Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-24T15:39:44Z No. of bitstreams: 1 2016_PaulinoBambi.pdf: 4849209 bytes, checksum: 9f0a2c54f8a48b39b49a4d3beea16ade (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-24T19:50:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_PaulinoBambi.pdf: 4849209 bytes, checksum: 9f0a2c54f8a48b39b49a4d3beea16ade (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T19:50:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_PaulinoBambi.pdf: 4849209 bytes, checksum: 9f0a2c54f8a48b39b49a4d3beea16ade (MD5) / A vegetação ripária influencia a estrutura e o funcionamento de ecossistemas ripários ao longo de bacias hidrográficas, contribuindo com a estabilidade do canal e proteção de funções ecológicas. Avaliar a entrada da Matéria Orgânica Particulada Grossa (MOPG) e estoque bêntico em escalas temporal e especial e relacionar a entrada da MOPG em riachos com a vegetação ripária preservada e perturbada possibilitam o desenvolvimento de uma visão integrada sobre a ótica de transferência de energia, importante processo ecológico. O objetivo do estudo foi caracterizar a variação espacial e temporal (sazonal e interanual) da MOPG e estoque bêntico e relacionar à contribuição da vegetação ripária na área preservada a perturbada na entrada de MOPG em riachos. A hipótese de tese foi: A MOPG no Cerrado é sazonal e sofre variação interanual porque é influenciada pelos padrões de precipitação da região. O estudado ocorreu em cinco riachos do Cerrado do Planalto Central, dos quais três preservados (Capetinga, Cabeça-de-Veado e Roncador), inseridos na APA Gama Cabeça-de-Veado (Capítulo 1) e dois perturbados (Rio Jardim e Capão Comprido), localizados na zona rural, cuja variação da MOPG foi relacionada a dois riachos preservados (Capetinga e Cabeça-de-veado), para estimar o efeito da remoção parcial da vegetação na entrada de MOPG (Capitulo 2). A tese é composta por dois capítulos: 1 - “Temporal and Spatial Patterns of Inputs and Benthic Stock of Organic Matter in Savannah Streams”, no qual foi investigada a variação da MOPG em riachos preservados durantes dois anos cujo objetivo foi avaliar a variação temporal (sazonal e interanual) e especial de entrada MOPG. O estudo foi baseado nas seguintes hipóteses: i) a quantidade e composição de MOPG variam no espaço e no tempo, porque são influenciadas por características edáficas e tipo de vegetação; e ii) A entrada de MOPG no riacho varia de um ano ao outro, porque é influenciada pelos padrões interanuais de precipitação. Foi coletada mensalmente a MOPG (folhas, galhos, partes reprodutoras e miscelânea) através de aportes (vertical, terrestre e lateral) e estoque bêntico. Os resultados mostraram que, entre meses, a maior quantidade da MOPG entra em riachos no fim da estação seca e início da chuvosa (período de transição). Enter anos, o segundo foi maior que o primeiro nos aportes e não houve diferença significativa no estoque bêntico. Espacialmente, a maior variação da MOPG ocorreu no racho Roncador seguido pelo Cabeça-de-Veado e pelo Riacho Capetinga. No estoque bêntico a maior foi no RS seguido por CVS e por último o CS. As folhas (60 %) da MOPG total foram a maior fração de aportes e 50% do estoque bêntico. No Cerrado a MOPG entra em riachos intensamente no período de transição e continuamente em pequenas quantidades nas estações (seca e chuvosa). Essa tendência de variação da MOPG proporciona uma transferência de energia ininterrupta para a biota aquática e 2 - “Influencias das Áreas Agrícolas na Entrada da Matéria Orgânica Particulada Grossa em Riachos de Cabeceiras Tropicais”. Nesse capítulo, pretendeu-se investigar a influencia da alteração da vegetação ripária, resultante da prática de agropecuária em áreas adjacentes a zona ripária através de entrada mensal de MOPG e composição florística da vegetação a borda do riacho. As hipóteses do trabalho foram: i) A produtividade será menor na área perturbada do que na área preservada, ii) Em função da remoção de parte da vegetação ripária o aporte terrestre (marginal à calha do rio) é menor quando comparado ao vertical (diretamente sobre a calha do riacho), e iii) As zonas ripárias preservadas possuem maior heterogeneidade de espécies arbóreas, contribuindo mais com detritos alóctones para o riacho e maior quantidade de troncos e projeção das raízes, resultando em mais acúmulo da matéria orgânica (estoque bêntico) se comparada à área perturbada. Foi comparada a MOPG de riachos de cabeceira das áreas preservadas e perturbadas. O levantamento florístico foi feito pelo método de parcelas e a coleta da MOPG (folhas, galhos, partes reprodutoras e miscelânea) realizada mensalmente durante dois anos através de aportes (vertical, terrestre, lateral) e estoque bêntico. O efeito da perturbação foi demostrado pela diferença na riqueza de espécies: 111 espécies na área preservada e 79 espécies na perturbadas (em 0.3 ha). O índice de equitabilidade de Pielou (J´) foi similar entre áreas. A maior entrada de matéria orgânica nos aportes e estoque bêntico foi verificada na área perturbada. Entre aportes, o terrestre foi semelhante ao vertical e estes maiores do que o lateral na área preservada. Na área perturbada, onde a vegetação está restrita à borda do riacho, o aporte vertical foi maior do que o terrestre. As folhas constituíram a maior fração na matéria orgânica total nos aportes em ambas as áreas (57 %). No estoque bêntico, os galhos constituíram 52 % na área preservada e as folhas 46% na área perturbada como principais frações da matéria orgânica total. O efeito antrópico foi bastante evidente na contribuição do aporte terrestre, devido à baixa densidade e riqueza de espécies nas comunidades vegetais, sem efeito negativo na matéria orgânica no riacho. A entrada mensal de MOPG no riacho foi contínua, mas em pequenas quantidades e não sincronizada com o clima. As maiores entradas ocorreram no fim da estação seca e inicio da chuvosa. Embora o nosso resultado ainda não seja definitivo, demonstrou que a MOPG varia entre anos, mas os padrões de variações interanuais necessitam de estudos de longo prazo para que sejam esclarecidos os fatores que determinam a produtividade da vegetação ripária. A entrada de MOPG e o estoque bêntico em riachos foram maiores na área perturbada do que na área preservada e o efeito negativo de remoção parcial de vegetação ripária foi evidente no terrestre entre aportes e na densidade e riqueza de espécies. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The riparian vegetation influences the structure and function of riparian ecosystems along the watershed, contributing to channel stability and protection of ecological functions. To evaluate the input of Coarse Particulate Organic Matter (CPOM) and benthic stock on scales (temporal and spatial) and to relate CPOM input and benthic stock between streams enables the development of an integrated vision of the energy transfer point of view, an important ecological process. Our goal was to characterize the spatial and temporal variation of CPOM input and benthic stock and to relate the contribution of preserved and disturbed riparian vegetation in the input and benthic stock. The hypothesis was: The variation of CPOM in the Cerrado is seasonal and interannual because it is influenced by regional weather patterns. Five streams were studied in the Cerrado: three were preserved (Capetinga, Cabeça-de-Veado and Roncador), inserted in the Gama Cabeça-de-Veado preserved environmental area (Chapter 1) and two were disturbed streams, Rio Jardim and Capão Comprido, located in the suburb of Brasília, whose CPOM variation was compared among preserved streams (Capentiga and Cabeça-de-Veado) and disturbed to estimate the effect of partial removal of vegetation in the CPOM inputs and benthic stock (Chapter 2). Therefore, this thesis consists of two chapters that follow: 1 - “Temporal and Spatial Patterns of Inputs and Stock of Organic Matter in Savannah Streams”, where, our goal was to determine if CPOM inputs from riparian vegetation to streams vary naturally over the temporal (seasonal and interannual) and within a small spatial scale (up to 7.5 km), in the tropical savannah (Cerrado), Central Brazil. In addition, we investigated the patterns of organic matter retention, by collecting benthic stocks. The study was based in followed hypotheses: i) the amount and composition of CPOM inputs varies in space and time because they are influenced by edaphic characteristics and vegetation type; and ii) the CPOM inputs vary from one year to another because they are affected by interannual patterns of rainfall. There were annual and seasonal CPOM inputs and benthic stock variations. The highest annual CPOM input was in the second year and the lowest in the first. There were no significant difference variations in the benthic stock between both years. The largest monthly input occurred at the end of the dry season and beginning of the rainy (transition period), but there was no difference between seasons (wet and dry). The spatial CPOM input and benthic stock between areas were different. The higher CPOM input occurred in the Roncador stream followed by Cabeça-de-Veado and Capetinga stream. And the largest benthic stock was in the Roncador stream followed by Cabeça-de-Veado and Capetinga. The leaves were 60% higher in the CPOM input and 50% in the benthic stock. In the Cerrado CPOM enters intensely in the stream during the transition period and continuously in the small quantities in the both seasons (wet and dry). This tendency of entrances of CPOM provides an uninterrupted energy transfer to heterotrophic organisms. And 2 - " Influences of Agricultural Areas in the Organic Matter Inputs Into Tropical Headwater Streams " In this chapter, we intend to determine the magnitude of human impact resulting from the partial removal of vegetation for agricultural activity in the transfer of energy between the riparian zone through the monthly CPOM input and composition of riparian vegetation confined to the edge of stream. For this, we compared four Cerrado headwater streams (two preserved) and (the two disturbed). The hypotheses of the study were: i) the productivity will be less at disturbed area than at preserved area, ii) Due to the partial removal of riparian vegetation the terrestrial input contribution (marginal to the river channel) is lower when compared to vertical input (directly on stream edge), and iii) preserved riparian areas have greater diversity of tree species, contributing more with allochthonous CPOM to the stream and greater amount of branches and projection of the roots, resulting in accumulation of organic matter (benthic stock) compared to the disturbed area. The floristic survey was conducted by plots method and the CPOM (leaves, brunches, reproductive parts and miscellaneous) was sampled monthly for two years through vertical, terrestrial and, lateral inputs and benthic stock. The partial vegetation remove effect was demonstrated by the difference in species richness: 111 species in the preserved area and 79 species in disturbed (at 0.3 ha). The evenness index Pielou (J') was similar in both areas. Among inputs, the terrestrial was similar to the vertical and these larger than the lateral input at the preserved area. At disturbed area, where the riparian vegetation is restricted in the stream edge, vertical input was higher than the terrestrial input. The leaves were the largest fraction of total organic matter and they were similar in both areas (preserved and disturbed -57%). In the benthic stock, the branches constituted 52% in the preserved area and leaves 46% in the disturbed area as the largest fraction of the total CPOM. The anthropic effect was quite evident in the terrestrial input contribution, due to low density and species richness in plant communities, but it did not decrease CPOM amount entering into the stream, which can result in changes in the functioning of ecosystems of streams and structure biological communities. Monthly CPOM inputs in the streams are continuous in small amounts and not synchronized with climate. The peaks occurred in the end and beginning of wet season. Although our results are not definitive it showed that there was interannual variation, but the Inter-annual patterns variations need longer term studies to clarify the factors that determinate the vegetation riparian productivity between years. The CPOM input and benthic stock were higher at perturbed area than at preserved area. Between inputs the negative effect of partial removal of riparian vegetation was evident in the terrestrial input, low density and species richness.

