Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The swine manure is a major source of nitrogen (N) to crops, although its inappropriate use can lead to N losses which in return pollute environment and reduces its value as organic fertilizer. The sustainability of pig farming depends on strategies that could improve crops N utilization from pig slurry and mitigate harmful environmental impact caused by its use. The objective of this study was to evaluate the effect of full and split pig slurry (PS) application in no-till corn and wheat, with and without nitrification inhibitor (NI), on: N accumulation, productivity, and nitrous oxide (N2O) emissions. The study was conducted from November 2010 to November 2011 on a typic Hapludalf. The treatments used in corn and wheat were: 1) control; 2) PS full (pre-planting); 3) PS split (1/3 at pre-planting and 2/3 sidedressing); 4) PS full + NI; 5) PS split + IN; 6) mineral NPK. Agrotain Plus was used as NI as it contains 81 % of dicyandiamide (DCD). It was used at a rate of 7 kg ha-1. The use of PS increased N accumulation and yield of maize/wheat crops and were at par with NPK mineral fertilizer. However, N2O emission was increased with PS and NPK application. Split application of PS and NI did not affected N accumulation and yield of maize and wheat crops however splitting of PS reduced N2O emissions from wheat crop. The use of NI reduced N2O soil emissions in both crops and in the two methods of PS application. On an average, N2O emission was reduced by 15.5% and 45.0 % in maize and wheat, respectively. From the results it was apparent that, the strategy of combining NI with PS could reduce environmental implications associated with the sole use of PS. / Os dejetos de suínos constituem uma importante fonte de nitrogênio (N) às culturas, embora o seu uso inadequado possa acarretar em perdas de N que poluem o ambiente e reduzem o poder fertilizante dos dejetos. A sustentabilidade da suinocultura depende de estratégias que melhorem o aproveitamento do N dos dejetos líquidos de suínos pelas culturas e que possam mitigar o impacto ambiental negativo provocado pelo seu uso agrícola. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da forma de aplicação dos dejetos líquidos de suínos (Dls) e do uso de inibidor de nitrificação (IN) sobre o acúmulo de N, a produtividade e as emissões de óxido nitroso (N2O) no cultivo do milho e do trigo em plantio direto. A pesquisa foi conduzida de novembro de 2010 a novembro de 2011 em um Argissolo Vermelho Alumínico úmbrico. Os tratamentos aplicados no milho e no trigo foram: 1) testemunha; 2) Dls em dose única (pré-semeadura); 3) Dls em dose parcelada (1/3 pré-semeadura e 2/3 cobertura); 4) Dls em dose única + IN; 5) Dls em dose parcelada + IN e 6) N-uréia + PK. O produto Agrotain Plus , que contém em sua formulação 81 % do inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD), foi misturado aos dejetos na dose de 7 kg ha-1. A aplicação dos dejetos aumentou o acúmulo de N e a produtividade do milho e do trigo, apresentando resultados similares à uréia. Todavia, as emissões de N2O aumentaram com a aplicação dos dejetos de suínos e da uréia. O parcelamento da dose de Dls e o uso do inibidor de nitrificação não afetaram o acúmulo de N e a produtividade do milho e do trigo, mas o parcelamento da dose de dejetos mostrou-se eficiente na redução das emissões de N2O no trigo. O inibidor de nitrificação reduziu os fluxos de N2O no milho e no trigo, nas duas modalidades de aplicação dos dejetos. Em média, o uso do inibidor de nitrificação reduziu as emissões de N2O em 15,5 % no milho e 45,0 % no trigo. Os resultados deste trabalho mostram que a estratégia de adicionar a dicianodiamida (DCD) no momento da aplicação dos dejetos de suínos no campo pode reduzir o impacto ambiental negativo provocado pelo uso agrícola dos dejetos.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao_Paulo_Ames.pdf: 1229358 bytes, checksum: 3d9628538b4ef8e93d000b76250a30c1 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We carried out two experiments in order to evaluate the production of Tifton 85 hay in winter. The first experiment evaluated the use of chemical nitrogen fertilizer, use of pig slurry, the association with Tifton 85 and Tifton 85 single pea without the application of fertilizer on structural characteristics, dry matter production, rate of dehydration, nutritional value and occurrence of fungi in Tifton 85 and its association. In the evaluation of the drying curves the experimental design occurred in randomized blocks with sub plots divided by time taking into consideration 4 management systems and 8 sampling times (from cutting up to baling), with 5 repetitions. In the bromatologicalcompositionthe experimental designtook into consideration treatments 4, 3 sampling times (cutting, baling and storage) were studied with 5 repetitions. In the quantification and identification of fungi 4 management systems 2 times evaluation (cutting and after storage) in a randomized complete block design with sub plots divided by time, with 5 repetitions. The second experiment was divided into two stages: in the first one it was evaluated the oversownof the Guapas white oat, with IPR126white oat and Tifton 85 single with chemical nitrogen fertilizer on the structural characteristics, dry matter yield, nutritional value, dehydration curve, occurrence of fungi in Tifton 85 grass). The MS experimental designoccurredthrough randomized blocks with 3 treatments and 5 repetitions. The dehydration curve was evaluated in a randomized complete block design with sub plots divided into time, taking into consideration: 3 treatments, 8 sampling times (cutting up to baling), with 5 repetitions. For nutritional value and occurrence of fungi in the experimental design was randomized blocks with sub plots being divided in time 3 treatments, 2-cycle assessment (cut and after storage for 30 days) with 5 repetitions. A second experiment was conducted which aimed to evaluate the oversown use of white oats IPR 126 and Guap, pea, the use of swine manure and chemical fertilizer nitrogen application on soil physical properties (resistance to penetration, total