MSCAGR (Soil Science) / Department of Soil Science / Accelerated soil erosion is a serious agricultural problem in South Africa limiting soil productivity and little it’s known about its effect on soil quality. This study aimed to provide a less laborious, less time consuming and inexpensive protocol of estimating the effects of accelerated erosion on the soil quality. An assessment was undertaken in sites showing threat of accelerated erosion using various direct physical soil quality indicators. Four sites with different soil types were identified at initial survey. In each of the sites, two areas were selected. These areas were then classified as Not Visibly Eroded (NVE) and Visibly Eroded (VE). Each measurement in all site was done in those area classified respectively. The most stable structure and consistency were observed in NVE areas. Medium and large stones were observed in VE areas in all soil types studied. The VE soils were lighter in colour compared to soil colour in NVE. Aggregate stability and moisture content were significantly higher for the NVE and VE areas. Difference in values of water stable aggregates between NVE and VE was clear which showed that stability of aggregates is important in determining soil susceptible to erosion. Bulk density values were slightly different for the two areas. However, there was no significant difference between the bulk density of NVE and VE. Differences between soil texture for NVE and VE areas are only apparent for the sand, clay and silt particles with no changes in textural class. For all soil types investigated, silt was vulnerable to accelerated erosion with respect to soil texture. The research has provided baseline protocol for using physical soil quality indicators to find out effects of accelerated erosion. Soil functionality is critical in the restoration process of soil quality, and the methods used here could be effectively applied in a broad range assessment of erosion impact. / NRF

O pisoteio dos animais favorece o processo de compactação do solo em áreas de Integração Lavoura Pecuária. Essa compactação apresenta efeitos negativos, dificultando o desenvolvimento de raízes, a disponibilidade de nutrientes, água e aeração, ocasionando perdas na produção, tornando-se indispensável à avaliação dos atributos físicos do solo para o monitoramento da qualidade do solo. A matéria orgânica do solo pode ser utilizada para avaliar a qualidade do solo, por apresentar relação com os atributos químicos, físicos e biológicos do solo. Sistemas de manejo conservacionistas com o plantio direto, juntamente com sistemas de integração entre lavoura e pecuária estão sendo utilizados para manter e até mesmo aumentar os teores de matéria orgânica do solo. Para avaliar estas questões está instalado na cidade de Guarapuava, PR, desde 2006, um experimento de integração lavoura – pecuária com ovinos, sob um Latossolo Bruno álico com textura argilosa, sob um clima classificado como Cfb. O estudo teve objetivo avaliar os atributos físicos do solo e quantificar o estoque de carbono orgânico do solo e sua compartimentalização em sistema submetido a quatro doses de N (0, 75, 150 e 225 kg ha-1) na pastagem de inverno, formada pelo consórcio de aveia preta (Avena strigosa) e azevém comum (Lolium multiflorum) e o efeito do pastejo (com e sem). As avaliações de densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, agregação e estoques de carbono foram realizadas em duas fases: Fase pecuária (após a saída dos animais da área) e fase lavoura (após o cultivo de milho). As coletas das mostras de solo foram realizadas nas camadas de 0-0,5, 0,05-0,10, e 0,10-0,20 m. Os dados foram submetidos à análise de variância e as hipóteses testadas pelo teste F (p<0,05). Para os dados de efeito quantitativo foram realizadas análises de regressão e os de efeito qualitativo utilizou-se o teste de médias. Nas regressões não significativas utilizou-se a média dos tratamentos e o desvio padrão. O pisoteio animal ocasionou um aumento na densidade do solo na camada de 0,10-0,20 m. A dose de 225 kg de N ha-1 na pastagem de inverno aumentou a porosidade total do solo em 8% em relação a dose 0 kg de N ha-1 na fase lavoura. O pastejo não influenciou na macroporosidade do solo. O Diâmetro médio geométrico dos agregados na fase após pastejo na camada superficial foi prejudicado pelo pastejo. As doses de nitrogênio aplicadas na pastagem de inverno e o pastejo não influenciam nos estoques de carbono orgânico total (COT) e que também não é influenciado pelas doses de nitrogênio aplicadas na pastagem. O pastejo aumenta o estoque de carbono orgânico particulado (COP) na camada de 0,10-0,20 m na fase pecuária e causa no estoque de COP na camada de 0-0,5 m na fase lavoura. O carbono associado aos minerais (CAM) não é influenciado pelas doses de N aplicadas na pastagem, nem pelo pastejo. / The animal trampling favors the soil compaction process in sheep raising and crop production integrated systems. This compression has negative effects, hindering the development of roots, the availability of nutrients, water and aeration, causing production losses, making it essential for the assessment of soil physical attributes for monitoring soil quality. Soil organic matter can be used to assess the quality of the soil, due to its relationship with the chemical, physical and biological soil properties. Conservation management system with tillage, along with systems integration