Orientador: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Resumo: A agricultura de precisão dispõe de tecnologias que auxiliam a produção agrícola, permitindo o monitoramento do desenvolvimento das culturas. Assim, os objetivos deste trabalho foram: (i) avaliar o efeito de dois preparos de solo sobre características agronômicas da cultura do amendoim; (ii) comparar os índices de vegetação (NDVI e IRVI) por meio de monitoramento temporal, e sua correlação com variáveis agronômicas em dois preparos de solo; (iii) avaliar o comportamento da variabilidade espacial dos atributos do solo e de parâmetros de colheita e correlaciona-los com o índice de vegetação NDVI. O experimento foi realizado na safra 2017/2018 em área agrícola do município de Jaboticabal, estado de São Paulo, Brasil, localizada próximo as coordenadas geográficas 21°14’S e 48°16’O, com altitude média de 615 m. Foram realizados dois preparos de solo, o conservacionista e o convencional. O delineamento experimental foi baseado nas premissas básicas do Controle Estatístico de Qualidade – CEQ, contendo 60 pontos amostrais com GRID de 15 x 15 m. As avaliações ocorreram aos 30, 45, 80, 90 e 110 dias após a semeadura (DAS) por meio de coletas a campo e sensoriamento proximal utilizando sensor GreenSeeker. A partir da malha georreferenciada, foram estudados os atributos do solo (areia, argila, resistência mecânica do solo a penetração na linha e entrelinha de semeadura) e parâmetros relacionados com a colheita do amendoim como perdas totais e produtividade. As análises estatísticas utili... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Precision agriculture has technologies that help agricultural production, allowing the monitoring of crop development. Thus, the objectives of this work were: (i) to evaluate the effect of two soil tillage on peanut crop agronomic characteristics; (ii) compare vegetation indices (NDVI and IRVI) by temporal monitoring and their correlation with agronomic variables in two soil tillage; (iii) evaluate the behavior of spatial variability of soil attributes and harvesting parameters and correlate them with the NDVI vegetation index. The experiment was carried out in the 2017/2018 crop in an agricultural area of Jaboticabal, São Paulo State, Brazil, located near the geographic coordinates 21°14'S and 48° 6'O, with an average altitude of 615 m. Two soil tillage were done, the conservationist and the conventional one. The experimental design was based on the basic assumptions of the Statistical Quality Control - CEQ, containing 60 sampling points with 15 x 15 m GRID. Evaluations took place at 30, 45, 80, 90 and 110 days after sowing (DAS) by field collections and proximal sensing using GreenSeeker sensor. From the georeferenced mesh, the soil attributes (sand, clay, soil mechanical resistance to penetration in the row and sowing row) and parameters related to peanut harvest as total losses and yield were studied. The statistical analyzes used were descriptive statistics, Pearson correlation, individual control charts for process monitoring and geostatistics in the generation of spati... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Na Amazônia, o sistema de cultivo predominante é o da agricultura de corte-queima, desenvolvido pelos pequenos agricultores que trabalham exclusivamente com mão-de-obra familiar e que são responsáveis pela maior parte da produção agrícola regional. Esse sistema, no entanto, deixa de ser sustentável quando desenvolvido em áreas como a do nordeste paraense, onde a densidade populacional é crescente e a dispo-nibilidade de terra aos agricultores é pequena, sendo por isso, considerado como uma das causas do crescente desmatamento florestal e degradação dos solos. Além disso, outros fatores contribuem para o insucesso da agricultura de corte-queima, como por exemplo, a generalizada deficiência de fósforo (P), comum nos solos da região tropical e que possuem alta capacidade de retenção desse elemento. Esta pesquisa foi realizada na região nordeste paraense com o objetivo de avaliar as alterações na fertilidade do solo, no teor de P orgânico (Po) e na adsorção de fósforo em duas áreas submetidas a diferentes tempos de pousio (quatro anos–VS4a; e dez anos–VS10a) e a diferentes métodos de preparo do solo. Os tratamentos, em número de cinco, consistiram de duas formas de preparo da terra (1- corte e queima da vegetação; e 2- Corte, trituração e deposição da vegetação de pousio sobre o solo, como cobertura morta ou "mulching") combinadas com aplicação ou não de fertilizante NPK. O quinto tratamento (testemunha) consistiu de uma área na qual se manteve a vegetação de pousio. Amostras de solo foram coleta-das em quatro períodos: antes do preparo inicial da área (outubro de 1994); no início (janeiro de 1997) e no final do segundo ciclo de cultivo (julho de 1998); e próximo ao final do segundo período de pousio (julho de 2000). Para todos os métodos de preparo do solo houve manutenção ou aumentos no nível de fertilidade do solo, avaliada pela matéria orgânica, P-resina, pH em CaCl2, saturação por bases e por alumínio trocável, bem como redução da capacidade de adsorção de P. O método de preparo do solo que não utiliza a queima da vegetação (mulching) mostrou-se superior ao método tradicional de corte-queima, uma vez que não degradou a fertilidade do solo, reduziu a capacidade de adsorção de P e aumentou a quantidade de P orgânico total. A utilização do fertilizante NPK contribuiu para manter o teor de P-resina e de P orgânico total do solo ao longo dos seis anos de estudo, independentemente da utilização ou não do fogo no preparo do solo. A sustentabilidade do sistema foi maior na área com tempo de pousio de 10 anos e com maior quantidade de biomassa vegetal do que na área com 4 anos de pousio. / In Amazonia, Brazil, the most important cultivation system is the slash and burn agriculture or shifting agriculture. This system was developed by small farmers that use exclusively family labor and are responsible for most of the agricultural production in the region. However, this system is unsustainable when developed in areas such as the northeast of the State of Pará, where population is growing and land availability to farmers is small; such facts have been considered to be among the causes of the increasing deforested areas and degraded soils. In addition, other factors contribute to the failure of the shifting agriculture, as the widespread phosphorus deficiency (P), common in the tropical soils with high capacity of phosphorus retention. This research was carried out in the northeast of the State of Pará, Brazil, to study alterations in the soil fertility, in the organic P (Po) content and in the phosphorus adsorption in two areas submitted to different fallow periods (four years - VS4a; ten years - VS10a) and different methods of soil preparation. Treatments, in a number of five, consisted of two methods of soil preparation (1- slash and burn of the vegetation; and 2- slash, chop and deposition of the fallow vegetation on the ground to act as a mulch), combined with application or not of NPK fertilizer. The fifth treatment (control) consisted of an area in which the fallow vegetation was maintained. Soil samples were collected in four periods: before the preparation of the area (October of 1994); at the beginning (January of 1997) and end of the second cultivation cycle (July of 1998); and almost at the end of the second fallow period (July of 2000). All soil preparation methods maintained or increased the soil fertility, evaluated by the content of organic matter and resin-P, pH in CaCl2, soil base saturation and exchangeable Al content, as well as decreased phosphorus adsorption in the soil. Clearing the soil without burning was superior to the traditional slash and burn method, since soil fertility was not affected, phosphorous adsorption decreased and the amount of organic P increased. The application of NPK fertilizer helped in maintaining the content of resin-P and total organic P in the soil during the study period of six years, whether or not fire was used in the soil clearing process. System sustainability was higher in the area submitted to a fallow period of 10 years and containing a larger amount of plant biomass than in the area where the fallow period was only 4 years.