porosity, macroporosity and microporosity) in a randomized block design in split-plot treatments subdivided into 5 management systems, 2 depths evaluation (0-5cm and 6-10 cm) and 5 repetitions / Realizou-se dois experimentos com o objetivo de avaliar a produção de feno de capim Tifton 85 no inverno. No primeiro experimento avaliou-se o uso da adubação química nitrogenada, uso do dejeto líquido suíno, a associação Tifton 85 com ervilha forrageira e Tifton 85 solteiro sem aplicação de adubo sobre as características estruturais, produção de matéria seca (MS), taxa de desidratação, valor nutricional e ocorrência de fungos no capim Tifton 85 e sua associação. Na avaliação das curvas de desidratação o delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas sub divididas no tempo sendo 4 tratamentos e 8 tempos de amostragem (do corte até o enfardamento), com 5 repetições. Na composição bromatológica foram 4 tratamentos, 3 tempos de amostragem (corte, enfardamento e armazenamento) com 5 repetições. Na quantificação e identificação dos fungos foram os 4 tratamentos 2 tempos de avaliação (corte e após o armazenamento) num delineamento experimental em blocos casualizados com parcelas sub divididas no tempo, com 5 repetições. Num segundo experimento avaliou-se a sobressemeadura da aveia branca guapa; aveia branca IPR 126 e Tifton 85 solteiro com adubação química nitrogenada sobre as características estruturais, produção de matéria seca, valor nutricional, curva de desidratação, ocorrência de fungos no capim Tifton 85. O delineamento experimental para produção de MS foi em blocos casualizados com 3 tratamentos e 5 repetições. A curva de desidratação foi avaliado sob um delineamento experimental em blocos casualizados com parcelas sub divididas no tempo sendo 3 tratamentos, 8 tempos de amostragem (do corte até o enfardamento), com 5 repetições. Para valor nutricional e ocorrência de fungos o delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas sub divididas no tempo sendo 3 tratamentos, 2 tempos avaliação (corte e após o armazenamento por 30 dias) , com 5 repetições. Conduziu-se um segundo ensaio cujo objetivo foi avaliar o uso da sobressemedura das aveias brancas IPR 126 e Guapa; ervilha forrageira, uso de dejeto suíno e aplicação de adubação química nitrogenada sobre as características físicas do solo (resistência a penetração, porosidade total, macroporosidade e microporosidade) num delineamento em blocos casualizados em esquema de parcelas subdivididas com 5 tratamentos, 2 profundidades de avaliação (0-5cm e 6 a 10 cm) e 5 repetições

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of pig manure, especially of the deep-bedding manure, is not so often in the winter cover crops, preceding the summer commercial plantation. The aim of this study was to evaluate the carbon and nitrogen dynamics in soil and the black oat production with the use of pig slurry and deep-bedding manure. Emphasis has been given to the losses of N for ammonia volatilization, to the variation in the amounts of mineral N, to the decomposition of the organic materials and the oat N accumulation. Three experiments were conducted in field conditions in a typic Hapludalf soil, at the experimental area of the Soil Science Department, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS, from May to October of 2003. In the first experiment, the ammonia volatilization was evaluated after the application of the pig slurry and deep-bedding manure on the crop residues of corn, in the following treatments: T1 - crop residues of corn (RCM) + 44,2 m3 ha-1 of pig slurry; T2 - RCM + 17,9 Mg ha-1 deep-bedding; T3 - RCM without incorporation; T4 - RCM + 44,2 m3 ha-1 pig slurry with incorporation and T5 - RCM with incorporation. The N losses by ammonia volatilization were higher in deep-bedding manure than in the pig slurry, proportionally. No loss of the N for ammonia volatilization was observed with the incorporation of the pig slurry in the soil. The highest ammonia emissions for the atmosphere (65%) occurred during the first day after the application of the pig slurry and the deep-bedding manure in the field. In the second experiment the N dynamics was evaluated in the soil during the black oat cultivation, through the temporary variation of the amounts of mineral N (NNH4+ and N-NO2- + N-NO3-). Also, the dry matter production and N accumulation in oat in the following treatments: T1 crop residues of corn (RCM) + 44,2 m3 ha-1 of pig slurry of ; T2 - RCM + 17,9 Mg ha-1 of deep-bedding manure; T3 - RCM + 9,7 Mg ha-1 of deep-bedding manure; T4 - RCM + 50 kg ha-1 of N-urea and T5 - RCM. For equivalent amounts of mineral N applied to the soil with the deep-bedding manure and the pig slurry, the amount of mineral N in the soil was higher in the pig slurry, evidencing a lower rate of mineralization of organic N of the deep-bedding manure. The ammoniacal N of the pig slurry was quickly nitrified in the soil and N-NO3- produced moved in the soil profile. This shows the evidences of lossing N by lixiviation. The deep-bedding manure presented low potential of supply of N to the oat, compared to the pig slurry. Only 22.5% of the ammoniacal N applied with the pig slurry was recovered in the oat. In the physiologic maturation of the oat 52.6% of ammoniacal N applied with the pig slurry was found in the soil-plant system. In the third experiment was evaluated the effect of the addition of pig manure on the decomposition of the crop residues of corn (RCM), without incorporation to the soil. The emission of C-CO2 was quantified continually for 62 days in the following treatments: T1 - Soil + RCM + 44,3 m3 ha-1 of pig slurry; T2 - Soil + RCM + 17,9 Mg ha-1 deep-bedding manure; T3 - Soil + RCM; T4 - Soil + 44,3 m3 ha-1 of pig slurry; T5 - Soil + 17,9 Mg ha-1 deep-bedding manure and T6 - Soil. The decomposition was higher in the pig slurry than in the deep bedding, revealing the highest degree of recalcitrant of the carbon compost of the deep-bedding manure. The decomposition of the crop residues of corn, with high C/N ratio, was improved with the application to the pig slurry. / O uso de dejetos de suínos, especialmente da cama sobreposta, é relativamente