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Aerial machine vision, geographical information system and hue for pattern classification in agriculture / Visão de máquina aérea, sistema de informação geográfica e matiz para classificação de padrões na agricultura

Marcel Pinton de Camargo 30 August 2018 (has links)
In this research we aim to achieve cybernetic cohesion information flow in precision agriculture, integrating machine learning methods, computer vision, geographical information system and UAV-photogrammetry in an irrigated area with slaughterhouse wastewater, under five treatments (W100 - irrigation with superficial water and 100% of nitrogen mineral fertilization, E0, E33, E66 and E100 - irrigation with treated effluent from slaughterhouse and addition of 0, 33, 66 and 100% of nitrogen mineral fertilization, respectively) and four replications on grassland (Cynodon dactylon (L.) Pers.). Several images (between one hundred and two hundred) with red, green, blue (RGB) color model were captured using a quadcopter flying at 20 meter altitude and obtaining spatial resolution of 1 centimeter on a surface of approximately 0.5 ha. The images were orthorectified together with nine ground control points done by differential global positioning system (GPS), both processed in the Agisoft PhotoScan software. Thirteen photogrammetric projects were done over time with 30-day revisit, the root mean squared error (RMSE) was used as accuracy measurement, and reached values lower than 5 centimeters for x, y and z axis. The orthoimage obtained with unmanned aerial vehicle (UAV) photogrammetry was changed from RGB to hue, saturation, value (HSV) color model, and the hue color space was chosen due to independence of illumination, beyond it has a good description of exposure of soil and vegetation, but it is dependent of light source temperature, so difficult to estabilish a static threshold, so we selected an unsupervised classification method, K-Means, to classify the unknown patterns along the area. Polygons were drawn delimiting the area represented by each portion and a supervised classification method based on entropy was used, the decision tree, to explore and find patterns that recognize each treatment. These steps are also displayed in forms of georeferenced thematic maps and were executed in the open source softwares Python, QGIS and Weka. The rules defined on the hue color space reached an accuracy of 100% on the training set, and provided a better understanding about the distribution of soil and vegetation on the parcels. This methodology shows a great potential for analysis of spectral data in precision agriculture. / Nesta pesquisa pretendemos alcançar a coesão cibernética no fluxo de informações dentro da agricultura de precisão, integrando métodos de aprendizagem de máquinas, visão computacional, sistema de informação geográfica e aerofotogrametria em uma área irrigada com efluente de matadouro, sob cinco tratamentos (W100 - irrigação com água superficial e 100 % de adubação mineral nitrogenada, E0, E33, E66 e E100 - irrigação com efluente tratado de abatedouro e adição de 0, 33, 66 e 100% de adubação mineral nitrogenada, respectivamente) e quatro repetições em pastagem (Cynodon dactylon (L.) Pers.) Várias imagens (entre cem e duzentas) com modelo de cor vermelho, verde e azul (RGB) foram capturadas por um quadricóptero voando a 20 metros de altitude, e obtendo resolução espacial de 1 centímetro em uma superfície de aproximadamente 0.5 ha. As imagens foram ortorretificadas juntamente com nove pontos de controle, realizados pelo sistema de posicionamento global diferencial (GPS), ambos processados no software Agisoft PhotoScan. Treze projetos fotogramétricos foram realizados ao longo do tempo com revisita de 30 dias, a raiz do erro quadrático médio (RMSE) foi usada como medida de acurácia e atingiu valores menores que 5 centímetros para os eixos x, y e z. A ortoimagem obtida com a fotogrametria do veículo aéreo não tripulado (UAV) foi alterada de RGB para matiz, saturação, valor (HSV) e o espaço de cor matiz foi escolhido devido a independência da iluminação, além de ter boa descrição da exposição do solo e vegetação. Entretanto este é dependente da temperatura da fonte de luz, portanto difícil de se estabelecer um limiar estático, logo selecionamos um método de classificação não supervisionado, o K-Means, para classificar os padrões desconhecidos ao longo da área. Polígonos foram traçados delimitando a área representada por cada parcela e um método supervisionado de classificação baseado na entropia foi utilizado, a árvore de decisão, para explorar e encontrar padrões que reconheçam cada tratamento. Essas etapas também são exibidas em formas de mapas temáticos georeferenciados e foram executadas nos softwares de código aberto Python, QGIS e Weka. As regras definidas no espaço de cor matiz atingiram uma acurácia de 100% no conjunto de treinamento e proporcionaram um melhor entendimento sobre a distribuição do solo e da vegetação nas parcelas. Esta metodologia mostra um grande potencial para análise de dados na agricultura de precisão.
