Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Human activities have increased the amount of greenhouse gases in the atmosphere, mainly carbon dioxide, methane and nitrous oxide. Agriculture, mainly in Brazil, has been identified as a major source of greenhouse gas emissions, but is also seen as an activity that allows emission reduction through appropriate management practices and land use. The floodplain soils are suitable for cultivation of paddy rice, and Rio Grande do Sul is the largest producer of rice in these conditions, and consequently, one of the most responsible for the emission of methane. Knowledge of the methane emissions from flooded soils is quite advanced, as well as carbon dioxide, but nitrous oxide still lacks much study to the knowledge along with the other gases reach the management that provides the least impact on terms of emissions of greenhouse gases. The aim of this work was to evaluate the factors controlling the emission of greenhouse gases in flooded soils and their electrochemical processes responsible for change in the constituents of the soil solution related to emissions. The study was developed under controlled conditions in the Department of Soil, Federal University of Santa Maria (UFSM), in the years 2011, 2012 and 2013. The experiment consisted of the assessment of the effects of the following factors: with rice cultivation and fallow rice; different doses and amounts of nitrate and added straw; different managements of straw and water. For such studies pots containing soil collected in lowland rice producer Soils Department UFSM (Planossolo Háplico) were assembled. Air samples and soil solution were analyzed. This thesis is structured in three studies: in study I tested the hypothesis that, due to the electrolytic reduction process for changing the state of soil moisture, the dynamics of nitrous oxide should not be the same as methane, therefore, the time interval between data collection and the collection time are also not, in study II aimed to relate nitrate concentration and the amount of straw with the intensity and period of nitrous oxide, and the study III the effect of management was evaluated rice straw and water in the change of the electrochemical characteristics of the soil and hence in the emission of carbon dioxide, methane and nitrous oxide. As the most important results and conclusions was that: The appropriate interval between the sampling of gas for analysis of nitrous oxide is 24 hours, while for methane and carbon dioxide can be up to one week; N2O emission occurs only at the beginning of flooding duration depending on the availability of nitrate, CH4 from 20th DA and CO2 is during the period of rice cultivation, the time most suitable for collecting samples to represent the daily average emission of oxide nitrous is close at noon; the addition of straw in flooded soils reduces the emission of N2O to the atmosphere; the lower the nitrate concentration in soil and incorporated greater amount of straw, the lower the emission of N2O, but this condition could favor the onset of methane emission, because the straw helps consume oxidized compounds such as nitrate precursor, N2O, and accelerates the electrolytic reduction required for methane production. / As atividades antrópicas têm aumentado a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente o dióxido de carbono, metano e óxido nitroso. A agricultura, principalmente no Brasil, tem sido apontada como uma importante fonte de emissão desses gases, mas também é vista como uma atividade que permite redução da emissão através de manejos e usos adequados dos solos. Os solos de várzeas são próprios para cultivo de arroz alagado, e o Rio Grande do Sul é o maior produtor brasileiro de arroz nessas condições, e consequentemente, um dos maiores responsáveis pela emissão de metano. O conhecimento sobre a emissão de metano no cultivo do arroz é bastante avançado, assim como a do dióxido de carbono, porém, o óxido nitroso ainda carece de muito estudo para juntamente com o conhecimento dos demais gases, chegar ao manejo que proporcione o menor impacto em termos de emissão de gases de efeito estufa. O objetivo desse trabalho foi avaliar os fatores controladores da emissão de gases de efeito estufa em solos alagados e seus processos eletroquímicos responsáveis pela alteração dos componentes da solução do solo relacionados às emissões. Os experimentos foram desenvolvidos em estufa climatizada do Departamento de solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), RS nos anos de 2011, 2012 e 2013. Os experimentos consistiram na avaliação dos efeitos dos seguintes fatores: cultivo de arroz e sem cultivo de arroz; diferentes doses e quantidades de nitrato e de palha adicionados; diferentes manejos da palha e da água. Para tais experimentos foram montados vasos contendo solo coletado em várzea produtora de arroz do Departamento de Solos da UFSM (Planossolo Háplico). Foram analisadas amostras de ar e da solução do solo. A presente tese foi estruturada em três estudos: no estudo I foi testada a hipótese de que, devido ao processo de redução eletrolítica durante a alteração do estado de umidade do solo, a dinâmica da emissão de óxido nitroso não deve ser a mesma do metano, portanto, o intervalo de tempo entre coletas e o momento de coleta também não são; no estudo II visou relacionar a concentração de nitrato e a quantidade de palha com a intensidade e período de emissão de óxido nitroso; no estudo III foi avaliado o efeito do manejo da palha de arroz e da água na mudança das características eletroquímicas do solo e, consequentemente, na emissão