da decomposição da matéria orgânica devido ao desmatamento e uso agrícola do solo nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. / Deforestation and consequent land use for agriculture and husbandry are the main activities that cause greenhouse gas emissions in the Brazilian territory. In the last 30 years these practices have been more intense at the Amazon deforestation arch, particularly in the States of Rondônia and Mato Grosso. Presently, the region represents the largest area of agricultural expansion in the world; therefore, it is necessary to better assess its greenhouse gas emissions. In order to evaluate those emissions it is initially necessary to estimate carbon stocks in soils and vegetations, previously to human intervention. The main objective of the present research was to estimate soil carbon stocks for Rondônia and Mato Grosso states and then assist in the future calculations of greenhouse gas emissions due to land use change. The present estimates were performed by developing the following tasks: constitution of a georreferenced data base with information compiled from the literature, estimate soil bulk density for profiles in which this information does not exist, standardization of soil layers through vertical adjustment of soil profile depth and finally, calculation of soil carbon stocks. The surface of Rondônia and Mato Grosso states was divided in 11 ecoregions generated by overlying thematic maps of soils, climate, native vegetation, topography and others through a Geographic Information System. This division in ecoregions is a recommendation from the guideline produced by the Intergovernmental Panel on Climate Change, that brings the official procedures to estimate the greenhouse gas emission for national scales. The soil carbon stock estimates were done for each one of the 15 soil groups in each of the 11 ecoregions. The mean soil carbon stocks (expressed in kg C m-2) for each ecoregion presented the following values: Alto Xingu (8.7); Bacia Sedimentar do Paraná (9.6); Chapada dos Parecis (12.3); Depressão Araguaia (6.7); Depressão Cuiabá-Paranatinga e região Serrana (10.4); Depressão Guaporé (15.2); Nordeste do Mato Grosso (11.2); Norte do Mato Grosso (9.8); Norte de Rondônia (8.7); Pantanal (7.5) e Rondônia Central (10.4). The integrated soil carbon stock calculations of each one of the 11 ecoregions that cover 1.128.000 km-2 showed values of 5.7±0.7 Pg C and 10.4±1.3 Pg C, for the 0-30 cm and 0-100 cm soil layers, respectively. Considering only the 0-100 cm soil layer it is possible to infer that the total of 10.4 Pg C represents 0.7% of the total carbon stored in the world soils (1576 Pg C). This is a meaningful value since it is concentrated in an area of 1.12 million km-2, i.e., 0.008% of the global soil surface (about 135.21 million km2). The information generated in the present research is essential for the thematic project that has been carried on by the Laboratório de Biogeoquímica Ambiental - CENA/USP, related to the CO2 emissions to the atmosphere, generated from soil organic matter decomposition due to deforestation and agricultural use of soils from Rondônia and Mato Grosso states.

O estado do Acre está localizado no extremo oeste do Brasil, ocupando uma região que teve grande influência geológica da cordilheira dos Andes. Os solos apresentam características pedológicas bem distintas das encontradas no restante da Amazônia brasileira, predominando Cambissolos, Luvissolos e Argissolos, geralmente eutróficos, jovens e pouco intemperizados. Pouco se sabe sobre o impacto do uso da terra sobre a matéria orgânica nestas condições de solo. Os objetivos deste trabalho foram: Estimar o estoque de carbono das principais classes de solos do Estado do Acre e comparar com estudos feitos para região amazônica. Avaliar o efeito da mudança no uso e cobertura da terra sobre o estoque de carbono e composição isotópica da matéria orgânica em duas condições de solo no Acre. Para alcançar os objetivos o trabalho foi executado em duas escalas, regional e local. No primeiro caso, foram estimados os estoques de carbono até um metro de profundidade, utilizando um mapa de solos na escala 1:1.000.000 e dados analíticos de perfis de levantamentos pedológicos realizados na região. No segundo caso foram determinados a concentração de carbono, d13C e densidade do solo de amostras coletadas em pastagens de 12-15 anos, 20 anos e floresta, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 50-60, 70-80 e 90-100 cm, em Argissolo (bem drenado) e Luvissolo (mal drenado). Os solos do Acre armazenam em torno de 1 Pg (1 Pg = 1015 g) de carbono no primeiro metro de profundidade, cerca de 75 % deste valor concentra-se nos primeiros 30 cm. Os solos do Acre apresentam menor concentração de carbono (média 6,5 kg m-2) quando comparados com a média dos solos da Amazônia, embora apresentem melhor fertilidade. A principal razão para este resultado é a maior taxa de decomposição da matéria orgânica nestes solos devido