Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Helenice Moura.pdf: 333912 bytes, checksum: 26418e18d690193d15566d2dd759bb6d (MD5) Previous issue date: 2008-07-21 / This study aimed to evaluate the values of pH and the levels of cadmium, chromium, nickel, lead, copper, iron, manganese, zinc and sulphur in the soil profile, beyond the behavior of those elements with respect to the acidity of soil in tropical climate, in areas of influence of channels and reservoirs of vinasse used in fertigation of sugarcane plants (Saccharum officinarum L.). Adopted as treatment witness the soil under a natural untouched savannah area. The treatments of the first test consisted of vinasse channels with three periods of use: one, three and 20 years, totaling seven treatments (control and three channels, considering the parts internal and external), with four repetitions each. The second test consisted of four vinasse tanks with different periods of use, and found two seasons: three years (R3A and R3B) and 20 years (R20A and R20B) followed, constituting nine treatments (control and four tanks, measuring up the soil of the parties internal and external), with four repetitions each. In witness and on the outside of channels and reservoirs were collected samples of soil at depths of 0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm and 75- 100 cm. On the inside (bottom) of channels and reservoirs, soil samples were collected at depths of 0-50 cm, 50-100 cm, 100-150 cm and 150-200 cm, in four different points in areas of Red Latosol Distrophic. The experimental design was sub-divided plots. The results from the soil analyses were subjected to analysis of variance and testing F and Tukey (P < 0.05). The use of vinasse channels and temporary reservoirs over the years didn t significantly alter the levels of heavy metals, suggesting that their contents accumulated in the soil are acceptable. However, channels and reservoirs should be covered with waterproofing material to prevent the leaching of these elements and therefore the contamination of the groundwater. / Esta pesquisa objetivou avaliar os valores do pH e os teores de cádmio, cromo, níquel, chumbo, cobre, ferro, manganês, zinco e enxofre no perfil do solo, além do comportamento desses elementos com relação à acidez do solo em clima tropical, nas áreas de influência de canais e de reservatórios de vinhaça usada na fertirrigação de plantas de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.). Adotou-se como tratamento testemunha o solo sob vegetação nativa não antropizada. Os tratamentos do primeiro ensaio consistiram de canais de vinhaça com três períodos de uso: um, três e 20 anos, totalizando sete tratamentos (testemunha e três canais, considerando as suas partes interna e externa), com quatro repetições cada. O segundo ensaio consistiu de quatro reservatórios de vinhaça com diferentes períodos de uso, tendo sido consideradas duas épocas: três anos (R3A e R3B) e 20 anos (R20A e R20B) seguidos, constituindo nove tratamentos (testemunha e quatro reservatórios, avaliandose o solo das partes interna e externa), com quatro repetições cada. Na área testemunha e na parte externa dos canais e dos reservatórios foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm e 75-100 cm. Na parte interna (fundo) dos canais e dos reservatórios as amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-50 cm, 50-100 cm, 100-150 cm e 150-200 cm, em quatro pontos distintos, em áreas de Latossolo Vermelho Distrófico. O delineamento experimental foi de parcelas sub-divididas. Os resultados obtidos a partir das análises do solo foram submetidos à Análise de Variância e aos testes F e Tukey (P < 0,05). O uso de canais e de reservatórios temporários de vinhaça ao longo dos anos não alterou significativamente os teores de metais pesados, sugerindo que seus teores acumulados no solo são aceitáveis. No entanto, os canais e os reservatórios devem ser revestidos com material impermeabilizante para evitar a lixiviação desses elementos e, consequentemente, a contaminação do lençol freático.

Atualmente, um dos problemas ambientais mais graves é a contaminação dos solos e das águas subterrâneas. Na Europa, já foram identificadas 300.000 áreas contaminadas ou potencialmente contaminadas e estima-se que exista 1,5 milhão. Nos Estados Unidos da América, já foram identificadas mais de 63.000. No Brasil, 1.336 áreas contaminadas foram identificadas apenas no Estado de São Paulo. Das tecnologias de remediação de áreas contaminadas, a biorremediação tem a vantagem de destruir os poluentes. No entanto, para aplicação de tal tecnologia, é necessário determinar a biodegradação dos compostos orgânicos no solo. No Brasil, faltam estes dados, pois os solos tropicais possuem características bem diferentes dos solos de regiões de clima temperado. O método respirométrico de Bartha, adaptado de uma norma holandesa, é um método simples e economicamente viável para determinar a atividade microbiológica pela geração de gás carbônico e, indiretamente, a biodegradação de contaminantes orgânicos no solo. No presente trabalho, foi estudada a sua aplicabilidade para um latossolo, tipo de solo predominante no Estado de São Paulo, utilizando como contaminante orgânico, o fenantreno. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar que o gás carbônico gerado não era resultante apenas da biodegradação do contaminante, mas também de reações abióticas ocorridas no solo, principalmente as de equilíbrio do carbonato de cálcio, adicionado para neutralizar o pH. Tal constatação dificulta a análise dos resultados obtidos nos ensaios de respirometria, já que o procedimento descrito na norma brasileira NBR 14283/99 relaciona diretamente a geração do gás carbônico à biodegradação do contaminante. Apesar desta dificuldade, foi possível verificar a biodegradação do fenantreno por microrganismos indígenas, que resistiram ao processo de esterilização. Verificou-se ainda, neste trabalho de pesquisa, a dificuldade de esterilização do solo em autoclave, o que limita a avaliação de remoção de contaminantes por outros mecanismos, tais como volatilização e adsorção. / Nowadays, one of the most serious environmental problems is the contamination of soil and groundwater. In Europe, 300,000 contaminated or potentially contaminated sites have already been identified and there it is estimated that 1.5 million contaminated sites exist. In the United States of America, more than 63,000 have already been identified. In Brazil, 1,336 contaminated sites have been identified in the State of São Paulo. Of the remediation technologies that can be applied for the recovery of these sites, bioremediation has the advantage of destroying the contaminants, but it is necessary to determine the degree to which they biodegrade in the soil. In Brazil, this data is lacking, since tropical soil has different characteristics than the soil of regions with temperate climates. Bartha’s respirometric method, adapted from a Dutch norm, is a simple and economically viable method for determining carbon dioxide generation and, indirectly, the biodegradation of organic contaminants in the soil. In this research, this method’s applicability was studied for a typical tropical soil, predominant in the State of São Paulo, using phenantrene as an organic contaminant. Based on the results of this study, it was possible to verify that the carbon dioxide generated resulted not only from the biodegradation of the contaminant, but also from abiotic reactions that occurred in the soil, mainly from the balance of calcium carbonate, added to neutralize the pH. This fact makes the analysis of the results of the respirometric tests more difficult, since the procedure described in Brazilian norm NBR 14283/99 relates the generation of carbon dioxide directly to the biodegradation of the contaminant. Despite this difficulty, it was possible to verify the biodegradation of the phenantrene for indigenous microorganisms. Furthermore, this research verified the difficulty of sterilizing the soil, which would make it difficult to evaluate the removal of contaminants by other mechanisms, such as volatilization and adsorption.

