Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-12-16T13:37:13Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Warlles Domingos Xavier - 2015.pdf: 870670 bytes, checksum: 1c9b7966a4f558f2897dc031e039a979 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-12-16T16:58:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Warlles Domingos Xavier - 2015.pdf: 870670 bytes, checksum: 1c9b7966a4f558f2897dc031e039a979 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-16T16:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Warlles Domingos Xavier - 2015.pdf: 870670 bytes, checksum: 1c9b7966a4f558f2897dc031e039a979 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-09-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Soils with built-up fertility denote opportunities for a more rational use of fertilizers. The objective of this study is to evaluate the potassium fertilization management for soybean-maize rotation on soils with built-up fertility, under different doses and application times. The experiment was conducted in a 5x3 factorial scheme, arranged in a randomized block design with four replications. The treatments consisted in the combination of K2O doses (0, 40, 80, 120, 160 kg ha-1) and application times, with 100% of the dose at pre-planting, 100% of the dose at top-dressing, and with 50% of the dose at pre-planting and 50% at top-dressing. The soybean is little response to potassium fertilization on soils with built-up fertility in the Cerrado biome. The parceled application of potassium promotes lower K2O accumulation rates in soybean grain. The maize at second crop responded positively to the potassium fertilization applied on the soybean, regardless of the application time. The absence of potassium fertilization for soybean-maize rotation on areas with built-up fertility contributes to reducing the potassium content in the soil, which remains below the critical level for both crops. / Solos de fertilidade construída indicam oportunidades para uso mais racional de fertilizantes. O objetivo desse estudo é avaliar o manejo da adubação potássica em solos de fertilidade construída, na sucessão soja-milho, sob doses e épocas de aplicação. O experimento foi instalado em esquema fatorial 5x3, disposto em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram na combinação de doses (0; 40; 80; 120; 160 kg ha-1 de K2O) e épocas de aplicação com 100% da dose em pré-plantio, 100% da dose em cobertura e parcelada com 50% da dose em pré-plantio + 50% em cobertura. A soja é pouco responsiva a adubação potássica em solos de fertilidade construída no Cerrado. A aplicação parcelada de potássio promove menores taxas de acúmulo de K2O nos grãos da soja. O milho segunda safra respondeu positivamente a adubação potássica aplicada na soja, independentemente da época de aplicação. A ausência da adubação potássica em áreas de fertilidade construída na sucessão soja-milho contribui para redução dos teores de potássio no solo, ficando abaixo do nível crítico para ambas às culturas.

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

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

Made available in DSpace on 2016-04-26T19:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007 - Michele de oliveira macedo.pdf: 1438139 bytes, checksum: 65185c2bcc2d92ca55054aa48e76edd3 (MD5) Previous issue date: 2007-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This study aimed to evaluate carbon and nitrogen stocks restoration, and soil fertility status in land reclamation with nodulated and mycorrhizal legume trees and fallow length on high productivity shifting cultivation. Evaluations were made of soil C and N stocks, concentration of free and occluded light fraction and soil available Ca, Mg, P, K, C and N, and amounts of mass and nutrients of litter in the dry and rainy season. One of the areas located in Angra dos Reis, RJ is under reclamation for 13 years. As reference area it was used a forest fragment and deforested area nearby. A second area is located in Serop?dica, RJ, and it is under reclamation for 17 years with the species Acacia auriculiformis and Mimosa caesalpiniifolia, and with Albizia guachapele for 13 years. As reference area it was used a secondary forest fragment and a pasture area. Both areas under recuperation in Angra dos Reis and in Serop?dica had been used as source of topsoil, having lost part of the upper soil horizons. The slash-and-burn area is located in Bom Jardim, Nova Friburgo, RJ. For this study, it was utilized a chronossequence of soil gradient: area cultivated for one year; area cultivated with crop rotation for three years; area cultivated with bananas for 18 years; area under fallowing for five years; and others two fallowing areas for 18 and 33 years. The usage of legume trees in land reclamation was able to increase stocks of C and N, from 0.04 to 0.15 Mg ha-1 year-1 for