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Aerial machine vision, geographical information system and hue for pattern classification in agriculture / Visão de máquina aérea, sistema de informação geográfica e matiz para classificação de padrões na agricultura

Camargo, Marcel Pinton de 30 August 2018 (has links)
In this research we aim to achieve cybernetic cohesion information flow in precision agriculture, integrating machine learning methods, computer vision, geographical information system and UAV-photogrammetry in an irrigated area with slaughterhouse wastewater, under five treatments (W100 - irrigation with superficial water and 100% of nitrogen mineral fertilization, E0, E33, E66 and E100 - irrigation with treated effluent from slaughterhouse and addition of 0, 33, 66 and 100% of nitrogen mineral fertilization, respectively) and four replications on grassland (Cynodon dactylon (L.) Pers.). Several images (between one hundred and two hundred) with red, green, blue (RGB) color model were captured using a quadcopter flying at 20 meter altitude and obtaining spatial resolution of 1 centimeter on a surface of approximately 0.5 ha. The images were orthorectified together with nine ground control points done by differential global positioning system (GPS), both processed in the Agisoft PhotoScan software. Thirteen photogrammetric projects were done over time with 30-day revisit, the root mean squared error (RMSE) was used as accuracy measurement, and reached values lower than 5 centimeters for x, y and z axis. The orthoimage obtained with unmanned aerial vehicle (UAV) photogrammetry was changed from RGB to hue, saturation, value (HSV) color model, and the hue color space was chosen due to independence of illumination, beyond it has a good description of exposure of soil and vegetation, but it is dependent of light source temperature, so difficult to estabilish a static threshold, so we selected an unsupervised classification method, K-Means, to classify the unknown patterns along the area. Polygons were drawn delimiting the area represented by each portion and a supervised classification method based on entropy was used, the decision tree, to explore and find patterns that recognize each treatment. These steps are also displayed in forms of georeferenced thematic maps and were executed in the open source softwares Python, QGIS and Weka. The rules defined on the hue color space reached an accuracy of 100% on the training set, and provided a better understanding about the distribution of soil and vegetation on the parcels. This methodology shows a great potential for analysis of spectral data in precision agriculture. / Nesta pesquisa pretendemos alcançar a coesão cibernética no fluxo de informações dentro da agricultura de precisão, integrando métodos de aprendizagem de máquinas, visão computacional, sistema de informação geográfica e aerofotogrametria em uma área irrigada com efluente de matadouro, sob cinco tratamentos (W100 - irrigação com água superficial e 100 % de adubação mineral nitrogenada, E0, E33, E66 e E100 - irrigação com efluente tratado de abatedouro e adição de 0, 33, 66 e 100% de adubação mineral nitrogenada, respectivamente) e quatro repetições em pastagem (Cynodon dactylon (L.) Pers.) Várias imagens (entre cem e duzentas) com modelo de cor vermelho, verde e azul (RGB) foram capturadas por um quadricóptero voando a 20 metros de altitude, e obtendo resolução espacial de 1 centímetro em uma superfície de aproximadamente 0.5 ha. As imagens foram ortorretificadas juntamente com nove pontos de controle, realizados pelo sistema de posicionamento global diferencial (GPS), ambos processados no software Agisoft PhotoScan. Treze projetos fotogramétricos foram realizados ao longo do tempo com revisita de 30 dias, a raiz do erro quadrático