As mudanças ocorridas na agricultura nos últimos 40 anos tiveram grande impacto na forma de se fazer agricultura em todo o mundo. Os principais marcos desta mudança foram a introdução de sistemas conservacionistas de solos, a revolução verde no âmbito do melhoramento de plantas e o incremento do grau de mecanização nas propriedades. Destes, o primeiro e o último são abordados, em parte, neste trabalho. A introdução do sistema de plantio direto (SPD) associado ao uso intenso de mecanização tem aumentado os problemas de ordem física como a compactação dos solos agrícolas em algum grau que compromete o desenvolvimento das plantas. Diante disso o objetivo deste trabalho foi estudar como o tempo de adoção de SPD e o tempo de aplicação de carga afetam a dinâmica de alguns atributos físicos e mecânicos em três classes de solos e relacioná-los com variáveis de plantas. Para isso foram escolhidas três classes de solos de maior expressão para uso agrícola no Sul do Brasil e, dentro de cada classe, lavouras com diferentes tempos de adoção do sistema e que tivesse o histórico de uso e manejo do solo conhecido. Os resultados mostram que variáveis físicas ou mecânicas isoladas não conseguiram captar diferenças na estrutura do solo, independentemente da classe estudada, ao passo que variáveis que medem fluxos conseguiram captar diferenças significativas entre os tempos de adoção do SPD. Além disso, os resultados apontam que a diminuição no tempo de aplicação de carga no solo não altera os valores de pressão de pré-consolidação, mas sim o índice de compressibilidade, indicando que é possível reduzir o tempo de aplicação de carga em laboratório sem comprometer os resultados. Para a condição de Argissolo, foi observado o efeito do tráfego de máquinas nos atributos de plantas medidos somente se manifestam para as condições de déficit hídrico, indicando que em condições normais de precipitação ou uso de irrigação os efeitos da compactação são de difícil observação na planta. / The changes in agriculture over the last 40 years had great impact on the way of making agriculture worldwide. Three were the principal marks: the introduction of soil conservation systems, the green revolution in the plant breeding and increase the degree of mechanization in the properties. Of these, the first and the last are presenting in this work. The introduction of the notillage system (NT) associated with intensive mechanization has increased reports of physical problems such as agricultural soils compaction in to degree that development of plants are proven. In this sense, the aim was study in different soil classes as the time of NT adoption and application load time affect the dynamics of physical and mechanical properties of these soils and relates with plant variables. Since, we choose three soil classes of greatest expression for agricultural use in southern Brazil and, within each class, with different crops adoption time system and you had the history of use and management of the known soil. The results show that physical or mechanical variables isolated failed to grasp differences in the soil structure, regardless of class studied, while variables measuring flows able to capture significant differences between NT adoptions of times. In addition, the results indicate that the decrease in load application time on the ground does not change the values of pre-compression stress mechanical variable but the compressibility index, indicating that we can cut down on laboratory load application without compromising the results. For Paleudalf condition, the effect of machinery traffic in plant attributes measured only for drought conditions observed, indicating that in normal use of rainfall or irrigation signals compaction problems are difficult to observe in plant conditions.

A compactação é uma das principais causas da degradação física do solo. Com o objetivo de avaliar a eficiência de diferentes alternativas para a recuperação física do solo, vem sendo conduzido, desde 2002, um experimento em Eldorado do Sul (RS), sobre um Argissolo Vermelho, francoargilo- arenoso, caracterizado por um elevado grau de compactação inicial e que se constituía em um campo natural degradado. Os tratamentos, manejados sob semeadura direta, englobam três coberturas de inverno (pousio, aveia preta e aveia preta + ervilhaca, substituída em 2006 por nabo forrageiro), duas profundidades de atuação da haste sulcadora de adubo e duas condições de tráfego de rodados de trator (com e sem). Em 2006, escarificou-se um bloco adjacente ao experimento, manejado em semeadura direta há quatro anos, sobre a qual foram implantadas duas coberturas de inverno (nabo forrageiro e aveia preta), sob tráfego controlado. No verão, semeia-se milho e soja, em rotação anual e sob semeadura direta, mesmo na área escarificada no inverno. Avaliou-se parâmetros relacionados ao solo, ao conjunto trator/semeadora e às plantas. Independentemente das coberturas de inverno, a conversão do campo natural degradado a um sistema de produção de grãos em semeadura direta reduziu o grau de compactação do solo. Essas melhorias, considerando a superfície do solo, foram maiores na ausência de tráfego e quando do emprego de plantas de cobertura de inverno e de maiores profundidades de atuação da haste. Em relação às demais coberturas, um cultivo com nabo forrageiro foi suficiente para diminuir o grau de compactação até a camada de 0,18 m. A escarificação resultou na maior redução do grau de compactação em relação aos demais tratamentos. As medidas que reduziram o grau de compactação