N, and of 0.13 to 1.73 Mg ha-1 year-1 for C. In the slash-and-burn agriculture system, the lowest soil C stock was found in the one and three years cultivated areas. The highest stock was observed under fallowing and in the area planted with bananas, and they were similar between areas. The highest soil N stock was found in fallow with five years. In Angra dos Reis area the concentration of free and occluded light fraction was similar between areas of forest and under reclamation. In Serop?dica, only the free light fraction of organic matter was re-established. There was no significant difference between the concentrations of free and occluded light fraction in Bom Jardim areas; however, the area with five years fallow and three years cultivation showed the same values of the free light fraction. In Angra dos Reis areas, the litter stocks were similar between the forest and the area under reclamation. In Serop?dica, except for the area under A.auriculiformis with greatest litter stock, all other areas showed similar litter stocks. In Bom Jardim, the litter stocks were similar among the fallowing areas. The nutrients contained in the litter, in general, were similar among the areas, and they were dependent on the litter mass. The soil fertility in the areas under reclamation was slightly higher than in the reference ones. In the slash-and-burn area, the soil fertility analyses indicated a residual effect of liming in the fallow with five years. Considering the attributes soil fertility and soil C and N stocks, the best fallowing period would be of five years. / Neste estudo foi avaliado o potencial do uso de leguminosas arb?reas fixadoras de nitrog?nio, e da utiliza??o de pousio em um sistema de agricultura itinerante de alta produtividade, em restabelecer a ciclagem de nutrientes e incrementar os estoques de C e N. Foram avaliados os estoques de C e N do solo, as concentra??es de fra??o leve livre e leve oclusa da mat?ria org?nica, os teores de Ca, Mg, P, K, C e N no solo, e o estoque e a quantidade de nutrientes presentes na serapilheira nas esta??es seca e chuvosa. Uma das ?reas avaliadas, no munic?pio de Angra dos Reis (RJ), est? em recupera??o h? 13 anos. Para fins de compara??o, utilizou-se como refer?ncia uma ?rea de mata e outra, desmatada, adjacente ? ?rea em recupera??o. As demais ?reas estudadas localizam-se em Serop?dica (RJ), e est?o em recupera??o h? 17 anos com as esp?cies Mimosa caesalpiniifolia e Acacia auriculiformis, e h? 13 anos, com a esp?cie Albizia guachapele. Como ?rea refer?ncia foi utilizada uma ?rea de capoeira e outra de pastagem. Tanto a ?rea em recupera??o localizada em Angra dos Reis quanto as ?reas em recupera??o em Serop?dica haviam sido utilizadas como ?reas de empr?stimo, tendo perdido parte dos horizontes superficiais do solo. A ?rea de agricultura itinerante situa-se em Bom Jardim, regi?o serrana do Rio de Janeiro. Foi avaliado um gradiente de uso do solo: ?rea cultivada h? um ano; ?rea h? tr?s anos com rota??o cultivos; ?rea h? 18 anos cultivada com bananas; ?rea em pousio h? cinco anos; e outras duas ?reas em pousio h? 18 e 33 anos. O uso de leguminosas incrementou os estoques de C e N do solo nas ?reas em recupera??o. As taxas de aumento variaram de 0,04 a 0,15 Mg ha-1 ano-1 para N, e de 0,13 a 1,73 Mg ha-1 ano-1 de C. No sistema de agricultura itinerante, os menores estoques de C foram observados nas ?reas cultivadas h? um e h? tr?s anos. Nas ?reas em pousio e no bananal os estoques foram similares entre si e superiores aos das ?reas cultivadas. O maior estoque de N foi observado na ?rea com cinco anos de pousio. As concentra??es de fra??o leve livre e leve oclusa foram similares entre as ?reas de mata e em recupera??o em Angra dos Reis. Nas ?reas em recupera??o em Serop?dica, somente a fra??o leve livre foi restabelecida. J? nas ?reas de Bom Jardim, n?o houve diferen?a significativa entre as concentra??es de fra??o leve livre e leve oclusa. No entanto, o pousio de cinco anos e o cultivo de tr?s anos apresentaram os menores valores de fra??o leve livre. Os estoques de serapilheira nas ?reas de mata e em recupera??o de Angra dos Reis foram similares. As ?reas em recupera??o no munic?pio de Serop?dica apresentaram estoques de serapilheira similares, com exce??o da esp?cie A. auriculiformis que mostrou os maiores estoques. Nas ?reas em pousio do sistema de agricultura itinerante, os estoques de serapilheira foram similares. O estoque de nutrientes da serapilheira, em geral, variou pouco, e foi dependente da massa de serapilheira. A fertilidade dos solos das ?reas em recupera??o foi ligeiramente maior que das ?reas refer?ncia. Na agricultura itinerante, pode-se observar efeito residual da calagem usada pelo agricultor no pousio de cinco anos. De acordo com os resultados de estoque de C, N e fertilidade do solo, o per?odo de pousio mais indicado para o corte e queima foi o de cinco anos.