pouco freqüente em plantas de cobertura de solo no inverno, antecedendo às culturas comerciais de verão. Este trabalho foi realizado para avaliar a dinâmica do carbono e do nitrogênio no solo e a produção da cultura da aveia preta com o uso de dejetos líquidos e cama sobreposta de suínos, com ênfase às perdas de N por volatilização de amônia, à variação nas quantidades de N mineral no solo, à decomposição dos materiais orgânicos e ao acúmulo de N pela aveia. Para isso foram conduzidos três experimentos em condições de campo, no período de maio a outubro de 2003, na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) em um Argissolo Amarelo distrófico arênico. No primeiro experimento foi avaliada a volatilização de amônia após a aplicação de dejetos líquidos e cama sobreposta de suínos sobre os resíduos culturais de milho, nos seguintes tratamentos: T1- Resíduos culturais de milho (RCM) + 44,2 m3 ha-1 de dejetos líquidos de suínos; T2- RCM + 17,9 Mg ha-1 de cama sobreposta; T3- RCM sem incorporação ao solo; T4- RCM + 44,2 m3 ha-1 de dejetos líquidos de suínos com incorporação e T5- RCM com incorporação. Proporcionalmente, as perdas de N por volatilização de amônia foram maiores na cama sobreposta de suínos do que nos dejetos líquidos. Quando os dejetos líquidos de suínos foram incorporados ao solo não foram observadas perdas de N por volatilização de amônia. As maiores emissões de amônia para a atmosfera (65% do total emitido) ocorreram durante o primeiro dia após a aplicação dos dejetos líquidos e da cama sobreposta no campo. No segundo experimento avaliou-se a dinâmica do N no solo durante o cultivo da aveia preta, através da variação temporal das quantidades de N mineral (N-NH4+ e N-NO3- + N-NO2-), e também a produção de matéria seca a acúmulo de N da aveia nos seguintes tratamentos: T1- Resíduos culturais de milho (RCM) + 44,2 m3 ha-1 de dejetos líquidos de suínos; T2- RCM + 17,9 Mg ha-1 de cama sobreposta; T3- RCM + 9,7 Mg ha-1 de cama sobreposta; T4- RCM + 50 kg ha-1 de N-uréia e T5- RCM. Para quantidades equivalentes de N mineral aplicadas ao solo com a cama sobreposta e os dejetos líquidos, a quantidade de mineral no solo durante o cultivo de aveia foi maior nos dejetos líquidos, evidenciando a baixa taxa de mineralização do N orgânico da cama sobreposta . O N amoniacal dos dejetos líquidos foi rapidamente nitrificado no solo e o N-NO3 - produzido se deslocou no perfil do solo havendo evidências de perdas desta forma de N por lixiviação. A cama sobreposta de suínos apresentou menor potencial de fornecimento de N à aveia, comparado com os dejetos líquidos de suínos. Apenas 22,5% do N amoniacal aplicado com os dejetos foi recuperado pela cultura da aveia. No florescimento pleno da aveia 52,6% do N amoniacal aplicado com os dejetos líquidos foi encontrado no sistema solo-planta. No terceiro experimento foi avaliado o efeito da adição de dejetos sobre a decomposição dos resíduos culturais do milho (RCM), sem incorporação ao solo. Para isso, foi quantificada a emissão de C-CO2 continuamente durante 62 dias nos seguintes tratamentos: T1- Solo + RCM + 44,3 m3 ha-1 de dejetos líquidos; T2- Solo + RCM + 17,9 Mg ha-1 de cama sobreposta; T3- Solo + RCM; T4- Solo + 44,3 m3 ha-1 de dejetos líquidos; T5- Solo + 17,9 Mg ha-1 de cama sobreposta e T6- Solo. A decomposição dos dejetos líquidos foi maior do que a cama sobreposta de suínos, revelando o maior grau de recalcitrância dos compostos carbonados da cama sobreposta. A decomposição dos resíduos culturais de milho, com elevada relação C/N, foi favorecida pela aplicação dos dejetos líquidos de suínos, sendo que a mesma aumentou em 21%.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The managedment of the pig manure, in the slurry or solid form (deep bedding), and how it is applied to the soil, in the surface or incorporated, must affect the dynamics of the C and the N in the soil. The objectives of this work were: 1) to evaluate the dynamics of the C and the N in soil and to evaluate the N supply to maize which were applied pig manure in the slurry and solid form, in no-tillage and minimum tillage system; and 2) to use the STICS model (BRISSON et al., 1998) to simulate the dynamics of N and water in the soil-plant system with the use of pig slurry in maize under no-tillage system. To reach the first objective, three experiments were realized. Two of them in the field conditions, during the period of 2002/03 in the Experimental Area of the UFSM/RS Soil Department in a typic Hapludult and one of them in laboratory conditions. The treatments consisted in the application or no application of pig manure in the slurry and solid form (deep bedding) on the crop oats residues with and without incorporation to the soil in the maize. Aiming to reach the second objective, a data set generated in the Experimental Area of the UFSM Soil Department during the period of 1998 to 2002, involving the N dynamics in the soil-plant system, with the use of pig slurry in notillage system was used. The gotten results had indicated that the N losses by NH3 volatilization were higher with the application of pig slurry than with the application of solid manure and that these losses decrease with the incorporation of the manure to the soil. The amounts of mineral N in the soil layer of 0-90 cm did not differ between the treatments with and without incorporation of the manure in spite of the lost N amount by volatilization has been higher in the treatment without incorporation. The incorporation of the manure to the soil did not increase the straw C decomposition and nor the N immobilization. The presence of the oats straw stimulated the immobilization of the ammoniacal N applied with the pig slurry. The solid manure presented low nitrogenous fertilizing otential to the maize when compared to the pig slurry in terms of the low mineralization rate of the organic N, present in the deep bedding. The N-N2O emission increased with the application of the pig slurry on the oats straw in relation to the system with straw and without pig slurry. The pig slurry ammoniacal 15N recovery by the maize in physiological maturation stage was only 14.9%. In the same period, only 