Orientador: José Frederico Centurion / Banca: Zigomar Menezes de Souza / Banca: Laércio Alves de Carvalho / Resumo: O manejo inadequado do solo tem causado degradação da qualidade física, com consequente redução de produtividade das culturas e aumento da erosão. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo analisar os efeitos de diferentes preparos na qualidade física de um Latossolo Vermelho distrófico argiloso, em Jaboticabal, Estado de São Paulo. Para isso, foram avaliados dois anos agrícolas por meio do delineamento inteiramente casualizado e em parcelas subdivididas, com cinco tratamentos principais em cada safra, os quais em 2008/09 as áreas foram cultivadas com soja, onde foram avaliados: sistema plantio direto por 5 anos (SPD5), sistema plantio direto por 7 anos (SPD7), sistema plantio direto por 9 anos (SPD9), sistema de preparo convencional (SPC) e uma área adjacente de mata nativa (MN). Em 2009/10 as áreas foram cultivadas com milho, onde foram avaliados: sistema plantio direto por 6 anos (SPD6), sistema plantio direto por 8 anos (SPD8), sistema plantio direto por 10 anos (SPD10), sistema de preparo convencional (SPC) e uma área adjacente de mata nativa (MN). A qualidade física do solo foi avaliada por meio da estabilidade agregados, densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência do solo à penetração, densidade relativa, condutividade hidraúlica saturada, curva de retenção de água e índice S e foram avaliados também a granulometria do solo, o índice de estratificação de carbono e as características agronômicas de cada cultura nos quatro tratamentos secundários: 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Em relação ao ano agrícola de 2008/09 concluiu-se, que a qualidade física do solo sob preparo convencional de acordo com o índice S foi superior à do solo sob o sistema plantio direto e também, que o sistema plantio direto de 7 anos teve maior produtividade e mostrou diferença significativa com o sistema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Improper management of land has caused degradation of soil physical quality, with consequent reduction in crop productivity and increased soil erosion. In this sense, the aim of this work to analyze the effects of different preparations on the physical quality of an Typic Haplustox clay texture in Jaboticabal, São Paulo State. For this, we assessed two years in farming through the randomized design and split plot with five treatments in each main crop, with in 2008/09 the areas were planted with soybeans, which were evaluated: no-tillage system for 5 years (SPD5); no-tillage system for 7 years (SPD7); no-tillage system for 9 years (SPD9); conventional tillage (CT) and native forest (NF). In 2008/09 the areas were planted with corn, were evaluated: notillage system for 6 years (SPD6); no-tillage system for 8 years (SPD8); no-tillage system for 10 years (SPD10); conventional tillage (CT) and native forest (NF). The soil physical quality was evaluated through stability of aggregates, soil bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity, resistance to the penetration, relative density, hydraulic conductivity and index S, and were also evaluated and soil particle size, the rate of carbon stratification and agronomic traits of each culture in the four secondary treatments: 0-0.05; 0.05-0.10; 0,10-0.20 and 0.20-0.30 m. Regarding the agricultural year 2008/09 it was concluded that the physical quality of soils under conventional tillage according to the index S was higher in soil under no tillage and also that the tillage of 7 years had higher productivity and a significant difference with the conventional system. Regarding the agricultural year 2009/10 it was concluded that the conventional tillage had a lower average productivity and differed statistically only tillage system ten years, but there was no water deficit nor values of resistance were impeding the penetration during... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-25Bitstream added on 2014-06-13T19:01:15Z : No. of bitstreams: 1 aratani_rg_dr_jabo.pdf: 549089 bytes, checksum: f8fb7f3d8000539e1210f3fff3fbdc79 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tem crescido o interesse em se avaliar a qualidade do solo nos diferentes manejos dentro do sistema plantio direto, bem como a sua evolução, em função de um aumento de densidade do solo e de resistência mecânica à penetração e redução da macroporosidade devido às pressões provocadas pelas rodas das máquinas e pelo pisoteio animal. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo (i) analisar os efeitos de diferentes manejos na qualidade física e química de dois Latossolos Vermelhos do Estado de São Paulo, (ii) avaliar a qualidade física do solo por meio do índice S e (iii) verificar a influência da condição edafoclimática na discriminação dos diferentes manejos do solo. Para isso, foram avaliadas duas áreas cultivadas com soja na safra 2005/06, uma em Latossolo Vermelho Acriférrico típico (LVwf) de Guaíra (SP), onde foram avaliados: PD12 – SPD irrigado há 12 anos; PD5 – SPD há 5 anos; PD5I – SPD há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC – preparo convencional e MN – mata natural, e outra em Latossolo Vermelho Eutroférrico típico (LVef) de Pedrinhas Paulista (SP), onde foram avaliados: PD15 – SPD há 15 anos; PD8 – SPD há 8 anos; PD8S – SPD há 8 anos, com sucessão de culturas; PC – preparo convencional e MN – mata natural. A qualidade física dos solos foi avaliada por meio da estabilidade de agregados, densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência à penetração, densidade relativa, condutividade hidráulica e índice S, e a qualidade química por meio de análises de rotina para fins de fertilidade do solo, nas camadas de 0-10,0, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Para atingir o objetivo (iii), foi utilizada a estatística multivariada, com análises de agrupamento hierárquico, não hierárquico e de componentes principais. Nos dois solos, o cultivo promoveu redução na qualidade física... / It has grown the interest in evaluating the soil quality in the different management on no-till system, as well as its evolution, in function of an increase of soil bulk density and resistance to penetration and reduction