O presente experimento teve por objetivo avaliar o efeito da antecipação da adubação da cultura da soja no acúmulo de matéria seca e extração de nutrientes pelo capim-pé-de-galinha (Eleusine coracana (L.) Gaertn.) e no acúmulo de matéria seca e exportação de nutrientes pela cultura da soja em sucessão, em sistema de plantio direto. O experimento foi conduzido em área experimental da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (USP/ESALQ), no município de Piracicaba – SP, durante o ano agrícola de 2001/2002, em solo LATOSSOLO AMARELO Distrófico. O cultivar de soja utilizado foi o BRS-133. A adubação, segundo a recomendação oficial para o estado de São Paulo, consistiu da aplicação de 90 kg de P2O5 ha -1 , 50 kg de K2O ha -1 e de micronutrientes (Co, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn). Os tratamentos consistiram em níveis de antecipação da adubação da soja para a cultura do capim-pé-de-galinha (T1: 0%; T2: 50% de P; T3: 50% de K; T4: 100% de P; T5: 100% de K; T6: 50% de P e K; T7: 100% de P e 50% de K; T8: 50% de P e 100 % de K; T9: 100% de P e K; T10: micronutrientes; T11: 100% de P e K + micronutrientes; T12: controle), totalizando 12 tratamentos, delineados em blocos completos ao acaso com três repetições. As características avaliadas foram: produção de matéria seca, concentração e acúmulo dos nutrientes na parte aérea do capim-pé-de-galinha; acúmulo de matéria seca, concentração e acúmulo de nutrientes nos grãos de soja. As principais conclusões são: a) no que concerne à produtividade de matéria seca, o capim Eleusine coracana (L.) Gaertn. constitui-se em espécie recomendável à produção de palhada em sistema de produção sob plantio direto, desde que implantada em solo com média a alta fertilidade; b) considerando-se o acúmulo de nutrientes na matéria seca produzida, constata-se que o capim Eleusine coracana (L.) Gaertn. apresenta a seguinte seqüência de absorção: K > N > Ca > Mg > S > P >> Mn> Fe > Zn > Cu; c) a produção de matéria seca e o acúmulo dos nutrientes fósforo e cálcio pelo capim Eleusine coracana (L.) Gaertn. aumentam com a aplicação antecipada da adubação fosfatada de base recomendada para a soja; d) a antecipação da adubação de base da soja, por ocasião da instalação do capim Eleusine coracana (L.) Gaertn., não diminui o acúmulo de matéria seca e nem interfere com a exportação de nutrientes pelas plantas de soja. / This research was to evaluate the effect of the anticipation of soybean fertilization on dry matter production and extraction of nutrients by finger millet (Eleusine coracana (L.) Gaertn.) and on dry matter accumulation and exportation of nutrients by soybean seed cultivated in sequence, in a no-till system. The experiment was carried out at the experimental fields of Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (USP/ESALQ), in Piracicaba-SP, during the growing season of 2001/2002, in an Oxisol. The cultivar used was BRS-133. The soybean fertilization, according to the official recommendation to the state of São Paulo, consisted in the application of 90 kg of P2O5 ha -1, 50 kg of K2O ha -1 and of micronutrients (Co, Cu, Fe, Mn, Mo and Zn). The treatments consisted of levels of anticipation of the soybean fertilization to the finger millet crop (T1: 0%; T2: 50% of P; T3: 50% of K; T4: 100% of P; T5: 100% of K; T6: 50% of P and K; T7: 100% of P and 50% of K; T8: 50% of P and 100 % of K; T9: 100% of P and K; T10: micronutrients; T11: 100% of P and K + micronutrients; T12: controle), totaling 12 treatments, designing a complete randomized blocks with three replications. The evaluated characteristics were: dry matter production, concentration and nutrients accumulation at biomass of finger millet; dry matter accumulation, nutrients concentration and accumulation in soybean seed. The main conclusions are: a) in reference to the dry matter production, Eleusine coracana (L.) Gaertn. is a recommended specie to obtain plant residues in no-till systems, since it is growing on medium to high fertility soils; b) considering the nutrients accumulation in dry matter, it is verified that Eleusine coracana (L.) Gaertn. presents the following sequence of nutrient absorption: K > N > Ca > Mg > S > P >> Mn > Fe > Zn > Cu; c) the anticipation of the soybean fertilization to the Eleusine coracana (L.) Gaertn. sowing do not decrease dry matter accumulation nether interferes with the nutrients exportation by soybean seed; d) dry matter production and phosphorus and calcium accumulation by Eleusine coracana (L.) Gaertn. increase in response of phosphorus anticipation from soybean fertilization.

