The purpose of the present research was to analyse the behaviour of eigth forest species, namely, acácia negra (Acacia mearmsii Willd), acacia trinervis (Acácia longifolia (Andr.) Wildenow), angico (Parapiptadenia rigida (Bentham ) Brenan), bracatinga (Mimosa scabrella Bentham), canafístula (Peltophorum dubium (Sprengel) Taubert), Eucaliptus globulus (Eucalyptus giobulus Labill), Eucaliptus viminalis (Eucalyptus viminalis Labill) and monjoleiro (Acacia potyphylla D. C.), as well as three herbage species, namely, capim chorão (Eragrostis curvalis Ness), capim gordura (Melines minutiflora P. de Beauv) and soja perene (Glycine wighttii (R. Granh ex. Wight and Arn.). Verde, for the recovery of the "borrowarea” of the Governador Parigot de Souza Hydroplant dam, where the soil had been deprived of A and B zero horizons. The statistical design was a "split plot in random blocks" with three repetitions; the forest species were planted in the subunits and the herbage species in the whole units. The percentage of soil occupation by the latter was whole units. Averages were compared through the SNK test with a 95% probability. The development of the variables -heigth, root collar diameter and survival -were the parameters used for the selection of the more promising forest species. Five measurements were taken, from the fourth up to the twentieth month after plantation. Finally, six regression equations were tested, in order to predict the heigth of the forest species considered viable in the experiment. From the eigth forest species tested, five were considered viable during the period under examination: acacia negra (Acacia mearsii Willd), acacia trinervis (Acacia longifolia (Andr.) Wildenow), Eucaliptus globulus (EucatyptulJ g"£.2.. butu~ Labill), Eucaliptus viminalis (Eucatyptus viminalis Labill) and bracatinga (Mimosas scabrella Bentham). In the whole units, capim gordura (Melinis minutiflora P. de Beauv.), capim chorão (Eragrostis curvula Ness) as well as the mixture of the three species were considered viable for protecting the soil. The linear regression equation was the most appropriated for predicting the heigth of the five selected species.

No último século, a elevada degradação dos recursos naturais fez surgir o interesse mundial em identificar qualidade do solo. Este interesse está baseado na consciência de que o solo é um dos agentes reguladores dos grandes ciclos da biosfera terrestre. Qualidade do solo é definida como a capacidade de um solo exercer suas funções na natureza. Em função disto, buscou-se compreender o funcionamento do solo, estudando os princípios da termodinâmica do não-equilíbrio, pois é o ramo da ciência que abrange os sistemas abertos. Neste trabalho, pressupõem-se que o adequado funcionamento do solo capacita o mesmo produzir alimentos, enquanto incrementa sua qualidade. O sistema solo é o resultado de complexas interações dos subsistemas mineral, plantas e microrganismos. O seu funcionamento ocorre pela passagem do fluxo de energia e matéria, o qual se caracteriza pela entrada de compostos orgânicos, adicionados pelas plantas e transformados pelos microrganismos. Conforme este fluxo, o sistema se auto-organiza em estados de ordem, os quais são representados, de certa forma, pela hierarquia de agregação do solo. O processo de agregação consiste na formação em seqüência de estruturas cada vez mais complexas, conduzida pela entrada de compostos orgânicos. Estas estruturas possuem níveis de ordem, que aumentam conforme aumenta a interação entre os minerais, as plantas e os microrganismos. O estado de ordem em nível alto é caracterizado pela maior proporção de macroagregados e quantidade de carbono retido, gerando propriedades emergentes que capacitam o sistema solo exercer suas funções e, assim, atingir qualidade. Sistemas solo foram analisados quanto ao fluxo de energia e matéria e aos estados de ordem resultantes, com o objetivo de avaliar o seu funcionamento na produção agrícola. Para isto, utilizou-se simulações pelo modelo Century de dinâmica da matéria orgânica do solo e determinações de classes de agregados e de carbono orgânico total do solo em experimento de longa duração. Com os dados, buscou-se identificar práticas de manejo que favoreçam a qualidade do sistema solo. A partir dos resultados obtidos, estas práticas de manejo consistem na adição contínua e diversificada de energia e matéria, via cultivo de plantas, e o não revolvimento do solo. / The intense degradation ofthe natural resources in the last century brought to the world the interest in identifying the soil quality. This interest is based on the awareness that the soil is one of the balancing agents of the greatest earth biosphere cycles. Soil quality is defmed as the capacity of it to have its functions in the environmental. Because o( that it has been tried to understand the soil performance through the studying of the non-equilibrium thermodynamic, which is the science that studies the open systems. lt is assumed in this work that the appropriate function of the soil enables it to produce food while getting better quality. The soil system is the result of a complex interaction among the mineral, the plants and the microorganisms systems. lts functioning is determined by the addition of organic compounds by plants that undergoes microbiological transformations in the soil, representing the flow of energy and matter through it. According to this flow the soil system self-organizes in states of orders which are represented, in a way, by the soil aggregation hierarchy. The process of the soil aggregation is the sequence formation of more complex structures led by the organic compounds entrance and biological activity. These structures have