Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-10-03T16:31:46Z No. of bitstreams: 1 _Dissertação-1.pdf: 1765644 bytes, checksum: 7e195b49bdd27dff996d76e75bbb6210 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T16:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 _Dissertação-1.pdf: 1765644 bytes, checksum: 7e195b49bdd27dff996d76e75bbb6210 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O aquecimento global provocado por gases como CO2, N2O e o CH4 resultantes de atividades agrícolas e por solos alagados tem motivado inúmeros estudos em diversos países, procurando quantificar a contribuição de diferentes sistemas na emissão desses gases. Os objetivos desse estudo foram elucidar o mecanismo de produção do gás do efeito estufa, óxido nitroso (N2O) em uma área de floresta secundária baixa localizada em Manguariba - Rio de Janeiro e determinar se estas emissões ocorrem acompanhadas por processos de nitrificação ou desnitrificação. Para que isso fosse possível, foram realizadas quatro campanhas de amostragens seguidas de experimentos de incubação do solo em laboratório e análises químicas deste solo antes e após as incubações. Medidas de variação de pressão em câmaras sob condições controladas de temperatura foram realizadas empregando-se um manômetro tubo em “U” em quatro experimentos e um barômetro/sensor/datalogger em outros dois experimentos. As concentrações de N2O, bem como as de CH4 no solo, foram determinadas antes e após as incubações por cromatografia gasosa. Na primeira campanha de amostragem foram coletadas também amostras de água em um curso de água que pode ser uma fonte de nitrogênio para este solo, pois em época de chuvas a água poluída com esgoto doméstico, deste riacho chega até os pontos de amostragem. Foram determinadas as concentrações de amônio e nitrato em amostras do solo, antes e após incubações, e na água do riacho. Através dos dados gerados pelas análises químicas determinamos as taxas líquidas de nitrificação, mineralização/assimilação ocorridas durante o período de incubação do solo e correlacionamos essas taxas com a produção de óxido nitroso. A nitrificação a uma taxa constante se mostrou dominante no experimento onde houve a maior produção de N2O. Nos demais experimentos a nitrificação permaneceu dominante, porém seguida por desnitrificação em outros dois experimentos, nos quais a produção do gás foi muito pequena e até mesmo nula, indicando a redução do óxido nitroso a N2. A desnitrificação ocorreu de forma dominante em apenas um dos experimentos e possivelmente foi seguida por nitrificação, pois houve uma pequena produção de N2O durante esta incubação. / The global warming caused by greenhouse gases like CO2, CH4 and N2O resulting from agricultural activities and flooded soils has motivated numerous studies in many countries, seeking to quantify the contribution of different systems on greenhouse gas emissions. The objectives of this study were to elucidate the mechanism of production of greenhouse gas, nitrous oxide (N2O) in a secondary forest area located in downtown Manguariba (Rio de Janeiro) and determines if these emissions occur accompanied by processes of nitrification and denitrification. To make this possible, there were four sampling campaigns followed by incubation experiments of soil in the laboratory and chemical analyses of soil before and after incubations. Measures of barometric pressure variation in PVC chambers under controlled temperature were carried out using a variation of a pressure gauge manometer tube into "U" for four incubation experiments and a sensor which measures the pressure variation barometer / sensor / datalogger (Baro Diver) during the third and fourth experiments. N2O concentrations were determined by gas chromatography. In the first year of sampling, samples of water were taken from a tributary of the Rio Guandu, which can be a source of sewage pollution for this soil, because in the rainy season the water in this tributary reaches the sampling points. Chemical analysis was performed for determination of NH4 + and for analysis of nitrate ions. Data generated by the chemical analysis determined the rate of net nitrification, mineralization / assimilation which occurred during the incubation periods and correlated these rates with the production of nitrous oxide. Nitrification at a constant rate proved to be dominant in the experiment where there was a greater production of N2O. In other experiments, however, nitrification remained dominant followed by denitrification in two other experiments, in which gas production was very small and even zero, indicating the reduction of nitrous oxide to N2. Denitrification was very dominant in only one experiment and was followed by nitrification possibly because there was a small N2O production during this incubation. The experiment with the barometer / sensor / datalogger (Baro Diver) was carried out to confirm what would be the dominant process along these incubations. With this sensor we observed nitrification-dominant production of nitrous oxide. There were no correlations between the flow of N2O emitting in situ and flow generated during the incubation periods. We also observed that the effluent water from the Rio Guandu sample showed high concentrations of nitrate and ammonia and can be considered as a source of inorganic N to this soil