O fósforo (P) é um elemento finito e essencial à produção agrícola. A pequena disponibilidade do nutriente em solos tropicais é atribuída ao baixo teor e a forte interação com óxidos e minerais de argila, o que reduz a fração solúvel. Em razão do não revolvimento do solo em plantio direto, a adubação fosfatada pode ser feita no sulco de semeadura ou aplicado a lanço, na superfície do solo. Muitos produtores optaram pela adubação de P a lanço, em razão do menor custo operacional, graças ao aumento do rendimento das operações mecanizadas como a semeadura. O uso dessa prática cresceu nos últimos anos, sem que se saiba o comportamento das plantas. Há relatos de acúmulo de P nos primeiros 5 cm da camada superficial, devido aos vários anos de aplicação a lanço, o que prejudicará o rendimento, quando a distribuição da precipitação pluvial for irregular e/ou o nutriente estiver escasso no perfil do solo. Com isso, o produtor poderá decidir-se pelo retorno ao sistema de preparo convencional do solo, o que representaria um retrocesso, pela perda das vantagens do plantio direto, um sistema que preserva os recursos naturais como o solo e a água. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de compreender a resposta do milho e da soja, em razão da localização do P e da umidade do solo. A localização do fósforo, sob precipitação pluvial suficiente e teor adequado do nutriente no solo, não influenciou a eficiência agronômica de uso, translocação e produção de grãos, e a produtividade do milho. A localização do fósforo em profundidade beneficiou o crescimento da soja, sem influência na concentração desse nutriente na planta. / Phosphorus (P) is a finite and essential element to agricultural production. The low nutrient availability in tropical soils is attributed to its low content and strong interaction with oxides and clay minerals, which reduces the soluble portion. Due the no tillage system, without soil disturbance, the phosphorus can be placed in the row sowing or by broadcast placement to soil surface. Many producers chose by P broadcast placement, due to lower operational costs by increasing the efficiency of mechanized operations as sowing. This practice has grown in recent years, however, it isn\'t known much about plants response. There are reports of P accumulation in the first 5 cm depth at soil surface, due to many years of broadcast placement, which can jeopardize the yield when rainfall distribution is irregular and/or the nutrients content at soil profile is scarce. Thus, the farmers will be able to decide to return to the conventional system which would represent a setback, because would lose the no till advantages, a cropping system that saves natural resources as soil and water.This research was conducted in order to understand the response of corn and soybeans, due to the P placement and soil moisture. The P placement, under sufficient rainfall and adequate content in the soil didn\'t influence the agronomic efficiency of use, translocation and grain production, and yield of maize. The deep band P placement benefited soybean growth, without without influence to its plant nutrient content.

O presente estudo objetivou a análise, em lavouras sob semeadura direta, da distribuição vertical e horizontal da resistência à penetração medida por valores georreferênciados do Índice de Cone (IC) e a influência do teor de água do solo, permitindo assim a interpolação para análise de relações causa e efeito. Fatores importantes como o teor de argila, silte, densidade, espaço poroso e teor de matéria orgânica do solo também foram monitorados. Utilizou-se um penetrômetro hidráulico eletrônico, receptores de GPS, amostradores de solo e programas computacionais para o tratamento e obtenção dos resultados em três áreas de estudo sob semeadura direta. Os resultados foram apresentados na forma de mapas em diferentes profundidades, os quais permitem a visualização da espacialidade dos atributos, e pela regressão entre os dados interpolados através da função que apresentou o coeficiente de determinação (R2) mais elevado. Constatou-se a ocorrência de valores maiores para o IC nas profundidades compreendidas de 0,1 a 0,2 m em todas as áreas estudadas. Observou-se também valores menores de IC em locais com maior teor de matéria orgânica, a qual coincidiu com maiores teores de argila e silte em uma das áreas para a qual estes três atributos foram monitorados. A visualização das relações entre fatores nos mapas e a regressão adequada entre os valores interpolados dos atributos destes nem sempre foram possíveis, mas quando houve esta possibilidade, a inter-relação entre o IC e o teor de água, assim como todas as relações espaciais com os demais atributos do solo estudados foram visíveis nos mapas e constatáveis pelo modelo ajustado. O IC foi influenciado principalmente pelo teor de água, densidade e espaço poroso do solo. No entanto seu valor também variou em decorrência de outras inter-relações existentes, as quais estão relacionadas aos teores de argila, silte e matéria orgânica. / The objective of this study is to measure the vertical and horizontal distribution of cone index (CI) values in no- till systems and the influence of soil water content. Data were interpolated allowing for cause and effect analysis. Other important factors as clay and silte content, bulk density, porous space and organic matter content had been monitored. A hydraulically penetrometer was used together with GPS receiver, soil auger and computer programs to collect and analize the data in tree different areas. Results allowed for the generation of maps of the attributes on different depts, and the regression among the interpolated data, choosing the models with the higher determination coefficient (R2). It was evidenced, in all areas, high CI values at depth betwen 0,1 to 0,2 m. Lower values of CI occurred, in one of the areas, in the same place of higher organic matter, in the same located of higher clay and silt content. The visualization of relationship between two factors in the maps and the regression among the interpolated values extracted from those maps was not always possible, but when that possibility took place, the relationship between the CI and water content, as the other spatial relations, was visible in the maps and achievable by the modeling of the data extracted from them. The CI was first influenced by the water content, bulk density and porous space. Nevertheless it also varied as function of clay, silte and organic matter content.

