This study assesses agricultural planning and production perspective on smallholder farms of Boschplaats 91 JR using an integration of a geographic information system (GIS) and remote sensing (RS). The main objective was to evaluate the use of agro-ecological zoning (AEZ) in planning and its role in promoting sustainable agricultural production on a smallholder farm. This was achieved through processing, analysis and interpretation of satellite images together with in situ spatial data for land suitability evaluation. SPOT-5 images, which were acquired from 2006 through to 2011 were used to detect change that took place in the study area. Agro-ecological parameters such as soil, climate and terrain are limiting factors that would have a negative impact on agricultural production. Soil degradation is also a major problem to food security in Thaba Ya Batho smallholder farms and presents environmental constraints to agricultural expansion. Suitable land that could increase food production was identified and mapped. This contributes to delineation of the suitability of the land and demarcating areas of high agricultural potential. The results show that a GIS and RS make it possible to plan and monitor the use of the environment on Thaba Ya Batho smallholdings. The analysis of climate, soil and terrain has shown that more than 80% of the study area is suitable for both irrigated and dryland production. A number of key constraints faced by smallholder farmers are presented. Lack of experience and poor agricultural planning were found to be among limiting factors to production. Despite the scale at which agro-ecological zones are generated, they still play significant role in planning of agricultural production / Department of Environmental Sciences / M. Sc. (Environmental Management)

Submitted by FERNANDO VIEIRA COSTA GUIDORIZZI null (fernando_guidorizzi@hotmail.com) on 2016-05-02T19:07:11Z No. of bitstreams: 1 Fernando Guidorizzi - Dissertação Definitiva.pdf: 2781433 bytes, checksum: f56e6ea73314244bb7d600cdfc7a26d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-04T18:43:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guidorizzi_fvc_me_bot.pdf: 2781433 bytes, checksum: f56e6ea73314244bb7d600cdfc7a26d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T18:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guidorizzi_fvc_me_bot.pdf: 2781433 bytes, checksum: f56e6ea73314244bb7d600cdfc7a26d0 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O cártamo é uma oleaginosa que vem despertando interesse na agricultura nacional, pois se apresenta como uma opção para o cultivo de segunda safra (outono-inverno). Entretanto, para expansão do cultivo de cártamo no Brasil faz-se necessário à realização de estudos abordando o seu crescimento e absorção de nutrientes nas suas fases de desenvolvimento, em diferentes condições de cultivo, pois o conhecimento sobre essas variáveis permitirá precisão na recomendação de adubação para a cultura. Assim, objetivou-se com este trabalho avaliar o acúmulo de matéria seca (MS) e de macronutrientes durante o ciclo, produtividade de grãos e exportação de macronutrientes por genótipos de cártamo em função da aplicação de nitrogênio (N) em cobertura, em sistemas plantio direto (SPD) com diferentes tempos de adoção. O experimento foi conduzido no município de Botucatu-SP, em um Nitossolo Vermelho distrófico. Foi adotado o delineamento em blocos casualizados no esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram compostas por oito tratamentos obtidos a partir da combinação de dois tempos adoção do SPD (SPDR - sistema plantio direto recém-implantado e SPDC - sistema plantio direto consolidado, com 28 anos desde a implantação), dois genótipos de cártamo (IMA 2234 e IMA 2237) e dois níveis de N em cobertura (0 e 100 kg ha-1). As subparcelas foram compostas por sete épocas de amostragens (de 22 dias após a emergência (DAE) até o final do ciclo da cultura). Ambos os genótipos de cártamo tiveram lento acúmulo de MS e macronutrientes durante o estádio de roseta (0 a 22 DAE). A partir desse estádio até o início do enchimento de grãos (entre 84 e 111 DAE) ocorreu o período de maior crescimento e acúmulo de macronutrientes pela cultura. O genótipo IMA 2234 apresentou maiores quantidades de MS, N, P, K e S acumuladas na parte aérea. A adubação nitrogenada de cobertura influenciou, principalmente, a absorção de N. Os componentes da produção, a produtividade de grãos e a exportação de macronutrientes não foram influenciados pelos genótipos, tempos de adoção do SPD ou adubação nitrogenada. A extração de macronutrientes, na média dos tratamentos, foi: K (168 kg ha-1) > N (149 kg ha-1) > Ca (125 kg ha-1) > S (15 kg ha-1) > Mg (14 kg ha-1) > P (13 kg ha-1). A exportação de macronutrientes pelos grãos seguiu a sequência, na média dos tratamentos: N (44 kg ha-1) > K (12 kg ha-1) > Ca (6 kg ha-1) > P (4 kg ha-1) > Mg (3 kg ha-1) > S (2 kg ha-1). / Safflower is an oilseed that has attracted national interest in agriculture, as is presented as an option for the second-crop cultivation (fall-winter). However, for expansion of safflower cultivation in Brazil is a need for studies addressing their growth and nutrient uptake in their stages of development in different growth conditions, as the knowledge of these variables will enable precision in fertilizer recommendation for the crop. Therefore, the aim was to evaluate the accumulation of dry