Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo. / Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production.

Este trabalho objetivou relacionar a produtividade agroindustrial da cana-de-açúcar com o aproveitamento do nitrogênio (N) das adubações sucessivas em cana-planta e soqueiras, em sistema de cultivo mínimo sem o revolvimento do solo ou escarificações das entrelinhas na reforma do canavial ou após os cortes, respectivamente - e quantificar a contribuição da palhada proveniente da colheita mecanizada na nutrição da cultura. O experimento foi instalado em março de 2005, em um Latossolo Vermelho Eutrófico muito argiloso da Fazenda Santa Terezinha, Jaboticabal, SP e foi conduzido durante quatro ciclos agrícolas consecutivos até julho de 2009. O delineamento experimental na cana-planta foi blocos casualizados, com quatro tratamentos (doses de N-uréia 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 no sulco de plantio, juntamente com 120 kg ha-1 de P2O5 e K2O) e quatro repetições (parcelas de 48 sulcos x 15 m). Nos ciclos de 1ª a 3ª soqueiras, as parcelas de cana-planta foram subdivididas em outros quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N) e quatro repetições (subparcelas de 12 linhas x 15 m). Na 3ª soqueira a adubação com N foi de 100 kg ha-1 em todas as parcelas, visando detectar efeitos residuais das fertilizações anteriores na produtividade da cana no 4º ciclo. Em todas as parcelas dos ciclos de soqueiras também aplicou-se 150 kg ha-1 de K2O como KCl. Na dose 80 kg ha-1 de N em cana-planta, foram instaladas microparcelas contendo uréia e/ou material vegetal marcado com 15N, simulando os resíduos anteriores à reforma (palhada, PAR ou rizomas, RAR da variedade RB855536) remanescentes no solo após o cultivo mínimo. O objetivo foi avaliar a contribuição do fertilizante-15N e dos resíduos vegetais-15N na nutrição nitrogenada da cultura em ciclos consecutivos. Após o corte da cana-planta, novas microparcelas contendo palhada pós colheita (PPC-15N, variedade SP81-3250) foram dispostas nos tratamentos 800 e 80150 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras, respectivamente, para avaliar a contribuição do N-PPC na nutrição da cultura e a influência do N aplicado em soqueiras na disponibilização do N-PPC. Um estudo complementar foi desenvolvido em sacos telados contendo PAR-15N em cana-planta (dose 80 kg ha-1 de N) e PPC- 15N em soqueiras (doses 80-0 e 80-150 kg ha-1 de N), visando quantificar a decomposição dos resíduos durante os ciclos agrícolas e possíveis diferenças na intensidade da decomposição devido às aplicações de N em cana-planta e em soqueiras respectivamente. Nos quatro ciclos consecutivos avaliou-se a: i) produtividade agroindustrial (TCH, Mg de cana ha-1 de colmos e TPH, Mg ha-1 de pol) e características tecnológicas da matéria-prima (pol % cana e fibra %) em função dos tratamentos de N em cana-planta e soqueiras; ii) recuperação do 15Nuréia, 15N-PAR, 15N-RAR e 15N-PPC pela parte aérea da cultura (colmos, folhas secas e ponteiro) e o balanço de carbono (C) e N no sistema solo-planta e iii) decomposição da PAR e PPC pela redução da matéria seca (MS), do C, 10 macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e carboidratos estruturais (lignina, celulose e hemicelulose). A TCH e TPH foram influenciadas pelas doses de N no plantio e nas soqueiras subseqüentes. Houve resposta linear na produtividade agroindustrial da cana-planta às doses de N do plantio e na média dos quatro ciclos agrícolas. Porém, não houve interação entre as doses de N em cana-planta e soqueiras. O tratamento 120100 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras proporcionou a maior TCH acumulada nos quatro ciclos consecutivos, porém o tratamento 12050 kg ha-1 de N foi o mais viável economicamente. A recuperação do N-uréia de plantio foi mais alta no primeiro ciclo (24, 7 kg ha-1 ou 31% da dose aplicada) decrescendo ao longo ciclos agrícolas subsequentes (5%; 4% e 3%, respectivamente). O balanço de N após os quatro ciclos (2006 a 2009) indicou 43% (34,4 kg ha-1) de recuperação do Nuréia pela parte aérea da cultura, 0,2% permaneceu nos rizomas, 20% no solo e 37% foram contabilizados como perdas. Para os resíduos vegetais PAR e RAR as recuperações na parte aérea foram de 28% e 23% da quantidade inicial (14,2 e 7,4 kg ha-1, respectivamente). Em média, 0,2% do N-resíduos vegetais permaneceu nos rizomas, 52% no solo e 22% foram perdas. A soma da recuperação do N-PAR e NRAR de foi de 24,4 kg, ou seja, 39% da contribuição total de N destes resíduos, indicando serem fontes de N a longo prazo para a cana-de-açúcar. Houve correlação entre a recuperação acumulada do N-uréia e N-resíduos vegetais com a evapotranspiração acumulada dos quatro ciclos agrícolas. A recuperação do N-PPC pela parte aérea da cultura praticamente dobrou após três ciclos, devido à aplicação de N em soqueiras, 17% vs. 31% (6,9 e 12,6 kg ha-1 de N, respectivamente). O restante do N-PPC permaneceu nos rizomas (0,3% e 0,4%), no solo (69% e 61%) ou resultaram em perdas (13,4% e 7,6%). Não houve alterações nos estoques de C e N do solo com a adição de N-uréia ou N-resíduos vegetais. A decomposição da PAR e PPC foi