O estudo da interação de íons moleculares com a matéria tem sido alvo de diversos trabalhos, tanto teóricos quanto experimentais, ao longo das últimas décadas. Comparativamente ao que ocorre com íons monoatômicos, os fenômenos envolvendo íons moleculares são mais complexos e não tão bem compreendidos. No estudo da perda de energia, observam-se efeitos moleculares que não ocorrem com íons monoatômicos. Além da força de freamento, a perturbação que cada constituinte da molécula incidente provoca nos elétrons do meio durante seu deslocamento afeta os demais componentes da molécula original, fazendo com que estes experimentem uma força extra. Este fenômeno é conhecido como efeito de interferência ou vizinhança, e sua magnitude é considerável apenas nos instantes iniciais da molécula dentro do alvo, enquanto os constituintes ainda estiverem correlacionados. A influência deste efeito sobre os íons incidentes pode ser verificada através da interação de íons moleculares com camadas muito finas de um determinado alvo. Outro fenômeno observado na interação de íons moleculares com a matéria é a chamada explosão coulombiana, decorrente da força de repulsão que causa o progressivo afastamento entre si dos constituintes da molécula após a perda de seus elétrons nas primeiras camadas do material. Com base nestas considerações, este trabalho se propõe a avaliar a perda de energia eletrônica de feixes de H2+ e H3+ relativamente a feixes monoatômicos (H+), incidentes sobre filmes ultrafinos de SiO2 (10-25 Å), crescidos sobre um substrato de Si cristalino. Para tanto, utilizamos a técnica MEIS (Medium Energy Ion Scattering) que permite a obtenção de espectros de energia/profundidade destas camadas ultrafinas com alta resolução. Com o auxílio de um software desenvolvido para a análise de espectros provenientes de experimentos com a técnica MEIS, determinamos os fatores de perda de energia eletrônica de íons H2+ e H3+ com relação a íons H+, juntamente com uma análise do straggling de energia para estes diferentes íons. Os experimentos foram realizados como função das energias das partículas incidentes, cobrindo uma faixa de energias entre 40 e 150 keV/uma para íons H3+ e entre 40 e 200 keV/uma para íons H2+. Os resultados mostram que a razão entre a perda de energia da molécula e a soma da perda de energia de seus constituintes é cerca de 0.85 para ambos H2+ e H3+ em energias abaixo de 80 keV/uma. Para as energias mais altas (acima de 120 keV/uma), esta razão atinge aproximadamente 1.2 e 1.5 para H2+ e H3+ respectivamente. A região de transição ocorre entre 80 e 100 keV/uma, onde uma abrupta variação das razões das perdas de energia é observada. Uma interpretação desses resultados em termos do formalismo dielétrico mostrou-se adequada somente para energias acima de 100 keV/uma. Para mais baixas energias, efeitos não-lineares estão presentes e o formalismo dielétrico tende a superestimar os resultados experimentais. Além disso, tais cálculos mostraram a importância da inclusão de excitações de plasmon na região acima de 100 keV/uma. / The study of molecular ions interacting with matter has been the subject of an intense theoretical and experimental activity in the last decades. In comparison to what occurs with monoatomic ions, the phenomena involving molecular ions are more complex and not so well understood. Indeed, effects that have been observed in the study of the energy loss of molecules in solids do not occur with monoatomic ions. In addition to the stopping force, there is the perturbation that each constituent of the impinging molecule induces in the electrons of the target, which affects the trailing components of the original molecule, exerting an additional force upon them. This phenomenon is known as interference or vicinage effect, and its magnitude is considerable only during the initial stages of the molecule inside the target while its constituents remain correlated. The influence of this effect over the impinging ions can be verified through the interaction of molecular ions with very thin layers of particular targets. Another phenomena observed in the interaction of molecular ions with matter is the so-called Coulomb explosion, generated by the repulsion force that causes the progressive separation of the molecular constituents inside the target after the loss of their electrons. Based on these considerations, this work aims to evaluate the electronic energy loss of H2+ and H3+ beams in comparison to monoatomic beams (H+), impinging over ultra-thin films of SiO2 (10-25 Å) grown over Si crystalline substrates. To that end, we employ the MEIS (Medium Energy Ion Scattering) technique, which provides energy/depth spectra of these ultra-thin layers with high energy resolution. With the support of a software developed for the analysis of experimental spectra obtained via MEIS technique, we were able to determine the electronic energy loss factors of H2+ and H3+ ions, together with a analysis of the energy straggling for these ions. The experiments were carried out as functions of the incident particle energies, covering a range between 40 and 150 keV/amu for H3+ ions and between 40 and 200 keV/amu for H2+ ions. The results show that the ratio between the molecule energy loss and the sum of the energy loss of its constituents is about 0.85 for both H2+ and H3+ ions at energies below 80 keV/amu. For energies above 120 keV/amu, this ratio reaches approximately 1.2 and 1.5 for H2+ and H3+ respectively. A sudden change in these ratios is observed for both molecules in the energy region between 80 and 100 keV/amu. The ratios obtained at higher energies are well described by calculations carried out in the framework of the dielectric formalism. At lower energies, non-linear effects come into play and such calculations tend to overestimate the experimental results. Finally, a comparison between these calculations and the experimental results at higher energies show the importance of plasmon excitations in this energy regime.

