Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A conversÃo de florestas em pastagens pode ter um impacto sobre as propriedades e funÃÃes do solo, especialmente em condiÃÃes irrigadas. Partindo da hipÃtese de que a conversÃo de Ãrea natural em Ãrea sob pastagem irrigada altera algumas propriedades do solo, objetivou-se avaliar propriedades quÃmicas, fÃsicas e microbiolÃgicas indicadoras da qualidade do solo, em Ãrea sob pastagem, comparando-a com sua condiÃÃo natural. Para tanto, foram analisados atributos quÃmicos (compartimentos de carbono e nitrogÃnio no solo e lipÃdeos); microbiolÃgicos (carbono e nitrogÃnio da biomassa microbiana, respirometria, populaÃÃes de fungos micorrÃzicos arbusculares e glomalina) e fÃsicos (estabilidade de agregados, curva de retenÃÃo da Ãgua no solo, Ãndice S, e IHO), em diferentes profundidades e classes de agregados, visando estabelecer ligaÃÃes que possibilitassem identificar as alteraÃÃes sofridas no solo. Observou-se de modo geral, que o manejo empregado està conseguindo manter a sustentabilidade do sistema. No entanto, deve-se ressaltar que caracterÃsticas intrÃnsecas, como a textura do solo e densidade radicular das gramÃneas, foram determinantes no comportamento de atributos selecionados, como por exemplo, estabilidade de agregados. Foram observadas alteraÃÃes nos atributos estudados, principalmente na distribuiÃÃo dos mesmos no perfil, promovendo o aumento dos compartimentos de carbono e nitrogÃnio do solo, alÃm do teor de lipÃdeos. Os atributos microbiolÃgicos nÃo sofreram alteraÃÃes significativas, indicando que a pastagem irrigada nÃo influencia negativamente tais atributos. Quanto aos atributos fÃsicos, como CRA, IHO e Ãndice S, houve interferÃncia de caracterÃsticas intrÃnsecas, como por exemplo, a textura na determinaÃÃo da qualidade do solo. / The conversion of forests into pastures may have an impact on the properties and functions of the soil, especially in irrigated conditions. Assuming that the conversion of natural area within the area under irrigated pasture alters some soil properties, aimed to evaluate the chemical, physical and microbiological indicators of soil quality in pasture area, comparing it to its natural condition. To this end, analized the chemical (carbon pools and nitrogen in the soil and lipids); microbiological (carbon and microbial biomass nitrogen, respirometry, populations of arbuscular mycorrhizal fungi and glomalin) and physical attributes (aggregate stability, water retention curve soil, S index and IHO) at different depths and aggregate classes, to establish connections that would enable to identify the changes that occurred in the soil. It was observed generally that the management employee is able to maintain the sustainability of the system. However, it should be noted that intrinsic characteristics such as soil texture and density of the grass root, were decisive in the behavior of selected attributes, such as aggregate stability. There were changes in the attributes studied, mainly in their distribution in the profile, promoting the increase of carbon pools and nitrogen from the soil, beyond the level of lipids. The microbiological attributes did not change significantly, indicating that the irrigated pasture does not adversely affect these attributes. The physical attributes, like CRA IHO and S index, the interference of characteristics, for example, in determining the texture of the soil.