matter (DM) and macronutrients over the cycle, grain yield, and macronutrient removal by safflower genotypes as affected by sidedressed nitrogen (N) fertilization in no-till system (NTS) with different adoption times. The experiment was conducted in Botucatu-SP, in a Typic Rhodudalf soil. It was adopted a randomized block design in a split-plot scheme with four replications. The plots were composed by eight treatments obtained from the combination of two adoption times of the NTS (NNTS - a newly implemented no-tillage system and ENTS - an established no-till system, with 28 years since the establishment), two safflower genotypes (IMA 2234 and IMA 2237) and two levels of sidedressed N fertilization in topdressing (0 and 100 kg ha-1). The subplots were composed of seven sampling dates (from 22 days after emergence (DAE) by the end of the cycle). Both safflower genotypes had slow accumulation of DM and macronutrients during the rosette stage (0-22 DAE). From this stage until the early grain filling (between 84 and 111 DAE) was the period of greatest growth and accumulation of macronutrients by crop. The genotype IMA 2234 have higher amounts of DM, N, P, K and S accumulated in the shoot. Sidedressed N fertilization influenced mainly N uptake. The yield components, grain yield, and nutrient removal were not influenced by genotype, adoption times of the NTS or sidedressed N fertilization. The uptake of macronutrient was, on average of treatments: K (168 kg ha-1) > N (149 kg ha-1) > Ca (125 kg ha-1) > S (15 kg ha-1) > Mg (14 kg ha-1) > P (13 kg ha-1). The removal of macronutrients by grains followed the sequence, on average of treatments: N (44 kg ha-1) > K (12 kg ha-1) > Ca (6 kg ha-1) > P (4 kg ha -1) > Mg (3 kg ha-1) > S (2 kg ha-1). / FAPESP: 2014/20301-8

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to analyze the hydrological behavior of a watershed with intense agricultural activity based on rainfall, water discharge and suspended sediment concentration data. The study provides an analysis based on monitoring and modeling techniques with special emphasis to the water infiltration estimate at catchment scale, the runoff modeling and processes of suspended sediment transfer from hillslopes to fluvial channel. The experimental catchment is located in the central-north part of Rio Grande do Sul State, Brazil, with a drainage area of 1.19 km2, which is characterized by shallow soils, steep hillslopes, tobacco cultivation and high sediment yield. Besides the daily and monthly data, the study focuses on 77 rainfall-runoff-sediment events from September 2009 to August 2011. For this data series were used three different models, they being the infiltration model based on hietogramas and hydrographs analysis, curve number model and LISEM model, both with analysis on the estimate infiltration and the runoff. The obtained result for this watershed indicated that: a) the empirical and simple model for infiltration and surface runoff estimation had a fine adjustment with the observed data from the hietograms and hydrograms, b) LISEM model calibration was able to describe the spatial and temporal infiltration variability and surface runoff in a watershed scale. These results contribute for a better understanding of hidrosedimentological processes in a watershed scale, indicating that the use of erosion and sediment yield mathematical modeling tools is efficient for practical indications of soil use and management for reducing environmental and economical problems resulted from runoff and erosion. / O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica com intensa atividade agrícola a partir do monitoramento da precipitação, da vazão e da concentração de sedimentos em suspensão. O estudo apresenta uma análise baseada em técnicas de monitoramento e de modelagem matemática com especial atenção à estimativa da infiltração de água no solo em escala de bacia, na modelagem do escoamento superficial, e nos processos de transferência de sedimentos da bacia vertente para o canal fluvial. A bacia experimental está localizada no município de Arvorezinha, região centro-norte do estado do RS. A bacia possui uma área de drenagem de 1,19 km2, com predomínio de solos rasos, encostas declivosas, intensa atividade agrícola, e elevada produção de sedimentos. Foram monitorados 77 eventos de chuva-vazão-sedimentos ocorridos entre setembro de 2009 e agosto de 2011. Para este conjunto, foram aplicados três diferentes modelos, sendo eles o modelo de infiltração baseado na análise de hietogramas e hidrogramas, modelo curva-número e o modelo LISEM, ambos com análise da estimativa da infiltração e do escoamento superficial. Os resultados obtidos para esta bacia indicaram que: a) um modelo empírico e simples de estimativa da infiltração e escoamento superficial obteve um bom ajuste com os dados observados a partir do conjunto de hietogramas e hidrogramas, b) a calibração do modelo LISEM foi capaz de descrever a variabilidade espacial e temporal da infiltração e do escoamento superficial na escala de bacia. Estes resultados contribuem para a melhor compreensão dos processos hidrossedimentológicos em escala de bacia hidrográfica, indicando que o uso de ferramentas de modelagem matemática da erosão e da produção de sedimentos é eficiente para a indicação de práticas de uso e manejo do solo para a redução dos problemas econômicos e ambientais ocasionados pelas enxurradas e pela erosão.

