Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-05-09T13:09:50Z No. of bitstreams: 1 Marcio Vieira da Cunha.pdf: 268054 bytes, checksum: 4c968c79527a31867d221fe52ae60458 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T13:09:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio Vieira da Cunha.pdf: 268054 bytes, checksum: 4c968c79527a31867d221fe52ae60458 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The experiment was carried out at the IPA Experimental Station, Itambé-PE, located in the Forest Zone of Pernambuco. The objective was study structural and morphologic characteristics and evaluate factors related the grazing efficiency in five Pennisetum sp. genotypes (IRI-381, Venezuela, HV-241, Elephant B and Hexaploid) during the dry period of the year. Genotypes were managed under rotational stocking (44 days of resting period and four days of grazing period). The experimental design was complete randomized blocks in split plot (genotypes represented the plots; grazing cycles, the subplots) and four replications. Six replications were used for total, green and dry pre-grazing leaf blade mass. The others variables (green leaf blade accumulation and grazing efficiency) were analyzed using a complete randomizedblocks design with four repetitions. There was variation in the structural and morphologic characteristics of the Pennisetum sp. genotypes. The IRI-381 and Elephant B presented high density of green leaf blade, low percentage of dead material and high density of remaining basal tillers and new aerial tillers, with averages of 5.0 kg DM/ha/cm, 33%, 22 and 146 tillers/m2, respectively. The same genotypes presented greater total and green pre-grazing leaf blade mass, and green leaf blade accumulation and grazing efficiency, with averages of 1374 and 737 kg DM/ha, 654 kg DM/ha/44 days and 80% of the green leaf blade accumulation, respectively. The HV-241 presented high participation of died material in its aerial biomass (55.6%) due to the high tiller mortality (19 and 114 basal and aerial dead tillers/m2, respectively). This genotype stillpresented high grazing efficiency (100% of the green leaf blade accumulation), however low green leaf blade accumulation (155 kg of MS/ha/44 days). Lesser grazing efficiencies were observed in the Hexaploid and Venezuela (59 and 36% of the green leaf blade accumulation, respectively), possibly due to the high losses by grazing (30 and 31% of the pre-grazing total leaf blade mass, respectively). The alterations in the structural and morphologic characteristics of the Pennisetum sp. genotypes suggest that the animal stoking will have to be adjusted to each grazing cycle aiming at the maintenance of forage stand and the quality of the animal diet. The genotypes IRI-381 and Elephant B presented potential to be used under rotational stocking in dry period of the year. There were indications that interspecific hybrid HV-241 was more affected bythe effect of the dry period of the year. / O experimento foi realizado na Estação Experimental do IPA, em Itambé-PE,objetivando estudar características estruturais e morfológicas, assim como os fatores relacionados à eficiência de pastejo em cinco genótipos de Pennisetum sp. (IRI-381,Venezuela, HV-241, Elefante B e Hexaplóide) no período seco do ano, da Zona da Mata de Pernambuco. Os genótipos foram manejados sob lotação rotacionada (44 dias de descanso e quatro dias de permanência) ao longo de dois ciclos de pastejo. Utilizou-se delineamento experimental em blocos ao acaso com parcelas subdivididas (os genótipos representaram as parcelas; os ciclos de pastejo, as subparcelas) e quatro repetições. Para massa de lâmina foliar total, verde, e seca pré-pastejo foram utilizadas seis repetições. Para acúmulo de lâmina foliar verde e eficiência de pastejo foi utilizado delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. Houve variação nas características estruturais e morfológicas de genótipos de Pennisetum sp. O IRI-381 e Elefante B apresentaram alta densidade de lâmina foliar verde, baixa porcentagem de material morto e alta densidade de perfilhos basais remanescentes e aéreos novos, com médias de 5,0 kg de MS/ha/cm, 33%, 22 e 146 perfilhos/m2, respectivamente. Estes mesmos genótipos apresentaram maior massa de lâmina foliar total, e verde pré-pastejo, acúmulo de lâmina foliar verde e eficiência de pastejo, com médias de 1374 e 737 kg de MS/ha, 654 kg de MS/ha/44 dias e 80% do acúmulo lâmina foliar verde, respectivamente. OHV-241 apresentou alta participação de material morto em sua biomassa aérea (55,6%) devido a alta mortalidade de perfilhos (19 e 114 perfilhos basais e aéreos mortos/m2,respectivamente). Este genótipo apresentou ainda alta eficiência de pastejo (100% do acúmulo lâmina foliar verde, porém baixo acúmulo de lâmina foliar verde (155 kg de MS/ha/44 dias). Menores eficiências de pastejo foram observadas no Hexaplóide e Venezuela (59 e 36% do acúmulo de lâmina foliar verde, respectivamente), possivelmente devido às altas perdas sob pastejo (30 e 31% da massa de lâmina foliar total pré-pastejo, respectivamente). As alterações nas características estruturais e morfológicas dos genótipos de Pennisetum sp. sugerem que a lotação animal deverá ser ajustada a cada ciclo de pastejo visando a manutenção do stand forrageiro e a qualidade da dieta animal. Os genótipos IRI-381 e Elefante B apresentam potencial para serem utilizados sob lotação rotacionada no período seco do ano. Houve indicações que o híbrido interespecífico HV-241 foi mais afetado pelos efeitos do estresse hídrico noperíodo seco do ano.