O Brasil é considerado o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, voltada para a produção de açúcar, etanol e derivados. O aproveitamento de resíduos da usina, como torta de filtro e vinhaça no condicionamento do solo pode contribuir com a manutenção da sua fertilidade. Por outro lado, a cada operação agrícola necessária para o cultivo da cana-de-açúcar está associada uma emissão de GEE que deve ser contabilizada. O objetivo desta pesquisa foi estimar a emissão dos principais GEE (CO2, N2O e CH4) pela torta de filtro, e avaliar as alterações de alguns atributos das comunidades microbianas durante o processo de decomposição. Após avaliação de uma enquete sobre o modo de utilização da torta de filtro por diversas usinas, um estudo foi desenvolvido na Usina Costa Pinto localizada em Piracicaba (SP). A torta aplicada no sulco de plantio da cana foi monitorada quanto à emissão dos gases, sendo que as concentrações dos mesmos nas amostras foram determinadas por cromatografia gasosa. Os atributos microbiológicos examinados foram a biomassa, a atividade enzimática (fosfatase ácida, alcalina e ?-glicosidase) e a estrutura da comunidade através do polimorfismo de fragmento de restrição terminal (T-RFLP). Foi observada emissão significativa dos principais GEE predominantemente da torta quando aplicada nos sulcos de plantio, com destaque para o N2O, com uma proporção doze vezes maior em massa do que o CH4, em 56 dias de experimento. Quanto aos aspectos microbiológicos, o maior valor encontrado de carbono e nitrogênio da biomassa microbiana para a dose usualmente aplicada (25 Mg ha-1), foi com dois meses de experimento, com respectivamente 484,89 ?g C g solo seco-1 e 62,95 ?g N g solo seco-1, e correlacionado pelo coeficiente de Pearson com a atividade enzimática no material. Pela técnica de T-RFLP foi possível avaliar a estrutura dos Domínios de Archaea, Bacteria e Fungi na comunidade microbiana da torta de filtro. Não houve modificação dessa estrutura ao longo do tempo analisado. Os resultados obtidos reforçam a importância dos atributos microbiológicos aliados a fatores químicos e físicos e a influência dos mesmos sobre as emissões de GEE. / Brazil is the greatest worldwide producer of sugarcane with production of sugar, ethanol and derived. Usually applied to soil as fertirrigation, filter cake and vinasse on soil conditioning have contributed to the maintenance of fertility. On the contrary, each agricultural operation is associated to GHG emissions that must be accounted for the balance of products. This work aims evaluate GHG emissions (CO2, N2O and CH4) from the filter cake, as well as evaluate the main differences in the microbiological community available within the decomposition process. After evaluation of a survey about to use the filter cake by industries, the study has been developed at Usina Costa Pinto located in Piracicaba (SP). The filter cake applied to the row of sugarcane planting have been monitored by taking regular samples of the emissions. The concentration of the three gases in the samples has been determined by gas chromatography. The microbiological aspects has been evaluated by biomass, enzymatic activity (acid phosphatase, alkaline phosphatase, and beta-glycosidase) and the community structure through terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP). Significant GHG emission has been observed; mainly from the filter cake applied to the row of sugarcane planting especially N2O, with ratio twelve times greater than CH4 in 56 days of experiment. For microbiological aspects, the maximum of carbon and nitrogen from the microbial biomass for the treatment usually applied (25 Mg ha-1), within two months of experimentation, with respectively 484,89 ?g C g dry soil-1 e 62,95 ?g N g dry soil-1, and correlated by the coefficient of Pearson with the enzymatic activity existent in the material. The T-RFLP analysis has allowed evaluate the community structures of Archaea, Bacteria e Fungi in the microbiological community of the filter cake. Modification in the community structures was not observed over this time examined. The results obtained reinforce the importance of microbiological aspects combined with chemical and physical factors and their influence on GHG emissions.