Orientador: Carolina Fernandes / Banca: Maria Helena Moraes Spinelli / Banca: José Eduardo Corá / Banca: Adolfo Valente Marcelo / Banca: Edson Luiz Mendes Coutinho / Resumo: No período de reforma do canavial, em geral, o preparo do solo para o plantio é realizado em área total, visando promover melhor desenvolvimento do sistema radicular. Todavia, a realização desta prática provoca alterações na estrutura do solo, em função do tráfego de máquinas agrícolas desde a etapa de preparo do solo até a colheita, podendo comprometer o crescimento e a produtividade da cana-de-açúcar. Assim, com este estudo, objetivou-se: i - avaliar o crescimento e a produtividade de colmos da cana-de-açúcar cultivada em Latossolo e Argissolo, submetidos à escarificação em linha de plantio e em área total e ii - avaliar os efeitos do local da escarificação sobre os atributos físicos do solo e sua relação com a produtividade de colmos e a qualidade da cana-de-açúcar, cultivada em Latossolo e Argissolo, seis meses após o plantio. O delineamento experimental foi em parcelas grandes pareadas. Os tratamentos foram constituídos de dois locais de escarificação do solo: escarificação na linha de plantio (ELP) e escarificação em área total (EAT), em Latossolo e em Argissolo, localizados nos municípios de Guariba e Monte Alto, respectivamente. Para atender ao primeiro objetivo, avaliou-se o número de perfilhos, o número de folhas verdes e mortas por planta, a área foliar, o índice de área foliar, a altura da planta e a massa seca dos colmos, folhas, ponteiro e total, sendo estas mensuradas em seis avaliações durante o ciclo da cultura. O Argissolo submetido à ELP interferiu no perfi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the period of sugarcane field reform, soil tillage for planting is generally carried out in total area in order to promote a better root system development. However, this agricultural practice causes changes in soil structure due to the traffic of agricultural machinery from soil tillage to harvesting, which may compromise growth and productivity of sugarcane. The aim of this study was to: i - assess the growth and productivity of sugarcane stalks cultivated in an Oxisol and Ultisol undergoing chiseling in the planting row and in the total area; and ii) assess the effects of the chiseling site on soil physical attributes and their relation with stalk productivity and sugarcane quality six months after planting in an Oxisol and Ultisol. The experimental design was a large paired-plot design with treatments consisting of chiseling in the planting row (CPR) and chiseling in total area (CTA) in an Oxisol and Ultisol located in Guariba and Monte Alto, respectively. In order to meet the first objective, the number of tillers, number of green and dead leaves per plant, leaf area, leaf area index, plant height, and dry matter of stems, leaves, pointer, and total were measured in six assessments during the crop cycle. The Ultisol undergoing CPR interfered with crop tillering, presenting the lowest number of tillers at 115 DAP when approximately 1519 degree-days were accumulated when compared to the same soil undergoing CTA. Soil tillage with chiseling in the planting row may be rep... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Admilson Irio Ribeiro / Resumo: As questões ambientais que envolvem os efeitos do manejo e da degradação do solo necessitam de forma acelerada de pesquisa e muita extensão. Novos saberes e conhecimentos têm alcançado parte da comunidade acadêmica, mas ainda está aquém das necessidades para técnicos e leigos envolvidos em trazer soluções para problemas da ocupação, uso e degradação das terras. O manejo e recuperação ambiental de áreas degradadas são complexos e requerem diferentes tecnologias para o diagnóstico e avaliação. O uso de indicadores como diâmetro médio geométrico e distribuição percentual de agregado são parâmetros de uso consolidados, mas trazem limitações para questões complexas como o diagnostico do estado e condição de agregação do solo. A agregação do solo vem sendo estudada desde o inicio do século passado, mas são poucos os avanços conseguidos em popularizar a analise de agregação do solo agrícola como uma ferramenta laboratorial e prática. Além de que, falta conhecimento para popularizar a condição de agregação como informação de uso corrente. O uso de imagens obtidas e processadas em alta resolução permite sua aplicação em diferentes ramos da ciência, podendo ser aplicada nos estudos relacionados com o processo de agregação permitindo viabilizar o mais conhecimento ao processo. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma proposta metodológica para determinar a condição da qualidade de agregação, com base na tipificação de agregados e nos efeitos da variabilidade de composição em amos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Environmental issues involving the soil management effects and degradation are increasing and need to be extensively researched to be managed. New knowledge about solutions has been produced by academic research, but is still insufficient to solve the problems faced by technicians and other people involved to the field land use planning and degradation problems. Furthermore, the management of soil quality and land reclamation is complex, requiring different technologies for diagnosis and evaluation. The use of indicators, such as geometric mean diameter and percentage distribution of aggregate size, represents classical approaches, but both have limitations in treating the complexity of soil aggregation process. The soil aggregation has been studied since the beginning of the last century, but few advances have been made to popularize it to analyze agricultural soil quality. There are several difficulties to develop laboratory routines and practical tool to evaluate it. The use and processing of high resolution images have been widely applied in several fields of science and represents an interesting solution to study soil aggregation. To fill the existing gap, this works presents a methodological proposal to assess the quality of soil aggregation, by a classification of soil aggregates in terms of composition and variability. Agricultural soil aggregates were analyzed by three attributes: shape, surface and biogenesis. These parameters were used as indicators of soil aggrega... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

The biochar is a promissor product for the soil improvement as physical, chemical and hydraulic properties. However, there is a lack of information about the influence of biochar rate, particle size, depth, soil texture and time of interaction on tropical climate. This is one of the first studies that analyse these properties under tropical condition. The objective of this study was analyze the effect of biochar (BC) rate and particle size on soil chemical, physical and hydraulic properties on tropical condition. Was acessed the effect BC rate (6.25, 12.5 and 25 Mg ha-1) in Clay loam and sandy soil under laboratory condition on chemical properties (C, N and C/N ratio), physical properties (bulk density, porosity and pore size distribution) and hydraulic properties (water holding capacity and water available content). In field condition, the effect of the Filter cake (FC) and FC + BC rate (6.25, 12.5 and 25 Mg ha-1) was studied in two depth (0-10 and 10-20 cm) in two times of interaction (9 and 18 months) on soil physical (bulk density, porosity and pore size distribution and aggregate stability) and hydraulic properties (water holding capacity and water available content and hydraulic conductivity). To verify the best BC particle size to be applied on the soil, a third study was developed to test the effect of BC particle size (< 0.15; 0.15-2 and > 2mm) in clay loam and sandy soil and to analyze its effects on soil chemical, physical and hydraulic properties. In the first study (effect of BC rate on laboratory condition) a positive effect of BC rate on water availability, microporosity, and on water retention was found, especially for clay loam soil at high BC application, but this influence did not occur for sandy soil, possibly due to the short time of interaction. In the second study (effect of BC rate and FC on physical, chemical and hydraulic properties) the bulk density slightly decreased, and the porosity increased after nine months of interaction upon FC + BC 25 Mg ha-1. However, after 18 months, the FC + BC amount altered the pore size distribution with an increase of micropores, aggregate stability, available water content and its alteration was dependent on the FC + BC rate. Nevertheless, this effect was not verified in the hydraulic