Submitted by BRUNO NOVAES MENEZES MARTINS (brunonovaes17@hotmail.com) on 2018-10-19T14:35:20Z No. of bitstreams: 1 Tese finalizada 12_10_2018.pdf: 711326 bytes, checksum: f5735138ce154bb1499a5691966eb46d (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-10-19T15:23:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_bnm_dr_botfca.pdf: 653604 bytes, checksum: 331b700e435782d8d4a1af97b72dcd04 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-19T15:23:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_bnm_dr_botfca.pdf: 653604 bytes, checksum: 331b700e435782d8d4a1af97b72dcd04 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Um dos fatores essenciais para a obtenção de altas produtividades é o correto manejo da adubação, aperfeiçoando os métodos de utilização dos fertilizantes orgânicos e minerais. Entretanto, ainda que existam estudos relacionados com a nutrição mineral e recomendações de adubação para o cultivo comercial de alface e de outras hortaliças em geral, dificilmente se encontram trabalhos que abordem os efeitos dos nutrientes na produção e qualidade de sementes. Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar doses de enxofre em cobertura, com e sem aplica de com composto orgânico no plantio, na produção, extração de macronutrientes e qualidade fisiológica de sementes de alface. Foram avaliados dez tratamentos, em esquema fatorial 5x2 (cinco doses de enxofre em cobertura x com e sem aplicação de composto orgânico no plantio). Utilizou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições, contendo cinco plantas por parcela, sendo três úteis. As doses de enxofre aplicadas em cobertura foram 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de S, além da testemunha (dose 0). Para os tratamentos com composto orgânico utilizou-se a dose de 70 t ha-1 (base úmida). Foram avaliadas as seguintes características: índice de clorofila nas folhas, produção de sementes (em massa e em número por planta), qualidade de sementes (massa de mil sementes, primeira contagem no teste padrão de germinação, germinação, índice de velocidade de germinação, índice de velocidade de emergência e taxa de plântulas emergidas no 7° dia após a semeadura), teor e acúmulo de macronutrientes nas sementes. A aplicação de composto orgânico no plantio (70 t ha-1) aumentou a produção de sementes em cerca de 43% em relação a ausência. Não houve efeito das doses de enxofre em cobertura nem da aplicação, ou não, de composto orgânico no plantio, na qualidade das sementes. A ordem decrescente média dos macronutrientes acumulados nas sementes foi: N > K > P > Mg > Ca > S. / Código de Financiamento 001.

Orientador: Marcílio Vieira Martins Filho / Coorientador: Wanderley José de Melo / Banca: Adriana Aparecida Ribon / Banca: Glauco de Souza Rolim / Banca: Felipe Batistella Filho / Banca: Teresa Cristina Tarlé Pissarra / Resumo: O lodo de esgoto é um resíduo oriundo do tratamento de esgoto, composto por matéria orgânica e alguns nutrientes que promovem o crescimento de plantas, então, o lodo de esgoto pode substituir ainda que parcialmente os fertilizantes químicos. Diante disso, o objetivo foi avaliar as alterações dos atributos químicos indicadores de qualidade do solo e das frações do fósforo orgânico em um LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico e um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico, adubados com dose crescente de lodo de esgoto. O experimento foi instalado em condições de campo em Jaboticabal-SP, no ano agrícola 1997/1998. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram: controle (fertilização mineral, sem aplicação de lodo de esgoto), 5, 10 e 20 t ha-1 de lodo de esgoto (base seca). O lodo de esgoto foi aplicado a lanço nas parcelas, com a umidade de 5% e foi distribuído uniformemente na área total das parcelas, incorporado por meio de gradagem leve na camada de 0 a 0,1 m de profundidade. Após um ano da aplicação do lodo de esgoto, no ano agrícola 2013/2014, as amostras deformadas de solo foram coletadas na área útil da parcela, na camada de 0-0,1 e 0,1-0,2 m. A partir das amostras de terra fina seca ao ar, foram realizadas as análises químicas: fósforo resina, matéria orgânica, pH em CaCl2, potássio, cálcio, magnésio, acidez potencial, acidez trocável, enxofre, boro, cobre, ferro, manganês e zinco. O fracionamento do fósforo foi fei... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: - Sewage sludge is a waste from sewage treatment, composed of organic matter and some nutrients that promote plant growth, so sewage sludge can even partially replace chemical fertilizers. The objective of this study was to evaluate the changes in chemical attributes indicating soil quality and organic phosphorus fractions in na Eutrophic Red Latosol and a Dystrophic Red Latosol, which were fertilized with increasing amounts of sewage sludge. The experiment was installed in field conditions in Jaboticabal-SP, in the agricultural year 1997/1998. The experimental design was a randomized block with four treatments and five replicates. The treatments were: control (mineral fertilization, without application of sewage sludge), 5, 10 and 20 t ha-1 of sewage sludge (dry basis). The sewage sludge was applied to haul in the plots, with 5% moisture and was evenly distributed in the total plots area, incorporated by means of light harrowing in the 0 to 0.1 m depth layer. After one year of sewage sludge application, in the agricultural year 2013/2014, the deformed soil samples were collected in the plot area, in the 0-0.1 and 0.1-0.2 m layer. Phosphorus resin, organic matter, pH in CaCl2, potassium, calcium, magnesium, potential acidity, exchangeable acidity, sulfur, boron, copper, iron, manganese and zinc were analyzed. Phosphorus fractionation was done by separating the labile, moderately labile, nonlabile forms of inorganic and organic phosphorus. In all fractions, the organic phosphorus was obtained from the difference between total phosphorus and inorganic phosphorus, determined in the same extract, after digestion (total phosphorus) and undigested (inorganic phosphorus). Analysis of variance (test F), Tukey's test at 5% probability was performed to compare the mean values of soil chemical quality and polynomial regression values for th... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by JOÃO PAULO GONSIORKIEWICZ RIGON (jpaulorigon@hotmail.com) on 2018-06-25T14:18:44Z No. of bitstreams: 1 Tese João Paulo 12_06_18 com a Ficha.pdf: 3394827 bytes, checksum: 9ff80fd6d8150c7892a082872e0464d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-06-25T19:07:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rigon_jpg_dr_botfca.pdf: 3394827 bytes, checksum: 9ff80fd6d8150c7892a082872e0464d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T19:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rigon_jpg_dr_botfca.pdf: 3394827 bytes, checksum: 9ff80fd6d8150c7892a082872e0464d7 (MD5) Previous issue date: 2017-07-03 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O manejo inadequado do solo pode intensificar a degradação da sua estrutura, provocando perda de sua capacidade produtiva. Por este motivo é importante potencializar a produção agrícola e manejo sustentável por técnicas conservacionistas. Neste sentido, dois experimentos são conduzidos com diferentes rotações de culturas em sistema de semeadura direta (SSD) desde 2003 e 2006 em Nitossolo e Latossolo, respectivamente. São cultivadas três safras anuais, onde as parcelas de outono-inverno são compostas por meio do triticale ou girassol no Nitossolo e brachiaria ou sogo granífero em sistema solteiro e o consórcio entre ambos no Latossolo. Como subparcelas são cultivadas as culturas de primavera (milheto, crotalária, sorgo forrageiro em ambos os solos, tendo no Nitossolo um tratamento adicional denominado escarificação/pousio. A soja foi cultivada cada ano no verão desde o início dos experimentos. No primeiro capítulo foi analisada a quantidade e a qualidade dos resíduos culturais na superfície do solo nas diferentes safras, objetivando determinar influências nos fluxos de CO2, estoques de C e N do solo, assim como a qualidade da matéria orgânica quantificada pelo fracionamento físico e químico. No segundo capítulo foram abordados o potencial de mineralização de C e N dos solos, frações de C, assim como a biomassa microbiana. Também a estabilidade de agregados destes solos foram analisadas procurando verificar se as rotações de culturas afetam a agregação do solo. Observou-se que as rotações de culturas influenciaram os teores e estoques de C e N, sendo que a ausência de cultivo de primavera limita estes valores. A qualidade dos resíduos culturais influencia nas frações mais humificadas da MOS. Enquanto que a agregação do solo é favorecida com o aumento dos teores de C e N no solo devido a utilização de cultivos de primavera, sugerindo que o pousio de apenas 50 dias em sistema de rotação pode limitar os efeitos benéficos verificados em um sistema intensivo de cultivo. / The inadequate soil management may intensify the degradation of the structure, loosing of its productive capacity. For this reason, it is important to potentiate agricultural production and sustainable management by conservationist techniques. In this sense, two experiments are conducted with different crop rotations under direct seeding system (SSD) from 2003 and 2006 in Typic Rhodudalf and Rhodic Hapludox, respectively. Three annual crops are cultivated, where the autumn-winter plots are composed by triticale or sunflower in the Typic Rhodudalf and ruzigrass or grain sorghum in single systems and the consortium between both in the Rhodic Hapludox. As subplots are grown in spring season the pearl millet, sunn hemp, forage sorghum in both soils, having in the Typic Rhodudalf an additional treatment called fallow/chisel. The soybean was grown every year in the summer since the beginning of the experiments. The first chapter was analized the quantity and quality of the crop residue on the soil surface udner different crops, to determine the effects on CO2 flux, stocks of C and N in soil as well as the quality of the Organic Matter quantified by the physical and chemical fractionations. In the second chapter, the potential of C and N mineralization of soils, as well as the microbial biomass were discussed. Also, the aggregate stability of these soils was analyzed trying to find if the crop rotations affects the soil aggregation. It was observed that the crop rotations impacts the C and N contents and stocks, and the absence of spring crop limits these values. The quality of crop residues impacts in the humidified fractions of soil organic matter. The soil aggregation is favored by increasing of the C and N content in soil, due to the use of spring crops, suggesting that the bare soil (fallow) during only 50 days in the rotation system may limit the beneficial impacts observed in an intensive system of cultivation. / 2013/23359-4