Selenium (Se) is a trace element essential to the nutrition of animals. On the other hand, in a narrow concentration range, Se can cause toxicity. The presence of Se in food is related to the concentration of the element in soil. Thus, the knowledge of the Se amount and its behavior in soil are very important to the better manage the environment and to prevent toxicological problems and human deficiency. The objectives of this study were: (i) to quantify the natural content of Se in some Brazilian soils and correlates them with soil attributes; (ii) to evaluate the adsorption of selenite and selenate as a function of pH and Se concentration in tropical soils; (iii) to adjust the constant capacitance model to describe the Se adsorption in tropical soil as compared to empiric models. Se concentrations ranged from <0.08 to 1.61 mg kg-1, with a mean of 0.19 mg kg-1. Concentrations of Se in the samples collected in the superficial layers were positively correlated to cationic exchange capacity, as well as to clay, organic matter and oxide contents of the soils. In the subsurface samples, only pH and aluminum oxide content were correlated with Se concentrations. Most samples with the highest Se concentrations were derived from sedimentary parent material. Se(IV) adsorption was high for all soils, decreased with increasing pH and was strongly correlated to organic matter and Fe and Al oxides contents. On the other hand, Se(VI) adsorption was very low at pH values commonly found in agricultural soils, except for the highly weathered Rhodic Acrudox which was positively correlated with the gibbsite content. The constant capacitance model fit the Se(IV) and Se(VI) adsorption data well, and was similar to Langmuir and Freundlich empirical models. Optimizations of mono and bidentate complexation and surface protonation constant were used for the Se(IV) adsorption data. For Se(VI), optimizations for the two monodentate species were employed. / O selênio (Se) é um elemento traço essencial a nutrição animal. Por outro lado, o limiar de concentração entre suficiente e tóxico é estreito. A presença de Se nos alimentos está relacionada à sua concentração no solo. Deste modo, conhecer a quantidade e o comportamento do Se no solo é muito importante para um correto manejo ambiental, previnindo problemas toxicológicos e deficiência em humanos. Os objetivos deste estudo foram: (i) quantificar os conteúdos naturais de Se em solos brasileiros e correlacioná-los com seus atributos; (ii) avaliar a adsorção de selenito e selenato em função da variação do pH e da concentração de Se em solos tropicais; (iii) ajustar o modelo de capacitancia constante para descrever a adsorção de Se em solos tropicais comparado a modelos empíricos. As concentrações de Se variaram de <0,08 - 1,61 mg kg-1, com média de 0,19 mg kg-1. As concentrações de Se nas amostras coletadas nas camadas superficiais do solo foram positivamente correlacionadas com a capacidade de troca catiônica, bem como os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe e Al do solos. Nas amostras subsuperficiais, apenas pH e teor de óxido de alumínio foram correlacionadas com as concentrações de Se. A maioria das amostras com maiores concentrações de selênio foram provenientes de material de origem sedimentar. A adsorção de Se(IV) foi elevada para todos os solos, diminuiu com o aumento do pH e foi fortemente correlacionada com teores de matéria orgânica e de óxidos de Fe e de Al. Por outro lado, a adsorção de Se(VI) foi muito baixa em valores de pH normalmente encontrados em solos agrícolas, excepto para o Latossolo Vermelho acriférrico, que foi positivamente correlacionada com o teor de gibbsita dos solos. O modelo de capacitância constante ajustou-se bem aos resultados de adsorção Se(IV) e Se(VI), com ajuste similar aos modelos empíricos de Langmuir e de Freundlich. Para os resultados de adsorção de Se(IV) foram utilizadas otimizações das constantes de complexação mono e bidentadas e da constante de protonação de superfície. Para Se(VI), foram empregadas otimizações para as duas espécies de monodentadas.

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.

O terraceamento é uma prática de conservação do solo que visa reduzir a perda de água e solo pela interceptação de enxurradas que ocorrem quando a intensidade da chuva supera a capacidade de infiltração de água no solo. Atualmente, o dimensionamento dos terraços tem sido feito com base em conhecimento empírico; no entanto, um conhecimento mais detalhado da física dos processos que regem o funcionamento dos terraços possibilitaria otimizar o dimensionamento dos terraços. No presente estudo foi avaliada a capacidade de infiltração de água no canal de um terraço em nível pelos métodos da densidade de fluxo e da armazenagem de água em diferentes condições de manejo agrícola (solo nu, solo gramado e solo sob preparo convencional e plantio direto para a implantação da cultura de milho) num Latossolo vermelho com declividade média de 0,08 m m-1. Em cada tratamento foram instaladas sondas de TDR em três pontos de observação no centro do canal do terraço (distanciados de 4 m entre si e considerados como