conductivity (Kfs). The time of interaction contributes to increasing the Kfs, and the reduction of Kfs was found with the increase of FC + biochar rate, especially in higher amount FC + BC (25 Mg ha-1) of biochar. In the third work (effect of biochar particle size on chemical and physical and hydraulic properties) total carbon content increased mainly in sandy soil compared to control treatment, the highest carbon amount was obtained in the biochar size 0.15-2 mm in loamy soil and < 0.15 mm in sandy soil, while TN content and C/N ratio increased slightly with reduction of the biochar particle size in both soils. These results demonstrated that biochar particle size is crucial for water retention, water availability, pore size distribution and C sequestration. It is evident that is possible to save irrigation water and improve soil chemical and physical properties by applying biochar. / O biocarvão (BC) é um produto promissor para a melhoria da qualidade química, física, e hidráulica do solo. No entanto, faltam estudos sobre a influência da dose de BC, tamanho de partícula, profundidade de aplicação, efeitos sobre a textura do solo e tempo de interação em condições de clima tropical. Este é um dos primeiros trabalhos que avaliam essas propriedades em solos sob condições tropicais. O objetivo deste estudo foi analisar o efeito da dose de BC e do tamanho de partículas nas propriedades químicas, físicas e hidráulicas do solo em condição tropical. Avaliou-se o efeito da dose de BC (6,25; 12,5 e 25 Mg ha-1) em solo franco argiloso e arenoso, em condições de laboratório sobre as propriedades químicas (C, N e C/N), físicas (densidade do solo, porosidade e distribuição do tamanho dos poros) e hidráulicas do solo (capacidade de retenção de água e teor de água disponível). Em condição de campo foi estudado o efeito da torta de filtro e dose de BC (6,25, 12,5 e 25 Mg ha-1) mais torta de filtro (TF) em duas profundidades (0-10 e 10-20 cm) e em dois tempos de interação (9 e 18 meses) sobre as propriedades físicas (densidade do solo, porosidade, distribuição do tamanho dos poros e estabilidade de agregados) e hidráulicas do solo (capacidade de retenção de água, teor de água disponível e condutividade hidráulica). A fim de verificar o melhor tamanho de partícula de BC a ser aplicado ao solo foi desenvolvido um terceiro estudo no qual foi avaliado o efeito do tamanho de partículas de BC (< 0,15; 0,15-2 e > 2mm) em solo franco argiloso e arenoso sobre as mesmas propriedades químicas, físicas e hidráulicas do solo avaliadas no primeiro estudo. No estudo da influência de dose de BC em condição de laboratório, foi verificado efeito positivo da dose de BC na disponibilidade de água, microporosidade e retenção de água, especialmente para solo franco argiloso com alta aplicação de BC, mas essa influência não ocorreu, para solos arenosos, possivelmente devido ao curto período de interação. No segundo estudo (efeito da dose de BC+TF) verificou-se que a densidade diminuiu ligeiramente e a porosidade aumentou após nove meses de interação com TF + BC 25 Mg ha-1 e após 18 meses, a quantidade de BC+TF alterou a distribuição do tamanho dos poros aumentando a quantidade de microporos, melhorando a estabilidade do agregado e o conteúdo de água disponível (CAD). O efeito da dose não foi verificado para condutividade hidráulica (Kfs), porém o tempo de interação contribuiu para aumentar os Kfs. Além disso, uma redução de Kfs foi encontrada com o aumento da taxa de BC + TF, especialmente na maior quantidade de TF + BC (25 Mg ha-1) de biocarvão. No terceiro estudo, (efeito do tamanho das partículas de BC nas propriedades químicas, físicas e hidráulicas), o teor total de carbono aumentou principalmente em solo arenoso comparado ao tratamento controle, a maior quantidade de carbono foi obtida no tamanho do BC 0,15-2 mm em solo argiloso e < 0,15 mm em solo arenoso, enquanto o teor de TN e a relação C/N aumentaram ligeiramente com a redução do tamanho das partículas de BC em ambos os solos. Estes resultados demonstraram que o tamanho das partículas de BC é crucial para a retenção, disponibilidade de água, distribuição de tamanho de poros e sequestro de carbono. Esses estudos demonstraram que é possível economizar água de irrigação e melhorar as propriedades químicas e físicas do solo por meio da aplicação do biocarvão.