Não há dúvidas que a exitosa exploração do Cerrado só foi possível graças às pesquisas que desenvolveram tecnologias de correção e adubação específicas para esse ambiente. Apesar de estar consolidado como um dos principais ambientes de produção agropecuária do mundo, as pesquisas devem avançar contribuindo, cada vez mais, com aumento na eficiência do uso do fósforo (P), por ser o elemento mais limitante para produção agrícola nesse ambiente. Devido às características dos solos dessa região, parte do P aplicado é retido pelo solo em formas que as plantas não conseguem absorver, resultando na acumulação de quantidades significativas do nutriente no solo. Apesar de não ser um assunto relativamente novo e do grande número de trabalhos, o tema avaliação da disponibilidade de fósforo do solo ainda provoca dúvidas. Além dos estudos em que é avaliada a eficiência de diversos extratores como Mehlich-1 e resina de troca aniônica, outras técnicas passaram a ser utilizadas para esse fim. Estudos objetivando avaliar a distribuição (dinâmica) do fósforo nas diferentes frações do solo e as mudanças nessa distribuição em função do manejo aplicado aos cultivos e, também, do tempo de cultivo, têm sido conduzidos com crescente intensidade. Estudos também têm sido conduzidos buscando identificar as formas de acumulação de P no solo. Para isso, modernas técnicas espectroscópicas, como por exemplo, a espectroscopia baseada em luz synchrotron, têm sido utilizadas como uma poderosa ferramenta, auxiliando na identificação dos compostos presentes no solo. Face ao exposto, objetivou-se avaliar as alterações no fósforo disponível e nas frações e formas de fósforo em solo de Cerrado submetido ao manejo em semeadura direta com diferentes tempos de cultivo. Foram coletadas amostras compostas em quatro áreas que se encontravam no momento da coleta com 5, 8, 12 e 18 anos de cultivo desde a abertura das áreas, e também numa área sob vegetação nativa. O fósforo disponível foi extraído por Mehlich-1 e resina de troca aniônica. As amostras foram submetidas ao fracionamento químico de fósforo e espectroscopia de alta resolução da borda de absorção (XANES - X-ray absorption near edge structure). Observou-se que, de maneira geral, os teores de fósforo no solo foram sempre mais altos nas áreas cultivadas, principalmente na camada superficial, em comparação aos da área com vegetação nativa, o que reflete o impacto das adubações fosfatadas. A aplicação superficial do fertilizante fosfatado gerou nítidos gradientes de P no perfil do solo, principalmente para as frações lábeis e moderadamente lábeis, sendo essas frações as que sofreram maior influência do fertilizante quando comparadas às frações de menor disponibilidade. Considerando-se os mesmos extratores, os teores das frações orgânicas foram maiores em comparação às correspondentes frações inorgânicas. As formas de fósforo nos solos estudados foram predominantemente associadas ao alumínio e ao ferro, com destaque para o nutriente associado ao alumínio, sendo que, com o ferro, a associação ocorreu predominantemente por meio de fenômenos de adsorção em detrimento de fenômenos de precipitação. / There is no doubt that the successful exploitation of the Cerrado was only possible due to the research that developed specific correction and fertilization technologies to this particular environment. Due to the characteristics of soils in the region, part of applied phosphorus (P) is retained by the soil in plant unavailable forms, resulting in accumulation of significant amounts of nutrient in the soil. Despite not being a relatively new issue and the large number of research performed on this topic, the assessment of the soil P availability still raise important questions. In addition to studies in which the efficiency of various extractants have been tested, such as Mehlich-1 and anion exchange resin, other techniques are being used for this purpose. Studies for evaluating the P distribution (dynamic) in different soil fractions and the changes in this fractions due to the management applied to crops and also the time of cultivation have been conducted with increasing intensity. Studies have also been carried out in order to identify the forms of P accumulation in soils. For this purpose, modern spectroscopic techniques such as spectroscopy based on synchrotron light source, have been used as a powerful tool, assisting in the identification of P compounds presents in the soil. The aims of this study were to evaluate the changes in available, fractions and forms of P in soils of Cerrado with different times under no-till cultivation system. Composite soil samples were collected in four areas under 5, 8, 12 and 18 years of no-till cultivation since the areas were opened, and also in a area under native vegetation. The soil in the area was classified as Typic Hapludox and the areas were cultivated alternating crops of soybeans, corn and cotton. Available P was extracted by Mehlich - 1 and anion exchange resin. The samples were subjected to Hedley´s chemical fractionation of P and X- ray absorption near edge structure (XANES). It was observed that, in general, the levels of P in the soil were always higher in cultivated areas, mainly in the topsoil, when compared to the area under native vegetation, which reflects the impact of phosphate fertilization. Surface application of phosphate fertilizer produced sharp gradients of P in the soil profile, especially for both labile and moderately labile fractions, and these fractions suffered the greatest influence of fertilizer compared to fractions of lower availability. Considering the same extractants, the organic P fractions contents were higher compared to the corresponding inorganic fractions. Forms of phosphorus in soils were predominantly associated with aluminum (Al) and iron (Fe), especially P associated with Al, and with Fe the association occurred predominantly through adsorption phenomenon rather than precipitation reactions.