repetições), nas rofundidades de 0,05, 0,10, 0,20, 0,40, 0,60 e 0,80 m. Nestas mesmas profundidades amostras indeformadas de solo foram retiradas para determinação da densidade e curva de retenção de água no solo. As leituras das guias de onda do TDR foram feitas automaticamente e a intensidade de chuva monitorada por um pluviômetro automatizado. Ao final de cada evento de chuva erosiva a deposição de solo foi medida por meio de 14 pontos de observação dispostos ao longo do centro do canal do terraço de cada tratamento. Durante a estação seca (julho-agosto), a condutividade hidráulica do solo não saturado foi determinada em cada repetição nas mesmas profundidades, utilizando o método do perfil instantâneo. Os resultados demonstraram que os manejos agrícolas influenciam na deposição de água e solo sobre o canal do terraço e estas na formação de selo superficial e na capacidade de infiltração de água do canal. Conclui-se que a alta variação comumente obtida entre as repetições de determinação da condutividade hidráulica implica em dificuldades quando se objetiva detectar pequenas diferenças nas densidades de fluxo entre tratamentos. Assim, mostrou ser inviável utilizar densidades de fluxo calculadas pela equação de Darcy-Buckingham para encontrar diferenças em taxas de infiltração em terraços em nível. Essa conclusão reforça-se devido às condições superficiais altamente variáveis encontradas em canais de terraços em nível devido a deposições irregulares do material erodido. Uma metodologia para se realizar medições da umidade nas deposições sobre o canal deve ser desenvolvida para aumentar a acurácia da medida da armazenagem. A taxa de infiltração de água no canal do terraço não pode ser estimada pela variação da armazenagem da água no solo somente, devido ao papel importante da drenagem profunda e, possivelmente, da absorção de água pela camalhão do terraço. Uma adequada estimativa da taxa de infiltração no canal do terraço, imprescindível para seu dimensionamento, deve aliar um grande número de repetições, além da medição da umidade no interior da camada de material depositado sobre o canal ao longo do tempo. / Terracing is a soil conservation practice that aims to reduce water and soil loss by interception of runoff that occurs when rainfall intensities exceed infiltration capacity. Actually, dimensions of terraces are being determined in an empirical way; however, a more detailed understanding of the physics behind the hydrological functions of terraces would allow an optimized dimensioning of terraces. In this study the infiltration capacity of a level terrace was evaluated by the methods of flux density and water storage, under different management conditions (bare soil, pasture, conventionally tilled maize and zero-tillage maize) on an oxisol with a slope of 0.08 m m-1. In each treatment TDR sensors were installed at three observation points in the middle of the terrace canal (distance between points: 4 m; considered to be repetitions) at the depths of 0.05, 0.10, 0.20, 0.40, 0.60 and 0.80 m. At the same depths, undisturbed soil samples were taken to determine soil density and soil water retention curve. TDR readings were made automatically and a rainfall gauge automatically monitored rainfall intensity. At the end of each rainfall event, soil deposition was measured at 14 locations in the terrace canal in each treatment. During the dry season (July-August), unsaturated hydraulic conductivity was determined at each repetition at the same depths by the instantaneous profile method. The results showed that agricultural management influenced water and soil deposition in the terrace canal and these affected surfaced sealing and infiltration capacity. It was concluded that the high variation usually obtained between repetitions of the hydraulic conductivity determinations makes the detection of small differences between flux densities difficult. Therefore, it showed to be impossible to use flux densities calculated by Darcy-Buckingham equation in the order to prove existence of different infiltration rates in level terraces. This conclusion was reinforced due to the highly variable surface conditions in the terrace canal. A methodology to measure water contents within the depositions in the canal should be developed to increase the precision of water storage estimation. Infiltration rates in the terrace canal cannot be estimated by storage variation alone, due to the important role of drainage and, possibly, ascension of water in the terrace hill. A correct estimate of the infiltration rate in the canal, necessary for its dimensioning, should combine a high number of repetitions with the measurement of water content within the layer of deposits over the terrace canal surface along time.