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Leslivan Ubiratan de Moraes.pdf: 723767 bytes, checksum: 88adcd404b3c30cc9f22d95b44bd13b3 (MD5) Previous issue date: 2008-04-16 / The jurubeba was identified that such species was Solanum scuticum M. Nee, from which pharmacognostic and morphanatomic data were not available to Goiás. Because of that, we tried some complementary data. For the morphoanatomic evaluation of the leaves some cuts were carried out as described by Kraus and Arduin (1997). For the phytochemical trial, it was used some methodologies as described by Costa (2001). With the phytochemical screening, were identified alkaloids, flavonoids, coumarins, anthraquinones and saponins in prospecting phytochemical. Both in phytochemical trial, as in the phytochemical prospection, it was found alkaloids. Due to the biological activities of these secondary metabolites, we obtained the alkaloid fraction, using the dust of the leaves, and we got the ethanol extract. The fractions were divided by polarity and they were evaluated by thin-layer chromatography. Microbiological evaluation was carried out to verify possible contaminants. Such evaluation did not reveal the presence of microorganisms, and it was raised the possibility of antimicrobiotic activity of the raw extract in twenty three strains of bacteria and in two yeasts. According to the antimicrobial tests, the extract presented some features, as the difficult of solubility in aqueous medium, and the best dilution was achieved in dimethyl sulfoxide (DMSO) 50%. These tests also demonstrated the difficult of the solubilization of the fractions, which it will be used in the experiments of Vero cells cultures. It was verified the low antimicrobial activity of the raw hidroethanolic extract. Of all the fractions, the alkaloid fraction presented the best solubility in DMSO 0.3%. So, it was proceeded the dilution and the evaluation of the alkaloid fraction in Vero cells, and it was evaluated morphology, viability and cellular proliferation. We finally verified the citotoxicity of the alkaloid fraction in the statistical analyses, and in the vitality test carried out by Trypan blue, and also in the morphological alterations compatible to citotoxity alterations. / A espécie de jurubeba estudada no presente trabalho é Solanum scuticum M. Nee, da qual não eram disponíveis dados farmacognósticos e nem morfoanatômicos para Goiás. Para a avaliação morfoanatômica das folhas S. scuticum realizaram-se cortes à mão livre e cortes permanentes como descrito por Kraus e Arduin (1997). Para realização de triagem fitoquímica utilizou-se as metodologias descritas por Costa (2001). Com na triagem fitoquímica, foram identificados alcalóides, flavonóides cumarinas, heterosídios antraquinônicos e heterosídios saponínicos na prospecção fitoquímica. O extrato etanólico das folhas foi obtido e apartir do mesmo procedeu-se o fracionamento por diferença de polaridade, e realizaram-se avaliações dos seus componentes através de cromatografia de camada delgada. Testou-se a esterelidade da droga em pó e a possível atividade antimicrobiana do extrato bruto hidoalcoólico de S. scuticum. Tal avaliação não revelou a presença de microrganismos, sendo levantada a possível atividade antimicrobiana do extrato bruto frente a vinte e três cepas de bactérias e duas de leveduras. Os testes demonstraram também a dificuldade de solubilização das frações, as quais seriam utilizadas nos experimentos de cultura de células da linhagem Vero. Sendo averiguada baixa atividade anti-microbiana do extrato hidroalcóolico bruto. Tendo em vista as atividades biológicas do grupo dos alcalóides procedeu-se à obtenção da fração alcaloídica a partir do pó das folhas. Pelos testes antimicrobianos o extrato apresentou características de difícil solubilidade em meio aquoso, a melhor diluição para emprego do extrato foi obtida em dimetilsulfóxido (DMSO) 50%. Das frações a que possuiu melhor solubilidade em DMSO foi à alcaloídica, na concentração de 0,3%. Assim procedeu-se a diluição e a avaliação da atividade da fração alcaloídica em células da linhagem Vero, avaliando-se a morfologia, viabilidade e proliferação celular frente aos tratamentos realizados. Verificando-se atividade citotóxica da fração alcaloídica tanto nas avaliações estatísticas do teste de vitalidade por azul de Trypan, quanto nas alterações morfológicas compatíveis com alterações citotóxicas.