Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4585.pdf: 3982534 bytes, checksum: e0d9b8f2f41f1b6d65989b77ee23cf20 (MD5) Previous issue date: 2012-06-22 / Many farmers consider Agroecology a tool to produce sustainably. By changing their production systems, changing crops and inputs applied, aiming at a sustainable system, the family farmer search a transition agroecology. However, few among them can produce or advance in agroecological transition. A reason for this difficulty may be related to biomass production in quantity and quality to ensure the agroecosystems sustainability. The family agroecosystems tend to have greater biodiversity than large farms due to a tendency to polycultures, self, family pluriactivity, among other strategies. In this local biodiversity, plants play a key role and can be considered co-products. This study aimed to characterize a unit of production and family life (UPVF) adopting management practices aimed at agroecological transition, to discuss the importance of plant biomass in this transition process and to propose alternatives to achieve the fertility system. The research was developed at Iperó in Ipanema Farm settlement in the State of Sao Paulo. The UPVF studied occupies a plot of eight hectares and is divided into seven sectors of production. The family with whom this work was developed live in the settlement since 1992. The research aimed to detail the system features and the complexity of relationships in order to describe and analyze a case study setting. It was found that the biomass produced in UPVF did not meet the nutritional demand of the main sector of commercial product, the banana orchard. The proposed redesign sought to ally virtuous experiences and scenic beauty, attractive for humans. Thus, the UPVF redesign aimed at promoting the cradle areas of fertility, assisted in the production of plant biomass in abundance and quality (diversity), preferably in well accessible, as the surrounding residences, places of daily traffic and nearby areas containment of animals. Thus, it is expected to 16 contribute to the sense of pride in the family for the successful transformation of the local landscape and the awareness of what it represents. / Muitos agricultores familiares consideram a Agroecologia a base para se produzir de forma sustentável. Com base nos princípios agroecológicos, alguns deles alteram seus sistemas produtivos, modificam os cultivos e os insumos aplicados. Entretanto, poucos conseguem produzir ou avançar no sentido de obter uma produção sustentável, em termos ambientais e econômicos. Entre os possíveis fatores que dificultam essa transição agroecológica constata-se a dificuldade para produzir biomassa em quantidade e qualidade que garanta a sustentabilidade desses agroecossistemas. Os agroecossistemas familiares tendem a apresentar maior biodiversidade em relação às grandes propriedades rurais em função da tendência aos policultivos, autoconsumo, pluriatividade familiar, entre outras estratégias. Dentro dessa biodiversidade local, os vegetais desempenham um papel fundamental e podem ser considerados coprodutos da unidade produtiva. Esta pesquisa teve por objetivos caracterizar uma unidade de produção e vida familiar (UPVF) que adota práticas de manejo visando a transição agroecológica e propor alternativas de manejo para aumentar a produção de biomassa vegetal nesse processo de transição. A pesquisa se desenvolveu em Iperó, no assentamento Fazenda Ipanema, no Estado de São Paulo. A UPVF estudada ocupa um lote de oito hectares e está dividida em sete setores de produção. A família com quem se desenvolveu este trabalho vive no assentamento desde 1992. A pesquisa buscou detalhar as especificidades do sistema e a complexidade das relações, de forma a descrever e analisar a UPVF escolhida, estabelecendo um estudo de caso. Constatou-se que a biomassa produzida na UPVF não atendeu à demanda nutricional do principal setor de produção comercial do lote, o pomar de bananeiras. O redesenho proposto buscou aliar experiências bem sucedidas e beleza paisagística, um 14 atrativo para os seres humanos. Assim, o redesenho da UPVF teve por meta favorecer as áreas berço de fertilidade, apoiadas na produção de biomassa vegetal em abundância e qualidade (diversidade), de preferência, em locais bem acessíveis, como o entorno das residências, locais de trânsito diário e proximidades das áreas de confinamento dos animais. Dessa forma, espera-se contribuir para o sentimento de orgulho na família pelo êxito na transformação da paisagem local e a consciência do que ela representa.