between crops and livestock are being used to maintain and even increase the levels of soil organic matter. For that, a field experiment was carried out over a Oxisol clayey Alic in Guarapuava, PR, from de 2006 one. experiment sheep raising and crop production integrated systems The climate classified as Cfb .. The study was to evaluate the soil physical properties and quantify the stock of soil organic carbon and its compartmentalization in system integration crop - livestock with sheep under four nitrogen rates (0, 75, 150 and 225 kg ha-1) in the winter pasture, formed by the consortium oat (Avena strigosa) and ryegrass (Lolium multiflorum) and the effect of grazing (with and without). The soil samples blades density evaluations, total porosity, macro and micro, aggregation and carbon stocks were held in two phases: Phase livestock (after removal of the animals of the area) and phase crop (after maize cultivation). The collection of soil samples were carried out in layers of 0-0.5, 0.05-0.10, 0.10-0.20 and m. Data were subjected to analysis of variance and the hypotheses tested by the F test (p <0.05). For the quantitative effect data regression and the qualitative effect used the test medium. In non-significant regressions used the average and standard deviation treatments. The animal trampling caused an increase in bulk density in the 0.10-0.20 m layer. The dose of 225 kg N ha-1 in winter pasture increased total soil porosity at 8% compared to dose 0 kg N ha-1 in the crop stage. The grazing had no effect on soil macroporosity. GMD of aggregates in the phase after grazing the surface layer was damaged by grazing. Nitrogen rates used in the winter pasture and grazing not influence the total organic carbon stocks. The TOC is not influenced by nitrogen fertilization on grassland. The grazing increases the stock of POC in the 0.10-0.20 m layer livestock phase and cause the stock of POC in the 0-0.5 m layer in the crop stage. The MAC is not influenced by N rates applied in the pasture or by grazing.

CAPES / O sucesso da produção agrícola na Integração Lavoura–Pecuária (ILP) está fundamentado no uso adequado de estratégias de manejo adotadas na fase pastagem, como o ajuste da intensidade de pastejo e a adubação nitrogenada. Diversos estudos comprovaram a influência da intensidade de pastejo e da adubação nitrogenada na dinâmica da qualidade física do solo, desempenho de máquinas agrícolas e produtividade de lavouras sucessoras. Entretanto, a maioria dos trabalhos estudam estes fatores de forma isolada e pouco se sabe sobre a interação entre eles no manejo de um sistema ILP. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as possíveis interações, envolvendo altura de pasto e época de adubação nitrogenada no sistema ILP, sobre as características físicas do solo, plantabilidade, os componentes de rendimento e produtividade da soja sucessora a uma pastagem. O experimento foi realizado em uma área de 14 ha, aonde desde 2012 vem sendo conduzido um experimento em longo prazo com ILP sob Plantio Direto, em Abelardo Luz – SC. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com três repetições, distribuídos em um esquema fatorial (2x2). O primeiro fator foi a intensidade de pastejo (alta e baixa), caracterizado por duas alturas de manejo do pasto (10 e 25 cm), e o segundo fator foi a época de aplicação de N no sistema: N aplicado na pastagem (NP) e N aplicado na cultura de grãos (NG), na dose de 200 kg de N ha-1. A altura do pasto foi regulada por meio de pastejo com lotação contínua e taxa de lotação variável de bovinos de corte. A pastagem foi um consórcio de aveia preta ‘BRS 139’ + azevém ‘Barjumbo’. A cultivar de soja ‘Nidera 5909’ foi semeada em 28 de novembro de 2014, 18 dias após a retirada dos animais da área. A densidade do solo após a pastagem na camada 2,5 – 7,5 cm obteve uma média de 1,10 g cm-3 e depois do cultivo da soja 0,98 g cm-3. A variação espacial dos pontos no terreno alterou os valores de densidade e porosidade total devido à umidade se acumular em pontos de baixada durante o período de pastejo. A porosidade total aumentou após o cultivo da soja cujos os valores passaram de 0,58 para 0,62 m3 m-3. Já a resistência mecânica a penetração mostrou que a primeira camada do solo 0-10 cm apresentava mais compactada, porém com redução nos valores após o cultivo da soja. Os diferentes manejos não influenciaram a mobilização de solo, devido à ausência de diferença entre a densidade do solo, a quantidade de palhada não dificultar a operacionalidade da semeadora e a profundidade superficial de atuação da haste sulcadora. Os tratamentos avaliados não afetaram a demanda de força e potência exigida pelo trator para movimentar a semeadora. Não houve diferença significativa de produtividade entre os tratamentos com um valor médio obtido de 3820 kg ha-1. Isso é reflexo de que a área apresentava boas condições físicas e de fertilidade do solo, mostrando que é possível intensificar o sistema. / The success of agricultural production in Crop Livestock Systems (CLS) is based on the proper management of the pasture phase, such as grazing intensity and nitrogen fertilization. Several studies confirmed the influence of grazing and nitrogen in the soil physical traits, the performance of machines and the productivity of successive crops. However, most trials study these factors isolated and little is known about the interaction between them in the management of an CLS system. In