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).

O potássio (K) é o cátion presente em maior quantidade no citoplasma, atuando em processos enzimáticos e metabólicos vitais para as plantas. Nas raízes, a absorção ocorre na forma livre (K+), e sua biodisponibilidade depende das formas como o elemento se associa ao solo. Não existe limite crítico entre as frações solúveis, trocáveis, não trocáveis e estruturais de K, sendo suas concentrações alteráveis por fatores bióticos e abióticos. Solos oxídicos, situados em ambientes tropicais úmidos, geralmente apresentam baixos teores totais de K, atribuídos tanto ao forte intemperismo nessas regiões quanto aos materiais de origem pobres no nutriente. Os teores disponíveis de K são estabelecidos como referência para diagnósticos e para cálculos de adubações no Brasil. Contudo, existem evidências de que formas não extraíveis por extratores convencionais podem contribuir para a nutrição de plantas, principalmente quando se observa ausência de resposta à adubação potássica em solos com baixos teores disponíveis de K nos quais o processo de coleta de solo e determinação de K foram feitos de modo adequado. Além disso, mesmo em solos muito intemperizados, fontes minerais de K podem ser identificadas por técnicas especiais de difração de raios-X e extração sequencial de K em suas frações minerais. A soja (Glycine max L.) é uma espécie de grande importância econômica e apresenta requerimento elevado de K quando comparada a outras espécies de importância econômica. Objetivou-se avaliar o efeito do material de origem e da mineralogia do solo e suas frações nos atributos químicos e nas formas de K no solo, bem como na nutrição potássica da soja. Este projeto foi realizado com amostras de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), oriundas de um experimento iniciado em 1983, em Londrina (PR), para avaliar o efeito de doses de adubo potássico (KCl) na produtividade da soja, em ciclos com restrição e ciclos com acúmulo de K. Com a interrupção da adubação potássica em 2008, as plantas vieram sendo nutridas com o K residual no solo por sete safras. Estudos com efeito residual de K em sistemas de produção tropicais são escassos, principalmente em experimentos de longa duração com solos oxídicos. Com isso, em outubro de 2015 foi reaplicado potássio em metade das parcelas para avaliar do efeito da adubação e da manutenção do efeito residual na mineralogia e formas de K no solo, bem como na nutrição da soja. Foram realizados o mapeamento elementar e a quantificação de K no material de origem (basalto), bem como a identificação e estudo da reserva mineral de K na fração argila do solo por meio de difrações e extrações sequenciais. Foram determinadas as formas trocáveis (resina trocadora de íons e Mehlich-1), não trocáveis e totais de K no solo, além dos teores totais em suas frações separadas. Para fins de fertilidade, foram determinados os demais atributos químicos do solo antes e após a aplicação de K nas subparcelas. Também foram determinados os teores de macronutrientes e micronutrientes, com exceção do níquel (Ni), cloro (Cl) e molibdênio (Mo), em trifólios, partes aéreas e grãos de soja, bem como parâmetros produtivos como massa seca produzida, produtividade e massa de cem grãos. O material de origem e o solo apresentaram baixa reserva de K, sendo que para este último a maior parte do reservatório mineral do nutriente esteve contido na fração argila. A constituição mineralógica do solo apresentou pouca variação, sendo identificados óxidos e hidróxidos como hematita, goethita e gibbsita, filossilicatos 1:1 e 2:1, com e sem hidróxi-Al intercamadas, e outros minerais como quartzo, maghemita e anatásio. Mesmo em avançado estágio de intemperismo, o Latossolo apresentou espécies minerais fontes de K na fração argila. Os extratores de teores trocáveis (Mehlich-1 e resina de troca iônica) extrairam quantidades diferentes de K. A disponibilidade de K e a reaplicação do nutriente após efeito residual, influenciaram os teores de determinados nutrientes em trifólios, partes aéreas e grãos, bem como a produtividade, a massa de grãos e a massa seca de partes aéreas. / Potassium (K) is the cation present in greater quantity in the cytoplasm and acts on enzymatic and metabolic processes vital for plants. The absorption occurs in the roots in the soluble form (K+), and its bioavailability depends on the ways in which the element is associated with the soil. There is no critical limit between soluble, exchangeable, non-exchangeable and structural fractions of K, and its changeable concentrations are affected by biotic and abiotic factors. Oxidic soils located in humid tropical environments generally have low contents of total K, attributed to the strong degree of weathering in these regions and to the parent materials, poor in the nutrient. The levels available K are set as a reference for diagnosis and fertilization calculations in Brazil. However, there are evidence that forms not extractable by conventional extractors can contribute to plant nutrition, especially in the absence of response to potassium fertilization in soils with low levels of available K, in which the process of soil sampling and K determination were done properly. Moreover, even in highly weathered soils, mineral sources of K can be identified by diffraction techniques and sequential extraction in soil minerals present in soil fractions with associated K. Soybean (Glycine max L.) is