O presente trabalho teve por objetivo compreender sistemas de produção agrícola e agropecuária a campo pela avaliação da diversidade, funcionalidade e dinâmica espaço-temporal de espécies, assim como pelo padrão de variação da qualidade do solo e dos fatores que a determinam. Para isso, foi avaliado na “Agropecuária Guajuvira” localizada no município de São Miguel das Missões – RS quatro sistemas conservacionistas de produção. Foram eles: 1- sistema agrícola tradicional, representando a sucessão soja/trigo e soja/aveia preta amplamente praticada na região; 2- Sistema agrícola irrigado, semelhante ao anterior, mas, com recente inserção de milho no verão; 3- Sistema integrado de produção agropecuária 1, representando a sucessão soja/pastejo de azevém e 4- Sistema integrado de produção agropecuária 2, representando um sistema misto por apresentar alterações na composição de espécies no inverno pela sucessão soja/aveia preta pastejada, soja/aveia preta não pastejada e soja/nabo forrageiro/trigo O estoque de carbono (EC), estabilidade de agregados do solo (EAS) e índice de manejo de carbono (IMC) foram escolhidos como indicadores da qualidade sistêmica do solo. Seus padrões de variação foram compreendidos pela integração de atributos químicos, físicos e biológicos do solo, assim como por variáveis de paisagem inerentes às unidades amostrais. Os fatores que caracterizaram os sistemas de produção e o uso da análise de caminhos permitiram um maior entendimento de sistemas complexos de produção agrícola e agropecuária a campo. / The aim of this research was to understand agricultural and integrated crop-livestock production systems by the species diversity, functionality and spatial-temporal dynamics evaluation, as well as of the variation pattern of soil quality and factors that determine then. For this, four no-tillage production systems were evaluated on the "Agropecuária Guajuvira" located in São Miguel das Missões county in southern Brazil. The production systems were: 1- Traditional agricultural system, representing the succession soybean/wheat and soybean/black oat widely practiced in the region; 2- Irrigated agricultural system, similar to the previous one, but, with recent insertion of corn in the summer; 3 - Integrated crop-livestock system 1, representing the succession of soybean /grazed ryegrass and 4 - Integrated crop-livestock system 2, representing a mixed system due changes in species composition during winter by succession of soybean/grazed black oat, soybean/no-grazed black oat and soybean/forage radish/wheat The carbon stock (CS), soil aggregate stability (SAS) and carbon management index (CMI) were chosen as systemic soil quality indicators. Their variation patterns were understood by the integration of chemical, physical and biological soil attributes, as well as by landscape variables inherent to the sampling units. The factors that characterized the production systems and the path analysis utilization allowed a greater understanding of complex agricultural and integrated crop-livestock production systems in the field.

Globalmente, o crescimento populacional gera uma maior demanda por energia, atualmente suprida por fontes fósseis. Nesse sentido, políticas públicas têm estimulado as fontes de energias renováveis, como por exemplo a produção de etanol de segunda geração (2G), a partir de materiais celulósicos, como a palha da cana-de-açúcar. Contudo, a remoção dessa palha pode alterar atributos químicos, físicos e biológicos do solo e, por fim, a produtividade da cultura. Portanto, o objetivo deste estudo é avaliar as mudanças ocasionadas pela remoção de quantidades de palha em atributos do solo e os impactos nos componentes de produção da cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido próximo a cidade de Igaraçu do Tietê-SP. O solo do local foi classificado como Nitossolo Vermelho Eutróferrico Típico. O delineamento utilizado foi blocos ao acaso com cinco tratamentos e três repetições. Os tratamentos avaliados foram as seguintes quantidades de palha depositadas uniformemente na superfície do solo: 0; 2; 3,2 e 7,5 Mg ha-1 de massa de matéria seca; Adicionalmente, testou-se um tratamento com 7,5 Mg ha-1 de palha aleirada na entrelinha. Foram avaliados atributos químicos, físicos e biológicos do solo tais como, pH, macronutrientes, densidade e resistência à penetração, teor e estoques de carbono e nitrogênio e biomassa microbiana. Para a maioria dos atributos do solo, as camadas avaliadas foram: 0-10; 10-20; 20-30 cm, contudo, as camadas avaliadas para os atributos químicos, ao fim do ciclo, foram: 0-5; 5-10; 10-20; 20-30 cm. Em relação a planta, foram avaliados o número e altura de plantas, aos 7, 15, 30, 45, 60, 90, 180 e 390 dias após o corte (DAC). O índice de área foliar foi determinado aos 120, 150 e 180 DAC. A determinação da produtividade da cultura foi feita por biometria aos 390 DAC. Foi calculado o acúmulo de nutrientes na cultura para os tratamentos 0; 3,2; 7,5 Mg ha-1 ao fim do ciclo. Após um ano de implantação do experimento, as diferentes quantidades de palha não alteraram os atributos químicos, densidade do solo e o teor de estoques de C e N. Por outro lado, a deposição de 7,5 Mg ha-1 de palha reduziu a compactação do solo na entre linha de 150 cm. A deposição de maiores quantidades de palha interferiu na rebrota e perfilhamento inicial da cana-de-açúcar, contudo, com o decorrer do ciclo, as plantas se recuperaram, havendo uma estabilização similar no número e altura de planta entre os tratamentos, acarretando valores de IAF e produtividade similares. Dessa forma, conclui-se que para as condições encontradas neste estudo, a remoção da palha no curto prazo não provocou impactos negativos dos atributos químicos, físico e biológicos e, consequentemente redução na produtividade da cana-de-açúcar. Contudo, destaca-se a necessidade de monitorar os efeitos da remoção de palha de cana-de-açúcar nos atributos do solo e planta por médio e longo prazo, permitindo assim, um melhor entendimento acerca da sustentabilidade desta prática de manejo emergente no Brasil. / Globally, the population growth generates an increasing demand for energy, currently supplied by fossil sources. In this sense, public policies have stimulated the renewable energies sources, such as the production of second-generation ethanol (2G), from cellulosic materials, such as sugarcane straw. However, the straw removal can alter chemical, physical