Orientador: Marli Teixeira de Almeida Minhoni / Resumo: O manejo agrícola altera, em muito, as características físicas, químicas e biológicas dos solos. A cultura e as condições climáticas, assim como o tipo de solo propriamente dito, afetam a decomposição da matéria orgânica do solo e, consequentemente, a biogeociclagem dos nutrientes. A matéria orgânica é uma característica importante em relação à fertilidade do solo, de modo que o impacto do uso do solo precisa ser avaliado principalmente em agroecossistemas. O conhecimento dos efeitos do uso da terra e das práticas agrícolas sobre a comunidade microbiana é de fundamental importância, em vista das importantes funções que os microorganismos desempenham no solo e que irão se refletir na produtividade agrícola. Neste sentido, uma avaliação da biomassa microbiana e de microorganismos do solo pode evidenciar diversas alterações no ecossistema do solo que estão associadas ao teor de argila e/ou sistemas de plantio. No presente estudo, caracterizou-se a camada superficial do perfil de solos sob plantio direto e plantio convencional em quatro fazendas no Brasil em relação a alguns de seus componentes microbiológicos. Para tanto, analisou-se, mensalmente, a respiração do solo, a biomassa microbiana e grupos de microorganismos. A avaliação da biomassa microbiana foi feita através da técnica da fumigação-incubação (FI), utilizando-se a Equação: [(C-CO2 liberado pelo solo fumigado, no período de 0-10 dias de incubação) - (C-CO2 liberado pelo solo não-fumigado, ao longo de 10-20 dias de incubação)]/0,45. Os cálculos indicaram um conteúdo de carbono da biomassa microbiana significativamente maior nos solos sob sistema de plantio direto em relação àqueles sob plantio convencional, na camada amostrada (0-10 cm de profundidade). Quantidades significativamente maiores ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The crop management changes greatly the physical, chemical and biological soil properties. Furthermore, the crop and soil types, and the climatic conditions would affect on soil organic matter decomposition and on nutrients biogeociclying. Soil organic matter is a important characteristic in relationship soil fertility. The knowledge about effects on soil using and agriculture practices on soil microbial communities is very important, due to the function that microorganisms have in soil and it was going to in soil fertility. In this sense, evaluation of the soil microbial biomass and micro-organisms greatly aids predictions several changes in the soil ecosystems are associated with reduced tillage as compared with conventional tillage. Surface soils from long-term no-till and conventional tillage plots at four Brazil farms were characterised for microbial components. Soil respiration, microbial biomass carbon and counts of microorganisms were measured at intervals monthly. The evaluation of microbial biomass carbon was done by fumigation-incubation technique (FI). For calculating the soil microbial biomass carbon, the equation used was: Equation = [(CO2-C evolved by fumigated soil, 0-10 days) - (CO2-C evolved by unfumigated soil, 10-20 days)]/0,45. Significantly greater amounts of CO2-C were released from no-till than from conventional tilled soils. qCO2 values were not significantly different between tillage systems. This observation confirms that the tillage affected biological activity in those soils, further that qCO2 values didn't have significantily different which two tillage systems, in studied soils. Number both fungi and bacteria were assayed by Most Probable Number (MPN) by the agar drop counting technique and the microorganisms groups were calculated using by traditional Most Probable Number (MPN) method...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

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

A destinação dos resíduos sólidos constitui um sério problema ambiental para a humanidade. Por meio do processo de vermicompostagem, pode-se obter a reciclagem dos resíduos orgânicos, resultando em um material mais humificado, de grande potencial agrícola e de sequestro de carbono atmosférico quando aplicado ao solo. Para que se tenha segurança agronômica quando da utilização de resíduos é necessário que se conheçam os mecanismos de incorporação, mineralização e liberação de nutrientes, ou seja, a dinâmica da matéria orgânica no solo. Dessa forma, contribui-se para a manutenção do ciclo da matéria orgânica (devolvendo ao solo parte da matéria orgânica que lhe é tirada), e também para uma destinação ambientalmente adequada de resíduos orgânicos. Esta é a orientação geral deste estudo. Compilando os resultados obtidos por métodos convencionais e técnicas espectroscópicas para caracterização das amostras coletadas durante a vermicompostagem dos ácidos húmicos extraídos, foi possível fazer o monitoramento contínuo do processo de degradação de diferentes resíduos orgânicos (bagaço de laranja, torta de filtro e esterco bovino). Para execução dos experimentos foram montadas 9 pilhas (P) de compostagem de bagaço de laranja + esterco bovino, torta de filtro + esterco bovino e esterco bovino (100%). Após a estabilização da temperatura os compostos foram tranferidos aos vermicompostores. O monitoramento foi realizado por 135 dias com medidas diárias de temperatura, controle semanal de umidade e coletas quinzenais das amostras para caracterização química e extração de ácidos húmicos. Observaram-se três fases de temperatura durante a primeira etapa da vermicompostagem (compostagem). Primeira fase: mesofílica, em que houve um aumento na temperatura, a qual alcançou valores superiores a 30 °C; segunda fase: termofílica, em que a temperatura atingiu valores máximos, superiores a 60 °C para as pilhas P1, P2 e P3 (bagaço de laranja + esterco bovino), as quais apresentaram as temperaturas mais altas dentre os tratamentos; terceira fase: esfriamento e maturação. Foi possível acompanhar a dinâmica do processo de vermicompostagem química e espectroscopicamente. A caracterização química dos vermicompostos (teor de C e N, C/N, pH, CTC, macro e micronutrientes) está de acordo com o que é exigido pela Instrução Normativa no 25, do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Estas análises evidenciaram o potencial fertilizante dos vermicompostos produzidos. A análise das características estruturais dos ácidos húmicos revelou diferenças entre os ácidos húmicos estudados. Os espectros de FTIR referentes a todos os tratamentos apresentaram bandas típicas de substâncias húmicas indicando algumas transformações a nível molecular como a perda de estruturas mais lábeis devido ao processo de biodegração. A presença de sistemas aromáticos foi observada por meio da técnica de UV-Vis, principalmente por meio das baixas razões E2/E4, o que é indicativo da presença de estruturas porfirínicas relacionadas à