do solo diminuíram também a capacidade de suporte de carga e a força de tração requerida pelas hastes sulcadoras, aumentando, porém, a suscetibilidade do solo à compactação adicional. A patinagem dos rodados tratórios não foi afetada pela escarificação, porém, atingiu valores mais elevados para aveia preta. Sob deficiências hídricas moderadas, a produtividade do milho e da soja foi maior para as plantas de cobertura de inverno, sem ser afetada pelas profundidades de atuação da haste. A escarificação diminuiu a produtividade de grãos das culturas de verão. Considerando o sistema solo-máquina-planta, o uso de plantas de cobertura de inverno em semeadura direta, sem mobilização anterior mediante escarificação, mostrou ser viável para reduzir o grau de compactação do solo e/ou os efeitos negativos deste processo. / Compaction is one of the most important causes of soil physical degradation. To evaluate the effectiveness of different alternatives for soil physical recuperation, a field experiment in completely randomized blocks has been carried out since 2002 on a highly compacted sandy clay loam Paleudult in southern Brazil (Rio Grande do Sul State). Initially, the soil was under degraded native permanent grassland. Treatments under no-tillage have involved winter fallow and two winter cover crops (black oats and black oats + vetch, which was changed in 2006 by oilseed radish – Raphanus sativus L.) in the plots, two driller chisel-type furrow opener working depth in the subplots, and two traffic conditions (with and without tractor wheel traffic) in the subsubplots. After four years under no-tillage, one of the experimental blocks was chiseled by a chisel plow in 2006. Two cover crops (black oats and oilseed radish) and two traffic conditions (with and without tractor wheel traffic) were evaluated in the chiseled block. In summer, soybeans and corn were drilled in all blocks under no-tillage. Annual crop rotation between soybeans and corn was observed. Parameters related to soil, tractor-driller performance and plant growth were determined. Regardless winter covers, conversion of degraded native grassland to a grain production system under no-tillage reduced the soil compaction degree. On soil surface, these improvements were higher in absence of tractor wheel traffic and under cropping systems with winter cover crops, as well as using higher furrow opener working depths. In comparison with the remainder winter crops tested, cropping of oilseed radish during one season was sufficient to diminish the compaction degree to 0.18 m depth. Major decreases in the soil compaction degree were achieved through chisel plowing. Bearing capacity of the soil and driller opener furrow draft requirements were reduced by all compaction control practices, while soil susceptibility to recompaction was significantly increased. Chisel plow did not affect wheel tractor slippage, but this parameter reached higher values when tractor-driller worked on black oats residues. Under moderated water deficit, higher soybean and corn grain yields were obtained for winter cover crops treatments. However, only little benefits of using higher chisel type opener furrow working depth on grain yields could be detected. Considering soil-machine-plant system, using winter cover crops under no-tillage and without previous chiseling seems to be viable to reduce soil compaction degree and/or the negative consequences deriving from this process.

O objetivo deste trabalho foi estudar a morfologia e a distribuição das raízes de arroz irrigado por inundação e sua relação com a absorção de nutrientes e o rendimento de grãos.

Esse estudo tem como hipótese que a variação sazonal da fotossíntese de laranjeira ‘Valência’ está relacionada a fatores ambientais e endógenos. A menor atividade fotossintética durante os meses frios e secos está possivelmente associada à baixa temperatura e ao acúmulo de reservas, podendo ocorrer mesmo em condições de boa disponibilidade hídrica. A alta atividade fotossintética durante os meses quentes e chuvosos é possivelmente induzida pela maior disponibilidade de recursos naturais (água, energia solar e temperatura) e maior demanda por carboidratos, haja vista que nessa ocasião ocorre fluxo vegetativo intenso. O objetivo foi testar a hipótese acima, avaliando a variação anual de algumas características fisiológicas relacionadas à fotossíntese (trocas gasosas, fluorescência da clorofila, potencial de água no ramo e conteúdo foliar de carboidratos) de laranjeiras ‘Valência’ em condições de campo, em Cordeirópolis (SP). A influência da baixa disponibilidade hídrica sazonal foi verificada comparando-se plantas em condições naturais com plantas sob irrigação. A produção e algumas características biométricas foram avaliadas. A maior atividade fotossintética de laranjeiras ‘Valência’ ocorre durante a primavera, sendo induzida pelo aumento da temperatura e disponibilidade hídrica, enquanto que a menor fotossíntese ocorre durante o inverno, quando há baixa temperatura e deficiência hídrica. Durante o inverno, a menor fotossíntese não é associada ao conteúdo total de reservas foliares. Os valores máximos de assimilação de CO2 são observados na primavera, quando as condições ambientais são intermediárias entre o verão e o inverno e há fluxos vegetativo e reprodutivo nas laranjeiras. A alta demanda de carboidratos por esses drenos causa decréscimos no conteúdo de reservas foliares entre outubro e novembro, possivelmente estimulando a fotossíntese na primavera. Embora a fotossíntese das plantas no verão