of the macroporosity due to the pressures caused by machine wheels and the animal trampling. In this sense, the aim of this work were (i) to analyze the effect of different soil managements in the physical and chemical quality of two Oxisols from State of São Paulo, (ii) to evaluate the soil physical quality through index S and (iii) to verify the influence of soil type and climatic condition in the discrimination of the different soil managements. For this, two field areas in 2005/06 had been evaluated, one in an Anionic Acrustox (LVwf) from Guaíra, State of São Paulo, where they were evaluated: PD12 – 12 years old irrigated no-till system; PD5 – 5 years old no-till system; PD5I – 5 years old no-till system, with 2 years of croppasture rotation; PC – conventional till and MN – natural forest, and another one in an Eutrudox (LVef) from Pedrinhas Paulista (SP), where they were evaluated: PD15 – 15 years no-till system; PD8 – 8 years no-till system; PD8S – 8 years no-till system without crop rotation; PC – conventional till and MN – natural forest. The soil physical quality was evaluated through the stability of aggregates, soil bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity, resistance to the penetration, relative density, hydraulic conductivity and index S, and the soil chemical quality through the data of routine analyses for the soil fertility test, in the layers of 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m. To reach the objective (iii), the multivaried statistics was used, with hierarchical clustering method, k-means method and principal components analysis. The results showed that in both soil types, the soil use by agriculture promoted... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Ciro Antonio Rosolem / Banca: Maria Helena Moraes / Banca: Juliano Carlos Calonego / Banca: Sandro Roberto Brancalião / Banca: Sônia Carmela Falcci Dechen / Resumo: O manejo inadequado do solo ocasiona a formação de camadas compactadas que prejudicam o desenvolvimento radicular das plantas, diminuindo a disponibilidade de água e nutrientes, enquanto que o acúmulo de carbono pode melhorar a qualidade do solo. Em sistemas com semeadura direta (SSD), com a menor mobilização do solo, pode-se usar, em rotação, plantas com sistema radicular vigoroso, capaz de crescer em condições adversas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ação de espécies de cobertura, gramíneas e uma leguminosa, em rotação com a cultura da soja, nos atributos físicos de um Latossolo, no acúmulo de carbono, nas diferentes frações da matéria orgânica e na produção da soja, em semeadura direta, ao longo de três anos. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, na Fazenda Experimental Lageado, Unesp/Botucatu, nos anos agrícolas de 2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009. No outonoinverno foram estabelecidas parcelas com braquiária (Brachiaria ruziziensis), sorgo granífero (Sorghum bicolor) e sorgo consorciado com braquiária. Na primavera, foram cultivados, em subparcelas, milheto (Pennisetum glaucum), cober crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x Sorghum sudanense Piper Stapf], crotalária (Crotalaria juncea) ou pousio. A soja foi cultivada como safra de verão. Em março do primeiro ano foram retiradas amostras para caracterização da área experimental. Após o manejo das espécies cultivadas na primavera, no primeiro e terceiro ano, foram retiradas amostras indeformadas nas camadas de 0-5; 7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm para determinação da densidade do solo, porosidade e curva de retenção de água no solo. Nas mesmas épocas, a estabilidade de agregados foi avaliada em amostras coletadas nas camadas de 0-5 e 5-10 cm. No terceiro ano do experimento, o intervalo hídrico ótimo (IHO) foi determinado... (resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Compacted layers resulting from inappropriate soil management may impair root growth, thus decreasing water and nutrient acquisition by crops. Conversely, soil quality is improved with soil carbon accumulation. In areas under no-till, crop rotation with plants with vigorous root systems may alleviate soil compaction, as well as increase soil carbon. In this experiment the effects of cover crops on soil physical properties, carbon accumulation, organic matter quality and soybean production under no-till in a compacted soil were studied for three years. The experiment was conducted on a clayey Rhodic Ferralsol, Lageado Experimental Farm, Unesp/Botucatu, in 2006/2007, 2007/2008 and 2008/2009. Congo grass (Brachiaria ruziziensis), grain sorghum (Sorghum bicolor) and a mix of both were cropped during fall-winter. Then, in the spring, pear millet (Pennisetum glaucum), cober crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x Sorghum sudanense Piper Stapf] and indian hemp (Crotalaria juncea) were cropped and a treatment under fallow was set on sub-plots. Soybean was cropped as a summer crop. In March of the first year, samples were taken for characterization of the area. Right after spring crops were chemically desiccated in 2006 and 2008, undisturbed soil samples were taken from the layers 0-5; 7.5-12.5; 15-20; 27.5-32.5 and 47.5-52.5 cm to determine bulk density, porosity and water retention curve. At the same time, samples taken from the depths 0-5 and 5-10 cm were used to determine aggregate stability. In the third year, least limiting water range (LLWR) was evaluated in the 7.5-12.5 and 27.5-32.5 cm soil layers. Organic matter characterization was done in the third year, in the depths of 0-5 and 5-10 cm. Roots of spring crops were sampled in the layers 0-5; 5-10; 10-20; 20-40 and 40- 60 cm, one day before chemical desiccation in all growing seasons. Soybean roots were sampled in the same depths at R2 each... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-05Bitstream added on 2014-06-13T20:40:23Z : No. of bitstreams: 1 arroyogarcia_r_dr_botfca.pdf: 1117377 bytes, checksum: 640c0531b51ae26f4c6122ba741bb333 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O manejo inadequado do solo ocasiona a formação de camadas compactadas que prejudicam o desenvolvimento radicular das plantas, diminuindo a disponibilidade de água e nutrientes, enquanto que o acúmulo de carbono pode melhorar a qualidade do solo. Em sistemas com semeadura direta (SSD), com a menor mobilização do solo, pode-se usar, em rotação, plantas com sistema radicular vigoroso, capaz de crescer em condições adversas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ação de espécies de cobertura, gramíneas e uma leguminosa, em rotação com a cultura da soja, nos atributos físicos de um Latossolo, no acúmulo de carbono, nas diferentes frações da matéria orgânica e na produção da soja, em semeadura direta, ao longo de três anos. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, na Fazenda Experimental Lageado, Unesp/Botucatu, nos anos agrícolas de 2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009. No outonoinverno foram estabelecidas parcelas com braquiária (Brachiaria ruziziensis), sorgo granífero (Sorghum bicolor) e sorgo consorciado com braquiária. Na primavera, foram cultivados, em subparcelas, milheto (Pennisetum glaucum), cober crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x Sorghum sudanense Piper Stapf], crotalária (Crotalaria juncea) ou pousio. A soja foi cultivada como safra de verão. Em março do primeiro ano foram retiradas amostras para caracterização da área experimental. Após o manejo das espécies cultivadas na primavera, no primeiro e terceiro ano, foram retiradas amostras indeformadas nas camadas de 0-5; 7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm para determinação da densidade do solo, porosidade e curva de retenção de água no solo. Nas mesmas épocas, a estabilidade de agregados foi avaliada em amostras coletadas nas camadas de 0-5 e 5-10 cm. No terceiro ano do experimento, o intervalo hídrico ótimo (IHO) foi determinado... / Compacted layers resulting from inappropriate soil management may impair root growth, thus decreasing water and nutrient acquisition by crops. Conversely, soil quality is improved with soil carbon accumulation. In areas under no-till, crop rotation with plants with vigorous root systems may alleviate soil compaction, as well as increase soil carbon. In this experiment the effects of cover crops on soil physical properties, carbon accumulation, organic matter quality and soybean production under no-till in a compacted soil were studied for three years. The experiment was conducted on a clayey Rhodic Ferralsol, Lageado Experimental Farm, Unesp/Botucatu, in 2006/2007, 2007/2008 and 2008/2009. Congo grass (Brachiaria ruziziensis), grain sorghum (Sorghum bicolor) and a mix of both were cropped during fall-winter. Then, in the spring, pear millet (Pennisetum glaucum), cober crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x Sorghum sudanense Piper Stapf] and indian hemp (Crotalaria juncea) were cropped and a treatment under fallow was set on sub-plots. Soybean was cropped as a summer crop. In March of the first year, samples were taken for characterization of the area. Right after spring crops were chemically desiccated in 2006 and 2008, undisturbed soil samples were taken from the layers 0-5; 7.5-12.5; 15-20; 27.5-32.5 and 47.5-52.5 cm to determine bulk density, porosity and water retention curve. At the same time, samples taken from the depths 0-5 and 5-10 cm were used to determine aggregate stability. In the third year, least limiting water range (LLWR) was evaluated in the 7.5-12.5 and 27.5-32.5 cm soil layers. Organic matter characterization was done in the third year, in the depths of 0-5 and 5-10 cm. Roots of spring crops were sampled in the layers 0-5; 5-10; 10-20; 20-40 and 40- 60 cm, one day before chemical desiccation in all growing seasons. Soybean roots were sampled in the same depths at R2 each... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-24Bitstream added on 2014-06-13T20:47:30Z : No. of bitstreams: 1 rossetti_kv_me_jabo.pdf: 442836 bytes, checksum: 538eb28db04594c58dca89aad0f36756 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O manejo inadequado do solo tem causado degradação da qualidade física, com consequente redução de produtividade das culturas e aumento da erosão. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo analisar os efeitos de diferentes preparos na qualidade física de um Latossolo Vermelho distrófico argiloso, em Jaboticabal, Estado de São Paulo. Para isso, foram avaliados dois anos agrícolas por meio do delineamento inteiramente casualizado e em parcelas subdivididas, com cinco tratamentos principais em cada safra, os quais em 2008/09 as áreas foram cultivadas com soja, onde foram avaliados: sistema plantio direto por 5 anos (SPD5), sistema plantio direto por 7 anos (SPD7), sistema plantio direto por 9 anos (SPD9), sistema de preparo convencional (SPC) e uma área adjacente de mata nativa (MN). Em 2009/10 as áreas foram cultivadas com milho, onde foram avaliados: sistema plantio direto por 6 anos (SPD6), sistema plantio direto por 8 anos (SPD8), sistema plantio direto por 10 anos (SPD10), sistema de preparo convencional (SPC) e uma área adjacente de mata nativa (MN). A qualidade física do solo foi avaliada por meio da estabilidade agregados, densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência do solo à penetração, densidade relativa, condutividade hidraúlica saturada, curva de retenção de água e índice S e foram avaliados também a granulometria do solo, o índice de estratificação de carbono e as características agronômicas de cada cultura nos quatro tratamentos secundários: 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Em relação ao ano agrícola de 2008/09 concluiu-se, que a qualidade física do solo sob preparo convencional de acordo com o índice S foi superior à do solo sob o sistema plantio direto e também, que o sistema plantio direto de 7 anos teve maior produtividade e mostrou diferença significativa com o sistema... / Improper management of land has caused degradation of soil physical quality, with consequent reduction in crop productivity and increased soil erosion. In this sense, the aim of this work to analyze the effects of different preparations on the physical quality of an Typic Haplustox clay texture in Jaboticabal, São Paulo State. For this, we assessed two years in farming through the randomized design and split plot with five treatments in each main crop, with in 2008/09 the areas were planted with soybeans, which