influenciada pelas aplicações de N em cana-planta e soqueiras e pela ação biológica ao longo dos ciclos agrícolas avaliados. Essa degradação ocorreu devido à redução da relação C:N, do crescimento de raízes sob a palhada, perdas de MS, C, N, macronutrientes e carboidratos estruturais da palhada ao longo dos ciclos agrícolas. Para a PAR e PPC, a degradação da MS foi de 96% e 73% após quatro e três anos, respectivamente. Os macronutrientes que apresentaram maiores liberações foram o K 98% e 92%; Mg 97% e 70% e o Ca 95% e 55%, da quantidade inicial dos nutrientes (kg ha-1) aplicadas via PAR e PPC, respectivamente. Após quatro ciclos agrícolas os teores (g kg-1) de lignina, celulose e hemicelulose da PAR decresceram 60%, 29% e 70%. Para a PPC a redução foi de 47%, 35% e 70% em três ciclos. A degradação dos carboidratos estruturais foi influenciada pelas condições climáticas ocorridas durante os ciclos agrícolas e pela composição bioquímica inicial dos resíduos (carboidratos e nutrientes totais). Não houve diferença na degradação da MS da PPC devido à aplicação de N em soqueiras, porém houve diferença na degradação do C, na liberação de Ca, na concentração de raízes e na decomposição da lignina quando se realizou a adubação com N sobre a palhada em soqueiras / This work aimed to relate the agroindustrial yield of sugarcane with nitrogen (N) fertilization in successive cropping cycles in plant-cane and ratoons under minimum tillage system - without soil plowing or interows scarification in crop renewal and after the harvesting seasons, respectively - and to quantify the contribution of straw from mechanical harvesting on crop N nutrition. The field trial was planted in March 2005 in a very clayey Rhodic Eutrustox at Santa Terezinha Farm, Jaboticabal, Sao Paulo State and was conducted during four consecutive cropping cycles until July 2009. The plant-cane trial was designed as randomized blocks with four treatments (N-urea in increasing rates 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 at planting added to 120 kg ha-1 P2O5 and K2O) and four replicates (48 furrows of 15 m length). For the ratoon-cane trial, (1st to 3rd ratoons) the plant-cane plots were subdivided into other four treatments (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 N) and four replicates (12 rows x 15 m). The N fertilization of the 3rd ratoon was leveled to 100 kg ha-1 in all plots in order to detect residual effects of previous N fertilizations on sugarcane yield in this cycle. All ratoon cycles also received 150 kg ha-1 K2O as KCl. It has been installed microplots containing 15N-urea and/or 15N-labeled plant material at the 80 kg ha-1 N dose in plant-cane, simulating the crop residues prior to renewal (trash PAR or rhizomes, RAR of RB855536 variety) and which remained in soil after minimum tillage. The objective was to assess the contribution of N-fertilizer and N-residues in sugarcane N nutrition in consecutive cycles. After the plant-cane harvesting, new microplots containing post harvest trash (PPC-15N, variety SP81-3250) were placed in treatments 80-0 and 80- 150 kg N ha-1 in plant-cane and ratoons, respectively, aiming to assess the contribution of N-PPC in crop nutrition and the influence of N applied to ratoons in the N-PPC availability for sugarcane uptake. An additional study was conducted in litter bags containing PAR-15N in plant-cane (dose 80 kg ha-1 N) and PPC-15N in ratoons (doses 80-0 and 80-150 kg N ha-1) in order quantify the decomposition of trash during the crop cycles and possible differences in the decomposition rates due to N applications in plant-cane (PAR) and ratoons (PPC), respectively. In the four consecutive cycles were evaluated: i) Agroindustrial yields (TCH, Mg cane ha-1 stalks and TPH, Mg ha-1 of sugar) and raw material quality (pol% cane and fiber%) in plantcane and ratoon treatments; ii) Recovery of urea-15N, PAR-15N, 15N- RAR and 15NPPC by crop above ground parts (stalks, dry leaves and tips) and carbon (C) and N balances in the soil-plant system and iii) decomposition of PAR and PPC as reduction of dry matter (DM), C, nutrients (N, P, K, Ca, Mg and S) and structural carbohydrates (lignin cellulose and hemicellulose). The agroindustrial yields (TCH and TPH) were influenced by N rates at planting and subsequent ratoons. It hás been found linear response in crop yield due to N rates at planting and in the average of four crop cycles. However, no responses were detected in the interaction between 12 N doses in plant or ratoon cane. The highest accumulated yield (TCH) in four consecutive cycles was obtained in treatment 120-100 kg ha-1 N in plant-cane and ratoons, but treatment 120-50 kg ha-1 N has been found as the more economically viable. The recovery of N-urea applied in plant-cane was higher in the first cycle (24, 7 kg ha-1 or 31% of the applied dose) and decreased over subsequent crop cycles (5%, 4% and 3% respectively). The N balance after four cycles (2006-2009) showed 43% (34.4 kg ha-1) of total N-urea recovery by the crop above ground parts, 0.2% was found in the rhizomes, 20% in soil and 37% were counted as losses. Cane trash N-PAR and N-RAR recoveries in the above ground parts were 28% and 