and biological soil properties and, finally, the crop yield. Therefore, the objective of this study was to evaluate the straw removal management effects on soil attributes and its impacts on the sugarcane growth and yield. The experiment was conducted near to Igaraçu do Tietê-SP. The soil was classified as an Oxisol \"Nitossolo Vermelho eutróferrico típico\". The experimental design used was a randomized blocks with five treatments and three replications. The evaluated treatments were the following amounts of straw deposited uniformly on the soil surface: 0; 2; 3.2 and 7.5 Mg ha-1 of dry matter mass. In addition, a treatment with 7.5 Mg ha-1 of straw piled within inter-row was tested. Soil chemical, physical and biological attributes such as pH, macronutrients, bulk density, soil resistance to penetration, carbon and nitrogen contents and stocks and microbial biomass were evaluated. For the majority of soil attributes, the evaluated soil layers were: 0-10; 10-20; 20-30 cm, however, the evaluated layers for the chemical attributes, at the end of the cycle, were: 0-5; 5-10; 10-20; 20-30 cm. In terms of plants, the number and height of plants were evaluated at 7, 15, 30, 45, 60, 90, 180 and 390 days after cutting (DAC). The leaf area index (LAI) was determined at 120, 150 and 180 DAC. The determination of the yield of the culture was performed by biometric analysis at 390 DAC. The plant-accumulation of nutrients was calculated for the treatments 0; 3.2; 7.5 Mg ha-1 at the end of the cycle. After one year of implementation of the experiment, the different amounts of straw did not change the chemical attributes, bulk density and soil C and N stocks. On the other hand, the maintenance of 7.5 Mg ha-1 of straw on soil surface reduced the soil compaction, especially within 150-cm spaced crop rows. The maintanance of larger amounts of straw had negative impacts on regrowth and initial tillering of sugarcane; however, with the course of the cycle, the plants recovered, with a similar stabilization in the number and height of the plant between the treatments, leading to similar values of LAI and stalk yield. In conclusion, for the conditions found in this study, short-term straw removal did not cause negative impacts on chemical, physical and biological attributes and, thus, a reduction in sugarcane yield. However, it is necessary to monitor the effects of the removal of sugarcane straw on soil and plant attributes over the medium and long term towards a better understanding of the sustainability of this emergent management practice in Brazilian sugarcane production.

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O objetivo deste trabalho foi, portanto, construir um diagnóstico da qualidade do solo em áreas submetidas ao cultivo do tabaco, com no mínimo 15 anos de produção contínua, localizadas no município de Pelotas, RS. Para se construir este diagnóstico foram avaliadas, além das áreas com tabaco, áreas adjacentes com vegetação nativa. Para mensurar a qualidade do solo foram selecionados uma cesta de indicadores, contemplando a propriedades físicas, químicas, biológicas e microbiológicas do solo. As quais foram: densidade do solo, porosidade total, microporosidade, macroporosidade, resistência a penetração, diâmetro médio ponderado dos agregados, pH, matéria orgânica, capacidade de troca de cátions, teor de Al e Na, macronutrientes (K, P, Ca, Mg), micronutrientes (Mn, Zn, Cu), relação de ácaros e colêmbolos (mesofauna), minhocas (macrofauna), carbono da biomassa microbiana, respiração basal e quociente metabólico. Os resultados químicos mostram alterações significativas quando comparadas às vegetações nativas, principalmente pela perda de matéria orgânica e menor capacidade de troca de cátions da área cultivada com tabaco. Já os físicos apresentam valores estatisticamente inferiores aos da vegetação nativa, principalmente em relação aos valores de diâmetro médio ponderado. Os indicadores biológicos mostram valores abaixo do recomendado. Por sua vez, os indicadores microbiológicos apresentam valores inferiores para o carbono da biomassa microbiana nas áreas cultivadas. Neste sentido, concluiu se que a produção intensiva de tabaco ocasiona perdas na qualidade do solo como um todo. / Tobacco is a crop of great economic importance in Brazil being this the second largest producer in the world. Rio Grande do Sul is the largest Brazilian producer. The municipality of Pelotas, even though it is not characterized as a major tobacco producer, this crop represents to the municipality a very important source of income. However, the cultivation of tobacco causes several problems related to the soil, since it has been intensively cultivated, which causes many wear to the soil. The objective of this work was, therefore, to construct a soil quality diagnosis in areas submitted to tobacco cultivation, with at least 15 years of continuous production, located in the city of Pelotas, RS. In order to construct this diagnosis, in addition to the areas with tobacco, adjacent areas with native vegetation were evaluated. In order to measure soil quality, a minimum data set of indicators was selected, considering the physical, chemical, biological and microbiological attributes of the soil. Soil density, total porosity, microporosity, macroporosity, penetration resistance, weighted average diameter of the aggregates, pH, organic matter, cation exchange capacity, ontent of Al and Na, macronutrients (K, P, Ca, Mg), micronutrients (Mn, Zn, Cu), mite and collophy (mesofauna) relationship, earthworms (macrofauna), microbial biomass carbon, basal respiration and metabolic quotient. The chemical results showed significant changes when compared to the native vegetation, mainly due to the loss of organic matter and lower cation exchange capacity of the cultivated area with tobacco. On the other hand, the physical indicators presented statistically lower values, mainly to the weighted average diameter and the biological indicators presented values below the recommended one, but without statistical differences between the areas. In turn, the microbiological indicators presented lower values for microbial biomass carbon in the cultivated areas and there was no significant difference in relation to the basal respiration evaluated in the areas. In this sense, it was concluded that the intensive production of tobacco caused losses in the quality of the soil as a whole.