O estudo da interação de íons moleculares com a matéria tem sido alvo de diversos trabalhos, tanto teóricos quanto experimentais, ao longo das últimas décadas. Comparativamente ao que ocorre com íons monoatômicos, os fenômenos envolvendo íons moleculares são mais complexos e não tão bem compreendidos. No estudo da perda de energia, observam-se efeitos moleculares que não ocorrem com íons monoatômicos. Além da força de freamento, a perturbação que cada constituinte da molécula incidente provoca nos elétrons do meio durante seu deslocamento afeta os demais componentes da molécula original, fazendo com que estes experimentem uma força extra. Este fenômeno é conhecido como efeito de interferência ou vizinhança, e sua magnitude é considerável apenas nos instantes iniciais da molécula dentro do alvo, enquanto os constituintes ainda estiverem correlacionados. A influência deste efeito sobre os íons incidentes pode ser verificada através da interação de íons moleculares com camadas muito finas de um determinado alvo. Outro fenômeno observado na interação de íons moleculares com a matéria é a chamada explosão coulombiana, decorrente da força de repulsão que causa o progressivo afastamento entre si dos constituintes da molécula após a perda de seus elétrons nas primeiras camadas do material. Com base nestas considerações, este trabalho se propõe a avaliar a perda de energia eletrônica de feixes de H2+ e H3+ relativamente a feixes monoatômicos (H+), incidentes sobre filmes ultrafinos de SiO2 (10-25 Å), crescidos sobre um substrato de Si cristalino. Para tanto, utilizamos a técnica MEIS (Medium Energy Ion Scattering) que permite a obtenção de espectros de energia/profundidade destas camadas ultrafinas com alta resolução. Com o auxílio de um software desenvolvido para a análise de espectros provenientes de experimentos com a técnica MEIS, determinamos os fatores de perda de energia eletrônica de íons H2+ e H3+ com relação a íons H+, juntamente com uma análise do straggling de energia para estes diferentes íons. Os experimentos foram realizados como função das energias das partículas incidentes, cobrindo uma faixa de energias entre 40 e 150 keV/uma para íons H3+ e entre 40 e 200 keV/uma para íons H2+. Os resultados mostram que a razão entre a perda de energia da molécula e a soma da perda de energia de seus constituintes é cerca de 0.85 para ambos H2+ e H3+ em energias abaixo de 80 keV/uma. Para as energias mais altas (acima de 120 keV/uma), esta razão atinge aproximadamente 1.2 e 1.5 para H2+ e H3+ respectivamente. A região de transição ocorre entre 80 e 100 keV/uma, onde uma abrupta variação das razões das perdas de energia é observada. Uma interpretação desses resultados em termos do formalismo dielétrico mostrou-se adequada somente para energias acima de 100 keV/uma. Para mais baixas energias, efeitos não-lineares estão presentes e o formalismo dielétrico tende a superestimar os resultados experimentais. Além disso, tais cálculos mostraram a importância da inclusão de excitações de plasmon na região acima de 100 keV/uma. / The study of molecular ions interacting with matter has been the subject of an intense theoretical and experimental activity in the last decades. In comparison to what occurs with monoatomic ions, the phenomena involving molecular ions are more complex and not so well understood. Indeed, effects that have been observed in the study of the energy loss of molecules in solids do not occur with monoatomic ions. In addition to the stopping force, there is the perturbation that each constituent of the impinging molecule induces in the electrons of the target, which affects the trailing components of the original molecule, exerting an additional force upon them. This phenomenon is known as interference or vicinage effect, and its magnitude is considerable only during the initial stages of the molecule inside the target while its constituents remain correlated. The influence of this effect over the impinging ions can be verified through the interaction of molecular ions with very thin layers of particular targets. Another phenomena observed in the interaction of molecular ions with matter is the so-called Coulomb explosion, generated by the repulsion force that causes the progressive separation of the molecular constituents inside the target after the loss of their electrons. Based on these considerations, this work aims to evaluate the electronic energy loss of H2+ and H3+ beams in comparison to monoatomic beams (H+), impinging over ultra-thin films of SiO2 (10-25 Å) grown over Si crystalline substrates. To that end, we employ the MEIS (Medium Energy Ion Scattering) technique, which provides energy/depth spectra of these ultra-thin layers with high energy resolution. With the support of a software developed for the analysis of experimental spectra obtained via MEIS technique, we were able to determine the electronic energy loss factors of H2+ and H3+ ions, together with a analysis of the energy straggling for these ions. The experiments were carried out as functions of the incident particle energies, covering a range between 40 and 150 keV/amu for H3+ ions and between 40 and 200 keV/amu for H2+ ions. The results show that the ratio between the molecule energy loss and the sum of the energy loss of its constituents is about 0.85 for both H2+ and H3+ ions at energies below 80 keV/amu. For energies above 120 keV/amu, this ratio reaches approximately 1.2 and 1.5 for H2+ and H3+ respectively. A sudden change in these ratios is observed for both molecules in the energy region between 80 and 100 keV/amu. The ratios obtained at higher energies are well described by calculations carried out in the framework of the dielectric formalism. At lower energies, non-linear effects come into play and such calculations tend to overestimate the experimental results. Finally, a comparison between these calculations and the experimental results at higher energies show the importance of plasmon excitations in this energy regime.