médio (RMSE) foi usada como medida de acurácia e atingiu valores menores que 5 centímetros para os eixos x, y e z. A ortoimagem obtida com a fotogrametria do veículo aéreo não tripulado (UAV) foi alterada de RGB para matiz, saturação, valor (HSV) e o espaço de cor matiz foi escolhido devido a independência da iluminação, além de ter boa descrição da exposição do solo e vegetação. Entretanto este é dependente da temperatura da fonte de luz, portanto difícil de se estabelecer um limiar estático, logo selecionamos um método de classificação não supervisionado, o K-Means, para classificar os padrões desconhecidos ao longo da área. Polígonos foram traçados delimitando a área representada por cada parcela e um método supervisionado de classificação baseado na entropia foi utilizado, a árvore de decisão, para explorar e encontrar padrões que reconheçam cada tratamento. Essas etapas também são exibidas em formas de mapas temáticos georeferenciados e foram executadas nos softwares de código aberto Python, QGIS e Weka. As regras definidas no espaço de cor matiz atingiram uma acurácia de 100% no conjunto de treinamento e proporcionaram um melhor entendimento sobre a distribuição do solo e da vegetação nas parcelas. Esta metodologia mostra um grande potencial para análise de dados na agricultura de precisão.
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Irrigação de dois cultivos de milho com efluente de suinocultura tratado em biodigestor anaeróbio: avaliações no sistema solo-água-ar-planta / Irrigation of two maize cultivations with swine wastewater treated in anaerobic biodigester: evaluations on soil-water-air-plant system

Moretti, Sarah Mello Leite 15 August 2017 (has links)
Por muitos anos, os dejetos brutos de suínos foram inadequadamente destinados em áreas vizinhas às granjas, havendo pouca informação quanto aos danos causados pela elevada carga orgânica, patógenos e outros contaminantes como N, K, Na, Cu e Zn. Contudo, o uso agrícola do efluente tratado pode promover o uso racional da água e de insumos, melhorias na fertilidade do solo e na produtividade. Nesse contexto, avaliou-se o tratamento dos dejetos em biodigestor anaeróbio e os efeitos da irrigação de dois cultivos de milho com os efluentes tratados. Os dejetos brutos (EB) foram peneirados e tratados no biodigestor, gerando o efluente tratado (EBL) que foi diluído (1:50, v:v) (EBLD), simulando etapas posteriores do tratamento. Periodicamente, caracterizaram-se os efluentes e avaliou-se a eficiência do tratamento. Para avaliar a depuração da carga orgânica dos efluentes em um solo argiloso e outro arenoso, realizou-se teste de respirometria, quantificando o C-CO2 liberado ao longo de 172 dias. Conduziu-se ensaio de campo delineado em blocos casualizados, avaliando os seguintes tratamentos ao longo dos cultivos do milho safra e safrinha: T1-controle; T2-fertilização mineral sem irrigação, T3-irrigação com EBL, T4-irrigação com EBLD, T5-fertilização mineral com irrigação com água. Utilizaram-se tensiômetros para avaliar a necessidade de irrigação. Avaliaram-se os efeitos sobre a qualidade e fertilidade do solo, volatilização de nitrogênio, nutrição e produtividade da cultura. O EB não se enquadrou aos limites estabelecidos para uso agrícola de resíduos. O EBL enquadrou-se a esses limites, apresentando menores valores de DBO, DQO, sólidos, teores de P, Ca, Cu, Zn, Fe e Mn, e ausência de coliformes fecais e Salmonella. Contudo, apresentou valores elevados de CE, Na e N. No teste de respirometria, obteve-se maior taxa de degradação do material orgânico adicionado ao Argissolo em comparação ao Latossolo, verificando a ocorrência do efeito \"priming\" no Argissolo. As maiores perdas por volatilização de N ocorreram de 2 a 3 dias após a aplicação de 33,3 mm do EBL, as quais foram baixas e menores