seja maior que no inverno, a atividade fotossintética não alcança valores próximos aos da primavera por limitações de origem bioquímica e estomática. A menor atividade bioquímica é induzida pela maior temperatura do ar em relação à primavera, em especial durante o período vespertino, enquanto que a limitação de origem estomática é causada pela alta demanda evaporativa do ar no verão. Durante o período quente e chuvoso, a atividade fotoquímica se ajusta às condições ambientais e não limita a fixação de carbono. A menor atividade fotossintética durante o inverno é ocasionada pela menor condutância estomática, devida à baixa temperatura do ar e solo. A ocorrência de deficiência hídrica no inverno causa redução do potencial de água nos ramos, diminuindo ainda mais a condutância estomática. No inverno, há limitação bioquímica da fotossíntese devida à baixa temperatura do ar, indicada pela redução da eficiência instantânea de carboxilação. Em relação ao metabolismo fotoquímico, não há indícios de limitação da fotossíntese. / This study has as hypothesis that the seasonal variation of photosynthesis in ‘Valencia’ sweet orange plant is related to environmental and endogenous factors. The lower photosynthetic activity during cold and dry months is possibly associated to low temperature and accumulation of leaf reserves, occurring even in well-watered plants.The higher photosynthetic activity during warm and rainy months is probably induced by higher availability of natural resources (water, sunlight and temperature) and by carbohydrate demand, since there is intense vegetative flush during this period. The objective was to test the above hyphotesis, evaluating the annual variation of some physiological characteristics related to photosynthesis (gas exchange, chlorophyll fluorescence, stem water potential and leaf carbohydrate content) of ‘Valencia’ sweet orange plants under field conditions, in Cordeirópolis (SP). The influence of low seasonal water availability was verified by comparing plants under natural with irrigated plants. Fruit production and some biometric characteristics were evaluated. The highest photosynthetic activity in ‘Valencia’ sweet orange plants occurred in spring, being induced by increase of temperature and water availability, while the lowest photosynthesis occurred in winter, when there is low temperature and water deficiency. During the winter, the lowest photosynthesis is not associated to the total reserve content in leaves. The maximum CO2 assimilation values are observed in spring, when environmental conditions are intermediate between summer and winter and there are vegetative and reproductive flushes in sweet orange plants. The high demand for carbohydrates in those sinks causes reduction in leaf reserve contents between october and november, probably estimulating the photosynthesis in spring. Although the photosynthesis in summer is higher than in winter, the photosynthetic activity does not reach values close to ones observed in spring due to biochemical and stomatal limitations. The low biochemical activity is induced by higher air temperature when compared to spring, mainly during afternoon, while the stomatal limitation is caused by the high air evaporative demand in summer. During the warm and wet period, the photochemical activity adjusts itself to environmental conditions and does not limit the carbon fixation. The low photosynthetic activity during winter is caused by low stomatal conductance as a consequence of low air and soil temperature. The occurrence of water deficiency in winter causes reduction of stem water potential, which is an additional factor leading to reduced stomatal conductance. In winter, there is biochemical limitation of photosynthesis due to low air temperature, as indicated by reduced instantaneous carboxylation efficiency. Regarding the photochemical metabolism, there are not signs of limitation to photosynthesis.

O fósforo (P) é considerado um dos principais nutrientes que limitam a produtividade do arroz de terras altas e do feijoeiro comum no Brasil, principalmente em muitos solos da região do Cerrado. A seleção de genótipos mais eficientes no uso de P é alternativa para a redução de gastos com adubação fosfatada e cultivo em solos mais pobres em P. O nitrogênio (N) é o nutriente absorvido em quantidades mais elevadas pelo feijoeiro comum. A seleção de genótipos mais eficientes na fixação biológica de N2 (FBN) é alternativa para reduzir os gastos com fertilizantes nitrogenados. O presente trabalho constou de três experimentos realizados em casa-de-vegetação do Laboratório de Fertilidade do Solo, Centro de Energia Nuclear na Agricultura - Universidade de São Paulo (CENA/USP). Em dois estudos foram cultivadas plantas de 47 genótipos de arroz de terras altas e 50 de feijoeiro comum em amostras de Latossolo Vermelho Amarelo distrófico típico, utilizando-se a técnica com o isótopo 32P para identificar os cultivares de arroz de terras altas e de feijoeiro comum mais eficientes quanto ao uso de P, descontando-se o P proveniente das sementes, e verificar se os mais eficientes ou com maior acúmulo de P na planta apresentam menores concentrações de cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn) e zinco (Zn). No terceiro estudo cultivou-se 25 genótipos de feijoeiro comum em amostras de Latossolo Vermelho Amarelo distrófico típico, com a técnica com 15N, para identificar os cultivares de feijoeiro comum que mais se beneficiam da FBN, e verificar se a quantidade de N proveniente da FBN é suficiente para substituir