The agriculture of precision has been an important tool for the characterization of the spatial variability of soil attributes and crops. Thus, there is many options to elaborate thematic digital maps that can improve the soil and crop management. In this work, two croplands that has been managed with precision agriculture during several years were selected. One of them was called field Lagoa, it is a 132 ha, and the other, is field Schmidt, it is a 125 ha. In both croplands soil samples were collected with regular grid of 100 x 100 m. In the field Lagoa three soil sampled were done while in the field Schmidt two soil sampled were done along four years of evaluation. In order to investigate the crop yield variability, the yields data were collected with a combine MF34, equipped with yield sensor, GPS (Global Position System), board computer (Datavision). In the field Talhao, the yield maps were made to corn 2004/05, wheat 2005, soybean 2005/06, soybean 2006/07, corn 2007/08 and, in the field Schmidt, crop data were collected to soybean 2004/05, soybean 2005/06, soybean 2006/07 and corn 2007/08. The yield data and soil data were processed in the softwares SGIS® and Campeiro 6.0. The variable rate fertizer was done with equipment Hércules 10.000 equipped with disks system to immediate change the fertilizer rate . The evolution of soil fertility indicate that, in areas with high phosporus and potassium levels, the range of variation was maintained through the years, although, with a decrease in extreme values. The correlations of soil attributes with crop yield maps were higher in the field Schmidt mainly to CEC, Mg, organic matter, Ca, and, in the field Lagoa there was correlation, mainly, with organic matter. The match distribution and potassium the varied rate allowed that the nutrient supply was enlarged e/ou above below the export of the cultures, not interfering in the revenue. The crop yield map was an efficient tool to define yield zones driving the site specific management of fertilizers and soil management. / A agricultura de precisão tem se mostrado uma ferramenta importante, principalmente, para a caracterização da variabilidade espacial de atributos de solo e das culturas. Assim, há varias possibilidades de elaboração de mapas temáticos que poderão melhorar as intervenções de manejo no solo e ou na cultura. Neste trabalho foram avaliadas duas áreas que vem sendo manejadas com técnicas de AP ao longo dos anos, sendo uma delas, denominada talhão Lagoa, contendo 132 ha, e a outra, talhão Schmidt, contendo 125 ha. Em ambos os talhões foram coletadas amostras de solo com grade regular de 100 x 100 m, sendo que, no talhão lagoa foram três coletas de solo e no talhão Schmidt foram duas coletas de solo ao longo de quatro anos de avaliação. Para a caracterização da variabilidade das culturas, foi utilizada a coleta de dados através de uma colhedora MF34, equipada com sensor de rendimento, GPS (Sistema de Posicionamento Global), computador de bordo (Datavision). No talhão Lagoa, foram confeccionados mapas de colheita nas culturas de milho 2004/05, trigo 2005, soja 2005/06, soja 2006/07, milho 2007/08 e, no talhão Schmidt, foram coletados dados de colheita nas culturas de soja 2004/05, soja 2005/06, soja 2006/07 e milho 2007/08. Os resultados de colheita e solo foram processados nos softwares SGIS® e Campeiro 6.0. As aplicações a taxa variada foram realizadas com o equipamento Hércules 10.000 equipado com sistema de disco para distribuição a lanço dos fertilizantes com variação instantânea das doses. Os resultados de fertilidade indicaram que, em áreas com altos teores de fósforo e potássio, a amplitude de variação foi mantida ao longo dos anos, porém, com a diminuição de valores extremos. As correlações de atributos de solo com mapas de colheita foram maiores no talhão Schmidt para os atributos Schmidt para os atributos CTC, magnésio, matéria orgânica e cálcio e, no talhão Lagoa houve correlação positiva, principalmente, com matéria orgânica, ao longo das safras agrícolas. A distribuição de fósforo e potássio a taxa variada permitiu que fosse ampliado o fornecimento de nutriente acima e/ou abaixo da exportação das culturas, não interferindo no rendimento. Com isso, o mapeamento do rendimento da cultura foi uma ferramenta eficiente na definição de zonas com potencial produtivo, orientando as intervenções localizadas de fertilizantes e de manejo do solo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-14Bitstream added on 2014-06-13T20:05:56Z : No. of bitstreams: 1 sanchez_rb_dr_jabo.pdf: 1897729 bytes, checksum: 456c8e2c0db50350e6d784e568134d78 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Funep / O objetivo deste trabalho foi a aplicação de métodos de agricultura de precisão e modelos matemáticos em um argissolo com variações na forma do relevo sob cultivo de cana-de-açúcar na região de Catanduva (SP). A área estudada apresentou duas diferentes pedoformas (uma côncava, C+P+, e outra convexa, C-P-). Numa área total de 200 ha, instalou-se uma malha contendo 623 pontos espaçados por uma distância de 50 metros a fim de analisar a variabilidade espacial dos atributos granulométricos e químicos do solo, e a qualidade da matéria-prima (ART – açúcares redutores totais). Nessa mesma área, foi confeccionada outra malha contendo 188 pontos espaçados por uma distância de 150 metros para análise espacial da espessura do horizonte A + E. Amostras de solos foram coletadas em todos os pontos da malha, na profundidade 0,0-0,2 metro, e análises