Globalmente, o crescimento populacional gera uma maior demanda por energia, atualmente suprida por fontes fósseis. Nesse sentido, políticas públicas têm estimulado as fontes de energias renováveis, como por exemplo a produção de etanol de segunda geração (2G), a partir de materiais celulósicos, como a palha da cana-de-açúcar. Contudo, a remoção dessa palha pode alterar atributos químicos, físicos e biológicos do solo e, por fim, a produtividade da cultura. Portanto, o objetivo deste estudo é avaliar as mudanças ocasionadas pela remoção de quantidades de palha em atributos do solo e os impactos nos componentes de produção da cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido próximo a cidade de Igaraçu do Tietê-SP. O solo do local foi classificado como Nitossolo Vermelho Eutróferrico Típico. O delineamento utilizado foi blocos ao acaso com cinco tratamentos e três repetições. Os tratamentos avaliados foram as seguintes quantidades de palha depositadas uniformemente na superfície do solo: 0; 2; 3,2 e 7,5 Mg ha-1 de massa de matéria seca; Adicionalmente, testou-se um tratamento com 7,5 Mg ha-1 de palha aleirada na entrelinha. Foram avaliados atributos químicos, físicos e biológicos do solo tais como, pH, macronutrientes, densidade e resistência à penetração, teor e estoques de carbono e nitrogênio e biomassa microbiana. Para a maioria dos atributos do solo, as camadas avaliadas foram: 0-10; 10-20; 20-30 cm, contudo, as camadas avaliadas para os atributos químicos, ao fim do ciclo, foram: 0-5; 5-10; 10-20; 20-30 cm. Em relação a planta, foram avaliados o número e altura de plantas, aos 7, 15, 30, 45, 60, 90, 180 e 390 dias após o corte (DAC). O índice de área foliar foi determinado aos 120, 150 e 180 DAC. A determinação da produtividade da cultura foi feita por biometria aos 390 DAC. Foi calculado o acúmulo de nutrientes na cultura para os tratamentos 0; 3,2; 7,5 Mg ha-1 ao fim do ciclo. Após um ano de implantação do experimento, as diferentes quantidades de palha não alteraram os atributos químicos, densidade do solo e o teor de estoques de C e N. Por outro lado, a deposição de 7,5 Mg ha-1 de palha reduziu a compactação do solo na entre linha de 150 cm. A deposição de maiores quantidades de palha interferiu na rebrota e perfilhamento inicial da cana-de-açúcar, contudo, com o decorrer do ciclo, as plantas se recuperaram, havendo uma estabilização similar no número e altura de planta entre os tratamentos, acarretando valores de IAF e produtividade similares. Dessa forma, conclui-se que para as condições encontradas neste estudo, a remoção da palha no curto prazo não provocou impactos negativos dos atributos químicos, físico e biológicos e, consequentemente redução na produtividade da cana-de-açúcar. Contudo, destaca-se a necessidade de monitorar os efeitos da remoção de palha de cana-de-açúcar nos atributos do solo e planta por médio e longo prazo, permitindo assim, um melhor entendimento acerca da sustentabilidade desta prática de manejo emergente no Brasil. / Globally, the population growth generates an increasing demand for energy, currently supplied by fossil sources. In this sense, public policies have stimulated the renewable energies sources, such as the production of second-generation ethanol (2G), from cellulosic materials, such as sugarcane straw. However, the straw removal can alter chemical, physical and biological soil properties and, finally, the crop yield. Therefore, the objective of this study was to evaluate the straw removal management effects on soil attributes and its impacts on the sugarcane growth and yield. The experiment was conducted near to Igaraçu do Tietê-SP. The soil was classified as an Oxisol \"Nitossolo Vermelho eutróferrico típico\". The experimental design used was a randomized blocks with five treatments and three replications. The evaluated treatments were the following amounts of straw deposited uniformly on the soil surface: 0; 2; 3.2 and 7.5 Mg ha-1 of dry matter mass. In addition, a treatment with 7.5 Mg ha-1 of straw piled within inter-row was tested. Soil chemical, physical and biological attributes such as pH, macronutrients, bulk density, soil resistance to penetration, carbon and nitrogen contents and stocks and microbial biomass were evaluated. For the majority of soil attributes, the evaluated soil layers were: 0-10; 10-20; 20-30 cm, however, the evaluated layers for the chemical attributes, at the end of the cycle, were: 0-5; 5-10; 10-20; 20-30 cm. In terms of plants, the number and height of plants were evaluated at 7, 15, 30, 45, 60, 90, 180 and 390 days after cutting (DAC). The leaf area index (LAI) was determined at 120, 150 and 180 DAC. The determination of the yield of the culture was performed by biometric analysis at 390 DAC. The plant-accumulation of nutrients was calculated for the treatments 0; 3.2; 7.5 Mg ha-1 at the end of the cycle. After one year of implementation of the experiment, the different amounts of straw did not change the chemical attributes, bulk density and soil C and N stocks. On the other hand, the maintenance of 7.5 Mg ha-1 of straw on soil surface reduced the soil compaction, especially within 150-cm spaced crop rows. The maintanance of larger amounts of straw had negative impacts on regrowth and initial tillering of sugarcane; however, with the course of the cycle, the plants recovered, with a similar stabilization in the number and height of the plant between the treatments, leading to similar values of LAI and stalk yield. In conclusion, for the conditions found in this study, short-term straw removal did not cause negative impacts on chemical, physical and biological attributes and, thus, a reduction in sugarcane yield. However, it is necessary to monitor the effects of the removal of sugarcane straw on soil and plant attributes over the medium and long term towards a better understanding of the sustainability of this emergent management practice in Brazilian sugarcane production.