Atualmente a questão das mudanças climáticas causada por gases do efeito estufa (GEE), desperta grande interesse. Diante dos possíveis impactos que tais mudanças podem causar, buscam-se alternativas visando diminuir as emissões desses gases associadas a atividades antrópicas. Entre essas alternativas está a utilização de biocombustíveis, que no caso do Brasil é representado pelo etanol proveniente da cana-de-açúcar. Existe um debate sobre a magnitude da redução de emissões de GEE que tal opção de combustível representa. Fatores como mudança do uso da terra e fluxos de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) nas plantações de cana-de-açúcar, ainda estão sendo estudados. O propósito deste trabalho foi avaliar, com auxílio de modelagem computacional e sistemas de informações geográficas (SIG), as emissões de GEE associadas ao cultivo da cana-de-açúcar no estado de São Paulo, nos anos de 2003 e 2010, comparando os resultados com os obtidos a partir das diretrizes do \"Intergovernmental Panel on Climate Change\" (IPCC). Também foi avaliada a influência nos resultados quando os dois métodos são utilizados em diferentes escalas espaciais. O programa computacional de emissões utilizado foi o \"Denitrification Decomposition\" - DNDC. Inicialmente foram comparados valores de emissão simulados pelo programa com valores de um experimento com medição contínua desses gases numa plantação de cana-deaçúcar na região de Quensland - Austrália. Os resultados da simulação foram quantitativamente semelhantes aos obtidos no experimento no caso dos fluxos de N2O, e qualitativamente satisfatórios com relação aos fluxos CH4. As estimativas estaduais de emissões de N2O, obtidas através do programa DNDC foram significativamente maiores do que as obtidas pelas diretrizes do IPCC, em todas as escalas consideradas. Também foram observadas variações significativas entre as estimativas nas diversas escalas espaciais quando utilizado o programa computacional, o mesmo não sendo verificado quando utilizados os algoritmos do IPCC. Em ambos os casos também se notou um aumento na estimativa de emissões de N2O para o ano de 2010 em relação a 2003. A simulação computacional indicou que os fluxos de N2O e CH4 na cultura da cana-de-açúcar, são influenciados pelo tipo de solo e condições climáticas, sendo que tais fatores não são levados em consideração quando as estimativas são baseadas nos algoritmos do IPCC. / Currently the climate change issue caused by greenhouse gases (GHG) attracts great interest. Given the potential impacts that such changes might cause, option aiming to reduce emissions of these gases associated with anthropogenic activities are currently being sought. Among these options is the use of biofuels, which in the case of Brazil is represented by sugarcane ethanol. There is a debate about the magnitude of GHG emission reduction that this option represents. Issues like land use change and fluxes of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) on sugarcane plantations are still being investigated. The purpose of this work is to evaluate, with the assistance of computational modeling and geographic information systems (GIS), greenhouse gases emissions associated with the cultivation of sugarcane in the state of São Paulo, in the years 2003 e 2010, comparing the results with the ones obtained by the International Panel on Climate Change (IPCC) guidelines. The influence on the results when both methods are used at different spatial scales was also evaluated. The computer program used to simulate GHG emissions was the \"Denitrification Decomposition\" - DNDC. Initially, emissions values simulated by the computer program were compared with values obtained in an experiment with continuous measurements of such gases in a plantation of sugarcane in the region of Queensland-Australia. The simulation results were quantitatively similar to those obtained in the experiment in the case of N2O fluxes, and of a satisfactory quality with respect to CH4 fluxes. The statewide estimates for N2O emissions, obtained through the DNDC program were significantly greater than the ones obtained by the IPCC guidelines, at all scales considered. Significant variations between estimates were also observed at different spatial scales when using the computer program, the same thing was not observed when using IPCC algorithms. In both cases it was also notice an increase on the estimates of N2O emissions for the year 2010 compared to 2003. The computer simulation indicated that the flows of N2O and CH4 in sugarcane crops are influenced by soil types and climatic conditions, and these factors are not taken into account when estimates are based on the IPCC algorithms.