Submitted by ELIENAI FERREIRA DA SILVA null (elienay_ufal@yahoo.com.br) on 2016-04-20T13:13:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Elienai_Ferreira_da_Silva_2016.pdf: 3253667 bytes, checksum: e870c1f05f0e42c11842daaae32d27f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-26T14:57:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ef_me_jabo.pdf: 3253667 bytes, checksum: e870c1f05f0e42c11842daaae32d27f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T14:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ef_me_jabo.pdf: 3253667 bytes, checksum: e870c1f05f0e42c11842daaae32d27f1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A emissão de CO2 do solo (FCO2) em áreas agrícolas é um processo resultante da interação de diferentes fatores, tais como as condições de clima e solo. Nesse sentido, objetivou-se, com este estudo, investigar a variabilidade espaço-temporal da FCO2, temperatura (Tsolo), umidade (Usolo) e porosidade livre de água (PLA) do solo e suas interações, em área de reforma do canavial. O estudo foi conduzido em área de cana-de-açúcar sob reforma, na qual foi instalada malha amostral de 90 × 90 m2 contendo 100 pontos espaçados entre si em 10 m. Nestes pontos foram avaliadas a FCO2, Tsolo e Usolo em 10 avaliações ao longo de um período de 28 dias. Para as avaliações da FCO2, foi utilizado o sistema portátil LI-8100A. Concomitantemente à avaliação de FCO2, foram determinadas a Tsolo (termômetro integrante do sistema LI-8100A) e a Usolo (aparelho TDR). A emissão de CO2 e a Usolo foi maior no dia 276, com maior valor médio de 4,67 µmol m-2 s-1 e 31,75% em função das precipitações na área de estudo. Contrariamente os menores valor médios foram observados para PLA 19,17% e para a Tsolo 20,90 ºC. Os modelos de regressão linear utilizando somente a Usolo e a PLA explicaram 85% e 80%, respectivamente, da variabilidade temporal da FCO2, indicando que ao longo do tempo, a emissão de CO2 foi controlada pela variação do conteúdo de água e aeração do solo. Por outro lado, não foram encontrados modelos lineares ou quadráticos significativos (p>0,05) entre a FCO2 e a Tsolo. Os modelos ajustados para descrever a variabilidade espacial da FCO2, Tsolo, Usolo e PLA foram esféricos e exponenciais, sendo o modelo esférico predominante. Com exceção de alguns dias específicos, a partir dos mapas não foi possível a visualização de regiões características da área que indicassem um padrão de variabilidade espacial. Possivelmente o fato da amostragem ter sido conduzida em uma escala reduzida pode ter colaborado para um comportamento aleatório das variáveis no tempo. A variabilidade espaço-temporal da emissão de CO2, temperatura, umidade e a aeração do solo é afetada pelas precipitações na área de estudo, e pode ser dividida em três períodos: antes, durante e após as precipitações. Valores mais elevados da emissão de CO2 do solo são observados durante as precipitações e menores valores antes e pós-precipitações. / Soil CO2 emission (FCO2) in agricultural areas is a process that results of the interaction of different factors such as climate and soil conditions. In this sense, the aim of this study was to investigate the spatial and temporal variability of FCO2, soil temperature (Tsoil), soil moisture (Msoil) and air-filled pore space (AFPS) and their interactions in a sugarcane field reform. This study was conducted in a 90 × 90- m sampling grid with 100 points spaced at distances of 10 m; at these points, 10 measurements were performed over a period of 28 days. In order to measure the FCO2, it was used a LI-8100A. Along with the measurements of FCO2, Tsoil and Msoil were also measured. It was observed an increase of 78% in FCO2 due to the rainfall in the study area. The linear regression models using only Msoil and AFPS explained 85% and 80%, respectively, of the variability of FCO2, indicating that over the time, the emission of CO2 was controlled by varying the content of water and soil aeration. The adjusted models to describe the spatial variability of FCO2, Tsoil, Msoil and AFPS were spherical and exponential. However, the spherical model was more predominant. We did not identify spatial variability using the maps for some days. Probably this happened because we used the small scale. It can have collaborated for random behavior. The spatiotemporal variability of CO2 emission, temperature, moisture and air-filled pore space was affected by rainfall in the study area. We can divide this variability in three periods: before, during and after rainfall. The higher values of CO2 emissions was observed during rainfall and lower values before and after rainfall.