aos constantes ciclos de seca e umedecimento. Estes ciclos estão associados a interação entre o regime pluviométrico e as características físicas (principalmente estrutura) incipientes destes solos, que fazem com que ocorra um lençol freático suspenso que oscila no perfil do solo, podendo chegar até a superfície do mesmo. A mudança no uso da terra alterou de maneira distinta os estoques e a dinâmica da matéria orgânica em Argissolos (bem drenados) e Luvissolos (mal drenados). As pastagens sobre Luvissolos apresentaram maior estoque de carbono (média de 8,4 kg m-2 até 1 m de profundidade), entretanto, os dados isotópicos mostraram que a maior parte deste carbono era remanescente da floresta e uma pequena proporção foi introduzida pela pastagem (< 40 % na camada 0-5 cm da pastagem de 20 anos). O inverso ocorreu com pastagens sobre Argissolos que apresentaram menor estoque (média de 6,4 kg m-2 até 1 m de profundidade) e grande proporção de carbono da pastagem (> 70 % na camada 0-5 cm da pastagem de 20 anos). Os resultados acima sugerem que: 1) A taxa de decomposição do carbono em Luvissolos é menor que em Argissolos, e o tempo de residência da meteria orgânica maior. Os Argissolos tendem a perder muito mais carbono com a mudança no uso e cobertura da terra. 2) A produtividade da pastagem é baixa sobre Luvissolos, indicando que alem da fertilidade do solo outras características, como estrutura, devem ser consideradas para definição das praticas de manejo que objetivam a obtenção de melhor desempenho da gramínea. / The State of Acre is located in the extreme west of Brazil, occupying an area that had great geological influence from the mountain chain of Andes. The soils present pedologic characteristics very different from the ones found in the remaining of Brazilian Amazon, prevailing Inceptisols, Alfisols, and Ultisols, generally eutrophic, young and little weathered. Not much is known about the impact of the use of the earth on the organic matter in these soil conditions. This work had as objectives to estimate the stock of carbon of the main classes of soils of the State of Acre and to compare with studies carried out for the Amazon area. To evaluate the effect of the change in the use and covering of the earth on the stock of carbon and isotopic composition of the organic matter in two soil conditions in Acre. To reach the objectives the work was performed in two scales, local and regional. The first case estimated the stocks of carbon up to one meter deep, using a map of soils in the scale 1:1.000.000 and analytic data of pedologic profiles accomplished in the area. The second case determined the concentration of carbon, d13C and density of the soil of samples collected at 12-15, 20 year-old pasture lands, and forest in the depths 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 50-60, 70-80 e 90-100 cm, in Ultisols (well drained) and Alfisols (poorly drained). The soils of Acre store around 1 Pg of carbon in the first meter of depth, around 75% of this value is concentrated on the first 30 cm. The soils of Acre present smaller concentration of carbon (6.5 kg m-2, average) when compared with the average of the soils of the Amazon, although they present better fertility. The main reason for this result is the large rate of incident decomposition on these soils due to the constant drought cycles and moistening. These cycles are associated with the physical characteristics (mainly structure) incipient of these soils that impede the percolation of the pluvial waters saturating very quickly and favoring superficial flow off. As the water concentrates on the surface of the soil, it tends to evaporate easily. The effect of the change in the covering and land use on stock and dynamics of the organic matter of the soils happens differently in Ultisols (well drained) and Alfisols (poorly drained). In the two conditions of soils there was a tendency to decrease the total stock of carbon and increase carbon of C4 origin, however, in Ultisols it was very stressed. Pasture lands on Alfisols presented larger stock of carbon (average of 8.4 kg m-2 to 1 m), however, the data of d13C showed that most of carbon was remaining of the forest and a small proportion was introduced by the pasture land (< 40 % to 0-5 cm in 20 yr old pasture). The inverse fact occurred with pasture lands on Ultisols that presented smaller stock (average of 6.4 kg m-2 to 1 m) and great proportion of carbon of the pasture land (> 70 % to 0-5 cm in 20 yr old pasture). This result suggests two conclusions. 1) the rate of carbon decomposition in Alfisols is smaller than in Ultisols, and the time of residence of the organic matter is larger. Ultisols tend to lose carbon more readily with the change in the land use and covering of the land. 2) pasture productivity is low on Alfisols, indicating that besides soil fertility other characteristics, as structure, should be considered in order to establish the management practice to obtain the best output from the grass.