this context, the aim of this work was to evaluate the soil physical characteristics and the soybean development and plantability, cropped in succession to winter pasture and managed according grazing intensities and nitrogen fertilization strategies. The experiment was carried out at the city of Abelardo Luz – SC – Brazil (26o31’30” S; 52o15’35”W; 850 m asl.), in a 14 ha area, where a long term no-till – CLS experiment has been conducted since 2012. The experimental design was randomized blocks with three replications, arranged in a factorial scheme (2x2). First factor was composed by grazing intensities (high and low), stablished by two heights of pasture management (10 and 25 cm). The second factor was the N fertilization strategy, being the 200 kg of N ha-1 applied to the pasture (NP) or N applied in the grain crop (NG). The height of the pasture was regulated by grazing with put and take continuous with three animals testers. The pasture was a consortium of black oats 'BRS 139' + ryegrass 'Barjumbo'. The soybean cultivar ‘Nidera 5909’ was sown on November 28, 2014, 18 days after the animals were removed from the area. Soil density after grazing in de soil layer 2,5 – 7,5 cm averaged 1.10 g cm-3 and after cultivation of soybean 0.98 g cm-3. The spatial variation of the points in the terrain changed the values of density and the total porosity due to the moisture accumulating at points of discharge during the grazing period. Total porosity increased after soybean cultivation, whose values increased from 0.58 to 0.62 m3 m-3. Still, the mechanical resistance to penetration showed that the first layer of soil 0-10 cm was more compacted. The treatments did not influence the soil mobilization, as soon as no difference between soil density was observed. The amount of straw did not hinder the operability of the seed drill and the surface depth of the grooving rod. The treatments did not affected the demand of force and power required by the tractor to move the seeder. There was no significant difference in productivity between treatments with a mean value of 3,820 kg ha-1. This is a reflection of good physical conditions and good soil fertility of the area, showing that it is possible to intensify the use of this system.

O pisoteio dos animais favorece o processo de compactação do solo em áreas de Integração Lavoura Pecuária. Essa compactação apresenta efeitos negativos, dificultando o desenvolvimento de raízes, a disponibilidade de nutrientes, água e aeração, ocasionando perdas na produção, tornando-se indispensável à avaliação dos atributos físicos do solo para o monitoramento da qualidade do solo. A matéria orgânica do solo pode ser utilizada para avaliar a qualidade do solo, por apresentar relação com os atributos químicos, físicos e biológicos do solo. Sistemas de manejo conservacionistas com o plantio direto, juntamente com sistemas de integração entre lavoura e pecuária estão sendo utilizados para manter e até mesmo aumentar os teores de matéria orgânica do solo. Para avaliar estas questões está instalado na cidade de Guarapuava, PR, desde 2006, um experimento de integração lavoura – pecuária com ovinos, sob um Latossolo Bruno álico com textura argilosa, sob um clima classificado como Cfb. O estudo teve objetivo avaliar os atributos físicos do solo e quantificar o estoque de carbono orgânico do solo e sua compartimentalização em sistema submetido a quatro doses de N (0, 75, 150 e 225 kg ha-1) na pastagem de inverno, formada pelo consórcio de aveia preta (Avena strigosa) e azevém comum (Lolium multiflorum) e o efeito do pastejo (com e sem). As avaliações de densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, agregação e estoques de carbono foram realizadas em duas fases: Fase pecuária (após a saída dos animais da área) e fase lavoura (após o cultivo de milho). As coletas das mostras de solo foram realizadas nas camadas de 0-0,5, 0,05-0,10, e 0,10-0,20 m. Os dados foram submetidos à análise de variância e as hipóteses testadas pelo teste F (p<0,05). Para os dados de efeito quantitativo foram realizadas análises de regressão e os de efeito qualitativo utilizou-se o teste de médias. Nas regressões não significativas utilizou-se a média dos tratamentos e o desvio padrão. O pisoteio animal ocasionou um aumento na densidade do solo na camada de 0,10-0,20 m. A dose de 225 kg de N ha-1 na pastagem de inverno aumentou a porosidade total do solo em 8% em relação a dose 0 kg de N ha-1 na fase lavoura. O pastejo não influenciou na macroporosidade do solo. O Diâmetro médio geométrico dos agregados na fase após pastejo na camada superficial foi prejudicado pelo pastejo. As doses de nitrogênio aplicadas na pastagem de inverno e o pastejo não influenciam nos estoques de carbono orgânico total (COT) e que também não é influenciado pelas doses de nitrogênio aplicadas na pastagem. O pastejo aumenta o estoque de carbono orgânico particulado (COP) na camada de 0,10-0,20 m na fase pecuária e causa no estoque de COP na camada de 0-0,5 m na fase lavoura. O carbono associado aos minerais (CAM) não é influenciado pelas doses de N aplicadas na pastagem, nem pelo pastejo. / The animal trampling favors the soil compaction process in sheep raising and crop production integrated systems. This compression has negative effects, hindering the development of roots, the availability of nutrients, water and aeration, causing production losses, making it essential for the assessment of soil physical