Submitted by MARA REGINA MOITINHO null (maramoitinho@gmail.com) on 2017-04-03T04:30:19Z No. of bitstreams: 1 Tese_Mara_Regina_Moitinho.pdf: 2751972 bytes, checksum: 5bdd069c3c0ef070c2adc12badeea314 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-11T19:26:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moitinho_mr_dr_jabo.pdf: 2751972 bytes, checksum: 5bdd069c3c0ef070c2adc12badeea314 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-11T19:26:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moitinho_mr_dr_jabo.pdf: 2751972 bytes, checksum: 5bdd069c3c0ef070c2adc12badeea314 (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Embora a agricultura seja uma importante fonte emissora de CO2 para a atmosfera, o tipo de uso e manejo do solo que vai coordenar o potencial de emissão em áreas agrícolas. Neste contexto, o presente estudo foi realizado em áreas destinadas à produção de cana-de-açúcar e conduzido sob duas condições experimentais de campo. Na primeira condição, o objetivo foi caracterizar o processo de emissão de CO2 do solo (FCO2) em áreas de cana-de-açúcar, nos sistemas de colheita mecanizada crua e manual com queima, bem como investigar a relação entre a emissão de CO2 e os atributos do solo em ambos os sistemas. Foram utilizadas duas áreas adjacentes, apresentando diferentes sistemas de manejo de colheita da cana-de-açúcar: cana crua (CC) com grande quantidade de resíduos da cultura deixados sobre a superfície do solo após a colheita mecanizada, e cana queimada (CQ) com queima do canavial e colheita manual sem resíduo sob a superfície do solo. A FCO2, a temperatura e a umidade do solo foram avaliadas em 20 pontos amostrais em cada área, sendo determinadas em 9 dias de avaliações, compreendidos em um período total de 28 dias. Posteriormente, foram coletadas amostras de solo, na profundidade de 0-0,20 m para a determinação dos atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo. A FCO2 na área de cana queimada (2,63 µmol m-2 s-1) foi, em média, 37% superior à emissão na área de cana crua (1,92 µmol m-2 s-1). As variações temporais da FCO2 e da umidade do solo foram correlacionadas nos manejos de cana crua (R2adj=0,64; p<0,05) e cana queimada (R2adj=0,66; p<0,05). O estoque de carbono, a temperatura, a umidade, a porosidade livre de água, a soma de bases e a abundância dos genes funcionais relacionados ao ciclo do carbono (pmoA) e nitrogênio (nifH) foram os atributos do solo mais representativos que ajudaram a caracterizar o processo de emissão de CO2 em solos manejados com cana-de-açúcar sob sistema de colheita da cana crua e queimada. Na segunda condição experimental, o objetivo foi caracterizar os padrões da variabilidade espacial da FCO2 e dos atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo em área de cana-de-açúcar após as atividades de reforma. Foram conduzidas 10 avaliações da FCO2, temperatura e umidade do solo, em um gradeado regular de 90 × 90 m contendo 100 pontos amostrais inseridos na área após a reforma do canavial. Foram realizadas análises geoestatísticas para a avaliação da variação espacial e mapeamento dos atributos avaliados. Após o mapeamento da FCO2, foram identificadas duas regiões (R1 e R2) na área em estudo com diferentes valores de emissão, nas quais foram determinadas a abundância dos genes 16S rRNA de Bacteria, pmoA e nifH por PCR quantitativo em tempo real (qPCR), e demais análises da atividade enzimática do solo. Os padrões espaciais da FCO2 foram similares aos dos atributos: macroporos, porosidade livre de água, teor de silte, matéria orgânica e constante de decaimento do carbono do solo. Os resultados também indicaram que o padrão espacial da FCO2 nas regiões R1 e R2 pode não estar relacionado diretamente com a quantidade total da comunidade microbiana (16S rRNA) presente no solo, mas sim, com a função específica que esses microrganismos desempenham em relação a degradação do carbono no solo (pmoA). / Although agriculture is an important emission source of CO2 to the atmosphere, soil use and management will coordinate the emission potential in agricultural areas. In this context, this study was carried out in sugarcane production areas and under two experimental field conditions. In the first condition, the aim was to characterize soil CO2 emission (FCO2) process in areas under mechanized unburned and manual burned sugarcane harvesting systems, as well as investigate the relationship between emission and soil attributes in both systems. Two neighboring areas with different harvest management systems were used: an unburned sugarcane (US) area, with large amounts of crop residues left on the soil surface after mechanical harvest, and a burned sugarcane (BS) area, with manual harvest after burning the sugarcane field and without crop residue on the soil surface. FCO2, soil temperature (Ts), and soil moisture (Ms) were assessed at 20 sampling points in each area with nine assessments over a period of 28 days. Subsequently, soil samples were collected at each point at a depth of 0–0.20 m to determine soil physical, chemical, and microbiological attributes. FCO2 in BS area (2.63 µmol m−2 s −1) was, on average, 37% higher than the emission measured in US area (1.92 µmol m−2 s −1). Temporal variations of FCO2 and Ms was correlated in US (R2 adj = 0.64; p<0.05) and BS (R2 adj = 0.66; p<0.05). Carbon stock, temperature, moisture, air-filled pore space, sum of bases, and abundance of functional genes related to carbon (pmoA) and nitrogen (nifH) cycles are the most representative soil attributes that helped to characterize CO2 emission process in soils under US and BS systems. In the second experimental condition, the aim was to characterize the spatial variability patterns of FCO2 and soil physical, chemical, and microbiological attributes in a sugarcane area after field reform activities. In this area, 10 measurements of FCO2, Ts, and Ms were performed in a regular 90 × 90-m grid containing 100 sampling points inserted in the area after field reform. Geostatistical analyses were performed for assessing the spatial variation and mapping soil attributes. After FCO2 mapping, two regions (R1 and R2) with different emission values were identified in the study area, in which was determined the abundance of 16S rRNA genes of Bacteria, pmoA, and nifH by quantitative real-time PCR (qPCR), in addition to other soil enzymatic activity analyses. The spatial patterns of FCO2 were similar to those of macropores, air-filled pore space, silt content, organic matter, and soil carbon decay constant. The results also indicated that the spatial pattern of FCO2 in the regions R1 and R2 may not be directly related to the total amount of microbial community (16S rRNA) in the soil, but to the specific function that these microorganisms play in relation to soil carbon degradation (pmoA). / FAPESP: 2014/03634-3