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The knowledge of nutrition dynamics in forest stands provides basis for forest implementation, using the principles of sustainable forests. This study investigated the nutrition dynamics in a pine stand, deployed in 1993, without fertilization, from seedlings at 3 m x 2 m spacing. At 18 years of age, 701 trees remained planted per hectare with mean diameter 29.4 cm, mean height 19.3 m, dominant height 19.9 m, basal area 48.5 m² ha-1 and volume with bark 460.8 m³. To study rainfall distribution, nutrient flows and variation, and nutrient content in the soil solution, we used rainwater collectors and lysimeters installed in the pine stand and in an adjacent area of natural grassland characterized by high diversity of native plant species. Were also used collectors to obtain plant litter. In 2011, we inventoried the tree biomass and litter layer in the pine stand. The average precipitation volume (P) in the study area was 2081.5 mm yr-1. In the pine stand, throughfall (T) was 1280.1 mm yr-1, stemflow (S) 89.0 mm yr-1, totaling 1369.1 mm year-1 (T + S), evidencing a canopy interception of 34.5%. The annual total contribution of each nutrient followed the decreasing order: Cl > Na > K > S > Ca > N > Mg > P. The annual contribution (kg ha-1 yr-1) from T + S was 29.39 (Cl), 21.73 (Na), 18.04 (K), 17.02 (S), 9.82 (Ca) 5.64 (C) 3.44 (Mg) and 0.84 (P). In the pine stand, the decreasing content of elements in the soil solution at 30 cm was: Cl > Na > Ca > S > Mg > K > NO3- > NO2- > P, and at 60 cm: Ca > Cl > Na > S > K > Mg > P > NO3- > NO2-. In the pasture area, all analyzed ions in the soil solution showed lower contents than those found in the pine stand. The sequence of decreasing biomass accumulation was: stem wood > stem bark > living branch > dead branch > needles > pointer wood > pointer bark. The biomass of litter was 21.33 Mg ha-1. Considering the tree biomass above ground, the nutrient content in kg ha-1 was: 421.65 N, 39.37 P, 173.46 K, 176.59 Ca, 55.47 Mg, 43.27 S, 91.91 Na, 0.79 Cu, 8.83 Fe, 27.51 Mn and 1.06 Zn. The annual mean of litterfall was 5.85 Mg ha-1. Exports of all nutrients rose as the intensity of biomass use increased. The sequence of nutrients, regarding the risk of limiting productivity, due to intense levels of biomass use was: N > P > K > Mg > Ca. / Os conhecimentos relacionados à dinâmica nutricional em povoamentos florestais servem de subsídios, para execução da silvicultura, apoiada nos princípios de sustentabilidade florestal. Assim, este trabalho teve o objetivo de estudar a dinâmica nutricional em um povoamento de pinus, implantado sem adubação, no ano de 1993, a partir de mudas seminais e um espaçamento de 3 m x 2 m. Aos 18 anos de idade restavam no plantio 701 árvores por hectare com diâmetro médio de 29,4 cm, altura média 19,3 m, altura dominante de 19,9 m, área basal de 48,5 m² ha-1, volume com casca de 460,8 m³. Para estudar a distribuição da precipitação, fluxos e variação de nutrientes, assim como a concentração de nutrientes na solução do solo, foram utilizados coletores da água da chuva e lisímetros, instalados no povoamento e em uma área de pastagem natural adjacente, caracterizada pela alta diversidade de espécies vegetais nativas. Também foram utilizados coletores para serapilheira. No pinus, em 2011, foi realizado um inventário da biomassa arbórea e da serapilheira acumulada. O volume médio de precipitação pluviométrica (P) na área de estudo foi de 2081,5 mm ano-1. No pinus, a precipitação interna (Pi) foi de 1280,1 mm ano-1, no escorrimento pelo tronco (Et) de 89,0 mm ano-1, totalizado 1369,1 mm ano-1 de (Pi+Et), significando uma interceptação pela copa de 34,5 %. O aporte total anual de cada nutriente seguiu a ordem decrescente: Cl > Na > K > S > Ca > N > Mg > P. O aporte anual (kg ha-1 ano-1) via (Pi+Et) foi de 29,39 (Cl), 21,73 (Na), 18,04 (K), 17,02 (S), 9,82 (Ca), 5,64 (N), 3,44 (Mg) e 0,84 (P). No pinus, a ordem decrescente na concentração dos elementos na solução do solo à profundidade de 30 cm foi: Cl > Na > Ca > S > Mg > K > NO3- > NO2-> P; e na profundidade de 60 cm: Ca > Cl > Na> S > K > Mg > P > NO3- > NO2-. Na área de pastagem, todos os íons analisados na solução do solo, apresentaram valores de concentração inferiores aos encontrados sob o pinus. A