O solo é um importante sumidouro de carbono (C) atmosférico, uma vez que concentrações de CO2 da atmosfera podem ser atenuadas através de mecanismos de sequestro de C no solo. Nesse contexto, solos sob clima semi-árido estão sendo atualmente avaliados como potenciais sequestradores de C, sobretudo no processo de recuperação de áreas degradadas. No entanto, ainda há carência de informações referentes aos mecanismos envolvidos no sequestro de C. Adicionalmente, há incertezas nas estimativas dos estoques de C pela falta de conhecimento sobre sua variabilidade espacial devido à complexidade dos processos físicos, químicos e biológicos que influenciam o ciclo do referido elemento. As variações espaciais do C no solo estão relacionadas a fatores naturais e induzidos pelo homem e essas variações apresentam-se em diferentes escalas espaciais. Por tais motivos a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a variabilidade espacial do C e de outros atributos físicos, químicos e biológicos do solo numa área de 100 ha destinada ao reflorestamento na região semi-árida do Rio Grande do Norte. Para tanto, foi estabelecida uma grade regular de 644 pontos amostrais espaçados de 40 m numa área localizada no município de Angicos (RN), pertencente à Universidade Federal Rural do SemiÁrido. Foram coletadas 1932 amostras de solo nas profundidades 0-0,1; 0,1-0,2; e 0,2-0,3 m para determinações de C, areia, silte, argila, pH, Na, P, Ca, Mg e K. Para determinar o C da biomassa microbiana (Cmic) foram utilizadas 156 amostras referentes à camada 0-0,1m. Com relação à densidade do solo (Ds) foram coletadas 246 amostras nas três profundidades mencionadas anteriormente. Adicionalmente, foram efetuados os seguintes cálculos: estoques de C, saturação por bases (V %), CTC (CTC(T)), saturação por Al (m) e soma de bases (SB). Os resultados foram submetidos à análise estatística descritiva clássica, seguida de análise geoestatística. O solo da área apresenta predominância de textura muito arenosa, baixa CTC e teores de C e Cmic; altos valores de Ds, acidez elevada e médios teores P e bases disponíveis. Estes resultados são comuns em solos de região semi-árida sob Caatinga em decorrência das condições climáticas desfavoráveis. Na análise descritiva a maioria dos atributos avaliados apresentou normalidade na sua distribuição. Os coeficientes de variação (CV) foram classificados como médios para a maioria dos atributos, a dependência espacial foi moderada com média geral dos alcances de 135 m. A maioria dos atributos ajustou-se ao modelo esférico. Na avaliação da eficiência dos modelos ajustados, tanto a validação interna como a externa apresentaram comportamentos semelhantes. A modelagem aplicada permitiu estimar o alcance e a magnitude das dependências espaciais. Por meio da krigagem foi efetuada a interpolação dos dados e gerados os mapas de variabilidade espacial para os atributos físicos, químicos e biológicos estudados. Os resultados obtidos nesta pesquisa ressaltam a importância do entendimento da variabilidade espacial do C e outras propriedades do solo, informações que servem como ponto de referência inicial (linha de base) e tem implicações importantes para futuras avaliações do impacto no sequestro de C e do potencial produtivo de Jatrofa na região semi-árida do Nordeste Brasileiro. / Soil is an important carbon (C) sink, since atmospheric CO2 concentrations can be attenuated by soil C sequestration. In this context, soils under semi-arid conditions are being evaluated as potential soil C sinks, mainly considering the process of rehabilitation of degraded areas. However, little information is available on the mechanisms associated with soil C sequestration. Moreover, there are uncertainties on soil C stocks estimates because of the lack of knowledge about its spatial variability due to the complexity of physical, chemical and biological processes that directly influence soil C cycle. Soil C spatial variability is associated with a series of natural and human-induced factors and those variations can be expressed in different spatial scales. Therefore, the main objective of the present study was to evaluate the spatial variability of C and soil physical, chemical and biological attributes in a 100 ha area destined to reforestation in the semi-arid region of Rio Grande do Norte (RN), Brazil. In order to do that, a regular grid (40 x 40 m) of 644 sampling points was defined in an area located in the city of Angicos (RN) that belongs to the Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Samples from the 0-0,1; 0,1-0,2; e 0,2- 0,3 m soil layers were collected in each sampling point totalizing 1932 soil cores that were used for the following analyses: C, sand, silt, clay, pH, Na, P, Ca, Mg and K. For microbial biomass C, 156 samples were used from the 0-0,1 m soil depth. Samples for soil bulk density (total of 246 samples) were collected in the three mentioned soil layers. Additionally, the following calculations were performed: soil C stocks, base saturations, cation exchange capacity and aluminum saturation. The results were analyzed using classical descriptive statistics and geostatistics. The soil at the studied area is very sandy and presented low values of cation exchange capacity, C content and microbial biomass; high values of bulk density and soil acidity and medium values of P content and available bases. Those results are typical for soils under native vegetation at the semi-arid region due to unfavorable climatic conditions. From the descriptive analyses, the majority of the studied attributes presented normal distribution. The coefficients of variation (CV) for the majority of the studied attributes presented medium values; the spatial dependence was moderated with mean range value of 135 m. The majority of the attributes were fitted by the spherical model. Assessment of model adjustment efficiency was performed through internal and external validations and both presented similar trends. The application of modeling technique provides estimations of the range and the spatial dependence magnitude of the evaluated soil attributes. Using kriging techniques, analytical results were interpolated and maps were generated to show the spatial variability of the soil physical, chemical and biological properties. The results from the present study stressed the importance of adequately understand C and other soil properties spatial variability. Such information has important implications for future assessments of soil C sequestration and is useful for potential production of Jatropha in the semi-arid condition of the Brazilian northeast region.