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jaqueline_Vanelli.pdf: 1144817 bytes, checksum: 3acef081fe52fca56c446ce79341e765 (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The succession of crop plants can influence the soil microbial community, with direct effects on plant production. This work aimed to evaluate the microbial diversity of fungi, bactaria and nematode of soil for different species of green manure (Avena strigosa, Urochloa ruziziensis, Pisum sativum and Lupinus albus) of winter and sampling time as well as 60 days after the cultivation of soybeans and corn in succession. To evaluate the population density of these organisms and estimate the carbon and nitrogen of microbial biomass, an experiment was conducted in two stages. In the first one there was the planting of different species of green manure, and in the second the sowing of two crops: soybean and corn in succession. The experiment in the cultivation of green manure was completely randomized (DBC). For the experiment of summer crops was used a randomized complete block design (DBC) with split plots. The principal plot consisted of green winter fertilizers, and the subplots the corn and soybean. Samples were collected at 0, 60, 90, 120 and 150 days of cultivation of winter crops. In the area with soybean and corn the samples were performed 60 days after sowing the crop. The results showed that Brachiaria had the less production of dry biomass among green manures. The nematode density, mycorrhizal fungi, bacteria and pathogenic fungi; as well as microbial biomass and nitrogen were not affected by the species of green manure. There was a significant effect of sampling time to non-pathogenic nematodes with the highest population in 90 days. The cultivation of soybean and corn did not influence the number of non-pathogenic nematodes, but influenced the number of mycorrhizal fungi. The highest total number of mycorrhizal fungi Glomus macrocarpum and Gigaspora margarita were found under corn crop. The estimated values of carbon and nitrogen of microbial biomass were not affected by the species of green manures, and also had no effect on crops in succession. There was no statistical difference between fungi and bacteria to any of the variables. There was the constant presence of fungi of the genus Penicillium, Aspergillus and Fusarium / A sucessão de culturas de plantas pode influenciar a comunidade microbiana do solo, com efeitos diretos sobre a produção vegetal. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a diversidade microbiológica do solo para fungos, bactérias e nematoides em função de diferentes espécies de adubos verdes de inverno (Avena strigosa, Urochloa ruziziensis, Pisum sativum e Lupinus albus) e épocas de amostragem, bem como aos 60 dias após o cultivo de soja e milho em sucessão. Para avaliar a densidade populacional desses organismos e estimar o carbono e nitrogênio da biomassa microbiana foi realizado um experimento em duas etapas. Na primeira realizou-se a semeadura das diferentes espécies de adubos verdes, e na segunda a semeadura de duas culturas: soja e milho em sucessão. O delineamento experimental no cultivo dos adubos verdes foi inteiramente casualizado (DBC). Para o delineamento experimental das culturas de verão foi utilizado o delineamento em blocos casualizados (DBC) com parcelas subdivididas. A parcela principal consistiu de adubos verdes de inverno, e as subparcelas as culturas de milho e soja. As coletas foram realizadas aos 0, 60, 90, 120 e 150 dias do cultivo das plantas de cobertura de inverno. Na área com soja e milho foram realizadas amostragens aos 60 dias após a semeadura dessas culturas. Os resultados mostraram que a menor produção de biomassa seca dos adubos verdes foi da braquiária. A densidade de nematoides de vida livre, fungos micorrízicos, bactérias e fungos patogênicos; quantidade de carbono da biomassa microbiana, bem como de nitrogênio, não foram afetadas pelas espécies de adubos verdes utilizados. Houve efeito significativo do tempo de amostragem para nematoides de vida livre, com a maior população em 90 dias. O cultivo de soja e milho não influenciou o número de nematoides de vida livre, mas influenciou o número de fungos micorrízicos arbusculares. O maior número total dos fungos micorrízicos Glomus macrocarpum e Gigaspora margarita foram constatados na cultura do milho. Os valores da biomassa microbiana do carbono e nitrogênio não foram afetados pelas espécies de adubos verdes utilizadas, e também não influenciaram nas culturas em sucessão. Não houve diferença estatística entre fungos e bactérias para nenhuma das variáveis analisadas. Houve a presença constante dos fungos dos gêneros Penicillium sp., Aspergillus sp. e Fusarium sp.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Dirceu_de Melo.pdf: 6161742 bytes, checksum: 992bb51d09d3032edd3d25cdcf9f0489 (MD5) Previous issue date: 2016-01-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / System of intensive agricultural production, adopted by most producers, has brought problems to the no tillage system, especially in areas of silage of entire corn plant production. Physical and chemical properties of soil can be changed when soil management has not been properly done. In this context, this study aimed to monitor changes in physical and chemical properties of soil, in field and laboratory, under cover crops associated with swine wastewater application (SWW), in areas used to prepare the whole corn plant silage under no tillage system. The study was conducted on a farm in Matelândia