sequência decrescente de acúmulo de biomassa foi: madeira do fuste > casca do fuste > galho vivo > galho morto > acícula > madeira do ponteiro > casca do ponteiro. A biomassa de serapilheira acumulada foi de 21,33 Mg ha-1. Considerando a biomassa arbórea, acima do solo, o estoque de nutrientes em Kg ha-1 foi de: 421,65 de N; 39,37 de P; 173,46 de K; 176,59 de Ca; 55,47 de Mg; 43,27 de S; 91,91 de Na; 0,79 de Cu; 8,83 de Fe; 27,51 de Mn e 1,06 de Zn. A deposição média anual de serapilheira foi de 5,85 Mg ha-1. Todos os nutrientes tiveram sua exportação aumentada com o aumento da intensidade de uso da biomassa. A sequência de nutrientes, quanto ao risco de limitação da produtividade, para níveis intensos de utilização da biomassa foi: N > P > K > Mg > Ca.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Crop-Livestock System (ILP) refers to an association between two activities in the same area at different periods of the year, that involves annual crops and livestock. This study aimed to: (a) evaluate the dry matter yield and residual dry matter remaining of winter intercrop forage (oat, rye and vetch) under different heights of post-grazing residue, (b) compare the productivity of maize under different crop heights of post-grazing residue and (c) examine the changes in soil properties that may be caused by cattle during the growing season of corn. The experiment was conducted in the city of Mata - RS, on a commercial farm during the agricultural period of 2009/2010 and 2010/2011, in an Ultisol. The experimental design was a randomized block design using four heights of post-grazing residues: conventional grazing (PC), with an area of 500 m2, in which there was no control of movement of animals and tall forage during the grazing; residue height of 0.10 m (M-10), 0.20 m (M- 20), 0.30 m (M-30) and an area not grazed (SP). To meet the proposed objectives, the work was divided into three parts. The first part was performed by evaluating during two periods of each crop year, soil bulk density, microporosity, macroporosity and total porosity at depths of 0.0 to 0.025, 0.025 to 0.05, 0.05-0.10 and 0.10-0.15 m, the rate of water infiltration in soil, soil resistance to penetration, phosphorus, potassium and soil organic matter. When managed correctly, the presence of animals in pasture areas will not negatively effect soil physical and chemical properties. After the grazing cycle, changes in soil physical properties were minimal and did not affect the rate of infiltration of ground water and soil resistance to penetration. The levels of soil organic matter remained in progression for the two years of assessment in both layers evaluated. Values for phosphorus and potassium decreased in every layer over the sample period. In the second part of the study were evaluated agronomic and yield components of maize. The high mass post-grazing residue in 2009/2010 did not affect dry matter yield of corn, but was not repeated in 2010/2011 due to low water availability in the region. The yield components of corn MMG and NGE were negatively influenced by the different heights of residue post-grazing in years of low water availability. The lower heights of post-grazing residue (M-10 and PC) did not provide the optimal intake of straw to the SILP-PD for subsequent crops. In the third part of the work, attributes were evaluated related to pasture (plant height, forage mass and final mass of available forage) and the dynamics of forage production in pasture of oat (Avena strigosa Schreb.), ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and vetch (Vicia villosa L.) managed at different heights of postgrazing residue. The objective of this part was to identify the best height of forage for aerial biomass, the effect of grazing on the mass and the rate of decomposition of winter forages after different heights of forage after grazing. The different heights of residue post-grazing may have limitations in the final mass of forage, and the treatments M-20 and M-30 were ideal for the realization of direct seeding in grazed areas. / A Integração Lavoura-Pecuária (ILP) refere-se a uma associação entre duas atividades em épocas distintas do ano na mesma área, em que se envolvem os cultivos agrícolas e a criação animal. O presente trabalho teve por objetivos: (a) Avaliar a produção de matéria seca e fitomassa remanescente da pastagem consorciada de inverno (aveia preta, azevém e ervilhaca) sob diferentes alturas de massas de forragem póspastejo; (b) Comparar a produtividade da cultura do milho sob diferentes alturas de massas de forragem pós-pastejo e (c) Verificar as alterações nos atributos do solo que os bovinos possam causar no decorrer do ciclo vegetativo do milho. O experimento foi conduzido no município de Mata RS, em propriedade rural, durante os anos agrícolas 2009/2010 e 2010/2011, em um Argissolo Vermelho. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, utilizando quatro alturas de massa de forragem pós-pastejo: pastejo convencional (PC), com área de 500 m2, em que não se tinha o controle de deslocamento dos animais e altura de massa de forragem durante o pastejo; altura de massa de forragem de 0,10 m (M-10); 0,20 m (M- 20), 0,30 m (M-30) e uma área não pastejada (SP). Para atender aos objetivos propostos, o trabalho foi dividido em três partes. A primeira parte foi realizada avaliando em duas épocas do ano agrícola, a densidade do solo, microporosidade, macroporosidade e porosidade total nas profundidades de 0,0-0,025; 0,025-0,05; 0,05-0,10 e 0,10-0,15 m, bem como a taxa de infiltração de água no solo, resistência mecânica do solo à penetração e teores de fósforo, potássio e matéria orgânica do solo. Quando manejada corretamente a presença dos animais em áreas de pastagem, não ocorrerá interferência negativa nos atributos físicos e químicos do solo. Após o ciclo de pastejo, não houve alterações nos atributos físicos do solo, o que não interferiu na taxa de infiltração de água no solo e resistência mecânica do solo à penetração. Os teores de matéria orgânica do solo mantiveram-se em progressão nos dois anos de avaliação em ambas as camadas avaliadas, o que não ocorreu com os teores de fósforo e potássio, havendo uma diminuição nos teores destes nutrientes em todas as camadas avaliadas. Na segunda parte do estudo, foram realizadas avaliações agronômicas e componentes de produção da cultura do milho. As alturas de massas de forragem pós-pastejo em 2009/2010 não afetaram o rendimento de matéria seca do milho, não se repetindo em 2010/2011, devido à baixa disponibilidade hídrica que ocorreu na região. Os componentes de rendimento da cultura do milho a MMG e o NGE foram influenciados negativamente pelas diferentes alturas de massa de forragem pós-pastejo, no ano de baixa disponibilidade hídrica. As menores alturas de massas de forragem pós-pastejo (M-10 e PC) não fornecem o aporte ideal de palhada para o SILP-PD para culturas subsequentes. Na terceira parte do trabalho, avaliaram-se atributos referentes à pastagem (altura da planta, massa de forragem disponível e massa final da forragem) e à dinâmica de produção de forragem em pastagem de aveia-preta (Avena strigosa Schreb), azevém (Lolium multiflorum Lam) e ervilhaca (Vicia villosa L.) manejada em diferentes alturas de massa de forragem pós-pastejo. O objetivo dessa parte foi identificar qual a melhor altura de massa de forragem para produção de fitomassa aérea, o efeito do pastejo na massa radical e a taxa de decomposição das forrageiras hibernais após diferentes alturas de massa de forragem pós-pastejo. As diferentes alturas de massa de forragem pós-pastejo podem ter limitações na massa final da forragem, sendo que os tratamentos M-20 e M-30 atingem a palhada ideal para realização da semeadura direta nas áreas pastejadas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This research conducted in different ages of Eucalyptus saligna Sm. stands in the region of Guaíba - RS, had as objectives: to estimate and model the biomass production; to estimate the nutrients stock and calibrate a fertilization recommendation system of soil based on the nutritional balance. On the basis of the forest inventory, trees of medium diameter were collected and fractionated in leaf, branch, bark, wood and root. The accumulated litter was evaluated with sampling units of 1 m2. Samples of arboreal components and litter were collected to estimate the dry matter and nutritional content. The modeling of biomass correlated dendrometric variables with the biomass of components trees and the accumulated litter. The biomass per unit