order leveis that increase as the interaction among mineral, plants and microorganisms increases. The high levei order state is characterized by the higher proportions of macroaggregates and the amount of carbon retained, resulting in properties that enable the soil system to function adequately and reach quality Soil systems were analyzed through the flow of energy and matter and the resulting order states, in order to evaluate the soil system performance in the agricultura production. Total soil organic carbon accumulation, soil aggregation and balance between carbon addition and losses by the Century soil organic matter model in long term experiment were determined. With the data, management practices were identified in order to achieve the soil system quality. From the results obtained the practices are the continuous and diverse adding of energy and matter by plants and the no-tillage ofthe soil. -

A aptidão do solo em promover a sustentabilidade socioeconômica e ambiental está ligada à sua capacidade em fornecer nutrientes e suporte para a biosfera. A perda de solo é um indicador eficaz para avaliar a saúde e funcionamento do ecossistema terrestre, visto que a erosão é um dos principais fatores que causam degradação dos solos no mundo e é um desafio social, econômico e ambiental a ser superado. Portanto, estimar o potencial de perdas de solo e a produção de sedimentos nos diferentes manejos da Sub-bacia Hidrográfica do Córrego da Laje, que deságua no reservatório da Usina Hidrelétrica de Furnas, sul de Minas Gerais, é uma tarefa essencial para o planejamento, gestão e proteção do solo e dos recursos hídricos, bem como prever se os recursos naturais estão sendo utilizados acima da capacidade de suporte. Para estimar a erosão potencial foi utilizado o Método de Erosão Potencial, incorporando seus algoritmos no programa Intensidade de Erosão e Escoamento que proporcionou maior agilidade e confiabilidade na aferição dos resultados. O modelo foi aplicado em Sistema de Informação Geográfica com auxílio de geoprocessamento, e os principais fatores descritos na forma de mapas digitais e planos de informações. Os mapas digitais derivaram do Modelo Digital de Elevação, de análises química e física do solo, de dados de campo e de informações obtidas na literatura especializada. O coeficiente que sugere o potencial médio da erosão foi calculado em 0,37, ou categoria IV de deterioração, que indica processos de erosão laminar de grau fraco. Os resultados das perdas médias potenciais de solo foram equivalentes aos obtidos pela Equação Universal de Perdas de Solo Revisada, na mesma sub-bacia, com média de 1,52 Mg ha-¹ ano-¹ e perda total potencial de solo de 668,26 Mg ha-¹ ano-¹. A perda total potencial nessa pesquisa foi de 649,31 Mg ano-¹ para um período de retorno de 100 anos. A descarga de sedimentos que atinge o deflúvio foi de 60 Mg ano-¹, ou seja, 9,3% das perdas totais potenciais alcançaram as áreas deposicionais ou cursos d’água. A média de perdas potenciais de solo neste modelo foi de 1,46 Mg ha-¹ ano-¹. Os resultados são considerados satisfatórios e amparam novos estudos com a aplicação do Método de Erosão Potencial no Brasil. / The ability of the soil to promote socioeconomic and environmental sustainability is linked to its ability to provide nutrients and support for the biosphere and terrestrial ecosystems. This ability depends on the balance between the physical, chemical and biological conditioning of the soil under the influence of climatic, geomorphological, anthropic and chronological factors. Therefore, soil deterioration processes can be evaluated based on the aid of environmental indicators. Soil loss is an effective indicator for assessing the health and functioning of the terrestrial ecosystem, since erosion is one of the major factors causing soil degradation in the world and is a social, economic and environmental challenge to be overcome. Therefore, estimating the potential for soil losses and sediment production in the different operations of the Laje Stream Hydrographic Sub-basin, which flows into the Furnas Hydroelectric Power Plant reservoir, south of Minas Gerais, is an essential task for the planning, Management and protection of soil and water resources, as well as predicting whether natural resources are being used above the carrying capacity. To estimate the potential erosion, the Potential Erosion Method was used, incorporating its algorithms in the Erosion and Flow Intensity software, which provided greater agility and reliability in the measurement of results. The model was applied in Geographic Information System with the aid of geoprocessing, and the main factors described in the form of digital maps and information plans. The digital maps were derived from the Digital Elevation Model, from chemical and physical soil analysis, field data and information obtained from the specialized literature. The coefficient suggesting the mean erosion potential was calculated as 0.37, or deterioration category IV, indicating weak degree of erosion. Potential mean soil losses were equivalent to those obtained by the Revised Universal Soil Loss Equation in the same subbasin, with a mean of 1.52 Mg ha-¹ year-¹ and a total potential loss of soil of 668.26 Mg ha-¹ year-¹. The total potential loss in this research was 649.31 Mg year-¹ for a 100 year return period. The discharge of sediment that reached the defluvium was 60 Mg year-¹, that is, 9.3% of the total potential losses reached the depositional areas or watercourses. The mean of potential soil losses in this model was 1.46 Mg ha-¹ year-¹. The results are considered satisfactory and support new studies with the application of the Potential Erosion Method in Brazil.