municipality, western Paraná, in a DYSTROPHIC RED Eutroferric soil with 585 g kg-1 clay, 175 g kg-1 silt and 240 g kg-1 sand. The experimental area consisted of seven soil management systems: soybeans, silage, black oats and turnips (SSAN); soybeans, black oats and turnips (SAN); soybeans, silage, scarified with black oats and turnips (SSEAN); soybeans, silage and brachiaria (SSB); soybeans, black oats and silage (SSA); soybean silage (SS); corn and soybeans (SM), repeated for two consecutive years. The treatments received 100 m3 ha-1 years-1 SWW which were separated in two equal doses to be applied: one dose was applied over the corn crop and the another was applied over the cover crops. The experimental design is a completely randomized design (CRD) in a 2 x 7 factorial (with and without SWW application x seven management systems), with four replications per treatment. The results were submitted to the Scott-Knott test at 5% probability. SWW application increased soybeans, as well as fresh and dry mass yield of cover crops; management systems interfered on physical properties of soil and the system that did use cover crops showed the best mechanical resistance to penetration; soil layer with the highest penetration resistance was 0.05 to 0.20 m; scarifying improved physical properties of soil, but they did not change the evaluated crops yield. SWW application did not change physical properties of soil, but there was some phosphorus accumulation on 0-0.1 m layer, as well as acidification trended to occur on soil and there was a saturation decrease by the bases. The SWW application at a dose of 100 m3 ha-1 year-1, under experimental conditions, can be used, although phosphorus and soil acidity must be monitored. Based on these conditions, as long as they use cover crops, it is unnecessary soil tillage. The management system with soybeans in the summer and silage of the whole corn plant in the winter, with cover crops as black oats, is considered the best one. / O sistema de produção agrícola intensivo, adotado pela maioria dos produtores, traz problemas ao sistema plantio direto (SPD), principalmente nas áreas destinadas à produção de silagem de planta inteira de milho. As propriedades físicas e químicas do solo podem ser alteradas quando o manejo do solo não é realizado de maneira adequada. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo monitorar, em campo e laboratório, as mudanças nas propriedades físicas e químicas do solo, sob o cultivo de plantas de cobertura associadas à aplicação de água residuária de suinocultura (ARS), em áreas destinadas à silagem de milho de planta inteira sob SPD. O trabalho foi desenvolvido em uma propriedade agrícola localizada no município de Matelândia, região Oeste do Paraná, em LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico, com 585 g kg-1 de argila, 175 g kg-1 de silte e 240 g kg-1 de areia. A área experimental foi constituída de sete sistemas de manejo do solo: soja, silagem, aveia e nabo (SSAN); soja, aveia e nabo (SAN); soja, silagem, escarificado com aveia e nabo (SSEAN); soja, silagem e braquiária (SSB); soja, silagem e aveia (SSA); soja silagem (SS) e soja milho (SM), repetidos por dois anos consecutivos. Nos tratamentos que receberam ARS, foram aplicados 100 m3 ha-1 ano-1, divididas em duas doses iguais: uma sobre o milho e outra nas plantas de cobertura. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC), em esquema fatorial 2 x 7 (com e sem aplicação de ARS x sete sistemas de manejo), com quatro repetições por tratamento. Os resultados foram submetidos ao teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. A aplicação da ARS aumentou a produtividade da soja e produção de massa fresca e seca das plantas de cobertura; os sistemas de manejo interferiram nas propriedades físicas do solo; o sistema que não utilizou plantas de cobertura apresentou maior resistência mecânica à penetração; a camada do solo que apresentou maior resistência à penetração foi de 0,05 a 0,20 m; e a escarificação melhorou as propriedades físicas do solo. No entanto, não houve alteração na produtividade das culturas avaliadas; a aplicação de ARS não alterou as propriedades físicas do solo, mas apresentou acúmulo de fósforo na camada de 0 a 0,1 m, portanto, houve tendência de acidificação do solo e diminuição da saturação por bases. A aplicação da ARS na dose de 100 m3 ha-1 ano-1, nas condições do experimento, pode ser utilizada com o monitoramento do fósforo e da acidez do solo. Nestas condições, desde que se utilizem plantas de cobertura, não é necessário o revolvimento do solo. E, por fim, o sistema de manejo com soja no verão e no inverno silagem de planta inteira de milho, com plantas de cobertura com aveia preta, é o mais indicado.