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The pig slurry, pig deep-litter and cattle slurry applied in soils under no-tillage can serve as a source of nutrients for crops, increasing the production of dry matter of shoots and grain production. This is because, successive applications in the long term tend to change the soil chemical properties making it favorable for the development of agricultural crops, if handled properly. Moreover, these applications continued on the same area can promote the accumulation of nutrients in cultivated soils. Thus, there may be the transport of nutrients such as nitrogen (N) and phosphorus (P) to aquatic environments through runoff and or percolation, causing environmental imbalances. This aim of this study was to analyze the influence of continuous application of organic and mineral nutrient sources on grain yield and nutrient accumulation in crops and evaluate the changes in soil chemical properties and the transfer of nitrogen and phosphorus runoff and percolation under no-tillage. For this, two studies were developed: Study I aimed to evaluate, in the long term, the distribution of nutrients in the soil profile and the productivity of grain crops and ground cover plants when subjected to successive applications of organic and mineral sources nutrients. This study was conducted in a Typic Hapludalf with pig slurry applications (PS), cattle slurry (CS), pig deep-litter (PL) and mineral fertilizers (NPK) before the implementation of each of the succession culture: corn/oats in the years 2009/2010; 2010/2011 and 2011/2012 and in the year 2012/13 black oat /black beans. The study II aimed to evaluate transfers of forms of N and P by the drained solution and percolated in the same area subjected to successive applications of organic and mineral nutrient sources managed under no-tillage. In this experiment, samples were collected drained and leached solution and determined the total N, P-soluble P-particulate and P-total. The results obtained demonstrate that the CSS provided increment, both in the production of grain and dry matter accumulation and apparent recovery of N, P and K of cultures. The highest dry matter production of cultivated species and applications of different organic sources of nutrients promoted increase in levels of soil organic matter while allowing an increase in soil pH. Also provided the increase in important soil properties, such as the P, K, Ca and Mg available in the soil, in relation to the use of traditional mineral fertilization. The data showed that successive applications provide greater total-N transfer, surface runoff and percolation in the soil under the application of DLS and CSS. The largest transfers of P were observed in treatments with application of DLS, DLB and CSS in drained and leached solution. Therefore, it is essential to constantly monitor the quantities of organic and mineral sources added in crops, as well as the losses of N and P incurred pursuant to excess and / or in the same area, as these parameters are relevant when it aims to productivity and sustainability of agro-ecosystems. / Os dejetos líquidos de suínos e bovinos e a cama sobreposta de suínos aplicadas em solos sob plantio direto podem servir como fonte de nutrientes às culturas agrícolas, incrementando a produção de matéria seca da parte aérea e a produtividade de grãos. Isso ocorre, pois as aplicações sucessivas em longo prazo tendem a alterar os atributos químicos do solo, tornando-o favorável para o desenvolvimento das culturas agrícolas, se manejado adequadamente. Por outro lado, essas aplicações continuadas sobre uma mesma área pode promover o acúmulo excessivo de nutrientes nos solos cultivados. Dessa forma, pode ocorrer o transporte de nutrientes, como o nitrogênio (N) e fósforo (P), para ambientes aquáticos por meio do escoamento superficial e/ou percolação, causando desequilíbrios ambientais. O presente estudo objetivou analisar a influência da aplicação continuada de fontes orgânicas e mineral de nutrientes sobre a produtividade de grãos e acúmulo de nutrientes em culturas, avaliar as alterações nos atributos químicos do solo e a transferência de nitrogênio e fósforo por escoamento superficial e percolação em um Argissolo sob sistema plantio direto. Para isso, foram desenvolvidos dois estudos: O Estudo I objetivou avaliar, a distribuição de nutrientes no perfil do solo e a produtividade das culturas de grãos e plantas de cobertura, quando submetido a aplicações sucessivas de fontes orgânicas e mineral de nutrientes. Este estudo foi desenvolvido