Previsões alarmantes sobre o futuro do clima no planeta têm feito os debates sobre políticas climáticas virem à tona com mais vigor nos últimos anos. Nesse contexto, os países desenvolvidos, principalmente, tentam mobilizar-se à procura de mecanismos efetivos para frear os desdobramentos da ação humana sobre o clima. Mas essas medidas devem ter impactos, por meio do comércio internacional, em países que não acordaram dividir as responsabilidades do controle de emissões. Em particular, o Brasil possui papel relevante nas discussões sobre políticas climáticas, devido a aspectos como matriz energética com ênfase em fontes renováveis, produção comercial de biocombustíveis e riqueza em estoques de carbono na forma de vegetação natural. Assim, o presente trabalho pretende investigar os efeitos diretos e indiretos sobre a economia brasileira advindos de políticas climáticas prováveis de serem adotadas. A metodologia a ser utilizada baseia-se na modelagem de equilíbrio geral aplicado, considerando as especificidades da economia brasileira. Os resultados apontam que, sob a perspectiva de produção comercial de bicombustível, o Brasil se coloca como principal produtor, diminuindo sua produção de etanol, que é para uso interno, e direcionando-se para o comércio internacional do substituto não-poluente do petróleo. Conclui-se, também, que a produção comercial de biocombustível se coloca como uma armadilha para a economia de um país, em especial o Brasil, aproveitando-se dos recursos econômicos disponíveis em detrimento do consumo interno e prejudicando também o investimento em outras atividades econômicas. Para os demais países do mundo, entretanto, a possível comercialização de biocombustíveis é benéfica por desonerar as políticas climáticas. / Alarming predictions on the global climate future has been making the climate policies discussions come along more vigorously the latest years. On this context, developed countries especially are trying to get themselves together looking for effective mechanisms to curb the consequences of human actions upon the weather. But these measures must impact, by international trade, on countries that have not agreed to share the burdens of emissions control. Particularly, Brazil has a relevant role on climate policies discussions, due to aspects like its energetic matrix with emphasis on renewable energy, its tradable production of biofuels and its rich carbon stocks in natural vegetation. So this work intends to investigate the direct and indirect impacts on Brazilian economy from possible implementation of climate policies. The methodology is based on applied general equilibrium modeling, considering the specificities of the Brazilian economy. The results point that under the perspective of biofuel commercial production, Brazil becomes the main producer, diminishing its production of ethanol for its own use, and moving toward international trade of the non-pollutant oil substitute. One can either conclude that the biofuel commercial production is a trap for economy of a country, especially Brazil, since it takes advantage of available natural resources in despite of internal consumption and even harming the investment on other economic activities. For the other countries of the world, however, the possible trading of biofuels is beneficent by unburdening the climate policies.

O objetivo deste trabalho é avaliar qual seria o impacto da inserção dos veículos elétricos nos sistemas de distribuição de energia elétrica de duas distribuidoras brasileiras, a EDP Bandeirante e EDP ESCELSA. Como esta tecnologia ainda não se encontra em utilização no Brasil, será adotada uma abordagem prospectiva, de modo a projetar o crescimento da frota de veículos elétricos até o ano de 2020. Para que se possa simular em uma sub estação, qual será o impacto da adoção desta tecnologia. Utilizando-se das projeções de crescimento da frota, também serão quantificados o impacto na matriz energética nacional e nas emissões de gases do efeito estufa. / This work, aims to evaluate the impact of the electric vehicles insertion on two power distribution utilities, EDP Bandeirante and EDP ESCELSA. How the electric vehicles aren´t a reality on Brazil, an prospective approach will be adopted, to project the growth of the electric vehicles fleet until the 2020 year, so that can be simulated in one substation, the impact that would be caused by the adoption of this technology. Using these projections, the impact on Brazilian energetic matrix, and the greenhouse gas emissions will be calculated to.

O objetivo deste trabalho é avaliar qual seria o impacto da inserção dos veículos elétricos nos sistemas de distribuição de energia elétrica de duas distribuidoras brasileiras, a EDP Bandeirante e EDP ESCELSA. Como esta tecnologia ainda não se encontra em utilização no Brasil, será adotada uma abordagem prospectiva, de modo a projetar o crescimento da frota de veículos elétricos até o ano de 2020. Para que se possa simular em uma sub estação, qual será o impacto da adoção desta tecnologia. Utilizando-se das projeções de crescimento da frota, também serão quantificados o impacto na matriz energética nacional e nas emissões de gases do efeito estufa. / This work, aims to evaluate the impact of the electric vehicles insertion on two power distribution utilities, EDP Bandeirante and EDP ESCELSA. How the electric vehicles aren´t a reality on Brazil, an prospective approach will be adopted, to project the growth of the electric vehicles fleet until the 2020 year, so that can be simulated in one substation, the impact that would be caused by the adoption of this technology. Using these projections, the impact on Brazilian energetic matrix, and the greenhouse gas emissions will be calculated to.