23% of the initial amount of N applied as crop residues (14.2 and 7.4 kg ha-1, respectively). On average, 0.2% of N-plant residues remained in the rhizomes, 52% in the soil and 22% were accounted as losses. The total recovery of N-PAR N-and RAR was 24.4 kg, or 39% of the total N of these residues, indicating that they are long term N sources for the sugarcane crop. There had been found a close correlation between the cumulative recovery of N-urea and N-residues with the accumulated evapotranspiration of the four crop cycles. The N-PPC recovery by sugarcane above ground parts almost doubled after three cycles due to N application in ratoons, 17% vs. 31% (6.9 and 12.6 kg ha-1 N, respectively). In other compartments, 0.3% and 0.4% of N-PPC remained in the rhizomes, 69% and 61%) in the soil and 13.4% and 7.6%) resulted in losses. There was detected no major changes in soil C and N stocks C due to the addition of N-urea and N-residues. The decomposition of PAR and PPC was influenced by N fertilizations in plant-cane and ratoons cane and by biological action over the cropping cycles. The major effects detected as trash decomposed over the agricultural cycles were the reduction in residues C:N ratio, sugarcane root growth under the trash blanket, and losses of DM, C, N, macronutrients and structural carbohydrates. The DM degradation of PAR and PPC was 96% and 73% after four and three years respectively. The nutrients that showed higher release rates were K 98% to 92%, Mg 97% to 70% Ca and 95% to 55% of the initial amount of nutrients (kg ha-1) sourced by PAR and PPC residues, respectively. After four agricultural cycles, the levels (g kg-1) of lignin, cellulose and hemicellulose from PAR decreased 60%, 29% and 70%, and for PPC the reduction was 47%, 35% and 70% in three cycles. The degradation of structural carbohydrates was influenced by climatic conditions that occurred during the agricultural cycles and the initial biochemical composition those residues (total carbohydrates and nutrients content). There was no difference in DM degradation of PPC due to N application in ratoons, however there were differences in C degradation, in the release of Ca, concentration of roots and in the decomposition of lignin when N- fertilizer has been applied over the trash blanket

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 _Marcos_F_Martins.pdf: 1223784 bytes, checksum: 76c7bc7ba3e56163da07738160894089 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The aim of this study is to evaluate the rate of decomposition of straw on crambe cover crop based on no-tillage system under different soil management practices and usages. We attempt to approach the practice adopted by farmers in the western region of Paraná. The experiment was conducted in the experimental area of the Agronomic Institute of Paraná - IAPAR, regional center of Santa Tereza do Oeste, Paraná, Brazil. The experiment consisted of four soil management practices: Traditional Tillage System - SPDT - Scarified Tillage System - SPDE - Gypsum Agricultural Tillage System - SPDG - and Tillage System with Quality - SPDQ. The treatments were distributed in randomized order on portions subdivided on time with fifteen macro-plots of 20 m x 25 m. The assessments took place on 0 (zero), 7, 15, 30, 60, 90, and 120 days after the harvest of crambe. Decomposition was determined quantitatively by the analysis of the rate of decomposition of crop residues using litterbags. The average loss of phytomass of crambe crop was significantly different (p>0,05), specially for SPDE and SDPG, which had reduction of around 0,63% day-1 and 0,71% day-1, respectively. The longest half-life period was observed on system SPDQ-12, with 66 days. The shortest half-life period was observed on system SPDE, with 45 days. / O objetivo do presente trabalho foi avaliar a velocidade de decomposição da palha em cobertura da espécie do crambe em diferentes usos e manejos do solo com base no sistema plantio direto. Buscou-se aproximar da prática adotada pelos produtores rurais da região oeste paranaense. O experimento foi conduzido na área experimental do Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, pólo regional de Santa Tereza do Oeste, Paraná, Brasil. Os tratamentos foram constituídos de quatro sistemas de manejo do solo, sendo estes: Sistema Plantio Direto Tradicional - SPDT -, Sistema Plantio Direto Escarificado - SPDE -, Sistema Plantio Direto Gessado - SPDG -, e Sistema Plantio Direto com Qualidade - SPDQ. Os tratamentos foram distribuídos de modo inteiramente casualizados em parcelas subdivididas no tempo com quinze macro-parcelas de 20 m x 25 m. As avaliações no tempo ocorreram aos 0 (zero), 7, 15, 30, 60, 90 e 120 dias após colheita do crambe. A determinação da decomposição seguiu-se de forma quantitativa, por meio da análise da taxa de decomposição dos resíduos culturais com o uso de litter bags . A perda média de fitomassa da cultura do crambe foi significativamente diferente (p>0,05) principalmente para o manejo SPDE e SDPG, a qual tiveram reduções respectivamente de 0,63 % dia-1 e 0,71 % dia-1. Para o tempo de meia vida o maior tempo constatado foi no sistema tratamento que continha como manejo o consórcio composto de Aveia preta cabocla + Tremoço branco, com 66 dias, já o menor tempo de meia vida foi observado para o sistema SPDE, com 45 dias. O sistema de manejo influenciou no tempo de meia-vida dos resíduos reduzindo em até 21 dias.