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-21T15:04:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiza Toubas Chaul - 2015.pdf: 1642322 bytes, checksum: e56380dae120d4058880c94d9e953832 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-21T15:07:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiza Toubas Chaul - 2015.pdf: 1642322 bytes, checksum: e56380dae120d4058880c94d9e953832 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-21T15:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiza Toubas Chaul - 2015.pdf: 1642322 bytes, checksum: e56380dae120d4058880c94d9e953832 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In recent years, interest in medicinal products derived from plants that exhibit antimicrobial activity has been intensified. The present study aimed to characterize drugs and herbal extracts, determine the polyphenol content, tannins, flavonoids, quantify the chosen marker and evaluate the antimicrobial activity of crude ethanolic extracts and fractions of Rosmarinus officinalis Linn., Origanum vulgare Linn. and Capsicum chinense Jack. against different microorganisms (Gram negative and Gram-positive bacteria, filamentous fungi and yeasts), pathogenic or not. The herbal drugs and extracts were obtained and physico-chemically characterized according to the Brazilian Pharmacopeia 5. Ed. The polyphenols, tannins and flavonoids contents were evaluated. A methodology to quantify rosmarinic acid from R. officinalis and O. vulgare was covalidated and a methodology to quantify capsaicin of C. chinense was validated. The fractions hexane, dichloromethane, ethyl acetate and aqueous were obtained by partition. Microdilution broth tests were performed to determine the minimum inhibitory concentration (MIC). It was found that the material is suitable for the study according to the Pharmacopoeias and that there is adequate quality control of the drug plant. Furthermore, the methodology for quantifying rosmarinic acid in both R. officinalis and in O. vulgare and methodology to quantitate capsaicin, have been validated and it is able to produce results with acceptable accuracy and precision in relation to the specifications of FDA and ANVISA. The content of rosmarinic acid found in R. officinalis and O. vulgare were 6.55 and 2.63%, respectively. The concentration of capsaicin in C. chinense was 1.84%. Regarding antimicrobial activity, most of the tested fractions were more effective than the crude ethanolic extracts (EEB), and the fractions that showed good activity to a greater number of microorganisms were hexane fraction of O. vulgare (OFH) and dichloromethanic fraction of R. officinalis (AFD) and C. chinense (PFD). Most of the tested fractions showed better activity against Gram-positive bacteria than against Gram-negative bacteria. The rosmarinic acid showed antimicrobial activity mainly against fungi. Polar fractions of O. vulgare also showed good antifungal activity and rosmarinic acid can be considered one of the possible compounds responsible for the antimicrobial activity. Capsaicin showed moderate activity against all strains of Listeria and can be one of the components responsible for moderate inhibition of this group of bacteria. The results of this study suggest that the AFD, OFH and PFD fractions show promising potential in the search for natural alternatives for conservation and control pathogens in food. / Nos últimos anos, o interesse por produtos derivados de plantas medicinais que apresentem atividade antimicrobiana tem sido intensificado. O presente estudo buscou caracterizar drogas e extratos vegetais, determinar o teor de polifenóis, taninos, flavonoides, quantificar o marcador escolhido e avaliar a atividade antimicrobiana de extratos etanólicos brutos e frações de Rosmarinus officinalis Linn., Origanum vulgare Linn., e Capsicum chinense Jack frente a diferentes micro-organismos (bactérias Gram-positivas e Gram negativas, fungos filamentosos e leveduriformes), patogênicos ou não. As drogas vegetais e os extratos foram obtidos e caracterizados físico-quimicamente de acordo com a Farmacopeia Brasileira 5. Ed. Os teores de polifenóis, taninos e flavonoides foram calculados. Covalidou-se metodologia para quantificar ácido rosmarínico em R. officinalis e O. vulgare e validou-se metodologia para quantificar a capsaicina em C. chinense. As frações hexânica, diclorometânica, acetato de etila e aquosa foram obtidas por partição a partir do extrato etanólico bruto. Foram realizados testes de microdiluição em caldo para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM). A metodologia para quantificar o ácido rosmarínico, tanto em R. officinalis, quanto em O. vulgare, e a metodologia para quantificar a capsaicina, foram validadas e apresentam-se aptas a gerar resultados com exatidão e precisão aceitáveis em relação as especificações do FDA e ANVISA. Os teores de ácido rosmarínico encontrados no R. officinalis e O. vulgare foram de 6,55 e 2,63%, respectivamente. O teor de capsaicina em C. chinense foi de 1,84%. Com relação à atividade antimicrobiana, a maioria das frações testadas foram mais ativas que os extratos etanólicos brutos (EEB), sendo que as frações que apresentaram boa atividade frente a um maior número de micro-organismos foram a fração hexânica de O. vulgare (OFH) e as frações diclorometânica de R. officinalis (AFD) e C. chinense (PFD). A maioria das frações testadas apresentou uma atividade inibitória melhor frente a bactérias Gram-positivas do que frente a Gram-negativas. O ácido rosmarínico apresentou boa atividade antimicrobiana principalmente frente a fungos. Frações polares de O. vulgare também apresentaram boa atividade antifúngica, podendo o ácido rosmarínico ser considerado um dos possíveis compostos responsáveis pela atividade antimicrobiana. A capsaicina apresentou atividade inibitória moderada frente a todas as cepas de Listeria e pode ser um dos componentes responsáveis pela inibição deste grupo de bactérias. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que as frações AFD, OFH e PFD mostram potencial promissor na busca de alternativas naturais para a conservação e o controle de patógenos em alimentos.