Orientador: Orivald Arf / Banca: Maria Aparecida Anselmo Tarsitano / Banca: Domingos Fornasieri Filho / Resumo: O nitrogênio é um nutriente de suma importância, tendo em vista sua dinâmica no solo e a exigência da cultura, porém, em muitas situações o solo é incapaz de suprir todo o requerimento de nitrogênio das culturas, o que obriga a utilização de fertilizantes para a obtenção de produtividade satisfatória. Desse modo, propôs-se o estudo com o objetivo de avaliar diferentes fontes e modos de aplicação de nitrogênio em trigo cultivado no sistema de plantio direto, no período de maio a agosto dos anos de 2006 e 2007, em área experimental da UNESP - Campus de Ilha Solteira, localizada no município de Selvíria - MS. A aplicação de nitrogênio na semeadura, em cobertura ou parcelado na semeadura e em cobertura apresentaram produtividades semelhantes, porém superiores ao tratamento sem nitrogênio. O uso da fonte uréia propiciou produtividade de grãos semelhante aos tratamentos com uso de fonte com liberação gradual. As estimativas de custos e lucratividade indicaram que a produção de trigo irrigado em sistema de plantio direto não foi rentável, tendo em vista, que o preço médio considerado nesta safra não foi suficiente para cobrir os custos. As fontes e as épocas de aplicação evidenciaram comportamentos diferentes e pelos níveis da qualidade das sementes, se mostrou mais indicado o uso da fonte Entec com aplicação do N todo na semeadura / Abstract: Nitrogen is an important nutrient, due to its dynamics in the soil and necessity by the crops; however, in a lot of situations the soil is unable to supply enough amount of nitrogen, needing the use of nitrogen fertilization for obtaining high productivity. In this way, this study was conducted with the objective of evaluating different sources and times of nitrogen application in wheat cropped in no till system, from May to August in 2006 and 2007, in at Experimental Station of UNESP - Ilha Solteira Campus, located in Selvíria County - MS. The different methods yielded similar production results, being all superior to production without application of fertilizer N. Urea-N yielded a similar grain production to slow-release-N. Estimates of costs and profit margin indicate that irrigated no-till wheat production is not profitable when taking into account the average final commercial price, as it does not cover production costs. The different forms of fertilizer N and times of application yielded different production results, and, depending on the seed quality, we would thus recommend applying fertilizer N in the Entec form upon sowing / Mestre

The main purpose of this study was to evaluate the effect of alternative cropping systems on farm net returns, and nitrate-N and sediment yields in Thomas Brook Watershed (TBW). The study involved integrated bio-physical and economic optimization modelling. Crop yield and nitrate-N pollution response functions were estimated and then used in trade-off analysis between farm returns and environmental quality improvement. Five crop rotation systems were evaluated for seven fertilizer levels under conventional tillage (CT) and no-till systems (NT). Nitrate-N leached, as well as estimated maximum economic rate of N (MERN) fertilizer level and marginal abatement costs depended on crop type, rotation system, and tillage type. The most cost effective cropping systems that met restrictions on Health Canada maximum limit on nitrate-N in water included corn-corn-corn-alfalfa-alfalfa under NT for corn-based cropping systems, potato-winter wheat-carrot-corn under CT for vegetable horticulture-based and potato-barley-winter wheat-potato-corn under NT for potato-based cropping systems.

The change in land use is an important factor affecting soil C stocks and their distribution in the soil profile. The conversion of native vegetation (NV) for agricultural systems causes a sharp decline in carbon storage in the soil, especially when the soil management is based on intensive and frequent handling and input waste of limited harvest operations. However, the adoption of the preservation system based on minimal soil disturbance and intensive cultivation system can restore levels of soil C stock. Thus , this study aimed to select six pioneer and reference areas of no-till in Rio Grande do Sul, which are now at the stage of consolidated system (>20 years) and paired with nearby native vegetation. This study is divided into three chapters: a) the first evaluated the accumulation and redistribution of carbon in the profile; b) second chapter evaluated key elements in the accumulation of carbon in the surface (0-15 cm) and deep (60-100 cm) layers c) and the third chapter tested the hypothesis that the CSR is affected by soil order and climate type. The main treatments were soil tillage and different cropping systems in two long-term experiments. The implementation of no-till for the six areas ranged from 1978 to 1990, with different textural and mineralogical gradients. Soil samples were collected at five soil depths in a soil profile (0-100 cm). The C content in the soil was determined by dry combustion analyzer using a C/N. The soil C stock was calculated based on the equivalent mass of soil. The principal component analysis (PCA) were performed with the Statistica software version 7 and used a data matrix consisting of 24 variables (attributes of climate, topography