No último século, a elevada degradação dos recursos naturais fez surgir o interesse mundial em identificar qualidade do solo. Este interesse está baseado na consciência de que o solo é um dos agentes reguladores dos grandes ciclos da biosfera terrestre. Qualidade do solo é definida como a capacidade de um solo exercer suas funções na natureza. Em função disto, buscou-se compreender o funcionamento do solo, estudando os princípios da termodinâmica do não-equilíbrio, pois é o ramo da ciência que abrange os sistemas abertos. Neste trabalho, pressupõem-se que o adequado funcionamento do solo capacita o mesmo produzir alimentos, enquanto incrementa sua qualidade. O sistema solo é o resultado de complexas interações dos subsistemas mineral, plantas e microrganismos. O seu funcionamento ocorre pela passagem do fluxo de energia e matéria, o qual se caracteriza pela entrada de compostos orgânicos, adicionados pelas plantas e transformados pelos microrganismos. Conforme este fluxo, o sistema se auto-organiza em estados de ordem, os quais são representados, de certa forma, pela hierarquia de agregação do solo. O processo de agregação consiste na formação em seqüência de estruturas cada vez mais complexas, conduzida pela entrada de compostos orgânicos. Estas estruturas possuem níveis de ordem, que aumentam conforme aumenta a interação entre os minerais, as plantas e os microrganismos. O estado de ordem em nível alto é caracterizado pela maior proporção de macroagregados e quantidade de carbono retido, gerando propriedades emergentes que capacitam o sistema solo exercer suas funções e, assim, atingir qualidade. Sistemas solo foram analisados quanto ao fluxo de energia e matéria e aos estados de ordem resultantes, com o objetivo de avaliar o seu funcionamento na produção agrícola. Para isto, utilizou-se simulações pelo modelo Century de dinâmica da matéria orgânica do solo e determinações de classes de agregados e de carbono orgânico total do solo em experimento de longa duração. Com os dados, buscou-se identificar práticas de manejo que favoreçam a qualidade do sistema solo. A partir dos resultados obtidos, estas práticas de manejo consistem na adição contínua e diversificada de energia e matéria, via cultivo de plantas, e o não revolvimento do solo. / The intense degradation ofthe natural resources in the last century brought to the world the interest in identifying the soil quality. This interest is based on the awareness that the soil is one of the balancing agents of the greatest earth biosphere cycles. Soil quality is defmed as the capacity of it to have its functions in the environmental. Because o( that it has been tried to understand the soil performance through the studying of the non-equilibrium thermodynamic, which is the science that studies the open systems. lt is assumed in this work that the appropriate function of the soil enables it to produce food while getting better quality. The soil system is the result of a complex interaction among the mineral, the plants and the microorganisms systems. lts functioning is determined by the addition of organic compounds by plants that undergoes microbiological transformations in the soil, representing the flow of energy and matter through it. According to this flow the soil system self-organizes in states of orders which are represented, in a way, by the soil aggregation hierarchy. The process of the soil aggregation is the sequence formation of more complex structures led by the organic compounds entrance and biological activity. These structures have order leveis that increase as the interaction among mineral, plants and microorganisms increases. The high levei order state is characterized by the higher proportions of macroaggregates and the amount of carbon retained, resulting in properties that enable the soil system to function adequately and reach quality Soil systems were analyzed through the flow of energy and matter and the resulting order states, in order to evaluate the soil system performance in the agricultura production. Total soil organic carbon accumulation, soil aggregation and balance between carbon addition and losses by the Century soil organic matter model in long term experiment were determined. With the data, management practices were identified in order to achieve the soil system quality. From the results obtained the practices are the continuous and diverse adding of energy and matter by plants and the no-tillage ofthe soil. -

No último século, a elevada degradação dos recursos naturais fez surgir o interesse mundial em identificar qualidade do solo. Este interesse está baseado na consciência de que o solo é um dos agentes reguladores dos grandes ciclos da biosfera terrestre. Qualidade do solo é definida como a capacidade de um solo exercer suas funções na natureza. Em função disto, buscou-se compreender o funcionamento do solo, estudando os princípios da termodinâmica do não-equilíbrio, pois é o ramo da ciência que abrange os sistemas abertos. Neste trabalho, pressupõem-se que o adequado funcionamento do solo capacita o mesmo produzir alimentos, enquanto incrementa sua qualidade. O sistema solo é o resultado de complexas interações dos subsistemas mineral, plantas e microrganismos. O seu funcionamento ocorre pela passagem do fluxo de energia e matéria, o qual se caracteriza pela entrada de compostos orgânicos, adicionados pelas plantas e transformados pelos microrganismos. Conforme este fluxo, o sistema se auto-organiza em estados de ordem, os quais são representados, de certa forma, pela hierarquia de agregação do solo. O processo de agregação consiste na formação em seqüência de estruturas cada vez mais complexas, conduzida pela entrada de compostos orgânicos. Estas estruturas possuem níveis de ordem, que aumentam conforme aumenta a interação entre os minerais, as plantas e os microrganismos. O estado de ordem em nível alto é caracterizado pela maior proporção de macroagregados e quantidade de carbono retido, gerando propriedades emergentes que capacitam o sistema solo exercer suas funções e, assim, atingir qualidade. Sistemas solo foram analisados quanto ao fluxo de energia e matéria e aos estados de ordem resultantes, com o objetivo de avaliar o seu funcionamento na produção agrícola. Para isto, utilizou-se simulações pelo modelo Century de dinâmica da matéria orgânica do solo e determinações de classes de agregados e de carbono orgânico total do solo em experimento de longa duração. Com os dados, buscou-se identificar práticas de manejo que favoreçam a qualidade do sistema solo. A partir dos resultados obtidos, estas práticas de manejo consistem na adição contínua e diversificada de energia e matéria, via cultivo de plantas, e o não revolvimento do solo. / The intense degradation ofthe natural resources in the last century brought to the world the interest in identifying the soil quality. This interest is based on the awareness that the soil is one of the balancing