de GEE. Como resultados e conclusões mais importantes teve-se que: O intervalo adequado entre coletas de amostras de gases para análise da emissão de óxido nitroso é de 24 horas, enquanto que para o metano e dióxido de carbono pode ser de até uma semana; a emissão de N2O ocorre somente no início do alagamento com duração em função da disponibilidade de nitrato, o CH4 a partir de 20º DA e o CO2 durante todo o período de cultivo de arroz; o horário mais indicado para coleta de amostras para representar a média diária de emissão de óxido nitroso é próximo ao meio dia; a adição de palha em solos alagados reduz a emissão de N2O para a atmosfera; quanto menor a concentração de nitrato no solo e maior quantidade de palha incorporada, menor será a emissão de N2O, porém, essa condição poderá favorecer o início da emissão de metano, pois a palha ajuda a consumir os compostos oxidados, como o nitrato, precursor do N2O, e acelera a redução eletrolítica necessária para produção de metano.

A produção agrícola tem crescido nos últimos anos impulsionada pelo aumento populacional e por avanços tecnológicos. Esse crescimento pode ocasionar impactos ambientais importantes, inclusive a degradação do solo, se não forem realizados o correto planejamento agrícola e manejo do solo, a fim de assegurar uma produção competitiva e sustentável. Para isto, a descrição da variabilidade espacial do solo é necessária, sendo realizada convencionalmente através de coleta e análise de amostras. Entretanto, estes métodos convencionais de levantamento da variabilidade do solo possuem custos elevados e demandam bastante tempo e mãode- obra para serem realizados. Com o aumento da quantidade de informação necessária os custos para descrição da variabilidade espacial do solo podem tornarse um obstáculo, se somente metodologias convencionais são aplicadas. Portanto, métodos alternativos tornam-se necessários para auxiliar no levantamento de atributos do solo em escala adequada ao manejo agrícola. Para isto, são propostas metodologias de espectroscopia de reflectância no Vis-NIR-SWIR, as quais empregam o comportamento espectral do solo de 400 nm a 2500 nm para realizar a quantificação de seus atributos. Isto é possível, pois a informação espectral possui relação direta com os constituintes do solo. Assim, no presente estudo é avaliado o uso de imagens aéreas hiperespectrais na quantificação de atributos do solo, através do método PLSR, e mapeamento destes atributos, empregando krigagem. O desempenho das predições feitas com dados do sensor aéreo é comparado ao obtido com espectros coletados em laboratório. Foi também avaliado, através de experimentos de campo, com diferentes doses de calcário em duas áreas diferentes (textura arenosa e média), o uso de informações espectrais coletadas no campo, em movimento, e em laboratório, com amostras úmidas, para a quantificação de atributos e da necessidade de calagem, pelo método PLSR. Foram obtidos resultados satisfatórios através dos dados do sensor aéreo, principalmente, para a quantificação dos teores de argila, areia e CTC (R2 de 0,73, 0,73 e 0,80, respectivamente). Com relação aos dados obtidos por sensoriamento próximo no campo, os melhores resultados foram obtidos para a área de textura média, com R2 de 0,33, 0,38 e 0,61 para a predição da CTC, V% e da necessidade de calagem, respectivamente. / Agricultural production has increased in the last years stimulated by the population growth and technological advances. This can cause significant environmental impacts including soil degradation if suitable agricultural planning and soil management are not applied in order to ensure a competitive and sustainable production. For this purpose, the soil variability assessment is needed and it is conventionally performed through soil sampling and analysis. However, conventional methods have high costs and require considerable time and labor. When the amount of information needed increases, costs to describe soil spatial variability may become an obstacle if only conventional methodologies are applied. Therefore, alternative methods can help to depict soil properties variability on a scale suitable to soil management. So, Vis-NIR-SWIR reflectance spectroscopy (from 400 nm to 2500 nm) is proposed as a mean to predict soil properties. This is possible because spectral information has a direct relationship with soil constituents and characteristics. Therefore, in this study hyperspectral airborne imagery is evaluated as an information source to be used in soil properties quantification, via the PLSR method, and mapping, using kriging. The performance of the models derived from airborne imagery data was compared with the results obtained by models calculated from laboratory sensor data. The use of spectral information collected in the field (on-thego) was evaluated too using a field experiment in witch different rates of lime were applied. The experiment was allocated in two fields with different soil textures (one with about 100 g kg-1 of clay and other with about 320 g kg-1 of clay). The soil properties prediction based on the on-the-go spectral measurements were compared to predictions made using spectra collect in the laboratory and the PLSR method was used to calculate models. Satisfactory results were obtained with airborne sensor data, especially for clay, sand and CTC quantification (R2 of 0.73, 0.73 and 0.80, respectively). Regarding the on-the-go proximal sensing, better predictions were obtained for the clayey area, with R2 of 0.33, 0.38 and 0.61 for predictions of CEC, base saturation of the soil CEC (V%) and lime requirement, respectively.