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.

A colheita sem queima da cana-de-açúcar favorece o acúmulo de resíduos na superfície, aumentando os teores de C e N no solo. A quantificação do N mineralizado é de grande interesse, pois a matéria orgânica do solo (MOS) é o principal reservatório de N para as plantas. Embora a mineralização da MOS forneça quantidades apreciáveis de N mineral, a fertilização nitrogenada se faz necessária para a manutenção de produtividades elevadas na cultura. Devido à espessa camada de palha, a aplicação dos fertilizantes nitrogenados é realizada geralmente sobre o solo, intensificando o processo de volatilização de NH3 quando a uréia é utilizada. A primeira parte deste estudo avaliou e comparou métodos biológicos para estimativa do N mineralizável em solos cultivados com cana-de-açúcar. Foram utilizadas amostras de cinco solos, coletadas nas profundidades de 0-20, 20-40 e 40-60 cm. As amostras de solo foram incubadas aerobiamente a 35°C, durante 32 semanas, e anaerobiamente (waterlogged) a 40°C, por 7 dias. Os teores de areia, silte e argila foram os melhores índices para estimar o N mineralizável do solo. Na incubação aeróbia de longa duração, o N mineralizado acumulado apresentou maior sensibilidade em relação N potencialmente mineralizável para a predição da mineralização líquida de N. A incubação anaeróbia de curta duração pode ser utilizada em rotina de laboratórios. A manutenção do N-NH4+ pré-existente nas amostras proporcionou melhores estimativas do N mineralizável do solo com o método da incubação anaeróbia. O segundo experimento avaliou a variação temporal do N inorgânico em um LATOSSOLO VERMELHO distrófico (LVd) e LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO eutrófico (LVAe) relacionada à fertilização nitrogenada em soqueiras de cana-de-açúcar. Os tratamentos constaram das fontes: Ajifer®, cloreto de amônio, nitrato de amônio, uréia e YaraBela NitromagTM, na dose de 100 kg ha-1 de N; uréia nas doses: 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N e uma testemunha. No LVd, o Ajifer® e YaraBela NitromagTM inicialmente aumentaram os teores de N-NH4+ na camada de 0-20 cm, enquanto que a aplicação de YaraBela NitromagTM, nitrato de amônio, Ajifer® e as doses de 150 e 200 kg ha-1 de N-uréia incrementaram a quantidade de N-NO3- nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm. Após 44 dias, o N mineral do solo decresceu abruptamente devido à absorção pelas plantas e imobilização microbiana. A aplicação de N no LVAe não modificou a disponibilidade do nutriente no solo. O terceiro ensaio avaliou a eficiência de um coletor aberto na quantificação do N-NH3 volatilizado da uréia aplicada sobre a palhada de cana-de-açúcar. As perdas de N-NH3 foram estimadas pelo coletor semi-aberto estático (CSA) e coletor aberto com absorvedor envolto em película de politetrafluoroetileno (CA). A uréia foi aplicada superficialmente e em faixa, em tratamentos que corresponderam às doses de 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N. O CA não alterou a quantidade de N-NH3 volatilizada em relação ao CSA. A eficiência do CA variou de forma não-linear, em função da taxa de N-NH3 volatilizado, com valor médio de 58,4% na faixa de 100 a 200 kg ha-1 de N-uréia. / Harvesting sugarcane without burning favors the straw surface accumulation and C and N storage. Quantification of N mineralization is of great importance because soil organic matter (SOM) is the major N pool for plants. Although SOM mineralization provide appreciable amounts of mineral N, the fertilization is necessary for maintaining high yields. Due to the thick straw layer, the N fertilizer is applied normally above the residue, enhancing the NH3 volatilization process when urea is used. The first part of this study evaluated and compared biological methods to estimate N mineralization in soils cropped with sugarcane. Five soils samples were collected at 0-20, 20-40 and 40-60 cm depths. The soil samples were incubated aerobically at 35°C for 32 