49.2% of the ammoniacal 15N applied with the slurry pig slurry were recuperated in the soil and the plant (aerial part + roots), indicating that more than a half of the ammoniacal N applied with the pig slurry was lost through the volatilization, lixiviation and denitrification processes. The STICS model underestimates the amount of N lost by ammonia volatilization after the pig slurry application. The use of a factor in STICS to express the N losses by ammonia volatilization provided an improvement in the simulations of the N dynamics in the soil. The water dynamics in the soil layer of 0 - 60 cm was simulated by STICS with an error lower than 13.5%. These work results showed that the STICS reparametred model presents potential to be used in subtropical weather conditions in the simulation of the N and water dynamics in no-tillage system with the use of pig manure. / A forma como os dejetos de suínos são manejados, se na forma líquida ou sólida (cama sobreposta), e o modo de aplicação dos mesmos no solo, se na superfície ou incorporados, devem afetar a dinâmica do C e do N no solo. Os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar a dinâmica do C e do N no solo e o fornecimento de N ao milho com uso de dejetos de suínos na forma líquida e sólida, em sistema plantio direto e preparo reduzido do solo; e 2) utilizar o modelo STICS (BRISSON et al., 1998) para simular a dinâmica do N e da água no sistema solo-planta com o uso de dejetos líquidos de suínos em sistema plantio direto de milho. Para atingir o primeiro objetivo, foram realizados três experimentos, sendo dois em condições de campo, no período de 2002/03 na área Experimental do Departamento de Solos da UFSM/RS, em solo Argissolo Vermelho distrófico arênico, e um em condições de laboratório. Os tratamentos consistiram da aplicação ou não de dejetos de suínos na forma líquida e sólida (cama sobreposta), sobre os resíduos culturais de aveia com e sem incorporação ao solo, na cultura do milho. Com vistas ao alcance do segundo objetivo, foi utilizado um conjunto de dados gerados na área Experimental do Departamento de Solos da UFSM no período de 1998 a 2002 envolvendo a dinâmica do N no sistema solo-planta com o uso de dejetos líquidos de suínos em sistema plantio direto. Os resultados obtidos indicaram que as perdas de N por volatilização de NH3 foram maiores com a aplicação de dejetos líquidos de suínos do que com a aplicação de dejetos sólidos e que essas perdas diminuíram com a incorporação dos dejetos ao solo. As quantidades de N mineral na camada de 0-90 cm do solo não diferiram entre os tratamentos com e sem incorporação dos dejetos apesar da quantidade de N perdida por volatilização ter sido maior no tratamento sem incorporação. A incorporação dos dejetos ao solo não aumentou a decomposição do C da palha e nem a imobilização de N. A presença da palha de aveia estimulou a imobilização do N amoniacal aplicado com os dejetos de suínos. Os dejetos sólidos apresentaram baixo potencial fertilizante nitrogenado ao milho, comparado aos dejetos líquidos, em função da baixa taxa de mineralização do N orgânico presente na cama sobreposta. A emissão de N-N2O aumentou com a aplicação dos dejetos líquidos sobre a palha de aveia em relação ao sistema com palha e sem dejetos. A recuperação do 15N amonical dos dejetos líquidos pelo milho no estádio de maturação fisiológica foi de apenas 14,9%. Nesse mesmo período, apenas 49,2% do 15N amoniacal aplicado com os dejetos líquidos de suínos foram recuperados no solo e na planta (parte aérea + raízes), indicando que mais da metade do N amoniacal aplicado com os dejetos foi perdido através dos processos de volatilização, lixiviação e desnitrificação. O modelo STICS subestimou a quantidade de N perdida por volatilização de amônia, após a aplicação dos dejetos de suínos. O uso de um fator em STICS para expressar a perdas de N por volatilização de amônia proporcionou uma melhora nas simulações da dinâmica do N no solo. A dinâmica da água na camada 0 60 cm do solo foi simulada por STICS com um erro inferior a 13,5%. Os resultados desse estudo evidenciaram que o modelo STICS reparametrado apresenta potencial para ser utilizado em condições de clima subtropical na simulação da dinâmica do N e da água em sistema plantio direto com o uso de dejetos de suínos.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGMS14DA022.pdf: 1661890 bytes, checksum: 3147ca0fadcd842b04a10dab73754a64 (MD5) Previous issue date: 2014-05-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The total content of phosphorus (P) is distributed in the soil forms with different degrees of lability, being the distribution of the forms affected by type soils and soil manegement. The work consisted of three studies, being that the first study quantified the stock of the forms of inorganic and organic P in the surface horizon and in 42 profiles soil of six orders in the Santa Catarina State. After collection, the samples were subjected to chemical fractionation of P Hedley. The soils most weathered had higher stock of P total, while the soils less weathered showed higher levels of labile organic P. In the second study was conducted fractionation analysis of P and P nuclear magnetic resonance (NMR) in soil agroecosystems with high organic matter content. The areas were evaluated in apple orchard, native grass and pine plantation. The results of chemical fractionation and NMR of P, showed that the conversion of natural ecosystems to areas cultivated altered the distribution of P forms in soil, where the fractions organic were reduced in culture without the addition of phosphate fertilizer systems. The third study involved the assessment of forms of P in soils with different clay contents that subjected the applications of liquid swine manure. Soil samples were collected in three regions of Santa Catarina State and subjected to chemical fractionation of P. The results showed that the addition of liquid swine manure for long term increased the content of all forms of P evaluated by fractionation, mainly in inorganic forms, with more accumulated in the topsoil. In soils with sandy texture there accumulation of labile P, and in soils clay there