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4002692 bytes, checksum: 85600be9b689a4e4048b5414df434ab6 (MD5) Previous issue date: 2012-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Studies related to litter dynamics are important to comprehend decomposing deciduos material, nutrients cycling, succession patterns, ecological disturbance and environmental variables interactions in terrestrial ecosystems. In opposition to Caatinga's degradation speed, a lack of studies related to litter production dynamics is observed. Thus, this study aimed to evaluate climatic factors (rainfall and evapotranspiration) and vegetation effects over temporal and spatial dynamics of litter production in Brazilian Northeastern's semiarid. A phytosociologic survey was performed in Paraiba's Cariri in 12 sampling areas. Two 1 m2 collectors (with 0,15 m3) were placed about 50 m distant from each other in order to estimate litter monthly production between November 2009 and 2011. Litter deposition values observed in this study varied between 3430 and 4600 kg.ha-1.year-1. Litter production was significantly bigger in the second year of survey and it varied between months in both years. Intra-annual variation was positive to total litter production, showing peaks of litterfall in dry period about three or four months after the greatest rates of monthly rainfall. While reproductive structures and branches corresponded to 14% and miscellany from 3% to 5%, leaves, which represented more than 60% of the total, corresponded to the predominant part of litter. Litter production was significantly different between areas so as each of its parts. The density of plant species, vegetation height and trunk diameter at ground were responsible for 79% of annual litter production in those different areas. Results reveal that litter production in Caatinga have a spatiotemporal heterogeneity, which is related to climate and vegetation and must provide effects over substratum in edaphic microorganisms activities and, consequently, in edaphic conditions and nutrients availability. Therefore, in Caatinga, associations of spatial variations in microhabitats conditions and inter-annual variations could interfere in the offering period of floral resource, substrate nutrients availability and, possibly, in the behavior of substrate-using animals. / Apesar do reconhecimento de que a fauna seja importante na ciclagem de nutrientes, as suas relações com a decomposição da serrapilheira ainda são pouco conhecidas em ambientes semiáridos. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito espacial e temporal das condições do habitat e dos microartrópodes do solo sobre a decomposição na Caatinga. No Cariri paraibano, entre novembro de 2009 e outubro de 2011, a taxa de decomposição foliar foi avaliada através de dois transectos com 30 bolsas de serrapilheira, com 10±0,5 g de folhas de Caesalpinia pyramidalis e Croton blanchetianus, em igual proporção, distribuídos em 12 áreas de amostragem. No transecto denominado controle, as bolsas foram preenchidas apenas com folhas, enquanto no segundo transecto, denominado fauna-reduzida, além das folhas, as bolsas de serrapilheira apresentavam cerca de 30 bolas de naftalina (~33,2 g), para avaliação do efeito da fauna sobre a decomposição. No primeiro ano, a taxa de decomposição foi menor independentemente do período de exposição, sendo decomposto cerca de 32%, 47% e 63% em 120, 240 e 360 dias, respectivamente. Enquanto, no segundo ano, a perda de massa foi de 45%, 54% e 73%, respectivamente. A taxa de decomposição correlacionou-se com a precipitação (acumulada) e a evapotranspiração (acumulada). Analisando os efeitos da fauna de microartrópodes e de cada área de amostragem sobre a taxa de decomposição, verificou-se que estes fatores tanto atuam isoladamente, quanto de forma conjunta sobre esse processo, entre os diferentes períodos de exposição (120, 240, 360 dias). A riqueza de espécies, densidade, altura da vegetação e o diâmetro do tronco à altura do solo (DTS), a serrapilheira produzida e o efeito da fauna, juntas, explicaram 91% da taxa de decomposição anual da serrapilheira, porém o DTS foi à única variável não significativa neste modelo. A precipitação e ETR tem efeito chave sobre a decomposição, pois além de atuarem sobre as perdas por lixiviação de compostos lábeis solúveis em água, estes fatores influenciam a vegetação, a produção de serrapilheira e a fauna decompositora e, portanto, desencadeiam estímulos sobre diferentes fatores, que atuam sobre o processo de decomposição. Este experimento mostrou que a decomposição de plantas pode ser influenciada por fatores bióticos em uma Floresta Tropical Seca, como a Caatinga, e que a decomposição não pode ser explicada apenas pelo clima e pela qualidade do substrato, visto que no sistema solo-serrapilheira, a vegetação e os organismos edáficos são fatores críticos na manutenção e disponibilidade de nutrientes.