area was estimated through the product between the average dry matter of each component and the number of trees per hectare, and in the case of accumulated litter, based on area of sample units. The net primary productivity was calculated accounting for the successive increments of biomass above and below ground and litter fall. Nutrients stock was obtained through the product between the average biomass of each component and the average concentration of nutrients. The fertilization recommendation system of soil was established considering the demand of nutrients according to the expected productivity and the supply of nutrients in the soil. Considering the average of stands of different ages, the main components in biomass accumulation were: wood > root > bark > branch > leaf. In relative values, only wood showed increasing trend with age of stands. The net primary productivity in stands between 2 and 8 years of age was 40.3 Mg ha-1 year-1, and 80 % in the components above ground and 14 % below ground. For the average of stands, the stock of nutrients showed the following order of accumulation: wood > root > leaf > bark > branch; and for nutrients: Ca > N > K > Mg > P ~ S > Fe > Mn > B > Zn > Cu. The fertilization recommendation system for Eucalyptus saligna based on the nutritional balance was shown efficient in determining doses of fertilizers, estimating values increased with the reduction of soil fertility and the increase of production expected. Based on the fertilizer recommendation system was possible to establish the following order of probability of nutritional limitation productivity: P > K > N > Ca ~ Mg, in Eucalyptus saligna plantations. / Este trabalho, realizado em povoamentos de Eucalyptus saligna Sm. de diferentes idades na região de Guaíba - RS, teve como objetivos: estimar e modelar a produção de biomassa; estimar o estoque de nutrientes e calibrar um sistema de recomendação de fertilização do solo baseado no balanço nutricional. Com base no inventário florestal, árvores de diâmetro médio foram coletadas e fracionadas em folha, galho, casca do tronco, madeira do tronco e raiz. A serapilheira acumulada foi avaliada com unidades amostrais de 1 m2. Amostras dos componentes arbóreos e de serapilheira foram coletadas para estimativa da massa seca e da concentração de nutrientes. A modelagem de biomassa correlacionou variáveis dendrométricas com a biomassa dos componentes das árvores e a serapilheira acumulada. A biomassa por unidade de área foi estimada pelo produto entre a massa seca média de cada componente e o número de árvores por hectare, e no caso da serapilheira acumulada, em função da área das unidades amostrais. A produtividade primária líquida foi calculada contabilizando os sucessivos incrementos de biomassa acima e abaixo do solo e deposição de serapilheira. O estoque de nutrientes foi obtido pelo produto entre a biomassa média de cada componente e a concentração média de nutrientes. O sistema de recomendação de fertilização do solo foi estabelecido considerando a demanda de nutrientes em função da produtividade esperada e o suprimento de nutrientes no solo. Considerando a média dos povoamentos de diferentes idades, os principais componentes em acúmulo de biomassa foram: madeira do tronco > raiz > casca do tronco > galho > folha. Em valores relativos, somente a biomassa de madeira do tronco apresentou tendência crescente com a idade dos povoamentos. A produtividade primária líquida nos povoamentos entre 2 e 8 anos de idade foi de 40,3 Mg ha-1 ano-1, sendo 86 % nos componentes acima do solo e 14 % abaixo do solo. Para a média dos povoamentos, o estoque de nutrientes apresentou a seguinte ordem de acúmulo: madeira do tronco > raiz > folha > casca do tronco > galho; e para nutrientes: Ca > N > K > Mg > P ~ S > Fe > Mn > B > Zn > Cu. O sistema de recomendação de fertilização para Eucalyptus saligna com base no balanço nutricional se mostrou eficiente no estabelecimento das doses de fertilizantes, estimando valores crescentes com a redução da fertilidade do solo e o aumento da produção esperada. Com base no sistema de recomendação de fertilizantes foi possível estabelecer a seguinte ordem de probabilidade de limitação nutricional da produtividade: P > K > N > Ca ~ Mg, nos povoamentos de Eucalyptus saligna.