completamente a adubação nitrogenada mineral. Foram observadas diferenças entre os cultivares de arroz de terras altas e de feijoeiro comum quanto à eficiência de absorver P. O cultivar de arroz de terras altas Carisma e os de feijoeiro comum Sangue de Boi, Rosinha, Thayú, Grafite, Horizonte, Pioneiro e Jalo Precoce são os mais eficientes em absorver P. O P presente nas sementes influencia a identificação dos cultivares de feijoeiro comum mais eficientes na absorção de P, mas esse efeito não ocorre para os cultivares de arroz de terras altas. A concentração e a acúmulo dos micronutrientes Cu e Fe nos grãos dos cultivares de arroz de terras altas diminuem com o aumento da eficiência de absorção de P. No entanto, a concentração e acúmulo dos micronutrientes Cu, Fe, Mn e Zn nos grãos dos cultivares de feijoeiro comum não diminuem com o aumento da eficiência de absorção de P. Os cultivares mais eficientes na FBN são Horizonte, Roxo 90, Grafite, Aporé e Vereda, quando inoculados com a estirpe CIAT 899 de Rhizobium tropici e desenvolvidos na presença de N mineral. A FBN não é capaz de suprir todas as demandas de N para as plantas dos cultivares de feijoeiro comum. / Phosphorus (P) is considered one of the most limiting nutrients for upland rice and common bean production in Brazil, especially in many soils of the Cerrado region. The selection of genotypes more efficient in P utilization is an alternative for reducing the cost on phosphate fertilizers for cropping in low P soils. Nitrogen (N) is the most absorbed nutrient by the common bean. The selection of genotypes more efficient in biological nitrogen fixation (BNF) is an alternative to reduce cost with N fertilizers. Three experiments were carried out in the greenhouse of the Soil Fertility Laboratory, Center for Nuclear Energy in Agriculture, University of S. Paulo (CENA/USP). In two studies 47 genotypes of upland rice and 50 of common bean were grown in samples of dystrophic Typic Haplustox, using 32P isotope technique to identify most efficient rice and bean cultivars on P utilization, discounting the seed derived P to verify if the most efficient ones or the higher P acumulator have lower concentrations of copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn). In the third study 25 common bean genotypes were grown in samples of dystrophic Typic Haplustox to identify, by the 15N technique, the bean cultivars that most benefit from the BNF, and verify if the amount of N from BNF is sufficient to completely replace mineral N fertilization. Differences were observed on P uptake efficiency among the upland rice and common bean cultivars. The upland rice cultivar Carisma, and common bean cultivars Sangue de Boi, Rosinha, Thayú, Grafite, Horizonte, Pioneiro, and Jalo Precoce are the most efficient on P uptake. The seed derived P from influences the identification of common bean cultivars on P uptake efficiency, but this effect does not occur for the upland rice cultivars. The concentration and accumulation of micronutrients Cu and Fe in grain of upland rice cultivars decreases with increasing P uptake efficiency. However, the concentration and accumulation of micronutrients Cu, Fe, Mn and Zn in the seeds of common bean cultivars did not decrease with increasing P uptake efficiency. The cultivars Horizonte, Roxo 90, Grafite, Aporé and Vereda are more efficient for BNF, when inoculated with the strain of Rhizobium tropici CIAT 899 and grown in the presence of mineral N. The BNF is not sufficient for supplying all N demand of common bean cultivars plants.

Esse estudo tem como hipótese que a variação sazonal da fotossíntese de laranjeira ‘Valência’ está relacionada a fatores ambientais e endógenos. A menor atividade fotossintética durante os meses frios e secos está possivelmente associada à baixa temperatura e ao acúmulo de reservas, podendo ocorrer mesmo em condições de boa disponibilidade hídrica. A alta atividade fotossintética durante os meses quentes e chuvosos é possivelmente induzida pela maior disponibilidade de recursos naturais (água, energia solar e temperatura) e maior demanda por carboidratos, haja vista que nessa ocasião ocorre fluxo vegetativo intenso. O objetivo foi testar a hipótese acima, avaliando a variação anual de algumas características fisiológicas relacionadas à fotossíntese (trocas gasosas, fluorescência da clorofila, potencial de água no ramo e conteúdo foliar de carboidratos) de laranjeiras ‘Valência’ em condições de campo, em Cordeirópolis (SP). A influência da baixa disponibilidade hídrica sazonal foi verificada comparando-se plantas em condições naturais com plantas sob irrigação. A produção e algumas características biométricas foram avaliadas. A maior atividade fotossintética de laranjeiras ‘Valência’ ocorre durante a primavera, sendo induzida pelo aumento da temperatura e disponibilidade hídrica, enquanto que a menor fotossíntese ocorre durante o inverno, quando há baixa temperatura e deficiência hídrica. Durante o inverno, a menor fotossíntese não é associada ao conteúdo total de reservas foliares. Os valores máximos de assimilação de CO2 são observados na primavera, quando as condições ambientais são intermediárias entre o verão e o inverno e há fluxos vegetativo e reprodutivo nas laranjeiras. A alta demanda de carboidratos por esses drenos causa decréscimos no conteúdo de reservas foliares entre outubro e novembro, possivelmente estimulando a fotossíntese na primavera. Embora a fotossíntese das plantas no verão seja maior que no inverno, a atividade fotossintética não alcança valores próximos aos