[pt] Este trabalho apresenta a Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro e realiza um estudo sobre as contribuições dos setores da economia do Rio de Janeiro no processo de emissão de gases de efeito estufa (GEE), para o horizonte 2008/2020. Com base na Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro, desenvolvida pelo Governo do Estado em parceria com o Instituto de Energia da PUC-Rio – IEPUC, tendo como ano base 2008, são feitas simulações das taxas de emissões de GEE para diversos cenários de 2009 a 2020, levando-se em conta atividades industriais, de transporte e queima. O estudo permite apresentar métodos de planejamento energético, modelagem de matrizes e emissões de gases de efeito estufa, assim como sistemas de informação atuais utilizados para realização destas e outras atividades de planejamento energético, em especial o Sistema LEAP – Long Range Energy Alternatives Planning System. Este projeto pode ser utilizado como base para futuros estudos da Matriz Energética do Rio de Janeiro e como base para implementação de ações de mitigação das emissões de GEE no Estado do Rio de Janeiro. / [en] This work presents the Energy Matrix of Rio de Janeiro State and a study on the contribution of the economics sectors of Rio de Janeiro to the greenhouse gas (GG) emission process for the 2008/2020 horizon. Based on the Energy Matrix of Rio de Janeiro State, developed by Government of Rio de Janeiro State in partnership with the Energy Institute of PUC-Rio – IEPUC, with 2008 taken as the base year, greenhouse gas emission rate simulations are made for various scenarios from 2009 to 2020, considering industrial, transport and burning activities. The study allows to present energy planning methods, greenhouse gas emission and matrix modeling, as well as the current information systems used to carry out these and other energy planning activities, especially the LEAP System – Long Range Energy Alternatives Planning System.This project may be used as a basis for future studies on Rio de Janeiro’s energy matrix as well as the groundwork for implementation of greenhouse gas emission mitigation actions in the state of Rio de Janeiro.

Climate changes and global warming are topics of scientific debate. The increase of greenhouse gases has been pointed out as one of the main causes of the changes. The study aimed to evaluate the associative effect of monensin (M) with different levels of tannins (T) on feeding, digestive and rumen fermentation (ex-situ technique) parameters as well as on anaerobic biodigestion of waste. In a 2 x 4 factorial arrangement, 8 cannulated Nellore cows were distributed in 2 contemporary 4 x 4 Latin squares and received 8 experimental diets which differed in the level of inclusion of T of A. mearnsii extract (0.0, 0.75, 1.5, and 2.25% DM) and M which was daily administered to each cow (about 32 mg/kg DM) of one square. To evaluate the production of biogas, experimental batch-type anaerobic biodigesters were used in a completely randomized design. The data were analyzed by the Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). The results have shown little interaction between M and T. Regarding the feeding, digestive and N balance parameters, the T linearly reduced DM and water intake, the total apparent digestibility of DM, CP, TDN and OM; for the NDF and ADF the reduction was quadratic. The T linearly reduced rumen disappearance rate by linearly reduce both passage and digestion rates. T also linearly reduced urinary urea excretion, but both additives had no effect on the synthesis and efficiency of microbial protein synthesis. M reduced the proportion of N excreted in feces, but had no effect on N balance, whereas T linearly increased fecal N and linearly reduced urinary and retained N. Regarding the parameters of rumen fermentation, no significant effect of M was observed on CH4 production, but on the reduction of acetate:propionate ratio. T linearly reduced the production of CH4 and total SCFA. Regarding anaerobic biodigestion, M and T reduced the nutrient removal efficiency. M and T had independent effects on rumen metabolism, however, the use of T of A. mearnsii extract up to 2.25% DM is a safe option for cattle, with potential to mitigate rumen CH4. The combined use of M and T reduced the potential of biogas production by reducing the nutrient use efficiency. M inhibited the effect of T on the reduction of nutrient use efficiency of the waste through antagonistic interaction. / As mudanças climáticas e o aquecimento global são temas de debate científico da atualidade. O aumento de gases de efeito estufa é apontado como uma das principais causas das mudanças. O estudo teve como objetivo avaliar o efeito associativo da monensina (M) com diferentes níveis de inclusão de taninos (T) sobre os parâmetros ingestivo, digestivo e fermentação ruminal (técnica ex-situ), bem como sobre a biodigestão anaeróbia de dejetos. Em arranjo fatorial 2 x 4, 8 vacas Nelore, canuladas foram distribuídas em 2 quadrados latinos contemporâneos 4 x 4 e receberam 8 dietas experimentais que diferiram no nível de inclusão de T do extrato da A. mearnsii (0,0, 0,75, 1,5 e 2,25% da MS) e M que foi administrada diariamente a cada vaca (cerca de 32 mg/kg de MS) de um quadrado. Para avaliar a produção de