Orientador: Luiz Malcolm Mano de Mello / Banca: Salatiér Buzetti / Banca: Élcio Hiroyoshi Yano / Banca: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Banca: Carlos Sérgio Tiritan / Resumo: A cana-de-açúcar se destaca como sendo uma importante cultura do mundo tropical, e em especial para o Brasil que vem se destacando como o maior produtor mundial. A demanda crescente, no mercado interno e externo, por combustíveis renováveis, especialmente o Etanol, passou a atrair investimentos para a implantação de novas áreas de cana-de-açúcar para atender a indústria. A inclusão de novas regiões no processo produtivo de cana-de- açúcar, requer maior atenção aos fatores de produção, dentre eles o manejo e correção dos solos, pois é imprescindível a eliminação de impedimentos físicos e químicos do solo, causados por camadas compactadas, toxidez por alumínio, acidez e teores inadequados de cálcio e outros nutrientes. Para tanto, a escolha da modalidade e equipamento de preparo do solo mais adequado, além do uso de corretivos de acidez e condicionador de subsuperfície do solo, é de grande importâcia para proporcionar um ambiente mais propício para que a cultura da cana-de-açúcar desenvolva-se e expresse o seu potencial produtivo. O trabalho foi conduzido em área de implantação de cana-de-açúcar, anteriormente ocupada com pastagem há mais de 15 anos, da Usina Vale do Paraná no município de Suzanápolis - SP, região do Noroeste Paulista. Foi utilizada a variedade RB92-5345 com espaçamento de 1,5 m entrelinhas, em Argissolo Vermelho Distrófico abrúptico textura arenosa/média. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com seis tratamentos, em esquema fatorial 3 x 2 e seis repetições, sendo os tratamentos constituídos por preparo de solo com três modalidades: arado de aivecas, escarificador e grade pesada; com (1 t ha-1) de gesso e sem gesso. O trabalho objetivou avaliar qual sistema de preparo do solo, com e sem uso de gesso proporciona melhores... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugarcane stands out as being an important crop in the tropical world, and especially to Brazil that has emerged as the largest producer. The increasing demand in domestic and foreign markets for renewable fuels, especially ethanol, began to attract investments to roll out new areas of sugarcane to meet the needs of industry. The inclusion of new regions in the productive process of 'sugarcane requires greater attention to factors of production, including management and correction of soil, it is necessary to eliminate physical and chemical impediments of the soil, caused by compacted layers, aluminum toxicity, acidity, and inadequate levels of calcium and other nutrients. To this end, the choice of modality and tillage equipment most appropriate, besides the use of corrective agents of acidity and subsurface soil conditioner is of great importance to provide a more favorable environment for sugarcane crop develop itself and to express their productive potential. The experiment was conducted in an area of expansion of sugarcane at Usina Vale do Paraná in the city Suzanápolis - SP, in the Northwest of Sao Paulo in the area previously occupied by grazing for over 15 years. In the implementation of crop was used variety RB92-5354 at a spacing of 1.5 m between rows in Red Argisol Dystrophic abrupt sandy texture / medium. The experimental design used was a randomized block design with six treatments in a factorial scheme 3 x 2 and six repetitions, and the main treatments consisting of soil preparation with three modalities: moldboard plow, chisel plow and harrow and two secondary treatments with (1 t ha -1) and without gypsum. The study aimed to evaluate which system of tillage, with and without the use of gypsum provides better conditions for development and technological qualities in the sugarcane crop. For this... (Complete abstract click electronic access below)

Research on soil organic carbon (SOC) within the northern Great Plains has not been clearly documented. Objectives of this study were (i) to inventory literature reporting SOC responses to agroecosystem management, (ii) extract data for the Northern Great Plains Rapid Carbon Assessment, and (iii) summarize data to identify relationships between SOC and land use management. Soil organic carbon at 0 ? 15 cm depth was 1.57 ? 6.87 kg C m-2, 1.56 ? 5.34 kg C m-2, and 1.48 ? 5.48 kg C m-2 under grasslands, conservation tillage (CST), and conventional tillage (CT), respectively. Soils with a Productivity Index (PI) of 80 ? 100 had greater mean SOC (4.14 kg C m-2) across all managements. Correlation between SOC and PI for CT was significant (r=0.240) (P=0.05) and highly significant (r=0.418) (P=0.01) for CST. Management practices for cropland soils combined with productivity potential appear to relate to the C accrual potential of northern Great Plains soils.