agents of the greatest earth biosphere cycles. Soil quality is defmed as the capacity of it to have its functions in the environmental. Because o( that it has been tried to understand the soil performance through the studying of the non-equilibrium thermodynamic, which is the science that studies the open systems. lt is assumed in this work that the appropriate function of the soil enables it to produce food while getting better quality. The soil system is the result of a complex interaction among the mineral, the plants and the microorganisms systems. lts functioning is determined by the addition of organic compounds by plants that undergoes microbiological transformations in the soil, representing the flow of energy and matter through it. According to this flow the soil system self-organizes in states of orders which are represented, in a way, by the soil aggregation hierarchy. The process of the soil aggregation is the sequence formation of more complex structures led by the organic compounds entrance and biological activity. These structures have order leveis that increase as the interaction among mineral, plants and microorganisms increases. The high levei order state is characterized by the higher proportions of macroaggregates and the amount of carbon retained, resulting in properties that enable the soil system to function adequately and reach quality Soil systems were analyzed through the flow of energy and matter and the resulting order states, in order to evaluate the soil system performance in the agricultura production. Total soil organic carbon accumulation, soil aggregation and balance between carbon addition and losses by the Century soil organic matter model in long term experiment were determined. With the data, management practices were identified in order to achieve the soil system quality. From the results obtained the practices are the continuous and diverse adding of energy and matter by plants and the no-tillage ofthe soil. -

Objetivou-se com este estudo avaliar o efeito de preparos de solo diferenciados, aplicados em duas bacias hidrográficas experimentais reflorestadas com eucalipto, sobre o balanço hídrico, o escoamento direto, a qualidade da água, a ciclagem de nutrientes e as perdas de solo. As microbacias estão localizadas no Vale do Paraíba, Município de Santa Branca, Estado de São Paulo. Fazem parte da Fazenda Bela Vista III, que pertence à empresa FLORIN - Florestamento Integrado S.A. A microbacia A tem uma área de 7,2 ha, sendo 239 m2 (3,3% da área) de mata ciliar, com uma declividade média de 19, 6%; enquanto a área da microbacia B é de 5,5 ha, com 117 m2 (2,1% da área) de mata ciliar e a declividade média de 28,9%. As duas áreas foram plantadas com Eucalyptus saligna Smith, porém tiveram preparos de solo diferenciados: na microbacia A, o preparo de solo consistiu em roçada, queimada, e aração a 20 cm de profundidade com arado de disco; na microbacia B, o preparo de solo consistiu apenas em roçada, queimada, e coveamento manual. As microbacias tiveram as matas ciliares preservadas. A precipitação foi medida com um pluviógrafo tipo Helmann, de rotação semanal, que propiciou a tabulação dos dados de precipitacão diária, para as duas microbacias, três pluviômetros tipo Ville de Paris e um pluviômetro de acrílico marca Fretin, que contituiram a rede para a determinação, pela média aritmética, da precipitação semanal para as bacias. Para a amostragem de água das chuvas visando as análises físico-químicas foram instalados cinco coletores apropriados ao longo das duas microbacias. O deflúvio das microbacias foi obtido através da medição contínua da vazão, sendo utilizados dois linígrafos modelo Hidrologia, instalados um em cada estação fluviométrica. As amostras do deflúvio, em ambas microbacias, foram coletadas no vertedouro, com garrafas de polietileno, em intervalos semanais. As determinações dos elementos K+, Ca++ , Mg++, Fe++ e Na+, como parte da análise da água da chuva e do deflúvio, foram realizadas por meio de espectrofotômetro de absorção atômica. O N03- e P04-3 foram analisados por colorimetria, pelos métodos da brucina e do fosfomolibdato, respectivamente . O NH4+ foi determinado por titulação pelo método da destilação. Seguindo-se as normas da AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (1976), foram realizadas as análises de turbidez, condutividade elétrica e pH. Os valores da alcalinidade foram obtidos por titulação, e os valores de cor, por colorimetria, tendo-se como escala colorimétrica uma solução de platino-cobalto. A perda de solo foi calculada a partir da concentração semanal de sedimento, mais aquelas oriundas de chuvas isoladas. O material sedimentado, por ter se mostrado em muita pequena quantidade e de difícil quantificação, não foi mensurado. No entanto, acredita-se que a sua ausência na totalização da perda de solo não interfira, de forma significativa, na análise da comparação relativa das perdas de solo entre as duas microbacias estudadas. A microbacia B apresenta condições que favorecem o escoamento superficial, possibilitando a existência de áreas passiveis de erosão e formação de voçorocas. Já a microbacia A possui condições mais permeáveis do solo, as quais favorecem o escoamento subsuperficial. A evapotranspiração para a microbacia A foi de 82,8%, enquanto a microbacia B, durante o período estudado, mostrou uma taxa de 44,4%. Os fluxos mensais de nutrientes mostraram que existe um ganho de NH4+, NO3- e PO4-3 para ambas microbacias. O Ca++, Mg++, Fe++ e o Na+ apresentaram um balanço negativo . Já o K+ revelou um ganho na microbacia A, ao contrário da microbacia B. A contribuição relativa da precipitação ocorrida na área experimental em relação ao teor de nutrientes contidos numa árvore inteira, num tronco com casca e noutro sem casca, mostrou que a entrada de nitrogênio via precipitação foi significativa, enquanto as entradas de P04-3, K+, Ca++ e Mg++ estiveram abaixo do requerido, principalmente, se a exploração da árvore inteira for considerada. A produção de sedimento em suspensão foi 2,5 vezes maior na microbacia B do que na microbacia A. Já a contribuição média devida às chuvas, nas perdas totais de solo da microbacia A atingiu apenas 4,89%; na microbacia B esta contribuição chegou a 40,56%. As medidas de preparo de solo e de cultivo mínimo, baseados na declividade média do terreno e na textura de solo; além da preservação das matas ciliares, adotadas previamente pela empresa, estão, aparentemente, sendo eficientes na conservação do solo, conforme os dados analisados no presente estudo. / The goal of this study is to estimate the effects of different managements applied to two experimental catchments with eucalypt plantations over the water balance, the nutrient cycling and the soil loss. The small catchments are located in Paraíba River Valley, in the Municipatily of Santa Branca, São Paulo State. They are part of III Bela Vista Forest Farm, from FLORIN - Integrated