Reindeer can have strong effects on the plant species composition and functioning of tundra ecosystems, and often promote a transition towards a graminoid-dominated vegetation type. As a result, they influence many ecological processes, such as nutrient dynamics, soil biotic composition and functioning, and carbon storage. Several studies suggest that the effect of reindeer on vegetation may follow predictable patterns and could induce an alternative stable vegetation state. However, little empirical data on the long-term stability of reindeer effects on vegetation exist, as it is inherently challenging to study these ecological processes experimentally on a sufficiently long timescale. The main objective of this thesis was therefore to gain a better understanding of the long-term ecological processes following reindeer-induced vegetation shifts. In order to gain a more mechanistic insight in what initially drives this transition, I used a field-based grazing simulation experiment in which I separated defoliation, trampling, moss removal and the addition of feces. This allowed me to test the relative contribution of reindeer-related activities to initiating the shift from moss and heath- dominated tundra towards a graminoid-dominated vegetation state. Additionally, I studied the long-term ecological stability following such a vegetation shift. I did this by addressing historical milking grounds (HMGs): sites where high reindeer concentrations associated with historical traditional reindeer herding practices induced a vegetation transition from shrubs towards graminoids several centuries earlier, but which were abandoned a century ago. Studying HMGs allowed me to address: 1. The potential stability of reindeer-induced vegetation shifts; 2. The ecological mechanisms contributing to the long-term stability of these vegetation shifts; and 3. How such long-lasting vegetation changes influence soil carbon- and nutrient cycling. I found that trampling by reindeer is an important mechanism by which reindeer cause vegetation change. Addressing HMGs further revealed that this vegetation change can be hightly persistent, as the studied HMGs showed only a low encroachment at the surrounding borders in the last 50 years. The vegetation in the core areas of all studied HMGs had remained strikingly stable, and were hardly invaded by surrounding shrubs. Interestingly, soil nutrient concentrations and microbial activities were still different from the surrounding area as well, and even comparable to actively grazed areas. Even after many centuries of changed vegetation composition and soil processes, there was no difference in total carbon sequestration. This suggests that the environmental conditions for microbial decomposition were more important than vegetation composition for the soil carbon stocks, in our study site. After studying the contemporary habitat use of HMGs by reindeer and other herbivores, investigating the potential plant-soil feedbacks mechanisms and detailed soil analyses, I concluded that several ecological mechanisms contribute to the long-term stability of HMGs: first, the altered soil biotic and abiotic conditions appear to have a stronger advantage for HMG vegetation than for the surrounding tundra vegetation. Furthermore, I found a clear browsing preference of small rodents on single shrubs proliferating in HMGs, causing a strong limitation on shrub expansion. Moreover, the dense established sward of graminoids likely poses a strong direct competition for space and nutrients, hindering seedling establishment. Finally, I conclude that HMGs are highly stable on relevant ecological timescales, and propose how the concepts of historical contingency and ASS can be applied to understand stability of these reindeer-induced vegetation transitions.

Deadwood is a hotspot of microbial diversity and its decomposition contributes to carbon and nitrogen cycling in temperate forests. The historically recognized importance of fungi in the decomposition of deadwood has recently been complemented by the description of bacterial functions thanks to the rapid progress of culture-independent methods based on the analysis of nucleic acids. To study different aspects of deadwood decomposition, a temperate mixed forest in Zofinsky prales National Nature Reserve was selected as a site with rich historical forestry data where deadwood decomposition represents an important process in wood turnover. The aim of this thesis is to describe role of bacteria in deadwood decomposition at fine scale resolution with respect to community composition, enzyme transcription, and metabolic potential of dominant species. Effects of deadwood age together with pH and water content on the bacterial community composition proved to be more important than tree species identity. Bacteria showed distinct composition between early and late community in decomposing deadwood. The bacterial community was also under a significant influence of fungal community composition. Despite being in a close contact, bacterial and fungal communities differed significantly between deadwood and the...