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The effects of managing soil with organic amendments were examined with respect to soil microbial community dynamics, macroaggregate formation, and plant physio-genetic responses. The objective was to examine the possibility of managing soil microbial communities via soil management, such that the microbial community would provide agronomic benefits. In part one of this research, effects of three amendments (hairy vetch residue, manure, compost) on soil chemical and microbial properties were examined relative to formation of large macroaggregates in three different soils. Vetch and manure promoted fungal proliferation (measured via two biomarkers: fatty acid methyl ester 18:2ω6c and ergosterol) and also stimulated the greatest macroaggregate formation. In part two of this research, effects of soil management (same amendments as above, inorganic N fertilization, organic production) on soil chemical and microbial properties were examined relative to the expression of nitrogen assimilation and defense response genes in tomato (Solanum lycopersicum L.). Soil management affected expression of a nitrogen assimilation gene (GS1, glutamine synthetase) and several defense-related genes. The GS1 gene was downregulated with inorganic N fertilization, expression of the pathogenesis-related PR1b gene (which codes for the pathogenesis-related PR1b protein) was increased in plants grown in soil amended with compost, vetch, and N fertilizer, and expression of three other defense-related genes coding for chitinase (ChiB), osmotin (Osm), and β-1,3-glucanase (GluA) were decreased in plants from soil amended with manure and in plants from the organically managed soil. Differential expression of defense-related genes was inversely related to the relative abundance of Gram-negative bacteria. The relative abundance of the 18:1ω7c Gram‑negative bacterial biomarker was greatest in manure treated soil and in organically managed soil (which recieves seasonal manure applications). These treatments also had the lowest expression of ChiB, Osm, and GluA, leading to speculation that manure, through increases in Gram-negative bacteria, may have suppressed populations of soil organisms that induce a defense response in plants, possibly allowing for less-stressed plants. Outcomes of this research may be useful for those interested in developing management strategies for maintaining or improving soil structure as well as those interested in understanding management effects plant physio-genetic responses.