em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico com aplicações de dejeto líquido de suínos (DLS), cama sobreposta de suínos (CSS), dejeto líquido de bovinos (DLB) e adubação mineral (NPK) antes da implantação de cada cultura da sucessão: milho/aveia preta, nos anos de 2009/2010; 2010/2011 e 2011/2012 e no ano de 2012/13 feijão preto/aveia preta. Para as culturas de milho e feijão foi avaliada a produtividade de grãos e, para todas as culturas, foi determinada a produção de matéria seca da parte aérea e o acumulo de N, P e K no tecido vegetal. Em setembro de 2012, quando completou 12 aplicações das fontes orgânicas, amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-10, 10-12, 12-14, 14-16, 16-18, 18-20, 20-25, 25-30, 30-35, 35-40, 40-50 e 50-60 cm. Determinou-se o valor de pH em água (relação 1:1), os teores disponíveis de P, Cu e Zn, teores trocáveis de K, Al, Ca e Mg e os teores de matéria orgânica do solo. Calculou-se a CTCpH7,0, a saturação por Al, a saturação por bases e a acidez potencial (H+Al). O estudo II visou avaliar as transferências de formas de N e P pela solução escoada e percolada na mesma área submetida às aplicações sucessivas de fontes orgânica e mineral de nutrientes manejado sob sistema plantio direto. Nesse experimento foram coletadas amostras de solução escoada e percolada e determinado os teores de N-mineral, P-solúvel, P-particulado e P-total. Os resultados demostram que a CSS proporcionou incremento, tanto na produtividade de grãos quanto de matéria seca, acúmulo e recuperação aparente de N, P e K das culturas. As maiores produções de matéria seca das espécies cultivadas e as aplicações das diferentes fontes orgânicas de nutrientes promoveram incremento nos teores da matéria orgânica do solo ao mesmo tempo que permitiu um aumento no pH do solo. Além disso, proporcionou o incremento em atributos importantes do solo, tais como: nos teores P, K, Ca e Mg disponíveis no solo, em relação ao uso da adubação mineral tradicional. Os dados mostraram que as aplicações sucessivas proporcionam maior transferência de N-mineral, por escoamento superficial e percolação no solo submetido à aplicação de DLS e CSS. As maiores transferências de P foram observadas nos tratamentos com aplicação de DLS, DLB e CSS na solução escoada e percolada. Portanto, é imprescindível o monitoramento constante das quantidades de fontes orgânicas e mineral adicionadas nas lavouras, assim como, das perdas de N e P ocasionadas pela aplicação em excesso e/ou na mesma área, já que esses parâmetros são relevantes quando se almeja produtividade e sustentabilidade dos agroecossistemas.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-07T14:38:13Z No. of bitstreams: 1 PGCS16MA152.pdf: 1026343 bytes, checksum: 9aece6d47b63a39320a6d4385220f021 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T14:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS16MA152.pdf: 1026343 bytes, checksum: 9aece6d47b63a39320a6d4385220f021 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Many of the existing swine production systems in southern Brazil, provide high production of pig slurry. This situation leads to management problems, storage, distribution and environmental pollution caused by the improperly disposal of this waste product. The objective of this work was to determine the effect of application of dose increase of pig slurry on physical and chemical attributes of a Cambisol, in the production of plant biomass and water erosion, under three crops and compare the results with those obtained in soil condition uncultivated and without waste, in Rio do Sul - SC. The treatments were the control (no tillage and zero dose) and the doses 0 (zero), 50, 100 and 200 m³ ha-¹ of pig slurry applied on the soil surface. The application was performed in three stages after the implementation of millet, oat and sunn hemp in plots of 15 x 2.0 m, bounded by galvanized sheet, with an average gradient of 23.3%. The samples of erosive rainfall were collected to quantify the soil loss, water and nutrients. Before and after the experiment, soil samples were collected to evaluate the physical and chemical properties. At the end of each cultivation, dry matter production of shoot was determined. The increase of pig slurry doses increased production of biomass in the cultivated area, due to the improved porosity and, in part, of calcium, phosphorus and potassium, especially in the soil surface. Therefore, the water erosion reduces, after three cycles of cultivation. Soil losses were more influenced than the loss of water. The Ca, Mg, P and