A pecuária é considerada uma das principais fontes de emissão de gases de efeito estufa (GEE) no Brasil. Sua participação no inventario nacional de emissões de GEE está relacionada tanto à conversão da vegetação nativa em pastagens, com a perda de biomassa vegetal e modificações nas propriedades físicas e químicas do solo, quanto à participação dos próprios animais, através da eructação e da deposição de dejetos. A quantificação das emissões de GEE em sistemas agropecuários possibilita avaliar o grau de impacto dessa atividade sobre o ambiente. Grande parte dos estudos realizados para a quantificação das emissões dos dejetos do gado foi desenvolvido em regiões de clima temperado, porém faltam informações para as condições tropicais. No Brasil os fatores de emissão obtidos são menores que o valor default de 2% proposto pelo IPCC. Em vista ao grau de incerteza associado ao valor default para os dejetos animais, confirma-se a necessidade da determinação de fatores de emissão específicos, com o objetivo de conferir maior precisão aos inventários nacionais. Os objetivos deste estudo foram (i) avaliar os sistemas vegetação nativa e pastagem quanto aos fluxos de GEE provenientes das respectivas fontes: solo, fezes e urina do gado, com a finalidade de verificar suas contribuições específicas no total de GEE emitidos; (ii) determinar os fatores de emissão dos dejetos animais para a região edafoclimática da região sudeste do Brasil. Esse estudo foi realizado durante as estações seca e chuvosa, para avaliar também o efeito da sazonalidade na emissão de GEE. Foi utilizado câmaras estáticas fixadas ao solo para quantificação dos fluxos de CO2, CH4 e N2O, por um período de trinta dias em cada estação. Os fluxos diários de emissão de GEE provenientes dos dejetos apresentaram pico de emissão logo após sua aplicação, que perduraram apenas durante os primeiros dez dias amostrados. Os fatores de emissão do N2O calculados neste estudo também foram inferiores ao default, de 0,05% para a urina e 0,001% para as fezes na estação seca, e de 0,4% e 0,004% na estação chuvosa, respectivamente. O fator de emissão do CH4 calculado para as fezes do gado foi de 0,012 kg CH4 cabeça-1 ano-1 na estação seca e 0,004 kg CH4 cabeça-1 ano-1 na estação chuvosa. Os fluxos acumulados de CH4 e N2O gerados nesse estudo foram convertidos em CO2 equivalente, para efeito de comparação, para a contabilização da contribuição total de cada fonte na emissão de GEE. O solo sob vegetação nativa emitiu um total de 274 kg CO2e ha-1 ano-1, enquanto que na pastagem esse valor foi de 657 kg CO2e ha-1 ano-1, sem contabilizar os dejetos. Os dejetos contribuíram com 9.853 kg CO2e ha-1 ano-1, e quando somado um valor default para a eructação do gado, esse valor aumentou para 27.878 kg CO2e ha-1 ano-1. Os resultados demonstram que a pastagem emite uma quantidade 2,5 maior de GEE para a atmosfera quando comparado com uma área de vegetação nativa. Além disso, verificou-se a influência da sazonalidade na emissão dos GEE e a importante contribuição dos dejetos no total das emissões contabilizadas para o sistema pastagem / Livestock is considered one of the main sources of greenhouse gases (GHGs) emission in Brazil. Its contribution is related either to conversion of native vegetation in pasture areas, with changes in physical and chemical soil properties, consequently changing the GHG fluxes into the atmosphere, or by the decomposition of livestock manure. Most studies conducted to quantify emissions from livestock manure have been developed in temperate regions with still a lack of information for tropical conditions. In Brazil, emission factors obtained were lower than the default value of 2% proposed by IPCC. Due to the uncertainty degree associated with the default value for animal manure, confirms the need for determination of specific emission factors, in order to give greater precision to national inventories. The objectives of this study were (i) to evaluate the systems native vegetation and pasture as the GHG fluxes from the respective sources: soil, faeces and cattle urine, in order to verify their specific contributions in the total GHG emissions; (ii) and determine the emission factors of animal manure. This study was conducted during the dry and rainy seasons, to evaluate the effect of seasonality in GHG emissions. Static chambers fixed to the ground were used to quantify CO2, CH4 and N2O fluxes for a period of thirty days in each season, with five replicates for each treatment. On each day of collection, sampling was performed at regular intervals (0, 10 and 20 minutes after chamber closure). The GHG emission daily flows from manure showed a peak of emission immediately after application, which lasted only during the first ten days sampled. The