The solid product of pyrolysis, called \"biochar\" (BC) in the context of improving soil properties as part of agronomic or environmental management, also got into focus as a climate mitigation strategy. The researcher investigated the effects of BC on soil attributes, nitrogen (N) use and GHG emissions. In Chapter 1 the origin of BC was commented. In Chapter 2, BC from sugarcane straw was characterized, and its priming on native SC was evaluated with the treatments: (T1) Soil; (T2) BC; (T3) Soil + BC 10 Mg ha-1; (T4) Soil + BC 20 Mg ha-1; and (T5) Soil + BC 50 Mg ha-1. In Chapter 3, it was evaluated the combination of BC, filter cake (F) and vinasse (V), in relation to soil attributes and carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) emissions. The treatments were: (T1) Soil + FC + V; (T2) Soil + FC + V + BC 10 Mg ha-1; (T3) Soil + FC + V + BC 20 Mg ha-1; and (T4) Soil + FC + V + BC 50 Mg ha-1. In Chapter 4, the nitrogen (N) use efficiency was investigated in a pot trial under wheat using NH4[15N]O3 and rates of BC, with the treatments: (T1) Soil, with N, no BC; (T2) Soil, with N, BC 10 Mg ha-1; (T3) Soil, with N, BC 20 Mg ha-1; and (T4) Soil, with N, BC 50 Mg ha-1. BC had C and N contents higher compared to the feedstock. Total K, Mg and P also increased. The lowest CO2 fluxes were for BC, and CO2 from soil and soil + BC did not differ. The highest CO2 - C4 was in the first day, and there were no differences in the CO2 - C3. The BC presents characteristics to improve soil attributes. BC stability is an opportunity to reduce CO2 emissions. In Chapter 3, soil pH, P and base contents increased and Al3+ decreased with BC to sandy soil. Impacts of BC on the CEC were higher in sandy soil. Mineral N decreased with BC. Cumulative CO2 in T1 were higher in sandy and clayey soils than the control. T2 and T3 in sandy soil increased CO2 emissions, but T4 did not differ from T1. BC reduced N2O emissions from sandy and clayey soils relative to T1. BC with FC and V affected pH, CEC, P and base contents. However, those effects were higher in sandy soil. The BC supressed N2O from V and FC. In Chapter 4, BC decreased N2O from N fertilization compared to only N fertilizer. T4 had higher tillering and grain yield. Also, T2 to T4 had higher 100-grain weight and shoot. T3 and T4 had the highest N in grains. The application of BC to soil improves N availability and use efficiency, enhances grain yields and reduces N2O from N fertilization. This study opened encouraging perspectives to the evaluation of sugarcane straw BC to improve soil quality and mitigate GHG emissions. / O produto sólido da pirólise, denominado \"biochar\" (BC) no contexto da melhoria nos atributos do solo como parte do manejo agrícola e ambiental, também tem se destacado na mitigação das mudanças climáticas. O pesquisador investigou os efeitos do BC nos atributos do solo, uso do nitrogênio (N) e emissões de GEE. No Cap. 1 comentou-se a origem do BC. No Cap. 2, caracterizou-se o BC de palha de cana-de-açúcar e avaliou-se o potencial de decomposição do C do solo, com os tratamentos: (T1) Solo; (T2) BC; (T3) Solo + BC 10 Mg ha-1; (T4) Solo + BC 20 Mg ha-1 (T4); e (T5) Solo + BC 50 Mg ha-1. No Cap. 3, avaliou-se a combinação BC, torta de filtro (TF) e vinhaça (V) em atributos do solo e fluxos de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) nos tratamentos: (T1) Solo + TF + V; (T2) Solo + TF + V + BC 10 Mg ha-1; (T3) Solo + TF + V + BC 20 Mg ha-1; e (T4) Solo + TF + V + BC 50 Mg ha-1. No Cap. 4 investigou-se a eficiência de uso do N num experimento em vasos com trigo usando NH4 [15N]O3 e doses de BC, com os tratamentos: (T1) Solo, com N, sem BC; (T2) Solo, com N, BC 10 Mg ha-1; (T3) Solo, com N, BC 20 Mg ha-1; e (T4) Solo, com N, BC 50 Mg ha-1. Os teores de C e N do BC foram maiores comparado à biomassa. K, Mg e P totais também aumentaram. Os menores fluxos de CO2 foram do BC. O CO2 do solo e solo + BC não diferiram. Observou-se maior CO2 - C4 no primeiro dia de incubação, porém sem diferenças no CO2 - C3. O BC apresenta características para melhorar atributos do solo e reduzir as emissões de CO2. No Cap. 3, pH, P e bases aumentaram e o Al3+ diminuíu com o BC. Os impactos do BC na CTC foram maiores em solo arenoso. O N mineral diminuíu com o BC. O CO2 acumulado no T1 foi maior nos solos arenoso e argiloso comparado ao controle. O T2 e T3 aumentaram o CO2 acumulado do arenoso relativo ao T1, enquanto T4 e T1 não diferiram. O BC reduziu as emissões de N2O pelos solos arenoso e argiloso comparado ao T1. O BC combinado à TF e V afetaram pH, CTC, P e bases do solo arenoso. O BC suprimiu o N2O de solos com V e TF. No Cap. 4, o BC diminuíu as emissões de N2O comparado ao fertilizante N apenas. T4 teve rendimento de grãos superior ao T1. T2 a T4 apresentaram maior peso de 100 grãos e biomassa aérea. T3 e T4 tiveram maior N em grãos. O BC melhora o uso do N, a produção de grãos e reduz o N2O de fertilizante N, abrindo perspectivas para a avaliação do BC de palha de cana-de-açúcar na melhoria da qualidade do solo e mitigar das emissões de GEE.