da primavera por limitações de origem bioquímica e estomática. A menor atividade bioquímica é induzida pela maior temperatura do ar em relação à primavera, em especial durante o período vespertino, enquanto que a limitação de origem estomática é causada pela alta demanda evaporativa do ar no verão. Durante o período quente e chuvoso, a atividade fotoquímica se ajusta às condições ambientais e não limita a fixação de carbono. A menor atividade fotossintética durante o inverno é ocasionada pela menor condutância estomática, devida à baixa temperatura do ar e solo. A ocorrência de deficiência hídrica no inverno causa redução do potencial de água nos ramos, diminuindo ainda mais a condutância estomática. No inverno, há limitação bioquímica da fotossíntese devida à baixa temperatura do ar, indicada pela redução da eficiência instantânea de carboxilação. Em relação ao metabolismo fotoquímico, não há indícios de limitação da fotossíntese. / This study has as hypothesis that the seasonal variation of photosynthesis in ‘Valencia’ sweet orange plant is related to environmental and endogenous factors. The lower photosynthetic activity during cold and dry months is possibly associated to low temperature and accumulation of leaf reserves, occurring even in well-watered plants.The higher photosynthetic activity during warm and rainy months is probably induced by higher availability of natural resources (water, sunlight and temperature) and by carbohydrate demand, since there is intense vegetative flush during this period. The objective was to test the above hyphotesis, evaluating the annual variation of some physiological characteristics related to photosynthesis (gas exchange, chlorophyll fluorescence, stem water potential and leaf carbohydrate content) of ‘Valencia’ sweet orange plants under field conditions, in Cordeirópolis (SP). The influence of low seasonal water availability was verified by comparing plants under natural with irrigated plants. Fruit production and some biometric characteristics were evaluated. The highest photosynthetic activity in ‘Valencia’ sweet orange plants occurred in spring, being induced by increase of temperature and water availability, while the lowest photosynthesis occurred in winter, when there is low temperature and water deficiency. During the winter, the lowest photosynthesis is not associated to the total reserve content in leaves. The maximum CO2 assimilation values are observed in spring, when environmental conditions are intermediate between summer and winter and there are vegetative and reproductive flushes in sweet orange plants. The high demand for carbohydrates in those sinks causes reduction in leaf reserve contents between october and november, probably estimulating the photosynthesis in spring. Although the photosynthesis in summer is higher than in winter, the photosynthetic activity does not reach values close to ones observed in spring due to biochemical and stomatal limitations. The low biochemical activity is induced by higher air temperature when compared to spring, mainly during afternoon, while the stomatal limitation is caused by the high air evaporative demand in summer. During the warm and wet period, the photochemical activity adjusts itself to environmental conditions and does not limit the carbon fixation. The low photosynthetic activity during winter is caused by low stomatal conductance as a consequence of low air and soil temperature. The occurrence of water deficiency in winter causes reduction of stem water potential, which is an additional factor leading to reduced stomatal conductance. In winter, there is biochemical limitation of photosynthesis due to low air temperature, as indicated by reduced instantaneous carboxylation efficiency. Regarding the photochemical metabolism, there are not signs of limitation to photosynthesis.

O fósforo (P) é considerado um dos principais nutrientes que limitam a produtividade do arroz de terras altas e do feijoeiro comum no Brasil, principalmente em muitos solos da região do Cerrado. A seleção de genótipos mais eficientes no uso de P é alternativa para a redução de gastos com adubação fosfatada e cultivo em solos mais pobres em P. O nitrogênio (N) é o nutriente absorvido em quantidades mais elevadas pelo feijoeiro comum. A seleção de genótipos mais eficientes na fixação biológica de N2 (FBN) é alternativa para reduzir os gastos com fertilizantes nitrogenados. O presente trabalho constou de três experimentos realizados em casa-de-vegetação do Laboratório de Fertilidade do Solo, Centro de Energia Nuclear na Agricultura - Universidade de São Paulo (CENA/USP). Em dois estudos foram cultivadas plantas de 47 genótipos de arroz de terras altas e 50 de feijoeiro comum em amostras de Latossolo Vermelho Amarelo distrófico típico, utilizando-se a técnica com o isótopo 32P para identificar os cultivares de arroz de terras altas e de feijoeiro comum mais eficientes quanto ao uso de P, descontando-se o P proveniente das sementes, e verificar se os mais eficientes ou com maior acúmulo de P na planta apresentam menores concentrações de cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn) e zinco (Zn). No terceiro estudo cultivou-se 25 genótipos de feijoeiro comum em amostras de Latossolo Vermelho Amarelo distrófico típico, com a técnica com 15N, para identificar os cultivares de feijoeiro comum que mais se beneficiam da FBN, e verificar se a quantidade de N proveniente da FBN é suficiente para substituir completamente a adubação nitrogenada mineral. Foram observadas diferenças entre os cultivares