attributes for monitoring soil quality. Soil organic matter can be used to assess the quality of the soil, due to its relationship with the chemical, physical and biological soil properties. Conservation management system with tillage, along with systems integration between crops and livestock are being used to maintain and even increase the levels of soil organic matter. For that, a field experiment was carried out over a Oxisol clayey Alic in Guarapuava, PR, from de 2006 one. experiment sheep raising and crop production integrated systems The climate classified as Cfb .. The study was to evaluate the soil physical properties and quantify the stock of soil organic carbon and its compartmentalization in system integration crop - livestock with sheep under four nitrogen rates (0, 75, 150 and 225 kg ha-1) in the winter pasture, formed by the consortium oat (Avena strigosa) and ryegrass (Lolium multiflorum) and the effect of grazing (with and without). The soil samples blades density evaluations, total porosity, macro and micro, aggregation and carbon stocks were held in two phases: Phase livestock (after removal of the animals of the area) and phase crop (after maize cultivation). The collection of soil samples were carried out in layers of 0-0.5, 0.05-0.10, 0.10-0.20 and m. Data were subjected to analysis of variance and the hypotheses tested by the F test (p <0.05). For the quantitative effect data regression and the qualitative effect used the test medium. In non-significant regressions used the average and standard deviation treatments. The animal trampling caused an increase in bulk density in the 0.10-0.20 m layer. The dose of 225 kg N ha-1 in winter pasture increased total soil porosity at 8% compared to dose 0 kg N ha-1 in the crop stage. The grazing had no effect on soil macroporosity. GMD of aggregates in the phase after grazing the surface layer was damaged by grazing. Nitrogen rates used in the winter pasture and grazing not influence the total organic carbon stocks. The TOC is not influenced by nitrogen fertilization on grassland. The grazing increases the stock of POC in the 0.10-0.20 m layer livestock phase and cause the stock of POC in the 0-0.5 m layer in the crop stage. The MAC is not influenced by N rates applied in the pasture or by grazing.

CAPES / O sucesso da produção agrícola na Integração Lavoura–Pecuária (ILP) está fundamentado no uso adequado de estratégias de manejo adotadas na fase pastagem, como o ajuste da intensidade de pastejo e a adubação nitrogenada. Diversos estudos comprovaram a influência da intensidade de pastejo e da adubação nitrogenada na dinâmica da qualidade física do solo, desempenho de máquinas agrícolas e produtividade de lavouras sucessoras. Entretanto, a maioria dos trabalhos estudam estes fatores de forma isolada e pouco se sabe sobre a interação entre eles no manejo de um sistema ILP. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as possíveis interações, envolvendo altura de pasto e época de adubação nitrogenada no sistema ILP, sobre as características físicas do solo, plantabilidade, os componentes de rendimento e produtividade da soja sucessora a uma pastagem. O experimento foi realizado em uma área de 14 ha, aonde desde 2012 vem sendo conduzido um experimento em longo prazo com ILP sob Plantio Direto, em Abelardo Luz – SC. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com três repetições, distribuídos em um esquema fatorial (2x2). O primeiro fator foi a intensidade de pastejo (alta e baixa), caracterizado por duas alturas de manejo do pasto (10 e 25 cm), e o segundo fator foi a época de aplicação de N no sistema: N aplicado na pastagem (NP) e N aplicado na cultura de grãos (NG), na dose de 200 kg de N ha-1. A altura do pasto foi regulada por meio de pastejo com lotação contínua e taxa de lotação variável de bovinos de corte. A pastagem foi um consórcio de aveia preta ‘BRS 139’ + azevém ‘Barjumbo’. A cultivar de soja ‘Nidera 5909’ foi semeada em 28 de novembro de 2014, 18 dias após a retirada dos animais da área. A densidade do solo após a pastagem na camada 2,5 – 7,5 cm obteve uma média de 1,10 g cm-3 e depois do cultivo da soja 0,98 g cm-3. A variação espacial dos pontos no terreno alterou os valores de densidade e porosidade total devido à umidade se acumular em pontos de baixada durante o período de pastejo. A porosidade total aumentou após o cultivo da soja cujos os valores passaram de 0,58 para 0,62 m3 m-3. Já a resistência mecânica a penetração mostrou que a primeira camada do solo 0-10 cm apresentava mais compactada, porém com redução nos valores após o cultivo da soja. Os diferentes manejos não influenciaram a mobilização de solo, devido à ausência de diferença entre a densidade do solo, a quantidade de palhada não dificultar a operacionalidade da semeadora e a profundidade superficial de atuação da haste sulcadora. Os tratamentos avaliados não afetaram a demanda de força e potência exigida pelo trator para movimentar a semeadora. Não houve diferença significativa de produtividade entre os tratamentos com um valor médio obtido de 3820 kg ha-1. Isso é reflexo de que a área apresentava boas condições físicas e de fertilidade do solo, mostrando que é possível intensificar o sistema. / The success of agricultural production in Crop Livestock Systems (CLS) is based on the proper management of the pasture phase, such as grazing intensity and nitrogen fertilization. Several studies confirmed the