lignina. Assim como os resultados apresentados por FTIR os espectros de RMN de 13C apresentam picos correspondentes à degradação de carboidratos. Houve aumento do teor de aromaticidade e diminuição do teor de alifaticidade dos AH com o tempo de vermicompostagem, exceto para os referentes ao tratamento com torta de filtro que apresentou comportamento contrário. Em geral o desenvolvimento das plantas que receberam adubação orgânica foi similar ao desenvolvimento das plantas que receberam adubação mineral comercialmente recomendada e significativamente superior ao das plantas referente ao tratamento testemunha. Para o vertissolo o efeito dos vermicompostos sobre os atributos altura e biomassa das plantas foi mascarado, possivelmente pelo alto teor de matéria orgânica naturalmente existente naquele solo. A análise cromatográfica do óleo essencial extraído do Manjericão mostrou que a adubação orgânica influenciou positivamente a produção do principal componente do óleo essencial, o linalol, havendo aumento de seu teor com o aumento da dosagem de vermicomposto aplicado, nos dois solos estudados. Dos tratamentos analisados, o referente à adubação com vermicomposto de torta de filtro + esterco bovino 30 t ha-1, em vertissolo, apresentou o maior teor de linalol (34,90 %). De modo geral constata-se a viabilidade do uso de vermicompostos de misturas de bagaço de laranja e torta de filtro com esterco bovino como alternativa ao uso de fertilizantes minerais, contudo o manejo e as implicações na nutrição de plantas e a plena produtividade das culturas ainda representa desafio importante para as pesquisas. Dentre as doses dos vermicompostos avaliadas, em geral a aplicação da dosagem intermediária (30 t ha-1 ou 3,0%) apresenta resultados superiores em termos de qualidade nutricional e da MOS, sendo dessa forma a melhor opção para manejo do solo para cultivo de Manjericão. Em estudos futuros, a dosagem 30 t ha-1 poderia ser adotada como dosagem agronômica recomendada, bem como a mistura de resíduos orgânicos agroindustriais para produção do vermicomposto. / The disposal of solid waste is a serious environmental problem for humanity. By means of the vermicomposting process, one can get the recycling of organic waste, resulting in a humified material of great agricultural potential and atmospheric carbon sequestration when applied to soil. To have agronomic security when using waste is necessary to know the mechanisms of incorporation, mineralization and release of nutrients, or the dynamics of soil organic matter. Thus, it contributes to maintaining the organic matter cycle (returning to the ground of the organic matter that is taken away), and for an environmentally proper disposal of organic waste. This is the general direction of this study. Compiling the results obtained by conventional methods and spectroscopic techniques for characterization of samples collected during vermicomposting of extracted humic acids, it was possible the continuous monitoring of the degradation process of different organic waste (orange bagasse, filter cake and manure). For execution of the experiments were set 9 cells (P) composting orange peel + cattle manure, filter cake + cattle manure and manure. After temperature stabilization compounds were tranferidos to vermicompostores. The monitoring was held for 135 days with daily measurements of temperature, humidity and weekly control fortnightly collections of samples for chemical and extraction of humic acids. They observed three stages of temperature for the first stage of vermicomposting (composting). First stage: mesophilic, wherein an increase in temperature, which reached values higher than 30° C; second phase: Thermophilic, wherein the maximum temperature reached values higher than 60° C for stacks P1, P2 and P3 (orange peel + cattle manure), which had the highest temperature among treatments; third phase: cooling and maturation. It was possible to follow the dynamics of the process of chemical and spectroscopically vermicomposting. The chemical characterization of vermicompost (C and N content, C/N, pH, CEC, macro and micronutrients) is in line with what is required by the Normative Instruction 25, the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply. These analyzes showed the fertilizer potential of the vermicomposts. The analysis of the structural characteristics of humic acids showed differences between the studied humic acids. FTIR spectra for all of the treatments showed typical bands of humic substances indicating some changes at the molecular level as the loss of more labile structures due to the biodegradation process. The presence of aromatic systems was observed by UV-Vis technique mainly through the lower ratios E2/E4, which is indicative of the presence of porfirínicas structures related to lignin. As the results presented by FTIR the 13C NMR spectra show peaks corresponding to the degradation of carbohydrates. There was an increase of aromaticity content and decreased alifaticidade content of AH with a time of vermicomposting, except for those related to treatment with filter cake which showed opposite behavior. In general the development of the plants that received organic fertilization was similar to the development of the plants that received commercially recommended mineral fertilization and significantly higher than the plants referring to the control treatment. For the vertisol the effect of the vermicompost on the height and biomass attributes of the plants was masked, possibly due to the high content of organic matter naturally present in that soil. The chromatographic analysis of the essential oil extracted from Manjericão showed that the organic fertilization positively influenced the production of the main component of the essential oil, linalol, increasing its content with the increase of the applied vermicompost dosage, in the two studied soils. Of the analyzed treatments, the one referring to the fertilization with vermicompost of filter cake + bovine manure 30 t ha-1, in vertisol, presented the highest content of linalool (34.90%). In general, it is possible to verify the viability of the use of vermicompostos of mixtures of orange bagasse and filter cake with bovine manure as an alternative to the use of mineral fertilizers, however the management and the implications in plant nutrition and the full productivity of the crops still represents an important research challenge. Among the doses of vermicompost evaluated, in general the application of the intermediate dosage (30 t ha-1 or 3.0%) presents superior results in terms of nutritional quality and MOS, being thus the best option for soil management for cultivation Of Basil. In future studies, the 30 t ha-1 dosage could be adopted as the recommended agronomic dosage, as well as the mixture of agroindustrial organic residues for vermicompost production.