de arroz de terras altas e de feijoeiro comum quanto à eficiência de absorver P. O cultivar de arroz de terras altas Carisma e os de feijoeiro comum Sangue de Boi, Rosinha, Thayú, Grafite, Horizonte, Pioneiro e Jalo Precoce são os mais eficientes em absorver P. O P presente nas sementes influencia a identificação dos cultivares de feijoeiro comum mais eficientes na absorção de P, mas esse efeito não ocorre para os cultivares de arroz de terras altas. A concentração e a acúmulo dos micronutrientes Cu e Fe nos grãos dos cultivares de arroz de terras altas diminuem com o aumento da eficiência de absorção de P. No entanto, a concentração e acúmulo dos micronutrientes Cu, Fe, Mn e Zn nos grãos dos cultivares de feijoeiro comum não diminuem com o aumento da eficiência de absorção de P. Os cultivares mais eficientes na FBN são Horizonte, Roxo 90, Grafite, Aporé e Vereda, quando inoculados com a estirpe CIAT 899 de Rhizobium tropici e desenvolvidos na presença de N mineral. A FBN não é capaz de suprir todas as demandas de N para as plantas dos cultivares de feijoeiro comum. / Phosphorus (P) is considered one of the most limiting nutrients for upland rice and common bean production in Brazil, especially in many soils of the Cerrado region. The selection of genotypes more efficient in P utilization is an alternative for reducing the cost on phosphate fertilizers for cropping in low P soils. Nitrogen (N) is the most absorbed nutrient by the common bean. The selection of genotypes more efficient in biological nitrogen fixation (BNF) is an alternative to reduce cost with N fertilizers. Three experiments were carried out in the greenhouse of the Soil Fertility Laboratory, Center for Nuclear Energy in Agriculture, University of S. Paulo (CENA/USP). In two studies 47 genotypes of upland rice and 50 of common bean were grown in samples of dystrophic Typic Haplustox, using 32P isotope technique to identify most efficient rice and bean cultivars on P utilization, discounting the seed derived P to verify if the most efficient ones or the higher P acumulator have lower concentrations of copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn). In the third study 25 common bean genotypes were grown in samples of dystrophic Typic Haplustox to identify, by the 15N technique, the bean cultivars that most benefit from the BNF, and verify if the amount of N from BNF is sufficient to completely replace mineral N fertilization. Differences were observed on P uptake efficiency among the upland rice and common bean cultivars. The upland rice cultivar Carisma, and common bean cultivars Sangue de Boi, Rosinha, Thayú, Grafite, Horizonte, Pioneiro, and Jalo Precoce are the most efficient on P uptake. The seed derived P from influences the identification of common bean cultivars on P uptake efficiency, but this effect does not occur for the upland rice cultivars. The concentration and accumulation of micronutrients Cu and Fe in grain of upland rice cultivars decreases with increasing P uptake efficiency. However, the concentration and accumulation of micronutrients Cu, Fe, Mn and Zn in the seeds of common bean cultivars did not decrease with increasing P uptake efficiency. The cultivars Horizonte, Roxo 90, Grafite, Aporé and Vereda are more efficient for BNF, when inoculated with the strain of Rhizobium tropici CIAT 899 and grown in the presence of mineral N. The BNF is not sufficient for supplying all N demand of common bean cultivars plants.

Um dos principais desafios para o século XXI é o uso sustentável dos recursos hídricos. A agricultura é a maior usuária desse recurso, sendo responsável por aproximadamente 70% dos gastos globais de água. Para o uso racional da água é necessário o conhecimento das propriedades hidráulicas do solo na condição de não-saturação. A simulação do movimento da água no solo através da modelagem é uma ferramenta importante no entendimento do sistema solo-água-planta, pois permite a previsão e estudo do comportamento da redistribuição da água no solo de maneira eficiente. Porém a forte dependência entre os parâmetros hidráulicos do solo (teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica) fazem da modelagem um assunto complicado, necessitando de modelos numéricos que utilizem intervalos discretos de tempo e espaço. Esses intervalos devem ser suficientemente pequenos para que dentro de um intervalo as variações dos parâmetros hidráulicos sejam insignificantes. Nesta tese é proposto um algoritmo para a descrição do movimento vertical da água no solo, definindo o intervalo de tempo como função de uma variação máxima admissível do teor de água. O algoritmo foi testado para alguns conjuntos de dados hidráulicos de solos, utilizando as condições de contorno de um experimento de perfil instantâneo. A eficiência do algoritmo foi verificada em situações práticas, como na previsão do teor de água na Capacidade de Campo e na predição do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo. Utilizando o algoritmo, também foram estudados o comportamento da retenção e dos parâmetros de condutividade em relação aos parâmetros de drenagem. Concluiu-se que o algoritmo descreve adequadamente o processo de redistribuição de água no solo utilizando intervalos suficientemente pequenos de tempo e espaço; a forma de discretização do tempo não comprometeu a acurácia das medidas; a previsão do teor de água na Capacidade de Campo e do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo foram satisfatórias; e o algoritmo permite o estudo das relações entre os parâmetros hidráulicos do solo.