em relação às obtidas para fertilizantes nitrogenados. A irrigação com EBL aumentou a condutividade elétrica nas duas camadas de solo no primeiro cultivo, e no segundo cultivo houve sua redução. Os efluentes não alteram os teores disponíveis e totais de Cu e Zn no solo. Houve aumento nos teores de K trocável e na solução do solo da camada superficial, em função do uso do EBL. Após o segundo cultivo, os teores de N-NH4+ e N-NO3- foram maiores na camada subsuperficial de T3 (EBL). Para a safrinha, o uso do EBL aumentou os teores de N na folha e no grão. Já para safra, o uso do EBL aumentou apenas o teor de N no grão. Não houve alteração nos teores de micronutrientes no tecido vegetal. As produtividades de T3 (EBL) foram iguais a 6,7 t ha-1 para a safrinha e a 13,1 t ha-1 para a safra. Além disso, o uso do EBL no solo aumentou o teor de matéria seca e o comprimento de espiga, indicando suprimento de água e nutrientes para os dois cultivos de milho / For several years, the swine manures were improperly applied in soil of areas near to swine farms, without previous treatment. Additionally, there is little information about the contamination level caused by high organic load, pathogens, and high concentrations of N, K, Na, Cu and Zn present in swine waste. However, the treated swine wastewater use can promote the rational use of water and agricultural inputs, improving soil fertility and crop productivity. In this context, it aimed to evaluate the swine liquid waste treatment through the anaerobic biodigester and the irrigation effects of two maize cultivations with treated effluents. The liquid swine waste (EB) was sieved and, after, it was treated in biodigester, generating the treated efluente (EBL). The EBL was diluted (1:50, v:v) (EBLD), in order to simulate subsequent phases of treatment. Periodically, the effluents were characterized in order to evaluate the treatment efficiency. For evaluate the organic load depuration in a clayey and sandy soils, it was performed the respirometry test, quantifying the C-CO2 released during 172 days. It was conducted the field experiment designed in randomized blocks, evaluating the following treatments during winter and summer maize cultivations: T1- control; T2-mineral fertilization without irrigation; T3-irrigation with EBL; T4-irrigation with EBLD; T5-mineral fertilization with water irrigation. It was used tensiometers for evaluate the irrigation needs. It was evaluated the effects about soil fertility and quality, nitrogen loses by volatilization, culture nutrition and productivity. The EB didn\'t presented limits in accordance to legislations about agricultural use. The EBL presented reduced values of BOD, COD, volatile solids, contents of P and Ca, and absence of fecal coliforms and Salmonella, they being in accordance to limits established by these legislations. However, the values of CE and Na were higher than these limits. In respirometry test, it was observed higher organic material degradation for Ultisol in comparison to Oxisol and, verifying the \"priming\" effect for Ultisol. The higher losses by N volatilization occurred between 2 and 3 days after application of 33.3 mm of EBL, those were lower in relation to losses obtained from mineral fertilizers. In soil, the EBL irrigation increased the CE in first cultivation, which reduced after the second cultivation. There were not changes in available and total contents of Cu and Zn in soil. There were increases in exchangeable K contents and in soil solution of superficial soil depth. After the second cultivation, the contents of N-NH4+ e N-NO3- were higher in subsuperficial depth of T3 (EBL). For winter cultivation, the EBL increased the N contents in leaf and grains. Already for summer cultivation, the EBL increased only the N contents in grains. There were not changes in micronutrients contents of vegetal tissues. The productivities of T3 (EBL) were equals to 6.7 t ha-1 for winter maize and 13.1 t ha-1 for summer maize. Furthermore, the EBL increased the dry matter and length of ear, verifying that EBL supplied nutrients and water need to maize cultivations