were evaluated: no-tillage system for 5 years (SPD5); no-tillage system for 7 years (SPD7); no-tillage system for 9 years (SPD9); conventional tillage (CT) and native forest (NF). In 2008/09 the areas were planted with corn, were evaluated: notillage system for 6 years (SPD6); no-tillage system for 8 years (SPD8); no-tillage system for 10 years (SPD10); conventional tillage (CT) and native forest (NF). The soil physical quality was evaluated through stability of aggregates, soil bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity, resistance to the penetration, relative density, hydraulic conductivity and index S, and were also evaluated and soil particle size, the rate of carbon stratification and agronomic traits of each culture in the four secondary treatments: 0-0.05; 0.05-0.10; 0,10-0.20 and 0.20-0.30 m. Regarding the agricultural year 2008/09 it was concluded that the physical quality of soils under conventional tillage according to the index S was higher in soil under no tillage and also that the tillage of 7 years had higher productivity and a significant difference with the conventional system. Regarding the agricultural year 2009/10 it was concluded that the conventional tillage had a lower average productivity and differed statistically only tillage system ten years, but there was no water deficit nor values of resistance were impeding the penetration during... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: Tem crescido o interesse em se avaliar a qualidade do solo nos diferentes manejos dentro do sistema plantio direto, bem como a sua evolução, em função de um aumento de densidade do solo e de resistência mecânica à penetração e redução da macroporosidade devido às pressões provocadas pelas rodas das máquinas e pelo pisoteio animal. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo (i) analisar os efeitos de diferentes manejos na qualidade física e química de dois Latossolos Vermelhos do Estado de São Paulo, (ii) avaliar a qualidade física do solo por meio do índice S e (iii) verificar a influência da condição edafoclimática na discriminação dos diferentes manejos do solo. Para isso, foram avaliadas duas áreas cultivadas com soja na safra 2005/06, uma em Latossolo Vermelho Acriférrico típico (LVwf) de Guaíra (SP), onde foram avaliados: PD12 - SPD irrigado há 12 anos; PD5 - SPD há 5 anos; PD5I - SPD há 5 anos, com 2 anos de integração lavoura-pecuária; PC - preparo convencional e MN - mata natural, e outra em Latossolo Vermelho Eutroférrico típico (LVef) de Pedrinhas Paulista (SP), onde foram avaliados: PD15 - SPD há 15 anos; PD8 - SPD há 8 anos; PD8S - SPD há 8 anos, com sucessão de culturas; PC - preparo convencional e MN - mata natural. A qualidade física dos solos foi avaliada por meio da estabilidade de agregados, densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, resistência à penetração, densidade relativa, condutividade hidráulica e índice S, e a qualidade química por meio de análises de rotina para fins de fertilidade do solo, nas camadas de 0-10,0, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Para atingir o objetivo (iii), foi utilizada a estatística multivariada, com análises de agrupamento hierárquico, não hierárquico e de componentes principais. Nos dois solos, o cultivo promoveu redução na qualidade física... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: It has grown the interest in evaluating the soil quality in the different management on no-till system, as well as its evolution, in function of an increase of soil bulk density and resistance to penetration and reduction of the macroporosity due to the pressures caused by machine wheels and the animal trampling. In this sense, the aim of this work were (i) to analyze the effect of different soil managements in the physical and chemical quality of two Oxisols from State of São Paulo, (ii) to evaluate the soil physical quality through index S and (iii) to verify the influence of soil type and climatic condition in the discrimination of the different soil managements. For this, two field areas in 2005/06 had been evaluated, one in an Anionic Acrustox (LVwf) from Guaíra, State of São Paulo, where they were evaluated: PD12 - 12 years old irrigated no-till system; PD5 - 5 years old no-till system; PD5I - 5 years old no-till system, with 2 years of croppasture rotation; PC - conventional till and MN - natural forest, and another one in an Eutrudox (LVef) from Pedrinhas Paulista (SP), where they were evaluated: PD15 - 15 years no-till system; PD8 - 8 years no-till system; PD8S - 8 years no-till system without crop rotation; PC - conventional till and MN - natural forest. The soil physical quality was evaluated through the stability of aggregates, soil bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity, resistance to the penetration, relative density, hydraulic conductivity and index S, and the soil chemical quality through the data of routine analyses for the soil fertility test, in the layers of 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m. To reach the objective (iii), the multivaried statistics was used, with hierarchical clustering method, k-means method and principal components analysis. The results showed that in both soil types, the soil use by agriculture promoted... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: José Frederico Centurion / Coorientador: Onã da Silva Freddi / Banca: Isabella Clerici de Maria / Banca: Aildson Pereira Duarte / Banca: Itamar Andrioli / Banca: Edson Lazarini / Doutor