Nos últimos anos têm sido desenvolvidos modelos de regressão beta, que têm uma variedade de aplicações práticas como, por exemplo, a modelagem de taxas, razões ou proporções. No entanto, é comum que dados na forma de proporções apresentem zeros e/ou uns, o que não permite admitir que os dados provêm de uma distribuição contínua. Nesta tese, são propostas, distribuições de mistura entre uma distribuição beta e uma distribuição de Bernoulli, degenerada em zero e degenerada em um para modelar dados observados nos intervalos [0, 1], [0, 1) e (0, 1], respectivamente. As distribuições propostas são inflacionadas no sentido de que a massa de probabilidade em zero e/ou um excede o que é permitido pela distribuição beta. Propriedades dessas distribuições são estudadas, métodos de estimação por máxima verossimilhança e momentos condicionais são comparados. Aplicações a vários conjuntos de dados reais são examinadas. Desenvolvemos também modelos de regressão beta inflacionados assumindo que a distribuição da variável resposta é beta inflacionada. Estudamos estimação por máxima verossimilhança. Derivamos expressões em forma fechada para o vetor escore, a matriz de informação de Fisher e sua inversa. Discutimos estimação intervalar para diferentes quantidades populacionais (parâmetros de regressão, parâmetro de precisão) e testes de hipóteses assintóticos. Derivamos expressões para o viés de segunda ordem dos estimadores de máxima verossimilhança dos parâmetros, possibilitando a obtenção de estimadores corrigidos que são mais precisos que os não corrigidos em amostras finitas. Finalmente, desenvolvemos técnicas de diagnóstico para os modelos de regressão beta inflacionados, sendo adotado o método de influência local baseado na curvatura normal conforme. Ilustramos a teoria desenvolvida em um conjuntos de dados reais. / The last years have seen new developments in the theory of beta regression models, which are useful for modelling random variables that assume values in the standard unit interval such as proportions, rates and fractions. In many situations, the dependent variable contains zeros and/or ones. In such cases, continuous distributions are not suitable for modeling this kind of data. In this thesis we propose mixed continuous-discrete distributions to model data observed on the intervals [0, 1],[0, 1) and (0, 1]. The proposed distributions are inflated beta distributions in the sense that the probability mass at 0 and/or 1 exceeds what is expected for the beta distribution. Properties of the inflated beta distributions are given. Estimation based on maximum likelihood and conditional moments is discussed and compared. Empirical applications using real data set are provided. Further, we develop inflated beta regression models in which the underlying assumption is that the response follows an inflated beta law. Estimation is performed by maximum likelihood. We provide closed-form expressions for the score function, Fishers information matrix and its inverse. Interval estimation for different population quantities (such as regression parameters, precision parameter, mean response) is discussed and tests of hypotheses on the regression parameters can be performed using asymptotic tests. We also derive the second order biases of the maximum likelihood estimators and use them to define bias-adjusted estimators. The numerical results show that bias reduction can be effective in finite samples. We also develop a set of diagnostic techniques that can be employed to identify departures from the postulated model and influential observations. To that end, we adopt the local influence approach based in the conformal normal curvature. Finally, we consider empirical examples to illustrate the theory developed.

Phosphorus (P) is the second macronutrient that most limits the agricultural production due to its low level of availability in the soils, thus requires high demand to obtain high crops efficiency in the short-term, however, it is a non-renewable resource. In long-term, differents P fertilizer placement can effect, particularly the preferential forms of P retained and legacy in the soil pool and their contribution to increasing P use efficiency by crops over time. In this context, in the present thesis, in the chapter two, we aimed to assess changes in soil P pools (labile, moderately labile and non-labile) and legacy soil P accumulation after long-term P fertilization with an initial soil P buildup and annual P applications. P pools in the soil showed a significant effect of P application on labile P fractions with the adoption of annual rates of 60, 90 and 120 kg P2O5 ha-1, while effects of the initial P application were less significant for this tropical high weathered soil. Thus, P accumulation from annual rates in the labile fractions of P could help to improve the soil legacy P availability and represent a profitable strategy to reduce large inputs of inorganic P fertilizer in tropical crop production systems. in the chapter three, we evaluated the influence of long-term P fertilizer placement on soil P pools and legacy soil P accumulation under a corn-soybean long-term rotation. Significant changes in soil P pools were observed by the long-term effect of P fertilizer placement. Broadcast P fertilizer placement increased the labile P and moderately labile P in the topsoil (0-7.5 cm), and had a greater P fertilizer use efficiency compared to deep band placement. The use of combined placement strategies will contribute to maintain the available P pools maximizing P fertilization efficiency