of great economic importance and requires high amounts of K as compared to other species. The objective was to evaluate the effect of parent material and soil mineralogy in the chemical attributes and K forms, as well as on K soybeans nutrition. This project was carried out with samples of an Oxisol, coming from a long-term field experiment started in 1983 at Londrina (state of Paraná), to evaluate the effect of potassium fertilizer rates (KCl) on soybean yield in cycles with either restraint or accumulation cycles of K. With the interruption of potassium fertilization in 2008, plants have been fed by the residual K in the soil for seven crops. Studies with the residual effect of K in tropical production systems are scarce, especially in long-term experiments under Oxisols. Thus, in October 2015 potassium fertilizer was reapplied in half of the plots to evaluate the effect of fertilization and the maintenance of the residual effect on the mineralogy and on the forms of K in the soil as well as in soybean nutrition. Elemental mapping was performed and quantification of the K in the parent material (basalt), as well as the identification and study of the mineral reserve of K in the soil clay fraction by diffractions and sequential extractions. The exchangeable forms (ion exchange resin and Mehlich-1), non-exchangeable and total K in the soil were determined, in addition to the total contents of K in their separate fractions. For fertility purposes, soil chemical properties were determined before and after application of K in subplots. The quantities of macronutrients and micronutrients were determined, with the exception of nickel (Ni), chlorine (Cl) and molybdenum (Mo) in the trefoil, aerial parts, and grains, as well as production parameters as dry mass produced, yield and mass of a hundred grains. The mineralogical composition of the soil had little variation, with oxides/hydroxides such as hematite, goethite, and gibbsite, 1:1 and 2:1 phyllosilicates, with or without hydroxyl-Al interlayers, ans other minerals such as quartz, maghemite, and anatase. The highly-weathered Oxisol presented mineral species containing potassium in the clay fraction. The extractors of exchangeable forms of K (Mehlich-1 and ion-exchange resin) extracted differect amounts os K. The availability of K, as well as the nutrient reaplication after the residual effect, influenced the nutrient contents in trefoils, aerial parts, and grains, as well as yield, grain mass and dry mass of aerial parts.

O tratamento das águas residuárias gera um resíduo, o lodo de esgoto, que poderia ser utilizado para aumentar a produtividade de culturas agrícolas e florestais. O objetivo geral deste trabalho foi estudar como a utilização do biossólido em um povoamento de Eucalyptus grandis afeta a ciclagem biogeoquímica de nutrientes. O estudo foi desenvolvido na Estação Experimental de Itatinga, vinculada ao Departamento de Ciências Florestais da ESALQ/USP. O experimento foi instalado em março de 1998 em um delineamento em blocos casualizados, com cinco tratamentos (testemunha, adubação mineral, 10 Mg ha-1 de biossólido + KP, 20 Mg ha-1 de biossólido + K e 40 Mg ha-1 de biossólido + K). Os resultados mostraram que a aplicação de biossólido alterou o desenvolvimento e o estado nutricional dos eucaliptos, bem como os padrões de reciclagem dos nutrientes. A produção de fitomassa arbórea pelos eucaliptos que receberam 10 Mg ha-1 de biossólido + K e P mineral foi significativamente maior do que no tratamento testemunha e, em média, maior também do que na fertilização mineral. Com as doses de biossólido, também foi verificado um significativo aumento na produção de serapilheira e na devolução de nutrientes ao solo. Durante quatro anos de desenvolvimento, as árvores que receberam a maior dose de biossólido produziram e devolveram ao solo 20 Mg ha-1 de folhedo, 5340 kg ha-1 de folhas senescentes a mais do que as árvores testemunhas e 2422 kg ha-1 a mais do que os eucaliptos que receberam adubação. O biossólido alcalino utilizado apresentou reduzidas taxas de degradação. Apenas o biossólido que foi aplicado em uma dose de 20 Mg ha-1 diminuiu sua massa seca em mais de 50%, chegando a taxa média igual a 2,42 Mg ha-1 ano-1. A aplicação de biossólido não alterou a taxa de perda de massa do folhedo de eucalipto. No entanto, o resíduo afetou a dinâmica de mineralização e liberação de nutrientes, principalmente, evitando a imobilização de N e acelerando sua liberação das folhas em decomposição. Os eucaliptos do tratamento "10+KP" apresentaram maior quantidade de fitomassa epígea acumulada em todos os componentes, o que resultou em 62% a mais de fitomassa total nessas árvores em relação às testemunhas. Para esses eucaliptos, que apresentaram maior produtividade, a fitomassa total de tronco acumulada em cinco anos foi de 94,9 Mg ha-1; conseqüentemente, o incremento médio anual (IMA) foi de 19 Mg ha-1 ano-1. Este tratamento "10+KP" apresentou também maior mineralomassa de N, P, S e Zn. Por outro lado, apresentou menores valores de mineralomassa de Ca do que os os tratamentos "20+K" e "40+K", assim como menor mineralomassa de Mg do que os eucaliptos que receberam adubação mineral. A aplicação de biossólido propiciou, na fase final da rotação, maiores estoques de nutrientes em todos os compartimentos do ecossistema. O capital lábil de P, Ca e Zn no solo onde foi aplicado biossólido foi maior do que no solo adubado, o que evidencia maior capacidade em