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Para tanto, na primeira fase amostras superficiais de 15 solos foram caracterizadas e extraídas as frações dos micronutrientes Cu, Fe, Mn e Zn: trocável (Tro), matéria orgânica (MO), óxidos de Mn (OxMn), de Fe amorfo (OxFeA) e cristalino (OxFeC) e a fração residual (Res). Os teores disponíveis foram extraídos com Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA pH 7,3. Numa segunda fase, 14 amostras de diferentes solos foram incubadas por 15 dias com as doses isoladas de 0,5, 2,0, 10,0, 5,0 e 5,0 mg/dm 3 de B, Cu, Fe, Mn e Zn, respectivamente, com um tratamento sem os micronutrientes citados, e outro com todos eles juntos, sempre na presença dos demais nutrientes essenciais à planta. Em seguida, as amostras foram cultivadas com milho por três ciclos de crescimento de 30 dias e os micronutrientes analisados na parte aérea das plantas. Os tratamentos constituíram um fatorial de 14 x 7, com 3 repetições em blocos ao acaso. Após cada cultivo, fez-se a extração das formas disponíveis pelos extratores CaCl 2 5 mmol/L (para B), DTPA e Mehlich-1. Os teores totais tiveram as seguintes distribuições: para Cu: Cu-Tro(0,0%) < Cu- MO(2,4%) < Cu-OxMn(6,1%) < Cu-OxFeA(15,4%) < Cu-OxFeC(15,6%) < Cu- Res(60,4%); para Fe: Fe-Tro(0,00%) < Fe-MO(0,02%) < Fe-OxMn(0,45%) < Fe- OxFeA(5,7%) < Fe-Res(20,2%) < Fe-OxFeC(73,7%); para Mn: Mn-MO(1,6%) < Mn-OxFeA(7,9%) < Mn-Tro(12,7%) < Mn-OxMn(13,4%) < Mn-OxFeC(14,5%) < Mn-Res(49,9%); e para Zn: Zn-Tro(0,5%) < Zn-MO(0,7%) < Zn-OxFeA(2,3%) < Zn-OxMn(3,1%) < Zn-OxFeC(8,4%) < Zn-Res(84,9%). Os micronutrientes variaram sua distribuição no solo em função da textura e das classes de solo utilizadas. Os extratores foram altamente correlacionados entre si nas extrações de Cu, Mn e Zn. As frações Cu-MO, Fe-Tro, Mn-Tro e Zn-Tro explicaram a maior parte da variação dos teores nativos das formas disponíveis. Os micronutrientes aplicados se distribuíram nas frações Cu-MO, Cu-OxMn e Cu-OxFeA; Fe-Tro; Mn-Tro; Zn-Tro, Zn-MO, Zn-OxMn e Zn-Res. Os extratores discriminaram bem os tratamentos usados; apenas o CaCl 2 5 mmol/L mostrou tendência consistente de esgotamento do B com os cultivos sucessivos e somente o Cu apresentou resposta significativa em produção de matéria seca. Os extratores DTPA e Mehlich-1 se diferenciaram mais fortemente na extração do Fe. Após a aplicação dos micronutrientes, as frações Cu-MO e Cu-OxMn, Mn-Tro e Mn-OxMn, Zn-Tro e Zn-OxMn explicaram a maior parte dos teores disponíveis recuperados por DTPA e Mehlich-1. As plantas de milho extraíram o Cu das frações Cu-OxMn e Cu-MO, o Fe da fração Fe-OxFeA, o Mn das frações Mn-Tro e Mn-OxMn e o Zn da fração Zn-Tro. Os teores disponíveis de Cu, Mn e Zn tiveram um ajuste adequado com conteúdo na planta, ao contrário dos teores de Fe. O DTPA ou Mehlich-1 pode ser usado com igual eficiência apenas na estimativa dos teores disponíveis de Cu, Mn e Zn, nas condições em que esse estudo foi realizado. / The aims of this work were: i) to analyze the fractions of Cu, Fe, Mn and Zn in soil samples from eucalyptus plantations under natural conditions and after addition of these micronutrients to soil, ii) to verify what fractions are available to plants in some classes of Minas Gerais State soils, iii) to evaluate the supplying power of the soils for these micronutrients (including B), and iv) study the dynamics of cations retention after their addition to soils. On the first phase, superficial samples from 15 soils were characterized and extracted for determination of Cu, Fe, Mn and Zn in fractions: exchangeable (Ex), organic matter (OM), Mn oxides (MnOx), amorphous Fe oxides (AmFeOx), crystalline Fe oxide (CFeOx) and residual fraction (Res). Availability of Cu, Fe, Mn and Zn in the soils were determined by using DTPA pH 7.3, Mehlich-1 and Mehlich-3 extractors. On the second phase, 14 samples from different soils were incubated for 15 days after addition of single doses (0.5, 2.0, 10.0, 5.0 and 5.0 mg/dm 3 for B, Cu, Fe, Mn and Zn, respectively in five treatments), addition of one mix of all doses in one treatment and absence of all doses in one treatment. For all seven treatments the remaining essential nutrients were added xjointly with the treatments. Then, the samples were used for growing corn in three sequential growth cycles of 30 days