O manejo adequado do solo é de suma importância na incorporação da matéria orgânica no mesmo, sequestrando carbono da atmosfera. Neste trabalho avaliaram-se dois manejos do sistema produtivo da pecuária, em pastagens de Brachiaria decumbens: (A3) pastagem em recuperação, onde nitrogênio foi aplicado, e (A4) pastagem degradada, onde nenhum tipo de correção é efetuado. Utilizou-se uma área de Mata Atlântica (MT) próxima ao experimento como referência. O foco principal do trabalho foi o acúmulo de carbono no solo e a emissão de CO2. A partir dos teores de carbono e valores de densidade foram estimados os estoques de carbono (ECs), em superfície (0-30 cm) e em profundidade (0-100 cm), em cada um dos sistemas, aplicando as correções por massa equivalente e por teores de argila. Para a estimativa de emissão de CO2 dos solos utilizou-se um sistema portátil que monitora o fluxo de CO2 no interior da câmara através de espectroscopia de absorção no infravermelho. Os resultados mostraram que o sistema A3 acumulou o maior EC, com 142 Mg ha-1, enquanto aproximadamente 99 Mg ha-1 foi obtido para o sistema A4. Na mata o EC foi de 115 Mg ha-1. Os dados de respiração do solo mostraram situação similar para ambas as áreas de pastagem. Outra proposta desse trabalho foi avaliar a qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) utilizando a espectroscopia de fluorescência induzida por laser (LIFS). Observou-se o aumento do grau de humificação da MOS (HFIL) com o aumento da profundidade. Os menores valores de humificação foram obtidos na área em recuperação, indicando certa fragilidade deste estoque de carbono ser perdido caso a área não seja bem manejada. Avaliou-se também o potencial da espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) para a quantificação de carbono total em solos. Os dados dos teores de carbono obtidos por análise elementar foram utilizados para a calibração do sistema LIBS de acordo com a textura dos solos. O coeficiente de correlação entre os valores de referência (CHNS) e os valores preditos por LIBS na validação foi de 0,87 (erro ~ 25%) para textura arenosa e 0,92 (erro ~ 16%) para textura argilosa. Este trabalho demonstrou a importância do manejo adequado para recuperação de pastagens no Brasil e o risco de se perder esse carbono para atmosfera devido à alta labilidade do carbono armazenado. As pastagens bem manejadas podem levar este sistema produtivo a patamares ambientalmente sustentáveis e contribuir para mitigação do efeito estufa. As técnicas fotônicas apresentaram potencial para determinação de carbono no solo e avaliação de sua estrutura química. Desta forma, espera-se que futuramente este tipo de instrumentação possa ser aplicada ao campo, fornecendo parâmetros que ajudem na tomada de decisões para um desenvolvimento agrícola sustentável. / Proper soil management is important to organic matter incorporation, sequestering carbon from atmosphere. This study was developed for two livestock managements: (A3) pasture recovering of Brachiaria decumbens, where nitrogen is applied, and (A4) degraded pasture of Brachiaria decumbens, with no correction. The reference system was a native forest area (Brazilian Atlantic Forest) next to the experiment. This study aims to compare the soil carbon accumulations and CO2 emissions for both productive systems. Soil carbon content and soil bulk density values were measured to calculate carbon stocks (CSs) in surface (0-30 cm) and at depth (0-100 cm) in each system, applying equivalent mass and clay content corrections. CO2 emissions were estimated using a portable system, which monitors the CO2 flux within a chamber through infrared absorption spectroscopy. The soil carbon stocks were estimated around 142 Mg ha-1 for A3 and 99 Mg ha-1 for A4, while around 115 Mg ha-1 was found in the forest. The results for CO2 emission showed a similar situation for both pasture areas. Another purpose of this study was to evaluate the soil organic matter (SOM) quality using laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS). An increasing of humification degree of SOM (HLIF) was observed with increasing of depth. The lowest HLIFS values were obtained for the recovering area, indicating a certain fragility of carbon stocks, which can be lost if the area is not well managed. In addition, Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used for total soil carbon quantification. Using the data from elemental analysis, mathematical models were developed to calibrate the LIBS system for each class of soil texture. For carbon quantification, the correlation between reference technique (CHN) and LIBS prediction was 0.87 for sandy soils (error around 21%) and 0.92 for clayed soils (error around 16%). This study demonstrated the importance of pasture recovering in Brazil from the point of view of soil carbon sequestration, and the risk of this stock to be lost due to high lability of stored carbon. Well-managed pastures can lead this production system to environmentally sustainable levels and contribute to mitigate the greenhouse effect. Systems with high potential for portability to determine soil carbon and evaluation of its chemical structure have been successfully tested. Thus, it is expected that in a near future, this kind of instrumentation can be effectively applied in the field and provide parameters that help in the decision making for a sustainable agricultural development.