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Dirceu_de Melo.pdf: 6161742 bytes, checksum: 992bb51d09d3032edd3d25cdcf9f0489 (MD5) Previous issue date: 2016-01-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / System of intensive agricultural production, adopted by most producers, has brought problems to the no tillage system, especially in areas of silage of entire corn plant production. Physical and chemical properties of soil can be changed when soil management has not been properly done. In this context, this study aimed to monitor changes in physical and chemical properties of soil, in field and laboratory, under cover crops associated with swine wastewater application (SWW), in areas used to prepare the whole corn plant silage under no tillage system. The study was conducted on a farm in Matelândia municipality, western Paraná, in a DYSTROPHIC RED Eutroferric soil with 585 g kg-1 clay, 175 g kg-1 silt and 240 g kg-1 sand. The experimental area consisted of seven soil management systems: soybeans, silage, black oats and turnips (SSAN); soybeans, black oats and turnips (SAN); soybeans, silage, scarified with black oats and turnips (SSEAN); soybeans, silage and brachiaria (SSB); soybeans, black oats and silage (SSA); soybean silage (SS); corn and soybeans (SM), repeated for two consecutive years. The treatments received 100 m3 ha-1 years-1 SWW which were separated in two equal doses to be applied: one dose was applied over the corn crop and the another was applied over the cover crops. The experimental design is a completely randomized design (CRD) in a 2 x 7 factorial (with and without SWW application x seven management systems), with four replications per treatment. The results were submitted to the Scott-Knott test at 5% probability. SWW application increased soybeans, as well as fresh and dry mass yield of cover crops; management systems interfered on physical properties of soil and the system that did use cover crops showed the best mechanical resistance to penetration; soil layer with the highest penetration resistance was 0.05 to 0.20 m; scarifying improved physical properties of soil, but they did not change the evaluated crops yield. SWW application did not change physical properties of soil, but there was some phosphorus accumulation on 0-0.1 m layer, as well as acidification trended to occur on soil and there was a saturation decrease by the bases. The SWW application at a dose of 100 m3 ha-1 year-1, under experimental conditions, can be used, although phosphorus and soil acidity must be monitored. Based on these conditions, as long as they use cover crops, it is unnecessary soil tillage. The management system with soybeans in the summer and silage of the whole corn plant in the winter, with cover crops as black oats, is considered the best one. / O sistema de produção agrícola intensivo, adotado pela maioria dos produtores, traz problemas ao sistema plantio direto (SPD), principalmente nas áreas destinadas à produção de silagem de planta inteira de milho. As propriedades físicas e químicas do solo podem ser alteradas quando o manejo do solo não é realizado de maneira adequada. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo monitorar, em campo e laboratório, as mudanças nas propriedades físicas e químicas do solo, sob o cultivo de plantas de cobertura associadas à aplicação de água residuária de suinocultura (ARS), em áreas destinadas à silagem de milho de planta inteira sob SPD. O trabalho foi desenvolvido em uma propriedade agrícola localizada no município de Matelândia, região Oeste do Paraná, em LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico, com 585 g kg-1 de argila, 175 g kg-1 de silte e 240 g kg-1 de areia. A área experimental foi constituída de sete sistemas de manejo do solo: soja, silagem, aveia e nabo (SSAN); soja, aveia e nabo (SAN); soja, silagem, escarificado com aveia e nabo (SSEAN); soja, silagem e braquiária (SSB); soja, silagem e aveia (SSA); soja silagem (SS) e soja milho (SM), repetidos por dois anos consecutivos. Nos tratamentos que receberam ARS, foram aplicados 100 m3 ha-1 ano-1, divididas em duas doses iguais: uma sobre o milho e outra nas plantas de cobertura. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC), em esquema fatorial 2 x 7 (com e sem aplicação de ARS x sete sistemas de manejo), com quatro repetições por tratamento. Os resultados foram submetidos ao teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. A aplicação da ARS aumentou a produtividade da soja e produção de massa fresca e seca das plantas de cobertura; os sistemas de manejo interferiram nas propriedades físicas do solo; o sistema que não utilizou plantas de cobertura apresentou maior resistência mecânica à penetração; a camada do solo que apresentou maior resistência à penetração foi de 0,05 a 0,20 m; e a escarificação melhorou as propriedades físicas do solo. No entanto, não houve alteração na produtividade das culturas avaliadas; a aplicação de ARS não alterou as propriedades físicas do solo, mas apresentou acúmulo de fósforo na camada de 0 a 0,1 m, portanto, houve tendência de acidificação do solo e diminuição da saturação por bases. A aplicação da ARS na dose de 100 m3 ha-1 ano-1, nas condições do experimento, pode ser utilizada com o monitoramento do fósforo e da acidez do solo. Nestas condições, desde que se utilizem plantas de cobertura, não é necessário o revolvimento do solo. E, por fim, o sistema de manejo com soja no verão e no inverno silagem de planta inteira de milho, com plantas de cobertura com aveia preta, é o mais indicado.