N2O emission factors calculated in this study were lower than the default, 0.05% for urine and 0.001% for faeces in the dry season, and 0.4% and 0.004% in the rainy season, respectively. The CH4 emission calculated factors for the cattle faeces were 0.012 kg CH4 head-1 yr-1 in the dry season and 0.004 kg CH4 head-1 yr-1 in the rainy season. The cumulative flows of CH4 and N2O generated in this study were converted into CO2 equivalent, for comparison, accounting for the total contribution of each source of GHG emissions. The soil under native vegetation issued a total of 274 kg CO2e ha-1 yr-1, while in the pasture this value was 657 kg CO2e ha-1 yr-1, not counting the manure. The manure contributed 9853 kg CO2e ha-1 yr-1, and when coupled with a default value for cattle belching, this value increased to 27,878 kg CO2e ha-1 yr-1. The results demonstrate that the pasture emits 2.5-fold greater quantity of GHG when compared to a native vegetation area. In addition, there was the influence of seasonality on GHG emissions and the important contribution of waste in total emissions accounted for pasture system

O objetivo desse trabalho foi o de avaliar o desempenho de um reator anaeróbio híbrido de alta taxa (AHHR), contendo biomassa imobilizada em leito ordenado, alimentado com a fração líquida de esterco bovino, na produção de biogás. No estudo, foi utilizado um reator anaeróbio de fluxo ascendente de 12,4 L de volume total (9,2 L de volume útil) com leito ordenado composto por hastes de espuma de poliuretano (PU). O leito ordenado utilizado possuía 32 hastes de espuma de 1,25 cm2 de seção com 50,0 cm de comprimento, posicionadas verticalmente no interior do reator. A alimentação do reator e a recirculação foram realizadas por meio de bombas dosadoras de diafragma. O reator operou na faixa mesofílica de temperatura (de 20 a 40 &#176C) sem a utilização de mecanismos de controle de temperatura. Foram testadas 7 condições operacionais diferentes, variando o tempo de detenção hidráulica (TDH), carga orgânica volumétrica (COV) aplicada e a utilização de recirculação interna. Para cada fase operacional, foram avaliadas a remoção de matéria orgânica e a produção de biogás. O sistema apresentou elevada remoção de matéria orgânica operando com TDH de 3 e 1d, respectivamente, com valores médios de remoção de DQO de 79 &#37 e 71 &#37. O biogás produzido pelo reator apresentou concentração de metano de 57,6 ± 0,5 &#37 e não foi detectada a presença de sulfeto. A maior produção média de metano foi de 1,676 L CH4/d, obtida com COV de 20 kg DQO/m3.d e TDH de 1d, enquanto a maior produção relativa de metano foi de 0,023 L CH4./ g SV.d, obtida com COV de 5 kg DQO/m3.d e TDH de 1d e recirculação. A relação entre alcalinidade intermediária e parcial teve valor médio de 0,32, oscilando na maior parte do tempo entre 0,27 e 0,33, indicando a estabilidade do processo de digestão anaeróbia. Os resultados obtidos indicaram o potencial satisfatório do AHHR para a remoção de matéria orgânica e produção de biogás a partir da fração líquida do esterco bovino nas condições operacionais testadas na pesquisa. / This study aimed at evaluating the biogas production for electricity generation performance of an anaerobic high-rate hybrid reactor (AHHR), containing immobilized biomass in structured-bed, fed with the liquid fraction of cattle manure. In this study, it was used an upflow 12,4 L anaerobic reactor (9,2 L working volume) with structuredbed composed by 32 PU foam stripes (1,25 cm2 cross section and 500 mm length) vertically fixed inside the reactor. The reactor feeding and internal recirculation was made by diaphragm metering pumps. The reactor operated at mesophilic temperature (20 - 40 &#176C) without temperature control system. Different operating conditions were tested (7 stages), changing hydraulic retention time (HRT), organic loading rate (OLR) and recirculation use. COD removal and biogas production were evaluated for each operational condition. The system resulted in high COD removal operating with HRT of 3 and 1d, respectively, with average COD removal of 79 &#37 and 71 &#37. Produced biogas had 57,6 ± 0,5 &#37 of methane and no sulfide. The highest average volumetric methane production was 1,676 L CH4, obtained with OLR of 20 kg COD/m3.d and 1d HRT, and the highest methane yield was 0,023 L CH4/ g VS obtained with OLR of 5 kg COD/m3.d, 1d HRT and recirculation. The intermediate and partial alkalinity relation had an average value of 0,32, varying most of the time between 0,27 and 0,33, indicating the anaerobic digestion process stability. The results indicated the decent COD removal and biogas production using the AHHR fed with the liquid fraction of cattle manure at the operation conditions used in this study.