in reduced tillage systems. in the chapter four, we evaluated the effects of long-term P fertilizer placement (initial placement and annual rates and placement of P) in the transition of pasture to double-crop of soybean and corn under no-till crop production on changes in the soil P pools and legacy soil P accumulation. Results of P pools in the soil showed a significant effect of P application on labile P fractions in soil surface with the adoption of annual rates and placement of 100B and 100SP kg P2O5 ha-1 under all initial P application, and 100B for the all others P fractions and soil depths, while effects of the initial P application were less significant for this tropical high weathered soil. Thus, P accumulation from the initial (P remains in the soil after five years) and annual P fertilizer application in the labile P pools could help (at least in part) to reduce current high dependency and large inputs of inorganic P fertilizer in tropical no-till systems. / O fósforo (P) é o segundo macronutriente que mais limita a produção agrícola devido seu baixo nível de disponibilidade nos solos, exigindo alta demanda para obter alta eficiência das culturas em curto-prazo, porém, é um recurso não renovável. Em longo-prazo, diferentes adições desse fertilizante podem afetar as formas e o legado do P no solo e sua contribuição para aumentar a eficiência do seu uso pelas culturas ao longo do tempo. Neste contexto, no capítulo dois, avaliamos as mudanças nos pools de P do solo (lábeis, moderadamente lábeis e não lábeis) e o acúmulo do legado do P no solo após a fertilização P a longo prazo com o aumento do P inicial do solo com o uso de doses iniciais de P e aplicações anuais de P. As frações de P do solo mostraram um efeito significativo à aplicação de P nas frações lábeis de P com a adoção das doses anuais de 60, 90 e 120 kg de P2O5 ha-1 , enquanto os efeitos da aplicação inicial de P foram menos significativas para este solo tropical altamente intemperizado. Assim, o acúmulo de P nas frações lábeis promovidas pelas doses anuais de P poderia ajudar a melhorar a disponibilidade e legado do P no solo e representar uma estratégia lucrativa para reduzir grandes entradas de fertilizantes fosfatados inorgânicos nesses sistemas tropicais de cultivo. no capítulo três, avaliou-se a influência da adubação fosfatada a longo-prazo nas frações e legado do P do solo, sob rotação milho-soja. Foram observadas mudanças significativas nas frações de P do solo pelo efeito da aplicação de fertilizantes fosfatados em longo-prazo. A colocação do fertilizante fosfatado a lanço aumentou o P lábil e moderadamente lábil na camada superficial do solo (0-7,5 cm) e teve maior eficiência de uso deste fertilizante em comparação à apliacação profunda. O uso de estratégias de aplicações combinadas contribuirá para manter as fraçães de P disponíveis maximizando a eficiência da fertilização fosfatada nos sistemas de cultivo reduzido. no capítulo quatro, avaliamos os efeitos da adubação fosfatada a longo-prazo (aplicação inicial e doses e aplicações anuais de P), na transição do pasto para cultivo de soja e milho safrinha sob plantio direto, nas mudanças e acumulação das frações e legado do P no solo. As frações de P no solo mostraram um efeito significativo à aplicação de P nas frações lábeis na superfície do solo com a adoção das doses e aplicações anuais de 100B e 100SP kg P2O5 ha-1 em todas as aplicações iniciais de P, e 100B para todas as outras frações de P e profundidades do solo, enquanto os efeitos da aplicação inicial de P foram menos significativos para este solo tropical altamente intemperizado. Assim, o acúmulo de P da aplicação inicial (efeito residual do P no solo após cinco anos) e as aplicações anuais do fertilizante fosfatado nas frações de P lábil podem ajudar (pelo menos em parte) a reduzir a alta dependência atual às grandes entradas de fertilizante fosfatos inorgânico nos sistema de plantio direto.

Phosphorus (P) one of the essential elements to plants and animals, is a non-renewable resource and accuatlly high demanded in agriculture. The World\'s population growth and future estimatives on food demands raises the question about the sustainability of the current agriculture systems, speccially concerns about the low P use efficiency in agroecosystems. Brazilian agriculture requires high P inputs and many researches has been developed to increase the crops yield and, consequently, food production efficiency. However, this development was achieved at the high costs of mineral fertilisers (specially P) and long-term perspectives about the costs of the intensification in the tropical agriculture is accuattly in debate. In this conxtext, in the present thesis chapter two we evaluated the evolution of the Brazilian cropland basis and P demands, quantifying the Brazil P Legacy and, based on scenarios involving the cropland area and yield expansion, we estimated the future (up to 2050) Legacy P and P fertilisers demand. We also estimated the potential aleviation that could be achieved in the mineral fertilizers consumption by utilisation and improvements on manure P recycling. Alternatively, considering the systems intensification and its effects on P availability, we proposed alternative scenarios to promote the Legacy P utilisation in Brazil\'s improved agriculture systems to grant the agriculture expansion without huge increments on the national P fertilisers consumption. A worldwide recognized advance in Brazilian agriculture is the Cerrado, where large cropland areas accually are cultivated twice