influence of grazing and nitrogen in the soil physical traits, the performance of machines and the productivity of successive crops. However, most trials study these factors isolated and little is known about the interaction between them in the management of an CLS system. In this context, the aim of this work was to evaluate the soil physical characteristics and the soybean development and plantability, cropped in succession to winter pasture and managed according grazing intensities and nitrogen fertilization strategies. The experiment was carried out at the city of Abelardo Luz – SC – Brazil (26o31’30” S; 52o15’35”W; 850 m asl.), in a 14 ha area, where a long term no-till – CLS experiment has been conducted since 2012. The experimental design was randomized blocks with three replications, arranged in a factorial scheme (2x2). First factor was composed by grazing intensities (high and low), stablished by two heights of pasture management (10 and 25 cm). The second factor was the N fertilization strategy, being the 200 kg of N ha-1 applied to the pasture (NP) or N applied in the grain crop (NG). The height of the pasture was regulated by grazing with put and take continuous with three animals testers. The pasture was a consortium of black oats 'BRS 139' + ryegrass 'Barjumbo'. The soybean cultivar ‘Nidera 5909’ was sown on November 28, 2014, 18 days after the animals were removed from the area. Soil density after grazing in de soil layer 2,5 – 7,5 cm averaged 1.10 g cm-3 and after cultivation of soybean 0.98 g cm-3. The spatial variation of the points in the terrain changed the values of density and the total porosity due to the moisture accumulating at points of discharge during the grazing period. Total porosity increased after soybean cultivation, whose values increased from 0.58 to 0.62 m3 m-3. Still, the mechanical resistance to penetration showed that the first layer of soil 0-10 cm was more compacted. The treatments did not influence the soil mobilization, as soon as no difference between soil density was observed. The amount of straw did not hinder the operability of the seed drill and the surface depth of the grooving rod. The treatments did not affected the demand of force and power required by the tractor to move the seeder. There was no significant difference in productivity between treatments with a mean value of 3,820 kg ha-1. This is a reflection of good physical conditions and good soil fertility of the area, showing that it is possible to intensify the use of this system.

Orientadores: Carlos Roberto Espindola, Marlene Cristina Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-07T05:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_JoseaneCarinaBorgesde_M.pdf: 4092551 bytes, checksum: 7db0785f360c7cf4341ce58b1534c898 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este estudo trata do processo de degradação da estrutura do solo sob diferentes condições de uso, a partir da análise da estabilidade dos agregados e análise microbiológica, aliados a análises de rotina, como a distribuição granulométrica e complexo sortivo, carbono e pH, além da densidade e porosidade do solo. Os diferentes usos dos solos estudados foram: substrato degradado, substrato degradado com aplicação de lodo, solo com pastagem, substrato com vegetação regenerada (capoeira) e solo sob cerrado. Os tratamentos que sofreram degradação estão inseridos em uma grande ¿área de empréstimo¿, no município de Selvíria (MS), onde está instalada a Fazenda de Ensino e Pesquisa da UNESP do Campus de Ilha Solteira/SP, ao lado da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira. Todos os tratamentos sem lodo revelaram baixa fertilidade dos solos, em função dos teores de bases, matéria orgânica e CTC, além de processos de compactação mecânica, com altos valores de densidade associados. O emprego do lodo de esgoto no substrato degradado imprimiu mudanças consideráveis nos solos. A análise de agregados mostrou altos percentuais de componentes estruturais nas classes de menores tamanhos, muito adensados, em consonância com a porosidade e a densidade. A aplicação de lodo de esgoto provocou melhora no substrato degradado, com aumento do percentual de agregados nas classes de tamanho maiores, aliado à diminuição da densidade. Os solos com pastagem e cerrado, em ambientes menos impactados, apresentaram maior estabilidade dos agregados nas classes de tamanhos maiores, em decorrência da ação de suas vegetações, promovendo constantes aportes de material orgânico. A biomassa microbiana e a contagem de bactérias atestaram que os tratamentos foram fortemente influenciados pela quantia e qualidade de material orgânico fornecido, constituindo exemplo sensível a melhoria das condições do substrato degradado, por exemplo, a biomassa microbiana, dentre os solos degradados, ou com lodo aplicado, ultrapassando, nesse quesito, a qualidade do solo degradado que já regenerou uma capoeira. Outro exemplo dessa eficiência foi observado na pastagem, em que as gramíneas proporcionaram valores mais pronunciados na contagem das bactérias do que no solo sob cerrado, confirmado também na estabilidade dos seus agregados, ressaltando a importância da rizosfera das gramíneas para o fornecimento de exsudatos como fonte de energia e nutrientes para a comunidade bacteriana. Assim, a condição dos agregados associada à constituição microbiológica mostraram-se nitidamente dependentes das práticas de manejo dos solos