Globally, increasing demands for biofuels have intensified the rate of land-use change (LUC) for expansion of bioenergy crops. In Brazil, the world\'s largest sugarcane-ethanol producer, sugarcane area has expanded by 35% (3.2 Mha) in the last decade. Sugarcane expansion has resulted in extensive pastures being subjected to intensive mechanization and large inputs of agrochemicals, which have direct implications on soil quality (SQ). We hypothesized that LUC to support sugarcane expansion leads to overall SQ degradation. To test this hypothesis we conducted a field-study at three sites in the central-southern region, to assess the SQ response to the primary LUC sequence (i.e., native vegetation to pasture to sugarcane) associated to sugarcane expansion in Brazil. At each land use site undisturbed and disturbed soil samples were collected from the 0-10, 10-20 and 20-30 cm depths. Soil chemical and physical attributes were measured through on-farm and laboratory analyses. A dataset of soil biological attributes was also included in this study. Initially, the LUC effects on each individual soil indicator were quantified. Afterward, the LUC effects on overall SQ were assessed using the Soil Management Assessment Framework (SMAF). Furthermore, six SQ indexes (SQI) were developed using approaches with increasing complexity. Our results showed that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture led to soil acidification, significant depletion of soil organic carbon (SOC) and macronutrients [especially phosphorus (P)] and severe soil compaction, which creates an unbalanced ratio between water- and air-filled pore space within the soil and increases mechanical resistance to root growth. Conversion from pasture to sugarcane improved soil chemical quality by correcting for acidity and increasing macronutrient levels. Despite those improvements, most of the P added by fertilizer accumulated in less plant-available P forms, confirming the key role of organic P has in providing available P to plants in Brazilian soils. Long-term sugarcane production subsequently led to further SOC depletions. Sugarcane production had slight negative impacts on soil physical attributes compared to pasture land. Although tillage performed for sugarcane planting and replanting alleviates soil compaction, our data suggested that the effects are short-term with persistent, reoccurring soil consolidation that increases erosion risk over time. These soil physical changes, induced by LUC, were detected by quantitative soil physical properties as well as by visual evaluation of soil structure (VESS), an on-farm and user-friendly method for evaluating SQ. The SMAF efficiently detected overall SQ response to LUC and it could be reliably used under Brazilian soil conditions. Furthermore, since all of the SQI values developed in this study were able to rank SQ among land uses. We recommend that simpler and more cost-effective SQI strategies using a small number of carefully chosen soil indicators, such as: pH, P, K, VESS and SOC, and proportional weighting within of each soil sectors (chemical, physical and biological) be used as a protocol for SQ assessments in Brazilian sugarcane areas. The SMAF and SQI scores suggested that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture depleted overall SQ, driven by decreases in chemical, physical and biological indicators. In contrast, conversion from pasture to sugarcane had no negative impacts on overall SQ, mainly because chemical improvements offset negative impacts on biological and physical indicators. Therefore, our findings can be used as scientific base by farmers, extension agents and public policy makers to adopt and develop management strategies that sustain and/or improving SQ and the sustainability of sugarcane production in Brazil. / Globalmente, o aumento da demanda de biocombustíveis têm intensificado a taxa de mudança de uso da terra (MUT) para expansão da produção de culturas para fins energéticos. No Brasil, a área de cana-de-açúcar aumentou 35% (3,2 Mha) na última década. A expansão do cultivo de cana-de-açúcar tem resultado em pastagens extensivas sendo submetidas a intensiva mecanização e ao uso de agroquímicos, implicando diretamente na qualidade do solo (QS). A hipótese testada nesse estudo foi que a MUT resulta na degradação da QS. Para tanto foi conduzido um estudo em três locais na região centro-sul, com objetivo de avaliar as modificações na QS devido a principal sequência de MUT (vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar) associada a expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Brasil. Em cada uso da terra, amostras indeformadas e deformadas de solo foram coletadas nas profundidades de 0- 10, 10-20 e 20-30 cm. Os atributos químicos e físicos do solo foram mensurados através de análises laboratoriais e à campo. Dados de atributos biológicos também foram incluídos no estudo. Inicialmente, os efeitos da MUT foram quantificados individualmente para cada um dos atributos do solo, e em seguida as alterações na QS global foram avaliadas através da Soil Management Assessment Framework (SMAF) e de seis índices de QS (IQS), desenvolvidos usando métodos com complexidade crescente. Os resultados demonstraram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva resultou na acidificação do solo, redução dos teores de carbono orgânico (COS) e macronutrientes (especialmente P), e severa compactação do solo, desequilibrando a relação entre ar e água e aumentando a resistência mecânica do solo ao crescimento radicular. Conversão da pastagem em cana-de-açúcar melhorou a qualidade química do solo através da correção da acidez e aumento dos macronutrientes. Apesar dessas melhorias, prolongado período de cultivo de cana-de-açúcar reduziu os teores de COS; e a maioria do P adicionado via fertilizantes acumulou em formas menos lábeis, confirmando o importante papel do P orgânico no fornecimento de P disponível às plantas em solos brasileiros. O cultivo de cana-de-açúcar teve impactos negativos nos atributos físicos do solo menos intensos do que aqueles gerados pelo uso com pastagem. Embora o preparo do solo para plantio e reforma da cana-de-açúcar reduziu a compactação do solo, os dados sugeriram que estes efeitos são de curta duração, ocorrendo a reconsolidação do solo e o aumento dos riscos de erosão ao longo do tempo. As alterações físicas do solo induzidas pela MUT foram detectadas tanto por meio de atributos quantitativos quanto por meio de avaliação visual da estrutura do solo (VESS), um método simples e diretamente aplicado no campo. A SMAF detectou eficientemente as alterações na QS devido a MUT. Além disso, todos os IQS desenvolvidos permitiram ranquear corretamente a QS entre os usos da terra. Assim, recomendamos que IQS mais simples e com melhor relação custo-benefício usando poucos indicadores chaves, tais como: pH, P, K, VESS e COS com ponderação proporcional entre os setores do solo (químico, físico e biológico) sejam usados como protocolo para avaliar a QS nas áreas de produção de cana-de-açúcar. Os resultados obtidos usando a SMAF e os IQS sugeriram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva reduziu a QS, degradando indicadores químicos, físicos e biológicos. Por outro lado, a conversão de pastagem em cana-de-açúcar não teve impactos na QS global, uma vez que a melhoria dos atributos químicos compensou os impactos negativos nos indicatores físicos e biológicos. Desta forma, esses resultados poderão ser utilizados como base científica pelos produtores, extencionistas e políticos para orientar estratégias de manejo que mantenham e/ou melhorem a QS e consequentemente a sustentabilidade da produção de cana-de-açúcar no Brasil.