O setor leiteiro brasileiro caracterizado por um grande número de produtores, que, porém, apresentam baixos índices de produtividade e qualidade. Em relação à qualidade, necessária a implantação de sistemas de resfriamento e conservação do leite na fazenda. Contudo, o investimento nesse tipo de equipamento muitas vezes inviabilizado pelos baixos volumes de produção, bem como pela não disponibilidade de energia elétrica na área rural. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho determinar qual a configuração ótima para o sistema de resfriamento de leite de uma fazenda leiteira de pequeno ou médio porte, que será inserida em um projeto de digestão anaeróbica no âmbito do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo do Protocolo de Kyoto, implementado por uma empresa interessada na comercialização dos créditos de carbono. Como esse projeto disponibilizará ao produtor um insumo energético renovável e de baixo custo (o biogás resultante da digestão), a determinação da configuração ótima considerou dois possíveis cenários: o de um produtor que ainda não conta com um sistema para resfriamento de leite in loco, e o de um produtor que já conta com esse sistema, acionado por energia elétrica, e estuda a viabilidade de investir na geração de energia usando o biogás na substituição da energia elétrica adquirida da rede pública de distribuição. Foram analisados os aspectos técnicos ligados ao dimensionamento das configurações, avaliação do consumo dos diferentes insumos energéticos e quantificação dos créditos de carbono, bem como os aspectos econômicos envolvidos (investimentos, custos operacionais e de manutenção, recursos advindos da comercialização dos créditos de carbono). Foi também avaliado o impacto da introdução do sistema de refrigeração nos custos de produção do litro do leite e nos valores recebidos pelo produtor na venda do produto. A análise mostra que a utilização de um gerador acionado por um motor de combustão interna de ciclo Otto movido a biogás a melhor configuração para um novo sistema. Para sistemas já existentes, a substituição da compra de energia elétrica por geração in loco também uma alternativa interessante, ainda que apresente um tempo de retorno de investimento relativamente elevado para os padrões brasileiros. / The Brazilian dairy sector is characterized by a great number of producers, presenting low productivity and product quality. Concerning to quality, it is necessary the implantation of cooling systems for milk and conservation on farm. However, a low milk production level and the electric power availability on rural areas sometimes make unfeasible investments on these types of coolers. In this context, the goal of this work is to determine the best configuration of a milk cooling system for small and medium-scale dairy farms to be included in an anaerobic digestion project based on the Clean Development Mechanism of the Protocol of Kyoto. Such project is to be implemented by a company interested in commercialize the carbon credits generated. Once the project will provide to the farmer a renewable and low-cost energy resource (the biogas resulting of the anaerobic digestion), it was considered two possible sceneries: a producer that does not count on a cooling system, and a producer that may want to replace purchased electricity by a generation system based on a biogas-fueled engine to power an already existing system for milk cooling. The work analyzed several technical aspects connected to cooling system sizing, feasible configurations for supplying the cooling demand, evaluation of the consumption of the different energy inputs (electricity and biogas) of considered configurations. It was evaluated the carbon credits generation, as well as the involved economical aspects (investments, operational and maintenance costs, earnings from commercialization of carbon credits). It was also evaluated the impact of introducing the cooling system on milk production costs and values received by the producer. The analysis shows that a biogas-fueled Otto-engine electrical generator is the best configuration for a new system, and that the replacement of the electric power purchase for generation on farm is also an interesting alternative, although its payback time is relatively high for Brazilian standards.

O Brasil é o país que possui o maior potencial de crescimento na produção de etanol, podendo esse aumento ser através do incremento na produtividade da cana-de-açúcar ou a partir do uso dos resíduos vegetais, etanol de segunda geração. A recuperação do nitrogênio proveniente do fertilizante pela planta (RNP-fertilizante) é baixa, sendo questionado a importância desse no sistema de colheita sem queima associado à rotação de cultura. Dessa maneira, muito se questiona sobre a possibilidade de redução da dose de N-fertilizante e de remoção da palha do campo no atual sistema de manejo da cana-de-açúcar. Experimentos de campo foram desenvolvidos com os seguintes objetivos: avaliar a RNP-fertilizante, a dinâmica desse nutriente e a resposta da segunda soqueira de cana-de-açúcar à doses de N-fertilizante; e avaliar a RNP-fertilizante, a imobilização do N no solo (RNS) e na palha (RNPa) e os parâmetros produtivos da cana-de-açúcar ao longo do ciclo, na mesma dose de nitrato de amônio, com remoção parcial ou total ou manutenção total da palha em área com e sem plantio de Crotalaria spectabilis sob sistema de plantio direto. O plantio da crotalária na renovação do canavial apresentou pequena influência na segunda soqueira da cana-de-açúcar em sistema de plantio direto. Nos parâmetros produtivos e tecnológicos não houve alteração na produção de açúcar e de colmos, aumentou-se a RNP-fertilizante quando associada à remoção total da palha, não houve interferência na imobilização do N-fertilizante na palha e diminuiu-se a imobilização desse no solo ao final do ciclo. As quantidades de palha deixada sobre o solo também não modificaram os atributos tecnológicos, contudo a presença desse resíduo vegetal favoreceu a produtividade de colmos. A RNP-fertilizante no início da rebrota da cana foi beneficiada pela presença da palha em ambas as áreas a qual não se manteve até a colheita devido à condição climática e aos benefícios do plantio direto. Os resultados indicaram que pode-se reduzir a dose de nitrogênio a fim de aumentar a RNP-fertilizante, não havendo influência da rotação de cultura, e que a palha proporciona diversos benefícios à cultura, como aumento da RNP-fertilizante no início do ciclo na segunda soqueira da cana-de-açúcar, tornando a remoção desse resíduo vegetal inviável. / Brazil is the country that has the greatest increase potential in ethanol production, which may be achieved through a rise in the sugarcane yield or from the use of the plant residue\'s waste to produce second generation ethanol. The recovery of the nitrogen from the fertilizer by the plant (NPR-fertilizer) is low when questioning the importance of this in the new sugarcane system (green cane trash blanket) associated with crop rotation. In this case, there are a lot of questions about the possibility of reducing the fertilizer-N rate and about the straw removal from the field in the current management system of sugarcane. Field experiments have been developed with the following aims: to evaluate the NPR-fertilizer, the nitrogen dynamic and the response of the second sugarcane ratoon to the fertilizer-N rates; as well as to evaluate the NPR-fertilizer, the fertilizer-N immobilization in soil (NSR) and straw (NStR), and the productive parameters of sugarcane over the cycle in the same ammonium nitrate rate with partial or total removal or total maintenance of straw in the area with and without planting Crotalaria spectabilis under a no-till system. The planting of sunn hemp in the sugarcane\'s renewal presented little influence in the second sugarcane ratoon under the no-tillage system. In the productive and technological parameters there was no change in sugar and stalk production, NPR-fertilizer increased when associated with total removal of straw, there was no interference in the N-fertilizer immobilization in straw and it decreased the fertilizer-N immobilization in soil at the end of the cycle. The quantities of the straw left on the soil also did not change the technological attributes, however the maintenance of plant residue favored stalk yield. The NPR-fertilizer in the beginning of the sugarcane regrowth was benefited by the straw presence in both areas which did not remain until the harvest due to weather conditions and to the no-till system benefits. The results indicated that the fertilizer-N rate can be reduced in order to increase the NPR-fertilizer without influence of the crop rotation in this parameter and that the straw provides several benefits to the crop such as an increase of NPR-fertilizer in the beginning regrowth of the second sugarcane ratoon, making the straw removal infeasible.