accumulation the of forms lower lability / O conteúdo total de fósforo (P) do solo é distribuido em formas com diferentes graus de labilidade. A distribuição das formas de P podem ser afetadas pelo tipo de solo e o manejo adotado durante seu uso. O trabalho foi composto de três estudos. O primeiro estudo quantificou o estoque das formas de P inorgânicas e orgânicas no horizonte superficial e nos perfis de 42 solos de seis ordens no Estado de Santa Catarina (SC). Após a coleta, as amostras foram submetidas ao fracionamento químico de P de Hedley. No segundo estudo foi realizado o fracionamento químico de P e análise de ressonância magnética nuclear de P (RMN) em amostras de solo de áreas de pomar de maçieira, campo nativo e florestamento de pinus com alto teor de matéria orgânica. O terceiro estudo consistiu na avaliação das formas de P em solos com diferentes teores de argila que foram submetidos a aplicações de dejetos líquidos de suínos. As amostras de solo foram coletadas em três regiões do Estado de SC e submetidas ao fracionamento químico de P. No estudo 1 os solos mais intemperizados apresentaram maiores estoque de P total enquanto os solos menos intemperizados apresentaram maiores teores de P lábil e P orgânico. No segundo estudo os resultados do fracionamento químico e RMN de P mostraram que a conversão de ecossistemas naturais em áreas cultivadas alterou a distribuição das formas de P no solo, onde as frações orgânicas foram reduzidas em sistemas de cultivo sem a adição de fertilizantes fosfatados. Os resultados do terceiro estudo mostraram que a adição de dejetos líquidos de suínos por longo prazo aumentou o teor em todas as formas de P avaliadas pelo fracionamento, principalmente em formas inorgânicas, sendo mais acumulado na camada superficial do solo. Nos solos com textura arenosa houve acúmulo de P principalmente nas frações lábeis e em solos de textura argilosa houve acúmulo de P principalmente em formas de menor labilidade

The swine and cattle activities are of great economic and social importance in Brazil in the southern region, but generate of large volumes of waste, that when applied to the soil can be mineralized and part of the nutrients released can be absorbed by plants or transferred by runoff or percolation. The aimed of this study was to evaluate the rate of mineralization, availability and transferences of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) for the solution runoff and percolation in the profile in a Sandy Typic Hapludalf under application of nutrient sources. Two experiments were carried out at the Federal University of Santa Maria (UFSM), in Santa Maria (RS). For the experiment 1, soil samples of a Sandy Typic Hapludalf were collected in October 2010, prepared and carried the following treatments: soil, soil + pig slurry, soil + deep-litter; soil + cattle slurry and soil + mineral fertilizer. These soils were incubated during 0, 20, 35, 58, 73 and 123 days and then, samples were collected and submitted to analysis of mineral-N (N-NH4 + e N-NO3 -), P extracted by exchanged anion resin and K by exchanged cation resin. The experiment 2 was installed in 2004, at the experimental area of the Department of Soils of UFSM. The treatments were: control, pig slurry, deeplitter, cattle slurry and mineral fertilizer. Each source of manure has been applied to provide the N demand of corn (Zea mays L.) and oat (Avena strigosa Schreb.). From May 2010 to February 2011, samples of runoff and percolated in the profile solution were collected; the volume was measured and the content mineral- N (N-NH4 + e N-NO3 -), P e K in the solution was analyzed. The highest rate of N mineralization occurred in soil under the application of pig slurry and increased availability of P and K was observed with the application of litter of pigs. The greatest transfer of N, P and K occurred in the soil under the application of deeplitter / A suinocultura e a bovinocultura são atividades de grande importância econômica e social na região sul do Brasil, mas geram grande volume de dejetos, que quando aplicados ao solo podem ser mineralizados e parte dos nutrientes liberados podem ser absorvidos pelas plantas ou transferidos por escoamento superficial ou percolação. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a taxa de mineralização, a disponibilidade e a transferência de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) pela solução escoada na superfície do solo e percolada no perfil do solo, em um Argissolo Vermelho submetido à aplicação de fontes minerais e orgânicas de nutrientes. Foram conduzidos dois experimentos na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), em Santa Maria (RS). No experimento 1, para avaliação da disponibilidade de nutrientes no solo, amostras de um Argissolo Vermelho foram coletadas em outubro de 2010, preparadas e aplicados os seguintes tratamentos: solo; solo + dejetos líquidos de suínos; solo + cama sobreposta de suínos; solo + dejetos líquidos de bovinos e solo + adubação mineral. As amostras foram incubadas por 0, 20, 35, 58, 73 e 123 dias, coletadas e submetidas à análise de N-mineral (N-NH4 + e N-NO3 -), de P extraído pela Resina Trocadora de Ânions (RTA) e de K pela Resina Trocadora de Cátions (RTC). No experimento 2, para a avaliação das transferências de nutrientes foi instalado em 2004 na área experimental do Departamento de Solos da UFSM os tratamentos: testemunha, dejetos líquidos de suínos, cama sobreposta de suínos, dejetos líquidos de bovinos e adubação mineral. Cada fonte de nutriente foi aplicada para fornecer a demanda de N do milho e da aveia preta. Entre os meses de maio de 2010 a fevereiro de 2011 foram coletadas amostras da solução escoada na superfície do solo e percolada no perfil e, em seguida foi quantificado o volume e, logo depois foi analisado os teores de N mineral (N-NH4 + e N-NO3 -), P e K na solução. A maior taxa de mineralização de N aconteceu no solo submetido à aplicação de dejetos líquidos de suínos e a maior disponibilidade de P e K foi observada com a aplicação de cama sobreposta de suínos. As maiores transferências de N, P e K ocorreram no solo submetido à aplicação de cama sobreposta de suínos.