Forested company S. A. The A catchment has an area of 7.2 ha, with an average slope of 19.6%, while the area of the B catchment is 5.5 ha, and its average slope is 28.9%. Both areas were planted with Eucalyptus saligna Smith, but they had different site preparation: at catchment A, the plantation was preceded by a mechanical method of site preparation (plowing without harrowing); at catchment B. the plantation was established manually without soil preparation (slash burning). The small catchment the had riparian ecosystem preserved. The precipitation was measured with a Helmann type recording gage, with a week rotation, and four non-recording raingages. Average by arithmetic mean precipitation for the catchments was determined. Five adequate collectors were installed for the rainfall sampling aiming at the physical-chemical analysis. Streamflow was measured with 90° V-notch weirs containing a stage recorders installed one in each gaging station. The streamflow samples, in both small catchments, were collect weekly at the weir with polyethylene bottles. The determinations of K+, Ca++, Mg++, Fe++ and Na+ elements, as part of the rainfall and of the streamflow analysis, were made by spectrophotometry. N03- and P04-3 were analysed by colorimetry, using the brucina and phosphomolybdate methods, respectively. The NH4+ was analyzed by the distillation method. The loss of soil was calculated from the weekly sediment concentration. Additionally, the weirs were adapted with a semi-automatic sampling device to collect samples from higher stage to storm discharge. The sedimented material, being very tiny and in small quantity, was not measured. However, we believe that the absence at this part in the totalization of soil loss does not interfere in an essencial way in the comparative analysis of the soil loss between the two catchments. Catchment B presents conditions that favors surface runoff, allowing the existence of possible areas of erosion and gully formation. But catchment A has more permeable soil, which are favourable to the subsurface runoff. Evapotranspiration was 82.8% of the annual precipitation in catchment A, while for catchment B this percentage was 44.4%. The monthly flows of nutrients showed a gain of NH4+, N03- and P04-3 in both catchments. For Ca++, Mg++, Fe++ and the Na+ the balance was negative. But for K+ there was a gain in catchment A, and a loss in catchment B. The relative contribution of nutrient input in precipitation measured in this experimental area, in comparison with the nutrient contents of a whole tree, a trunk with bark, and a trunk without bark, showed that the input of nitrogen by precipitation was significant, while the inputs of P04-3, K+, Ca++ and Mg++ were below required amount, mainly if the exploration of the whole tree was considered. The production of suspended sediment was 2.5 times greater in the catchment B than in catchment A. But the average contribution due to the rain, in the total loss of the soil in catchment A reached only 4.89%; in the catchment B this contribution reached 40.56%. The method of site preparation and minimal cultivation, besides the policy of preserving riparian ecosystem, used routinely by the company are apparently being confirmed as adequate for soil and water conservation in the region.

Orientadores: Edson Eiji Matsura, Zigomar Menezes de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-17T15:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizari_DouglasRoberto_D.pdf: 8370822 bytes, checksum: e5f2514514958e8b994537236acbeec8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A potencialidade do sistema plantio direto (SPD) na conservação da água e do solo, aliado à necessidade de pesquisas com culturas irrigadas nesse sistema, principalmente no Estado de São Paulo, determina uma demanda de informações nessa área, visando minimizar a degradação dos recursos hídricos, normalmente utilizado de maneira inadequada na busca por elevadas produtividades. Diante da importância da necessidade da água para irrigação, torna-se imprescindível a conscientização do produtor rural com relação ao seu manejo racional, que pode ser alcançado tanto pela implantação de técnicas conservacionistas quanto pela utilização de equipamentos de monitoramento da umidade do solo mais práticos e eficientes. Apesar da sua importância para o sucesso do SPD irrigado, há uma carência, no Estado de São Paulo, de estudos voltados para a quantidade adequada de cobertura morta na superfície do solo, que possa proporcionar disponibilidade de água necessária para as plantas, durante o seu ciclo de desenvolvimento, levando-se em conta a sua decomposição, que pode ser mais ou menos rápida, dependendo das condições climáticas da região. Baseado nisso, estudou-se a influência de diferentes quantidades de cobertura morta de milho na conservação da umidade e produtividade da cultura do feijoeiro, avaliando-se também a técnica da TDR (Reflectometria no domínio do tempo) no monitoramento da umidade do solo, na redistribuição da água no seu interior e no manejo da irrigação. Para isso, foi semeada a cultura do feijão, variedade Pérola, na época de inverno nos anos de 2007, 2008 e 2009. Na primeira safra, caracterizou-se o sistema radicular da cultura ao longo de todo seu ciclo de desenvolvimento, buscando-se uma relação com os parâmetros da parte aérea, e também, como uma forma de aprimorar o cálculo da lâmina de água aplicada nas culturas irrigadas, contribuindo para um manejo mais racional da irrigação e um menor desperdício de água aplicada no SPD. Na segunda safra, verificou-se a influência de diferentes quantidades de cobertura morta de milho na temperatura e umidade do solo na cultura do feijoeiro irrigado em SPD e na última safra avaliou-se a decomposição dessas diferentes quantidades de cobertura morta ao longo de todo o ciclo da cultura e também, desenvolveu-se um equipamento portátil para otimizar as leituras de umidade no campo por sondas de TDR, como proposta de uma ferramenta para ser utilizada no manejo da irrigação e ensaios de redistribuição de água no interior do solo. Foi possível verificar que a profundidade efetiva de raízes do feijoeiro variou ao longo do ciclo da cultura, apresentando boa correlação com a altura de plantas, índice de área foliar e massa seca da parte aérea. Que a maior quantidade de cobertura morta de milho proporcionou as menores taxa de decomposição, os maiores valores de umidade do solo, os menores valores de temperatura do solo e a maior produtividade de grãos e de seus componentes de produtividade. Finalmente a técnica da TDR juntamente com o equipamento portátil para uma única sonda de TDR foi viável no monitoramento da umidade do solo, podendo também ser empregada no manejo da irrigação e ensaios de redistribuição de água no interior do solo. / Abstract: Due to the potential of the no-tillage system (SPD) in the water and soil conservation combined with the need for