No Brasil, e especialmente no estado de São Paulo na região do Vale do Paraíba, a silvicultura com o cultivo do eucalipto está se expandindo para as áreas declivosas, ocupadas com pastagens degradadas, devido ao limitado valor agropecuário destas topografias e sua maior aptidão florestal. Tais áreas estão naturalmente mais sujeitas à erosão hídrica, a qual reduz a produtividade florestal e impacta os cursos da água. Desta forma, os métodos de preparo de solo devem ser criteriosamente definidos para possibilitar o adequado crescimento inicial das florestas concomitantemente à conservação do solo. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes métodos de preparo de solo sobre as perdas de solo e água, por erosão, e sobre o desenvolvimento inicial de plantio clonal, de E. grandis, em áreas declivosas. O ensaio foi instalado num delineamento fatorial 3x2, com três intensidades de preparo (coveamento manual, coveamento mecânico e subsolagem a favor do declive) e dois sistemas de manejo de resíduos de colheita (com e sem resíduos), com 4 repetições, num Argissolo Vermelho - Amarelo Distrófico (textura média/argilosa), com declividade média de 21%, no município de Igaratá-SP. A perda de solo e o crescimento da floresta foram avaliados durante 1 ano, entre março de 2004 e fevereiro de 2005. Em dois tratamentos, o com coveamento manual e manutenção dos resíduos (MAC) e na subsolagem sem resíduos (SUS), a erosão foi medida diretamente através do método da parcela padrão, instaladas em todas as repetições, e com dimensões de 14x24 metros. Uma parcela padrão adicional, sem preparo e sem resíduos, foi também instalada. As erosões mensuradas foram agrupadas e analisadas em três períodos (0 a 2, 3 a 7, e 8 a 12 meses). Para os demais tratamentos, a erosão foi estimada por modelos (chamados de por período e global) gerados por regressões lineares múltiplas entre a erosão observada nas parcelas padrão dos tratamentos MAC e SUS, e variáveis independentes oriundas dos atributos locais de cada parcela e das medições de 15 pinos nelas instalados. O solo e a água erodidos e coletados nas parcelas padrão foram analisados quimicamente para quantificar os macronutrientes perdidos. O crescimento inicial do eucalipto foi determinado estimando-se a cobertura do solo e a biomassa da parte aérea aos 3, 6, 9 e 12 meses. Para as parcelas padrão, houve maior erosão no tratamento SUS do que no MAC (P=0.07), com valores médios de 12,9 e 2,4 Mg ha-1 ano-1, respectivamente, e para ambos houve significativa redução da erosão com o desenvolvimento da floresta, o que não ocorreu na parcela testemunha. Os modelos preditivos de erosão só retiveram a variável dos pinos para os 2 primeiros períodos, quando as erosões foram maiores. Para o terceiro período e para o modelo global, apenas variáveis locais foram retidas: volume de solo mobilizado, cobertura do solo e teor de argila. Ambos modelos apresentaram a mesma tendência de estimar maior erosão no tratamento com subsolagem, o qual também obteve, um pequeno ganho de crescimento ao final do primeiro ano (9%). Em termos de resíduos, sua presença reduziu levemente o crescimento (9%). A maior parte da perda de nutrientes, 60%, ocorreu no solo erodido, e suplantam a entrada de nutrientes via chuva, porém são muito inferiores à exportação pela remoção dos resíduos florestais. Assim, ponderando-se os ganhos de crescimento inicial e as perdas erosivas esperadas, identifica-se para o sítio como melhor opção a manutenção dos resíduos com o uso de coveamento mecânico. / In Brazil, and especially in the state of São Paulo in the “Vale do Paraíba” region, eucalypt plantation is expanding to high declivity areas occupied with degraded pastures due to the limited agricultural value of these topographies and its greatest forest aptitude. Such areas are naturally more susceptible to the hydric erosion, which reduces the forest productivity and causes impacts in creeks and lakes. Therefore, the methods of soil preparation should be carefully defined to improve the initial growth of the forests together with soil conservation. Thus, this study had the objective to evaluate the effect of different methods of soil preparation on the soil and water losses by erosion, and on the initial development of E.grandis, clone, in steep areas. The experiment was installed in a 3 x 2 factorial design, with three intensities of soil preparation (manual pitting, mechanical pitting and downhill subsoiling) and two systems of residues management (with and without harvesting residues), with 4 blocks, in a Red-Yellow Argisol dystrophic (medium/clayey texture), with an average declivity of 20,3%, in Igaratá-SP. The soil loss and the growth of the forest were followed during 1 year, between March of 2004 and February of 2005. In two treatments, manual pit and maintenance of the residues (MAC) and in the subsoiling without residues (SUS), the erosion was measured directly through the method of the standart plots, installed in all the repetitions, and with 14 x 24 meters dimensions. An additional standard plot without soil preparation and residues was also installed. The erosion data was grouped and analyzed in three periods (0 to 2, 3 to 7, and 8 to 12 months). For the other treatments, the erosion was estimated using models (named per period and global) from multiple linear regressions between the erosion observed in the treatments MAC and SUS, and independent variables originated from local attributes of each plot and from the measurement of 15 pins installed inside the plots. The soil and the water eroded, collected in the standard plots were chemically analyzed to quantify the lost of macronutrients. The initial growth of the eucalypt was determined estimating soil coverage and aboveground biomass at the 3, 6, 9 and 12 months. For the standard-plots, there was larger erosion in the treatment