a year, improving the food and fiber production without any additional disturbance of natural ecossystems. In this context, no-tillage (NT) agriculture has been widely used and, as consequence, soil fertility has been improved, which could be also farorable to the P availability, when rotation with crop species with P mobilization mechanisms are introduced, such as cover crops utilisation. However, the effects of these improved rotated systems on P bioavailability in long-term in tropical soils remains uncert in the literature and was our objective in the chapter three, where is described a study envolving the evaluation of long-term changes on P fractions in tropical Oxisols, from two long-term field trials involving tillage systems (NT and conventional tillage, CT) and cover crops (millet, brachiaria, maize and control, fallow). The long-term cultivation generated large amounts of legacy P in the soil and with the brachiaria introduction as cover crop, more P was recycled in the topsoil and labile P and all the organic P fractions increased. Based on the cover crop effects, we proposed that the bioavailability of the legacy P could be represented by the P extracted by the labile fractions + moderately labile P fractions. In the chapter four, we used other techniques actually widely applied to P speciation, and we applied in tropical soils affected by the native Cerrado conversion into NT and CT agriculture. A multiple approach to identify and quantify the P forms in tropical soils were proposed by the utilisation of Hedley\'s fractionation togheter with P K-edge XANES for P-bindings into inorganic soil matrix and liquid 31P-NMR spectroscopy to complement the organic P species in tropical soils. / Fósforo (P), um dos elementos essenciais às plantas e animais, é um recurso não-renovável e altamente demandado na agricultura atualmente. O crescimento da população mundial e as estimativas futuras da demanda de alimentos aumentam os questionamentos sobre a sustentabilidade dos sistemas agrícolas atuais, especialmente no que se refere a baixa eficiência no uso do P na agricultura. A agricultura brasileira requer altas quantidades de P e muitas pesquisas tem sido desenvolvidas para aumentar a produtividades das culturas e, conseequentemente, a eficiencia da produção de alimentos. Entretanto, este desenvolvimento tem sido alcançado a altos custos com uso de fertilizantes minerais (sobretudo P) e as perspectivas de longo prazo sobre os custos da intensificação da agricultura tropical estão atualmente em debate. Nesse contexto, no capítulo dois da presente tese avaliamos a evolução da área cultivada no Brasil e das demandas de P, quantificando o legado do P no Brasil e, baseado em cenários envolvendo a expansão da área cultivada e da produtividade, estimamos o futuro (até 2050) legado de P e as demandas por fertilizantes fosfatados. Ainda estimamos a potencial redução no consumo de fertilizantes fosfatados que pode ser alcançada pela utilização e melhorias na reciclagem do P oriundo de dejetos. Alternativamente, considerando a intensificação dos sistemas e seus efeitos na disponibilidade de P, propusemos cenários alternativos visando a utilização do \"Legacy P\" em sistemas agrícolas melhorados para garantir a expansão agrícola sem drásticos incrementos no consumo nacional de fertilizantes fosfatados. Um avanço internacionalmente reconhecido na agricultura Brasileira é o Cerrado, onde extensas áreas agrícolas são cultivadas duas vezes ao ano, incrementando assim a produção de alimentos e fibras sem qualquer custo aos ecossistemas naturais. Nesse contexto, a agricultura sob plantio direto (PD) tem sido amplamente difundida e, como consequencia, a fertilidade dos solos tem-se elevado, o que pode também favorecer a disponibilidade de P, quando são introduzidas rotações com espécies de plantas que apresentam mecanismos de mobilização do P, como o uso de plantas de cobertura. Entretanto, os efeitos desses sistemas melhorados de rotação na biodisponibilidade de P em solos tropicais no longo prazo permanecem incertos na literatura e foram objeto de estudo no capítulo três, onde está descrito um estudo envolvendo a avaliação das mudanças de longo-prazo nas frações de P em Latossolos, oriundos de dois experimentos de campo de longa duração no Cerrado, envolvendo a avaliação de sistemas de preparo (PD e preparo convencional, PC) e plantas de cobertura (milheto, braquiária milho e um controle, apenas pousio). O cultivo por longo tempo resultou em grandes quantididades de \"Legacy P\" acumulado no solo e, com o uso de braquiária como cultura de cobertura, maior quantidade de P foi reciclado para as camadas superiores do solo e as frações de P lábil e todas as frações organicas aumentaram. Baseado nos efeitos das plantas de cobertura, sugerimos que a biodisponibilidade do \"Legacy P\" pode ser representada pelo P extraído nas frações lábeis + o P de frações moderadamente lábeis. No capítulo quatro, utilizamos outras técincas atualmente difundidas para a especiação de P, aplicando-as em solos tropicais influenciados pela conversão do Cerrado nativo em agricultura sob PD e PC. Uma abordagem múltipla para identificação e quantificação de formas de P em solos tropicais foi proposta através da utilização do fracionamento de P proposto por Hedley em conjunto com a especiação de P por XANES da borda K do P para identificação de ligação do P a matrix inorgânica do solo, e espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) para complementação da identificação de espécies orgânicas de P em solos tropicais.