Dentre os ecossistemas terrestres, o solo constitui um dos principais reservatórios de carbono (C). As práticas de preparo agrícola alteram esse compartimento, acelerando o processo de oxidação da matéria orgânica do solo, o que favorece a emissão de gases do efeito estufa. O presente trabalho foi desenvolvido em um experimento de longa duração localizado na Fundação ABC em Ponta Grossa (PR) sob diferentes sistemas de manejo do solo: plantio convencional (PC), preparo mínimo (PM), plantio direto (PD) e plantio direto escarificado (PDE), dispostos em blocos ao acaso. Os objetivos foram, determinar: a) os estoques de C e nitrogênio (N) do solo; b) a quantidade e qualidade dos resíduos culturais; e c) quantificar as trocas gasosas de CO2 e N2O entre o solo-atmosfera. As amostragens foram realizadas de outubro de 2003 a novembro de 2004 na sucessão aveia branca/soja/trigo. Os estoques de C e N do solo foram determinados após a colheita das culturas e não apresentaram diferença estatística entre épocas de cultivo e tratamentos. O PD apresentou os maiores estoques médios de C e N, e o PC os menores valores. As taxas de seqüestro de C, na camada 0-20 cm nos tratamentos estudados em comparação ao PC (15 anos de implantação), foram de: 0,55; 0,66 e 0,46 Mg ha-1ano-1 para PM, PD e PDE, respectivamente. As massas secas e os estoques de C e N dos resíduos culturais foram maiores na época da colheita das culturas, e superiores nos tratamentos PD e PDE. Os teores de C dos resíduos não tiveram diferença estatística entre as médias dos tratamentos. Os resíduos de soja apresentaram, em todos os tratamentos, maior teor de N e menor de hemicelulose. As variações no Quociente holocelulose/lignocelulose (QCL), Índices ligno-celulósico (ILC) e de decomponibilidade (ID) foram pequenas, evidenciando pouca variação entre os resíduos da rotação. As médias diárias das emissões de CO2 do solo variaram de 24 a 248 mg m-2 h-1 aumento progressivo, de novembro/03 (semeadura da soja) a fevereiro/04, devido ao crescimento das raízes que incrementou a taxa de respiração do solo. Não foi observada correlação significativa entre as emissões de CO2 e N2O com o ciclo diário da temperatura. As médias anuais de emissão de CO2 e N2O foram iguais nos horários 8:00, 12:00h e 17:00h. Os fluxos de N2O variaram de 3 a 53 &#181;g m-2, e a maior freqüência observada com saturação de água no solo em torno de 60%, após as adubações nitrogenadas em junho/2004 no PC e PM e em julho/2004 no PD e PDE. O revolvimento do solo pela gradagem e incorporação dos resíduos culturais no PC e PM, não alteraram significativamente as emissões de CO2 e N2O. Os tratamentos estudados não apresentaram diferença nas médias anuais de emissão de CO2 e N2O do solo. Dentre todas as variáveis estudadas, comparando os tratamentos PC, PM, PD e PDE, o PD destacou-se por apresentar maior estoques de C e N no solo em relação aos demais tratamentos. / Between the terrestrial ecosystems, the soil is one of the most important pools of carbon (C). Agricultural tillage practices alter the contents of this element, accelerating the process of organic matter oxidation, inducing greenhouse gases emissions. The present research was carried out in a long-term experiment located at Fundação ABC in Ponta Grossa (Paraná State, Brazil) under different soil management systems: conventional (CT), minimum (MT), no-till (NT) and no-till harrowed (NTH), randomly displayed in blocks. The objectives were to determine: a) soil C and nitrogen (N) stocks; b) quantity and quality crop residues; c) quantify the CO2 and N2O gasses fluxes from the soil to the atmosphere. Sampling activities were performed between October 2003 and November 2004 in the succession white oat/soybean/wheat. Soil C and N stocks were determined after the crops were harvested and showed the same distribution of soil C and N for all treatments, no significant statistically difference among cultural seasons and treatments was observed. NT system presented the highest mean soil C and N stock values, and the CT had the smaller values. Soil C sequestration rates in the 0-20 cm, in the treatments in comparison with the CT with 15 years of adoption, were 0,55; 0,66 and 0,46 Mg ha-1year-1 for MT, NT and NTH, respectively. Dry matter and C and N stocks of crop residues were higher in the harvest season, and presented high values for NT and NTH. Carbon contents in crop residues were maintained in the same magnitude and showed no significant statistically difference. Soybean residues just presented, in all treatments, higher N concentration and smaller hemicelulose contents. The holocelulose/lignocelulose quotient (HLQ), ligno-celulosico (LCI) and decomposition (DI) indexes were small, evidencing in this work, little variation between the crop residues analised. The soil CO2 CO2 daily average emissions varied from 24 to 248 mg m-2 h-1 and presented a progressive increase of November/03 (sow of the soy) to February/04, indicating that the soil respiration passed to be constituted of the organism soil and root plants. Correlation was not observed between the emissions of CO2 and N2O with the daily cycle of the temperature. The same annual averages of emission of CO2 and N2O were observed in the schedules 8:00, 12:00 and 17:00 hours. The N2O flow varied from 3 to 53 g m-2, and the largest frequency observed with water filled pore space around 60 %, and after the nitrogen fertilization in June 2004 in CT and MT and in July 2004 in NT and NTH. Soil tillage with plow and incorporation of the cultural residues in CT and MT, didn&#39;t alter the emissions of CO2 and N2O significantly. The studied treatments didn\'t present difference in the annual averages of emission of CO2 and N2O of the soil during 2003 and 2004 years. Between the studied variables, comparing the treatments CT, MT, NT and NTH, NT system stranded out from the other treatments by present higher soil C and N stocks.