and soil surface and subsurface layer). Multiple regressions were also performed to model the C stock in the layer 0-15 and 60-100 cm depth, the method of "Stepwise" selection technique of Forward variables. The statistical regression analyzes were performed using the program JMP iN version 3.2.1 (SALL et al. 2005), using the F test at 5% significance. In chapter 1 data presented indicate that site 1 (Santa Rosa) showed the most reduction in C stock for the conversion of NV to cropping system, ranging 32-39%. C stock surface (0-5 cm) was fully recovered at site 2 (Manoel Viana), site 3 (Palm Missions), site 4 (Lagoa Vermelha) and site 5 (Cruz Alta), with this recovery of 144 % for Typic Quartzipisamment and ranging from 100 to 122% for Oxisols. The biggest changes, with regard to redistribution and increase of carbon storage occurred in the Oxisol, site 4 (Lagoa Vermelha) and 5 (Cruz Alta). There was an increase in the concentrations of particulate organic carbon (POC) in the Lagoa Vermelha and Cruz Alta, sites 4 and 5, across sampled profile relative to NV. In chapter 2 the factors that determined the accumulation of C were different in the condition of subsuperfical layer (60-100 cm) in relation to the surface layer (0-15 cm). In the surface layer (0-15 cm), the saturation of calcium, magnesium, effective cation exchange capacity (CEC) and SOM were positively correlated with the C stock in both no-till and NV. In the subsurface layer (60-100 cm) the attributes that best correlated positively with the C stock in the no-till were altitude and soil organic matter (SOM) in the no-till, and clay, and iron oxides SOM in NV. The highest altitude (801 m) and lower mean annual temperature (16.7°C) favored the accumulation of C stock of surface (0-15 cm) and subsoil (60-100 cm) in no-till. Being that the change in mean annual temperature in the subsurface horizon was more sensitive correlation with the C stock (R2= -0.91) compared to the surface horizon (R2= -0.81). In Chapter 3, the higher CSR and CPI indices were found under treatments with minimum soil disturbance and intensive crop rotation. Lower CSR and CPI values were associated with frequent mobilization and lower crop diversity. These CSR indices sensitively distinguished the intensity of tillage (NT replacing CT) and cropping systems (cover crops replacing winter fallow or crop succession).Therefore, given these results, the combination of the no-till with the intensification of cultivation of long-term systems is an efficient tool for the recovery of soil C, playing a crucial role in productivity, environmental ecosystem and soil quality. / A mudança no uso da terra é um fator importante que afeta o estoque de C do solo e a sua distribuição no perfil. A conversão da CN para sistemas agrícolas provoca uma queda acentuada no estoque de C no solo, especialmente quando o manejo do solo é baseado em operações de manejo intensivo e frequentes e entrada de resíduo da colheita limitado. No entanto, a adoção do sistema de conservação com base na perturbação mínima do solo e sistema de cultivo intensivo pode restaurar em algum nível do estoque de C no solo. Assim, o presente estudo buscou selecionar seis áreas pioneiras e de referência no SPD no Rio Grande do Sul, que hoje estão na fase de sistema consolidado (> 20 anos) pareadas com campo nativo vizinho. Este estudo esta dividido em três capítulos: a) no primeiro foi avaliado o acúmulo e redistribuição de carbono no perfil; b) no segundo capitulo foi avaliado os fatores determinantes no acúmulo de carbono em camada superficial (0-15 cm) e profunda (0-60 cm) desses solos; c) e o terceiro capítulo testou a hipótese de que a RE é afetada por ordem do solo e tipo de clima. Os tratamentos principais foram preparo do solo e diferentes sistemas de cultivo em dois experimentos de longa duração. A implantação das seis áreas sob SPD variou de 1978 a 1990, com diferentes gradientes texturais e mineralógicos. As amostras de solo foram coletadas em cinco profundidades de solo em um perfil de solo (0-100 cm). O conteúdo de C no solo foi determinado por combustão seca usando um analisador de C/N. O estoque de C no solo foi calculado com base na massa de solo equivalente. Foi realizada a análise de componentes principais (ACP) no software Statistica versão 7 e utilizada uma matriz de dados composta por 24 variáveis (atributos de clima, relevo e solo da camada superficial e subsuperficial). Foi realizada ainda uma regressão múltipla para modelar o estoque de C na camada de 0-15 e 60-100 cm de profundidade, pelo método Stepwise , técnica de seleção de variáveis Forward. As análises estatísticas da regressão foram feitas através do programa JMP IN versão 3.2.1 (SALL et al., 2005), utilizando-se o teste F, a 5% de significância. No capítulo 1 os dados apresentados indicam que o local 1 (Santa Rosa) foi o que mais reduziu o estoque de C pela conversão do CN para sistema de cultivos, variando de 32 a 39%. O estoque de C superficial (0-5 cm) foi recuperado integralmente nos locais Local 2 (Manoel Viana), Local 3 (Palmeira das Missões), Local 4 (Lagoa Vermelha) e Local 5 (Cruz Alta), sendo essa recuperação de 144% para o Neossolo Quartzarênico e variando de 100 a 122 % para os Latossolos argilosos. As maiores alterações, no que diz respeito à redistribuição e incremento de estoque de C, ocorreram no Latossolo dos locais 4 (Lagoa Vermelha) e 