Os sedimentos marinhos são receptores finais de vários compostos da coluna de água, possuindo uma participação ativa nos ciclos biogeoquímicos. Comunidades microbianas possuem um papel crucial nestes ciclos, sendo responsáveis por grande parte da remineralização da matéria orgânica em sedimentos superficiais. Foram realizados dois experimentos com simulações de processos oceanográficos em microcosmos: Enriquecimento Orgânico, testando a diferença entre a chegada de fitoflagelados e diatomáceas no sedimento e Ressuspensão, simulando a passagem de frente fria. Foram analisados os compostos referentes à qualidade e quantidade da matéria orgânica sedimentar, assim como o fluxo de nutrientes da interface água-sedimento. No Experimento Enriquecimento, as diferentes algas causaram respostas distintas nos processos de degradação da matéria orgânica, aumentando a qualidade e o metabolismo das comunidades presentes, além de modificar os fluxos de nutrientes, sendo notada uma resposta mais rápida nos mecanismos de degradação devido à adição do fitoflagelados. No Experimento Ressuspensão, o distúrbio físico ocasionou uma resposta imediata e significativa na liberação dos nutrientes do sedimento para a interface água-sedimento e alterações nas concentrações de ácidos graxos, principalmente nos dois primeiros dias após a simulação. Logo, os diferentes eventos oceanográficos simulados comprovaram sua influência frente aos processos biogeoquímicos, principalmente na disponibilidade de ácidos graxos e na liberação de nutrientes para a água sobrejacente / Marine sediments are the final receivers of many organic compounds from the water column, playing an important role in biogeochemical cycles. Microbial communities are important to these cycles as they remineralize organic matter within surface sediments. Microcosm experiments were conducted to simulate two important oceanographic processes: Organic Enrichment, to test differences between sinking patterns of phytoflagellates and diatoms and Resuspension, simulating the passage of a cold front. The quality and amount of the organic matter was assessed, as well as the nutrient flow between the sediment-water interface. In the Enrichment Experiment, distinctive responses in the degradation processes were noted between treatments where the addition of phytoflagellates increased the quality of the organic matter, caused faster metabolism communities present in the sediment, and modify the patterns of nutrient flux rates. In the Resuspension Experiment, the physical disturbance caused an immediate and significant release of nutrients from the sediment to the sediment-water interface and changed the in the concentrations of fatty acid content most notably during two days after the resuspension event. Thus, the different simulated oceanographic events influenced biogeochemical processes, particularly in the availability of fatty acids and the release of nutrients to the overlying water

O nitrogênio tem sido indispensável na formação, manutenção e recuperação de pastagens e seu efeito tem mostrado ser dependente do suprimento de enxofre, pela relação desses nutrientes no metabolismo vegetal. Objetivou-se: a) estudar combinações de doses de nitrogênio e de enxofre em solo suportando capim-Braquiária (Brachiaria decumbens) em degradação; b) avaliar o efeito do nitrogênio e do enxofre na eficiência no uso de água pelo capim; c) caracterizar as formas de nitrogênio e de enxofre no solo, antes, durante e após as adubações desses nutrientes; d) determinar a influência das combinações desses nutrientes em características nutricionais e produtivas do capim em recuperação. Coletaram-se amostras com plantas + solo em cilindros de 15 cm de diâmetro e 20 cm de profundidade num Neossolo Quartzarênico de uma pastagem em degradação. Utilizaram-se cinco doses de nitrogênio (0; 100; 200; 300 e 400 mg dm-3) e cinco doses de enxofre (0; 10; 20; 30 e 40 mg dm-3), combinadas em estudo de superfície de resposta baseado em desenho experimental composto central modificado de um fatorial 52 fracionado. Realizaram-se três cortes nas plantas com intervalos regulares de 30 dias. O fornecimento simultâneo de nitrogênio e enxofre na adubação aumentou a área foliar e a produção de massa seca, o número de perfilhos e melhorou a eficiência no uso de água pelo capim. A adubação com nitrogênio teve efeito isolado para o número de perfilhos e produção de massa seca no segundo e no terceiro crescimentos. O número de folhas foi influenciado pelas doses de nitrogênio e de enxofre de forma isolada, no primeiro crescimento e pelas doses de nitrogênio no segundo e no terceiro crescimentos. As relações entre as doses de nitrogênio e as de enxofre para as máximas produções foram de maneira geral em torno de 10:1. A adubação nitrogenada resultou em aumento na produção de massa, o comprimento e a superfície das raízes. O valor SPAD dependeu da combinação de doses de nitrogênio e de enxofre apenas no primeiro crescimento e teve efeito do nitrogênio no segundo e no terceiro crescimentos. As concentrações de nitrogênio e de enxofre no capim atingiram máximos valores nas doses mais elevadas. A baixa relação N:S de 7:1 no capim na não aplicação de nitrogênio indicou maior demanda de nitrogênio do que de enxofre. A interação entre as doses de nitrogênio e de enxofre não foi significativa para as características químicas avaliadas no solo. O pH do solo diminuiu quando o nitrogênio foi aplicado. A matéria orgânica no solo não variou após três períodos de crescimento do capim. A adubação com nitrato de amônio aumentou os teores de nitrogênio total, nitrogênio nítrico e nitrogênio amoniacal no solo. O teor de nitrogênio na forma amoniacal foi superior ao da forma nítrica no solo. A adubação com sulfato de cálcio aumentou os teores de enxofre total e de enxofre sulfato no solo. A aplicação principalmente de nitrogênio, mas também de enxofre, influenciou o estádio nutricional do capim-Braquiária e conseqüentemente a sua recuperação. / Nitrogen is required for pastures establishment, maintenance and production recovery, and its effect has depended on sulphur supply, for the relationship between these nutrients in plant metabolism. The objectives were: a) to study the combinations between nitrogen and sulphur rates in soil with Signal grass (Brachiaria decumbens) under degradation; b) to evaluate the effect of nitrogen and sulphur on the water use efficiency by grass; c) to determine the nitrogen and sulphur in the soil, before, in the course of the combinations between these nutrients on productive and nutritional characteristics of the recovering grass. Samples of plants plus soil were collected in cylinders of 15 cm diameter and 20 cm depth from an Entisol with a degrading pasture. Five rates of nitrogen (0; 100; 200; 300 and 400 mg dm-3) were combined with five rates of sulphur (0; 10; 20; 30 and 40 mg