Este trabalho objetivou relacionar a produtividade agroindustrial da cana-de-açúcar com o aproveitamento do nitrogênio (N) das adubações sucessivas em cana-planta e soqueiras, em sistema de cultivo mínimo sem o revolvimento do solo ou escarificações das entrelinhas na reforma do canavial ou após os cortes, respectivamente - e quantificar a contribuição da palhada proveniente da colheita mecanizada na nutrição da cultura. O experimento foi instalado em março de 2005, em um Latossolo Vermelho Eutrófico muito argiloso da Fazenda Santa Terezinha, Jaboticabal, SP e foi conduzido durante quatro ciclos agrícolas consecutivos até julho de 2009. O delineamento experimental na cana-planta foi blocos casualizados, com quatro tratamentos (doses de N-uréia 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 no sulco de plantio, juntamente com 120 kg ha-1 de P2O5 e K2O) e quatro repetições (parcelas de 48 sulcos x 15 m). Nos ciclos de 1ª a 3ª soqueiras, as parcelas de cana-planta foram subdivididas em outros quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 kg ha-1 de N) e quatro repetições (subparcelas de 12 linhas x 15 m). Na 3ª soqueira a adubação com N foi de 100 kg ha-1 em todas as parcelas, visando detectar efeitos residuais das fertilizações anteriores na produtividade da cana no 4º ciclo. Em todas as parcelas dos ciclos de soqueiras também aplicou-se 150 kg ha-1 de K2O como KCl. Na dose 80 kg ha-1 de N em cana-planta, foram instaladas microparcelas contendo uréia e/ou material vegetal marcado com 15N, simulando os resíduos anteriores à reforma (palhada, PAR ou rizomas, RAR da variedade RB855536) remanescentes no solo após o cultivo mínimo. O objetivo foi avaliar a contribuição do fertilizante-15N e dos resíduos vegetais-15N na nutrição nitrogenada da cultura em ciclos consecutivos. Após o corte da cana-planta, novas microparcelas contendo palhada pós colheita (PPC-15N, variedade SP81-3250) foram dispostas nos tratamentos 800 e 80150 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras, respectivamente, para avaliar a contribuição do N-PPC na nutrição da cultura e a influência do N aplicado em soqueiras na disponibilização do N-PPC. Um estudo complementar foi desenvolvido em sacos telados contendo PAR-15N em cana-planta (dose 80 kg ha-1 de N) e PPC- 15N em soqueiras (doses 80-0 e 80-150 kg ha-1 de N), visando quantificar a decomposição dos resíduos durante os ciclos agrícolas e possíveis diferenças na intensidade da decomposição devido às aplicações de N em cana-planta e em soqueiras respectivamente. Nos quatro ciclos consecutivos avaliou-se a: i) produtividade agroindustrial (TCH, Mg de cana ha-1 de colmos e TPH, Mg ha-1 de pol) e características tecnológicas da matéria-prima (pol % cana e fibra %) em função dos tratamentos de N em cana-planta e soqueiras; ii) recuperação do 15Nuréia, 15N-PAR, 15N-RAR e 15N-PPC pela parte aérea da cultura (colmos, folhas secas e ponteiro) e o balanço de carbono (C) e N no sistema solo-planta e iii) decomposição da PAR e PPC pela redução da matéria seca (MS), do C, 10 macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) e carboidratos estruturais (lignina, celulose e hemicelulose). A TCH e TPH foram influenciadas pelas doses de N no plantio e nas soqueiras subseqüentes. Houve resposta linear na produtividade agroindustrial da cana-planta às doses de N do plantio e na média dos quatro ciclos agrícolas. Porém, não houve interação entre as doses de N em cana-planta e soqueiras. O tratamento 120100 kg ha-1 de N em cana-planta e soqueiras proporcionou a maior TCH acumulada nos quatro ciclos consecutivos, porém o tratamento 12050 kg ha-1 de N foi o mais viável economicamente. A recuperação do N-uréia de plantio foi mais alta no primeiro ciclo (24, 7 kg ha-1 ou 31% da dose aplicada) decrescendo ao longo ciclos agrícolas subsequentes (5%; 4% e 3%, respectivamente). O balanço de N após os quatro ciclos (2006 a 2009) indicou 43% (34,4 kg ha-1) de recuperação do Nuréia pela parte aérea da cultura, 0,2% permaneceu nos rizomas, 20% no solo e 37% foram contabilizados como perdas. Para os resíduos vegetais PAR e RAR as recuperações na parte aérea foram de 28% e 23% da quantidade inicial (14,2 e 7,4 kg ha-1, respectivamente). Em média, 0,2% do N-resíduos vegetais permaneceu nos rizomas, 52% no solo e 22% foram perdas. A soma da recuperação do N-PAR e NRAR de foi de 24,4 kg, ou seja, 39% da contribuição total de N destes resíduos, indicando serem fontes de N a longo prazo para a cana-de-açúcar. Houve correlação entre a recuperação acumulada do N-uréia e N-resíduos vegetais com a evapotranspiração acumulada dos quatro ciclos agrícolas. A recuperação do N-PPC pela parte aérea da cultura praticamente dobrou após três ciclos, devido à aplicação de N em soqueiras, 17% vs. 31% (6,9 e 12,6 kg ha-1 de N, respectivamente). O restante do N-PPC permaneceu nos rizomas (0,3% e 0,4%), no solo (69% e 61%) ou resultaram em perdas (13,4% e 7,6%). Não houve alterações nos estoques de C e N do solo com a adição de N-uréia ou N-resíduos vegetais. A decomposição da PAR e PPC foi influenciada pelas aplicações de N em cana-planta e soqueiras e pela ação biológica ao longo dos ciclos agrícolas avaliados. Essa degradação ocorreu devido à redução da relação C:N, do crescimento de raízes sob a palhada, perdas de MS, C, N, macronutrientes e carboidratos estruturais da palhada ao longo dos ciclos agrícolas. Para a PAR e PPC, a degradação da MS foi de 96% e 73% após quatro e três anos, respectivamente. Os macronutrientes que apresentaram maiores liberações foram o K 98% e 92%; Mg 97% e 70% e o Ca 95% e 55%, da quantidade inicial dos nutrientes (kg ha-1) aplicadas via PAR e PPC, respectivamente. Após quatro ciclos agrícolas os teores (g kg-1) de lignina, celulose e hemicelulose da PAR decresceram 60%, 29% e 70%. Para a PPC a redução foi de 47%, 35% e 70% em três ciclos. A degradação dos carboidratos estruturais foi influenciada pelas condições climáticas ocorridas durante os ciclos agrícolas e pela composição bioquímica