O conhecimento dos teores de metais pesados em solos contribui para a preservação da qualidade dos mesmos e do ambiente e para o gerenciamento de áreas contaminadas por estes elementos. O objetivo geral deste estudo foi a determinação dos teores naturais de metais pesados em solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS) (Brasil) e a avaliação dos efeitos da adição de metais em solos e em plantas cultivadas. O estudo foi apresentado em três capítulos. No Capítulo I foi apresentada a revisão bibliográfica, abordando a definição, a origem e a dinâmica dos metais no solo, a contaminação do mesmo por estes elementos, os valores orientadores de qualidade do solo e as legislações para o descarte de resíduos no solo. No Capítulo II foi apresentado o estudo referente à fertilidade natural e aos teores naturais de metais (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn), em valores médios, comparados aos valores de referência de qualidade (VRQs), conforme sugerido pela Resolução CONAMA n° 420/2009, determinados em solos do Estado do RS, amostrados em áreas sem prévia atividade antrópica aparente, em cinco grupos de solos, conforme o seu material geológico de formação. Os teores de P disponível foram médios na maioria dos solos e altos a muito altos em K disponível. As médias da acidez total, da capacidade de troca de cátions e dos teores de óxidos de Fe foram mais altas nos solos desenvolvidos sobre basalto (grupo 1) do que nos outros solos (grupos 2 a 5). Os teores médios de Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V e Zn foram mais altos nos solos formados sobre basalto e os teores médios de Hg foram semelhantes em todos os grupos de solos. Correlações altas e positivas foram observadas entre os metais (à exceção de Cd e Hg) e os atributos argila e Fed e entre Cu e Zn com carbono orgânico. Os VRQs para Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn seguiram a mesma tendência dos teores médios de metais. No Capítulo III foi apresentado o estudo referente ao cultivo de plantas (soja e trigo) em solos com diferentes teores de argila com a adição de sais inorgânicos de alguns metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). O rendimento de grãos de soja cultivada após a reaplicação dos metais em solos arenosos diminuiu com a adição da maior dose. O rendimento de matéria seca da parte aérea e de grãos dos dois cultivos de trigo seguintes não foi afetado pela aplicação dos metais. Os teores dos metais na parte aérea das plantas de soja e de trigo, em geral, aumentaram conforme as doses aplicadas, atingido teores tóxicos nos tratamentos com a maior dose de Zn. A translocação dos metais da parte aérea para os grãos dos cultivos foi, em média, alta a muito alta para Cu, Ni e Zn, baixa para Cd e Cr e muito baixa para Pb. A absorção dos metais pelas plantas diminuiu em mais de 90 % para Pb, 71 %, em média, para Cd e Zn e 42 %, em média, para Cr, Cu, Ni em plantas cultivadas em solos com alto teor de argila. / The knowledge concerning heavy metals contents in soils contributes to the preservation of the their quality and the environment, aiming to the management of areas contaminated by these elements. The general aim of this study was the determination of the natural metals contents in soils of the Rio Grande do Sul State (RS) (Brazil) and the evaluation of the metal addition effects in soils and plants grown. The study was presented in three chapters. In Chapter I the bibliographic review of this study was presented, addressing the definition, origin and dynamics of heavy metals, the soil contamination by these elements, the discussing soil quality guiding values for heavy metals and the legislation for the disposal of waste in the soil. In Chapter II, the study of natural fertility and metals contents (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn) was presented, as mean values, compared to quality reference values (QRVs), as suggested by 420/2009 CONAMA Resolution, in soil samples of the RS State, collected in areas without known previous anthropic influence, in five soils groups according to their geological formation material. Average values of available P contents were medium in most soils, being however high to very high for available K. Averages of total acidity, cation exchange capacity and Fe oxides are higher in soils formed over basalt (group 1) than on the other soils. Average metals contents of Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V and Zn were higher in soils formed over basalt and the average contents of Hg were similar for all soils groups. High and positive correlations were observed between the metals (except for Cd and Hg) and the soils attributes clay and Fed and between the metals Cu and Zn with organic carbon. The QRVs for Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn followed the same trend as the average metals contents. In Chapter III, the study on the plants grown (soybean and wheat) in soils with different clay contents with the addition of inorganic salts of some metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) was presented. The soybeans grain (first crop) decreased at the higher metal rate application on sandy soils. Dry matter and grain production of the following two wheat crops weren’t affect by the metal application. The metals contents on the soybeans and wheat, in general, increased according to the applied rates, reaching toxic levels in all the treatments at the Zn highest application rate. Metal transfer from the plant dry matter to the grains was on average high to very high for Cu, Ni and Zn, low for Cd and Cr and very low for Pb. Metal absorption by plants decreased by more than 90 % for Pb, 71 % as average for Cd and Zn and 42 % as average for Cr, Cu and Ni, on plants grown on high clay contents soils.