each, with the micronutrients analysed in the plant shoots. The experimental design was a factorial 14 x 7 x 3 (14 soils, 7 treatments, 3 replications) in entirely randomized blocks. After each growth cycle, the available forms of Cu, Fe, Mn and Zn were extracted with DTPA and Mehlich-1 and B extracted with CaCl 2 5 mmol/L. Distribution of the micronutrients in the fractions was: Cu-Ex(0,0%) < Cu-OM(2,4%) < Cu-MnOx(6,1%) < Cu-AmFeOx(15,4%) < Cu-CFeOx(15,6%) < Cu-Res(60,4%) for Cu; Fe-Ex(0,00%) < Fe-OM(0,02%) < Fe- MnOx(0,45%) < Fe-AmFeOx(5,7%) < Fe-Res(20,2%) < CFeOx(73,7%) for Fe; Mn- OM(1,6%) < Mn-AmFeOx(7,9%) < Mn-Ex(12,7%)< Mn-MnOx(13,4%) < Mn- CFeOx(14,5%) < Mn-Res(49,9%) for Mn; and Zn-Ex(0,5%) < Zn-OM(0,7%) < Zn- AmFeOx(2,3%) < Zn-MnOx(3,1%) < Zn-CFeOx(8,4%) < Zn-Res(84,9%) for Zn. The distribution of micronutrients in the soil was variable due to the soil texture and the different soil classes used. The extractors were highly correlated among themselves for Cu, Mn and Zn. The Cu-OM, Fe-Ex, Mn-Ex and Zn-Ex fractions were responsible for most of the variation in the native contents of the available forms of these micronutrients in the soils. The added micronutrients were distributed in the Cu- OM, Cu-MnOx, Cu-AmFeOx; Fe-Ex; Mn-Ex; Zn-Ex, Zn-OM, Zn-MnOx e Zn-Res fractions. The extractors were able to discriminate the treatments used. Only CaCl 2 5 mmol/L showed a consistent tendency of exhaustion for B in the soil after the sequential growth cycles. Only Cu showed significant response related to dry matter yield. The extractors DTPA and Mehlich-1 showed strong difference as related to Fe extraction. After addition of the micronutrientes, the Cu-OM, Cu-MnOx, Mn-Ex, Mn- MnOx, Zn-Ex and Zn-MnOx fractions were responsible for most of the available contents recovered by DTPA and Mehlich-1. Corn plants extracted Cu from the Cu- MnOx and Cu-OM fractions; Fe from the Fe-AmFeOx fraction; Mn from the Mn-Ex and Mn-MnOx fractions; and Zn from Zn-Ex fraction. The available contents of Cu, Mn and Zn were well adjusted to contents in the plant, contrary to what happened for Fe. DTPA or Mehlich-1 may be used efficiently only for estimating availability of Cu, Mn e Zn, under the conditions used in this work.

Um dos principais desafios para o século XXI é o uso sustentável dos recursos hídricos. A agricultura é a maior usuária desse recurso, sendo responsável por aproximadamente 70% dos gastos globais de água. Para o uso racional da água é necessário o conhecimento das propriedades hidráulicas do solo na condição de não-saturação. A simulação do movimento da água no solo através da modelagem é uma ferramenta importante no entendimento do sistema solo-água-planta, pois permite a previsão e estudo do comportamento da redistribuição da água no solo de maneira eficiente. Porém a forte dependência entre os parâmetros hidráulicos do solo (teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica) fazem da modelagem um assunto complicado, necessitando de modelos numéricos que utilizem intervalos discretos de tempo e espaço. Esses intervalos devem ser suficientemente pequenos para que dentro de um intervalo as variações dos parâmetros hidráulicos sejam insignificantes. Nesta tese é proposto um algoritmo para a descrição do movimento vertical da água no solo, definindo o intervalo de tempo como função de uma variação máxima admissível do teor de água. O algoritmo foi testado para alguns conjuntos de dados hidráulicos de solos, utilizando as condições de contorno de um experimento de perfil instantâneo. A eficiência do algoritmo foi verificada em situações práticas, como na previsão do teor de água na Capacidade de Campo e na predição do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo. Utilizando o algoritmo, também foram estudados o comportamento da retenção e dos parâmetros de condutividade em relação aos parâmetros de drenagem. Concluiu-se que o algoritmo descreve adequadamente o processo de redistribuição de água no solo utilizando intervalos suficientemente pequenos de tempo e espaço; a forma de discretização do tempo não comprometeu a acurácia das medidas; a previsão do teor de água na Capacidade de Campo e do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo foram satisfatórias; e o algoritmo permite o estudo das relações entre os parâmetros hidráulicos do solo.