inicial dos resíduos (carboidratos e nutrientes totais). Não houve diferença na degradação da MS da PPC devido à aplicação de N em soqueiras, porém houve diferença na degradação do C, na liberação de Ca, na concentração de raízes e na decomposição da lignina quando se realizou a adubação com N sobre a palhada em soqueiras / This work aimed to relate the agroindustrial yield of sugarcane with nitrogen (N) fertilization in successive cropping cycles in plant-cane and ratoons under minimum tillage system - without soil plowing or interows scarification in crop renewal and after the harvesting seasons, respectively - and to quantify the contribution of straw from mechanical harvesting on crop N nutrition. The field trial was planted in March 2005 in a very clayey Rhodic Eutrustox at Santa Terezinha Farm, Jaboticabal, Sao Paulo State and was conducted during four consecutive cropping cycles until July 2009. The plant-cane trial was designed as randomized blocks with four treatments (N-urea in increasing rates 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 at planting added to 120 kg ha-1 P2O5 and K2O) and four replicates (48 furrows of 15 m length). For the ratoon-cane trial, (1st to 3rd ratoons) the plant-cane plots were subdivided into other four treatments (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 N) and four replicates (12 rows x 15 m). The N fertilization of the 3rd ratoon was leveled to 100 kg ha-1 in all plots in order to detect residual effects of previous N fertilizations on sugarcane yield in this cycle. All ratoon cycles also received 150 kg ha-1 K2O as KCl. It has been installed microplots containing 15N-urea and/or 15N-labeled plant material at the 80 kg ha-1 N dose in plant-cane, simulating the crop residues prior to renewal (trash PAR or rhizomes, RAR of RB855536 variety) and which remained in soil after minimum tillage. The objective was to assess the contribution of N-fertilizer and N-residues in sugarcane N nutrition in consecutive cycles. After the plant-cane harvesting, new microplots containing post harvest trash (PPC-15N, variety SP81-3250) were placed in treatments 80-0 and 80- 150 kg N ha-1 in plant-cane and ratoons, respectively, aiming to assess the contribution of N-PPC in crop nutrition and the influence of N applied to ratoons in the N-PPC availability for sugarcane uptake. An additional study was conducted in litter bags containing PAR-15N in plant-cane (dose 80 kg ha-1 N) and PPC-15N in ratoons (doses 80-0 and 80-150 kg N ha-1) in order quantify the decomposition of trash during the crop cycles and possible differences in the decomposition rates due to N applications in plant-cane (PAR) and ratoons (PPC), respectively. In the four consecutive cycles were evaluated: i) Agroindustrial yields (TCH, Mg cane ha-1 stalks and TPH, Mg ha-1 of sugar) and raw material quality (pol% cane and fiber%) in plantcane and ratoon treatments; ii) Recovery of urea-15N, PAR-15N, 15N- RAR and 15NPPC by crop above ground parts (stalks, dry leaves and tips) and carbon (C) and N balances in the soil-plant system and iii) decomposition of PAR and PPC as reduction of dry matter (DM), C, nutrients (N, P, K, Ca, Mg and S) and structural carbohydrates (lignin cellulose and hemicellulose). The agroindustrial yields (TCH and TPH) were influenced by N rates at planting and subsequent ratoons. It hás been found linear response in crop yield due to N rates at planting and in the average of four crop cycles. However, no responses were detected in the interaction between 12 N doses in plant or ratoon cane. The highest accumulated yield (TCH) in four consecutive cycles was obtained in treatment 120-100 kg ha-1 N in plant-cane and ratoons, but treatment 120-50 kg ha-1 N has been found as the more economically viable. The recovery of N-urea applied in plant-cane was higher in the first cycle (24, 7 kg ha-1 or 31% of the applied dose) and decreased over subsequent crop cycles (5%, 4% and 3% respectively). The N balance after four cycles (2006-2009) showed 43% (34.4 kg ha-1) of total N-urea recovery by the crop above ground parts, 0.2% was found in the rhizomes, 20% in soil and 37% were counted as losses. Cane trash N-PAR and N-RAR recoveries in the above ground parts were 28% and 23% of the initial amount of N applied as crop residues (14.2 and 7.4 kg ha-1, respectively). On average, 0.2% of N-plant residues remained in the rhizomes, 52% in the soil and 22% were accounted as losses. The total recovery of N-PAR N-and RAR was 24.4 kg, or 39% of the total N of these residues, indicating that they are long term N sources for the sugarcane crop. There had been found a close correlation between the cumulative recovery of N-urea and N-residues with the accumulated evapotranspiration of the four crop cycles. The N-PPC recovery by sugarcane above ground parts almost doubled after three cycles due to N application in ratoons, 17% vs. 31% (6.9 and 12.6 kg ha-1 N, respectively). In other compartments, 0.3% and 0.4% of N-PPC remained in the rhizomes, 69% and 61%) in the soil and 13.4% and 7.6%) resulted in losses. There was detected no major changes in soil C and N stocks C due to the addition of N-urea and N-residues. The decomposition of PAR and PPC was influenced by N fertilizations in plant-cane and ratoons cane and by biological action over the cropping cycles. The major effects detected as trash decomposed over the agricultural cycles were the reduction in residues C:N ratio, sugarcane root growth under the trash blanket, and losses of DM, C, N, macronutrients and structural carbohydrates. The DM degradation of PAR and PPC was 96% and 73% after four and three years respectively. The nutrients that showed higher release rates were K 98% to 92%, Mg 97% to 70% Ca and 95% to 55% of the initial amount of nutrients (kg ha-1) sourced by PAR and PPC residues, respectively. After four agricultural cycles, the levels (g kg-1) of lignin, cellulose and hemicellulose from PAR decreased 60%, 29% and 70%, and for PPC the reduction was 47%, 35% and 70% in three cycles. The degradation of structural carbohydrates was influenced by climatic conditions that occurred during the agricultural cycles and the initial biochemical composition those residues (total carbohydrates and nutrients content). There was no difference in DM degradation of PPC due to N application in ratoons, however there were differences in C degradation, in the release of Ca, concentration of roots and in the decomposition of lignin when N- fertilizer has been applied over the trash blanket