envolvidos, com resultados muito benéficos trazidos pela aplicação de material orgânico, no caso, o lodo de esgoto / Abstract: The aim of this study was the evaluation of the degradation processes of soil structure under different cropping systems, with aggregate stability analysis and microbial biomass activities allied to soil routine analysis, like granulometric evaluation and sorption complexes, carbon, pH, density and soil porosity. Different cropping systems evaluated in study area were: degraded substrate, sludge added in degraded substrate, pasture soil, regenerated plants soils (underbrush) and scrubland. Treatments that suffered degradation are inserted in a wide-range ¿lending area¿, in Selvíria municipality, Mato Grosso do Sul state, where is established Unesp's Fazenda de Ensino e Pesquisa - Ilha Solteira Campus, besides Ilha Solteira powerplan. In different studied cropping systems, all treatments without the use of sewage sludge showed low fertility, characterized by low base supplies, organic matter and CEC. The use of sewage sludge in the degraded substrate showed considerable changes in soils. Aggregated stability analysis were efficient in changing detection by cropping systems in soil structures. High aggregate percentages were detected in degraded treatment in small size classes, very thick, as seen on porosity and density analysis, with substantial improvements in degradated substrate with sludge, which shows high aggregated percentage in large size classes, allied to lower densities. Pasture and scrubland soils in less impacted environments, showed more aggregated stability on the large size classes, due to its vegetation action, promoting constant furnishing of organic material. Microbial biomass activities showed, by microbial determination and bacterial counts, that treatments were strongly dependent by quality and quantities of available organic matter, this is an sensible example of an upgrade of a degraded substrate. For example, microbial biomass in the substrate degradated, soil with sludge was better, in this point, on the quality of degradated soil and underbrush soil. Other efficiency example was observed by grass species, which proportionate more acceptable values compared to stunted vegetation soils regarding bacterial counting, that reflects in soil aggregate stabilities in this treatment, confirmed the grass rizosphere importance in supplying the energy and nutrient sources to microbial biomass. Therefore, the aggregated condition associated to the microbiological constitution showed up clearly dependent on the cropping systems of the involved soils, with results very positives brought by the application of organic material, sewage sludge, in this case / Mestrado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Mestre em Geografia

Orientador: Edson Eiji Matsura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T01:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_EduardoAugustoAgnellos_D.pdf: 2373293 bytes, checksum: 4c4a05dec764e05e2ded144fb46efba2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A agricultura irrigada atualmente requer um alto consumo de água, gerando questionamentos sobre a sustentabilidade da prática, devido a redução da disponibilidade hídrica para diversos fins e pelos conflitos de uso múltiplo da água. Entretanto, a irrigação apresenta expressiva contribuição para a produção agrícola e se destaca como prática eficiente para elevar a produtividade, minimizando o impacto da expansão agrícola e desmatamento. Dentre as soluções para este problema, destaca-se a utilização do esgoto doméstico tratado (EDT) e da irrigação por gotejamento subsuperficial (IGS). Estudos recentes comprovam o potencial de ambas as práticas na produção de cana-de-açúcar, porém elas carecem de informações consistentes dos impactos ambientais ocasionados na produção agrícola. Neste contexto, o estudo objetivou avaliar a sustentabilidade ambiental da cana-de-açúcar cultivada em condição não irrigada, e irrigada via IGS com água de reservatório superficial (ARS) e EDT, com e sem complementação nutricional. Foram avaliados os aspectos quantitativos e qualitativos da cana-de-açúcar, a pegada hídrica, a qualidade do solo e o balanço dos gases de efeito estufa. No ciclo da primeira cana-soca, constatou um vigoroso desenvolvimento das plantas irrigadas com EDT, com incrementos nas produções de colmo e açúcar, em relação a não irrigada. Ocorreu redução na pegada hídrica da cana-de-açúcar IGS, devido ao incremento na produção de colmo e reduções na demanda hídrica dos componentes verde e cinza. A redução do componente cinza foi reflexo da menor perda de NO3- por lixiviação nos cultivos irrigados com EDT. Constatou-se uma pequena modificação da qualidade do solo, com indícios de perda de qualidade nos indicadores de acidificação, que ocorreu expressivamente nos tratamentos fertirrigados. A emissão acumulada de gases de efeito estufa (EAG) foi superior nos cultivos irrigados com EDT e no não irrigado, com o C-CO2 obtendo maior participação no EAG. No cultivo não irrigado, houve alta perda de N-N2O, diferindo significativamente dos tratamentos irrigados, indicando eficiência da IGS em reduzir a emissão deste gás. A cana-de-açúcar irrigada com EDT apresentou maior deposito de carbono proveniente da massa seca remanescente na área, com saldo positivo entre as entradas e saídas de carbono, e diferindo do cultivo não irrigado. Os resultados permitem