granulométricas, químicas e de qualidade foram feitas em laboratórios. Calculou-se a estatística descritiva, e a dependência espacial entre as amostras foi determinada utilizando-se semivariogramas. Mapas de krigagem foram confeccionados para os atributos estudados. Os resultados mostraram que a utilização da agricultura de precisão e modelo matemático é a forma mais eficaz na redução de custos para aplicação de adubos. Nessas condições, a pedoforma côncava necessitou de 12% a menos de fertilizantes quando comparada com a pedoforma convexa. Esses resultados corroboram a maior fertilidade da área côncava, que também possui menor taxa de erosão e maior espessura do horizonte A + E. Ressalta-se que a modelagem matemática apresenta índices para a redução de custos. Com isso, o uso de técnicas de agricultura de precisão poderá, ao longo dos anos, trazer ganhos significativos nos sistemas de produção, pois este identifica zonas específicas de manejo. / The aim of this work was to apply precision agriculture and mathematical models in order to reduce the fertilization cost of a red-yellow Argissol cultivated with sugar cane in different pedoforms (concave, C + P +, and convex, CP-) located in the region of Catanduva (SP) . A grid having 623 points was installed in an area of 200 ha, whith points spaced by 50 meters, in order to analyze the spatial variability of the texture parameters, soil fertility and amount of raw material (TRS-total reducing sugars). In the same area another grid having 188 points was installed, with minumum distance of 150 meters, in order to provide the spatial analysis of the A+E soil horizon thicknesses. Soil samples were collected in all grid points in the depth of 0,0-0,2 meters. They were submitted to texture, fertility and quality analyzes in a laboratory. Descriptive statistics was calculated and spatial dependence of samples determined by using semivariograms. Maps of kriging were made for all the studied attributes. Results showed that the use of precision agriculture coupled with mathematical modelling is the most effective way to reduce costs for fertilizers application. The concave pedoform needed 12% less fertilizer when compared to the convex pedoform. These results are in accordance with the higher fertility of concave pedoform that has also lower erosion rates and higher horizon thickness. Another result obtained from the mathematical modeling is the derivation of specific indexes for cost reduction. We believe that the application of precision agriculture over the next years could bring significant gains in production, as this technique identifies areas demanding specific management.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-25Bitstream added on 2014-06-13T20:46:28Z : No. of bitstreams: 1 abrantes_fl_dr_ilha.pdf: 753180 bytes, checksum: 909aa2e6c49234e34d2b836ea8485de4 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A maioria dos trabalhos com diferentes sistemas de manejo do solo e com uso de regulador vegetal (citocinina, giberelina e auxina) busca obter resultados quanto a aumentos na produtividade. Já, quanto ao seu efeito nos teores de nutrientes nas folhas e sementes e na qualidade fisiológica das sementes produzidas nessas condições há carência de informações. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento, produtividade, nutrientes nas folhas e sementes e qualidade fisiológica das sementes de feijão, cultivares Carioca Precoce, IAC Apuã e IAC Alvorada, em função do uso de regulador vegetal, via foliar, em sistema convencional e plantio direto em implantação, no inverno com uso de irrigação. A pesquisa foi conduzida em 2009 e 2010, no Município de Selvíria/MS. Realizaram-se três experimentos com os cultivares Carioca Precoce, IAC Apuã e IAC Alvorada, em blocos casualizados, em faixas, com quatro repetições. Os fatores foram: sistemas de semeadura convencional com incorporação da palhada do milheto ao solo e direta sobre a palhada do milheto e cinco doses do regulador vegetal (0; 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 L p.c ha-1) composto por três hormônios vegetais: cinetina, ácido giberélico e ácido indolbutírico, aplicadas em R5. Avaliou-se: clorofila e nutrientes foliares, características agronômicas e produtivas, teor de proteína e nutrientes nas sementes e a qualidade fisiológica das sementes através dos testes de: germinação, primeira contagem, emergência de plântulas em campo, índice de velocidade de emergência, altura de plântula, massa da matéria seca de plântula, envelhecimento acelerado, teste de frio sem solo e condutividade elétrica. O plantio direto mesmo em fase de implantação propiciou: aumento na clorofila e nos teores foliar de N, P e Mg variando em função do cultivar e do ano; e de maneira geral, considerando os três cultivares... / The most studies with different systems of soil management and use of plant growth regulator (cytokinin, auxin and gibberellin) search results as increases in productivity. Already, in its effect on nutrient concentrations in leaves and seeds and physiological quality of seed produced under these conditions there is a lack of information. Thus, the objective was to evaluate the development, productivity, nutrients in the leaf and seeds and physiological seed quality of common bean cultivars, Carioca Precoce, IAC Apuã and IAC Alvorada, depending on the use of growth regulators on leaf, in the conventional or no-tillage system in the implantation, in the winter with irrigation use. The research was conducted in 2009 and 2010, in