Phosphorus (P) one of the essential elements to plants and animals, is a non-renewable resource and accuatlly high demanded in agriculture. The World\'s population growth and future estimatives on food demands raises the question about the sustainability of the current agriculture systems, speccially concerns about the low P use efficiency in agroecosystems. Brazilian agriculture requires high P inputs and many researches has been developed to increase the crops yield and, consequently, food production efficiency. However, this development was achieved at the high costs of mineral fertilisers (specially P) and long-term perspectives about the costs of the intensification in the tropical agriculture is accuattly in debate. In this conxtext, in the present thesis chapter two we evaluated the evolution of the Brazilian cropland basis and P demands, quantifying the Brazil P Legacy and, based on scenarios involving the cropland area and yield expansion, we estimated the future (up to 2050) Legacy P and P fertilisers demand. We also estimated the potential aleviation that could be achieved in the mineral fertilizers consumption by utilisation and improvements on manure P recycling. Alternatively, considering the systems intensification and its effects on P availability, we proposed alternative scenarios to promote the Legacy P utilisation in Brazil\'s improved agriculture systems to grant the agriculture expansion without huge increments on the national P fertilisers consumption. A worldwide recognized advance in Brazilian agriculture is the Cerrado, where large cropland areas accually are cultivated twice a year, improving the food and fiber production without any additional disturbance of natural ecossystems. In this context, no-tillage (NT) agriculture has been widely used and, as consequence, soil fertility has been improved, which could be also farorable to the P availability, when rotation with crop species with P mobilization mechanisms are introduced, such as cover crops utilisation. However, the effects of these improved rotated systems on P bioavailability in long-term in tropical soils remains uncert in the literature and was our objective in the chapter three, where is described a study envolving the evaluation of long-term changes on P fractions in tropical Oxisols, from two long-term field trials involving tillage systems (NT and conventional tillage, CT) and cover crops (millet, brachiaria, maize and control, fallow). The long-term cultivation generated large amounts of legacy P in the soil and with the brachiaria introduction as cover crop, more P was recycled in the topsoil and labile P and all the organic P fractions increased. Based on the cover crop effects, we proposed that the bioavailability of the legacy P could be represented by the P extracted by the labile fractions + moderately labile P fractions. In the chapter four, we used other techniques actually widely applied to P speciation, and we applied in tropical soils affected by the native Cerrado conversion into NT and CT agriculture. A multiple approach to identify and quantify the P forms in tropical soils were proposed by the utilisation of Hedley\'s fractionation togheter with P K-edge XANES for P-bindings into inorganic soil matrix and liquid 31P-NMR spectroscopy to complement the organic P species in tropical soils. / Fósforo (P), um dos elementos essenciais às plantas e animais, é um recurso não-renovável e altamente demandado na agricultura atualmente. O crescimento da população mundial e as estimativas futuras da demanda de alimentos aumentam os questionamentos sobre a sustentabilidade dos sistemas agrícolas atuais, especialmente no que se refere a baixa eficiência no uso do P na agricultura. A agricultura brasileira requer altas quantidades de P e muitas pesquisas tem sido desenvolvidas para aumentar a produtividades das culturas e, conseequentemente, a eficiencia da produção de alimentos. Entretanto, este desenvolvimento tem sido alcançado a altos custos com uso de fertilizantes minerais (sobretudo P) e as perspectivas de longo prazo sobre os custos da intensificação da agricultura tropical estão atualmente em debate. Nesse contexto, no capítulo dois da presente tese avaliamos a evolução da área cultivada no Brasil e das demandas de P, quantificando o legado do P no Brasil e, baseado em cenários envolvendo a expansão da área cultivada e da produtividade, estimamos o futuro (até 2050) legado de P e as demandas por fertilizantes fosfatados. Ainda estimamos a potencial redução no consumo de fertilizantes fosfatados que pode ser alcançada pela utilização e melhorias na reciclagem do P oriundo de dejetos. Alternativamente, considerando a intensificação dos sistemas e seus efeitos na disponibilidade de P, propusemos cenários alternativos visando a utilização do \"Legacy P\" em sistemas agrícolas melhorados para garantir a expansão agrícola sem drásticos incrementos no consumo nacional de fertilizantes fosfatados. Um avanço internacionalmente reconhecido na agricultura Brasileira é o Cerrado, onde extensas áreas agrícolas são cultivadas duas vezes ao ano, incrementando assim a produção de alimentos e fibras sem qualquer custo aos ecossistemas naturais. Nesse contexto, a agricultura sob plantio direto (PD) tem sido amplamente difundida e, como consequencia, a fertilidade dos solos tem-se elevado, o que pode também favorecer a disponibilidade de P, quando são introduzidas rotações com espécies de plantas que apresentam mecanismos de mobilização do P, como o uso de plantas de cobertura. Entretanto, os efeitos desses sistemas melhorados de rotação na biodisponibilidade de P em solos tropicais no longo prazo permanecem incertos na literatura e foram objeto de estudo no capítulo três, onde está descrito um estudo envolvendo a avaliação das mudanças de longo-prazo nas frações de P em Latossolos, oriundos de dois experimentos de campo de longa duração no Cerrado, envolvendo a avaliação de sistemas de preparo (PD e preparo convencional, PC) e plantas de cobertura (milheto, braquiária milho e um controle, apenas pousio). O cultivo por longo tempo resultou em grandes quantididades de \"Legacy P\" acumulado no solo e, com o uso de braquiária como cultura de cobertura, maior quantidade de P foi reciclado para as camadas superiores do solo e as frações de P lábil e todas as frações organicas aumentaram. Baseado nos efeitos das plantas de cobertura, sugerimos que a biodisponibilidade do \"Legacy P\" pode ser representada pelo P extraído nas frações lábeis + o P de frações moderadamente lábeis. No capítulo quatro, utilizamos outras técincas atualmente difundidas para a especiação de P, aplicando-as em solos tropicais influenciados pela conversão do Cerrado nativo em agricultura sob PD e PC. Uma abordagem múltipla para identificação e quantificação de formas de P em solos tropicais foi proposta através da utilização do fracionamento de P proposto por Hedley em conjunto com a especiação de P por XANES da borda K do P para identificação de ligação do P a matrix inorgânica do solo, e espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) para complementação da identificação de espécies orgânicas de P em solos tropicais.