afirmar que nas condições edafoclimáticas o uso do EDT na irrigação da cana-de-açúcar ocasionou melhorias ambientais e consequentemente ganhos na sustentabilidade ambiental / Abstract: The irrigated agriculture currently requires a high consumption of water, raising questions about the sustainability of the practice, due to reduced water availability for various purposes and conflicts of multiple use of water. However, the irrigation presents significant contributions to agricultural production and stands as an efficient procedure for increasing productivity, minimizing the impact of agricultural expansion and deforestation. Among the solutions to this problem, stands out the use of treated domestic sewage (TDS) and subsurface drip irrigation (SDI). Recent studies shown potential of both practices in the production of sugarcane, but they lacks consistent information on the environmental impacts caused in agricultural systems. In this context, the study aimed to evaluate the environmental sustainability of sugarcane grown in condition non-irrigated and irrigated by SDI, with water from of reservoir surface (WRS) and TDS, with and without nutritional supplementation by fertigation. To achieve the aim were evaluated the aspects quantitative and qualitative of sugarcane, the water footprint, the soil quality and the greenhouse gas balance. In the first ratoon cane cycle, verified a vigorous growth of plants irrigated with EDT, with increases in the yield of stem and sugar when compared to non-irrigated. Occurred a decrease in water footprint of sugarcane irrigated by SDI, due to increased production of stem and reductions in water demand of green and grey components. The reduction of the grey component was due to lower loss of NO3- by leaching in treatments irrigated with TDS. Low modification of soil quality was verified, with evidence of quality loss in indicators relative to acidification, which occurred of form expressive in fertirrigated treatments. The cumulative emission of greenhouse gases (CEG) was higher in irrigated cultivation with TDS and non-irrigated, with the CO2-C obtaining greater participation in the CEG. In the non-irrigated cultivation occurred a high N2O-N loss, that differed significantly from the irrigated treatments, indicating efficiency of SDI in reducing the emission of this gas. The sugarcane irrigated with TDS showed higher deposit of carbon from the remaining dry mass in the area, with a positive balance between carbon inputs and outputs, differing from non-irrigated cultivation. The results indicate that the use of TDS in sugarcane irrigation, caused environmental improvements and consequently gains in ecological sustainability / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

A produção de batata no Brasil é migratória, devido à alta ocorrência de doenças de solo onde seu cultivo é realizado anualmente após a cultura do milho (Zea mays) e o preparo de solo é feito com grade aradora, implemento cujo uso freqüente estabelece impedimentos físicos. O presente trabalho avaliou um sistema de preparo profundo de solo associado ao cultivo de três diferentes gramíneas Panicum maximum cv. Tanzânia, Brachiaria brizantha cv. Marandu e milho híbrido Dekalb 191 quanto a sua capacidade de promover melhores condições físicas de solo, assim como sua influência sobre a produtividade e ocorrência de doenças na cultura da batata. O preparo de solo alternativo foi capaz de promover melhores condições físicas de solo e, mesmo após dois ciclos da sucessão de culturas, não houve influência da espécie de gramínea utilizada sobre os parâmetros avaliados, embora essas plantas tenham apresentado características diferentes quanto à produção de raízes e de parte aérea. As melhores condições físicas de solo foram responsáveis pelo aumento da produtividade e da qualidade de tubérculos, obtido com o preparo profundo de solo, mas não influenciou a ocorrência de doenças e de outros danos aos tubérculos. A incidência de doenças em geral foi baixa e isso indica que um trabalho com maior número de ciclos da sucessão de culturas seria necessário para testar a hipótese de que o sistema de preparo de solo e sucessão de culturas avaliado descartaria a necessidade de migração na cultura da batata. / Potato crop migrates continually in Brazil, due to the high incidence of soil diseases where potato is cultivated every year after a maize (Zea mays) crop cycle and when chisel plough, which causes sub-superficial compaction, is used for soil management. This work evaluated a soil deep tillage system associated to three different grasses, Panicum maximum cv. Tanzânia, Brachiaria brizantha cv. Marandu and maize Dekalb 191 in order to improve soil physical conditions and to reduce potato soil diseases incidence. The soil deep tillage system improved soil physical conditions and, although the evaluated grasses presented different characteristics of root and shoot production, the grass specie did not influence the evaluated soil parameters and potato productivity after two years of research. The soil physical improvement promoted higher potato yield and quality in the soil deep tillage system but did not influence diseases incidence and other damages to the tubers, assessed after harvesting. The average disease incidence was low, which meant a longer term work was necessary to show if the soil deep tillage system associated to grasses would avoid the Brazilian potato crop migration.