SUS than in MAC (P=0.07), with average values of 12.9 and 2.4 Mg ha-1 year-1, respectively. For both treatments, the erosion was reduced with the growth of the forest. The erosion models only retained the variable of the pins for the first 2 periods, when erosions were larger. For the third period and for the global model, just local variables were retained: volume of prepared soil, soil coverage and clay content. Both models presented the same trend of predicting larger erosion in the treatment with subsoiling, which also obtained a small growth gain at the end of the first year (9%). For the residues, its maintenance in the area reduced the growth slightly (9%), similar to the mechanical pitty. Most of the loss of nutrients, 60%, were in the eroded soil, and this amount was larger than the rainfall inputs, but much smaller than the exportation by removing the forest residues. Thus, pondering the gains of initial growth and the expected erosion losses, the maintenance of the residues in the site together with the use of mechanical pitting can be identified as the best soil preparation option for these areas.

Orientadores: Zigomar Menezes de Souza, João Luís Nunes Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-28T23:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_LeandroCarneiro_M.pdf: 2000639 bytes, checksum: 0eb5805e7b0c6a1993fa2a420d39c9e5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O manejo de solo é essencial para promover condições ideais para o desenvolvimento radicular da cultura de cana-de-açúcar visando o aumento de produtividade de biomassa. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos sistemas de preparo do solo convencional e plantio direto sobre o desenvolvimento radicular da cana planta para cultivar RB96-6928, em áreas com e sem rotação de cultura, relacionando-a com os atributos físicos do solo. Os manejos aplicados foram: a) rotação de cultura: i) área sem rotação (pousio); ii) com rotação de cultura utilizando Crotalária sp. b) sistema de preparo: i) preparo convencional (PC) ¿ subsolagem, aração, gradagem e sulcação da área para o plantio; ii) plantio direto (PD) ¿ sulcação e plantio. As amostras para a avaliação da densidade do solo (DS), macroporosidade, microporosidade e porosidade total foram coletadas em anéis volumétricos. A resistência do solo à penetração (RP) foi obtida em laboratório com o medidor automatizado de bancada. A avaliação do sistema radicular foi feita utilizando-se duas metodologias: monólito e sonda. Foram coletados 25 monólitos no espaçamento de 1,5 m linear até 1,0 m de profundidade. Os monólitos tinham as seguintes dimensões 0,3 x 0,1x 0,1 m coletados nas seguintes camadas de 0,00-0,10 e 0,10-0,20 m; 0,3 x 0,2 x 0,1m coletadas nas camadas 0,20-0,40 e 0,40-0,60 e 0,4 x 0,3 x 0,1 na camada 0,60-1,00 m. A sondagem foi feita com uma sonda de aço inox de 1,2 m de comprimento e 0,055 m de diâmetro interno. As raízes mais solo foram lavadas em água corrente e passadas em peneiras de 1 mm, e depois secas em estufas a 65°C por 72h. Os sistemas de preparo assim como o uso ou não de rotação de culturas antes do plantio da cana-de-açúcar não proporcionaram diferenças na produtividade tanto da parte aérea de colmos como do sistema radicular da cana planta. Por outro lado, houveram diferenças na produtividade da biomassa aérea e subterrânea da cultura entre os locais estudados, verificando as menores produtividades em solo arenoso com elevado déficit hídrico. Os atributos físicos do solo RP e DS apresentaram correlação com o desenvolvimento radicular, sendo que em solo arenoso a restrição ao crescimento das raízes ocorreu quando a RP foi maior que 1,5 MPa e DS de 1,7 kg m-3, enquanto que nos solos de textura argilosa esses valores foram de 2,5 MPa e 1,25 kg m-3 respectivamente. Em geral, o sistema radicular da planta se concentrou nos primeiros 0,40 m (70%) e ao redor da touceira (região do sulco de plantio) / Abstract: The soil management practice is fundamental to promote optimal conditions for root development of sugarcane culture aiming the increase of biomass productivity. This study aims the evaluation of soil physical properties and the root development of sugarcane plant in different management systems. The soil managements applied were: a) crop rotation: i) surface area without rotation (fallow); ii) with crop rotation using Crotalaria sp. b) conventional tillage (CT) - subsoiling, plowing, harrowing and the plough of the area for planting; ii) tillage (NT) ¿ plough and planting. Samples for bulk density (BD), macro, micro and total porosity were collected from soil core in volumetrical rings. The penetration soil resistance (RP) was obtained in laboratory. For the evaluation of root system two methodologies were applied: monolith and probe. 25 monoliths spaced 1.5 m to 1 m deep were collected. The monoliths presented the following dimensions: 0.3 x 0.1 x 0.1 m for the layers 0-0.10 and 0.10-0.20 m, 0.3 x 0.2 x 0.1 m for the layers 0.20-0.40 and 0.40-0.60 m, and 0.4 x 0.3 x 0.1 m for the layer 0.60-1.00 m. The drilling was performed using a stainless steel tube with 1.2 m of length and 0.055 m of internal diameter. The roots and the soil samples were washed in flowing water with a 1 mm sieve and then dried in oven at 65°C for 72h. The tillage systems as well the use or not of the crop rotation, before the planting of sugarcane, didn¿t affect the productivity of aerial part of stems as the root systems of the sugarcane. On the other hand, some differences were showed in productivity of both aboveground and underground biomass between the sites culture studied, finding the lowest yield in sandy soil with a high water deficit. The soil physical attributes RP and BD showed a correlation with the root development, once in the sandy soil the restriction on roots growth occurred when the RP was higher than 1,5 MPa and 1,7 kg m-3, whereas for clay soils the obtained values were 2,5 MPa and 1,25 kg m-3, respectively. It was find for both studied cases that the plant root system concenters in the first 0,40 m (70%) and around the clump (planting region) / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