K contents in runoff water are the largest in treatments with higher doses of pig slurry. In the 200-m3 h-1 of pig slurry dose, the total nutrients losses in runoff are greatest / A erosão hídrica é a principal causa de degradação do solo agrícola e do ambiente no entorno dos sistemas de produção, fortemente influenciada pelo manejo do solo que, por sua, vez, é influenciando pelas adubações, dentro outros fatores. A maior parte dos sistemas de produção de suínos no sul do Brasil propicia produção de dejeto em alta quantidade. O dejeto gera problemas de manejo, armazenamento, distribuição e poluição ambiental causada pela erosão hídrica devido ao descarte do produto de forma de adubação, de maneira inadequada. Com o experimento objetivou-se estudar o efeito de dejeto líquido de suínos (DLS) em atributos de um Cambissolo Háplico, na produção de massa vegetal da parte aérea das plantas (MS) e na erosão hídrica em solo cultivado, e comparar os resultados com os obtidos em condição de solo sem cultivo e sem dejeto, em Rio do Sul - SC. Os tratamentos foram constituídos em testemunha (sem cultivo e sem dejeto) e pelas doses 0 (zero), 50, 100 e 200 m³ ha- ¹ de DLS aplicado na superfície do solo em três momentos após a implantação das culturas de milheto, aveia preta e crotalária, em parcelas de 15 x 2,0 m delimitadas por chapas galvanizadas, com declividade média de 23,3%. Ao longo da pesquisa foram determinadas as perdas de água e solo por erosão e coletadas amostras de enxurrada resultantes de chuvas erosivas para, nelas, determinar as perdas de alguns nutrientes. Antes da instalação do experimento e após o final da pesquisa, amostras de solo foram coletadas para avaliar as propriedades físicas e químicas e, ao final de cada cultivo, determinou-se ainda a produção de MS das plantas cultivadas no experimento. Identificou-se que o DLS aumentou a MS com o aumento da dose de dejeto, devido à melhoria da porosidade e, em parte, dos teores de cálcio, fósforo e potássio, em especial na superfície do solo. Com isso diminuiu a erosão hídrica ao final de três ciclos de cultivo. Em relação à erosão, as perdas de solo (PS) foram mais influenciadas do que as perdas de água (PA); os teores de Ca, Mg, P e K na água de escoamento superficial foram maiores nos tratamentos com as maiores doses de DLS do que naqueles das menores doses. As perdas totais de nutrientes na enxurrada, no entanto, foram maiores apenas na dose 200 m3 ha-1 de dejeto do que nas demais

Resumo: Dentre as frutíferas exóticas, a pitaya vermelha (Hylocereus undatus) apresenta potencial como opção para diversificação da fruticultura nacional e incremento de renda no campo. Os cultivos com essa frutífera no Brasil ainda são poucos e há necessidade de informações locais com a finalidade de subsidiar potenciais produtores. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo: i) identificar a co-existência dos estágios juvenil e adulto e o efeito na propagação da pitaya por estaquia; ii) estudar anatomicamente as raízes adventícias de estacas de pitaya; iii) avaliar o desenvolvimento e o estado nutricional da pitaya em função da intensidade luminosa e adubação orgânica. No primeiro estudo, a posição de coleta da estaca exerceu efeito quantitativo na formação de raízes da pitaya, as estacas juvenis apresentaram 35% mais estacas com raízes que estacas adultas, permitindo concluir que os estágios juvenil e adulto co-existem no dossel da pitaya. No segundo estudo, observou-se que as raízes adventícias em estacas de pitaya originam-se no periciclo, não ocorre formação de raízes a partir de calos e não há a formação de calos em estacas de pitaya. A partir do terceiro estudo infere-se que no cultivo da pitaya é necessária cobertura contra a incidência direta dos raios solares, onde a tela de propileno com 50% ou 75% de luminosidade podem ser usados, os níveis de esterco influenciaram significativamente as concentrações de N, P, K e Na, a concentração no tecido vegetal do N, P, K, S, B, Zn e Na foram incrementadas com o aumento do nível de esterco fornecido à planta e o fornecimento de 20 L.cova-1 de esterco bovino pode ser adotado como quantitativo no preparo de covas de pitaya. / Abstract: Among the exotic fruitful species, pitaya (Hylocereus undatus) presents potential as an option for diversification of Brazilian fruit culture and incomes enhancement in land. This fruitful is little cultivated in Brazil and local information is need to inform potential farmers. In this way, the present work had as objective: i) to identify the co-existence of juvenile and adult stages and