research with irrigated crops in this system, mainly in the State of São Paulo, has been increasing the demand for information to minimize the degradation of hydrical resources, inappropriately used in the search for higher productivities. However, due to the importance of the need of water for irrigation, it becomes essential to farmers awareness to water rational management, by implementation of conservation techniques and also practical and efficient equipments for monitoring soil moisture. Despite its importance in the success of the SPD, there is a lack of studies, about permanence and adequate amount of mulch on the soil surface, which may provide water availability needed for plants for a longer period of time, considering mulch decomposition. So, studies were conducted to evaluate the influence of different amounts of maize mulch in the moisture conservation and dry bean productivity and also, to evaluate the TDR technique to monitor soil moisture and irrigation management and soil water redistribution. For that, was sown dry bean, Pérola variety, in the winter period, during years 2007, 2008 and 2009. In the first year, was characterized the dry bean root sytem, throughout its development cycle to find a relation with the aerial part, and also, as way to improve the irrigation water applied calculation to crops irrigated, contributing to rational irrigation management. On the second year, the objective was to verify the influence of different amounts of maize mulch in the soil moisture conservation, temperature and crop productivity, and in the last year was development a portable equipment to optimize the moisture readings in the field with TDR probes, such as proposed tool to be used for irrigation management and soil water redistribution tests. It was possible to verify that the dry bean effective root depth varied during the crop cycle, showing good correlation with plant height, leaf area index and dry mass of aerial part. The largest quantify of maize mulch provided largest values of soil moisture, less values of soil temperature and largest grain yield and its productivity components. The TDR technique with the portable equipment was feasible to monitor soil moisture and can be used for irrigation management and soil water redistribution tests. / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Objetivou-se com este estudo avaliar o efeito de preparos de solo diferenciados, aplicados em duas bacias hidrográficas experimentais reflorestadas com eucalipto, sobre o balanço hídrico, o escoamento direto, a qualidade da água, a ciclagem de nutrientes e as perdas de solo. As microbacias estão localizadas no Vale do Paraíba, Município de Santa Branca, Estado de São Paulo. Fazem parte da Fazenda Bela Vista III, que pertence à empresa FLORIN - Florestamento Integrado S.A. A microbacia A tem uma área de 7,2 ha, sendo 239 m2 (3,3% da área) de mata ciliar, com uma declividade média de 19, 6%; enquanto a área da microbacia B é de 5,5 ha, com 117 m2 (2,1% da área) de mata ciliar e a declividade média de 28,9%. As duas áreas foram plantadas com Eucalyptus saligna Smith, porém tiveram preparos de solo diferenciados: na microbacia A, o preparo de solo consistiu em roçada, queimada, e aração a 20 cm de profundidade com arado de disco; na microbacia B, o preparo de solo consistiu apenas em roçada, queimada, e coveamento manual. As microbacias tiveram as matas ciliares preservadas. A precipitação foi medida com um pluviógrafo tipo Helmann, de rotação semanal, que propiciou a tabulação dos dados de precipitacão diária, para as duas microbacias, três pluviômetros tipo Ville de Paris e um pluviômetro de acrílico marca Fretin, que contituiram a rede para a determinação, pela média aritmética, da precipitação semanal para as bacias. Para a amostragem de água das chuvas visando as análises físico-químicas foram instalados cinco coletores apropriados ao longo das duas microbacias. O deflúvio das microbacias foi obtido através da medição contínua da vazão, sendo utilizados dois linígrafos modelo Hidrologia, instalados um em cada estação fluviométrica. As amostras do deflúvio, em ambas microbacias, foram coletadas no vertedouro, com garrafas de polietileno, em intervalos semanais. As determinações dos elementos K+, Ca++ , Mg++, Fe++ e Na+, como parte da análise da água da chuva e do deflúvio, foram realizadas por meio de espectrofotômetro de absorção atômica. O N03- e P04-3 foram analisados por colorimetria, pelos métodos da brucina e do fosfomolibdato, respectivamente . O NH4+ foi determinado por titulação pelo método da destilação. Seguindo-se as normas da AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (1976), foram realizadas as análises de turbidez, condutividade elétrica e pH. Os valores da alcalinidade foram obtidos por titulação, e os valores de cor, por colorimetria, tendo-se como escala colorimétrica uma solução de platino-cobalto. A perda de solo foi calculada a partir da concentração semanal de sedimento, mais aquelas oriundas de chuvas isoladas. O material sedimentado, por ter se mostrado em muita pequena quantidade e de difícil quantificação, não foi mensurado. No entanto, acredita-se que a sua ausência na totalização da perda de solo não interfira, de forma significativa, na análise da comparação relativa das perdas de solo entre as duas microbacias estudadas. A microbacia B apresenta condições que favorecem o escoamento superficial, possibilitando a existência de áreas passiveis de erosão e formação de voçorocas. Já a microbacia A possui condições mais permeáveis do solo, as quais favorecem o escoamento subsuperficial. A evapotranspiração para a microbacia A foi de 82,8%, enquanto a microbacia B, durante o período estudado, mostrou uma taxa de 44,4%. Os fluxos mensais de nutrientes mostraram que existe um ganho de NH4+, NO3- e PO4-3 para ambas microbacias. O Ca++, Mg++, Fe++ e o Na+ apresentaram um balanço negativo . Já o K+ revelou um ganho na microbacia A, ao contrário da microbacia B. A contribuição relativa da precipitação ocorrida na área experimental em relação ao teor de nutrientes contidos numa árvore inteira, num tronco com casca e noutro sem casca, mostrou que a entrada de nitrogênio via precipitação foi significativa, enquanto as entradas de P04-3, K+, Ca++ e Mg++ estiveram abaixo do requerido, principalmente, se a exploração da árvore inteira for considerada. A produção de sedimento em suspensão foi 2,5 vezes maior na microbacia B do que na microbacia A. Já a contribuição média devida às chuvas, nas perdas totais de solo da microbacia A atingiu apenas 4,89%; na microbacia B esta contribuição chegou a 40,56%. As medidas de preparo de solo e de cultivo mínimo, baseados na declividade média do terreno e na textura de solo; além da preservação das matas ciliares, adotadas previamente pela empresa, estão, aparentemente, sendo eficientes na conservação do solo, conforme os dados analisados no presente estudo. / The goal of