A produção de batata no Brasil é migratória, devido à alta ocorrência de doenças de solo onde seu cultivo é realizado anualmente após a cultura do milho (Zea mays) e o preparo de solo é feito com grade aradora, implemento cujo uso freqüente estabelece impedimentos físicos. O presente trabalho avaliou um sistema de preparo profundo de solo associado ao cultivo de três diferentes gramíneas Panicum maximum cv. Tanzânia, Brachiaria brizantha cv. Marandu e milho híbrido Dekalb 191 quanto a sua capacidade de promover melhores condições físicas de solo, assim como sua influência sobre a produtividade e ocorrência de doenças na cultura da batata. O preparo de solo alternativo foi capaz de promover melhores condições físicas de solo e, mesmo após dois ciclos da sucessão de culturas, não houve influência da espécie de gramínea utilizada sobre os parâmetros avaliados, embora essas plantas tenham apresentado características diferentes quanto à produção de raízes e de parte aérea. As melhores condições físicas de solo foram responsáveis pelo aumento da produtividade e da qualidade de tubérculos, obtido com o preparo profundo de solo, mas não influenciou a ocorrência de doenças e de outros danos aos tubérculos. A incidência de doenças em geral foi baixa e isso indica que um trabalho com maior número de ciclos da sucessão de culturas seria necessário para testar a hipótese de que o sistema de preparo de solo e sucessão de culturas avaliado descartaria a necessidade de migração na cultura da batata. / Potato crop migrates continually in Brazil, due to the high incidence of soil diseases where potato is cultivated every year after a maize (Zea mays) crop cycle and when chisel plough, which causes sub-superficial compaction, is used for soil management. This work evaluated a soil deep tillage system associated to three different grasses, Panicum maximum cv. Tanzânia, Brachiaria brizantha cv. Marandu and maize Dekalb 191 in order to improve soil physical conditions and to reduce potato soil diseases incidence. The soil deep tillage system improved soil physical conditions and, although the evaluated grasses presented different characteristics of root and shoot production, the grass specie did not influence the evaluated soil parameters and potato productivity after two years of research. The soil physical improvement promoted higher potato yield and quality in the soil deep tillage system but did not influence diseases incidence and other damages to the tubers, assessed after harvesting. The average disease incidence was low, which meant a longer term work was necessary to show if the soil deep tillage system associated to grasses would avoid the Brazilian potato crop migration.

Land degradation and soil nutrient depletion have become serious threats to agricultural productivity in sub-Saharan Africa. Soil fertility depletion in smallholder areas has been cited as the fundamental biophysical cause of declining per-capita food production in Africa. Manure application is a well established and known practice, but not effectively used among South African smallholders. This study investigated the practice, constraints and perceptions of improving soil quality through manure application through a case study of three smallholder farmer groups. Three groups from rural areas of KwaZulu-Natal (Mkhambatini, Mooi River and Richmond) were selected to participate in the study. Participatory methodologies were used to identify and clarify the study problem. Three participatory focus group discussions, one per area, were conducted with farmers at the study sites to discuss farming methods, experience and perceptions of manure use, manure management practices and constraints farmers experience with manure use. Force Field Analysis was used for each group to explore for forces against and in support for manure use. Random soil and manure samples were collected for laboratory analysis to determine fertility levels. Some farmers indicated that soil fertility was low. However, half the sample perceived the land to be productive to some extent. The study showed that 40 per cent of farmers reported improved soil fertility following the application of manure. Due to the limited availability of livestock manure, farmers prefer to use both livestock manure and commercial fertilisers. Furthermore, the study found that except for young farmers (20 per cent of the sample), farmers had not received formal training and very limited extension advice on composting and manure use and management. The study participants were aware of the consequences of declining soil fertility and were attempting to improve soil quality. However, low livestock numbers and poor management led to inadequate amounts of manure, and, limited access to information on manure and compost use. Unless better knowledge of optimal soil nutrient management practice is acquired by the farmers, soil fertility levels will continue to decline, further reducing production potential and rural household food security. Government needs to revisit extension support to meet the needs of smallholders and offer training on sound soil management, sustainable production methods, composting and livestock management. A handbook with graphic detail should be accompanied to provide smallholders with information and advice on how to manage soil fertility. / Thesis (M.Agric.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2009.