Esta tese é dividida em duas partes. Na Parte I, apresenta-se uma verificação da Hipótese Topológica (HT) sobre o Modelo Esférico ferromagnético. Esta hipótese sugere uma nova abordagem a transições de fase termodinâmicas (TFs), baseada na idéia recentemente proposta de que o mecanismo na origem das TFs seja uma transição topológica (TT) adequada do espaço de configurações de um sistema ocorrendo no ponto da transição de fase. Através de uma análise topológica do espaço de configurações do Modelo Esférico, sugere-se que as TTs relevantes ao comportamento crítico sejam caracterizadas por não-analiticidades em certos invariantes topológicos. Da comparação entre termodinâmica e topologia, conclui-se que tais TTs não coincidem com as TFs que ocorrem no modelo. Ademais, nenhuma descontinuidade topológica "abrupta" pôde ser associada aos pontos onde ocorrem TFs no mesmo, isto é, as TTs que coincidem com os pontos críticos (termodinâmicos) não possuem características distintivas que as diferenciem das demais TTs. O principal resultado deste trabalho indica que o mecanismo topológico não é responsável pela emergência das transições de fase no modelo. Este trabalho resultou em duas publicações (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). Na Parte II desta tese, investigou-se a ocorrência de uma fase de vidro a baixas temperaturas, em um modelo bidimensional, sem desordem congelada, mas frustrado por interações competitivas em escalas de distância distintas, denominada fase de stripe-glass. O cálculo da entropia configuracional do modelo é baseado em um método aplicado a sistemas frustrados sem desordem congelada devido a Westfahl, Schmalian e Wolynes. A entropia configuracional como função da temperatura e parâmetros do modelo pode ser obtida a partir da expansão para a energia livre dentro da aproximação auto-consistente de campo blindado (self-consistent screening approximation, SCSA), proposta por Bray. A fase de stripe-glass, quando ocorre, está ligada à mobilidade dos defeitos no sistema, e é caracterizada pela ocorrência de uma correlação a dois tempos finita no limite assintótico t − t0 ! ¥, abaixo da transição para o regime de dinâmica lenta. O método aplicado ao modelo bidimensional estudado resulta em uma entropia configuracional nula para qualquer temperatura porque a correlação entre réplicas distintas (que corresponde à correlação dinâmica), neste modelo, é sempre nula. Conclui-se assim que não ocorre fase de vidro em qualquer temperatura no modelo estudado. / This thesis is divided into two parts. In Part I a verification of the Topological Hypothesis (TH) on the ferromagnetic Spherical Model is presented. This hypothesis suggests a new approach to phase transitions (PTs), based on the recently proposed idea that the mechanism at the origin of these phenomena might be a suitable topology change in a system’s configuration space at its phase transition point. Within a topological analysis of the SphericalModel’s configuration space, one suggests that the TTs which are relevant to the thermodynamic system’s critical behavior are characterized by non-analyticities of some given topological invariants. From the comparison between thermodynamics and topology, one concludes that such TTs do not coincide with the PTs occurring in the model. Furthermore, no "abrupt" topological discontinuity could be associated to the model’s PTs, i. e., the TTs occurring at the thermodynamic critical points do not display any salient feature which identify those amongst the other TTs. The main result of this work indicates that the topological mechanism is not responsible for the emergence of the phase transitions in the model. This work has resulted in two publications (Risau-Gusman, Ribeiro-Teixeira, Stariolo, Phys. Rev. Lett. 2005; idem, J. Stat. Phys. 2006). In Part II of the thesis, one has investigated the occurrence of a glassy phase in a two-dimensional system, without quenched disorder, but frustrated by the competition of interactions on different length scales. The configurational entropy is computed through a method applied to frustrated systems with no quenched disorder, due to Westfahl, Schmalian and Wolynes. Introducing replicas through averaging over a pinning field, and within Bray’s self-consistent screening approximation, one is able to compute the system’s configurational entropy as a function of temperature and the model parameters. The stripe-glass phase, when it occurs, is connected to the appearance of a finite long-time correlation function in the system, in the asymptotic limit t − t0 ! ¥, and below the temperature of a crossover to the slow dynamics regime. The asymptotic limit of the two-times dynamic correlation function is related to the mobility of defects on the sample and is identified with finite off-diagonal correlations in replica space. Within this approach one finds no finite contribution for the correlation between distinct replicas. Therefore, one concludes that glassiness does not emerge at any temperature in the aforementioned model.

Investigamos a transição de localização induzida por desordem em condensados de Bose- Einstein em redes unidimensionais, no limite não interagente, utilizando os modelos de Anderson e de Aubry-Andr´e para a desordem. Através de diagonalização numérica exata, mostramos que, além da fração de superfluído, usualmente empregada, outras ferramentas, como o emaranhamento e a fidelidade, são indicadores claros da transição. Os valores críticos que encontramos para a amplitude da desordem estão de acordo com os resultados conhecidos para a transição de Anderson nos dois modelos. É interessante ressaltar que a fidelidade exibe boa precisão mesmo para redes pequenas. Efeitos do tamanho do sistema são analisados em detalhe para os dois modelos. Isto inclui a determinação de uma lei de escala de tamanho finito para a amplitude de desordem crítica no modelo de Anderson. Já no modelo de Aubry-André observamos que efeitos de tamanho finito são muito menos pronunciados, estando basicamente associados a diferenças entre tamanho de rede e periodicidade do potencial. / We investigate the disorder-induced localization transition in Bose-Einstein condensates on one-dimensional lattices, in the non-interacting limit, utilizing the Anderson and Aubry- Andr´e models for disorder. Using exact numerical diagonalization, we show that, in addition to the standard superfluid fraction, other tools such as the entanglement and fidelity can provide clear signatures of the transition. The critical values we find for the disorder amplitude are in agreement with known results for the Anderson transition in both models. Interestingly, the fidelity exhibits good sensitivity even for small lattices. System-size effects are analyzed in detail for both models. This includes the determination of a finite-size-scaling law for the critical disorder strength in the case of the Anderson model. For the Aubry- Andr´e model we observe that finite-size effects are much less pronounced, being basically associated with the mismatching between lattice size and periodicity of the potential.