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Fertilização com lodo de esgoto e vinhaça e influência nas frações de nitrogênio do caldo e qualidade da cana-de-açúcar

Có Júnior, Caramo [UNESP] 20 July 2007 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-20Bitstream added on 2014-06-13T18:57:46Z : No. of bitstreams: 1 cojunior_c_me_jabo.pdf: 361271 bytes, checksum: 9ff1fcdd435782a04d63112733b2d4f3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos residuais da aplicação, de diferentes resíduos e doses, sobre as frações de nitrogênio em caldo da cana nas diferentes partes do colmo e na qualidade da cana de (cultivar SP 81–3250). O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 13 tratamentos e 3 repetições, analisado em esquema fatorial 3 x 2 x 2 mais um tratamento adicional. Os tratamentos testados foram resultantes de três combinações de dois tipos de resíduos (lodo de esgoto; vinhaça; lodo de esgoto + vinhaça) com dois modos de aplicação (ao lado da linha de cana e em área total) e com duas doses (100 e 200 %) e mais um tratamento testemunha adicional. As variáveis analisadas foram: Nitrogênio Total, Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Não Protéico, Nitrogênio Amínico e Nitrogênio Protéico. A vinhaça proporcionou os maiores teores de Nitrogênio em todas as frações analisadas. As aplicações dos resíduos com a dose aumentada em 100% demonstram a superioridade nas variáveis determinadas. Apenas não aumentou a fração do Nitrogênio Protéico. Nas variáveis analisadas não proporcionaram alterações na porcentagem de nitrogênio nas folhas, palmito e terço inferior dos colmos. No terço médio dos colmos, a aplicação de vinhaça resultou em maior porcentagem de nitrogênio. Entretanto, o uso da dose em dobro proporcionou maior porcentagem de nitrogênio no terço médio e inferior do colmo. Os resíduos podem substituir a fertilização mineral sem que prejuízos ou vantagens sejam auferidos à qualidade da matéria prima. / The objective of this work was to evaluate the residual effect of residues applied during four years in distinct forms and doses, upon nitrogen fractions of sugar cane juice in deferent parts of stalk and quality of the sugar cane (4th Raton cane - cultivar SP 81–3250. The experimental design was randomized bocks with 13 treatments and 3 replications. To statistical analyze the results were organized in a 3x2x2 factorial scheme plus an additional treatment control. The treatments were the result of three combinations between 2 residues (sewage sludge, vinasse, sewage sludge + vinasse), applied in 2 different ways (close to the sugar cane line and spread in total area), in 2 doses (100 and 200%) plus a control treatment. The experimental design was randomized bocks with 13 treatments and 3 replications. The following parameters were analyzed: Total Nitrogen, Ammoniac Nitrogen, Non Protein Nitrogen, “Amino” Nitrogen and Protein Nitrogen juice contents. The vinasse provides the higher contents of nitrogen in whole fractions analyzed. The doses higher than 100% shown highest values for all parameters, except for protein nitrogen. All analyzed factors did not affect the leaf, heart and top stalk nitrogen contents. In middle part of stalks, vinasse application resulted to higher nitrogen contents than another parts. Although, when the double dose was used, higher nitrogen content at middle and lower parts of stalks were observed. The residues can substitute mineral fertilization without changes in raw material quality.