Selvíria - MS State. They were conducted three experiments with varieties Carioca Precoce, IAC Apuã and IAC Alvorada, in a randomized blocks design in strips with four replicates. The treatments were: conventional tillage system with millet straw incorporation to the soil or directly over the millet straw, and five doses of the plant growth regulators (0, 1.0, 2.0, 3.0 and 4.0 L cp ha -1) which consists of three plant hormones, kinetin, gibberellic acid and IBA, applied at R5. It was evaluated: chlorophyll and foliar nutrients, agronomic and productive characteristics, protein and nutrients in the seeds and physiological quality of seeds through the tests of germination, first count, seedling emergence in the field, speed of emergence index, seedling height, mass of dry matter of seedlings, accelerated aging, cold test without soil and electric conductivity. The no-tillage even in implantation phase resulted in: increased leaf chlorophyll and on N, P and Mg, depending on the cultivar and year, and in general, considering the three cultivars used, it was the better development of plants and seed yield. The growth regulator did not affect the levels... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:46:29Z : No. of bitstreams: 1 campos_fs_dr_ilha.pdf: 988317 bytes, checksum: 490fbd532c1986e34d5dd8ba68bc431e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de sistemas de cultivo, extrato húmico e adubos orgânico e mineral sobre alguns atributos físicos e químicos de um Latossolo Vermelho e, sobre algumas características fenológicas e qualidade tecnológica da cana-de-açúcar. Foi desenvolvido em Aparecida do Taboado, MS, em área da Usina Alcoolvale, nos anos agrícolas 2006/07 e 2007/08, sendo cana de 2ª e 3ª socas. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, num esquema em parcelas subdivididas com quatro repetições. Os tratamentos nas parcelas principais foram representados pelos sistemas de cultivo com e sem tríplice operação (com e sem a haste escarificadora) e nas subparcelas as adubações (T1-mineral, T2-mineral+torta de filtro, T3- mineral+extrato húmico (ácidos húmicos e fúlvicos) e T4- mineral, torta de filtro e extrato húmico (Humitec®). Em três camadas do solo: 0,00-0,05; 0,10-0,20 e de 0,20-0,40 m foram estudados os atributos físicos do solo: granulometria; porosidade do solo; densidade do solo; distribuição e estabilidade dos agregados em água. Também foram estudados os atributos químicos: P, K, Ca, Mg, MO, pH, CTC, H+Al, Al, SB e V %. Paralelamente foram avaliadas as características fenológicas: número de perfilhos, altura e diâmetro de colmos, produtividade de colmos. Além da análise tecnológica (Brix, Pol do caldo, Pureza, AR do caldo, AR da cana, Pol da cana, Fibra da cana e ATR) da cana-de-açúcar. Conclui-se que: A combinação da adubação mineral+torta de filtro+extrato húmico com o sistema de cultivo, utilizando haste escarificadora, foi mais eficaz na melhoria dos atributos físicos do solo; o sistema de cultivo da cana-soca, nas 2ª e 3ª socas, sem a utilização da haste escarificadora foi melhor na recuperação dos atributos químicos do solo, elevando os teores de P, K, Ca, Mg, SB e CTC; os... / The present work has as objective to study the impact of crop systems, humic extract, organic and mineral fertilizers on some physical and chemical attributes of an Oxisol on some phenological characteristics and technological quality of sugar cane. It was developed in Aparecida do Taboado, Mato Grosso do Sul, Brazil, in Usina Alcoolvale, for 2006/07 and 2007/08 crop years, using sugar cane ratton of 2th and 3th cycle. The experimental design was a randomized blocks in split plot with eight treatments and four replications. The two treatments in main plot were represented by cropping systems (with and without chisel) and the subplot by fertilization (T1-mineral, T2-mineral+sugar cane residue, T3-mineral+humic and fulvic acids and T4-mix of mineral, sugar cane residue and humic and fulvic acids). In three soil layers: from 0.00- 0.05, 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m were studied some soil physical attributes: texture, soil bulk density, soil porosity, distribution and aggregate stability in water. Also were studied the chemical attributes of soil: P, K, Ca, Mg, OM, pH, CEC, H+Al, Al, sun of bases and bases saturation. They also were evaluated: number of tillers, height and stalk diameter, stalk yield and technological analysis of sugar cane. It is concluded that: The application of mineral fertilizer+sugar cane residue+humic extract (Humitec ®) and cropping system with chisel were more effective in improving soil physical; the system of crop of sugar cane ratton implanted in the 2th and 3th cycle, without the use of chisel was better in the recovery of soil properties, raising the levels of P, K, Ca, Mg, and CEC, sun of basis; the combination of mineral fertilizer+humic extract was less promising in improving the physical and chemical attributes of soil; the system of crop of sugar cane ratton implanted in the 2th and 3th cycle, without the use of chisel was better in the recovery of soil ... (Complete abstract click electronic access below)