weeks, and anaerobic (waterlogged) at 40°C for 7 days for determination of net soil N mineralization. The sand, silt and clay fractions were the best indices for estimating soil N mineralization. The mineralized N accumulated in the long-term aerobic incubation showed higher sensitivity towards N mineralization potential to predict net N mineralization. The short-term anaerobic incubation can be used in laboratories routine. Maintaining the pre-existing NH4+-N of samples was advantageous to improve the mineralizable soil N estimation with the anaerobic incubation method. The second experiment evaluated the temporal inorganic N variation in a Typic Hapludox (TH) and Typic Eutrustox (TE), related to N fertilization of a sugarcane ratoon. The treatments were the sources: Ajifer®, ammonium chloride, ammonium nitrate, urea and YaraBela NitromagTM, at 100 kg ha-1 N dose; urea rates: 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 N and a control. In TH, the Ajifer® and YaraBela NitromagTM initially increased the levels of NH4+-N at the 0-20 cm depth, while Ajifer®, ammonium nitrate, YaraBela NitromagTM and rates of 150 and 200 kg ha-1 urea-N raised the amount of NO3--N at 0-20 and 20-40 cm depths. After 44 days, mineral N decreased sharply due to the N uptake by plants and microbial immobilization. The N sources and N-urea rates in TE did not change the soil N availability. The third trial evaluated the effectiveness of an open collector for quantification of NH3-N volatilized from urea applied on sugarcane trash blankets. The NH3-N losses were estimated by semi-open static collector (SOC) and open collector absorber wrapped in polytetrafluoroethylene film (OC). Urea was applied in band on soil surface at rates of 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 N. The OC did not alter the amount of NH3-N in relation to SOC. The OC effectiveness ranged non-linearly with the NH3-N rate and showed an average of 58.4% on the range of 100 to 200 kg ha-1 urea-N.

As mudanças no uso da terra tais como a conversão de ecossistemas naturais em agro ecossistemas, provocam alterações significativas na dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS); bem como é responsável pela crescente emissão de gases causadores do efeito estufa no Brasil, representando cerca de 20% do total das emissões. Nos últimos 30 anos, essa prática tem ocorrido de forma mais intensa no arco do desmatamento da Amazônia, particularmente nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Assim o objetivo principal desta pesquisa foi avaliar variações nos estoques de carbono do solo, devido à mudança do uso da terra para pastagens na região Sudoeste da Amazônia. Os objetivos específicos foram: quantificar alguns atributos químicos e físicos do solo, os estoques de carbono do solo e do carbono remanescente, pela abordagem isotópica, da área de floresta nativa e aquelas transformadas em pastagens. A área de estudo (7 ° e 18 °S; 50 ° e 67° W) está localizada nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Os solos avaliados foram Latossolos, Argissolos e Neossolos, representando 75% da área total dos dois Estados. A seleção dos locais de amostragem foi realizada a partir da divisão preliminar da área total em 11 ecorregiões biogeoclimáticas, com posterior sorteio aleatório das cidades. As amostragens de solos foram realizadas entre Junho/Julho de 2007, em cinco situações distintas: vegetação nativa (floresta, cerrado e cerradão) (NA), pastagem (PA) sob diferentes manejos, culturas perenes (PE), áreas sob cultivo convencional (PC) e plantio direto (PD). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco repetições. As amostras de solo foram coletadas nas seguintes camadas: 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Os resultados indicaram que o sistema PD decresceu o pH do solo nas camadas mais profundas. Para todos os tratamentos, pH demonstrou o predomínio de cargas negativas. A densidade do solo foi maior nas pastagens degradadas. Os teores de carbono apresentaram correlação positiva com os teores de argila+silte em todas as profundidades do solo para os diferentes sistemas de uso da terra. Na camada 0-30 cm, PC apresentou uma tendência de aumento dos estoques de carbono (51,46 Mg ha-1), seguido por PD (48,76 Mg ha-1), PA (46,75 Mg ha-1) e PE (46,75 Mg ha-1), ainda que diferenças significativas entre as áreas não foram encontradas. Na floresta, os valores de 13 C mostraram variação de -28 a -26 com o aumento da profundidade do solo, enquanto na pastagem a variação 13 C foi menor do que na floresta (-22 a -24 ), devido possivelmente à presença de carbono remanescente da floresta nas camadas mais profundas do solo. A idade das pastagens não influenciou diretamente o acúmulo de carbono do solo, assim como o maior estoque de carbono encontrado na pastagem com 18 anos de uso. A textura do solo (30-60% argila+silte) determinou a maior taxa anual de estoques de carbono (2,14 Mg ha-1 ano-1) no tratamento PD. A diferença entre o estoque de carbono estimado pelo software ArcGis 9.0 e o encontrado neste estudo foi 0,53 Mg-1 ha-1 para os diferentes tipos de solo e vegetação. / Land use changes such as conversion of natural ecosystems to agro ecosystems are shown to cause alterations in the transformations of soil organic matter (SOM), as well they are responsible for crescent emissions of greenhouse gases (GEE), therefore representing around 20% of total GEE emissions. Over the last 30 years, land deforestation has occurred more intensively in the deforestation arc of Amazonian, particularly in the States of Rondônia and Mato Grosso. The main objective of this research was to evaluate variations in the soil carbon stocks, due to land conversion of native forest to pastures in the Southwest Amazonian region. The specific objectives were to measure some chemical and physical soil attributes, carbon stocks and the remaining soil carbon, through isothopic technique, from the native forest and that incorporated by land use to pastures. Study site (7° and 18° S; 50° and 67° W) was located in the States of Rondônia and Mato Grosso. Soils used in this study were Latosols, Argisols and Neosols, which cover 75% of the total area of both States. The choice of sampling areas was based on a preliminary division of total area in 11 biogeoclimatic region, followed by randomized selection of cities. Soil samplings were realized during June/July 2007, according to five treatments: native forest (forest, savanna and cerradão) (NA), pasture (PA) under different managements, perennial crops (PE), areas under no tillage (PC) and tillage management (PD). Experimental design was randomized with five replications. Soil samples were collected in the following soil layers: 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm. Results showed that PD decreased pH in the deeper soil layers. For all treatments pH illustrated a dominance of negative charge. Soil density was found to be highest in the degraded pastures. Carbon contents showed a positive correlation with the clay+silt contents for all soil layers in the different land uses. In the 0-30 cm layer, PC management showed a tendency to increase soil carbon stocks (51,46 Mg ha-1), followed by PD (48,76 Mg ha-1), PA (46,75 Mg ha-1) and PE (46,75 Mg ha-1), although significant differences among study sites were not found. In the forest, 13 C values showed a variation from -28 to -26 in the soil depth; while in the pasture 13 C variation was lower than in the forest (-22 a -24 ), probably due to the presence of remaining carbon from the forest in the deeper soil layers. The age of pastures did not influence directly the accumulation of soil carbon, as well the highest carbon stock was found in the pasture with 18 years of use. Soil texture (30-60% clay+silt) determined the highest annual rate of carbon stocks (2,14 Mg ha-1 ano-1) in the PD management. The difference between carbon stock estimated by ArcGis 9.0 software and that found in this study was 0,53 Mg-1 ha-1 for all different soil types and vegetation.