biogás foram utilizados biodigestores anaeróbios do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os dados foram analisados pelo Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). Os resultados mostraram pouca interação entre M e T. Quanto aos parâmetros ingestivo, digestivo e balanço de N, os T reduziram linearmente o consumo da MS e água, a digestibilidade aparente total da MS, PB, NDT e MO e quadraticamente a da FDN e FDA. Os T reduziram linearmente a taxa de desaparecimento ruminal pela redução linear das taxas de passagem e digestão. Os T reduziram linearmente a excreção de uréia urinária, mas ambos aditivos não tiveram efeito sobre a síntese e eficiência da síntese de proteína microbiana. A M reduziu a proporção de N fecal, mas não teve efeito sobre o balanço do mesmo, enquanto que os T aumentaram linearmente o N fecal e reduziram linearmente o N urinário e retido. Em relação a fermentação ruminal, não foi observado efeito da M sobre a produção de CH4, mas sim, redução da relação acetato:propionato. Os T reduziram linearmente a produção de CH4 e AGCC. Em relação a biodigestão anaeróbia, a M e T reduziram a eficiência de remoção de nutrientes. A M e T tiveram efeitos independentes sobre o metabolismo ruminal, porém, o uso de T do extrato da A. mearnsii até 2,25% de MS é seguro para bovinos, com potencial para mitigar o CH4 entérico. O uso combinado de M e T reduziu o potencial de produção de biogás pela redução da eficiência do uso de nutrientes. A M inibiu o efeito dos T sobre a redução da eficiência biodigestiva dos dejetos através da interação antagonista.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Agricultural lands receive crop and animal residues as option for additional nutrients to replace inorganic fertilizers. Although the idea of discard residues is sustainable, its implementation contributes to the production of greenhouse gases such as nitrous oxide (N2O). However, the impact of disturbances caused by crop wastes on soil microbial community is still not clear. The aim was to study the impact of agricultural residues on the bacterial community accessed by next generation sequencing of nucleics acids. Two field experiments were carried out with the first experiment with the treatments control, mineral fertilizer, slurry and slurry with nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) while the second experiment presented the following treatments: control, sugarcane straw, vinasse and vinasse with sugarcane straw. Nitrous oxide emissions were also analysed. The organic fertilizers were the main drivers on changes in microbial community structure and they affected the microorganisms differently conformable to the applied residue compared with soils with or without fertilizer, but without residues. Slurry application changed the community in the third day of experiment temporarily due to increases in the abundance of Bacteroidetes, Proteobacteria and Firmicutes but the metabolically active microbial community was resilient returning to the original state after 50 days of experiment. The impact of plant residues were visualized in the treatment than microbial dynamics with only straw application modifying the abundance of Bacteroidetes and Beta-Proteobacteria. High proportions of Verrucomicrobia were found in vinasse treatment, whereas Firmicutes were overrepresented in vinasse plus straw treatment. Plants and animal origin residues as slurry with and without DCD, straw and vinasse affected specific groups of microorganisms that participate in nitrogen cycle. Furthermore, phosphorus, iron and nitrogen cycles were altered in plants residues treatments. Different microorganisms were responsible for the same functions in biogeochemical cycles in different treatments with plant residues indicating possible functional redundancy. All agricultural residues amendments also contributed to increase N2O emissions, except for the treatment with DCD which was effective against the nitrification process. In conclusion, the results are important to understand the appropriate crop residues managements in microbial compositions and functions under the current effort of sustainable agricultural practices. / Terras agrícolas tem recebido resíduos de culturas e de animais como opção de fornecimento de nutrientes adicionais em substituição aos fertilizantes inorgânicos. Apesar da ideia do retorno de resíduos produzidos na agricultura ao solo ser sustentável, sua aplicação continua contribuindo para produção de gases de efeito estufa como o óxido nitroso (N2O). Entretanto, o impacto dos distúrbios provocados pelo uso de resíduos agrícolas sobre a comunidade microbiana do solo ainda não são claros. O objetivo deste trabalho foi estudar o impacto do retorno de resíduos produzidos na agricultura como dejetos, vinhaça e palha sobre a comunidade bacteriana do solo acessada por sequenciamento de nova geração de ácidos nucleicos. Foram realizados dois experimentos de campo a curto prazo foram realizados com o primeiro experimento apresentando os tratamentos: controle, fertilizante mineral, dejeto e dejeto com inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD), enquanto o segundo experimento apresentou os seguintes tratamentos: controle, palha de cana-de-açúcar, vinhaça e vinhaça em conjunto