this study is to estimate the effects of different managements applied to two experimental catchments with eucalypt plantations over the water balance, the nutrient cycling and the soil loss. The small catchments are located in Paraíba River Valley, in the Municipatily of Santa Branca, São Paulo State. They are part of III Bela Vista Forest Farm, from FLORIN - Integrated Forested company S. A. The A catchment has an area of 7.2 ha, with an average slope of 19.6%, while the area of the B catchment is 5.5 ha, and its average slope is 28.9%. Both areas were planted with Eucalyptus saligna Smith, but they had different site preparation: at catchment A, the plantation was preceded by a mechanical method of site preparation (plowing without harrowing); at catchment B. the plantation was established manually without soil preparation (slash burning). The small catchment the had riparian ecosystem preserved. The precipitation was measured with a Helmann type recording gage, with a week rotation, and four non-recording raingages. Average by arithmetic mean precipitation for the catchments was determined. Five adequate collectors were installed for the rainfall sampling aiming at the physical-chemical analysis. Streamflow was measured with 90° V-notch weirs containing a stage recorders installed one in each gaging station. The streamflow samples, in both small catchments, were collect weekly at the weir with polyethylene bottles. The determinations of K+, Ca++, Mg++, Fe++ and Na+ elements, as part of the rainfall and of the streamflow analysis, were made by spectrophotometry. N03- and P04-3 were analysed by colorimetry, using the brucina and phosphomolybdate methods, respectively. The NH4+ was analyzed by the distillation method. The loss of soil was calculated from the weekly sediment concentration. Additionally, the weirs were adapted with a semi-automatic sampling device to collect samples from higher stage to storm discharge. The sedimented material, being very tiny and in small quantity, was not measured. However, we believe that the absence at this part in the totalization of soil loss does not interfere in an essencial way in the comparative analysis of the soil loss between the two catchments. Catchment B presents conditions that favors surface runoff, allowing the existence of possible areas of erosion and gully formation. But catchment A has more permeable soil, which are favourable to the subsurface runoff. Evapotranspiration was 82.8% of the annual precipitation in catchment A, while for catchment B this percentage was 44.4%. The monthly flows of nutrients showed a gain of NH4+, N03- and P04-3 in both catchments. For Ca++, Mg++, Fe++ and the Na+ the balance was negative. But for K+ there was a gain in catchment A, and a loss in catchment B. The relative contribution of nutrient input in precipitation measured in this experimental area, in comparison with the nutrient contents of a whole tree, a trunk with bark, and a trunk without bark, showed that the input of nitrogen by precipitation was significant, while the inputs of P04-3, K+, Ca++ and Mg++ were below required amount, mainly if the exploration of the whole tree was considered. The production of suspended sediment was 2.5 times greater in the catchment B than in catchment A. But the average contribution due to the rain, in the total loss of the soil in catchment A reached only 4.89%; in the catchment B this contribution reached 40.56%. The method of site preparation and minimal cultivation, besides the policy of preserving riparian ecosystem, used routinely by the company are apparently being confirmed as adequate for soil and water conservation in the region.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-05T15:11:45Z No. of bitstreams: 1 PGCS15MA133.pdf: 896441 bytes, checksum: ec545b22c2ffa4326a04252cacd54157 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T15:11:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS15MA133.pdf: 896441 bytes, checksum: ec545b22c2ffa4326a04252cacd54157 (MD5) Previous issue date: 2015-10-22 / CNPq / Different soil management systems may cause chemical, physical and biological changes in the soil. The objective of this research was to evaluate chemical and physical soil attributes in an experiment involving crops rotations and no-tillage system for onion productions and its relationship with bulbs production. This experiment was conducted at an Experimental Station belonging to EPAGRI and located in Ituporanga, SC in a Humic Dystrophic Cambisol, 8 years after the implantation of the no-tillage system and crops rotation for onion, the treatments evaluated were: T1: maize-onion (succession), T2: commercial rotation-biennial onion, T3: maize-biennial onion, T4:maize-velvet-onion, T5: soil coverage grass–annual onion, T6: legumes coverage-annual onion, conventional tillage system (CTS): coverage crops rotation-annual onion and T8: coverage crops consortium-annual onion. The soil samples for the analysis were collected at the layers of 0-5, 5-10 and 10-20 cm. The physical attributes evaluated were: stability of soil aggregates, total porosity, macroporosity, microporosity, bulk density, clays flocculation degree, saturated hydraulic conductivity, resistance to soil penetration and the chemical attributes were: total organic carbon, particulate carbon, carbon associated to minerals, total nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, calcium, aluminium, pH-H2O and pH-CaCl2, potential acidity. The treatments had different effects on the physical attributes, the increase of the resistance to soil penetration and bulk density reduced the macroporosity and the total porosity, at the layer of 0-5 cm, the conventional tillage system had lower aggregate stability than the no-tillage system. The concentrations of Ca, Mg, K, total organic carbon and carbon associated to minerals were similar in all the treatments. The no-tillage system when associated to crops rotations may improve the soil structure and increase the total organic carbon at the layer of 0-5 cm. The treatment T6 presented the highest yield of onion and PC the lowest / Diferentes sistemas de manejo do solo podem causar alterações químicas, físicas e biológicas do solo. O objetivo desta pesquisa foi avaliar atributos físicos e químicos do solo em um experimento envolvendo rotação de culturas e plantio direto de cebola e sua relação com a produtividade de bulbos. Este experimento foi conduzido na Estação Experimental da Epagri em Ituporanga, SC, em Cambissolo Húmico Distrófico, após 8 anos da implantação do sistema de plantio direto e rotação de culturas para a cebola. Os tratamentos foram: T1: sucessão milho-cebola, T2: rotação comercial-cebola bienal, T3: milho-cebola bienal, T4: milho-mucuna-cebola bienal, T5: gramíneas de cobertura-cebola anual, T6: leguminosas de cobertura-cebola anual, PC (preparo convencional): rotação de coberturas e cebola anual e T8: consórcio de coberturas-cebola anual. As amostras para o estudo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm. Os atributos físicos avaliados foram: resistência a penetração, densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, grau de floculação, condutividade hidráulica saturada, estabilidade de agregados e os atributos químicos foram: Ca, Mg, K, P, N, Al trocável, acidez potencial, pH-H2O, pH-CaCl2, carbono orgânico total (COt), carbono orgânico particulado (COp), carbono orgânico associado aos minerais (COam). A estabilidade de agregados na camada de 0-5 cm foi menor no sistema convencional em relação aos sistemas conservacionistas. Para os atributos químicos do solo, os teores de Ca, Mg, K, COt e COam foram semelhantes em todas as camadas avaliadas. O sistema plantio direto quando associado a rotação de culturas pode contribuir para a melhoria da estrutura do solo e manutenção dos teores de matéria orgânica na camada superficial do solo