No Brasil, apesar do desenvolvimento mais acentuado na suinocultura, é na bovinocultura que se encontra o maior potencial para a digestão anaeróbia no tratamento de dejetos animais. O último Censo Agropecuário revelou uma tendência de concentração da criação de bovinos de leite e corte, além da migração para a região amazônica, resultando em maior pressão sobre a floresta nativa. Também evidenciou que a maior parte dos dejetos ainda é utilizada in natura. O aproveitamento em biodigestores dos dejetos coletáveis de um rebanho com aproximadamente 200 milhões de bovinos poderia resultar na auto-suficiência energética do setor agropecuário brasileiro. Os principais desafios encontram-se na dispersão destes resíduos e num entendimento limitado dos benefícios dos subprodutos da biodigestão, em especial o valor econômico e ambiental do biofertilizante. As ferramentas disponíveis costumam tratar separadamente as duas vertentes, uma energética associada ao biogás e a outra agronômica associada ao biofertilizante. Este trabalho apresenta uma abordagem original deste problema através do desenvolvimento de uma ferramenta que trata estas vertentes simultaneamente, através da simulação da dinâmica dos nutrientes no sistema solo-planta-animal. Partiu-se do modelo Century, tornando dinâmicos os parâmetros dos seus módulos GRAZING e OMAD (pastejo e adição de matéria orgânica, respectivamente). Para isso foram incorporadas rotinas que simulam o manejo dos animais, nutrição animal, manejo dos dejetos e digestão anaeróbia. O Modelo Century Modificado (MCM) foi capaz de simular a composição dos dejetos (carbono, nitrogênio e lignina), perda de nitrogênio no solo em função de diversas taxas de ocupação, o consumo dos animais em função da qualidade da espécie forrageira, entre muitos outros parâmetros. O MCM foi aplicado ao pastejo de braquiária por bovinos na zona da mata mineira (Coronel Pacheco), no período após a remoção da mata atlântica e conversão em pastagem e revelou que a biodigestão dos dejetos pode contribuir para a sustentabilidade econômica e ambiental dos bovinocultores de diversas formas. A redução das perdas de nitrogênio resulta em menor demanda de adubos nitrogenados e aumenta os benefícios e competitividade dos biodigestores. Na comparação com o manejo tradicional, verifica-se que os compartimentos ativos de C e N são fortemente impactados pela estratégia de manejo dos dejetos. O uso do MCM revela também que a digestão anaeróbia pode viabilizar maiores taxas de ocupação e a suplementação alimentar pode interferir com a estratégia de manejo dos dejetos. O modelo pode auxiliar em análises de emissões de gases de efeito-estufa, inclusive emissões entéricas, por incorporar a dinâmica de carbono em todos os componentes do sistema: solo, plantas e animais. Com parâmetros adequadamente escolhidos pode-se conduzir análises para qualquer região, não se limitando à região alvo do trabalho. / In Brazil, despite greater development with swine manure, anaerobic digestion finds its greatest potential in cattle sector when manure treatment is concerned. The last Livestock and Agriculture Census revealed a clear trend towards more concentrated milk and beef cattle breeding, besides migration to the Amazon Region, leading to higher pressure over the native forest. Also showed that manure is mainly used in natura. Collectable manure treatment with biodigesters considering a herd of approximately 200 million cattle heads would allow Brazilian livestock and agriculture sectors to be energetically self-sustainable. Main challenges are dispersion of manure availability and limited understanding of benefits associated with anaerobic digestion byproducts, especially digestate economic and environmental valuation. Available tools normally focus on two branches separately, one directed to energy associated to biogas and the other, agronomic, linked to the digestate. This thesis presents an original approach to this problem through the development of a tool that addresses these two branches simultaneously through the simulation of nutrients dynamics in soil-plant-animal system. Starting point was the Century Model, turning GRAZING and OMAD modules parameters into dynamic variables. New routines were developed and incorporated aimed at simulating herd evolution, animal nutrition, manure management and anaerobic digestion. The Modified Century Model (MCM) successfully simulated manure composition (carbon, nitrogen and lignin), soil nitrogen losses for different animal occupation rates and intake versus feed characteristics, among many other parameters. MCM was applied to brachiaria grazing by cattle at the zona da mata mineira (Coronel Pacheco) after Atlantic forest removal and revealed that anaerobic digestion can contribute to economic, energetic and environmental sustainability of cattle operations in many ways. Reduction of nitrogen losses leads to lower demand of nitrogenated fertilizers and increases the benefits and competitiveness of biodigestors. In comparison to traditional management, C and N active pools are strongly impacted by manure treatment strategies. MCM also shows that anaerobic digestion can lead to denser animal occupation rates and that supplements can impact manure management strategy. MCM can support greenhouse gases emission analysis, including enteric emissions, considering carbon dynamics in all related elements: soil, plants and animals. With parameters adequately chosen analysis can be developed for any region, not limited to the targeted region of this thesis.