com palha de cana-de-açúcar. O efeito das emissões de óxido nitroso também foram analisadas. A adição de resíduos orgânicos apresentou o maior impacto na mudança da comunidade bacteriana do solo e afetaram a presença de microrganismos conforme o resíduo aplicado quando em comparaçao com solos com solos com ou sem fertilizantes, mas sem a aplicaçao de resíduos. A aplicação de dejetos animais afetou a comunidade ao terceiro dia do experimento principalmente devido a um aumento na abundância de Bacteroidetes, Proteobacteria e Firmicutes, mas a comunidade voltou ao seu estado inicial após 50 dias de experimento. O impacto da aplicação de resíduos vegetais vinhaça e palha foi visualizada com a aplicação da palha modificando a abundância de Bacteroidetes e Beta-Proteobacteria. A adição de vinhaça provocou um aumento nas proporções de Verrucomicrobia enquanto Firmicutes foram mais abundantes no tratamento com adição de vinhaça em conjunto com a palha nos 46 dias do experimento. Entre as funções afetadas pela adição de resíduos de origem animal e vegetal, a aplicação de dejetos com e sem DCD, assim como a aplicação de palha e vinhaça, atuaram sobre grupos específicos de microrganismos do ciclo do nirogênio. Além disso, ciclos de fósforo, ferro e nitrogênio foram observados em diferentes tratamentos de resíduos vegetais. Diferentes microrganismos foram responsáveis pelas mesmas funções nos ciclos biogeoquímicos em distintos tratamentos com resíduos vegetais indicando possível redundância funcional. A aplicação de todos os resíduos também contribuiu para o aumento da emissão de N2O, com exceção do tratamento com adição de DCD em que mostrou que o inibidor foi efetivo em retardar o processo de nitrificação. Os resultados são importantes para entender o gerenciamento dos resíduos das culturas nas comunidades e funções microbianas do solo sob o esforço atual de práticas agrícolas sustentáveis.

Submitted by Caroline Nishisaka (csayurii@hotmail.com) on 2018-06-04T15:38:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Caroline_Sayuri_Nishisaka_UFSCar.pdf: 10342020 bytes, checksum: 83fe90894363834291d0f68de806c3ab (MD5) Carta comprovante da versao final de teses e dissertações.pdf: 204209 bytes, checksum: 74667e4b6b3923d66bce39462bb4538f (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2018-06-06T17:30:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação_Caroline_Sayuri_Nishisaka_UFSCar.pdf: 10342020 bytes, checksum: 83fe90894363834291d0f68de806c3ab (MD5) Carta comprovante da versao final de teses e dissertações.pdf: 204209 bytes, checksum: 74667e4b6b3923d66bce39462bb4538f (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2018-06-06T17:30:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação_Caroline_Sayuri_Nishisaka_UFSCar.pdf: 10342020 bytes, checksum: 83fe90894363834291d0f68de806c3ab (MD5) Carta comprovante da versao final de teses e dissertações.pdf: 204209 bytes, checksum: 74667e4b6b3923d66bce39462bb4538f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-06T17:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Caroline_Sayuri_Nishisaka_UFSCar.pdf: 10342020 bytes, checksum: 83fe90894363834291d0f68de806c3ab (MD5) Carta comprovante da versao final de teses e dissertações.pdf: 204209 bytes, checksum: 74667e4b6b3923d66bce39462bb4538f (MD5) Previous issue date: 2018-05-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Agriculture is responsible for 80% of nitrous oxide emissions on earth's atmosphere, the most potential greenhouse gas among the three main gases (CO2, CH4 and N2O). Citriculture and silviculture play an important role on Brazilian economics due to the high demand of orange and wood products for exportation. Thus, in order to get a better understand about the role of those cultures on N2O emission, this research aims to evaluate N2O emissions from Citrus sinensis and Eucalyptus spp. crops, adjacent forests of each agriculture field were used as control. Citrus and eucalyptus sites are located in Sorocaba and Salto de Pirapora municipality, both in the state of Sao Paulo, Brazil. In each agriculture field and adjacent forest, eight static chambers were randomly installed, and gas sample were collected during dry and wet region season. Soil samples were collected in each field of study from five random sampling points, for further physicochemical, molecular analysis and microcosm incubation. Gas samples were collected from microcosm after moisture adjustment in 70% of field capacity. All gas samples were analyzed by gas chromatography technique. The number of copies of genes related to denitrifying process (nirK, nirS e nosZ) was determined by quantitative real time PCR. Seasonality had significant (P<0.05) influence on N2O emission in field, and N2O fluxes in incubated soil. It was observed positive correlation among dissolved organic carbon (DOC) concentration on soil, soil and plant residue total carbon and nitrogen content and N2O emissions. High nirK, nirS and nosZ gene abundance was found on soil collected during wet season, comparing to those collected on dry season, in both field and microcosm, which was correlated with DOC content and soil moisture. However, there were not significant differences on genes abundance comparisons between cultivated soils and adjacent forests. In