dm-3) in a response surface methodology based on a central composite design modified from a fractional 52 factorial. Three harvests were done after each 30 days of plants growth. The supply of nitrogen and sulphur together increased Signal grass leaf area, dry matter yield, number of tillers and improved the water use efficiency by the grass. Nitrogen rates had effects on the number of tillers and dry matter yield at the second and third harvests of the grass. The number of leaves was changed by both nitrogen and sulphur rates at the first growth, and by nitrogen rates at the second and third growths. Maximum dry matter yields were attained when nitrogen and sulphur rates were at about 10:1 ratio. Nitrogen supply affected grass roots by increasing roots dry weight, length and surface. SPAD values changed with combined rates of nitrogen and sulphur at the first growth, and with nitrogen rates at the second and third growths. Nitrogen and sulphur concentrations were at maximum when maximum rates of these nutrients were applied. The low 7:1 N:S ratio in the grass with no nitrogen supply suggested higher demand for nitrogen than sulphur. The interaction between nitrogen and sulphur rates was not significant for the evaluated soil chemical parameters. Soil pH decreased when nitrogen was applied. Soil organic matter content did not change after the growth periods of the grass. Ammonium nitrate supply resulted in increases in total nitrogen, nitrate and ammonium in the soil. Ammonium concentration in the soil was higher than nitrate. Calcium sulphate application resulted in increases in total sulphur and sulphate-sulphur in the soil. The application of mainly nitrogen, but also of sulphur, affected the nutritional status of Signal grass, and its recovery.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denise_ Palma.pdf: 3977847 bytes, checksum: f1b9e703a33e6b3a240867b86778aaa2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / The wastewater of cassava industry is a resultant effluent from the processing of cassava starch extraction and has a high pollution potential due to its high organic load concentration. Its treatment via anaerobic digestion, in addition to removing organic matter, enables biogas and biofertilizer production. However, the anaerobic system efficiency requires control of alkalinity to keep appropriate levels of pH for methanogenic activity. Alkalinity monitoring is required because its wastewater from starch manufacturer has high potential for acidification, due to the presence of high concentrations of fast fermentation of sugars. This feature can be responsible for increasing acidity levels and can cause problems for methanogenesis. Some chemicals may be applied in digesters in order to provide alkalinity to the anaerobic environment. However, some of them cause problems for digestion or digesters. Thus, in order to avoid these problems, this study tested the effects of different amounts of dolomitic limestone on an anaerobic treatment system of wastewater from cassava industry. Two horizontal-methanogenic reactors with a useful 3.38-liter volume were studied. The relation between mass of dolomitic limestone and working volume was 1:2 in the reactor A and 1:4 in reactor B. The limestone were standardized so that they had diameters varying from 9.5 to 11.2 mm. They were arranged in the initial portion of the reactors, where wastewater came through. After the stabilization period of treatment systems six volumetric organic loads were consecutively applied (2.30; 3.01; 4.31; 5.69; 7.71 and 8.54 gCOD.L-1.d -1), with their respective hydraulic retention times (4.02; 3.07; 2.05; 1.69; 1.69 and 1.13 days). It was observed, for each increase of volumetric organic load that both reactors required the same period for stabilization. The statistical results of the studied parameters (pH, partial alkalinity, intermediate alkalinity, total alkalinity, volatile acidity, ratio VA/TA, ratio IA/PA, calcium, magnesium, volatile organic acids, chemical oxygen demand, number of total solids, biogas and methane, nitrogen, phosphorus, potassium, copper, zinc, nickel, iron and manganese) showed that there were significant differences between the two reactors (based on ratios of the tested limestone) only in relation to Mg2+ and TS. However, there were significant differences between the organic loads applied in each reactor in relation to parameters such as PA, TA, VA, VA/TA, Ca2+, Mg2+, removal of total COD, removal of filtered COD, TS, TFS, TVS, biogas production, methane production, and specific methane production. These differences indicate that the best results regarding the main monitoring parameters of an anaerobic system occurred in treatments 2.30, 3.01 and 4.31 g COD L-1 d-1, with pH values above 8.0; higher concentrations of alkalinity due to bicarbonate and total alkalinity (above 1500 mg CaCO3 L-1). These data closely matched to the highest concentration of magnesium ions in the effluent of reactors (67.28 to 114.90 mg L-1); COD removals were above 90%; methane percentages in biogas varied from 73 to 76%; the highest averages of specific production of biogas were from 0.31 to 0.49 Lbiogas g CODconsumed) and specific methane production (0.22 to 0.29 Lmethane g CODconsumed). Finally, it can be concluded that different amounts of limestone rocks had no influence on the treatment process in the two studied reactors. Thus, we recommend the use of fewer amount of them since there is a greater useful volume in the reactor. However, the release of calcium and magnesium ions in both reactors assured an alkalinity supply / A água residuária de fecularia é o efluente resultante do processamento da mandioca para extração de fécula e possui alto potencial poluidor devido à elevada concentração de matéria orgânica. O tratamento via biodigestão anaeróbia, além de remover matéria orgânica, viabiliza a produção de biogás e de biofertilizante. No entanto, a eficiência do sistema anaeróbio requer controle da alcalinidade a fim de manter o pH em níveis adequados para a atividade metanogênica. O monitoramento da alcalinidade se faz necessário porque a água residuária de fecularia possui elevado potencial de acidificação, em virtude da presença de altas concentrações de açúcares de rápida fermentação. Essa característica pode ser responsável por elevar os níveis de acidez a ponto de causar problemas à metanogênese. Alguns produtos químicos podem ser empregados nos biodigestores a fim de fornecer alcalinidade ao meio anaeróbio. No entanto, alguns deles podem causar problemas à biodigestão ou aos biodigestores. Assim, com o intuito de evitar esses problemas, o objetivo deste trabalho foi testar os efeitos de diferentes quantidades de pedras de calcário dolomítico sobre o sistema de tratamento anaeróbio de água residuária de fecularia. Foram utilizados dois reatores metanogênicos horizontais com