Modelos matemáticos de predição de erosão e de produção de sedimentos apresentam um grande potencial para serem utilizados no planejamento dos recursos naturais, pois através destes é possível estimar impactos causados pelas atividades agrícolas. Com base nessa premissa, utilizou-se o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool), em uma pequena bacia rural (1,19 km²) localizada no município de Arvorezinha-RS, para avaliar a sua aplicabilidade e simular a produção de sedimentos em três diferentes cenários de uso e manejo de solo (floresta, cultivo do fumo em sistema convencional e mínimo). A aplicabilidade do modelo foi avaliada através da comparação dos resultados hidrológicos e sedimentológicos simulados pelo modelo, sem utilização da calibração, com valores observados obtidos para uma série de dados de cinco anos de monitoramento hidrossedimentológico (2002-2006). Resultados referentes à aplicabilidade do modelo através da simulação do escoamento superficial para a escala de tempo diário não foram satisfatórios, enquanto que valores mensais e anuais foram mais adequados. Para a vazão líquida, da mesma forma que para o escoamento superficial, as melhores simulações foram verificadas também para vazões mensais e anuais. Já a produção de sedimentos os resultados não foram satisfatórios, tanto para simulações diárias como mensais e anuais. Possíveis razões que explicam os resultados da produção de sedimentos estão relacionados com limitações tanto da equação que simula o aporte de sedimentos (MUSLE), como do equacionamento da propagação dos sedimentos no canal. Os resultados das simulações hidrológicas para diferentes cenários mostraram não haver diferença para o escoamento superficial entre os sistemas convencional e o cultivo mínimo. Em relação à erosão, verificou-se que o cultivo mínimo foi capaz de reduzir em 30% a produção de sedimentos quando comparado com o sistema convencional. / Mathematical models to predict erosion and sediment yield have great potential for use in natural resource planning, as they enable the user to estimate impacts caused by agricultural activities. Based on this premise, the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was applied in a small rural catchment (1,19 km²) in Arvorezinha - RS, in Southern Brazil, to evaluate its applicability and to estimate sediment yield under three different soil management scenarios: forest, conventional tillage with tobacco, and minimum tillage with tobacco. The applicability of the model was evaluated by comparing hydrologic and sediment results simulated by the uncalibrated model with observed values obtained over the course of five years (2002-2006) monitoring program. Applicability results for the model based on simulating surface runoff were unacceptable for the daily time scale, although results for monthly and annual time scales were better. This was also true for flow rate, with better simulations on the monthly and annual time scales. However for sediment yield simulations, the SWAT model did not present satisfactory results over any time frame. This may be related to limitations in the equation that simulates sediment load (MUSLE) or to the equivalency of sediment propagation in the canal. Hydrologic simulations for the different soil management scenarios did not show differences in surface runoff between conventional and minimum tillage, although the minimum tillage was shown to reduce sediment yield by 30% when compared with conventional tillage.

The evidence of the formation of surface flow and associated processes such as erosion, transfer of solutes, organic matter and nutrients, are the consequences of soil management not contributing to the maintenance of soil functions, especially those associated to the regulation of hydrological flows. This situation leads to soil degradation, degradation of water resources and waste inputs. Considering the principles of conservation agriculture, numerous practices of soil, plant and field management are likely to be used in order to solve problems. Given this, the objective of this work was to evaluate the influence of the addition phytomass and scarification in the control of surface flow and soil losses in grain production areas using direct planting at slope scale during significant rain events. The monitoring was conducted in six rectilinear macro plots, with dimensions of 70x80m and average steepness of 9%, in a Red Latosol. The study was carried out between 2014 and 2016 in the city of Júlio de Castilho, RS, and observed the responses in surface flow and suspended sediment concentration during significant rain events. There were different systems of soil management (three with scarification and three without) and coverage depending on crop rotation (two with low addition and 4 with medium addition of phytomass) in each of the macro plots. Agricultural practices in the plots followed technical recommendations for grain production (soy/wheat/oats) in southern Brazil. During 12 months, nine significant rain events were monitored. The monitoring data were evaluated to characterize the magnitude of hydrological and erosive responses between treatments over the course of time. Not surprisingly, results show that both practices reduce surface flow and soil losses. However, the addition of biomass presented higher efficiency than scarification. Results also show that for extreme precipitation events the two practices are unable to control all of the surface flow. Moreover, the monitoring of events over time revealed the behavior of the flow and sediment concentration, thus making it possible to understand the mechanism hydrologic response of the different rain events to different handling conditions throughout the year and between events. Keywords: Soil Conservation. No Til / As evidências de formação de escoamento superficial e dos processos associados como a erosão, a