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-04-11T17:19:18Z No. of bitstreams: 2 Tese - André Luiz Rodrigues da Silveira - 2016.pdf: 3054217 bytes, checksum: 3ba9cdaa2990e6ffc42885570c8796db (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-12T14:30:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - André Luiz Rodrigues da Silveira - 2016.pdf: 3054217 bytes, checksum: 3ba9cdaa2990e6ffc42885570c8796db (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T14:30:46Z (GMT). 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The recently promoted integrated Crop-Livestock-Forest production systems (iCLFs), in addition to their other desirable socio-economic impacts, are expected to favor the accumulation of soil organic matter and the recovery of degraded areas, a contributing factor to avoid deforestation for opening new areas for agriculture. We present two studies investigating the effect of an iCLF three years after its implementation upon degraded pasture (DP), in southern Goiás State of Brazil, in the savannah ecosystem (Cerrado) that was carried out in colaboration with the Boa Vereda Farm near the city of Cachoeira Dourada, where the iCLF and the reference management systems, conventional pasture (CP) and an recovered pasture (RP) were implemented. In the first study the effect of the implementation of the iCLF, upon DP was investigated on the total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) accumulation in the soil. For that, besides TOC and N concentrations, soil texture, bulk density (Ds) and δ¹³C were evaluated to validate the comparability of the investigated areas under the different management systems on the stock of TOC and N. The soil samples were collected to 1.0 m depth in eight layers following a transect of five sampling points (repetitions). In the iCLF each sampling point had six soil profiles placed in different positions to represent situations according to the presence or not of trees and transition zones between trees and pasture. In the second study the samples were collected in the previous sampling scheme. The samples were collected down to 0.4m in 5 layers to evaluate the physical quality of the soil: bulk density (Ds), microporosity (Mi), macroporosity (Ma), total porosity (Pt), resistance to penetration (RP). The results of the first study showed that the management used during the implementation of iLPF, which included soil tillage with disc plowing, influenced negatively the stock of C and N in the 0-0.3m layer. Another factor that likely influenced the input of C and N in the soil was the low productivityof the pasture, result of the shading by the eucalyptus trees (Eucalyptus urograndis) on the brachiária grass (Urochloa brizantha). Considering the layer of 0.0 - 1.0 m, the management did not influence the stock of TOC and N in the soil. In the second study the results showed the formation of four groups on the basis of soil physical quality, and within the iLPF there was the formation of two groups that were distinguished by the presence or absence of trees. The presence of the trees in the iCLF created variation of the RP and Pt in relation to the pasture of the iCLF. This may be related to the increase in the volume of roots and more frequent trampling by the animals under the trees causing a reduction in the pore space and consequently greater RP. A complete cycle of the iCLF system usually ends with the cutting and replanting of trees after 5-7 years, depending on the purpose of the production. Therefore, further studies are necessary to evaluate the potential of the iCLF to accumulate TOC and N in the soil and their impact on its physical quality at the end of its cycle and eventually, after several cycles of the system. / A conjuntura ambiental atual requer ações no sentido de promover o desenvolvimento com o menor impacto negativo possível ao meio ambiente. A agricultura é o setor da economia que mais interage e depende do ecossistema, demandando energia e recursos naturais. Nesta relação há um balanço negativo para o meio ambiente: a emissão de gases de efeito estufa (GEE) intensa, o recurso solo é degradado e as florestas naturais são ceifadas. É preciso investir em tecnologias que envolvam ações para estancar este processo. Do sistema de integração Lavoura-Pecuária-Floresta (iLPF) espera-se, além dos seus outros impactos sócioeconômicos desejáveis, que favoreça a acumulação da matéria orgânica do solo e a recuperação de áreas degradadas, contribuindo para evitar o desmatamento para abertura de novas áreas para a agropecuária. Neste trabalho apresentam-se dois estudos, envolvendo iLPF três anos após a sua implantação em pastagem degradada, no Cerrado goiano na fazenda Boa Vereda no município de Cachoeira Dourada. O primeiro estudo trata do acúmulo de carbono (C) e nitrogênio (N) e sua origem em comparação com duas formas de manejo, a pastagem convencional (PC) e a pastagem recuperada (PR). As amostras foram coletadas em perfis de solo de 1,0 m de profundidade em oito camadas (0-1,0m) em um transecto com cinco repetições em cada área. Foram avaliadas textura, densidade do solo (Ds) e δ¹³C para validar a comparabilidade das áreas quanto ao estoque de C e N totais. No segundo estudo foram coletadas, no mesmo esquema amostral anterior, quatro amostras por perfil até 0,5m para os seguintes atributos: densidade do solo (Ds), microporosidade (Mi), macroporosidade (Ma), porosidade total (PT), resistência a penetração (RP) e matéria orgânica do solo (MOS). Os resultados do primeiro estudo demonstraram que o manejo empregado na implantação do iLPF, que incluiu o revolvimento do solo com aração, influenciou negativamente no estoque de C e N na camada de 0-0,3m. Outro fator que influenciou a entrada de C e N para o solo foi a baixa produtividade da pastagem, consequência do sombreamento das árvores de eucalipto (Eucalyptus) sobre o braquiária (Brachiaria brizantha). Considerando a camada de 0,0 – 1,0m o manejo não influenciou o estoque de C e N no solo. No segundo estudo o dendograma resultante da análise de agrupamento indicou a formação de quatro grupo sem base da qualidade física do solo, sendo que no iLPF houve a formação de dois grupos que se distinguiram pela presença ou não de árvores. Os valores dos atributos físicos estudados no iLPF indicaram uma contribuição das árvores para a variação da RP e Pt em relação a pastagem do iLPF. Este fato pode estar ligado ao aumento no volume de raízes e ao mais frequente pisoteio dos animais nesta região do iLPF causando uma diminuição do espaço poroso e uma maior resistência a penetração. Um ciclo completo de um sistema iLPF geralmente termina com o desbaste e replantio das árvores após 5 a 7 anos, dependendo da finalidade da produção. Portanto, evidenciou-se a necessidade de no futuro complementar os presentes estudos com a avaliação da capacidade do iLPF para acumular C e N no solo e seu impacto na qualidade física do solo ao final do seu ciclo e, eventualmente, após vários ciclos do sistema.