Orientador: Admilson Írio Ribeiro / Resumo: Os processos industriais e de urbanização promovidos nas últimas décadas geraram uma grande dualidade, visto que, proporcionaram o desenvolvimento econômico, em contrapartida suas atividades de implantação e operação ocasionaram diversos impactos ambientais negativos, comprometendo funções ecológicas em diferentes ecossistemas. Diante disso, ações voltadas para a recuperação das áreas degradadas consistem em medidas compensatórias para ambientes que perderam a capacidade de resiliência ou que demandem de um longo período para reestabelecimento das funcionalidades ecológicas e da biodiversidade. Dessa maneira, o monitoramento torna-se uma importante estratégia de gestão para avaliar a evolução da recuperação e verificar o quão próximo encontram-se das metas estabelecidas no Plano de Recuperação de Áreas Degradadas. Assim, além de mensurar aplicabilidade das ações e métodos de recuperação adotados o monitoramento das áreas auxilia na identificação de fatores que possam contribuir para a gestão da área, no decorrer do tempo. Durante essa fase, uma das principais necessidades está na escolha dos indicadores ambientais, pois eles são responsáveis por expressar as condições ambientais durante o processo de monitoramento. A utilização de bioindicador ambiental, relacionados com a macrofauna edáfica torna-se útil, tendo em vista sua capacidade e sensibilidade, as ações antrópicas. Dessa forma, essa pesquisa teve como objetivo avaliar a tendência da macrofauna edáfica em diferentes ár... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Universidade do Oeste de Santa Catarina / The estimative of yield variability is an important tool to soil management decisions and to investigate yield limiting factors. Tools of precision farming as yield mapping and soil sampling using GPS makes possible identify the spatial variability of the field. This study was carried out with the objective of identify the main relationship among soil indicators and yield crops. The research was carried out in two commercial farms under no-tillage system located in Rio Grande do Sul State, Brazil. The soil is Oxisol and the weather cfa wet following Koppen classification. In this work six yield mapping of soybean, wheat and maize were merged to allow the definition of management zones. Three zones were classified as low, medium and high yield. In each zone 5 points were located and soil fertility (P, K, Ca, Mg, basis saturation, pH, SOM) and soil physic indicators (water infiltration, soil aggregation, bulk density, soil compaction) were investigated. The high yield zone, which had around 30% of total area, and the yield achieved was close to obtained in research plots. The soil fertility evolution was determined by temporal soil sampling in a 1 ha grid. In relation to native grass and natural forest (reference treatments) the cropland showed high levels of P and K in 0 to 0.05 m. Also, the downward movement of Ca+2 and Mg+2 were observed in cropland, even with surface broadcast lime. The amount of fertilizer input and nutrient harvest removed allow to estimate the soil fertility evolution. In 0 to 0.10 m there was necessary apply 14 kg of P2O5 ha-1 to increase 1 mg dm-3 of P available by Melich-1. For K there was necessary appling 5.2 kg de K2O ha-1 to increase 1 mg dm-3 of K available by Melich-1. There was a close relationship among nutrient use efficiency map, water infiltration map and yield map. The water infiltration was the soil indicator that explains the higher percentage of yield variability. Following by the macroaggregates (> 4.76 mm), GMD, bulk density, soil resistance and microporosity. In general the soil fertility was high and therefore the relationship with yield variability was low. The precison farm tools were efficient to establish the relationship between soil indicators and crop yields. / A determinação da variabilidade de rendimento de grãos torna-se uma ferramenta importante para a tomada de decisões no manejo e para possibilitar o conhecimento dos fatores que limitam este rendimento. Com as ferramentas da agricultura de precisão como os mapas de produtividade e a amostragem do solo utilizando o GPS manual são possíveis identificar a variabilidade espacial em condições de lavoura. Este estudo foi realizado com o objetivo de identificar e relacionar os atributos do solo com o rendimento das culturas. A pesquisa foi realizada em duas áreas comerciais sob o sistema de Plantio Direto, situado no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O solo é Latossolo e o clima Cfa úmido segundo a classificação de Koppen. Neste trabalho, inicialmente considerou-se duas áreas, uma com histórico de produtividade de seis safras e outra, com quatro envolvendo as culturas de soja, trigo e o milho. Esses mapas foram combinados para a definição de zonas de manejo. Três zonas foram definidas: baixo, médio e alto rendimento. A área com maior histórico de produtividade foi escolhida para o estudo mais detalhado. Atributos químicos do solo foram avaliados em 57 pontos georeferrenciados com malha de 1,0 ha. Concomitantemente, em cada zona de manejo, cinco pontos foram utilizados para caracterizar a fertilidade de solo (P, K, Ca, Mg, saturação de bases, pH, MOS) e os indicadores físicos (infiltração de água, agregação do solo, densidade de partículas, compactação do solo). Na zona de alto rendimento (30% da área) foi possível alcançar rendimentos semelhantes aos obtidos em condições experimentais. A evolução da fertilidade do solo foi determinada pela amostragem temporal do solo. Com relação à área nativa e à floresta natural (tratamentos da referência) a área de lavoura mostrou níveis elevados de P e de K na camada de 0 a 0,05 m. Também foi possível constatar o movimento descendente de Ca+2 e Mg +2, embora a calagem tenha sido aplicada na superfície. Com base nas quantidades de fertilizantes adicionadas e nas quantidades exportadas via colheita foi possível estimar a evolução dos teores de nutrientes no solo. Na camada de 0 a 0,10 m havia necessidade de aplicar 14 kg de P2O5 ha-1 para aumentar 1 mg dm-3 de P disponível por Melich-1. Para K havia necessidade de aplicar 5,2 kg de K2O ha-1 para aumentar 1 mg dm-3 de K disponível por Melich-1. Houve uma relação entre o mapa da eficiência do uso de nutriente, o mapa de infiltração de água e o mapa do rendimento. A infiltração de água foi o indicador do solo que explicou a porcentagem mais elevada da variabilidade do rendimento, seguido pelos macroagregados (> 4.76 mm), DMG, densidade de partículas, resistência do solo ao desenvolvimento radicular e microporosidade. No geral os indicadores da fertilidade de solo estavam em níveis elevados e, conseqüentemente, explicou em baixa porcentagem a variabilidade do rendimento. As ferramentas da agricultura de precisão foram eficientes para estabelecer as relações entre os indicadores de qualidade do solo e os rendimentos da colheita.