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Tratamento do lodo de resíduos de fossas e tanques sépticos em um sistema de alagado construído / Septic tanks and cesspools residues sludge treatment at a constructed wetlands system

Silva Junior, Édio Damásio da 13 November 2013 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-23T16:36:45Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Édio Damásio da Silva Junior - 2013.pdf: 3273647 bytes, checksum: 8b91152a8caeed706b4e8d78ff9facc0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-23T18:07:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Édio Damásio da Silva Junior - 2013.pdf: 3273647 bytes, checksum: 8b91152a8caeed706b4e8d78ff9facc0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-23T18:07:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Édio Damásio da Silva Junior - 2013.pdf: 3273647 bytes, checksum: 8b91152a8caeed706b4e8d78ff9facc0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-11-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The use of individual systems for treatment and disposal of sewage (ISTDS) comes as an option to the lack of sanitation in many Brazilian regions, mainly in small settlements. However, the wastes generated in these systems represent another health problem, since it contains high levels of pathogens and organic load. These wastes, termed septic tanks and cesspools residues (STCR) must be treated before their disposal to the environment. Simple and low cost technologies, like the constructed wetlands systems (CW), should be developed and evaluated aiming its implementation in small population centers. This study aimed to evaluate the treatment, more specifically the cleaning and stabilization, of the sludge accumulated in a CW designed to treat STCR. Two tanks were constructed, dug into the ground and filled with overlapping layers of gravel and sand for application and treatment of the STCR. One of them was grown by the vegetal specie Vetiver Grass (Chrysopogon zizanioides) and the other one was used as a control treatment. The STCR were applied to the system by the exhaustion of clean-pit trucks. The system behaved in vertical downward subsurface flow, controlled by a fluid spilling system. Physical-chemical and microbiological analyses of the crude residue and sludge in treatment in both tanks were made. The STCR nutritional potential was characterized through the determination of total phosphorus, total, organic and ammonia nitrogen, nitrite and nitrate. Their pathogen load was characterized by counting total coliforms, Escherichia coli, Salmonella spp. and helminths viable eggs. In addition, were characterized the attributes pH, moisture, total, volatile and fixed solids. From the sludge accumulated on the surface of treatment beds they were evaluated its pathogen load, solids content and moisture. The results were compared with the established pursuant to resolution nº 375/2006, of the brazilian National Council for the Environment (CONAMA), to verify the possibility of the sludge use in agriculture. The crude residue characterization results, showed to be similar to those cited by the literature, with high concentrations of pathogens and nutrients and also, high dispersion of values. With STCR disposals, the sludge layer increased in both systems, with higher values for the CW (about 1.1 cm per month), because of their greater capacity to retain moisture. During the disposal phase, both tanks sludge remained with high values of pathogenic organisms. At the end of the applications, there has been considerable reduction of these values, suggesting that for a better sludge treatment should be a period of "rest" without applications. It was observed that after two months of "rest", the sludge from both tanks was framed in A Class, with potential use in agriculture, as standardizes the resolution nº 375/2006 of CONAMA. In general, the tank without plants showed greater speed in the process of cleaning the sludge than the CW, mainly due to the direct sunlight exposure. However, with respect to the stabilization process, the CW was better than the control tank. / A utilização de sistemas individuais de tratamento e disposição de esgoto (SITDE) constitui-se em opção à carência de saneamento básico em diversas regiões brasileiras, principalmente em pequenos núcleos populacionais. Todavia, os resíduos esgotados nestes sistemas representam novo problema sanitário, uma vez que contém elevados teores de organismos patogênicos e de carga orgânica. Estes resíduos, denominados de resíduos de fossas e tanques sépticos (RFTS), devem ser tratados antes de sua disposição no meio ambiente. Tecnologias simples