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

O entendimento dos processos hídricos do solo, tais como infiltração, drenagem, e disponibilidade de água para as plantas, necessita do conhecimento da relação entre o conteúdo de água no solo e o potencial matricial, representado pela curva de retenção de água no solo (CRA). No entanto, a determinação da CRA demanda tempo e possui um custo relativo alto. Uma alternativa é sua determinação através de modelos que estimam a CRA a partir de alguns atributos de fácil determinação, chamados funções de pedotransferência (FPT). A finalidade desse trabalho foi quantificar os efeitos da mudança do uso do solo sobre os atributos físicos e hídricos no Sudeste do Estado do Pará. Utilizou-se o banco de dados do Projeto Serviços ecossistêmicos e sustentabilidade das paisagens agrosilvipastoris da Amazônia Oriental, para obter dados de textura (areia, silte e argila), densidade do solo (Ds), carbono orgânico (CO), pH, capacidade de troca de cátions (CTC) e, as vezes, as CRA. Primeiramente, foram avaliadas 16 FPT existentes na literatura; 8 FPT paramétricas, que estimam os parâmetros empíricos do modelo de van Genuchten e 8 FPT pontuais, que estimam a umidade em potenciais específicos de água no solo. Posteriormente, buscando maior capacidade preditiva das FPT, através da técnica de regressão múltipla, desenvolveu-se uma FPT utilizando os atributos do solo mensurados no projeto. As melhores FPT foram utilizadas para estimar os parâmetros do modelo de van Genuchten nos sítios onde não havia CRA medida. Através desta extrapolação, avaliou-se o efeito da mudança de uso do solo sobre a distribuição dos tamanhos de poros, utilizando-se análise de componentes principais (ACP). Dentre as FPT testadas, as que apresentaram melhor resultado foram as FPT propostas por Tomasella et al. (2000), no entanto, a avaliação de desempenho realizada mostrou resultados não satisfatórios. Por outro lado, os resultados apresentados pela FPT desenvolvida neste trabalho alcançaram boa capacidade preditiva dos parâmetros empíricos do modelo de van Genuchten (1980). A ACP possibilitou identificar uma grande variabilidade entre os atributos medidos e estimados dos solos. Devido a esta variabilidade, não foram detectadas diferenças marcantes nos atributos dos solos em função do uso. Para isso, faz-se necessário estudos complementares, aumentando a escala e/ou classes de solo. / The understanding of soil water attributes, such as infiltration, drainage, solute movement and water availability for plants, needs the knowledge of the relationship between water content and soil matric potential, represented by the soil water retention curve (SWRC). However, the determination of the SWRC demands considerable time and has a relatively high cost. An alternative is to model its determination using pedotransfer functions (PTF) that calculate the SWRC parameters using easily obtainable soil attributes. The aim of this study was to use PTF to quantify the effects of changing land use on soil hydro-physical attributes at three locations in southern Pará. The database obtained in the project \"Ecosystem services and sustainable agroforestry landscapes in Eastern Amazonia\" was used in order to obtain soil texture data (sand, silt and clay), bulk density (Bd), organic carbon (OC), pH, cation exchange capacity (CEC) and the SWRC. First, 16 PTF found in the literature were evaluated (8 estimating the empirical parameters of the van Genuchten (1980) model and 8 to estimate soil moisture at specific matric potentials). Later, aiming at a greater predictive ability, a PTF was developed using the technique of multiple regression and the soil attributes determined in the project. The best PTF were used to estimate the model parameters of van Genuchten (1980) at the locations where there was no SWRC data. These results were used to determine the changes in pore distribution due to land use using principal component analysis (PCA). These changes were also associated with changes in content of OC and Bd using multivariate analysis. Of the FPT found in the literature