A definição de zonas de manejo no contexto da agricultura de precisão requer muitas etapas, desde a coleta de dados até a avaliação dos mapas. No entanto, existe diferente número de etapas, ferramentas, métodos, algoritmos e softwares usados, apresentadas pelos pesquisadores. Neste contexto, o objetivo do trabalho é propor um modelo de referência para o processo de definição de zonas de manejo em agricultura de precisão. O modelo de referência proposto para o processo de está dividido em algumas etapas observadas na maioria dos trabalhos analisados. A Business Process Model and Notation (BPMN) foi utilizada para formalizar o modelo de referência composto dos cinco subprocessos: coleta de dados, seleção de atributos, filtragem de dados, agrupamento e avaliação dos mapas. Adicionalmente são apresentadas as atividades, os fluxos e desvios de cada subprocesso, apresentando os conceitos, pré-requisitos e limitações dos métodos aplicáveis em cada uma das atividades, além de apresentar possíveis variações na execução das atividades, ampliando as opções disponíveis para a definição de zonas de manejo. Um estudo de caso é apresentado para avaliar a aplicabilidade do modelo de referência proposto, descrevendo a utilização dos subprocessos e atividades propostas. A BPMN mostrou ser adequada para representar os subprocessos, atividades, fluxos e desvios do processo. O estudo de caso comprovou a aplicabilidade do modelo proposto, através de seu uso em um talhão contendo diferentes grades amostrais, erros de coleta e pares de atributos com forte correlação, enfatizando a importância das atividades propostas. Por fim o modelo de referência proposto foi capaz de gerar um conjunto de mapas de zonas de manejo e indicar o mapa mais adequado aos objetivos da agricultura de precisão. / Management zone delineation in the context of precision agriculture requires many steps, from data collection to management zone maps evaluation. However, there are different numbers of steps shown by researchers, besides tools, methods, algorithms and software used. In this context, the aim of this work is to propose a reference model process for management zone delineation in precision agriculture. The proposed reference model process is divided into some steps observed in most of the works analyzed. Business Process Model and Notation (BPMN) was used to formalize the reference model composed of the five subprocesses: data collection, feature selection, data filtering, clustering and maps evaluation. In addition, the model presents activities, flows and gateways for each subprocess, presenting concepts, prerequisites, limitations of the applicable methods for each activity and possible variations to the implementation of the activities, increasing the options available for management zone delineation. A case study is presented to evaluate the applicability of the reference model proposed, describing the use of the subprocesses and activities proposed. The BPMN showed to be adequate to represent subprocess, activities, flows and gateways of the process. The case study demonstrated the applicability of the model proposed through its use in a field with different sample grids, errors from collection and strong correlation between pairs of attributes, emphasizing the importance of the activities proposed. Finally, the model proposed was able to generate a set of management zone maps and to indicate the most appropriate for precision agriculture objectives.