A deficiência de nitrogênio tem sido apontada como uma das principais causas da degradação de pastagens, mas o suprimento de enxofre também é relevante nessa situação. Objetivou-se avaliar os efeitos das combinações entre doses de nitrogênio e de enxofre em características produtivas, fisiológicas e nutricionais da planta e nos atributos químicos do solo, na implantação do capim-Marandu (Brachiaria brizantha cv. Marandu) em Neossolo Quartzarenico proveniente de área de capim-Braquiária (Brachiaria decumbens) em degradação, com baixo teor de matéria orgânica. O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação, em Piracicaba, Estado de São Paulo, no período de dezembro de 2004 a abril de 2005. Utilizou-se esquema fatorial 52 fracionado, com 13 combinações para as doses de nitrogênio e enxofre, em mg dm-3: 0-0; 0-20; 0-40; 100-10; 100-30; 200-0; 200-20; 200-40; 300-10; 300-30; 400-0; 400- 20 e 400-40, as quais foram distribuídas em delineamento estatístico de blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram realizados três cortes nas plantas e a cada corte era coletada uma amostra de solo de cada unidade experimental. Após o terceiro corte as raízes foram separadas do solo e tiveram o comprimento e a superfície avaliados. Os resultados demonstraram que o fornecimento de nitrogênio foi fundamental para o crescimento inicial e adequado estabelecimento do capim-Marandu. Quando o nitrogênio foi fornecido em altas doses foi necessário cuidar do fornecimento de enxofre para a maximização da produção do capim- Marandu, bem como para o valor SPAD, a concentração de nitrogênio e de enxofre nas lâminas de folhas recém-expandidas e parte aérea e para a relação N:S na parte aérea. O valor SPAD refletiu diretamente a concentração de nitrogênio nas lâminas de folhas recém-expandidas do capim. O nitrogênio foi determinante para a maximização da massa seca de raízes, do comprimento do sistema radicular, da relação nitrogênio e enxofre no sistema radicular do capim- Marandu e dos teores de nitrato e amônio no solo suportando o capim-Marandu. A aplicação de enxofre proporcionou aumento da concentração de enxofre na parte aérea e no sistema radicular do capim, e dos teores de sulfato e enxofre total no solo com a presença do capim. A relação adequada entre as doses de nitrogênio e de enxofre para a maximização das características produtivas do capim-Marandu esteve no intervalo entre doses de 8:1 a 11:1. / Nitrogen deficiency has been mentioned as one of the main reasons for pasture degradation, but sulphur supply also is considerable in such cases. The objective was to evaluate the effects of combinations between nitrogen and sulphur rates in productive, physiological and nutritional plant characteristics and in some soil parameters at the establishment of Marandu grass in Typic Quartzipsamment with low organic matter concentration taken from a degrading Signal grass pasture. The experiment was carried out in a greenhouse, at Piracicaba, Satate of São Paulo, Brazil, from December 2004 to April 2005. A fractionated 52 factorial was used, with 13 combinations for the nitrogen and sulfur rates, in mg dm-3: 0-0; 0-20; 0-40; 100-10; 100-30; 200- 0; 200-20; 200-40; 300-10; 300-30; 400-0; 400-20 e 400-40, which were set in a randomized block design, with four replications. Plants were harvested three times, and at each harvest a soil sample was taken from each experimental unit. Following the third harvest, roots were separated from the soil and their length and surface were measured. The results showed that nitrogen supply was essential for the initial growth and adequate establishment of Marandu grass. When nitrogen was supplied at high rates, it was necessary a special care with sulphur supply to maximize dry matter yield, SPAD value, nitrogen and sulphur concentrations in the newly expanded leaves and plant tops and N:S ratio in plant tops. SPAD value was directly related to nitrogen concentration in the newly expanded leaves. Nitrogen was also decisive for maximizing roots dry weight and length, N:S ratio in the roots, and nitrate and ammonium in the soil with the grass. Sulphur application resulted in increase in the sulphur concentration in the grass tops and roots, and in the sulphate and total sulphur in the soil supporting the grass. Adequate ratio between nitrogen and sulphur rates to maximize the productive characteristics of Marandu grass was in the range of 8:1 a 11:1.