Selenium (Se) is a trace element essential to the nutrition of animals. On the other hand, in a narrow concentration range, Se can cause toxicity. The presence of Se in food is related to the concentration of the element in soil. Thus, the knowledge of the Se amount and its behavior in soil are very important to the better manage the environment and to prevent toxicological problems and human deficiency. The objectives of this study were: (i) to quantify the natural content of Se in some Brazilian soils and correlates them with soil attributes; (ii) to evaluate the adsorption of selenite and selenate as a function of pH and Se concentration in tropical soils; (iii) to adjust the constant capacitance model to describe the Se adsorption in tropical soil as compared to empiric models. Se concentrations ranged from <0.08 to 1.61 mg kg-1, with a mean of 0.19 mg kg-1. Concentrations of Se in the samples collected in the superficial layers were positively correlated to cationic exchange capacity, as well as to clay, organic matter and oxide contents of the soils. In the subsurface samples, only pH and aluminum oxide content were correlated with Se concentrations. Most samples with the highest Se concentrations were derived from sedimentary parent material. Se(IV) adsorption was high for all soils, decreased with increasing pH and was strongly correlated to organic matter and Fe and Al oxides contents. On the other hand, Se(VI) adsorption was very low at pH values commonly found in agricultural soils, except for the highly weathered Rhodic Acrudox which was positively correlated with the gibbsite content. The constant capacitance model fit the Se(IV) and Se(VI) adsorption data well, and was similar to Langmuir and Freundlich empirical models. Optimizations of mono and bidentate complexation and surface protonation constant were used for the Se(IV) adsorption data. For Se(VI), optimizations for the two monodentate species were employed. / O selênio (Se) é um elemento traço essencial a nutrição animal. Por outro lado, o limiar de concentração entre suficiente e tóxico é estreito. A presença de Se nos alimentos está relacionada à sua concentração no solo. Deste modo, conhecer a quantidade e o comportamento do Se no solo é muito importante para um correto manejo ambiental, previnindo problemas toxicológicos e deficiência em humanos. Os objetivos deste estudo foram: (i) quantificar os conteúdos naturais de Se em solos brasileiros e correlacioná-los com seus atributos; (ii) avaliar a adsorção de selenito e selenato em função da variação do pH e da concentração de Se em solos tropicais; (iii) ajustar o modelo de capacitancia constante para descrever a adsorção de Se em solos tropicais comparado a modelos empíricos. As concentrações de Se variaram de <0,08 - 1,61 mg kg-1, com média de 0,19 mg kg-1. As concentrações de Se nas amostras coletadas nas camadas superficiais do solo foram positivamente correlacionadas com a capacidade de troca catiônica, bem como os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe e Al do solos. Nas amostras subsuperficiais, apenas pH e teor de óxido de alumínio foram correlacionadas com as concentrações de Se. A maioria das amostras com maiores concentrações de selênio foram provenientes de material de origem sedimentar. A adsorção de Se(IV) foi elevada para todos os solos, diminuiu com o aumento do pH e foi fortemente correlacionada com teores de matéria orgânica e de óxidos de Fe e de Al. Por outro lado, a adsorção de Se(VI) foi muito baixa em valores de pH normalmente encontrados em solos agrícolas, excepto para o Latossolo Vermelho acriférrico, que foi positivamente correlacionada com o teor de gibbsita dos solos. O modelo de capacitância constante ajustou-se bem aos resultados de adsorção Se(IV) e Se(VI), com ajuste similar aos modelos empíricos de Langmuir e de Freundlich. Para os resultados de adsorção de Se(IV) foram utilizadas otimizações das constantes de complexação mono e bidentadas e da constante de protonação de superfície. Para Se(VI), foram empregadas otimizações para as duas espécies de monodentadas.

Copies of author's previously published articles inserted. Bibliography: leaves 173-196. The objective of this thesis is to investigate the factors affecting swelling and dispersion of alkaline sodic soils containing lime and the ways to manage these soils to improve their physical condition. Studies on pure clay systems are included to understand the fundamental process involved in swelling and dispersion of pure and soil clays.