A permeabilidade ao ar (Ka) pode ser utilizada para avaliar alterações que ocorrem na estrutura do solo em virtude de diferentes sistemas de manejo. Este estudo testou a hipótese de que o menor revolvimento do solo sob sistema plantio direto resulta na formação de poros contínuos e melhor condição de aeração no solo. O objetivo do estudo foi avaliar, por meio da Ka, porosidade de aeração (a) e índices de continuidade de poros (K1 e N), a aeração em um Latossolo Vermelho submetido ao preparo do solo convencional (PC) e plantio direto (PD). Amostras de solo indeformadas foram coletadas em cada sistema nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m em área experimental do Instituto Agronômico do Paraná IAPAR, no município de Ponta Grossa, Paraná. A Ka foi medida pelo método da carga decrescente em seis potenciais mátricos, -2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa. A macroporosidade e a Ka foi maior no PC nas duas camadas avaliadas. A continuidade de poros avaliada pela razão entre Ka e a (K1) foi similar entre os sistemas na camada superficial e foi maior para o PC em subsuperfície. O índice de continuidade N, referente ao coeficiente angular da relação log-log entre Ka e a foi diferente quando determinado para cada amostra individualmente (n=6) e quando obtido com todas as observações (n=120). Os dois métodos revelaram poros mais contínuos no PC em superfície. Na camada de 0,10-0,20 m o primeiro (n=6) não indicou diferença de continuidade de poros entre os sistemas, enquanto o segundo (n=120) resultou em uma maior continuidade de poros nesta profundidade no PD. / Air permeability (Ka) can be used for assessing soil structure changes due tillage systems. This study tested the hypothesis that the less soil disturbance under no-tillage result in continuous pores and better soil aeration conditions. The objective of this study was to evaluate a Rhodic Hapludox aeration dynamics, by measuring Ka, air-filled porosity (ea) and pore continuity indices (K1 and N), under conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). Undisturbed soil cores were collected in each systems at depths of 0-0,10 and 0,10-0,20 m in Parana Agronomic Institute research farm - IAPAR, in Ponta Grossa, Paraná. Ka was determined using falling pressure method in six soil water potentials, -2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa. The soil macroporosity and Ka was higher in CT in both depths. The pore continuity assessment by ratio between Ka and ea (K1) was similar between the systems in the top layer and was higher at CT at depth of 0,10-0,20 m. The continuity index N, relative to the slope from the log-log relationship between Ka and ea was different when calculated for each core individually (n=6) or obtained including all data for each tillage (n=120). The two methods revealed a more continuous pores in CT in the top layer. At depth of 0,10-0,20 m the first (n=6) did not indicate pore continuity difference between the systems, while the second resulted in better pore continuity in NT at this depth.

O encrostamento superficial é um dos fatores de favorecimento da erosão e degradação dos solos. O estudo e monitoramento das crostas superficiais são importantes para o manejo e conservação do solo e da água, principalmente em regiões de clima tropical, onde a degradação do solo é mais intensa e percebe-se um descuido em relação à proteção do ambiente. O presente projeto teve como objetivo o monitoramento da formação e evolução das crostas superficiais para solos de texturas contrastantes. Foram monitoradas as modificações ocorridas nos solos escolhidos para cada evento chuvoso acima de 25 mm/h durante os meses de dezembro de 2008 a maio de 2009. O projeto foi composto por três tipos de solo Argissolo Vermelho-Amarelo de textura média, Latossolo Vermelho-Amarelo e Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso e ocorreram concomitantemente em diferentes áreas. O delineamento experimental escolhido foi blocos ao acaso. Para monitoramento da formação de crosta associada a ocorrência de eventos chuvosos foram coletadas amostras deformadas e indeformadas para análises físicas e químicas de rotina, medidas da densidade do solo, confecção de curvas de retenção de água e para análises micromorfológicas e de imagens. Em campo foi realizado o monitoramento da infiltração de água e da rugosidade superficial do solo. A redução na rugosidade do solo pode ser observada já nas primeiras chuvas e ocorreu de maneira rápida para todos os tipos de solo. As crostas superficiais foram formadas para todos os solos, porém sem causar modificações significativas na porosidade total, na condutividade hidráulica e nas curvas de retenção de água. Sendo assim, as crostas observadas para os solos estudados são formadas pela reorganização estrutural e mobilização do material do solo sem, no entanto, interferir nas características hídricas dos solos. / Soil crusting is one of the main negative effects of human beings on soil degradation. This process of physical origin diminishes soil water infiltration increasing runoff and consequently soil loss by water erosion and soil degradation. The study and monitoring of soil crusts is important for soil management and conservation, mainly in tropical regions in which research is scarce in this field of study. The purpose of this study was to monitor the formation and evolution of crusts in soils with contrasting particle size distributions. Soil crusts were monitored on a sandy/sandy loam Argissolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludult), sandy loam Latossolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludox) and a clayey Nitossolo Vermelho eutroférrico (Rhodic Kandiudalf). Sampling and soil data were taken after 0, 3, 5 and 10 rain storms with intensities above 25 mm.h-1 during the period from December 2008 to May 2009. Soil routine chemical and particle size distribution analysis were performed for soil characterization. To monitor the soil changes caused by the rainfall determination of the soil roughness, hydraulic conductivity, soil water characteristic curves and micromorphological analysis were performed. The reduction of soil roughness and the formation of soil crusts were observed for all the studied soils during the different rainfall events. The formation of the soil crusts did not significantly change the total porosity and pore morphology and distribution, and, consequently, the hydraulic conductivity and soil water retention of the surface layers of the studied soils.