Emission of greenhouse effect gases due to the agricultural use of the dejections of animals as fertilizers, as well as the mineralization of the carbon of those materials in the soil healthy aspects are still relatively a little studied in Brazil. This work was accomplished to evaluate: 1) the annual emission of nitrous oxide with the use, in the corn, of mineral and organic manuring (pig and cattle slurry and pig deep-bedding); 2) the mineralization of the carbon of pig slurry and of the corn straw, with and without incorporation to the soil. For that two experiments were driven in field conditions, in the period of October of 2007 to September of 2008, in the experimental area of the Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) in typic Hapludalf soil. In the first, it was evaluated the emission of N2O periodically for 342 days in the following treatments: T1: without dejections (control); T2: pig slurry in single application; T3: pig deep-bedding; T4: pig deep-bedding + urea; T5: cattle slurry; T6: pig slurry in parceled out application; T7: without slurry and with mineral fertilizer (NPK) recommended to the corn. Approximately 2/3 of the annual emission of N2O happened during the first 15 days after the application of the organic materials, and all of them provoked increase in the emission of N2O in relation to the control treatment, without use of fertilizers and also in relation to the treatment with the use of N-urea. With the parceled out application of the pig slurry the emission of N2O was inferior to the single application. At the end of approximately one year the factor of emission of N2O in the treatments with application of organic residues varied of 2.1% of applied N with the cattle slurry to 3.4% of applied N with the pig slurry. In the second experiment the effect of the addition of pig slurry was evaluated on the decomposition of corn straw, with and without incorporation to the soil. For such, the continuous C-CO2 emission was quantified for a period of 158 days in the following treatments: T1: soil without mobilization, T2: mobilized soil, T3: pig slurry in soil surface, T4: pig slurry incorporated, T5: corn straw in surface, T6: incorporate straw, T7: straw + pig slurry in surface and T8: straw + incorporate pig slurry. The incorporation of the corn straw to the soil favored the C mineralization of the straw while in the pig slurry his maintenance in the soil surface favored the C mineralization. The application of pig slurry increased the mineralization straw C in surface in 12% (320 kg ha-1 of added C) and of the incorporate straw in 1.3% (34 kg ha-1 of added C). / A emissão de gases de efeito estufa decorrente do uso agrícola dos dejetos de animais como fertilizantes, bem como a mineralização do carbono desses materiais no solo são aspectos ainda relativamente pouco estudados no Brasil. Este trabalho foi realizado para avaliar: 1) a emissão anual de óxido nitroso com o uso, no milho, de adubação mineral e orgânica (dejetos líquidos de suínos e de bovinos e cama sobreposta de suínos); 2) a mineralização do carbono dos dejetos líquidos de suínos e da palha de milho, com e sem incorporação ao solo. Para isso foram conduzidos dois experimentos em condições de campo, no período de outubro de 2007 a setembro de 2008, na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) em um Argissolo Vermelho distrófico arênico. No primeiro, avaliou-se periodicamente a emissão de N2O durante 342 dias nos seguintes tratamentos: T1: sem dejetos (testemunha); T2: dejetos líquidos de suínos em aplicação única; T3: cama sobreposta de suínos; T4: cama sobreposta + uréia; T5: dejetos líquidos de bovinos; T6: dejetos líquidos de suínos em aplicação parcelada; T7: sem dejetos e com adubação mineral (NPK) recomendada ao milho. Aproximadamente 2/3 da emissão anual de N2O ocorreu durante os primeiros 15 dias após a aplicação dos materiais orgânicos, sendo que todos eles provocaram aumento na emissão de N2O em relação ao tratamento testemunha, sem uso de fertilizantes e também em relação ao tratamento com o uso de N-uréia. Com a aplicação parcelada dos dejetos de suínos a emissão de N2O foi inferior à aplicação dos dejetos em dose única. Ao final de aproximadamente um ano o fator de emissão de N2O nos tratamentos com aplicação de resíduos orgânicos variou de 2,1 % do N aplicado com os dejetos líquidos de bovinos a 3,4 % do N aplicado com os dejetos líquidos de suínos. No segundo experimento foi avaliado o efeito da adição de dejetos sobre a decomposição de palha de milho, com e sem incorporação ao solo. Para tal, foi quantificada a emissão contínua de C-CO2 por um período de 158 dias nos seguintes tratamentos: T1: solo sem mobilização, T2: solo mobilizado, T3: dejetos líquidos de suínos em superfície, T4: dejetos incorporados, T5: palha de milho em superfície, T6: palha incorporada, T7: palha + dejetos em superfície e T8: palha + dejetos incorporados. A incorporação da palha de milho ao solo favoreceu a mineralização do C da palha enquanto nos dejetos de suínos a sua manutenção na superfície do solo favoreceu a mineralização do C. A aplicação de dejetos líquidos de suínos aumentou a mineralização do C da palha em superfície em 12% (320 kg ha-1 do C adicionado) e da palha incorporada em 1,3% (34 kg ha-1 do C adicionado).