volumes úteis de 3,38 L. A relação entre a massa de pedras de calcário e o volume útil de reator foi de 1:2 no reator A e de 1:4 no reator B. As pedras de calcário, padronizadas de modo a terem entre 9,5 e 11,2 mm de diâmetro, foram dispostas na porção inicial dos reatores, por onde ocorria a entrada da água residuária. Após o período de estabilização dos sistemas de tratamento, foram aplicadas, consecutivamente, seis cargas orgânicas volumétricas (2,30; 3,01; 4,31; 5,69; 7,71 e 8,54 g DQO L-1 d-1), com os respectivos tempos de detenção hidráulica (4,02; 3,07; 2,05; 1,69; 1,69 e 1,13 dias). Observou-se, a cada aumento de carga orgânica volumétrica, que ambos os reatores requeriam o mesmo período para estabilização. Os resultados estatísticos dos parâmetros estudados (pH, alcalinidade parcial, alcalinidade intermediária, alcalinidade total, acidez volátil, relação AV/AT, relação AI/AP, cálcio, magnésio, ácidos orgânicos voláteis, demanda química de oxigênio, série de sólidos totais, biogás, metano, nitrogênio, fósforo, potássio, cobre, zinco, níquel, ferro e manganês) apontaram que ocorreram diferenças significativas entre os dois reatores (quanto às proporções de pedras de calcário testadas) somente em relação ao Mg2+ e aos ST. No entanto, ocorreram diferenças significativas entre as cargas orgânicas aplicadas em cada reator em relação aos parâmetros AP, AT, AV, AV/AT, Ca2+, Mg2+, remoção de DQO total, remoção de DQO filtrada, ST, STF, STV, produção de biogás, produção de metano e produção específica de metano. Essas diferenças indicam que os melhores resultados quanto aos principais parâmetros de monitoramento do sistema anaeróbio ocorreram nos tratamentos 2,30, 3,01 e 4,31 g DQO L-1 d-1, com valores de pH acima de 8,0; elevadas concentrações de alcalinidade devida aos bicarbonatos e alcalinidade total (acima de 1500 mg CaCO3 L-1), coincidindo com as maiores concentrações de íons magnésio nos efluentes dos reatores (67,28 a 114,90 mg L-1); remoções de DQO acima de 90%; porcentagens de metano no biogás entre 73 e 76%; maiores médias de produção específica de biogás (0,31 a 0,49 Lbiogás g DQOconsumida) e de produção específica de metano (0,22 a 0,29 Lmetano g DQOconsumida). Conclui-se, portanto, que as diferentes quantidades de pedras de calcário não tiveram influência sobre o processo de tratamento nos dois reatores. Desta forma, recomenda-se o emprego da menor quantidade de pedras de calcário para que haja maior volume útil no reator. Contudo, a liberação de íons cálcio e magnésio em ambos os reatores garantiu o fornecimento de alcalinidade ao sistema anaeróbio para a rápida estabilização a cada aumento de carga orgânica volumétrica. Palavras-chave: alcalinidade, biogás, cálcio, magnésio

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denise_ Palma.pdf: 3977847 bytes, checksum: f1b9e703a33e6b3a240867b86778aaa2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / The wastewater of cassava industry is a resultant effluent from the processing of cassava starch extraction and has a high pollution potential due to its high organic load concentration. Its treatment via anaerobic digestion, in addition to removing organic matter, enables biogas and biofertilizer production. However, the anaerobic system efficiency requires control of alkalinity to keep appropriate levels of pH for methanogenic activity. Alkalinity monitoring is required because its wastewater from starch manufacturer has high potential for acidification, due to the presence of high concentrations of fast fermentation of sugars. This feature can be responsible for increasing acidity levels and can cause problems for methanogenesis. Some chemicals may be applied in digesters in order to provide alkalinity to the anaerobic environment. However, some of them cause problems for digestion or digesters. Thus, in order to avoid these problems, this study tested the effects of different amounts of dolomitic limestone on an anaerobic treatment system of wastewater from cassava industry. Two horizontal-methanogenic reactors with a useful 3.38-liter volume were studied. The relation between mass of dolomitic limestone and working volume was 1:2 in the reactor A and 1:4 in reactor B. The limestone were standardized so that they had diameters varying from 9.5 to 11.2 mm. They were arranged in the initial portion of the reactors, where wastewater came through. After the stabilization period of treatment systems six volumetric organic loads were consecutively applied (2.30; 3.01; 4.31; 5.69; 7.71 and 8.54 gCOD.L-1.d -1), with their respective hydraulic retention times (4.02; 3.07; 2.05; 1.69; 1.69 and 1.13 days). It was observed, for each increase of volumetric organic load that both reactors required the same period for stabilization. The statistical results of the studied parameters (pH, partial alkalinity, intermediate alkalinity, total alkalinity, volatile acidity, ratio VA/TA, ratio IA/PA, calcium, magnesium, volatile organic acids, chemical oxygen demand, number of total solids, biogas and methane, nitrogen, phosphorus, potassium, copper, zinc, nickel, iron and manganese) showed that there were significant differences between the two reactors (based on ratios of the tested limestone) only in relation to Mg2+ and TS. However, there were significant differences between the organic loads applied in each reactor in relation to parameters such as PA, TA, VA, VA/TA, Ca2+, Mg2+, removal of total COD, removal of filtered COD, TS, TFS, TVS, biogas production, methane production, and specific methane production. These differences indicate that the best results regarding the main monitoring parameters of an anaerobic system occurred in treatments 2.30, 3.01 and 4.31 g COD L-1 d-1, with pH values above 8.0; higher concentrations of alkalinity due to bicarbonate and total alkalinity (above 1500 mg CaCO3 L-1). These data closely matched to the highest concentration of magnesium ions in the effluent of reactors (67.28 to 114.90 mg L-1); COD removals were above 90%; methane percentages in biogas varied from 73 to 76%; the highest averages of specific production of biogas were from 0.31 to 0.49 Lbiogas g CODconsumed) and specific methane production (0.22 to 0.29 Lmethane g CODconsumed). Finally, it can be concluded that different amounts of limestone rocks had no influence on the treatment process in the two studied reactors. Thus, we recommend the use of fewer amount of them since there is a greater useful volume in the reactor. However, the release of calcium and magnesium ions in both reactors assured an alkalinity supply / A água residuária de fecularia é o efluente resultante do processamento da mandioca para extração de fécula e possui alto potencial poluidor devido à elevada concentração de matéria orgânica. O tratamento via biodigestão anaeróbia, além de remover matéria orgânica, viabiliza a produção de biogás e de biofertilizante. No