A área cultivada sob sistemas conservacionistas aumentou no Brasil nos últimos anos. Paralelamente, ocorreu incremento na demanda de conhecimento a respeito da variabilidade dos índices de fertilidade do solo utilizados nas recomendações de adubação e calagem. Esse assunto vem preocupando técnicos e pesquisadores envolvidos nas redes regionais de laboratórios de análises de solo e comissões de fertilidade do solo encarregadas da elaboração das recomendações de adubação. O acúmulo de matéria orgânica (MO) no solo pode afetar a eficiência dos extratores químicos por causar alterações físico-químicas, como reações de troca iônica, reações com minerais do solo, liberação de ânions orgânicos, complexação de cátions metálicos, reações de oxirredução, entre outros. Objetivou-se com essa tese: (i) determinar os teores disponíveis de Ca, Mg e K e a relação Ca:Mg:K no solo, bem como correlação entre extratores e determinação das concentrações desses elementos na planta de soja em solos sob semeadura direta (SSD) que recebeu doses de calcário e de gesso; (ii) avaliar extratores para Cu, Fe, Mn e Zn em solo tratado com lodo de esgoto por treze anos e cultivado com milho; (iii) comparar métodos de abertura de amostra de solo para determinação de Cu, Fe, Mn e Zn em solo tratado com lodo de esgoto por treze anos e em solo tratado uma única vez com lodo de esgoto e composto de lodo; (iv) avaliar a qualidade e grau de humificação da matéria orgânica em solos com aporte de material orgânico sob manejos distintos. Partiu-se das hipóteses: (i) o maior teor de MO do solo oriundo do sistema conservacionista e as doses de calcário e gesso promoverão superestimativa da concentração dos nutrientes extraídos pela resina; (ii) a maior quantidade de compostos orgânicos oriundos da aplicação de lodo de esgoto por longo período de tempo diminuirá o poder de extração das soluções complexantes; (iii) o maior teor de matéria orgânica do solo dificultará a abertura da amostra, sendo mais eficiente a mistura de HNO3 e HCl; e (iv) as áreas de plantio direto serão separadas das áreas tratadas com lodo de esgoto pelos compostos orgânicos e o grau de humificação da MO será mais elevado nas áreas de SSD. Houve correlação significativa entre os extratores para Ca, Mg e K, mas não entre teores no solo e a concentração na planta, e não houve efeito da aplicação de calcário e gesso nas concentrações desses elementos na soja. No experimento de solo tratado por treze anos com lodo de esgoto foi observada correlação significativa entre os teores no solo e o acumulado na planta somente para Mn e Zn. As soluções ácidas extraíram maiores quantidades dos micronutrientes. No geral, os teores extraídos pela água régia aproximaram-se dos teores totais no solo, sendo observado efeito da aplicação de resíduo somente para Cu e Zn no experimento de longa duração. O fracionamento físico da MO foi mais eficiente para distinguir os manejos a que os solos foram submetidos. As áreas apresentaram similaridade em relação aos compostos orgânicos predominantes determinados por ressonância magnética nuclear. / An increase in the amount of Brazilian agricultural areas managed under no-till farming systems has been observed in recent years. In the same period has seen increasing demand for information on the variability in the soil fertility indices on which liming and fertilization recommendations are based. This variation is of concern to technicians and researchers working in regional networks of soil analysis laboratories, and to the agencies responsible for establishing recommendations for fertilizing soils. The accumulation of organic matter (OM) in soils may affect the efficiency of chemical extractants by causing physical and chemical alterations to soils, including ion-exchange reactions, reactions with soil minerals, liberation of organic anions, complexation of metallic cations, and oxi-redox reactions. This thesis aimed: (i) to determine the bioavailable concentrations of Ca, Mg, and K and the Ca:Mg:K relationship in soils, as well as the relationship between extractants and element concentrations in soybean plants grown in a no-till system amended with lime and gypsum; (ii) to evaluate the efficiency of extractants for Cu, Fe, Mn, and Zn in soils amended with sewage sludge over 13 years and cultivation with maize; (iii) to compare methods of digesting soil samples to quantify Cu, Fe, Mn, and Zn in soils amended with sewage sludge over 13 years and in soils amended with sewage sludge and composted sludge on a single application; and (iv) to assess the quality and degree of humification of OM in soils amended with OM under different management practices. Among the hypotheses tested were: (i) that higher OM concentrations in no-till system soils and amendment with lime and gypsum would lead to an overestimate in the nutrient concentrations extracted by resin; (ii) that the large amounts of organic compounds contributed by amendment with sewage sludge over a long time period would diminish the extraction strength of complexing solutions; (iii) that higher concentrations of soil OM would hamper digestion of the soil samples, making a mixture of HNO3 and HCl the most efficient; and (iv) that no-till areas would be distinguishable from areas amended with sewage sludge by organic compounds, with the degree of humification of OM higher in no-till areas. There was a significant correlation between extractants for Ca, Mg, and K, but no correlation between elemental concentrations in soils and concentrations in soybean plants; amendment with lime and gypsum had no effect on the concentrations of these elements in soybean. In the experiment involving soil amended for 13 years with sewage sludge there was only a significant correlation between Mn and Zn concentrations in soils and those in plants. Acidic solutions extracted larger quantities of micronutrients. In general, concentrations extracted by aqua regia were close to total soil concentrations, and an effect of amendment with sludge was only observed for Cu and Zn in the long-term experiment. The physical fractionation of OM was the most efficient method for correlating with the management systems. The predominant organic compounds as determined by nuclear magnetic resonance were similar across the study areas.