the one that showed the best performance was the FPT developed by Tomasella et al. (2000), however, the evaluation performed showed poor results when the data was extrapolated to the locations where no SWRC were determined. The results presented by the FPT developed in this work showed a better efficiency in determining the SWRC in the locations that did not have this information. The PCA analysis performed on this data identified a large variability among the measured and estimated soil attributes. Because of this variability, there were no marked differences in soil attributes depending on land use. For this, more detailed studies are necessary at a increasing scale and/or at the soil class level.

A adição de lodo de esgoto ao solo pode modificar o comportamento dos pesticidas. Sua degradação pode ser favorecida quando materiais orgânicos são adicionados ao solo, já que estes fornecem nutrientes e energia aos microrganismos capazes de degradar a molécula (Felsot & Dzantor, 1990). Por outro lado, solos ricos em matéria orgânica apresentam maior capacidade de retenção, diminuindo o potencial de lixiviação e a biodisponibilidade dos pesticidas às plantas e aos microrganismos. Nesse contexto, esta pesquisa objetivou avaliar o efeito do lodo de esgoto na biodegradação, sorção e dessorção do herbicida diuron em dois Latossolos. A biodegradação foi avaliada semanalmente, durante 63 dias, pelo método da radiorespirometria, sob condições controladas de umidade e temperatura. Ao final do período de incubação, a molécula original e os metabólitos formados foram extraídos e quantificados. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2(solos) x 3 (doses de lodo de esgoto: 0, 10 e 20 t ha-1). Paralelo ao ensaio de biodegradação, foram avaliadas a atividade e biomassa microbiana utilizando os mesmos tratamentos usados no ensaio de biodegradação, porém com dois fatores para o herbicida (com e sem herbicida). A atividade microbiana foi avaliada semanalmente e a biomassa foi avaliada no início e após 63 dias de incubação. Posteriormente, a sorção e adessorção foram avaliadas utilizando o método"Batch", o herbicida foi aplicado, em cinco concentrações, na mistura solo + lodo sem incubação e após um período de incubação de 63 dias. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2(solos) x 3 (doses de lodo de esgoto: 0, 10 e 20 ton ha-1) x 2 (sem incubação e após 63 dias de incubação). Os resultados mostraram que a biodegradação e a dessorção foram diminuídas nos solos tratados com lodo de esgoto, enquanto a sorção e formação de resíduo ligado foram maiores nestes solos. A atividade e biomassa microbiana não foram afetadas pela adição do resíduo. Estes resultados evidenciam que a adição de lodo de esgoto ao solo pode reduzir a eficiência agronômica do diuron e aumentar sua persistência no ambiente, devido a maior retenção da molécula nos solos tratados com o resíduo. / Adding sludge to agricultural soil may modify the behavior of pesticides in the soil. In some cases, the application of organic amendment increases the degradation of pesticides, by providing nutrients and energy to the microorganisms able to degrade the molecule (Felsot & Dzantor, 1990), in other cases, the sorption is increased, resulting in the decrease of leaching potential of the molecule, and smaller bioavailability of the pesticide to the plants and to the microorganisms. In this context, the aim of this work was to evaluate the effect of the sewage sludge on the biodegradation of the diuron herbicide in 2 oxisoils. The biodegradation was evaluated weekly, for 63 days, by methods of the radiorespirometry, under controlled condition of the humidity and temperature. At the end of the incubation, the original compounds and their metabolites were extracted and quantify. Completely randomized design was used with a factorial experiment of 2 (soil ) x 3 (sewage sludge: 0, 10 e 20 ton ha-1). In parallel to this study, were evaluated the microbial activity and biomass, using the same treatments of the biodegradation experiment, but with two factories for herbicide (with and without herbicide).