Measures aimed at mitigating environmental impacts, especially the anthropic ones, are being progressively studied. Increasing greenhouse gases (GHG) emissions are among the biggest environmental problems in the world, with agriculture one of the major contributors to this impact. Water eutrophication from land misuse and agricultural systems also fits into such a scenario of concern. Biochar, the product of the pyrolysis of organic materials, appears as a recover of a list of environmental problems, among them the mitigation of GHG and the recovery of eutrophic or wastewater. In this sense, biochars of sugarcane straw (BCS) and poultry manure (BPM) were used in GHG emission tests in soils with contrasting textures. To do so, two pyrolysis temperatures (350 and 650 °C), three doses (12.5, 25 and 50 Mg ha-1), two texture classes (sandy and clayey) and two pH values (original pH and pH 5.5) were used. These same biochars were submitted to doping processes pre-pyrolysis with Mg2+ and post-pyrolysis with Al3+ for the adsorption of phosphorus (P). Desorption and adsorption experiments in competition with other anions by the exchange sites were done. The potential GHG mitigation of both biochars has been proven in the gas emission tests. The increase of the pyrolysis temperature (350 to 650 °C) further increases the gas mitigation, and the acidification of the original pH of the biochar causes a similar effect. The benefits of pyrolyzing such organic materials are best seen in sandy soil, with the production of biochar from these residues being an environmentally safe way of depositing these materials, at least with regard to the emission of GHG. Both biochars do not have P adsorption capacity without passing through chemical modification, and the doping process, with Mg or Al, granted this ability. The pre-doping process with Mg2+ generated a P maximum adsorption capacity (PMAC) of 250.8; 163.6; 17.7; 17.57 mg g-1 for the pyrolyzed BPM at 350 and 650 °C and for the BCS also pyrolysed at 350 and 650 °C, respectively. The post-doping process with Al3+ generated a PMAC of 701.6 and 758.9 mg g-1 for BPM and BCS, both of which were pyrolysed at 350 °C, respectively. The superior PMAC of the Al doped biochars was attributed to the fact that the cation that makes the bridge (Al3+) is trivalent, with high affinity for P. The high adsorption of Al by the biochars corroborates with such a statement. Both biochars, produced by the two doping processes, had a desorption of P around 80 % of the adsorbed value, allowing the inference that these products have the capacity to be used in nutrient reuse, mitigating another environmental problem: the use of the finite reserves of P. With the positive results coming from the pyrolysis of the materials in this thesis, we certify the biochar potential as a GHG mitigator, recovery for waters and a potential slow release fertilizer in P reuse. / Medidas que visam a mitigação de impactos ambientais, especialmente os antrópicos, estão sendo cada vez mais estudadas. A crescente emissão de gases de efeito estufa (GEE) está entre os maiores problemas mundiais, sendo a agricultura um dos grandes contribuintes para este impacto. A eutrofização de águas, ocasionada pelo mau uso do solo e dos sistemas agrícolas, também se encaixa em tal cenário de preocupação. O biocarvão, produto da pirólise de materiais orgânicos, aparece como recuperador de uma lista de problemas ambientais, dentre eles a mitigação de GEE e a recuperação de águas eutrofizadas ou residuárias. Neste sentido, biocarvões de palha de cana-de-açúcar (BPC) e de dejeto de galinha (BDG), foram utilizados em ensaios de emissão de GEE em solos com texturas contrastantes. Para tal, duas temperaturas de pirólise (350 e 650 °C), três doses (12,5; 25 e 50 Mg ha-1), duas classes texturais (arenoso e argiloso) e dois pHs (pH original e pH 5.5), foram utilizados. Estes mesmos biocarvões foram submetidos a processos de dopagem pré-pirólise com Mg2+ e pós-pirólise com Al3+ para a adsorção de fósforo (P). Ensaios de dessorção e de adsorção em competição com outros ânions pelo sítio de troca foram feitos. O potencial mitigador de GEE de ambos os biocarvões foi comprovado nos ensaios de emissão de gases. O aumento da temperatura de pirólise (350 para 650 °C) eleva ainda mais a mitigação dos gases, sendo que a acidificação do pH original do biocarvão causa efeito semelhante. Os benefício de se pirolisar tais materiais orgânicos são melhores vistos no solo arenoso, sendo a produção de biocarvão a partir destes resíduos uma forma ambientalmente segura de deposição destes materiais, ao menos no que se diz respeito a emissão de GEE. Ambos os biocarvões não possuem capacidade de adsorção de P sem passar por modificação química, sendo que o processo de dopagem, seja ele com Mg ou Al, concedeu tal habilidade. O processo de pré-dopagem com Mg2+ gerou uma capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) de 250,8; 163,6; 17,7; 17,6 mg g-1 para o BDG pirolisado a 350 e 650 °C e para o BPC também pirolisado a 350 e 650 °C, respectivamente. O processo de dopagem por pós-pirólise com Al3+ gerou uma CMAP de 701,6 e 758,9 mg g-1 para o BDG e BPC, ambos pirolisados a 350 °C, respectivamente. A superior CMAP dos biocarvões dopados com Al foi atribuída ao fato de o cátion que faz a ponte (Al3+) ser trivalente, com elevada afinidade pelo P. A elevada adsorção de Al pelos biocarvões corrobora com tal afirmação. Ambos os biocarvões, produzidos pelos dois processos de dopagem, tiveram uma dessorção de P em torno de 80 % do valor adsorvido, permitindo a inferência de que estes produtos possuem a capacidade de serem utilizados no reuso de nutrientes, mitigando outro problema ambiental: o uso das reservas finitas de P. Com os resultados positivos advindos da pirolisação dos materiais nesta tese, constatamos o potencial do biocarvão como mitigador de GEE e recuperador de águas.