conclusion, the seasonality has influence in both N2O emission and denitrifying bacteria abundance present in citrus- and eucalyptus-cultivated soils, mainly through the effects on soil and plant residue physicochemical characteristics, especially those related to COD and soil moisture. / A agricultura é responsável por 80 % do óxido nitroso (N2O) emitido para a atmosfera terrestre, o qual é considerado, dentre os principais gases causadores do efeito estufa, aquele com maior potencial de aquecimento global. A citricultura e a silvicultura são culturas agrícolas que apresentam importante papel na economia brasileira, devido a alta demanda de exportação de produtos derivados da laranja e da madeira. A fim de entender como essas culturas influenciam na emissão do N2O, esse trabalho teve como objetivo avaliar as emissões de N2O a partir de solos cultivados com Citrus sinensis e Eucalyptus spp. Solos florestais adjacentes às áreas agrícolas foram utilizados como controle. As áreas cultivadas com citros e eucalipto estão localizadas nos municípios de Sorocaba e Salto de Pirapora, respectivamente, ambos no estado de São Paulo, Brasil. Em cada área agrícola e florestal, oito câmaras estáticas foram aleatoriamente instaladas e amostras de gases foram coletadas durante o período seco e úmido. Amostras de solo foram coletadas em cada área de estudo a partir de cinco pontos amostrais, as quais foram submetidas a análises físico-químicas, moleculares e incubação em microcosmo. Amostras de gases também foram coletadas a partir dos ensaios de incubação do solo em microcosmos após ajuste da umidade em 70 % da capacidade de campo. Todas as amostras de gases foram analisadas pela técnica de cromatografia gasosa. O número de cópias de genes relacionados com o processo de desnitrificação (nirK, nirS e nosZ) foi determinado por PCR quantitativo em tempo real. A sazonalidade mostrou efeito significativo (P<0,05) nas emissões de N2O em campo, e nos fluxos de N2O determinados a partir do solo incubado. Foi mostrada correlação positiva entre a concentração de carbono orgânico dissolvido (COD) no solo, o teor de carbono e nitrogênio total em solos e resíduos vegetais e as emissões de N2O. Maior abundância dos genes nirK, nirS e nosZ foi encontrada nas amostras de solo coletadas no período úmido em comparação com aquelas coletadas no período seco, tanto em campo como em microcosmo, a qual foi correlacionada com a concentração de COD e a umidade do solo. Contudo, não houve diferença significativa na abundância de tais genes quando comparadas amostras de solos cultivados e florestais adjacentes. Tomados conjuntamente, os resultados permitiram concluir que a sazonalidade influencia tanto a emissão de N2O quanto a abundância de bactérias desnitrificantes presentes em solos cultivados com citros e eucalipto, mediante, principalmente, os efeitos nas características físicas e químicas do solo e dos resíduos vegetais, especialmente aqueles relacionados com o COD e umidade do solo. / FAPESP: 2016/15289-4 / FAPESP: 2017/17441-0

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VivianeSB_TESE.pdf: 3169033 bytes, checksum: 502e3e06c40421e419b1e2cd13178f58 (MD5) Previous issue date: 2015-10-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluates the environmental impact of melon production systems on climate change, integrating the research lines of the Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa). It is the result of partnership held among Embrapa - Tropical Agroindustry, the Federal Rural University of Semi-Arid (UFERSA), and the University of Massachusetts (UMass). The research is based on an evaluation of the product life cycle (melon), focusing on climate change impact category. The study was conducted in two stages, one held in Brazil, in 2011, and the second, in the US, between 2014 and 2015. In Brazil, data were collected in the experimental area located in Agricola Famosa farm, located in the municipality of Tibau, RN, with order to determine the efficiency of farming systems practiced today (conventional) and conservation, based on the use of green manure. In the conventional system, the melon (Goldex) was cultivated after the merger of spontaneous vegetation and conservation system, after overturning or incorporation of plant biomass from the green manure with maize intercropped with braquiária and Guandu beans. The product system refers to melon production in Brazil covered production in conventional and conservation systems considering the following processes: production of green fertilizers seeds and melon, biomass production of green manure production melon seedlings production melon field, packaging and transport of melons to Europe, as well as production and transportation of supplies for the experimental area. The stage of the research conducted in the United States sought to determine the conventional cultivation system efficiency currently practiced in the experimental farm of UMass. Thus, this product system included the production of seeds and melon seedlings production in melon field, packaging and transport of melon, production and transport of inputs for the experimental area of UMass. In Brazil, the best result of carbon footprint was the conservationist corn intercropping system with braquiária with