manter a sustentabilidade produtiva do ecossistema quando se aplica biossólido. / The treatment of wastewaters generates the sewage sludge, a residue that could be used to increase the productivity of both farming and forest plantations. The general aim of this work was to evaluate how biosolid affects the biogeochemistry of nutrients at an Eucalyptus grandis plantation. The study site is at the Experimental Station of Itatinga, linked to the Forest Sciences Department of the ESALQ/USP. The trial was installed on March 1998 in randomized blocks design, with five treatments (control, inorganic mineral fertilizer, 10 Mg ha-1 of biosolid + KP, 20 Mg ha-1 of biosolid + K and 40 Mg ha-1 of biosolid + K). The results showed that the biosolid application alters both the development and the nutritional state of eucalypts, as well as the patterns of nutrients recycling. There was an significant increment in the arboreal biomass production of the eucalypts that received 10 Mg ha-1 of biosolid + mineral K e P, in relation to the control treatment, and higher average production than the eucalypts that received full mineral fertilization. With the increase of biosolid rates, there was a significant increase on the production of litter-fall and on the nutrients soil devolution. During four years, the trees under the largest biosolid dose produced and returned to the soil 20 Mg of leaves-fall, 5340 kg more than the control trees and 2422 kg more than the eucalypts that received fertilization. The used alkaline biosolid presents reduced degradation rates. Just the biosolid applied at a 20 Mg ha-1 dose reduced the dry mass by more that one half, reaching a medium rate of 2.42 Mg ha-1 year-1. The biosolid application does not alter the leaves-fall eucalypts mass loss rate, appraised in senescent leaves. However, the residue affects the mineralization dynamics and nutrients liberation, mainly, by blocking the immobilization of N and accelerating its liberation from the leaves decomposing. The eucalypts under the treatment "10+KP" presented more accumulated biomass in all of their components, so they reached 62% more aboveground biomass in comparison to the control plants. For those eucalypts that presented the highest productivity, the total biomass of trunk accumulated in five years was 94,9 Mg ha-1; consequently, the mean annual increment (MAI) was of 19 Mg ha-1 year-1. The treatment "10+KP" also presented high mineral mass of N, P, S and Zn. By the other hand, the treatment "10+KP" presents smaller values of mineral mass of Ca than the eucalypts under the treatments "20+K" and "40+K" and smaller mineral mass of Mg than the eucalypts that received mineral fertilization. In the final phase of the rotation, the biosolid increased the nutrients stocks in all compartments of the ecosystem. The P, Ca and Zn labile pool soil was higher with biosolid application than fertilized soil, what assures higher capacity in maintaining sustainability productivity of the ecosystem when biosolid is applied.

O potássio (K) é o cátion presente em maior quantidade no citoplasma, atuando em processos enzimáticos e metabólicos vitais para as plantas. Nas raízes, a absorção ocorre na forma livre (K+), e sua biodisponibilidade depende das formas como o elemento se associa ao solo. Não existe limite crítico entre as frações solúveis, trocáveis, não trocáveis e estruturais de K, sendo suas concentrações alteráveis por fatores bióticos e abióticos. Solos oxídicos, situados em ambientes tropicais úmidos, geralmente apresentam baixos teores totais de K, atribuídos tanto ao forte intemperismo nessas regiões quanto aos materiais de origem pobres no nutriente. Os teores disponíveis de K são estabelecidos como referência para diagnósticos e para cálculos de adubações no Brasil. Contudo, existem evidências de que formas não extraíveis por extratores convencionais podem contribuir para a nutrição de plantas, principalmente quando se observa ausência de resposta à adubação potássica em solos com baixos teores disponíveis de K nos quais o processo de coleta de solo e determinação de K foram feitos de modo adequado. Além disso, mesmo em solos muito intemperizados, fontes minerais de K podem ser identificadas por técnicas especiais de difração de raios-X e extração sequencial de K em suas frações minerais. A soja (Glycine max L.) é uma espécie de grande importância econômica e apresenta requerimento elevado de K quando comparada a outras espécies de importância econômica. Objetivou-se avaliar o efeito do material de origem e da mineralogia do solo e suas frações nos atributos químicos e nas formas de K no solo, bem como na nutrição potássica da soja. Este projeto foi realizado com amostras de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), oriundas de um experimento iniciado em 1983, em Londrina (PR), para avaliar o efeito de doses de adubo potássico (KCl) na produtividade da soja, em ciclos com restrição e ciclos com acúmulo de K. Com a interrupção da adubação potássica em 2008, as plantas vieram sendo nutridas com o K residual no solo por sete safras. Estudos com efeito residual de K em sistemas de produção tropicais são escassos, principalmente em experimentos de longa duração com solos oxídicos. Com isso, em outubro de 2015 foi reaplicado potássio em metade das parcelas para avaliar do efeito da adubação e da manutenção do efeito residual na mineralogia e formas de K no solo, bem como na nutrição da soja. Foram realizados o