transferência de solutos, de matéria orgânica e de nutrientes, são reflexos de que o manejo do solo não tem contribuído para a manutenção das funções do solo, especialmente daquelas associadas à regulação dos fluxos hidrológicos. Essa situação conduz à degradação dos solos, à degradação dos recursos hídricos e ao desperdício de insumos. Considerando os preceitos da agricultura conservacionista, inúmeras práticas de manejo de solo, de planta e de gleba são passíveis de serem utilizadas para solucionar os problemas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da quantidade de adição de fitomassa e da escarificação no controle do escoamento superficial e das perdas de solo em áreas de produção de grão sob plantio direto na escala de encosta durante eventos significativos de chuva. O monitoramento foi conduzido em seis macroparcelas retilíneas, com dimensões de 70x80m e declividade média de 9%, em um Latossolo Vermelho. O estudo foi realizado em Júlio de Castilhos/RS, entre 2014 e 2016 observando as respostas no escoamento superficial e concentração de sedimentos em suspensão durante eventos significativos de chuva. Em cada uma das macroparcelas, diferentes manejos de solo (três sem e três com escarificação) e de cobertura em função da rotação de culturas (duas de baixa e quatro de média adição de fitomassa). As práticas agrícolas na condução das parcelas seguiram as recomendações técnicas para a produção de grãos (soja/trigo/aveia) no sul do Brasil. Foram monitorados nove eventos significativos de chuva durante 12 meses. Os dados do monitoramento foram avaliados para caracterizar a magnitude das respostas hidrológica e erosiva entre os tratamentos ao longo do tempo. Os resultados demonstram que ambas as práticas, reduzem o escoamento superficial e as perdas de solo. Entretanto, a adição de fitomassa demonstrou maior eficiência do que a escarificação. Os resultados também demonstram que para eventos extremos de precipitação as duas práticas não são capazes de controlar todo o escoamento superficial. Além disso, o monitoramento ao longo dos eventos demonstrou o comportamento da vazão e da concentração de sedimentos, possibilitando compreender o mecanismo de resposta hidrológica dos diferentes eventos de chuva para as diferentes condições de manejo ao longo do ano e entre os eventos.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-16T13:09:22Z No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-20T18:46:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-20T18:47:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T18:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissACMC.pdf: 3790593 bytes, checksum: cb1417be4a2fe538b7b730f90132e43e (MD5) Previous issue date: 2016-08-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In recent years, Brazil has proposed policies to reduce emissions of greenhouse gases (GEE). In this context, the aim of this study was to estimate the carbon stock (EC) from different Brazilian soils under different agricultural uses and propose strategies that contribute to mitigation of GEE emissions. The research was conducted in four stages: i) organization of a soil database; ii) development of a pedotransfer function (PTF) for the estimation of bulk density (DS) and evaluate the effect on estimate of EC; iii) estimation of the EC; and iv) evaluation of potential EC by Brazilian agriculture. Data from 38.456 soil samples were performed and, after standardization, they formed a database with 10.445 data samples corresponding to 5.823 data for the 0-30 cm layer. These data covered all Brazilian states, all classes of the Brazilian System of Soil Classification and nine types of land use: annual crop in no-tillage system (SPD), annual crop in conventional tillage system, perennial crop, planted forest, integrated crop-livestock (ILP) system, integrated crop-livestock-forest (ILPF) system, pasture, uncovered soil and native vegetation. Many samples had no DS record, then 12 PTF for DS estimation were developed using 974 soil samples. The performance of PTFs was assessed by R2, and in the validation, the accuracy of prediction was measured based on the mean error (ME), the mean absolute error (MAE), and the root mean squared error (RMSE). All functions overestimated DS values and one of them (PTF 5) presented the best performance. The evaluation of the estimated EC was made with 926 samples layer 0-30 cm, using observed data DS (ECobs), estimated data DS from the PTF5 (ECest) and estimated data DS from the null model (ECnull), in which the DS was given by the mean value of DS observed. Based on the calculation of ME, MAE, the RMSE and comparison with ECobs values, it was found that the ECnull values were overestimated and dispersed. It was concluded at this stage that the null model was not a reliable alternative and PTF5 was applied in 4.540 samples from 0-30 cm layer with missing DS. The estimated DS values ranged from 0,10 kg dm-3 at 1,92 kg dm-3 with a mean of 1,39 kg dm-3 and standard deviation of 0,19 kg dm-3. The coefficient of variation was less than 15% configuring a homogeneous data. It was made the EC calculation for 5.823 EC data for the layer 0-30 cm and these values were grouped by types of land use and soil types. In grouping by type of land use, the lowest EC values were observed in annual crop and native vegetation (0,10 Mg ha-1) and the largest maximum values were observed in annual crop, pasture and native vegetation, with 297,3 Mg ha-1, 259,9 Mg ha-1 and 253,6 Mg ha-1 respectively. In