Orientadores: Luiz Henrique Antunes Rodrigues, Francisco Lombardi Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-04T17:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giboshi_MonicaLuri_D.pdf: 1552118 bytes, checksum: 23993e51ecc5308a25320b8237002e2b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para a gestão da terra, integrando um Sistema Especialista para determinar a capacidade de uso da terra e outro para recomendar usos adequados e as práticas de conservação e manejo do solo, um Sistema de Informações Geográficas (SIG), uma base de dados e uma interface para interpretar a entrada de dados do usuário e as mensagens passadas entre os sub-sistemas. Todos os diálogos entre o usuário e o sistema são realizados pela da interface, assim como a comunicação entre os componentes do sistema desenvolvido. Os sistemas especialistas foram desenvolvidos utilizando o ¿shell¿ conhecido como CLIPS (C Language Integrated Production System) que provê um ambiente para a construção de sistemas especialistas. O SIG utilizado foi o IDRISI, versão 32, que possui o módulo Applications Programming Interface - API (Interface de Programação de Aplicativos) com um OLE Automation Server, possibilitando o uso de linguagens de alto nível, tais como Visual Basic, para controlar as operações do Idrisi32. A base de dados foi desenvolvida com a utilização do Microsoft Access®, além disso, é de fácil acesso, pois a maioria dos usuários tem esse aplicativo instalado em seus computadores. O sistema desenvolvido determina a capacidade de uso da terra; recomenda usos adequados para cada classe de capacidade de uso; recomenda práticas de conservação e manejo do solo; e identifica áreas de conflito comparando os mapas de uso da terra da região em estudo com o mapa de capacidade de uso. Todos os resultados podem ser visualizados em janelas do programa, gravados ou impressos em formas de relatórios. A validação do sistema foi feita comparando as saídas do sistema com os resultados obtidos de quatro especialistas. As divergências encontradas mostraram que o sistema desenvolvido foi mais rigoroso, principalmente no que diz respeito ao risco de erosão, determinando classes de capacidade de uso diferentes das determinadas por alguns especialistas. Quanto ao tipo de uso e às práticas de conservação e manejo do solo, foram poucas as divergências encontradas. A área utilizada para testar o sistema é o Município de Santo Antônio do Jardim - SP. O sistema classificou 36,95% das terras do município como adequadas para a utilização com cultura anual ou perene; 42,69% são adequadas para pastagem e reflorestamento e 19,51% devem ser utilizadas para preservação ambiental. Outro resultado apresentado é o mapa de intensidade de uso, no qual pôde se observar que 48,50% do município está sendo utilizada de forma adequada; 31,82% com uso inadequado e, 14,06% apresenta subutilização. O sistema mostrou ser uma ferramenta poderosa e eficaz, permitindo avaliar uma região, dando suporte para uma tomada de decisão mais fundamentada / Abstract: The objective of this work was to develop a decision support system for agricultural land environmental planing, which integrates an Expert System to determine the land capability and other to recommend adequate uses and practices for soil conservation and management, Geographic Information System (GIS), a database and an interface to monitor input and output data and the messages passed between the subsystems. The management of all the system is made by an interface developed in Visual Basic, version 5.0. All the dialogues between the user and the system as well as the communication with the components of the system are made through the interface that shows windows, menus, dialog boxes, maps and reports in the screen. It saves the results in files and prints them. The expert systems were developed with a shell known as CLIPS (C Language Integrated Production System), that provides an environment for building expert systems. The GIS was IDRISI, version 32, that has Applications Programming Interface ¿ API with an OLE Automation Server, and makes possible to use high-level languages, such as Visual Basic for controlling the operation of Idrisi32. The database was developed with the Microsoft Access®, because of the majority of the users have this software installed in its computers. The developed system determines land capability from information stored in the database and, also supplied for the SIG, through the soil and slope maps; it recommends adequate uses for land capability class; it recommends practices for soil conservation and management and identifies conflict areas comparing the maps of land use with the land capability. All the results can be visualized by the user through windows of the program, recorded or printed in forms of reports. The validation of the system was done comparing the system outputs with the results obtained of four experts. The divergences have shown that the system was more rigorous than the experts, specially concerning the erosion risk, leading to different land capability classes from those determined for some experts, in some cases. Concerning to the type of practices for soil conservation and management, the divergences have been few. In order to test the system, the county of Santo Antônio do Jardim ¿ SP was selected. The system classified 36.95% of lands as adequate for the use with annual or perennial cultures; 42.69% are adequate for pastures and reforestation and 19.51% must be used for environmental preservation. Another presented result is the map of intensity use, through which could be observed that 48.50% of the lands are being used of adequate form; 31.82% of the lands presents inadequate use and, 14.06% presents under utilization. The system is a powerful and efficient tool, what makes it possible to evaluate a region and give support to a more adequate decision making / Doutorado / Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável / Doutor em Engenharia Agrícola