Les deux principaux objectifs de cette thèse sont de développer les aspects théoriques et expérimentaux sur la co-méthanisation des déchets fermiers et alimentaires. Les objectifs de nos études portent sur l'élimination du maximum de déchets mis en ISDND, la réduction des pollutions des milieux naturels (eau, sol, air) par les effluents d'élevage, les boues de STEP et sur la mise en disposition d'une source énergétique renouvelable via le biogaz obtenu. Premièrement, nous avons effectué des expérimentations sur la co-méthanisation des effluents liquides, lisier de porc, boues de STEP, et de la vinasse et le mélange de ces effluents d'élevage avec les déjections solides des animaux (fumier, fientes) et des biodéchets (restes de repas). Ces expérimentations avaient pour but de suivre l'évolution du milieu réactionnel en fonction du composant du mélange ainsi co-digéré. Deuxièmement des tests des potentiels méthane et biogaz issus de mélange associant plusieurs types de déchets organiques sous différents états physiques (liquide, semi liquide, pâteux, solide) ont été effectués. La problématique qui se posait étant de savoir parmi les déchets à mélanger, quelle proportion de chaque mono-substrat donnera le meilleur potentiel méthanogène et s'il était possible de mettre en avant des effets synergétiques entre déchets. Nous avons fait appel à un outil statistique, le plan de mélange pour définir les mélanges à tester. Pour un mélange à 3 composants (fumier de vache, lisier de porc, restes de repas), le nombre d'expériences optimum à réaliser a été de 13. La réalisation du plan de mélange, c'est à dire la campagne expérimentale sur les co-méthanisations des 13 mélanges proposés nous a permis d'observer que le potentiel méthane d'un mélange dépend tout premièrement de sa texture (état physique) à l'entrée du processus. Un mélange contenant un maximum en proportion en co-produits liquides (lisier de porc) associé avec le maximum de déchets riches en substrats solubles (restes de repas) nous a donné les meilleurs potentiels méthane et biogaz. Cette observation a été confirmée par le taux de conversion de la matière sèche (MS) en matière volatile (MV) du mélange. Compte tenu du taux de MS, MV et le ratio MV/MS d'un mélange, ainsi que les interactions entre les composants du mélange, une loi permettant de prédire le potentiel biogaz d'un mélange doit considérer ces facteurs. Cette loi doit tenir compte de l'effet positif (synergisme) et l'effet négatif (antagonisme) entre les composants du mélange. Cette loi a été définie dans le but de prédire le potentiel méthane des mélanges constitués de fumier de vache, lisier de porc et restes de repas et se situant à l'intérieur du domaine expérimental défini par les limites sur les proportions minimale et maximale de chaque composant du mélange. Toutefois, cette loi définie n'est applicable qu'aux mélanges d'association de fumier de vache, de lisier de porc et des restes de repas. Cette loi a été définie pour estimer le BMP des mélanges, et ne permet pas de suivre le procédé de la méthanisation. Aussi, pour prédire le volume de biogaz (méthane) journalier ou cumulé de la cométhanisation. / The two main objectives of this thesis are to develop theoretical and experimental aspects of the anaerobic co-digestion of farm wastes associated with food. Our general studies have for objectives the elimination as much as possible the maximum of organic waste into non-hazardous landfills, reduce pollution of natural environments (water, soil, air) by the effluent livestock, sewage sludge, and dispose of energy via the produced biogas.Firstly, we carried out experiments on the anaerobic co-digestion of the liquid effluents association (pig slurry, sewage sludge, vinasse effluents) and the mixture of animal slurries, manures, and food waste. The aim of these experiments was to follow the evolution of the reactor behavior according to the component of the co-digested mixture.Secondly, BMP tests of mixture of association several types of organic waste under different physical condition (liquid, semi liquid, pasty, solid) were carried out. We have been tried to know, which proportion of each mono-substrate will give the best BMP among waste to mix? We used a statistical tool, the mixture design to define the mixtures to be tested. For a mixture with 3 components (cow dung, pig slurry, food waste), the optimum number of experiments to realize was 13.The realization of the mixture design, i.e. the experiment series on the anaerobic co-digestion of the 13 proposed mixtures enabled us to observe that the BMP of a mixture firstly depends on its texture (physical state) at the entry of the process. A mixture containing a maximum in proportion in liquid substrate (pig slurry) associated with food waste gave us the best biogas and methane potential. This observation was confirmed by the conversion rate of dry matter to volatile solid (VS) of the mixture. These results were proven by the activity (synergism, antagonism) of mixtures components influencing to BMP tests.The empiric law defined to predict the BMP of a mixture must to account the rate of VS/DM of a mixture, and the interactions between components of the mixture. This law must also include the positive effect (synergism) and negative (antagonism) between components of the mixture. This law has been defined in order to predict the potential methane mixtures of cow dung, pig slurry and food wastes and being within the experimental domain defined by the limits on minimum and maximum proportions of each component of the mixture. However, this definite law is applicable only to the mixtures of cow dung, pig slurry and food waste. The definite law is limited for prediction of mixtures BMP. However, this empiric law can not be used to follow reactor process. Model with three stages (hydrolysis of soluble substrate, acidogenic production stage and methanogenic stage) was used to predict daily and cumulative of biogas and methane production of anaerobic digestion of farm waste associated with vegetable waste. This model must be adapted with substrate type used and experimentations conditions (batch and mesophilic conditions). An adjustment of the model equations describing hydrolysis polymers stage was necessary in order to take into account of the concentration of polymers in particulate forms contained in complex substrates such as manure, slurry, and vegetable food waste. This adapted model was called model of Coupling. Indeed, a calibration of the most influential parameters of the model of Coupling, on the output must be carried out in order to validate the model.Daily and cumulative predictions of biogas and methane production of anaerobic digestion of farm waste associated with food waste were obtained by using adapted dynamical model. Model parameters values depend on the substrate type using in experimentation processes. Moreover, parameters values must be verified, needing further work.