Orientador: Marlene Cristina Alves / Banca: Salatiér Buzetti / Banca: Edson Lazarini / Banca: Cláudio Roberto Marciano / Banca: Marlene Estevão Marchetti / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo estudar as modificações de propriedades químicas e agregação de um Latossolo Vermelho de Cerrado, sob manejo com adubação orgânica e/ou mineral e com diferentes sistemas de cultivo. O experimento foi realizado na área experimental da Universidade Estadual Paulista - UNESP, localizada no município de Selvíria, MS, nos anos agrícolas 2003/04 e 2004/05. Os tratamentos constaram de três sistemas de cultivo do solo (convencional; cultivo mínimo e semeadura direta) e seis adubações (testemunha - sem adubação; adubação mineral-70 kg ha-1 de P2O5 e 80 kg ha-1 de K2O; adubação orgânica - esterco bovino-20 Mg ha-1; u adubação orgânica (esterco bovino)+ u da adubação mineral recomendada; 20 e 30 Mg ha-1 de lodo de esgoto). A agregação do solo foi modificada após 2 anos, sendo que os manejos com semeadura direta e cultivo mínimo apresentaram os melhores resultados, quanto aos adubos mineral e orgânicos, estes se destacaram em relação a testemunha. Para a massa de 100 grãos a utilização de adubos minerais e orgânicos proporcionou melhores resultados em comparação a testemunha, no entanto, para a produtividade foram semelhantes. Para produção de massa seca de sorgo o cultivo convencional foi melhor do que a semeadura direta e, o cultivo mínimo foi semelhante a ambos. / Abstract: The present work had for objective to study the modifications of chemical properties and of the aggregation of a soil after two years of management with organic manuring and/or mineral under different preparation systems. The experiment was carried out in Selvíria, state of the Mato Grosso do Sul, Brazil, during the agricultural years of 2003/04 and 2004/05. The treatments were: Conventional-tillage, chisel tillage and no-tillage besides six manurings: control (no manuring), manuring mineral, organic manure, organic+mineral, 20 and 30 Mg ha-1 of sewage sludge. After two years of the application of the fertilizers, organic and/or mineral, an improvement was observed in the chemical properties of the soil in comparison with initial analysis. Regarding the aggregate stability of the soil, organic fertilizers and/or minerals and no-till and the minimum cultivation provided a better aggregation of the soil. To weight of 100 soybean grains there was significant difference try use of organic and mineral fertilization; however it was not observed for the production. To dry matter of sorghum the conventional preparation presented the largest values compared to the no-till and, the minimum preparation was similar the both. / Doutor

Orientador: Marco Eustáquio de Sá / Banca: Orivaldo Arf / Banca: Roberval Daiton Vieira / Resumo: Plantas de cobertura são de grande importância para conservação e proteção do solo, além de serem grandes fontes de nutrientes minerais para as culturas seguintes. Assim, o trabalho teve o objetivo de verificar os efeitos de diferentes plantas de cobertura do solo, utilizando leguminosas e uma gramínea isoladas em consórcio leguminosa/gramínea e uma área de pousio, sobre o desenvolvimento, produção, qualidade fisiológica e sanitária de sementes de feijão do cultivar Pérola. O experimento foi conduzido em duas etapas, sendo a primeira com a implantação das plantas de cobertura que foram: guandu, crotalária, feijão-de-porco, mucuna preta e o milheto isoladas e o consórcio leguminosas/milheto com linhas alternadas e parcelas de 10 linhas/10 metros no verão. Na segunda etapa a área com as plantas de cobertura foi manejada para a semeadura do feijoeiro no outono/inverno e subdivididas em cinco linhas de cinco metros para as épocas de aplicação de nitrogênio em cobertura que aconteceu aos 25, 30 e 35 dias após a semeadura. Foi utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições. Avaliou-se produção de massa verde e seca, teores de nutrientes para as plantas de cobertura, população final de plantas, componentes produtivos (número de vagens e de sementes por planta, número de sementes por vagem, massa de 100 sementes), produtividade de sementes, qualidade fisiológica e sanitária de sementes. Os resultados obtidos mostraram que as plantas de cobertura apresentaram bons teores e bom potencial de retorno de nutrientes, sendo que o consórcio leguminosa/gramínea na maioria dos casos apresentou melhores resultados em relação