it's effects on cutting propagation of pitaya; ii) to study anatomically the adventitious roots of pitaya cuttings; iii) to evaluate the development and nutritional status of pitaya as a function of light intensity and organic fertilization. In the first study, the position from which the cutting is taken had an quantitative effect on root formation of pitaya, juvenile cuttings presented 35% more cuttings with roots than adult cuttings, allowing it concludes that juvenile and adult stages co-exist in pitaya canopy. In the second study it was observed that the adventitious roots of pitaya cuttings initiate at the pericycle, there is no root formation from callus and there is no callus formation on pitaya cuttings. From the third study it infers that in pitaya cultivation a covering against light rays is need, where a shade degree of 50% or 75% can be used, the organic manure levels influenced significantly the concentrations of N, P, K and Na, the stem concentration of N, P, K, S, B, Zn and Na were enhanced with organic fertilizer level increasing and the 20 L/plant level can be adopted as quantitative for cave preparation for pitaya cultivation. / Orientador: Antonio Baldo Geraldo Martins / Coorientador: Eduardo Sanches Stuchi / Banca: Aparecida Conceição Boliani / Banca: João Alexio Scarpare Filho / Banca: Carlos Ruggiero / Banca: João Carlos de Oliveira / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-09-05Bitstream added on 2014-06-13T19:39:09Z : No. of bitstreams: 1 zuim_ce_me_ilha.pdf: 206454 bytes, checksum: 21d45110bfb35795b4aee587ba2a4496 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A busca pela qualidade do solo como base de sustentação do sistema de produção, tem aumentado o desafio de compreender um sistema que, além de reduzir sensivelmente a degradação do meio ambiente, pode permitir maior retorno econômico ao agricultor. Nesse sentido o presente trabalho foi desenvolvido no período de abril de 2005 a abril de 2006, com o objetivo de avaliar na cultura da soja, no sistema de plantio direto, o efeito de diferentes culturas de cobertura e presença ou ausência de adubação orgânica e mineral. O trabalho foi desenvolvido no município de Guararapes-SP (50°39’W, 21°09’S e 412 m de altitude aproximadamente) em um Latossolo Vermelho amarelo, com textura média, sendo cultivado com culturas anuais a partir de 1993. O delineamento experimental utilizado foi o em blocos casualizados com 4 repetições, com os tratamentos dispostos em um esquema fatorial 5x2x2, ou seja, 5 culturas de cobertura (milho, milheto, sorgo, braquiária e mamona), cultivadas no período de outono/inverno, na presença e ausência de adubação orgânica (11.512 kg/ha de esterco de galinha), sendo semeado em sucessão, a cultura da soja, cultivar MGBR 46 (Conquista), na presença ou ausência de adubação mineral (500 kg/ha da fórmula 02-20-15). As culturas de cobertura e a soja foram irrigadas pelo sistema pivô central. As avaliações constaram da produção de massa seca das culturas de cobertura, estado nutricional da soja no florescimento pleno, características agronômicas e produção de grãos da soja e características químicas do solo, em diferentes profundidades, após o cultivo da soja. Através dos resultados obtidos, verificou-se que o milho apresentou maior produção de massa seca como cultura de cobertura, mas todas as... / The search for the soil quality as sustentation base of production system, has stimulated the challenge to understand a system that, beyond sensibly reducing the environment degradation, may allows greater economic return to the farmer. Thus, the present work was developed in the period of April 2005 to April 2006, with the objective to evaluate in soybean crop, in no tillage system, the effect of different cover crops and presence or absence of organic and mineral fertilization. The work was developed at the municipal district of Guararapes, State of São Paulo (50°39' W, 21°09' S and 412 m altitude approximately) in a Typic Haplustox, with sandy texture, being cultivated with annual crops since 1993. The exeprimental design used was randomized blocks with four replications, with treatments disposed in a 5x2x2 factorial scheme, i.e., five cover crops (corn, millet, sorghum, braquiaria grass and castor bean), cultivated in the autumn/winter period, in presence and absence of organic fertilization (11,512 kg ha-1 of chicken manure fertilizer), being sowedin succession of soybean crop, MGBR 46 cultivar, in presence or absence of mineral fertilization (500 kg ha-1 of 02-20-15 formula). The cover cultures and soybean had been irrigated by center pivot irrigation systems.The evaluations was cover crops dry matter production, nutritional status in flowering, agronomic characteristics and soybean grain production, soil chemical characteristis, in different depths, after soybean. Through the obtained results, it verified that the corn presents greater dry matter production as cover crop, but all the evaluated cover crops are adjusted to precede soybean; organic fertilization increases cover crop dry matter production, beyond provided significant P, Ca and K increases in 0 to 0.05 and 0.05 to 0.10 m depth and P and K in 0.10 to 0.20 m depth; ...