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-03-15T13:24:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Sandoval Carpinelli.pdf: 1473498 bytes, checksum: 55c2940ffe8b169a79a9863fc0aa64c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-15T13:24:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Sandoval Carpinelli.pdf: 1473498 bytes, checksum: 55c2940ffe8b169a79a9863fc0aa64c0 (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) possibilitam sinergismo entre as atividades agrícolas, pecuária e/ou florestal, realizadas na mesma área de cultivo, buscando maximizar os fatores de produção. Modificações no microclima, em SIPA, podem afetar a deposição e a decomposição do resíduo, bem como a liberação e a ciclagem dos nutrientes no sistema de produção. Os objetivos deste trabalho foram: (i) quantificar o aporte dos resíduo e de macronutrientes em SIPA, sob Cambissolo Háplico de textura média, nos Campos Gerais do Paraná; (ii) estimar a taxa de decomposição do resíduo e a liberação de macronutrientes da cultura de soja e da biomassa de forragem anual de inverno (consórcio de aveia preta e azevém anual), em SIPA. O delineamento experimental empregado foi o de blocos completos casualizados com três repetições. Os tratamentos consistiram de combinações de presença de componente arbóreo (eucalipto + grevílea) e doses (90 e 180 kg ha-1) de nitrogênio mineral (ureia – 450 g kg-1 de N) aplicado na pastagem anual de inverno. De modo a melhor representar o ambiente arborizado, foi feita a subdivisão da unidade experimental em cinco distâncias. O experimento foi implantado em 2006; no entanto, as avaliações inerentes a este trabalho foram realizadas no período compreendido entre os meses de dezembro/2014 a outubro/2015. Nesse período foram inseridos aleatoriamente litter bags de resíduo de forragem anual de inverno e de soja, nos tratamentos com ausência e presença do componente arbóreo, respectivamente. As amostragens do material contido nos litter bags foram realizadas aos 7, 15, 30, 60, 90 e 120 dias após a semeadura das culturas (tanto verão quanto de inverno). Foram realizadas as seguintes avaliações: quantidade e qualidade do resíduo vegetais, taxa de decomposição do resíduo vegetal remanescente e de liberação dos macronutrientes (nitrogênio - N, fósforo - P, potássio - K, cálcio - Ca, magnésio - Mg e enxofre - S) dos resíduos, tanto da fase de lavoura como da fase pastagem, ao longo do tempo. A interação entre os fatores avaliados afetou a liberação do S do resíduo do pasto e o K do resíduo de soja. O sistema arborizado, bem como a menor dose de nitrogênio, ocasionou menor massa de resíduo (tanto da pastagem como da lavoura) quando comparado aos demais tratamentos. A quantidade de resíduo da pastagem foi afetada pela distância das árvores. Maiores concentrações dos macronutrientes (K, Ca e Mg) no resíduo da pastagem, ao final do período de pastejo, foram observadas no sistema arborizado. A ausência do componente arbóreo ocasionou maiores concentração de Ca e Mg no resíduo da soja. Além da maior quantidade de massa de resíduo da soja na maior dose de N, tal resíduo apresentava maior concentração em K e S do que a menor dose. Variações na taxa de decomposições de massa seca remanescente dos resíduos da pastagem e soja também foram influenciadas pela distância em relação aos renques arbóreos. A liberação de N, P, K e Mg do resíduo pasto e de P, Mg e S do resíduo da soja não foi influenciada pelos tratamentos. A decomposição do resíduo da pastagem e seu respectivo efeito proporcionou uma maior ciclagem de nutrientes para a soja do que o oposto. / Integrated crop-livestock systems (ICLS) enable synergism between agricultural, livestock and/or forestry activities carried out in the same area, focusing maximization of production factors. Changes in ICLS microclimates can affect the deposition and decomposition of plant residues, as well as macronutrient and nutrient cycling present in the system. The aims of this study were (i) to quantify the contribution of plant residues and macronutrients in ICLS, under loamy-sand Typic Distrudept, in the Paraná Campos Gerais area; and (ii) to estimate the decomposition of the residue and the release of macronutrients from the soybean crop and the biomass of annual winter forage (consortium of black oats and annual ryegrass) in ICLS. The experimental design was a randomized complete block with three replicates. The treatments consisted of combinations of the presence of an arboreal component (eucalyptus + Grevillea) and doses (90 and 180 kg N ha-1year-1) of mineral nitrogen (as urea - 450 g kg-1 N) applied to the annual intercropped pasture. In order to better represent the forested environment, the experimental unit was subdivided into five distances. The experiment was implemented in 2006. However, the evaluations inherent to this study were carried out from December 2014 up to October 2015. During this period, litterbags of a consortium of black oat residues with ryegrass and soybean were randomly inserted in the treatments with the absence and presence of the arboreal component, respectively. Samplings of the material contained in the litterbags were carried out at 7, 15, 30, 60, 90 and 120 days after crop sowing (both in summer and winter). The following evaluations were performed: amount and quality of the plant residue, decomposition rate of the remaining plant residue and macronutrient release (nitrogen - N, phosphorus - P, potassium - K, calcium - Ca, magnesium - Mg and sulfur - S) of the residue, both in the tillage phase and in the pasture stage, over time. The forested system, as well as the lower nitrogen dose, presented lower residue mass (both in the pasture and in the crop) compared to the other treatments. Tree distances also affected the amount of grass residue. The highest mean macronutrient concentrations (K, Ca and Mg) in the pasture residue at the end of the grazing period was observed in the arboreal system. The no-tree system resulted in higher concentrations of Ca and Mg in the soybean residue when compared to the arboreal system. In addition to the greater amount of soybean residue mass at the highest N dose, this residue presented higher N, K and S concentrations compared to the lowest dose. Variations in the decomposition rate of remaining pasture and soybean residue dry mass also occurred as a function of distance from tree trunks. The evaluated factors did not affect the release of P, K and Mg from the pasture residue and P, Mg and S from the soybean residue. The interaction between the evaluated affected S release from the pasture residue and K from the soybean residue. The decomposition of the residue of pasture and its respective effect rovided a greater cycling of nutrients for soybean.

Minimising the potential impact of forest management requires an understanding of the key elements that maintain forest diversity and its role in ecological processes. Invertebrates are the most diverse of all biota and play important roles in maintaining forest processes. However, little is known about invertebrates in New Zealand's beech forests or the degree to which selective beech harvest might impact on their diversity and ability to carry out ecosystem processes. Studying ecosystem responses to disturbance is considered vital for understanding how ecosystems are maintained. One of the main objectives of this research was to assess whether litter-dwelling invertebrates were susceptible to the impacts of selective harvest and, if so, whether they could be used as indicators of forest health. Changes in invertebrate diversity could have important implications for nutrient cycling and primary production in forests. Litter-dwelling invertebrates contribute to the process of decomposition by increasing the surface area of the leaves, mixing soil organic matter and by infecting leaf particles with soil microbes. This investigation into the function of invertebrates in beech forest was carried out in the context of ecological theories which relate diversity to ecosystem stability and resilience. A replicated study was established in Maruia State Forest (South Island, New Zealand) to assess the potential biotic and abiotic impacts of sustainable beech harvest. Litter-dwelling invertebrates and environmental factors were monitored during 1997, before harvest, to determine how much variability there was between study sites. Specifically, litter pH, light intensity, litter fall, litter temperature, moisture as well as invertebrate abundance and diversity were compared before and after selective harvest. On 17 January 1998, two to three trees were selectively harvested from three of the nine study sites. On 15 February 1998 a similar number of trees were winched over or felled manually to create artificial windthrow sites. The remaining three undisturbed sites were used as controls. Invertebrates belonging to the detritivore guild were assessed from litter samples and a series of litter-bags containing pre-weighed leaf litter which were placed in each of the sites to assess rates of litter decomposition. Millipedes (Diplopoda: Polyzoniidae, Schedotrigonidae, Dalodesmidae, Habrodesmidae, Sphaerotheridae), earthworms (Oligochaeta: Annelida), tipulid larvae (Diptera: Tipulidae), weevils (Coleoptera: Curculionidae), moth larvae (Lepidoptera: Oecophoridae, Tortricidae and Psychidae), slaters (Isopoda: Styloniscidae), Oribatid mites (Acarina: Cryptostigmata) and landhoppers (Crustacea: Amphipoda) were extracted from the litter-bags and their abundance and diversity was compared between the three treatments. Weight loss from the litter-bags and the carbon and nitrogen content of litter were used to measure the rate of decomposition in each treatment. An additional study investigated whether exclusion of invertebrates from leaf litter resulted in reduced rates of decomposition. The results indicated that there was an increase in light intensity and a small increase in temperature following selective harvest and artificial windthrow. There was no significant difference in litter moisture or the amount of litter fall between the treatments. Invertebrate abundances were significantly affected by season but did not appear to be affected by selective harvest or artificial windthrow. The diversity of invertebrates remained relatively constant throughout the year, as did the rate of decomposition. When invertebrates were excluded from the leaf litter there was no consequential effect on the rate of litter decomposition. This suggests that there may be compensatory mechanisms taking place between the trophic levels of the food web to maintain processes and that direct links between invertebrates and decomposition are relatively weak. In conclusion, it appears that the effects of selective beech harvest on forest-floor processes were minimal and are comparable to those created by natural windthrow disturbance. It also appears that macroclimatic effects such as seasonal climatic effects have a large effect on forest biota. As none of the invertebrates studied appeared to be detrimentally affected by selective harvest and as there was no direct link demonstrated with decomposition, it was considered inappropriate to advocate the use of this group of invertebrates as indicators of sustainable forest management. The results from this study provide information which may help inform decisions on the future management of diversity in beech forest ecosystems.