A crescente ocupação urbana desordenada e inadequada vem acarretando sérios problemas ao meio ambiente nos últimos anos. Em algumas cidades, os assentamentos urbanos são localizados principalmente em regiões de encosta sem nenhum critério técnico ou projeto ambiental. Esse tipo de irresponsabilidade tanto da população como do próprio governo geram transgressões de leis ambientais e freqüentes acidentes nas épocas de chuvas torrenciais, resultando em grandes tragédias. Portanto, o estudo dos diversos tipos de uso do solo associado as suas características físicas é de extrema importância para o entendimento dos processos de preservação e conservação dos recursos naturais, e principalmente em relação à restrição ao uso das terras em áreas de risco de deslizamento, assegurando assim a qualidade de vida da população. Esta dissertação propõe a analise da legislação ambiental do município de São Sebastião no Estado de São Paulo através do uso do Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento. A área de estudo tem uma extensão de 402,3 Km2 e está localizada no Litoral Norte de São Paulo. Este município apresenta uma pressão da expansão urbana que acarreta sérios problemas de deslizamentos nas épocas de chuva devido a assentamentos irregulares. A metodologia utilizada foi adaptada da proposta por CREPANI et al. (1996) e MORAES (1999). Neste trabalho foram utilizadas as imagens dos sensores TM, ETM+ e HRV dos satélites Landsat 5, 7 e Spot dos períodos de 1988 a 2002, assim como do Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) de 2000. A partir das imagens orbitais gerou-se um mapa temático de uso e cobertura do solo, e da imagem de radar as isolinhas e a carta de declividade da referida área de estudo. Estes produtos foram integrados e/ou cruzados juntamente com as variáveis ambientais de geologia, geomorfologia, geotecnia e solos resultando no Mapa de Aptidão Física ao Assentamento Urbano. Este último foi integrado com o Mapa de Legislação Ambiental que contém as Áreas de Preservação Permanente (APP`s) para gerar finalmente o Mapa de Incompatibilidade ao Uso. Todos os cruzamentos foram executados através da Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico (LEGAL) do software SPRING. Os resultados obtidos mostraram que existem poucas áreas compatíveis ao Uso, devido a Legislação Ambiental e também as características físicas da região. Existe ainda um avanço antrópico permanente em áreas de risco de deslizamentos e nas proximidades do limite do Parque Estadual da Serra do Mar (PESM), comprovando o desrespeito às leis ambientais. A identificação das áreas compatíveis para o assentamento urbano pode impedir a expansão do crescimento antrópico em áreas de risco, e também sobre a degradação ambiental em regiões de preservação no município de São Sebastião. / In the last few years, increasing urban occupation considered inadequate and disordered is recognized to be a serious environmental problem. In some cities, the urban settlements are also located in areas of sliding land, which are occupied without any technical criterion or environmental project. Such irresponsible actions by the citizens and bye the government are roots of transgressions of environmental laws always leading to land sliding accidents and tragedies during torrential rainfalls. Therefore, investigating several types of land use associated to physical soil characteristics are extreme important for understanding the actual preservation and conservation processes associated to natural resources, especially, on issues relating to the restrictions of use and occupation in areas of land slide, in order to assure life quality of the population. This dissertation intends to analyze the environmental legislation of the municipality of São Sebastião in São Paulo State, applying Remote Sensing and Geographic Information System. The study area extension is about 402.3 km2 and is located in the North Coast of São Paulo State. Due to irregular settlement associated to areas of urban pressure and expansion, the municipal area is actually subjected to land-sliding problem during raining season. Method used has adapted proposed ideas of CREPANI et al. (1996) and MORAES (1999). Were used images of TM, ETM+, HRV sensors of satellites Landsat 5, 7 and Spot of period from 1988 to 2002, and also of the Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) of 2000. Using the orbital images was generated a thematic map of land use and cover, while the radar image has treated the isolines and declivity. Both products were crossed and integrated analyzed with others environmental variables of geology, geomorphology, geotechnical and soils that have resulted into a general Map of Urban Settlement considering Physical Capacity. This was linked with the Environmental Legislation Area Map containing the Areas of Permanent Preservation (APP`s) for determination of Land Use Incompatibility Map. All the crossings procedures were made using The LEGAL language (Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico) of SPRING software was utilized for all crossed analyses. Final results have revealed that there are only few areas that are available relating compatible Use and to the Environmental Legislation combined with the physical characteristics of the area. However, anthropic occupation is expanding continuous in sliding risk areas and also by the boundaries of Parque Estadual da Serra do Mar (PESM), where environmental laws where not obeyed. The awareness of compatible Use for the urban settlement may aid in order to assist the expansion or anthropic occupation in risk areas, and also to avoid environmental degradation where preservation is expected in the municipality of São Sebastião.