mapeamento elementar e a quantificação de K no material de origem (basalto), bem como a identificação e estudo da reserva mineral de K na fração argila do solo por meio de difrações e extrações sequenciais. Foram determinadas as formas trocáveis (resina trocadora de íons e Mehlich-1), não trocáveis e totais de K no solo, além dos teores totais em suas frações separadas. Para fins de fertilidade, foram determinados os demais atributos químicos do solo antes e após a aplicação de K nas subparcelas. Também foram determinados os teores de macronutrientes e micronutrientes, com exceção do níquel (Ni), cloro (Cl) e molibdênio (Mo), em trifólios, partes aéreas e grãos de soja, bem como parâmetros produtivos como massa seca produzida, produtividade e massa de cem grãos. O material de origem e o solo apresentaram baixa reserva de K, sendo que para este último a maior parte do reservatório mineral do nutriente esteve contido na fração argila. A constituição mineralógica do solo apresentou pouca variação, sendo identificados óxidos e hidróxidos como hematita, goethita e gibbsita, filossilicatos 1:1 e 2:1, com e sem hidróxi-Al intercamadas, e outros minerais como quartzo, maghemita e anatásio. Mesmo em avançado estágio de intemperismo, o Latossolo apresentou espécies minerais fontes de K na fração argila. Os extratores de teores trocáveis (Mehlich-1 e resina de troca iônica) extrairam quantidades diferentes de K. A disponibilidade de K e a reaplicação do nutriente após efeito residual, influenciaram os teores de determinados nutrientes em trifólios, partes aéreas e grãos, bem como a produtividade, a massa de grãos e a massa seca de partes aéreas. / Potassium (K) is the cation present in greater quantity in the cytoplasm and acts on enzymatic and metabolic processes vital for plants. The absorption occurs in the roots in the soluble form (K+), and its bioavailability depends on the ways in which the element is associated with the soil. There is no critical limit between soluble, exchangeable, non-exchangeable and structural fractions of K, and its changeable concentrations are affected by biotic and abiotic factors. Oxidic soils located in humid tropical environments generally have low contents of total K, attributed to the strong degree of weathering in these regions and to the parent materials, poor in the nutrient. The levels available K are set as a reference for diagnosis and fertilization calculations in Brazil. However, there are evidence that forms not extractable by conventional extractors can contribute to plant nutrition, especially in the absence of response to potassium fertilization in soils with low levels of available K, in which the process of soil sampling and K determination were done properly. Moreover, even in highly weathered soils, mineral sources of K can be identified by diffraction techniques and sequential extraction in soil minerals present in soil fractions with associated K. Soybean (Glycine max L.) is of great economic importance and requires high amounts of K as compared to other species. The objective was to evaluate the effect of parent material and soil mineralogy in the chemical attributes and K forms, as well as on K soybeans nutrition. This project was carried out with samples of an Oxisol, coming from a long-term field experiment started in 1983 at Londrina (state of Paraná), to evaluate the effect of potassium fertilizer rates (KCl) on soybean yield in cycles with either restraint or accumulation cycles of K. With the interruption of potassium fertilization in 2008, plants have been fed by the residual K in the soil for seven crops. Studies with the residual effect of K in tropical production systems are scarce, especially in long-term experiments under Oxisols. Thus, in October 2015 potassium fertilizer was reapplied in half of the plots to evaluate the effect of fertilization and the maintenance of the residual effect on the mineralogy and on the forms of K in the soil as well as in soybean nutrition. Elemental mapping was performed and quantification of the K in the parent material (basalt), as well as the identification and study of the mineral reserve of K in the soil clay fraction by diffractions and sequential extractions. The exchangeable forms (ion exchange resin and Mehlich-1), non-exchangeable and total K in the soil were determined, in addition to the total contents of K in their separate fractions. For fertility purposes, soil chemical properties were determined before and after application of K in subplots. The quantities of macronutrients and micronutrients were determined, with the exception of nickel (Ni), chlorine (Cl) and molybdenum (Mo) in the trefoil, aerial parts, and grains, as well as production parameters as dry mass produced, yield and mass of a hundred grains. The mineralogical composition of the soil had little variation, with oxides/hydroxides such as hematite, goethite, and gibbsite, 1:1 and 2:1 phyllosilicates, with or without hydroxyl-Al interlayers, ans other minerals such as quartz, maghemite, and anatase. The highly-weathered Oxisol presented mineral species containing potassium in the clay fraction. The extractors of exchangeable forms of K (Mehlich-1 and ion-exchange resin) extracted differect amounts os K. The availability of K, as well as the nutrient reaplication after the residual effect, influenced the nutrient contents in trefoils, aerial parts, and grains, as well as yield, grain mass and dry mass of aerial parts.