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Made available in DSpace on 2016-12-08T15:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS12DA031.pdf: 1064353 bytes, checksum: 3650d4bc597fa05d242856c40e92363a (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In soils of low fertility and commonly not fertilized, it is assumed that during the development of forest species, stands they can absorb less labile forms of nutrients. This situation implies on more specific soil analysis because the classical methods estimate only the readily available nutrients, difficulting the diagnosis of soil fertility and fertilizer recommendation for forests. The objective of this study was to analyze labile and non-labile forms of carbon (C), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) of soil in forests of Pinus taeda in the first rotation (17 years of cultivation) and third rotation (49 years of continuous pine cultivation) in different soil layers up to 80 cm depth. The relative content of soil carbon in fulvic acid decreased from first to third rotation and humic acids increased from first to third rotation, indicating that with the increase of time use with forests, there is the transformation of more labile carbon in more stable forms. These results show that the total organic carbon may not be a good indicator of the changes in the soil carbon dynamics under pine forests, and that fractions of organic matter may be more reliable. With time, the moderately labile inorganic P acted as a sink of soil P, increasing its levels from first to third rotation, while the labile inorganic (Pi-Pi-RTA and NaHCO3) and labile organic (Po-NaHCO3) acted as a source of P, suggesting that the analysis of available P in soils under pine forests should take into account these fractions. The soil on older use with pine forest showed lower levels and stocks of K, Ca and Mg and non-exchangeable Ca and K. Both, P, K and Mg showed great reserve in non-labile forms that may be available in the long term, unlike Ca, which showed labile and total concentrations too low. Thus, while the available forms of P, K and Mg could be replenished by other forms of these nutrients in the soil, regardless of replenishment through fertilization, the export of Ca by wood without its replacement may drastically limit the Ca supply for next pine rotations / Em solos de baixa fertilidade e comumente não fertilizados, supõe-se que as espécies florestais podem absorver formas menos lábeis de nutrientes que são disponibilizados ao longo da rotação florestal. No entanto a avaliação desta situação é complexa, pois os métodos clássicos estimam apenas os teores prontamente disponíveis, dificultando o diagnóstico da fertilidade do solo e a definição da necessidade de adubação. O objetivo deste trabalho foi analisaros teores e estoques de diferentes formas decarbono, fósforo, potássio, cálcio e magnésio do solo em florestas de Pinus taeda L. em primeira rotação (17 anos de cultivo) e terceira rotação (49 anos de cultivo sucessivo) em diferentes camadas do solo até 80 cm de profundidade. O solo em terceira rotação teve seu conteúdo relativo de carbono em ácidos fúlvicos menor e o de ácidos húmicos maior, quando comparado à floresta em primeira rotação, indicando que com o aumento do tempo de uso com florestas há a transformação de formas mais lábeis de carbono em formas mais estáveis. Os teores totais não são bons indicadores de modificações do C na superfície do solo e as frações da matéria orgânica podem ser utilizadas para diagnosticar a dinâmica da matéria orgânica do solo em florestas de Pinus. A fração de P inorgânico moderadamente lábil (Pi-NaOH) foi 47% maior na floresta em 3ª rotação de Pinus, enquanto as frações inorgânicas lábeis (Pi-RTA e Pi-NaHCO3) e orgânicas lábeis (Po-NaHCO3) foram maiores nos solos sob primeira rotação, sugerindo a existência de uma modificação das formas de fósforo e que, diferentes formas desse nutriente podem contribuir com a disponibilidade de P em solos sob florestas de Pinus. A floresta há mais tempo cultivada com Pinus taeda apresentou menores teores e estoques de K trocável (extraído por NH4OAc.), Ca e Mg trocáveis (KCl), K não-trocável (HNO3) e de Ca semi-total (Água régia). Tanto o P como o K e Mg apresentaram grande reserva em formas não lábeis (ou não trocáveis e semitotais) que poderão vir a ser disponibilizadas em longo prazo, diferentemente do Ca, que apresentou teores lábeis e totais muito baixos. Assim, enquanto as formas disponíveis de P, K e Mg poderiam ser reabastecidas por outras formas destes nutrientes no solo, independente de reposição via fertilização, a exportação sem nenhuma reposição de Ca poderá limitar drasticamente a disponibilidade deste nutriente no solo