entanto, a eficiência do sistema anaeróbio requer controle da alcalinidade a fim de manter o pH em níveis adequados para a atividade metanogênica. O monitoramento da alcalinidade se faz necessário porque a água residuária de fecularia possui elevado potencial de acidificação, em virtude da presença de altas concentrações de açúcares de rápida fermentação. Essa característica pode ser responsável por elevar os níveis de acidez a ponto de causar problemas à metanogênese. Alguns produtos químicos podem ser empregados nos biodigestores a fim de fornecer alcalinidade ao meio anaeróbio. No entanto, alguns deles podem causar problemas à biodigestão ou aos biodigestores. Assim, com o intuito de evitar esses problemas, o objetivo deste trabalho foi testar os efeitos de diferentes quantidades de pedras de calcário dolomítico sobre o sistema de tratamento anaeróbio de água residuária de fecularia. Foram utilizados dois reatores metanogênicos horizontais com volumes úteis de 3,38 L. A relação entre a massa de pedras de calcário e o volume útil de reator foi de 1:2 no reator A e de 1:4 no reator B. As pedras de calcário, padronizadas de modo a terem entre 9,5 e 11,2 mm de diâmetro, foram dispostas na porção inicial dos reatores, por onde ocorria a entrada da água residuária. Após o período de estabilização dos sistemas de tratamento, foram aplicadas, consecutivamente, seis cargas orgânicas volumétricas (2,30; 3,01; 4,31; 5,69; 7,71 e 8,54 g DQO L-1 d-1), com os respectivos tempos de detenção hidráulica (4,02; 3,07; 2,05; 1,69; 1,69 e 1,13 dias). Observou-se, a cada aumento de carga orgânica volumétrica, que ambos os reatores requeriam o mesmo período para estabilização. Os resultados estatísticos dos parâmetros estudados (pH, alcalinidade parcial, alcalinidade intermediária, alcalinidade total, acidez volátil, relação AV/AT, relação AI/AP, cálcio, magnésio, ácidos orgânicos voláteis, demanda química de oxigênio, série de sólidos totais, biogás, metano, nitrogênio, fósforo, potássio, cobre, zinco, níquel, ferro e manganês) apontaram que ocorreram diferenças significativas entre os dois reatores (quanto às proporções de pedras de calcário testadas) somente em relação ao Mg2+ e aos ST. No entanto, ocorreram diferenças significativas entre as cargas orgânicas aplicadas em cada reator em relação aos parâmetros AP, AT, AV, AV/AT, Ca2+, Mg2+, remoção de DQO total, remoção de DQO filtrada, ST, STF, STV, produção de biogás, produção de metano e produção específica de metano. Essas diferenças indicam que os melhores resultados quanto aos principais parâmetros de monitoramento do sistema anaeróbio ocorreram nos tratamentos 2,30, 3,01 e 4,31 g DQO L-1 d-1, com valores de pH acima de 8,0; elevadas concentrações de alcalinidade devida aos bicarbonatos e alcalinidade total (acima de 1500 mg CaCO3 L-1), coincidindo com as maiores concentrações de íons magnésio nos efluentes dos reatores (67,28 a 114,90 mg L-1); remoções de DQO acima de 90%; porcentagens de metano no biogás entre 73 e 76%; maiores médias de produção específica de biogás (0,31 a 0,49 Lbiogás g DQOconsumida) e de produção específica de metano (0,22 a 0,29 Lmetano g DQOconsumida). Conclui-se, portanto, que as diferentes quantidades de pedras de calcário não tiveram influência sobre o processo de tratamento nos dois reatores. Desta forma, recomenda-se o emprego da menor quantidade de pedras de calcário para que haja maior volume útil no reator. Contudo, a liberação de íons cálcio e magnésio em ambos os reatores garantiu o fornecimento de alcalinidade ao sistema anaeróbio para a rápida estabilização a cada aumento de carga orgânica volumétrica. Palavras-chave: alcalinidade, biogás, cálcio, magnésio

O manejo adequado do solo é de suma importância na incorporação da matéria orgânica no mesmo, sequestrando carbono da atmosfera. Neste trabalho avaliaram-se dois manejos do sistema produtivo da pecuária, em pastagens de Brachiaria decumbens: (A3) pastagem em recuperação, onde nitrogênio foi aplicado, e (A4) pastagem degradada, onde nenhum tipo de correção é efetuado. Utilizou-se uma área de Mata Atlântica (MT) próxima ao experimento como referência. O foco principal do trabalho foi o acúmulo de carbono no solo e a emissão de CO2. A partir dos teores de carbono e valores de densidade foram estimados os estoques de carbono (ECs), em superfície (0-30 cm) e em profundidade (0-100 cm), em cada um dos sistemas, aplicando as correções por massa equivalente e por teores de argila. Para a estimativa de emissão de CO2 dos solos utilizou-se um sistema portátil que monitora o fluxo de CO2 no interior da câmara através de espectroscopia de absorção no infravermelho. Os resultados mostraram que o sistema A3 acumulou o maior EC, com 142 Mg ha-1, enquanto aproximadamente 99 Mg ha-1 foi obtido para o sistema A4. Na mata o EC foi de 115 Mg ha-1. Os dados de respiração do solo mostraram situação similar para ambas as áreas de pastagem. Outra proposta desse trabalho foi avaliar a qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) utilizando a espectroscopia de fluorescência induzida por laser (LIFS). Observou-se o aumento do grau de humificação da MOS (HFIL) com o aumento da profundidade. Os menores valores de humificação foram obtidos na área em recuperação, indicando certa fragilidade deste estoque de carbono ser perdido caso a área não seja bem manejada. Avaliou-se também o potencial da espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) para a quantificação de carbono total em solos. Os dados dos teores de carbono obtidos por análise elementar foram utilizados para a calibração do sistema LIBS de acordo com a textura dos solos. O coeficiente de correlação entre os valores de referência (CHNS) e os valores preditos por LIBS na validação foi de 0,87 (erro ~ 25%) para textura arenosa e 0,92 (erro ~ 16%) para textura argilosa. Este trabalho demonstrou a importância do manejo adequado para recuperação de pastagens no Brasil e o risco de se perder esse carbono para atmosfera devido à alta labilidade do carbono armazenado. As pastagens bem manejadas podem levar este sistema produtivo a patamares ambientalmente sustentáveis e contribuir para mitigação do efeito estufa. As técnicas fotônicas apresentaram potencial para determinação de carbono no solo e avaliação de sua estrutura química. Desta forma, espera-se que futuramente este tipo de instrumentação possa ser aplicada ao campo, fornecendo parâmetros que ajudem na tomada de decisões para um desenvolvimento agrícola sustentável. / Proper soil management is important to organic matter incorporation, sequestering carbon from atmosphere. This study was developed for two livestock managements: (A3) pasture recovering of Brachiaria decumbens, where nitrogen is applied, and (A4) degraded pasture of Brachiaria decumbens, with no correction. The reference system was a native forest area (Brazilian Atlantic Forest) next