O desenvolvimento das culturas pode ser afetado por combinações de estresses físicos, químicos e biológicos. Na ausência de outras limitações, os fatores físicos do solo que afetam diretamente o crescimento radicular são a resistência mecânica, a aeração e a disponibilidade hídrica. O objetivo deste trabalho foi incluir os fatores físicos do solo na modelagem do crescimento radicular de soja e de milho. As condições físicas dos solos foram modeladas com o fluxo de água em 1D e o crescimento radicular em 3D por meio da inclusão de um parâmetro de redução do estresse para o alongamento radicular. Soja e milho foram cultivados em quatro níveis de compactação em um Latossolo Vermelho. O modelo foi validado com dados de campo de conteúdo volumétrico de água, resistência do solo à penetração e densidade de comprimento radicular de soja e de milho cultivadas em diferentes níveis de compactação e condições hídricas. A taxa de alongamento radicular foi reduzida exponencialmente em função do aumento da resistência do solo à penetração, e linearmente em relação ao decrescimento da aeração ou da disponibilidade hídrica. A produtividade de grãos de soja e milho foi reduzida em função da escarificação do solo ou tráfego intenso de colhedora no Latossolo Vermelho. As densidades de comprimento radicular simulados concordaram com os valores medidos no campo. As condições físicas de resistência mecânica, hipoxia e estresse hídrico foram eficientemente incorporadas por meio do parâmetro de redução do estresse ao alongamento radicular, e podem ser usadas para avanços nos estudos de interações solo-raiz. / Crop development is affected due soil physical, chemical, and biological conditions. In the absence of others limitations, the soil physical factors that affect directly root growth are mechanical impedance, aeration and water stress. The aim of this work was to include soil physical limitations into the root growth model of soybean and maize crops. Soil physical conditions was modelling with water flux in one-dimensional and root growth in three-dimensional by stress reduction function for root elongation. Soybean and maize crops was cultivate in four soil compaction levels in a Rhodic Eutrudox. The model was validate with field data of soil water content, soil penetration resistance, and root length density of soybean and maize cropping in four soil compaction levels and two weather conditions. Root elongation rate was reduced exponentially as a function of soil penetration resistance, and linearly in relation to soil aeration or water stress. Soybean and maize grain yield was reduced due to soil chiselling and intense harvester traffic in a Rhodic Eutrudox. Soybean and maize root length density modelling agreed to field measurement. Soil physical conditions of mechanical impedance, hypoxia and water stress was successful incorporated into the root growth model by stress reduction function to root elongation, and its can be used for advances in soil-root interaction research.

Com o crescimento urbano e industrial houve considerável aumento na geração de resíduos, tais como os biossólidos provenientes de estações de tratamento de esgoto. Diversas estratégias de utilização desse resíduo tem sido propostas, e o uso agrícola como fertilizante tem se tornado prática comum. Entretanto, os biossólidos podem apresentar caráter poluente, dependendo, dentre outro fatores, dos níveis de metais pesados no resíduo. A concentração total de metais nos solos pode ser utilizada como indicativo dos efeitos da aplicação agrícola de biossólidos, porém pode não refletir sua biodisponibilidade. A determinação das espécies em solução, bem como a distribuição dos metais na fase sólida, obtida por meio da extração seqüencial, são ferramentas úteis para avaliar as mudanças no comportamento desses elementos nos solos em resposta à aplicação de biossólidos. Os objetivos desse trabalho foram adaptar um método de extração seqüencial adequado para Latossolos tratados com biossólidos; avaliar o efeito do pH e da força iônica na retenção e distribuição de Zn, Cu e Cd nas fases sólidas (solo e biossólido) e em solução; testar os efeitos de condicionadores químicos de solo, na imobilização de metais. A modificação do método de extração seqüencial de metais foi adequado para obter a distribuição de Zn, Cu e Cd em Latossolos e biossólidos. Nas amostras originais de solo, o Zn e o Cu estavam presentes em frações pouco móveis (residual e ligado aos óxidos de Fe), enquanto o Cd foi encontrado ligado, principalmente, às superfícies dos óxidos. Nos biossólidos, os óxidos de Mn e de Fe tiveram papel importante na retenção de metais. A redução do pH da solução ocasionou aumento na quantidade de metais em solução, sobretudo nas formas livres, e na fração trocável nos solos. Esse efeito foi mais acentuado para Zn e Cd, em relação ao Cu. O efeito da força iônica não foi acentuado. Os condicionadores de solos foram eficientes na imobilização de Zn, Cu e Cd, porém a elevação do pH favoreceu a redução na concentração de metais em solução ou ligados à fração prontamente disponível (trocável). Em contrapartida, a quantidade de metais ligados à fração carbonatos/superfície dos óxidos foi aumentada com o uso dos condicionadores. Em geral, o uso do CaCO3 (pH 7) promoveu a menor disponibilização de metais do biossólido para solução. / The production of residues such as biosolids has been increased in urban and industrial societies. Many alternatives of their disposal have been proposed, and the agricultural application as a fertilizer has been more common. However, depending on the heavy metal contents, the biosolids may have a toxic effect in the environment. The metal total concentration in soils is an indicative related to the effects of agricultural application of biosolids, even though, it can not reflect their bioavailability. The determination of the species in solution, as well as the distribution of the metals in the solid phase, using the sequential extraction method, are useful tools for evaluating the changes in the metal behavior in the soils in response to the biosolid application. The objectives of this work were to: (i) develop a method of sequential extraction suitable for Oxisols treated with biosolids; (ii) evaluate the pH and the ionic strenght effect on the retention and distribution of Zn, Cu and Cd in the solid phases (soil and biosolid) and on the solution; to test the efficiency of different amendments in the immobilization of metals. The modified sequential extraction procedure was appropriate to assess Zn, Cu and Cd distribution in Oxisols and biosolids. In the original samples, Zn and Cu were associated with non-mobile fractions (residual and iron oxides), while Cd was found to be related with surface oxides fraction. The Mn and Fe oxide fractions played an important role in the metal retention by biosolids. As pH decreased, an increase in the metal concentrations in solution was observed, mainly as free-ions, and associated with the exchangeable fraction in the soils. The effect was more evident for Zn and Cd, comparing to Cu. The effect of the ionic force was not pronounced. The amendments were efficient in the immobilization of Zn, Cu and Cd. However, the pH elevation decreased the metal concentration either in solution or associated with the fraction readily available (exchangeable). On the other hand, the amount of metals found in the carbonate/surface oxide was increased with the use of amendments. In general, CaCO3 (pH 7) decreased the biosolid dissolution and, consequently, the release of metals to solution.