Although, the potential of management induced changes of soil organic matter, soil hydraulic properties (SHPs) and soil physical quality has been studied particularly in relation to tillage, few studies have evaluated combined effect of tillage, crop residue retention and cropping sequence, which are essential components of conservation agriculture (CA), on stratification and storage of soil organic matter, its effect on near-saturated soil hydraulic properties and soil physical quality in intensive cereal based irrigated cropping systems. Hence, the present study critically analyses the effects of CA on organic matter and hydro-physical properties of soil in a long-term CA field trial in NWIGP, India, which is one of the most fragile agro-ecosystems in the world. The objectives were (I) to investigate the stratification of soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), C/N ratio and evaluate SR as an indicator of storage of SOC and TN and soil quality for different CA practices, (II) to assess the long-term effect of CA practices and short-term effect of crops on near-saturated soil hydraulic conductivity and water transmission properties, and (III) to assess the effect of CA practices on soil physical quality using capacitive and dynamic indicators. There were four treatments: (1) conventionally tilled rice-wheat cropping system (CT-RW), (2) reduced till CA-based rice-wheat-mungbean system (RT-RWMB), (3) no-till CA-based rice-wheat-mungbean system (NT-RWMB), and (4) no-till CA-based maize-wheat-mungbean system (NT-MWMB). To achieve these objectives, soil bulk density, SOC and TN were measured in an increment of 5 cm up to 30 cm soil depth. Furthermore, the effects of CA were also evaluated in terms of soil hydro-physical properties. Soil physical properties such as bulk density and soil aggregate distribution were evaluated in two cropping seasons along with near saturated hydraulic properties. Steady state infiltration rates were obtained at four pressure heads by hood infiltrometer consecutively over two cropping seasons, i.e. during harvest season of rice/maize (October 2017) and maximum crop growth stage of wheat (February 2018). Data were analysed in terms of soil hydraulic conductivity, k(h), flow weighted mean pore radius (r0), hydraulically active porosity (ε) and threshold pore radius (rbp), a new pore measure indicative of macropore stability derived by substituting soil’s bubble pressure in the capillary equation. Finally, the effects of CA on soil physical quality in terms of both capacitive and dynamic indicators, derived from soil moisture retention curve and field measured hydraulic conductivity, respectively, were assessed and related with crop yield to infer which indicator better represented the soil physical quality and its effect on crop yield under irrigated intensive cereal based cropping systems. Results showed that CA had profound impacts on distribution of SOC and TN in the soil profile. Significantly higher proportion of both SOC and TN were observed in the top soil in the CA-based treatments as compared with conventional intensive tillage-based treatment. The mean stratification ratio of both SOC and TN were found > 2 in CA-based treatments whereas the same was < 2 in intensive tillage-based treatment. Storage of SOC and TN in the 0-30 cm were found higher in CA-based treatments as compared with the intensive tillage-based treatment. These results on vertical distribution and storage of SOC and TN indicated a relatively better soil carbon sequestration and soil quality in CA-based treatment. The higher concentrations and storage of soil organic matter in CA-based treatments were, however, not translated into significantly (p < 0.05) lower bulk density due to probable compaction effect of no-tillage and harvest machinery and hydraulic pressure exerted by the flooded irrigation water. However, the increased soil organic matter in the top soil in CA-based treatments improved the soil aggregation significantly which helped in enhancing soil structural quality. Improvement in soil structure was reflected in relatively higher near saturated hydraulic conductivity in CA-based treatments. Irrespective of crop seasons, higher k(h) was observed under CA due to formation of macropores with better continuity, greater size and numbers as compared with conventional intensive tillage treatment. Moreover, higher r0 values were observed for a given k(h) for CA treatments suggesting that interaggregate pores are the dominant pathways of infiltration in CA. A relatively smaller temporal variation of rbp was indicative of a more stable macropore system established by rice-based CA as compared with maize-based CA. CA also enhanced hydraulically active macropores as compared with intensive tillage based conventional agriculture. Results also indicated that crops play an important role in relative distribution of the hydraulically active macropores in the root zone. The impact of CA on soil organic matter stratification and soil hydraulic properties were found to be expressed in terms of changes in soil physical quality. Soil moisture retention curves and pore size distributions under different treatments suggested higher soil water storage in structural pores in CA as compared with intensive tillage-based conventional agriculture. The impact of CA on soil physical quality and consequent effect on crop yield was found to be more expressed through dynamic indicators such as hydraulically active porosity rather than capacitive indicators derived from soil moisture retention curve. Overall, this study reveals that conservation agriculture has great potentials to reverse the intensive tillage induced degradation of soil resources in Indo-Gangetic Plains of India by improving the soil hydro-physical properties and soil physical quality.:Table of Contents Declaration i Declaration of Conformity ii Acknowledgements iii Table of Contents v List of Figures vii List of Tables xi List of Symbols, Abbreviations and Acronyms xiv Abstract xvii 1 Introduction and Background 1 1.1 General Overview 1 1.2 Statement of the Research Problem 5 1.3 Objectives 6 1.4 Research Flow and Chapter Description 7 2 Materials and Methods 9 2.1 Study Area Description 9 2.1.1 Study site 9 2.1.2 Climate 9 2.1.3 Soil 10 2.1.4 Treatments 10 2.1.5 Field Campaigns and Measurement/Analysis 14 2.2 Methods and Theoretical Considerations 14 2.2.1 Soil Sampling and Analysis 14 2.2.1.1 Calculation of Stratification Ratio 15 2.2.1.2 Calculation of SOC and TN Storage 15 