O conhecimento dos teores de metais pesados em solos contribui para a preservação da qualidade dos mesmos e do ambiente e para o gerenciamento de áreas contaminadas por estes elementos. O objetivo geral deste estudo foi a determinação dos teores naturais de metais pesados em solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS) (Brasil) e a avaliação dos efeitos da adição de metais em solos e em plantas cultivadas. O estudo foi apresentado em três capítulos. No Capítulo I foi apresentada a revisão bibliográfica, abordando a definição, a origem e a dinâmica dos metais no solo, a contaminação do mesmo por estes elementos, os valores orientadores de qualidade do solo e as legislações para o descarte de resíduos no solo. No Capítulo II foi apresentado o estudo referente à fertilidade natural e aos teores naturais de metais (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn), em valores médios, comparados aos valores de referência de qualidade (VRQs), conforme sugerido pela Resolução CONAMA n° 420/2009, determinados em solos do Estado do RS, amostrados em áreas sem prévia atividade antrópica aparente, em cinco grupos de solos, conforme o seu material geológico de formação. Os teores de P disponível foram médios na maioria dos solos e altos a muito altos em K disponível. As médias da acidez total, da capacidade de troca de cátions e dos teores de óxidos de Fe foram mais altas nos solos desenvolvidos sobre basalto (grupo 1) do que nos outros solos (grupos 2 a 5). Os teores médios de Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V e Zn foram mais altos nos solos formados sobre basalto e os teores médios de Hg foram semelhantes em todos os grupos de solos. Correlações altas e positivas foram observadas entre os metais (à exceção de Cd e Hg) e os atributos argila e Fed e entre Cu e Zn com carbono orgânico. Os VRQs para Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn seguiram a mesma tendência dos teores médios de metais. No Capítulo III foi apresentado o estudo referente ao cultivo de plantas (soja e trigo) em solos com diferentes teores de argila com a adição de sais inorgânicos de alguns metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). O rendimento de grãos de soja cultivada após a reaplicação dos metais em solos arenosos diminuiu com a adição da maior dose. O rendimento de matéria seca da parte aérea e de grãos dos dois cultivos de trigo seguintes não foi afetado pela aplicação dos metais. Os teores dos metais na parte aérea das plantas de soja e de trigo, em geral, aumentaram conforme as doses aplicadas, atingido teores tóxicos nos tratamentos com a maior dose de Zn. A translocação dos metais da parte aérea para os grãos dos cultivos foi, em média, alta a muito alta para Cu, Ni e Zn, baixa para Cd e Cr e muito baixa para Pb. A absorção dos metais pelas plantas diminuiu em mais de 90 % para Pb, 71 %, em média, para Cd e Zn e 42 %, em média, para Cr, Cu, Ni em plantas cultivadas em solos com alto teor de argila. / The knowledge concerning heavy metals contents in soils contributes to the preservation of the their quality and the environment, aiming to the management of areas contaminated by these elements. The general aim of this study was the determination of the natural metals contents in soils of the Rio Grande do Sul State (RS) (Brazil) and the evaluation of the metal addition effects in soils and plants grown. The study was presented in three chapters. In Chapter I the bibliographic review of this study was presented, addressing the definition, origin and dynamics of heavy metals, the soil contamination by these elements, the discussing soil quality guiding values for heavy metals and the legislation for the disposal of waste in the soil. In Chapter II, the study of natural fertility and metals contents (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn) was presented, as mean values, compared to quality reference values (QRVs), as suggested by 420/2009 CONAMA Resolution, in soil samples of the RS State, collected in areas without known previous anthropic influence, in five soils groups according to their geological formation material. Average values of available P contents were medium in most soils, being however high to very high for available K. Averages of total acidity, cation exchange capacity and Fe oxides are higher in soils formed over basalt (group 1) than on the other soils. Average metals contents of Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V and Zn were higher in soils formed over basalt and the average contents of Hg were similar for all soils groups. High and positive correlations were observed between the metals (except for Cd and Hg) and the soils attributes clay and Fed and between the metals Cu and Zn with organic carbon. The QRVs for Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn followed the same trend as the average metals contents. In Chapter III, the study on the plants grown (soybean and wheat) in soils with different clay contents with the addition of inorganic salts of some metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) was presented. The soybeans grain (first crop) decreased at the higher metal rate application on sandy soils. Dry matter and grain production of the following two wheat crops weren’t affect by the metal application. The metals contents on the soybeans and wheat, in general, increased according to the applied rates, reaching toxic levels in all the treatments at the Zn highest application rate. Metal transfer from the plant dry matter to the grains was on average high to very high for Cu, Ni and Zn, low for Cd and Cr and very low for Pb. Metal absorption by plants decreased by more than 90 % for Pb, 71 % as average for Cd and Zn and 42 % as average for Cr, Cu and Ni, on plants grown on high clay contents soils.