A Amazônia representa a maior biodiversidade do mundo e representa um reservatório enorme e dinâmico de carbono, não só na biomassa, mas também no solo. O ciclo do carbono neste bioma é muito importante, principalmente para questões abordadas às mudanças climáticas. Avaliar e compreender a dinâmica do carbono e outros elementos no solo da Amazônia pode ajudar os cientistas a melhorar os modelos e antecipar cenários. Novos métodos, que permitem medições de carbono do solo in situ, são uma abordagem fundamental para este tipo de região, devido aos custos financeiros para a coleta e envio de amostras de solo da floresta para o laboratório, e demanda muito tempo nesta atividade. No presente estudo, uma topossequência de um sistema Latossolo-Espodossolo com caulim associado, desenvolvido a partir de rochas granito gnáissicas do embasamento cristalino, foi estudada. As amostras foram coletadas em São Gabriel da Cachoeira, estado do Amazonas. Dois perfis de solo: Espodossolo Humilúvico (P1) no topo e Latossolo Amarelo (P2) na meia encosta da topossequência foram descritos e amostrados em um total de dezoito amostras. Os objetivos principais foram avaliar e caracterizar através de métodos químicos e espectroscópicos a matéria orgânica e a composição elementar nestes solos arenosos utilizando a análise elementar (CHNS), espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido por laser (LIBS), espectrometria de emissão ótica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES), espectroscopia de fluorescência induzida por laser (FIL), fluorescência de luz UVVisível e absorção de radiação na região no UV-Visível. Através dos resultados obtidos pela análise elementar foi possível notar que para o Espodossolo Humilúvico houve variações diferenciadas nos teores de carbono, mas para o Latossolo Amarelo, não se pode inferir uma tendência de incremento ou decréscimo do teor de carbono ao longo do perfil, pois o teor de carbono para a maioria das amostras de solo foi inferior a 0,3%, o limite de detecção do CHNS. A espectroscopia de matrizes de fluorescência de excitação-emissão (MEE) foi uma técnica mais seletiva e sensível do que a fluorescência bidimensional para os ácidos húmicos (AH), mostrando informações interessantes, variações estruturais e grande diferença entre os cromóforos que emitem fluorescência nos extratos de ácido fúlvico 2 (EAF2) e AH. A combinação dos espectros de MEE com a análise de fatores paralelos (PARAFAC) permitiu caracterizar qualitativamente os EAF2, podendo identificar e associar com mais clareza os três fluoróforos obtidos, com seus respectivos componentes, ácidos fúlvicos (grupos de fluoróforos simples e complexos) e proteína, com diagnóstico de consistência do tensor núcleo (CORCONDIA) de 85,8%. Esta combinação permitiu caracterizar quantitativamente os AH, identificando a contribuição das intensidades de dois fluoróforos, associados aos AH, grupos de fluoróforos mais complexos e simples, com CORCONDIA de 84,2%. A partir dos resultados de LIBS, uma forte correlação foi encontrada e os coeficientes de correlação de Pearson\'s obtidos para o ajuste logarítmico foi de R = 0,98 e R = 0,99 para o carbono e o alumínio, respectivamente, entre os valores obtidos por LIBS e as técnicas de referências (CHNS e ICP OES) para o Espodossolo Humilúvico. Nenhuma relação foi observada para o ferro, provavelmente devido aos teores estarem abaixo do limite de detecção. A técnica FIL mostrou para o Espodossolo Humilúvico que o horizonte de transição (Tr) estaria funcionando como uma \"peneira molecular\", acumulando a matéria orgânica pouco humificada, permitindo a passagem para os horizontes de caulim (K1 e K2) de compostos com estruturas mais humificadas, mais complexas, de difícil degradação (mais recalcitrantes), mas de menor tamanho molecular, como anéis aromáticos condensados e/ou conjugação de anéis aromáticos simples, corroborando com a eficiência da extração do AH. Para o Latossolo Amarelo, observou-se um aumento no grau de humificação do horizonte superficial BA em relação ao A2. Logo, estes resultados contribuem para um melhor entendimento sobre a quantificação de carbono, grau de humificação e alterações estruturais da matéria orgânica dos solos arenosos da região de São Gabriel da Cachoeira na Amazônia. / The Amazon represents the world\'s biggest biodiversity, comprehending a large and dynamic carbon pool, considering its biomass and soil, as well. The carbon cycle in this biome is very important, especially in questions regarding climatic changes. To evaluate and to understand the carbon and other elements cycles in Amazonian soil can help scientists to improve models and foresee scenarios. New methods, allowing carbon measurements on site, are a crucial approach for this kind of region, due to the financial costs to collect and ship soil samples from forest to laboratory, and the time spent in this activity. In the present study, it was analyzed a topsequence of an Oxisol-Spodosol system with kaolin associated, generated from granitic-gneiss rocks of crystalline basement. The soil samples were collected in São Gabriel da Cachoeira, Amazonas state, Brazil, considering two different soil profiles: Spodosols (P1), at the top layer, and yellow Oxisols (P2) at the topsequence hillside, representing a total of eighteen samples. The main purpose of this study was to evaluate and characterize the organic matter content and elemental composition by chemical and spectroscopic methods using elemental analysis (CHNS), laserinduced breakdown spectroscopy (LIBS), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES), laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS), fluorescence spectroscopy and UV-Visible spectroscopy. The CHNS results showed differences in the carbon content for the Spodosol (P1) samples; however, it was not observed any differences for the Oxisol (P2) samples, once the carbon content data obtained for these samples were lower than the equipment detection limit (0.3%). The excitation-emission matrix (EEM) fluorescence