5 (Cruz Alta). Houve incremento nas concentrações de COP nos locais de Lagoa Vermelha e Cruz Alta em todo perfil amostrado em relação ao CN. No capitulo 2 os fatores que determinaram o acúmulo de C foram diferentes na condição da camada subsuperfical (60-100 cm) em relação à camada superficial (0-15 cm). Na camada superficial (0-15 cm), a saturação de cálcio, magnésio, CTC efetiva e MOS foram fatores correlacionados positivamente com o estoque de C tanto em SPD como em CN. Na camada subsuperficial (60-100 cm) os atributos que melhor se correlacionaram positivamente com o estoque de C no SPD foram altitude e MOS no SPD, e a argila, MOS e óxidos de ferro no CN. A maior altitude (801 m) e a menor temperatura média anual (16,7 ºC) favoreceram o acúmulo de estoques de C superficial (0-15 cm) e subsuperficial (60-100 cm) no SPD. Sendo, que a mudança de temperatura média anual no horizonte subsuperficial teve correlação mais sensível com o estoque de C (R2= -0,91) em relação ao horizonte superficial (R2= -0,81). No capitulo 3, os índices de RE e CPI mais elevados foram encontrados sob tratamentos com perturbação mínima do solo e rotação de culturas intensivas. Valores de RE e CPI baixos estavam associados a mobilização frequente e menor diversidade de culturas. Estes índices de RSE sensibilidade distinguiu a intensidade de plantio direto (PD substituindo PC) e sistemas de cultivo (culturas de cobertura de inverno substituindo sucessão pousio ou cultura). Portanto, diante desses resultados, a associação do SPD com a intensificação de sistemas de cultivo de longo prazo é uma ferramenta eficiente para a recuperação do C no solo, desempenhando um papel crucial na produtividade do ecossistema, ambiental e de qualidade do solo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The growing demand for modeling tools able represent erosive processes in catchments, and their connections, requires that mathematical modelling be associated with monitoring. This doctoral thesis sought to contribute to a description of the erosive processes at catchment scale, by combining monitoring and modeling techniques to reduce the impacts of agricultural activities in a large agricultural catchment through scenarios that simulate the impact of different conservation measures. Two studies were carried out in the Conceição River Catchment (800km2), a region characterized by the grain production system in the northwest of Rio Grande do Sul - Brazil. The first study sought to quantify the impact of different conservation measures on erosion and hydrosedimentological dynamics in a no-till agricultural catchment to simulate scenarios using the WATEM SEDEM model. Conservation measures reduced erosion and sediment yield in all scenarios. Crop leveling and terracing were the measures with greater impact in the reduction of the erosive process. The results demonstrate that soil losses due to erosion processes are significant and unsustainable in agricultural catchments in southern Brazil, and that soil erosion is exacerbated by the lack of information provided to the farmers and the use of isolated conservation measures without coordination at the catchment scale. The second study aimed to propose an efficient way to determine the current P factor through modeling, besides proposing conservation measures to better meet current practices. Four areas totaling 25 km2 were selected, representing the various properties present in the site. The efficiency of the current farming was determined by relating the angle between the sowing lines and the terrain level curves. In this study, values of P above 0.8 were obtained in over 60% of the area. This technique proved to be an important tool for determining factor P in a fast and spatialized way with potential for use in large areas, since an efficient determination of the P factor can result in a reduction of the erosion potential. In view of these results it is possible to affirm that conservation measures should not be isolated actions, but rather associated with other practices suitable for each type of land use. The use of mathematical models of erosion can be an important support tool in environmental management decision making and the methodology developed to determine the factor P in GIS can aid mathematical models to better simulate the impacts of conservation practices on erosive processes. Catchment scale modeling should be more widespread in Brazil in order to promote sustainable agricultural practices, reducing the anthropic impact on soil and water degradation. Farmers’ and local communities’ awareness should be raised to reduce soil degradation and sediment transfer to river systems. / A demanda por ferramentas de modelagem, com capacidade de representar os processos erosivos em bacias hidrográficas e suas conexões com os corpos hídricos, exige que o monitoramento esteja associado à modelagem. Este trabalho buscou contribuir para descrição dos processos erosivos em escala de grandes bacias agrícolas, a partir da combinação de técnicas de monitoramento e modelagem para reduzir os impactos das atividades agrícolas de uma grande bacia agrícola por meio de cenários que simulam o impacto de diferentes medidas conservacionistas. Para tanto, dois estudos foram conduzidos na bacia hidrográfica do Rio Conceição (800km2), região característica pelo sistema de produção de grãos no noroeste do Rio Grande do Sul. O