FIALHO, J. S. Indicadores da qualidade do solo em Sistemas Agrícolas anuais e perenes na Chapada do Apodi - CE. 2005. 59 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-11T12:33:53Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_jsfialho.pdf: 363726 bytes, checksum: ca2b634bb894c0e93d4d75225374e9ed (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-11T21:30:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_jsfialho.pdf: 363726 bytes, checksum: ca2b634bb894c0e93d4d75225374e9ed (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-11T21:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_jsfialho.pdf: 363726 bytes, checksum: ca2b634bb894c0e93d4d75225374e9ed (MD5) Previous issue date: 2005 / This work had the proposed to evaluate the alterations in the microbial activities, chemistry and physics in soil under annual and perennial agricultural systems in the area of the Chapada do Apodi - CE. It tried to test the hypothesis that the agricultural use of areas under annual and perennial systems causes environmental alterations that they influence the biomass and the microbial activity of the soil, reducing it in relation to areas under natural vegetation. Two areas were selected with respective witness (natural vegetation); the first under cultivation of banana trees (Fazenda Frutacor) and the other under cultivation of rotation corn and soy (Fazenda Faedo). Samples composed of soil were collected in three depths (0-5, 5-15 and 15-25 cm) with four repetitions. In the collected samples physical analyses, chemistries and microbiological were accomplished. Physically, an elevation was observed in the clay text, with the increase of the depth in the area cultivated with banana and in the forest natural pivot. In relation to the chemical attributes of the soil, the potential risks of salinity and of saturation for sodium seemingly are worthless. The handling practices reduced N and the total organic carbon in the soils of the areas under cultivation. With relationship to the microbiology of the soils, the carbon of the microbial biomass and the population of arbuscular mycorrhizal fungi were more elevated in the depth of 0-5cm of the soil. The basal breathing of the soil identified that the soils of the appraised areas have microbial when compared low activity the soils of the Cerrado. The activity and production of the arylsulphatase and of the acid phosphatase were stimulated possibly, for the competition of the anions H2PO4- and SO4- for the same ranches of adsorption in the coloides of the soil, in the banana areas and rotation corn and soy. The largest activity of the enzyme β-glucosidase happened in the cultivated areas, influenced by the amount and quality of the vegetable residue come back to the soil. / Este trabalho se propôs a avaliar as alterações nas atividades microbiana, química e física em solo sob sistemas agrícolas anuais e perenes na região da Chapada do Apodi - CE. Procurou-se testar a hipótese de que o uso agrícola de áreas sob sistemas anuais e perenes causam alterações ambientais que influenciam a biomassa e a atividade microbiana do solo, reduzindo-a em relação a áreas sob vegetação natural. Foram selecionadas duas áreas com respectivas testemunhas (vegetação natural); a primeira sob cultivo de bananeiras (Fazenda Frutacor) e a outra sob cultivo de rotação milho e soja (Fazenda Faedo). Coletaram-se amostras compostas de solo em três profundidades (0-5, 5-15 e 15-25 cm) com quatro repetições. Nas amostras coletadas foram realizadas análises físicas, químicas e microbiológicas. Fisicamente, observou-se uma elevação no teor de argila, com o aumento da profundidade na área cultivada com banana e na mata natural pivot. Em relação aos atributos químicos do solo, os riscos potenciais de salinidade e de saturação por sódio aparentemente são desprezíveis. As práticas de manejo reduziram o N e o carbono orgânico total nos solos das áreas sob cultivo. Quanto à microbiologia dos solos, o carbono da biomassa microbiana e a população de fungos micorrízicos arbusculares foram mais elevados na profundidade de 0-5cm do solo. A respiração basal do solo mostrou que os solos das áreas avaliadas têm baixa atividade microbiana quando comparados a solos do Cerrado. A atividade e produção da arilsulfatase e da fosfatase ácida foram estimuladas possivelmente, pela competição dos ânions H2PO4 - e SO4 - pelos mesmos sítios de adsorção nos colóides do solo, nas áreas de banana e rotação milho e soja. A maior atividade da enzima β-glucosidase ocorreu nas áreas cultivadas, influenciada pela quantidade e qualidade do resíduo vegetal retornado ao solo.