spectroscopy was more sensitive for detecting humic acids (HA) than the two-dimensional fluorescence spectroscopy, showing interesting information, structural variations and large difference among chromophores that emit fluorescence in fulvic acid extracts 2 (EAF2) and HA. The EAF2 were qualitatively characterized by combining the EEM spectra with parallel factor analysis (PARAFAC), which allowed to identify clearly the three fluorophores obtained and their respective components, fulvic acids (simple and complex groups of fluorophores) and protein, with core consistency diagnostic (CORCONDIA) of 85.8%. These data also allowed to quantify the HA, identifying contributions of intensities from two fluorophores associated with HA, complex groups and simple fluorophores, presenting CORCONDIA of 84.2%. Regarding the carbon and aluminum content results for the Spodosol samples, a strong correlation was found between the LIBS values and the standard techniques (CHNS and ICP OES). The Pearson\'s coefficients obtained by logarithmic fit were R = 0.98 and R = 0.99 for carbon and aluminum, respectively. It was not observed any differences for the iron contents from the analyzed samples, probably due to the low content observed regarding the detection limit this element presents. The LIFS technique indicated that the transition horizon (Tr) would be acting as a \"molecular sieve\" in the Spodosol soil (P1), accumulating less humified organic matter, and allowing passage to kaolin horizons (K1 and K2) of compounds with more humified, more complex, difficult to degrade (recalcitrant) structures, but with lower molecular size, such as condensed aromatic rings and/or combination of simple aromatic rings. These results were in accordance to the HA extraction efficiency. For the yellow Oxisol (P2) samples, it was observed a humification degree increase in the surface horizon BA compared to the A2 horizon. This way, the data obtained contribute to a better understanding regarding carbon quantification, humification degree and organic matter structural alterations on sandy soils in São Gabriel da Cachoeira, at the Amazonian region.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-02-22T13:08:59Z No. of bitstreams: 1 Cidney Barbosa Bezerra.pdf: 2167272 bytes, checksum: 5f0cef27593c95187e77811cdb520cbb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T13:08:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cidney Barbosa Bezerra.pdf: 2167272 bytes, checksum: 5f0cef27593c95187e77811cdb520cbb (MD5) Previous issue date: 2016-08-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The South Agreste Pernambucano has an agricultural and very large land diversification, but the management of the soil used in the production is mostly inadequate, resulting in economic and low productivity losses, allied to it have weather conditions quite different typical of a transitional environment . However the city of Brejão has a special condition with cooler and rainy weather and deeper soils and well structured, with occurrence horizon latosols with the humic something characteristic in this swamp of altitude. So the aim of this study was to investigate the changes in chemical, physical and water attributes of the surface horizon humic an Oxisol subjected to different forms of management in the Swamp region of South Agreste Altitude Pernambuco, and investigate the soil repellency water. The disturbed and undisturbed soil samples were collected in a native forest (MN), pasture 5 years (PA5) and grazing 30 (PA30) in three layers 0 to 10 cm, 10 to 20 cm and 20 to 30 cm and evaluated the chemical, biological, physical and water attributes, as was also done an infiltration test with simple ring. Chemical attributes presented typicality dystrophic yellow latosols, and attributes related to the acidity showing significant results mainly in the surface layer. For biological attributes your changes are more significant in macroaggregates. Have the physical attributes that most change with inadequate management are the bulk density (Ds) and porosity consequently these physical attributes are linked to water retention in the soil and all water dynamics. For the infiltration test it is clear the presence of soil water repellency. / O Agreste Meridional pernambucano possui uma diversificação agropecuária e de solos muito grande, porém o manejo do solo empregado na produção é em sua maioria inadequado, acarretando em perdas econômicas e baixa produtividade, aliadas a isso temos condições climáticas bastante diferentes típicas de um ambiente de transição. No entanto a cidade de Brejão possui uma condição especial, com clima mais frio e chuvoso e solos mais profundos e bem estruturado, com ocorrência de latossolos de horizonte com A húmico algo característico nesse brejo de altitude. Assim o objetivo deste trabalho foi investigar as alterações nos atributos químicos, físicos e hídricos do horizonte superficial A húmico de um Latossolo Amarelo submetido a diferentes formas de manejo na região do Brejo de Altitude do Agreste Meridional pernambucano, e investigar a repelência do solo a água. As amostras deformadas e indeformadas do solo foram coletadas em uma área de mata nativa (MN), pasto de 5 anos (PA5) e pasto de 30 anos (PA30), em três camadas 0 a 10 cm, 10 a 20 cm e 20 a 30 cm e foram avaliados os atributos químicos, biológicos, físicos e hídricos, como também foi realizado um teste de infiltração com anel simples. Os atributos químicos apresentaram tipicidade de latossolos amarelo distróficos, e atributos relacionados com a acidez apresentando resultados significativos principalmente na camada superficial. Para os atributos biológicos suas alterações são mais expressivas nos macroagregados. Já os atributos físicos que mais sofreram alterações com o manejo inadequado são a densidade do solo (Ds) e a porosidade, consequentemente esses atributos físicos estão ligados a retenção de água no solo e toda dinâmica hídrica. Pelo teste de infiltração fica claro a presença de repelência do solo a água.