A rápida evolução tecnológica da silvicultura brasileira, verificada na década de 80, culminou com o sistema de cultivo mínimo do solo, implantado em grande escala a partir do início da década de 90. Levantamentos recentes junto a empresas florestadoras de expressão nacional, indicaram que cerca de 77% da área plantada é realizada no sistema de cultivo mínimo do solo. O amplo emprego do subsolador no cultivo mínimo e a falta de estudos científicos no projeto, o empirismo associado à operação e a falta de informações sobre a interação entre o teor de água e o tipo de solo subsolado motivaram a condução do presente estudo, cujos objetivos foram: (i) avaliar o desempenho operacional de um subsolador com haste parabólica em função da estrutura, do teor de argila e de água em três Latossolos, (ii) avaliar o grau de mobilização do solo em função de teores crescentes de argila e de água, (iii) avaliar a duração do efeito desagregador da subsolagem e a relação entre a área mobilizada de solo e o tempo póssubsolagem e, (iv) estabelecer um intervalo ideal de umidade para a subsolagem, em função da mobilização e da densidade máxima do solo. As pesquisas foram desenvolvidas em um Latossolo Vermelho Distrófico textura média (LVd-1), um Latossolo Vermelho Distrófico textura argilosa (LVd-2) e um Latossolo Vermelho Distrófico textura muito argilosa (LVd-3). A avaliação do desempenho operacional do subsolador foi realizada por meio dos parâmetros volume mobilizado de solo (VMS), profundidade efetiva de trabalho (PET), largura efetiva de trabalho (LET), velocidade média de deslocamento (VMD), capacidade teórica de trabalho (CTT) e rendimento (R). O grau de mobilização dos solos e o tempo de duração dos efeitos da subsolagem foram avaliados por meio da área mobilizada de solo (AMS), mensurada em três datas: logo após a subsolagem, 12 e 24 meses pós-subsolagem. O intervalo ideal de umidade para a subsolagem foi baseado na AMS e no teste de Proctor normal. A maioria dos parâmetros usados na avaliação do desempenho operacional indicou que teores de água mais baixos melhoram o desempenho do subsolador. Nos solos com estrutura em blocos, LVd-2, e com alto teor de argila, LVd-3, foram obtidos o maior VMS (com o solo mais seco) e o menor R (com o solo mais úmido); esses atributos também provocaram maior readensamento das partículas de solo no sulco de preparo, diminuindo o efeito desagregador da subsolagem mais rapidamente. Tanto no LVd-2, como no LVd-3, praticamente a metade da área mobilizada inicial foi modificada (56 e 49%, respectivamente). O LVd-1 foi o solo que apresentou a menor resposta aos tratamentos, em função de sua capacidade de suporte ser mais estável que a dos outros Latossolos estudados. O LVd-1 apresentou melhores condições de ser subsolado entre os teores de água de 0,07 a 0,13 cm3 cm-3, o LVd-3, entre 0,14 a 0,27 cm3 cm-3 e, o LVd-2, apresentou a amplitude de subsolagem mais restrita, entre 0,12 a 0,19 cm3 cm-3. / The fast technological development of the Brazilian silviculture, during the 80’s decade, culminated with the soil minimum cultivation system, established in large degree from the beginning of the 90’s decade. Recent surveys in expressive Brazilian forest companies, indicated that about 77% of the planted area is accomplish under the soil minimum cultivation system. The large use of the subsoiler in the minimum cultivation, the empiricism associated to the operation and the lack of information about the interaction between the moisture content and the subsoiled soil motivated the present study, which objectives were: (i) evaluate the operational performance of a subsoiler with parabolic tine as a function of the soil structure, clay and moisture content of three Latosols, (ii) evaluate the soil disturbance degree as a function of the increasing on the clay and moisture content, (iii) evaluate the length of the subsoiling effect on the soil and the relationship between the soil disturbed area and the time after the subsoiling and, (iv) settle an ideal water interval to the subsoiling, as a function of the soil disturbance and the maximum bulk density. The researchers were developed in a sandy clay loam dystrophic Red Latosol (LVd-1), a clay dystrophic Red Latosol with kaolinit (LVd-2) and a clay dystrophic Red Latosol (LVd-3). The operational performance evaluation was realized by the parameters soil disturbed volume (SDV), work depth (WD), work width (WW), average speed (AS), theoretical work capacity (TWC) and efficiency (E). The soils disturbance degree and the length of the subsoiling effects were evaluated by the soil disturbed area (SDA), which was measured three times: after the subsoiling, 12 and 24 months after the subsoiling. The ideal water interval of the subsoiling was based upon the SDA and the normal Proctor’s test. Most of the parameters used to the operational performance evaluation indicated that lower moisture contents improve the subsoiler performance. The soils with structure in blocks, LVd-2, and high clay content, LVd-3, presented higher SDV (when the soils were dryer) and lower E (when the soils were damper); these characteristics provoked high age-hardening of the soil particles either, decreasing the subsoiling effect faster. Almost half of the original soil disturbed area was modified in the LVd-2 and in the LVd-3 (56 and 49%, respectively). The LVd-1 was the soil that presented the lower effect to the treatments, as a function of its high stability. The LVd-1 presented better conditions to be subsoiled between the moisture contents of 0,07 and 0,13 cm3 cm-3, the LVd-3, between 0,14 and 0,27 cm3 cm-3 and, the LVd-2, presented the lower subsoiling water range, between 0,12 and 0,19 cm3 cm-3.