e de baixos custos, como os sistemas de alagados construídos (SAC’s), devem ser desenvolvidas e pesquisadas visando sua implantação em pequenos núcleos populacionais. Este trabalho objetivou avaliar o tratamento, mais especificamente a higienização e estabilização, do lodo acumulado em um SAC projetado para tratamento de RFTS. Foram construídos dois tanques, escavados no solo e preenchidos com camadas sobrepostas de brita e areia para aplicação e tratamento dos RFTS. Um tanque foi cultivado com a espécie vegetal Capim Vetiver (Chrysopogon zizanioides) e o outro serviu de testemunha. Os RFTS foram aplicados através do esgotamento de caminhões limpa-fossa. O sistema comportou-se em fluxo subsuperficial vertical descendente, controlado por um sistema de extravazão de líquidos. Foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas do resíduo bruto e do lodo em tratamento de ambos os tanques. Caracterizou-se o potencial nutricional do RFTS por meio da determinação das concentrações de fósforo total, nitrogênio total, orgânico e amoniacal, nitrito e nitrato. A carga de patógenos foi obtida por meio da contagem de coliformes totais, Escherichia coli, Salmonella spp. e ovos viáveis de helmintos. Também foram caracterizados os atributos pH, umidade, sólidos totais, fixos e voláteis. Do lodo acumulado na superfície dos leitos de tratamento avaliaram-se a carga patógena, o teor de sólidos e a umidade. Os resultados foram comparados com o estabelecido pela resolução nº 375/2006, do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA), para verificar sua potencialidade de uso agrícola. A caracterização do resíduo bruto apresentou dados similares à literatura, com elevadas concentrações de patógenos e nutrientes, além da alta dispersão de resultados. Com as disposições do RFTS, a camada de lodo aumentou em ambos os sistemas, com valores superiores para o SAC (cerca de 1,1 cm ao mês), em virtude de sua maior capacidade de retenção de umidade. Durante a fase de aplicação dos resíduos, o lodo de ambos os tanques permaneceu com altos valores de organismos patógenos. Ao cessar as aplicações, houve considerável redução destes valores, sugerindo que para melhor tratamento do lodo deve-se haver um período de “descanso”, sem aplicações. Observou-se que após um período de dois meses de “descanso”, o lodo de ambos os tanques foi enquadrado na classe A, com possibilidade de uso na agricultura, conforme normatiza o CONAMA. De forma geral, o tanque sem plantas apresentou maior rapidez no processo de higienização do lodo do que no SAC, principalmente em função da exposição solar direta. Entretanto, no que tange ao processo de estabilização, o SAC foi superior ao tanque controle.
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Irrigação de dois cultivos de milho com efluente de suinocultura tratado em biodigestor anaeróbio: avaliações no sistema solo-água-ar-planta / Irrigation of two maize cultivations with swine wastewater treated in anaerobic biodigester: evaluations on soil-water-air-plant system

Sarah Mello Leite Moretti 15 August 2017 (has links)
Por muitos anos, os dejetos brutos de suínos foram inadequadamente destinados em áreas vizinhas às granjas, havendo pouca informação quanto aos danos causados pela elevada carga orgânica, patógenos e outros contaminantes como N, K, Na, Cu e Zn. Contudo, o uso agrícola do efluente tratado pode promover o uso racional da água e de insumos, melhorias na fertilidade do solo e na produtividade. Nesse contexto, avaliou-se o tratamento dos dejetos em biodigestor anaeróbio e os efeitos da irrigação de dois cultivos de milho com os efluentes tratados. Os dejetos brutos (EB) foram peneirados e tratados no biodigestor, gerando o efluente tratado (EBL) que foi diluído (1:50, v:v) (EBLD), simulando etapas posteriores do tratamento. Periodicamente, caracterizaram-se os efluentes e avaliou-se a eficiência do tratamento. Para avaliar a depuração da carga orgânica dos efluentes em um solo argiloso e outro arenoso, realizou-se teste de respirometria, quantificando o C-CO2 liberado ao longo de 172 dias. Conduziu-se ensaio de campo delineado em blocos casualizados, avaliando os seguintes tratamentos ao longo dos cultivos do milho safra e safrinha: T1-controle; T2-fertilização mineral sem irrigação, T3-irrigação com EBL, T4-irrigação com EBLD, T5-fertilização mineral com irrigação com água. Utilizaram-se tensiômetros para avaliar a necessidade de irrigação. Avaliaram-se os efeitos sobre a qualidade e fertilidade do solo, volatilização de nitrogênio, nutrição e produtividade da cultura. O EB não se enquadrou aos limites estabelecidos para uso agrícola de resíduos. O EBL enquadrou-se a esses