à planta cultivada em sistema solteiro, com destaque para o consórcio mucuna+milheto. As diferentes plantas de cobertura e épocas de aplicação de nitrogênio em cobertura não afetaram os componentes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Covering plants have a great importance to soil conservation and protection, besides to be great mineral nutrients sources. This way, the study was carried out in order to verify the different effects of soil covering plants, applying legumes and a grass, separately or in a consortium legumes/grass, and fallow land area, on the development, production, sanitary and physiological seeds quality of common beans Perola cultivar. The experiments were conducted in two phases on the first one, was implanted the following covering plants: pigeonpea, sunn hemp, jack bean, velvet bean and the millet isolated and the consortium legumes/grass with alternated lines and parcels of 10 lines/10 meters on the summer. On the second stage the area with covering plans was handled to sow the common bean on the autumn/winter period and subdivided in five lines of five meters for the nitrogen application period in covering that occurs for 25, 30 and 35 days after the sow. The experimental design was used in randomized blocks, with four repetitions. The green and dry mass production, as well as the content and nutrient return to the covering plants, final stand, yield components (number of pods and seeds per plant, number of seeds per pod and 100-seed mass), beans productivity, sanitary and physiological seeds quality. The results showed that the covering plants showed good return potential and nutrient content, but the legume/grass consortium showed better results as compared to single one, notability the velvet bean+millet consortium. The different covering plants so as the nitrogen application period in covering didn't affect significantly the productive components neither the Perola cultivar common bean. Conclude that the consortium legumes (pigeonpea, sunn hemp, jack bean, velvet bean)/grass (millet) are a viable way to Perola cultivar common bean with high level of sanitary and physiological seeds quality. / Mestre

Orientador: Orivaldo Arf / Resumo: O sistema de produção baseado na sucessão de culturas, assim como a sucessão entre soja e milho no Brasil, não se sustenta ao longo dos anos. Assim, a inserção de plantas de cobertura, bem como o cultivo do arroz substituindo parte da área de soja, podem ser opções para beneficiar o sistema agrícola no Cerrado. O objetivo foi avaliar a adoção de plantas de cobertura no cultivo do arroz de terras altas, da soja e o efeito no milho segunda safra consorciado com Urochloa. O projeto foi constituído por três subprojetos. Subprojeto 1: Sistemas de produção para arroz de terras altas com o uso de plantas de cobertura. Subprojeto 2: Sistemas de produção para soja com o uso de plantas de cobertura. Subprojeto 3: Milho segunda safra consorciado com Urochloa ruziziensis, cultivado sobre palhada de arroz e soja, em função de plantas de cobertura. Foram utilizadas seis plantas de cobertura [milheto (Pennisetum americanum), crotalária (Crotalaria juncea), guandu (Cajanus cajan), milheto + crotalária, milheto + guandu e pousio] semeadas na primavera. O delineamento experimental para o arroz e soja foi o de blocos casualizados, com seis tratamentos e 4 repetições. O delineamento para o milho foi o de blocos casualizados, com esquema em faixas, com 4 repetições. O estudo foi realizado no município de Selvíria – MS, na região de Cerrado, sobre um Latossolo Vermelho Distrófico, conduzido no período de setembro de 2014 a setembro de 2016, com o uso de irrigação suplementar. Subprojeto 1 – No cul... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The production system based on the succession of cultures as well as the sequence between corn and soybean in Brazil, does not hold up over the years. Thus, the inclusion of cover crops, and rice cultivation by replacing part of the soybean area may be options to benefit the agricultural system in the Cerrado. The objective was to evaluate the adoption of cover crops in the cultivation of upland rice, soybean and the effect on maize second crop intercropped with Urochloa. The project consisted of three subprojects. Subproject 1: Production systems for upland rice with the use of cover crops. Subproject 2: Soybean production systems with the use of cover crops. Subproject 3: Maize second crop intercropped with Urochloa ruziziensis cultivated on rice and soybean straw, as a function of cover crops. Six cover crops were used [millet (Pennisetum americanum), sunn hemp (Crotalaria juncea), pigeon pea (Cajanus cajan), millet + sunn hemp, millet + pigeon pea and fallow] soothed in the spring. The experimental design for rice and soybean was randomized blocks, with six treatments and 4 replications. The design for maize was randomized blocks, with a scheme in strips, with 4 replications. The study was conducted in Selvíria - MS in the Cerrado region, on a Oxisoil, conducted from September 2014 to September 2016, with the use of supplemental irrigation. Subproject 1 – In the cultivation of upland rice, the consortium millet + sun hemp provides greater accumulation of straw, macronutri... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-30T13:39:11Z No. of bitstreams: 1 LAUVIA MOESIA MORAIS CUNHA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2017..pdf: 1077684 bytes, checksum: 06696a7eb3de446bb3f88e673777eaff (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-30T13:39:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LAUVIA MOESIA MORAIS CUNHA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2017..pdf: 1077684 bytes, checksum: 06696a7eb3de446bb3f88e673777eaff (MD5) Previous issue date: 2017 / O consórcio de plantas apresenta-se como um dos métodos mais adequados à prática da olericultura, em moldes agroecológico, com inúmeras vantagens no aspecto ambiental, produtivo e econômico. Dois experimentos foram conduzidos na Fazenda Experimental Rafael Fernandes, no distrito de Alagoinha, zona rural de Mossoró-RN, com o objetivo de avaliar a viabilidade agroeconômica do consórcio de hortelã com coentro fertilizado com jitirana mais esterco bovino. O primeiro experimento foi conduzido no período de 11/08/2015 a 05/11/2015 sendo o segundo experimento no período de 27/11/2015 a 22/03/2016, no delineamento experimental de blocos completos casualizados com os tratamentos arranjados em esquema fatorial 2x4, com três repetições. O primeiro fator foi constituído do cultivo solteiro e consorciado da hortelã e do coentro, e o segundo fator constituído das diferentes doses da mistura de jitirana com esterco bovino (0,0; 1,0; 2,0 e 3,0 kg m-2 de canteiro). Para a cultura da hortelã utilizou-se a cultivar “Mentha piperita”. Para o coentro utilizou-se a cultivar “Verdão”. As características avaliadas para a cultura da hortelã foram as seguintes: altura da biomassa, massa fresca, número de molhos, massa seca, teor e rendimento de óleo. Para a cultura do coentro foram avaliadas as seguintes características: altura de planta, número de hastes planta-1, produtividade, número de molhos e massa seca. Também foram utilizados indicadores econômicos, tais como: razão de área equivalente (RAE), custo de produção, renda bruta, renda líquida, taxa de retorno e índice de lucratividade. A utilização de jitirana mais esterco bovino contribuiu para o aumento das características produtivas do consórcio nas duas épocas de cultivo, com número de molhos de hortelã de 17,6 e 5,8 nas doses de 3,0 e 2,2 kg m-2, respectivamente. Para a cultura do coentro, os valores foram de 16,5 e 15,3 molhos m-2 na dose de 3,0 kg m-2, respectivamente. A razão de área equivalente obtida nos dois experimentos foram de 1,72 e 1,78, respectivamente. A maior eficiência econômica do consórcio foi observada na primeira época de cultivo com a aplicação de 3,0 kg m-2 de jitirana mais esterco bovino em uma área de 100 m-2, com renda bruta de R$ 3.761,00; renda líquida de R$ 2.727,50; taxa de retorno de R$ 3,64 e índice de lucratividade de 72,52%. / The intercropping of plants comes as one of the most suitable methods for the practice of olericulture, in agroecological molds, with innumerable advantages in the environmental, productive and economic aspect. Two experiments were conducted at the Fazenda Experimental Rafael Fernandes, in the Alagoinha district, rural area of Mossoró-RN, with the goal of evaluating the agroeconomic viability of the mint intercropping with coriander fertilized with jitirana plus bovine manure. The first experiment was conducted in the period from 08/11/2015 to 05/11/2015 and the second experiment was in the period of 11/27/2015 to 03/22/2016, in a randomized complete block design with the treatments arranged in 2x4 factorial scheme, with three replicates. The first factor consisted of single and intercropping of mint and coriander, and the second factor composed of the different doses of the jitirana mixture with bovine manure (0,0, 1,0, 2,0 and 3,0 kg m-2 of bed). The cultivar "Mentha piperita" was used for the mint crop. For the coriander the cultivar "Verdão" was used. The evaluated characteristics for the mint crop were the following: biomass height, fresh mass, number of bunches, dry mass, oil content and yield. For the coriander culture the following characteristics were evaluated: plant height, number of stems plant-1, productivity, number of bunches and dry mass. Economic indicators were also used, such as equivalent area ratio (RAE), cost of production, gross income, net income, rate of return and profitability index. The use of jitirana plus bovine manure contributed to the increase of the productive characteristics of the intercropping in the two growing seasons, with a number of mint bunches of 17.6 and 5.8 at 3.0 and 2.2 kg m-2, respectively. For the coriander culture, the values were 16.5 and 15.3 m-2 sauces at the dose of 3.0 kg m-2, respectively. The equivalent area ratio obtained in the two experiments was 1.72 and 1.78, respectively. The highest economic efficiency of the intercropping was observed in the first growing season with the application of 3.0 kg m- 2 of jitirana plus bovine manure in an area of 100 m-2, with a gross income of R$ 3,761.00; net income of R$ 2,727.50; rate of return of R$ 3.64 and profitability index of 72.52%.