O método de plantio manual de mudas de árvores é predominante no Brasil. Para a redução dos custos com mão-de-obra, aumento de produtividade e qualidade operacional, o plantio manual deve ser substituído total ou parcialmente por operações mecanizadas. Com esse enfoque foram avaliadas as atividades de plantios manual e mecanizado de eucaliptos, bem como de preparo mecanizado do solo, em área pertencente a uma empresa florestal. O plantio manual foi feito por onze trabalhadores rurais, com o uso da transplantadora de acionamento manual. O plantio mecanizado foi realizado por uma máquina de transplantio de mudas, operada por um trabalhador rural e tracionada por um trator. Na área do estudo foram locadas duas parcelas amostrais, formando uma malha de setenta e cinco pontos amostrais para cada sistema de plantio. Os itens do preparo do solo avaliados foram a profundidade do sulco, o diâmetro dos torrões e o volume cilíndrico dos galhos de madeira sobre a faixa de sulcamento. O itens dos sistemas de plantio avaliados foram a presença de defeitos da operação, a distância entre plantas, a altura da parte aérea das mudas e a sobrevivência das plantas após um mês de idade. As ferramentas da qualidade total utilizadas foram os histogramas, o diagrama de causa e efeito, os gráficos de Pareto e de controle. As análises estatísticas dos resultados foram feitas pelo teste t e pelo teste de qui-quadrado Para avaliar o desempenho operacional do sistema manual estimou-se somente a capacidade de campo operacional. No sistema mecanizado foram estimadas as capacidades de campo efetiva e operacional. Nos dois sistemas de plantio foram estimados também os custos horários e operacionais das máquinas e da mão-de-obra. Entre os sistemas de plantio, a distância entre plantas foi diferente estatisticamente, com melhor distribuição das mudas no sistema manual. O número de defeitos por muda plantada foi semelhante estatisticamente entre os sistemas de plantio. Os principais defeitos do sistema manual foram as mudas plantadas com colo encoberto pelo solo e as mudas plantadas fora do centro do sulco, os quais representaram 72,8% do total. No sistema mecanizado, esses defeitos, somados às mudas não plantadas e mudas não firmes, representaram 76,7% do total. A altura da parte aérea foi diferente estatisticamente, tanto no plantio como um mês após. A sobrevivência das mudas efetivamente plantadas, após um mês de idade, foi semelhante estatisticamente. Concluiu-se, assim, que a qualidade em ambos os sistemas de plantio não variaram dentro de padrões aceitáveis pela empresa florestal. O tempo produtivo do sistema de plantio mecanizado foi igual a 48,2%, gerando uma capacidade de campo operacional 60,0% menor do que no sistema manual. Inferiu-se que o número médio de mudas plantadas por trabalhador por hora foi igual a 95 no sistema manual, enquanto que no sistema mecanizado foi igual a 205. O custo operacional estimado do sistema mecanizado foi 44,9% maior do que no sistema manual, fato devido a baixa capacidade de campo operacional observada no sistema mecanizado. / Hand planting of tree seedlings is the predominant method in Brazil. In order to reduce labor costs, increase productivity, and improve operational quality, hand planting should be totally or partially replaced by machine operations. Having this in mind, eucalyptus’ hand and machine planting activities were assessed, as well as those of mechanical tillage, in an area belonging to a forestation company. Hand planting had been carried out by 11 rural workers by using a planting tube. Machine planting had been carried out by using a seedling transplant machine, which was operated by a rural worker and pulled by a tractor. In the study area, two sampling parts were allocated, forming a web with 75 sampling points for each planting system. Tillage items that were assessed included furrow depth, stone diameter, and the cylindrical volume of wood branches on the furrow belt. Planting system items that were assessed included the presence of operation defects, distance between plants, height of the top portion of the seedlings, and plant survival after one month of age. Total quality tools included histograms, cause and effect diagram, control graphs, and Pareto's graphs. Statistical analyses of the results were performed by using test and qui-square test. To evaluate hand planting system’s operational performance, only the operational field capacity was estimated. As for the machine system, effective and operational field capacities were estimated. Labor and machine hourly costs, as well as the operational costs for both planting systems were assessed. When comparing planting systems, the distance between plants was statistically different, with hand planting system showing better seedling distribution. The number of defects per planted seedling was statistically similar for both planting systems. The major defects in the hand planting system were seedlings planted with soil-covered base and those planted out of the furrow center, which represented 72.8% of the total. With the machine system, these defects, in addition to non-planted and loose seedlings, represented 76.7% of the total. The height of the top portion was statistically different, both when planting and after one month. The survival of effectively planted seedlings after one month of age was statistically similar. Thus, we concluded that the quality of both planting systems did not vary within the standards that are acceptable for the forestation company. Machine planting system's productive time was 48.2%, and generated an estimated operational field capacity 60.0% less to that for the hand planting system. The average number of planted seedlings per worker by hour was inferred to be equal to 95 in the hand planting system, whereas it was equal to 205 in the machine system. The operational cost for the machine system was estimated to be 44.9% greater to that for the hand planting system, which is due to the low operational field capacity observed in the machine system.