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-12-13Bitstream added on 2014-06-13T18:39:47Z : No. of bitstreams: 1 moreti_d_me_ilha.pdf: 1425402 bytes, checksum: 8bd940b9b29695b569162022310de606 (MD5) / O solo é um dos recursos de fundamental importância para a produção de alimentos. Sua conservação e recuperação, quando é visada a manutenção de sua qualidade, são primordiais para garantir o futuro das próximas gerações. O presente trabalho foi conduzido na Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira- SP, localizada no município de Selvíria-MS, durante o ano agrícola 2001/02. O objetivo foi verificar as alterações de algumas propriedades físicas e químicas de um LATOSSOLO VERMELHO de cerrado, sob as adubações orgânica e mineral, plantas de cobertura estabelecidas nos sistemas de plantio direto e convencional, e cultivado com o feijão de inverno e algodão. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas. Nas parcelas foram instalados 2 tratamentos referentes aos preparos do solo, sendo o plantio direto e o preparo convencional. Nas subparcelas foram empregados 6 tratamentos, referentes às adubações e plantas de cobertura, sendo: esterco de galinha, esterco de galinha + ½ da adubação mineral recomendada, adubação mineral, crotalária, milheto e testemunha. Foram realizadas as seguintes análises físicas do solo: macroporosidade, microporosidade, porosidade total e densidade do solo As análises químicas foram para fins de fertilidade. Em relação às plantas, estudou-se: produção de grãos e matéria seca de feijão (Phaseolus vulgaris), produção de algodão em caroço (Gossypium hirsutum) e produção de matéria seca das plantas de cobertura. As coletas do solo destinado às análises foram realizadas nas profundidades de 0,00-0,10 m e 0,10-0,20 m. Os sistemas de preparo do solo, plantas de cobertura e os adubos não alteraram as propriedades físicas do solo. Os adubos e as plantas de cobertura interferiram nas propriedades químicas do solo, melhorando os teores dos seus... . / Soil is a resource of fundamental importance for the food production. Its conservation and recovery, when the objective is the quality maintenance, are very important to certify the future of next generations. This research was made in the Experimental Farm of Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Ilha Solteira County, State of São Paulo during the agricultural year of 2001/02. The objective was to verify the alterations of some physical and chemical properties of a RED LATOSOL of Brazilian’s Savannah under organic and mineral fertilizations, covering plants in no tillage and conventional tillage systems, and with bean and cotton crops. The experimental design was A randomized complete blocks with split-plots. In the plots were installed 2 treatments regarding the preparations of soil (no tillage and conventional tillage). In the subplots were installed 6 treatments which were: chicken manure fertilizer, chicken manure fertilizer + half of the recommended mineral fertilization, mineral fertilizations, Crotalaria juncea, Pennisetum americanum and control. The following soil physical analysis were made: macroporosity, microporosity, total porosity and bulk density. The chemical analysis were made to evaluete soil fertility. In relation the plants were: grain yield and plant dry matter of bean (Phaseolus vulgaris L), cotton yield (Gossypium hirsutum) and dry matter production of the covering plants. Soil samples were collected at depths of 0.00-0.10 m and 0.10-0.20 m. Soil management systems, covering plants and fertilizers affected the bean and cotton productivities, in which the no tillage system, showed higher productivities. In relation to the covering plants, the Pennisetum showed higher productivities of cotton. In respect to the fertilizers, the treatments with chicken fertilizer and chicken fertilizer + half of the recommended mineral provided higher productivities for bean and cotton crops.