to the experiment. This study aims to compare the soil carbon accumulations and CO2 emissions for both productive systems. Soil carbon content and soil bulk density values were measured to calculate carbon stocks (CSs) in surface (0-30 cm) and at depth (0-100 cm) in each system, applying equivalent mass and clay content corrections. CO2 emissions were estimated using a portable system, which monitors the CO2 flux within a chamber through infrared absorption spectroscopy. The soil carbon stocks were estimated around 142 Mg ha-1 for A3 and 99 Mg ha-1 for A4, while around 115 Mg ha-1 was found in the forest. The results for CO2 emission showed a similar situation for both pasture areas. Another purpose of this study was to evaluate the soil organic matter (SOM) quality using laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS). An increasing of humification degree of SOM (HLIF) was observed with increasing of depth. The lowest HLIFS values were obtained for the recovering area, indicating a certain fragility of carbon stocks, which can be lost if the area is not well managed. In addition, Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used for total soil carbon quantification. Using the data from elemental analysis, mathematical models were developed to calibrate the LIBS system for each class of soil texture. For carbon quantification, the correlation between reference technique (CHN) and LIBS prediction was 0.87 for sandy soils (error around 21%) and 0.92 for clayed soils (error around 16%). This study demonstrated the importance of pasture recovering in Brazil from the point of view of soil carbon sequestration, and the risk of this stock to be lost due to high lability of stored carbon. Well-managed pastures can lead this production system to environmentally sustainable levels and contribute to mitigate the greenhouse effect. Systems with high potential for portability to determine soil carbon and evaluation of its chemical structure have been successfully tested. Thus, it is expected that in a near future, this kind of instrumentation can be effectively applied in the field and provide parameters that help in the decision making for a sustainable agricultural development.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Low-order forested streams are dependent on allochthonous material input and the main energy source is obtained from leaf litter provided by the surrounding vegetation. Several gaps need to be filled to the knowledge of this process in subtropical environments and, accordingly, the thesis aimed to conduct some investigations considering the decomposition of leaf litter in streams. Four studies were conducted in subtropical streams with the following objectives: a) to verify the quantitative importance of the leaf input into streams, the main sources of input and its variation over the year; b) to analyze the influence of the leaf litter quality on decomposition and macroinvertebrate colonization; c) to evaluate the influence of the land use on the decomposition process, including the macroinvertebrate community and fungi; d) to conduct an initial investigation about the influence of insecticide application on the macroinvertebrate community that colonizes leaves in streams. Leaf litter was the main plant component to come in stream and the main route of entry allochthonous material was vertical. We observed the influence of season on this entry, with an increase mainly in the autumn and in the months with high rainfall. The chemical characteristic of leaves influenced the decomposition of leaf litter and its colonization by the macroinvertebrate community. Leaves with higher nitrogen content and lower amount of components that hinder decomposition were processed more quickly and, for these reasons, showed a higher amount of shredders. Moreover, different land uses did not significantly influence the decomposition process, just modifying some aspects of the macroinvertebrate community, especially in streams with urban influence. The results may be due to high currents found in local streams that make homogeneous its consequences for water quality, for the biological component and hence for ecological processes such as decomposition. We observed an influence of insecticide application on the macroinvertebrate community, decreasing the abundance of the target groups of the product, but generating an increase in the richness and abundance of other groups after an initial period of colonization. / Os riachos florestados de baixa ordem são dependentes da entrada de material alóctone e a principal fonte de energia é obtida de detritos foliares provenientes da vegetação de entorno. Várias lacunas precisam ser preenchidas para o conhecimento desse processo em ambientes subtropicais e, nesse sentido, esta tese teve como objetivo realizar algumas investigações considerando o processamento de detritos foliares em riachos. Foram conduzidos quatro estudos em riachos subtropicais com os seguintes objetivos: a) verificar a importância quantitativa da entrada foliar em riachos, as principais vias de entrada e sua variação ao longo do ano; b) analisar a influência da qualidade do detrito foliar sobre a decomposição e colonização por macroinvertebrados; c) avaliar a influência do uso e ocupação da terra sobre o processo de decomposição, incluindo a comunidade de macroinvertebrados e fungos; d) realizar uma investigação inicial acerca da influência da aplicação de inseticida sobre a comunidade de macroinvertebrados que coloniza folhas em riachos. Detritos foliares foram o principal componente vegetal a entrar no riacho e a principal via de entrada do material alóctone foi a lateral. Foi observada influência da época do ano sobre esta entrada, com aumento principalmente nos meses do outono e com alta pluviosidade. A característica química das folhas influenciou a decomposição de detritos foliares e sua colonização pela comunidade de macroinvertebrados. Folhas com maior teor de nitrogênio e menor quantidade de componentes que dificultam a decomposição foram processadas mais rapidamente e apresentaram maior quantidade de fragmentadores. Por outro lado, diferentes usos da terra não influenciaram significativamente o processo de decomposição, apenas modificando alguns aspectos da comunidade de macroinvertebrados, principalmente em riachos com influência urbana. Os resultados podem ter ocorrido devido às altas correntezas encontradas nos riachos da região, que tornam homogêneas suas consequências para a qualidade da água, para o componente biológico e, consequentemente, para os processos ecológicos como a decomposição. Foi observada uma influência da aplicação de inseticida sobre a comunidade de macroinvertebrados, diminuindo a abundância dos grupos-alvo do produto, mas gerando um aumento na riqueza e abundância dos demais grupos após um período inicial de colonização.