grouping by type of soil, it was observed that a minimum value of 0,10 Mg ha-1 in an Argisol while maxima were observed in a Cambisol (297,3 Mg ha-1) and an Argisol (265,8 Mg ha-1). Three scenarios were developed to estimate the potential increase of EC, from changes in management practices and land use. In a scenario where 18% of the areas of annual crops adopt SPD, the increase in EC was 73,6 Gg. If 15 million hectares of degraded pastures were recovered with ILP system in 20% of the area, and ILPF system in 10% of the area, the potential for increasing the EC would be 88.13 Gg. These values could represent an addition of 59,6 Gg of CO2, which could offset the 472,1 Gg CO2 emitted by the Brazilian agricultural sector in 2010, according to estimates by the Ministry of Science, Technology and Innovation. It concludes that: i) the absence of DS data, using a simple PTF is more appropriate than the use of the null model; ii) the detected errors in the estimation of DS by PTF not propagate the EC calculation; iii) the proposed changes would offset emissions from the Brazilian agricultural sector; and iv) the estimates presented highlight the role of the agricultural sector in mitigating GEE emissions. / Nos últimos anos, o Brasil tem proposto políticas para diminuir as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Nesse contexto, o objetivo geral deste trabalho foi estimar o estoque de carbono (EC) de diferentes solos brasileiros com diferentes usos agrícolas e propor estratégias que contribuam para mitigação das emissões de GEE. A pesquisa foi desenvolvida em quatro etapas: i) organização de um banco de dados de solos; ii) desenvolvimento de função de pedotransferência (PTF) para a estimativa de densidade do solo (DS) e avaliação do efeito na estimativa de EC; iii) estimativa do EC; e iv) potencial de EC pela agricultura brasileira. Foram levantados dados de 38.456 amostras de solos que, após padronização, constituíram um banco com dados de 10.445 amostras, que corresponderam a 5.823 dados para a camada 0-30 cm. Esses dados recobriram todos os estados brasileiros, todas as classes do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos e nove tipos de uso do solo: cultura anual em sistema de plantio direto (SPD), cultura anual sem SPD, cultura perene, floresta plantada, integração lavoura-pecuária (ILP), integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), pastagem, solo descoberto e vegetação nativa. Como muitas amostras não apresentavam registro de DS, 12 PTF foram desenvolvidas em um subconjunto de 974 amostras do banco de dados, sendo 664 amostras utilizadas para o desenvolvimento das PTFs e 310 utilizadas para teste. O desempenho de cada PTF foi avaliado através do R2, e na validação, a acurácia da predição foi medida pela comparação dos valores estimados com os observados, com base no cálculo de erro médio (ME), do erro absoluto médio (MAE) e da raiz quadrada do erro quadrático médio (RMSE). Todas as PTFs testadas superestimaram os valores de DS, porém, a PTF5 apresentou o melhor desempenho. A avaliação da estimativa de EC foi feita com 926 amostras da camada 0-30 cm, usando-se dados de DS observados (ECobs), dados de DS estimados a partir da PTF5 (ECest) e dados de DS estimados a partir do modelo nulo (ECnulo), no qual a DS é dada pelo valor médio das DS observadas. Com base no cálculo do ME, da MAE, da RMSE e da comparação com os valores de ECobs, constatou-se que os valores de ECnulo foram superestimados e dispersos. Concluiu-se nesta etapa que o modelo nulo não era uma alternativa confiável e a PTF5 foi aplicada em 4.540 amostras de camada 0- 30 cm com DS faltante. Os valores de DS estimados variaram de 0,10 kg dm-3 a 1,92 kg dm-3, com média de 1,39 kg dm-3 e desvio padrão de 0,19 kg dm-3. O coeficiente de variação foi menor que 15%, configurando dados homogêneos. Foi feito o cálculo de EC para 5.823 dados de EC referentes à camada 0-30 cm e esses valores foram agrupados por tipos de uso do solo e por classes de solo. No agrupamento por tipos de uso do solo, os menores valores de EC foram observados em cultura anual e vegetação nativa (0,10 Mg ha-1) e o maiores valores máximos foram observados em cultura anual, pastagem e vegetação nativa, com 297,3 Mg ha- 1, 259,9 Mg ha-1 e 253,6 Mg ha-1 respectivamente. No agrupamento por tipos de solo, observou-se que um valor mínimo de 0,10 Mg ha-1 em um Argissolo enquanto que valores máximos foram observados em um Cambissolo (297,3 Mg ha-1) e em um Argissolo (265,8 Mg ha-1). Foram elaborados três cenários para estimar o potencial de aumento de EC, a partir de mudanças nas práticas de manejo e de uso do solo. Em um cenário de adoção de SPD em 18 % das áreas de culturas anuais, o aumento do EC seria de 73,6 Gg. Se 15 milhões de hectares de pastagens degradadas forem recuperados com ILP, em 20% da área, e com ILPF, em 10% da área, o potencial de aumento do EC seria de 88,13 Gg. Esses valores somados representariam 593,6 Gg de CO2, que poderiam compensar os 472,1 Gg de CO2 emitidos pelo setor agropecuário brasileiro em 2010, conforme estimativas do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Conclui-se que: i) na ausência de dados de DS, o uso de uma PTF simples é mais indicado do que o uso do modelo nulo; ii) os erros detectados na estimativa de DS por meio de PTF não se propagam no cálculo de EC; iii) as mudanças propostas compensariam emissões do setor agrícola brasileiro; e iv) as estimativas apresentadas ressaltam o papel do setor agropecuário na mitigação das emissões de GEE.