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.

The energy sources and oil derivatives necessities have increased over the last years as well the mitigation of greenhouse gases (GHGs) emissions. These concepts provided an increase on the use of residual lignocellulosic biomass as a renewable source for the production of biofuels and chemical products. In this study, the cattle manure was chosen as a biomass source considering their high availability, as well as could be a major environmental pollutant residue when not treated properly. Thus, we propose to produce and characterize the bio-oil and biochar through of micro and macroscale pyrolysis. The work was divided into two parts: biomass characterization and characterization of the pyrolysis products. The cattle manure biomass presented 9.65% moisture after drying over ambient temperature, 38.86% ash, 48.29% volatile matter and 3.20% fixed carbon; high oxygen content (34.19%) and carbon (21.66%) by elemental analysis; and low lignin content (6.09%) in comparison with the hemicellulose (18.24%) and cellulose (14.24%). The thermogravimetric curve showed four mass loss stage between 25- 900 o C and a residual mass content of 39.58%; infrared analysis showed characteristic bands of alcohols, phenols, carboxylic acids, nitrogenous compounds and aliphatic groups. Concerning of bio-oils characterization, presented as highly oxygenated liquid with predominant compounds from the alcohols, phenols and carboxylic acid in micro and macroscale. Due to the high calorific value of bio-oils (21.35–27.10 MJ kg -1 ), can be used as biofuel. Biochars showed yields between 62.5% and 39.1%, the increase on pyrolysis temperature has provided an increase in ash and pH values, as also decreasing in proportion H/C, indicating increase on aromaticity of biochar the 600 ºC, also evidenced by the infrared analysis. / O aumento da necessidade energética e de produtos derivados do petróleo, bem como a necessidade de mitigação das emissões de gases de efeito estufa (GEE), têm proporcionado um crescimento em pesquisas sobre a utilização da biomassa lignocelulósica residual como fonte renovável para a obtenção de biocombustíveis e produtos químicos de maior valor agregado. Diante destas problemáticas, o esterco bovino foi escolhido como fonte de biomassa para este estudo devido a sua alta disponibilidade, além de ser um resíduo que quando não tratado adequadamente pode se tornar um grande poluente ambiental. Desta forma, este trabalho propõe produzir e caracterizar o bio-óleo e o biocarvão obtidos a partir da biomassa de esterco bovino através dos processos de pirólise em micro e macroescala. O trabalho foi dividido em duas partes: caracterização da biomassa e caracterização dos produtos das pirólises. A biomassa de esterco bovino apresentou 9,65% de umidade, 38,86% de cinzas e 51,49% de matéria orgânica; alto teor de oxigênio (34,19%) e carbono (21,66%); baixo teor de lignina (6,09%) em comparação com a hemicelulose (18,24%) e a celulose (14,24%). A curva termogravimétrica exibiu quatro estágios de perda de massa entre 25-900 o C e um teor de massa residual de 39,58%; a análise do infravermelho apresentou bandas características de álcoois, fenóis, ácidos carboxílicos, compostos nitrogenados e grupos alifáticos. Com relação à caracterização do bio-óleo, apresentou-se como líquido altamente oxigenado com predominância de compostos pertencentes às classes de fenóis, álcoois e ácidos carboxílicos em micro e macroescala. Devido ao alto valor do poder calorífico dos bio-óleos (21,35–27,10 MJ kg -1 ) pode-se cogitar a possibilidade de seu uso como biocombustível. Quanto ao biocarvão, mostrou rendimento que variou de 62,5% a 39,1%; o aumento da temperatura de pirólise aumentou o teor de cinzas e concomitantemente os valores de pH, bem como reduções em razões H/C, indicando um aumento do grau de aromaticidade do biocarvão formado a 600 ºC, fato também evidenciado pela análise de infravermelho.

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.

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