incorporation that generates an average carbon footprint of 647.82 CO2-eq / t melon, while the footprint of Brazilian conventional system is 756, 90 kg CO2-eq / t. Detailing the process, we observe that the change of land use and melon transportation Port of Pecém, CE, to the port of Rotterdam, in the Netherlands, are the processes that most contribute to the carbon footprint of melon produced in Brazil. The change of land use, due to the increasing number productive melon areas in Northeast Brazil, including Jaguaribe-Açu polo, we consider the emissions for the transformation of land with scrub vegetation to melon producing area. In the US, the footprint is 356 kg CO2-eq/t, and the packaging process is the largest contributor to this result. It is important to note that the land use change impact was not considered in the US, because this change has occurred more than 20 years ago on the farm UMass. We conclude that in terms of environmental efficiency, the best result in Brazil occurs in the conservation system, showing that green manure increases soil organic matter, thus reducing the carbon footprint. In order to reduce the footprint of Brazilian melons, making it as competitive as the US, it is necessary to held to melon production in agricultural areas with natural vegetation removed for more than 20 years before. The results of this research subsidize actions to improve the competitiveness of Brazilian melons front of potential non-tariff barriers related to reducing emissions of greenhouse gases by agriculture and adoption of low carbon practices / Esse estudo avalia o impacto ambiental de sistemas de produção de melão sobre as mudanças climáticas, integrando as linhas de pesquisa da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). É resultado de parceria realizada entre a Embrapa - Agroindústria Tropical, a Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), e a University of Massachusetts (UMass). A pesquisa é baseada na avaliação do ciclo de vida do produto (melão), com foco na categoria de impacto Mudança Climática. O trabalho foi realizado em duas etapas, uma realizada no Brasil, em 2011, e a segunda, nos EUA, entre 2014 e 2015. No Brasil, dados foram coletados na área experimental localizada na fazenda Agrícola Famosa, situada no município de Tibau-RN, com o objetivo de determinar a eficiência de sistemas de cultivo atualmente praticados (convencional) e conservacionistas, fundamentados no uso de adubação verde. No sistema convencional, o melão (Goldex) foi cultivado após a incorporação da vegetação espontânea, e no sistema conservacionista, após o tombamento ou incorporação da biomassa vegetal proveniente dos adubos verdes milho consorciado com braquiária e feijão guandu. O sistema de produto referente à produção de melão no Brasil abrangeu a produção em sistemas convencional e conservacionistas, considerando os seguintes processos: produção de sementes de adubos verdes e de melão, produção da biomassa de adubo verde, produção de mudas de melão, produção em campo de melão, embalagem e transporte do melão à Europa, bem como produção e transporte dos insumos para a área experimental. A etapa da pesquisa realizada nos Estados Unidos buscou determinar a eficiência do sistema de cultivo convencional atualmente praticado na fazenda experimental da UMass. Assim, esse sistema de produto abrangeu a produção de sementes e mudas de melão, produção em campo de melão, embalagem e transporte do melão, produção e transporte dos insumos para a área experimental da UMass. No Brasil, o melhor resultado de pegada de carbono foi do sistema conservacionista milho consorciado com braquiária com incorporação que gera uma pegada de carbono média de 647,82CO2-eq/t de melão, ao passo que a pegada do sistema convencional brasileiro é de 756,90 kg CO2-eq/t. No detalhamento dos processos, observa-se que a mudança do uso da terra e o transporte do melão do Porto do Pecém, CE, para o porto de Roterdam, na Holanda, são os processos que mais contribuem para a pegada de carbono do melão produzido no Brasil. Na mudança do uso da terra, devido ao crescente aumento de áreas produtoras de melão no Nordeste Brasileiro, incluindo o polo Jaguaribe-Açu, consideram-se as emissões referentes à transformação da terra com vegetação de caatinga para área produtora de melão. Nos EUA, a pegada é de 356 kg CO2-eq/t, sendo o processo de embalagem o que mais contribui com esse resultado. É importante salientar que o impacto da mudança do uso da terra não foi considerado nos EUA, em virtude de essa mudança ter ocorrido há mais de 20 anos na fazenda UMass. Conclui-se que, em termos de eficiência ambiental, o melhor resultado no Brasil ocorre no sistema conservacionista, demonstrando que a adubação verde incrementa a matéria orgânica no solo, reduzindo, consequentemente, a pegada de carbono. Para reduzir a pegada do melão brasileiro, tornando-o tão competitivo quanto o americano, deve-se realizar a produção de melão em áreas agrícolas com vegetação natural removida há mais de 20 anos. Os resultados desse trabalho subsidiam ações visando à melhoria da competitividade do melão brasileiro frente às potenciais barreiras não tarifárias relacionadas à redução das emissões de gases de efeito estufa pela agricultura e adoção de práticas de baixo carbono