limites, apresentando menores valores de DBO, DQO, sólidos, teores de P, Ca, Cu, Zn, Fe e Mn, e ausência de coliformes fecais e Salmonella. Contudo, apresentou valores elevados de CE, Na e N. No teste de respirometria, obteve-se maior taxa de degradação do material orgânico adicionado ao Argissolo em comparação ao Latossolo, verificando a ocorrência do efeito \"priming\" no Argissolo. As maiores perdas por volatilização de N ocorreram de 2 a 3 dias após a aplicação de 33,3 mm do EBL, as quais foram baixas e menores em relação às obtidas para fertilizantes nitrogenados. A irrigação com EBL aumentou a condutividade elétrica nas duas camadas de solo no primeiro cultivo, e no segundo cultivo houve sua redução. Os efluentes não alteram os teores disponíveis e totais de Cu e Zn no solo. Houve aumento nos teores de K trocável e na solução do solo da camada superficial, em função do uso do EBL. Após o segundo cultivo, os teores de N-NH4+ e N-NO3- foram maiores na camada subsuperficial de T3 (EBL). Para a safrinha, o uso do EBL aumentou os teores de N na folha e no grão. Já para safra, o uso do EBL aumentou apenas o teor de N no grão. Não houve alteração nos teores de micronutrientes no tecido vegetal. As produtividades de T3 (EBL) foram iguais a 6,7 t ha-1 para a safrinha e a 13,1 t ha-1 para a safra. Além disso, o uso do EBL no solo aumentou o teor de matéria seca e o comprimento de espiga, indicando suprimento de água e nutrientes para os dois cultivos de milho / For several years, the swine manures were improperly applied in soil of areas near to swine farms, without previous treatment. Additionally, there is little information about the contamination level caused by high organic load, pathogens, and high concentrations of N, K, Na, Cu and Zn present in swine waste. However, the treated swine wastewater use can promote the rational use of water and agricultural inputs, improving soil fertility and crop productivity. In this context, it aimed to evaluate the swine liquid waste treatment through the anaerobic biodigester and the irrigation effects of two maize cultivations with treated effluents. The liquid swine waste (EB) was sieved and, after, it was treated in biodigester, generating the treated efluente (EBL). The EBL was diluted (1:50, v:v) (EBLD), in order to simulate subsequent phases of treatment. Periodically, the effluents were characterized in order to evaluate the treatment efficiency. For evaluate the organic load depuration in a clayey and sandy soils, it was performed the respirometry test, quantifying the C-CO2 released during 172 days. It was conducted the field experiment designed in randomized blocks, evaluating the following treatments during winter and summer maize cultivations: T1- control; T2-mineral fertilization without irrigation; T3-irrigation with EBL; T4-irrigation with EBLD; T5-mineral fertilization with water irrigation. It was used tensiometers for evaluate the irrigation needs. It was evaluated the effects about soil fertility and quality, nitrogen loses by volatilization, culture nutrition and productivity. The EB didn\'t presented limits in accordance to legislations about agricultural use. The EBL presented reduced values of BOD, COD, volatile solids, contents of P and Ca, and absence of fecal coliforms and Salmonella, they being in accordance to limits established by these legislations. However, the values of CE and Na were higher than these limits. In respirometry test, it was observed higher organic material degradation for Ultisol in comparison to Oxisol and, verifying the \"priming\" effect for Ultisol. The higher losses by N volatilization occurred between 2 and 3 days after application of 33.3 mm of EBL, those were lower in relation to losses obtained from mineral fertilizers. In soil, the EBL irrigation increased the CE in first cultivation, which reduced after the second cultivation. There were not changes in available and total contents of Cu and Zn in soil. There were increases in exchangeable K contents and in soil solution of superficial soil depth. After the second cultivation, the contents of N-NH4+ e N-NO3- were higher in subsuperficial depth of T3 (EBL). For winter cultivation, the EBL increased the N contents in leaf and grains. Already for summer cultivation, the EBL increased only the N contents in grains. There were not changes in micronutrients contents of vegetal tissues. The productivities of T3 (EBL) were equals to 6.7 t ha-1 for winter maize and 13.1 t ha-1 for summer maize. Furthermore, the EBL increased the dry matter and length of ear, verifying that EBL supplied nutrients and water need to maize cultivations

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