2.2.1.3 Aggregate Size Distribution 16 2.2.2 Infiltration Measurements 16 2.2.3 Soil Moisture Retention Experiments 17 2.2.4 Derivation of Hydraulic Properties from Steady State Infiltration Rates 18 2.2.4.1 Near-Saturated Hydraulic Conductivity 18 2.2.4.2 Flow Weighted Mean Pore Radius 20 2.2.4.3 Equivalent Threshold pore Radius 21 2.2.4.4 Hydraulically Active Porosity 21 2.2.5 Determiation of Soil Moisture Charachtristics and Pore Size Distribution 22 2.2.6 Derivation of Soil Physical Quality Indicators 23 2.3 Statistics 25 3 Results and Discussion 26 3.1 Stratification and Storage of Soil Organic Matter 26 3.1.1 Bulk Density 26 3.1.2 Concenrations of SOC 27 3.1.3 Concentrations of TN 28 3.1.4 C/N Ratio 29 3.1.5 Stratification Ratio of SOC, TN and C/N Ratio 30 3.1.6 Storage of SOC and TN 33 3.1.7 Discussion 34 3.1.8 Summary of Results 39 3.2 Soil Hydro-Physical Properties 40 3.2.1 Soil Physical Properties 40 3.2.2 Near-Saturated Hydraulic Conductivity 43 3.2.3 Soil Pore Characteristics-Conductivity Relationship 47 3.2.4 Hydrailically active Porosity 51 3.2.5 Summary of Results 54 3.3 Soil Physical Quality (SPQ) 56 3.3.1 Soil Moisture Retention Curve (SMRC) 56 3.3.2 Soil Pore Size Distribution (SPSD) 58 3.3.3 Capacitive Indicators 59 3.3.4 Dynamic Indicators 60 3.3.5 Relationship between capacitive indicators of SPQ with dynamic indicators of SPQ and long-term crop yield 60 3.3.6 Relationship between dynamic indicator of SPQ (hydraulically active porosity) and Long-term Crop Yield 62 3.3.7 Summary of Results 64 4 Synthesis and Conclusions 65 5 Implications and Outlook 69 References 71

A compactação do solo tem sido objeto de estudo devido a utilização mais freqüente e intensa da mecanização e devido a sua influência negativa na qualidade física do solo às culturas. Os efeitos da compactação sobre a deterioração da estrutura do solo dependem de vários fatores, como, a textura, o conteúdo de carbono orgânico, o conteúdo de água no solo durante as operações de campo e a freqüência e intensidade da carga aplicada pelas máquinas e implementos utilizados no campo. Estes fatores são os responsáveis pelos diferentes níveis de compactação encontrados nos solos agrícolas, sendo que a influência destes é de importância fundamental para o desenvolvimento de estratégias que evitem ou pelo menos amenizem a compactação no perfil do solo. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos (i) analisar os efeitos de diferentes níveis de carga de máquinas aplicados no solo sobre as propriedades físicas do solo; (ii) determinar propriedades físicas do solo em camadas superficiais e subsuperficiais de um solo cultivado por longo prazo em sistema de plantio direto; (iii) avaliar a qualidade física do solo através do parâmetro S; (iv) comparar as predições da pressão de preconsolidação estimada por diferentes métodos de ajuste com uma ampla variação textural do solo. Para isso, foi realizado um estudo de campo, conduzido em quatro experimentos na Suécia com tráfego de máquinas, onde diferentes pressões foram detectadas por sensores colocados em diferentes profundidades no solo, assim como a análise da densidade do solo e da resistência à penetração. Em outro estudo, propriedades dinâmicas e estáticas foram determinadas em diferentes camadas de um solo cultivado sob sistema de plantio direto há 14 anos, analisando a qualidade física do solo. E por final, a análise comparando diferentes métodos de ajuste para pressão de preconsolidação foi realizada. As propriedades físicas do solo refletiram os efeitos das cargas aplicadas no solo, demonstrando aumento da densidade do solo e da resistência à penetração. As propriedades estáticas do solo demonstraram a existência de uma camada mais densa no perfil do solo, porém as propriedades dinâmicas apresentaram resultados satisfatórios na mesma camada. A qualidade do solo avaliada pelo parâmetro S indicou que o solo possui boa estrutura física em todas as camadas estudadas. As comparações entre métodos de ajuste para a pressão de preconsolidação indicaram que superestimativas e subestimativas podem ocorrer quando se usa métodos diferentes, tornando difícil o uso de um valor absoluto de pressão de preconsolidação como um limite para as pressões exercidas no solo a fim de evitar a compactação do mesmo. / Soil compaction has been the subject of study for many years due to its implications for crop yield. Its effect on the deterioration of the soil structure depend on several factors, such as, soil texture, organic carbon content, water content during the field operations as well, the frequency and intensity of the load applied by the machines and implements used in the field. These factors are the responsible for the different levels of compaction found in the soil agricultural, and their effects are very importance for the development of strategies to avoid or to ameliorate the soil compaction in the soil profile. In this sense, this work took as objectives (i) to analyse the effects of different levels of load machines applied on the soil physical properties; (ii) to determine soil physical properties on topsoil and subsoil layers cultivated under no-tillage system; (iii) to evaluate the soil physical quality by S parameter; (iv) to compare the predictions of the precompression stress fitted by different methods ranging several soil textural classes. Then, it was carried out a field study, performed in four experiments in Sweden with machine traffic. Different load pressures were detected by sensors put in different depths in the soil, and also the bulk density and penetration resistance were determined. Another study, dynamic and static properties were determined in different soil layers under no-tillage. Besides that the soil physical quality was verified. Finally, comparisons between precompression stress fitted by different methods was done. The soil physical properties reflected the effects of loads applied on soil, demonstrating increase of the soil bulk density and of the penetration resistance. The soil static properties demonstrated to exist a denser layer in the soil profile, however the dynamic properties presented satisfactory results in the same layer. Soil physcal quality evaluated by the S parameter indicated a good soil physical structure in all the studied layers. The comparisons showed that the choice of method had a significant influence on the precompression stress values, becoming difficult the use of an absolute value of it, as a limit for the load pressures applied on soil to avoid the soil compaction.