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)

Lisímetros de pesagem tem custos de implantação e manutenção elevados e nem sempre produzem resultados satisfatórios devido a impossibilidade de representarem as muitas situações que ocorrem num sistema de produção agrícola. Foi idealizado um sistema mais simplificado de montagem de lisímetro de pesagem para obtenção de perda de água do solo. Tal sistema utiliza apenas uma célula de carga em cada lisímetro, e mis uma célula no sistema de drenagem. Devido a essa possibilita também a medida da evaporação durante o processo da drenagem. O custo médio da instalação de uma bateria de três lisímetros em Piracicaba, SP, foi de aproximadamente US$ 900,00. Foram obtidos valores de massa satisfatórios para períodos diários, horários e a cada trinta minutos. Existe grande correlação entre a massa do lisímetro e a umidade do solo. Houve grande oscilação da evaporação do solo ao longo do dia, maior do que a ETo calculada. Os valores de coeficiente de evaporação, Ke, obtidos se mostraram-se consistentes.Foram identificadas as fases de rápida redução de Ke e a de redução lenta, respectivamente para as faixas de umidade intermediária e seca. Foi possível realizar ajuste estatisticamente significativo de um modelo logarítmico do coeficiente de evaporação (Ke) em função de evapotranspiração de referência acumulada (ETo) ou da evaporação do tanque classe A acumulada(ECA). Os modelos para estimativa de ARM e de Ke em função dos índices de seca &#8721;EToPM e &#8721;ECA mostraram-se adequadas para seus propósitos, podendo ser também utilizadas para a estimativa da evaporação do solo nu (Es) considerando-se esta como a variação do ARM da água do solo. / Weighing lysimeters have high installation cost and require frequent maintenance and sometimes they do not produce satisfactory results due to the impossibility to represent all the situations that happen in an agricultural system. A simplified weighing lysimeter was developed to obtain soil water loss. Such a system just uses a load cell per lysimeter and another cell in the drainage system, which makes possible to measure of the evaporation during drainage process. The average cost of installation of a battery of three lysimeters in Piracicaba, SP, was approximately US$ 900. Satisfactory daily mass values were obtained, as well as for hourly and thirty minutes periods. A high correlation between the mass of the lysimeters and soil moisture was observed. The variation of soil evaporation along the day was larger than the variation obtained with calculated ETo. The values of evaporation coefficient, (Ke), were consistent. The phases of fast and slow reduction of Ke were identified respectively for medium and low soil water content. Was possible to adjust a logarithmic model to the relation ship between evaporation accumulated reference evapotranspiration (&#8721;ETo) and accumulated evaporation from class A pan (&#8721;ECA). The models for estimating (ARM) and Ke in function of the drought indexes &#8721;EToPM and &#8721;ECA were water storage in the soil appropriate and can be used to estimate evaporation of a bare soil, which is considered as the variation of ARM.