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Dessa forma, partindo do pressuposto que a aplicação da Água Residuária de Suinocultura (ARS) pode promover alterações nos teores de potássio do solo, promovendo incremento desse nutriente, bem como propiciar aumento da produção de massa seca do Panicum maximum cv. Mombaça, sem que haja desbalanceamento nutricional da planta, objetivou-se avaliar os teores de potássio no solo e na planta, bem como a produção de massa seca do Capim Mombaça (Panicum maximum cv. Mombaça) decorrentes de diferentes doses de ARS em comparação com a adução mineral. Esta pesquisa foi realizada em uma propriedade rural, localizada no município de Jerônimo Monteiro – ES. Para o K e a relação K/CTC, utilizou-se o esquema de parcelas subsubdivididas com três repetições. As parcelas receberam cinco tratamentos sendo: adubação mineral (200 kg ha-1 K) via Cloreto de Potásio; e doses de ARS 50, 100, 150 e 200, equivalentes a 100, 200, 300 e 400 kg ha-1 K, calculados a partir da recomendação agronômica. Nas subparcelas, teve-se às profundidades do solo, sendo: 0 a 10; 10 a 20; 20 a 40 e 40 a 60 centímetros. Nas subsubparcelas, a situação representada pelo tempo antes da aplicação da ARS foi denominada AAARS, e dez dias após cada aplicação da ARS, denominada DAARS. Para a Massa Seca e o teor de K na planta, teve-se um esquema de parcelas subdivididas com três repetições. As parcelas receberam os tratamentos: adubação mineral e doses de ARS 50, 100, 150 e 200% da dosagem recomendada de potássio. As subparcelas foram os períodos de avaliação das aplicações da ARS aos dias 10, 130, 210 e 270 decorridos do início do experimento. Depois dos resultados obtidos, procedeu-se a análise estatística por meio de análise de variância adotando 5% significância F, sendo realizado o contraste entre os valores médios obtidos para adubação mineral e a ARS ao nível de 5 % de probabilidade, pelo teste de Tukey. Posteriormente, para as variáveis quantitativas foi realizada a análise de regressão a 5% de significância, sendo os modelos foram escolhidos pela utilização o teste t de Student, e pelos coeficientes de determinação R2, utilizando-se o software SAEG. Verificou-se que, mesmo com a aplicação de doses de K superior à recomendação agronômica através da ARS, ocorreu a redução linear dos teores de K no perfil solo, assim como ocorre o acréscimo linear desses teores com o aumento da dose. A aplicação ARS mostrou-se mais eficiente para incrementar K no solo, quando comparada à Adubação Mineral. A dose que se mostrou mais eficiente na manutenção dos teores K no solo é ARS 150 %. A maior produção de biomassa deu-se na dose 50%, todavia culminando com os menores teores de K na planta do capim Mombaça, e os maiores teores na planta foram obtidos nas maiores doses de ARS. Verifica-se que os atributos químicos do solo são influenciados pela aplicação de ARS, o que denota a necessidade de periodicidade na avaliação desses atributos em áreas com aplicação contínua de ARS. / In Espírito Santo state, it is estimated that there are just over 226 000 head of pigs, therefore, these generate about 730.000m³ nutrient-rich waste annually. Thus, assuming that the application of the swine wastewater can promote changes in the potassium soil, promoting increment this nutrient as well as provide increased dry matter yield of Panicum maximum cv. Mombasa, without nutritional unbalance the plant, it was aimed to evaluate the levels of potassium in the soil and plant, and the dry mass of Mombasa Grass (Panicum maximum cv. Mombasa) resulting from different doses of ARS compared to mineral adduction. This research was conducted in a rural property located in the municipality of Jeronimo Monteiro - ES. For K and K/CEC was used a scheme split-split-plot portion with three replications. The plots received five treatments being: mineral fertilizer (200 kg ha-1 K) via potassium chloride; ARS and doses of 50, 100, 150 and 200, corresponding to 100, 200, 300 and 400 kg ha-1 K, calculated from the agronomic recommendation. Subplots, it was taken to the depths of the soil, being: 0-10; 10 to 20; 20 to 40 and 40 to 60 centimeters. In the sub-subplots, the situation represented by time before the application of ARS was named AAARS, and ten days after each application of ARS, called DAARS. For Dry mass and K content in the plant, had become a split plot arrangement with three replications. The plots received treatments: mineral fertilizer and doses of ARS 50, 100, 150 and 200% of the recommended dosage of potassium. The subplots periods of evaluation of the applications of ARS 10 days, 130, 210 and 270 elapsed from the beginning of the experiment. After the results, it was proceeded to statistical analysis using analysis of variance adopting 5% significance F, the contrast between the mean values obtained for mineral fertilizer and the ARS at 5% probability being performed by Tukey test. Subsequently, for quantitative variables regression analysis the 5% significance level was conducted, and the models were chosen by using the Student t test, and the coefficient of determination R2, using the SAEG software. It was found that, even with the application of higher doses of K recommendation the agronomic via ARS occurred linear reducing of the content K in the soil profile as well as linear increase these levels with increasing dose occurs. The ARS application was more efficient to increase soil K compared to mineral fertilization. The more effective dose in maintaining levels of K in the soil was ARS 150%.The highest biomass yield was given at a dose 50%, however culminating with the lowest levels of K in the plant grass Mombasa, and the highest levels in the plant were obtained at higher doses of ARS. It appears that the soil chemical properties are influenced by the application of ARS, which indicates the need for periodicity in the evaluation of these attributes in areas with continuous application of ARS.