A compactação do solo tem sido objeto de estudo devido a utilização mais freqüente e intensa da mecanização e devido a sua influência negativa na qualidade física do solo às culturas. Os efeitos da compactação sobre a deterioração da estrutura do solo dependem de vários fatores, como, a textura, o conteúdo de carbono orgânico, o conteúdo de água no solo durante as operações de campo e a freqüência e intensidade da carga aplicada pelas máquinas e implementos utilizados no campo. Estes fatores são os responsáveis pelos diferentes níveis de compactação encontrados nos solos agrícolas, sendo que a influência destes é de importância fundamental para o desenvolvimento de estratégias que evitem ou pelo menos amenizem a compactação no perfil do solo. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos (i) analisar os efeitos de diferentes níveis de carga de máquinas aplicados no solo sobre as propriedades físicas do solo; (ii) determinar propriedades físicas do solo em camadas superficiais e subsuperficiais de um solo cultivado por longo prazo em sistema de plantio direto; (iii) avaliar a qualidade física do solo através do parâmetro S; (iv) comparar as predições da pressão de preconsolidação estimada por diferentes métodos de ajuste com uma ampla variação textural do solo. Para isso, foi realizado um estudo de campo, conduzido em quatro experimentos na Suécia com tráfego de máquinas, onde diferentes pressões foram detectadas por sensores colocados em diferentes profundidades no solo, assim como a análise da densidade do solo e da resistência à penetração. Em outro estudo, propriedades dinâmicas e estáticas foram determinadas em diferentes camadas de um solo cultivado sob sistema de plantio direto há 14 anos, analisando a qualidade física do solo. E por final, a análise comparando diferentes métodos de ajuste para pressão de preconsolidação foi realizada. As propriedades físicas do solo refletiram os efeitos das cargas aplicadas no solo, demonstrando aumento da densidade do solo e da resistência à penetração. As propriedades estáticas do solo demonstraram a existência de uma camada mais densa no perfil do solo, porém as propriedades dinâmicas apresentaram resultados satisfatórios na mesma camada. A qualidade do solo avaliada pelo parâmetro S indicou que o solo possui boa estrutura física em todas as camadas estudadas. As comparações entre métodos de ajuste para a pressão de preconsolidação indicaram que superestimativas e subestimativas podem ocorrer quando se usa métodos diferentes, tornando difícil o uso de um valor absoluto de pressão de preconsolidação como um limite para as pressões exercidas no solo a fim de evitar a compactação do mesmo. / Soil compaction has been the subject of study for many years due to its implications for crop yield. Its effect on the deterioration of the soil structure depend on several factors, such as, soil texture, organic carbon content, water content during the field operations as well, the frequency and intensity of the load applied by the machines and implements used in the field. These factors are the responsible for the different levels of compaction found in the soil agricultural, and their effects are very importance for the development of strategies to avoid or to ameliorate the soil compaction in the soil profile. In this sense, this work took as objectives (i) to analyse the effects of different levels of load machines applied on the soil physical properties; (ii) to determine soil physical properties on topsoil and subsoil layers cultivated under no-tillage system; (iii) to evaluate the soil physical quality by S parameter; (iv) to compare the predictions of the precompression stress fitted by different methods ranging several soil textural classes. Then, it was carried out a field study, performed in four experiments in Sweden with machine traffic. Different load pressures were detected by sensors put in different depths in the soil, and also the bulk density and penetration resistance were determined. Another study, dynamic and static properties were determined in different soil layers under no-tillage. Besides that the soil physical quality was verified. Finally, comparisons between precompression stress fitted by different methods was done. The soil physical properties reflected the effects of loads applied on soil, demonstrating increase of the soil bulk density and of the penetration resistance. The soil static properties demonstrated to exist a denser layer in the soil profile, however the dynamic properties presented satisfactory results in the same layer. Soil physcal quality evaluated by the S parameter indicated a good soil physical structure in all the studied layers. The comparisons showed that the choice of method had a significant influence on the precompression stress values, becoming difficult the use of an absolute value of it, as a limit for the load pressures applied on soil to avoid the soil compaction.