Este trabalho envolve o estudo de multicamadas de filmes finos magnéticos e está dividido em duas partes: estudo do comportamento magnético e formação de fases em sistemas de multicamadas de Fe/Nd(B) e o estudo da magnetoresistência gigante em diversos sistemas. Na primeira parte do trabalho estão dispostos os resultados do estudo do comportamento magnético e a formação de fases em sistemas de multicamadas de Fe/Nd(B). Partindo de uma multicamada estudou-se a evolução magnética do sistema após implantação de B+ e Fe+ e tratamentos térmicos. O estudo da magnetoresistência gigante está dividido em três itens: (a) análise do comportamento magnetoresistivo do sistema NiFe/Cu/Co/Cu, onde se explorou de forma sistemática a otimização com respeito à magnetoresistência gigante; (b) estudo do efeito válvula de spin inverso, tema que está intimamente ligado ao modelo de duas correntes aplicado a sistemas de multicamadas; e (c) a obtenção de uma expressão analítica para a condutividade no modelo semiclássico de Camley-Barnaí aplicado a multicamadas de filmes finos magnéticos. / This work concerns the study of magnetic thin film multilayers and is divided in two parts: study of the magnetic behavior and phase formation in the Fe/Nd multilayers systems and the study of the giant magnetoresistance in several systems. In the first part of this work we present the results of the study of the magnetic behavior' and phase formation in the Fe/Nd multilayers system. Starting from a multilayer we study the systems evolution after B+ and Fe+ ion implatation and annealing. We divide the magnetoresistance study in three sections: (a) analysis of the magnetoresistive behavior of the NiFe/Cu/Co/Cu system, we explore on a systematic base the optimization of the giant magnetoresistance; (b) study of the inverse spin valve effect, which is deeply linked to the two-current model applied to multilayer systems and (c) obtention of an analytical expression for the semiclassical Camley-Barnaá model applied to magnetic thin film multilayers.

O objetivo deste trabalho é estudar a composição, a estrutura e a morfologia de superfícies de ferro e aços impurificados com estanho, tanto por implantação iônica direta mo por Jiru ão auxiliada por radiação. Amostras de ferro puro, de um aço-ferramenta e de um aço inoxidável austenítico fo ram tratadas por esses dois processos e analisadas por CEMS ("Conversion Electron MOssbauer Spectroscopy") e RBS ("Rutherford Backscattering Spectrometry"). Em todos os casos estudados, verifica-se a formação de fases intermetálicas diferentes das obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico. Essas fases de não-equilíbrio são interpretadas como ligas amorfas ou soluções sólidas de estrutura cristalina fortemente danificada, constituidas basicamente de Fe e Sn, com al gum conteúdo de C, Cr ou Ni, conforme o tipo de material em es tudo. A tendência para a formação dessas fases de não-equilíbrio mostra-se mais pronunciada nas amostras diretamente implantadas do que nas tratadas por difusão auxiliada por radiação. Em todos os casos estudados, verifica-se a formação de fases intermetálicas diferentes das obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico. Essas fases de não-equilíbrio são interpretadas como ligas amorfas ou soluções sólidas de estrutura cristalina fortemente danificada, constituidas basicamente de Fe e Sn, com al gum conteúdo de C, Cr ou Ni, conforme o tipo de material em es tudo. A tendência para a formação dessas fases de não-equilíbrio mostra-se mais pronunciada nas amostras diretamente implantadas do que nas tratadas por difusão auxiliada por radiação. Estuda-se também a evolução térmica das superfí cies tratadas. Verifica-se que, quando submetidas a temperaturas progressivamente mais elevadas, as fases de não-equilíbrio evoluem para fases idênticas às obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico. Os compostos íntermetálicos assim obtidos tendem a sofrer decomposição a temperaturas inferiores às prescritas nos diagramas de fase dr equilíbrio. No caso do ferro puró, sugere-se ainda a formncy de micro-precipitados de estanho nos contornos de grão. Os resultados obtidos são interpretados em terhlos de, dstudos recentes sobre a formação de fases intermetálicas amorfas ou meta-estáveis por implantação iônica e difusão auxiliada por radiação. Mostram-se finalmente, de forma tentativa, as possíveis conexões entre os resultados relatados e as alterações observadas nas propriedades tribológicas e na resis tência à oxidação térmica do ferro e aços tratados com estanho pelos dois processos mencionados. / We study in this work the composition, the structure and the morphology of surfaces of iron and steels treated by direct ion implantatior) and radiation enhanced diffusion of tin. Samples of pure iron, a tool steel and a stainless steel were treated by the two above mentioned processes and then analised by Conversion Electron MOssbauer Spectroscopy (CEMS) and Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS). For all the samples studied we see the formation of intermetallic phases different from those usually obtained under conditions where thermodinamic equilibrium prevails. These non-equilibrium phases are interpreted as amorphous alloys or highly damaged solid solutions of tin in iron, probably with some content of C, Cr or Ni in the case of steels. The trend to form non-equilibrium phases is higher in the directly implanted samples. The study of the thermal evolution of the treated surfaces shows the transformation of these non-equilibrium phases to intermetallic phases similar to those obtained by conventional equilibrium processes. The intermetallic compounds so formed show a tendency to decompose at temperatures lower than those prescribed in the corresponding equiLibrium phase diagrams In the case of pure iron it was aiso suggested that tin segregates at the grain bouildaries oe the substrate. These results are interpreted in terms of some empi cical rules currently being developed about the formation of amorphous and metastable intermetallic phases by ion inLuntation and ion baai mixing. We aisu show tentatively the possibie relations of our results with the alterations observed on the tribological behaviour and on the thermal oxidation properties of iron and steels treated with tin by the two above mentioned processes.