primeiro estudo buscou quantificar o impacto de diferentes medidas conservacionistas na erosão e dinâmica hidrosedimentologica em uma bacia agrícola sob plantio direto para simular cenários utilizando o modelo WATEM SEDEM. Todos os cenários com medidas de conservação reduziram erosão e produção de sedimento. A implementação de plantio em nível e terraceamento foram as medidas com maior impacto na redução do processo erosivo. Os resultados demonstram que perdas de solo devido a processos erosivos são significantes e insustentáveis em bacias agrícolas no sul do Brasil e que a erosão é exacerbada pela falta de informação dos produtores e uso isolado de medidas conservacionistas sem que haja um esforço coordenado em escala de bacia. O segundo estudo teve como objetivo propor uma forma eficiente de determinar o atual fator P por meio da modelagem, além de alvitrar medidas conservacionistas para melhor atender as práticas atuais. Dessa maneira, cumpre expor que foram selecionadas quatro áreas totalizando 25 km2, representativa das diversas propriedades presentes no local. A eficiência da semeadura atual foi determinada relacionando o ângulo entre as linhas de semeadura e as curvas de nível do terreno. No segundo estudo, foram obtidos valores de P acima de 0,8 em 60% da área, indicando semeadura em desnível em grande parte das lavouras. Essa técnica mostrou ser uma ferramenta importante para a determinação do fator P de forma rápida e espacializada, com potencial de uso em grandes áreas, pois uma determinação eficaz do fator P pode resultar em redução do potencial de erosão. Diante desses resultados, é possível afirmar que medidas de conservação não devem ser tomadas como ações isoladas, mas sim associadas a outras práticas adequadas para cada tipo de uso do solo. A utilização de modelos matemáticos de erosão pode ser uma importante ferramenta de suporte na tomada de decisões de gestão ambiental e a metodologia desenvolvida para a determinação do fator P em SIG pode auxiliar modelos matemáticos a simular os impactos das práticas conservacionistas sobre os processos erosivos de maneira mais representativa. Sendo assim, a modelagem em escala de bacia deve ser mais difundida no Brasil a fim de promover práticas agrícolas sustentáveis, reduzindo o impacto antrópico na degradação do solo e da água.

The no-tillage adoption combined with the presence of crop residues on soil surface and minimum soil disturbance increase the soil organic matter content, that associated with broadcast fertilization, change the nutrient dynamic and its relationship with plant nutrition. This study was carried out in a long term experiment (1997 to 2007) in Cruz Alta (RS) aim to select cropping systems efficient in nutrient cycling of N,P and K and maintain crop yield under no-tillage. The experimental design was randomized blocks with four replications. The cropping systems were composed by cover crops and cash crops: 1) radish oil/maize/radish oil/wheat/ soybean; 2) black oat/maize/black beans/wheat/soybean; 3) common vetch/maize/ radish/wheat/soybean; 4) common vetch/maize/sunhemp/wheat/soybean; 5) common vetch/maize/radish/wheat/soybean; 6) common vetch/maize/sunhemp/ wheat/soybean. In treatments 3 and 4 were applied 324 kg ha-1 P2O5 and K2O during the experimental period. The N fertilization wasn t used in all treatments. With the objective to evaluate the NPK fertilization response in 9 and 10th year were applied the N rates (0, 40, 80, 120 kg ha-1), P (0, 30, 60, 90 kg ha-1) and K (0, 30, 60, 90 kg ha-1) in maize and wheat. In soybean only residual effect was evaluated. The yields, nutrient balance trough inputs (biologic fixation of N and P and K mineral fertilization) and outputs (N, P and K exported by harvest), nutrient cycling (nutrients uptake by cover crops and commercial crops) was determined. The higher N input, nutrient uptake, nutrient exported in grain and corn, wheat and soybean yield were higher in cropping systems with legumes. The sucession of radish oil/radish oil and black oat/beans had lower N input, nutrient uptake, nutrient cycling, nutrient exported in grain and yield. The cropping systems with common vetch before maize and radish oil between maize and wheat were efficient in maintain the crop yield. The nutrient cycling had high relationship with crop yield. The cropping systems show different yield potential to the same content of soil nutrient. The increment of soil organic carbon among cropping systems ranged from 0.31 and 1.00 Mg ha-1 year-1. The carbon input were 31.7%, 20.4%, 19.5%, 14.8% and 13.7% to maize, summer cover crops, winter cover crops, soybean and wheat respectively in average of 8 years. / A adoção do sistema plantio direto com a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo e a redução do seu revolvimento provocam um aumento do teor da matéria orgânica do solo, que, associado à localização superficial dos fertilizantes, induz a modificações na dinâmica dos nutrientes e suas relações com as plantas. Um experimento de longa duração foi conduzido de 1997 a 2007, em Cruz Alta (RS), com o objetivo de selecionar sucessões de culturas mais eficientes na ciclagem de N, P e K, acúmulo de carbono orgânico do solo e na manutenção da produtividade. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro repetições. As sucessões de culturas são constituídas por combinações de plantas de cobertura de inverno e de verão intercaladas com culturas produtoras de grãos: (1) nabo/milho/nabo/trigo/soja; (2) aveia/milho/feijão/trigo/soja; (3) ervilhaca+adubação/ milho/nabo/trigo/soja; (4) ervilhaca+adubação/milho/crotalária/trigo/soja; (5) ervilhaca/ milho/nabo/trigo/soja; (6) ervilhaca/milho/crotalária/trigo/soja. Nos tratamentos 3 e 4, foram aplicados, no período de estudo, 324 kg ha-1 de P2O5 e de K2O. Com o objetivo de avaliar a resposta à adubação com NPK em sucessões de culturas com e sem adubação, por 8 anos, no 9º e 10º anos, foram realizados estudos de doses de N (0, 40, 80, 120 kg ha-1), de P2O5 (0, 30, 60, 90 kg ha-1) e de K2O (0, 40, 80 kg ha-1), objetivando avaliar o efeito da adubação e da ciclagem de nutrientes nas diferentes sucessões de culturas. Foram avaliados a produtividade e os balanços N, P, K, determinados com base nas estimativas de entradas (adição via fixação biológica de N, adubação com P e K), saídas (exportação de N, P, K nos grãos colhidos), ciclagem N, P, K (nutrientes contidos nos resíduos culturais). As maiores adições de N, absorção, ciclagem, exportação de N, P, K e produtividade de milho, trigo e soja são observadas nas sucessões de culturas que incluem leguminosas. As sucessões nabo/nabo e aveia/feijão mostraram-se inferiores na adição de N, absorção, ciclagem, exportação de N, P, K e produtividade. As sucessões de culturas que incluem ervilhaca antes do milho e nabo forrageiro entre milho e trigo, foram mais eficientes em manter a produtividade. A ciclagem de nutrientes teve alta relação com a produtividade. As sucessões de culturas apresentaram diferentes comportamentos na expressão do rendimento para um mesmo teor do nutriente no solo. O incremento dos estoques de COS pelas sucessões de culturas variou de 0,31 a 1,00 Mg ha ano-1. A contribuição das culturas de milho, plantas de cobertura de verão, de inverno, da soja e do trigo, foi de 31,7%, 20,4%, 19,5%, 14,8% e 13,7%, respectivamente, da adição de C no período de 8 anos.

Among the barriers to obtain satisfactory levels in grain yield of irrigated rice, it is highlighted weed resistance. Crop rotation with corn could be a good alternative to reduces seedbank, improves nutrient cycling and breaks the cycle of pathogens and pests.However, this crop presents difficulty to adapt in Planossolo, due presence of a compacted layer, water excess, and water deficit. The objectives of this study were to evaluate corn tillage systems in irrigated rice fields. The experiments was conducted in field conditions, in Planossolos of central region of the Rio Grande do Sul State during 2013/14 and 2014/15 seasons. The first experiment was conducted in order to evaluate sowing using shanks, sowing using double disks and sowing using notched disks on soil physics and corn growing, across different locations, Santa Maria and Formigueiro. In the second experiment it was evaluated soil physical parameters on different tillage systems deep tillage, conventional and no-till with raised bed and no-raised bed in two seasons. In both experiments, was evaluated soil physical parameters and explanatory variables in corn. It was observed satisfactory results in soil physical properties for the systems with more soil mobilization.The treatments with lower soil penetration resistance, airspace and macroporosity higher in the root system region produced higher grain yield. Deep tillage, no-till with sowing using shank and sowing with raised bed are the best alternatives to corn sowing in Planossos in irrigated rice fields / Dentre os entraves para obtenção de níveis satisfatórios na produtividade de grãos na cultura do arroz irrigado, destaca-se a resistência de plantas daninhas. A cultura do milho pode ser uma boa alternativa na redução do banco de sementes, além da reciclagem de nutrientes, quebra do ciclo de patógenos e insetos-praga. Porém, a cultura apresenta dificuldades em adaptar-se às condições dos Planossolos, devido à elevada densidade, baixa permeabilidade, reduzida declividade e baixa aeração. Assim, avaliou-se sistemas de implantação para a cultura do milho em Planossolos cultivados com arroz irrigado com o objetivo de proporcionar melhores condições ao desenvolvimento da planta. Conduziram-se experimentos em condições de campo, em Planossolos da região central do estado do Rio Grande do Sul, nas safras agrícolas 2013/14 e 2014/15. O primeiro experimento foi conduzido a fim de avaliar a utilização dos mecanismos haste sulcadora, disco duplo e disco ondulado como sulcadores de deposição de fertilizante na semeadora nos atributos físicos do solo e o desenvolvimento de plantas de milho, nos munícipios Santa Maria e Formigueiro. No segundo experimento avaliou-se manejos do solo com escarificação, preparo convencional, semeadura direta, com e sem microcamalhão, em duas safras agrícolas. Avaliou-se a densidade, porosidade, macroporosidade e espaçdo solo, resistência do solo à penetração mecânica (RP), distribuição do sistema radicular, massa seca, estatura, área foliar e produtividade de grãos de milho. Com relação a produtividade de grãos, os tratamentos com menor RP, maior espaço aéreo e macroporosidade na região do sistema radicular corresponderam a maior produtividade de grãos. A escarificação do solo, semeadura direta com haste sulcadora e semeadura sobre microcamalhão são as melhores alternativas para a semeadura do milho em Planossolos do Rio Grande do Sul.