O conhecimento aprimorado do fenômeno da erosão é de fundamental importância no monitoramento da inter-relação sistemas de manejo do solo - sustentatibilidade de agroecossistemas. Com isso em mente, desenvolveu-se um estudo em campo, na EEA/UFRGS, em Eldorado do Sul, RS, entre maio de 2000 e abril de 2004, com o objetivo de quantificar as perdas de solo e água por erosão hídrica em diferentes formas de manejo do solo, com vistas à identificação de indicadores físicos de qualidade para redução da erosão hídrica e do escoamento superficial e à investigação de valores dos coeficientes das variáveis do subfator PLU (uso anterior da terra) do modelo RUSLE de predição da erosão. Para isso, aplicou-se chuva simulada sobre um Argissolo Vermelho com textura superficial franco argilo arenosa e declividade média de 0,12 m m-1, cultivado em semeadura direta por diferentes períodos com diferentes seqüências culturais, e exibindo diferentes condições físicas na camada superficial: superfície não-mobilizada, com e sem cobertura por resíduo cultural, e superfície mobilizada, sem cobertura por resíduo cultural. Realizaram-se sete testes de chuva simulada, num período de seis meses, utilizando o simulador de chuva de braços rotativos, todos eles na intensidade constante de chuva de 64 mm h-1 e duração de 1,5 h. As diferentes seqüências culturais promoveram diferentes condições físicas na camada superficial do solo, traduzidas pelos diferentes valores das características físicas de superfície e subsuperfície avaliadas, antes e após o preparo, o que se refletiu em diferentes respostas da erosão e do escoamento superficial. A perda de água foi a mais elevada no solo não mobilizado, mesmo com elevada cobertura superficial, e foi a mais baixa no solo recém-mobilizado, sem cobertura superficial. A perda de solo foi a mais baixa no solo não-mobilizado, com elevada cobertura superficial, acompanhada de perto pela perda tanto do solo não-mobilizado quanto do recém-mobilizado, ambos sem cobertura superficial, aumentando na medida em que o solo era repetidamente preparado, contudo. A massa de raízes mortas das culturas, o diâmetro médio ponderado (DMP) dos agregados de solo em água e o índice de rugosidade superficial do solo (IR) mostraram-se bons indicadores de qualidade para redução da perda total de água em todas as condições físicas estudadas da camada superficial do solo, e muito bons indicadores para redução da perda total de solo - exceto a condição com elevada cobertura superficial, na qual o efeito das referidas variáveis foi irrelevante. Os valores encontrados para o coeficiente c da variável massa de raízes do subfator PLU do modelo RUSLE ficaram na faixa reportada na literatura. / Full knowledge of the erosion phenomenon is fundamental for monitoring the interrelation soil management systems – agroecossystems sustainability. Considering this, a field study was developed at the EEA/UFRGS, in Eldorado do Sul, State of Rio Grande do Sul, Brazil, between May, 2000 and April, 2004, with the objective of quantifying soil and water losses caused by rainfall erosion under different forms of soil management, in order to identify physical indicators of quality for reducing water erosion and surface runoff, as well as to investigate coefficient values for the variables associated with the PLU (prior land use) sub-factor in the RUSLE’s erosion prediction model. To accomplish this, simulated rainfall was applied on a typical, sandy clay loam, Paleudult soil, having 0.12 m m-1 average slope-steepness, cultivated in no till by different periods of time with different crop sequences, and exhibiting different physical conditions in the surface layer: consolidated soil surface, with and without crop residue on it, and freshly-tilled soil surface, without crop residue on it. Seven simulated rainfall, erosion tests were run within a period of six months, all of them under 64.0 mm h-1 rainfall intensity and for 1.5-hr rainfall duration. The different crop sequences promoted different soil physical conditions in the surface layer, translated by the different values of the evaluated surface and subsurface soil physical characteristics, before and after tillage, which differently affected erosion and surface runoff. Water loss was highest in the untilled soil surface, regardless of residue cover on it, and lowest in the freshly-tilled soil surface, even though without crop residue on it, and it was kept this way until the end of the experiment. Soil loss was lowest in the untilled, covered soil surface, followed closely by either untilled or freshly-tilled soil surfaces, both without crop residue on it, but it substantially increased as subsequent tillage operations were performed. Crop dead roots mass, meanweight- diameter (MWD) of soil aggregates in water, and soil surface-roughness index (IR) showed to be good indicators of quality for reducing water loss in all of the studied surface soil layer’s physical conditions, and very good indicators for reducing soil loss - except the condition with high residue cover on it, in which the effect of the referred variables was irrelevant. The values obtained for the c-coefficient associated with the crop root mass variable in the PLU subfactor of RUSLE’s erosion prediction model stayed within the range reported in the literature.

Os solos utilizados para a cultura de arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul são oriundos de diferentes materiais de origem, os quais conferem diferentes características que afetam de forma diferenciada a disponibilidade do fósforo (P) para a cultura. As diferentes frações deste elemento nos solos podem, também, afetar a eficiência dos extratores. Com o objetivo de verificar essas diferenças, foram desenvolvidos quatro estudos. No primeiro, quantificaram-se os teores absolutos das formas de ferro (Fe) e de manganês (Mn) e a capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAP) em seis solos e sorção do P em quatro solos durante quatro períodos de alagamento. No segundo comparou-se, em cinco solos, a eficiência de extratores para avaliar a disponibilidade de P para o arroz. No terceiro, em cinco solos, avaliou-se o efeito das características eletroquímicas e químicas na disponibilidade de P e no último estudo, avaliou-se relação entre as frações de P obtidas por fracionamento e o P acumulado pelo arroz. Os solos oriundos de sedimento de basalto apresentaram maiores teores de Fe, conferindo maior CMAP do que os solos derivados de granito e arenito. Houve sorção de P a partir dos 15 dias de alagamento no solo oriundo de sedimento de granito, enquanto os solos oriundos de sedimento de basalto apresentaram sorção no intervalo de 5 a 15 dias. A separação dos solos em dois grupos segundo os teores de Fe de baixa cristalinidade, resultou em melhor eficiência dos métodos testados para avaliar a disponibilidade de P para o arroz. Os Planossolos apresentaram redução mais rápida do Fe com liberação do P adsorvido, quando comparados aos solos oriundos de sedimento de basalto. Os teores de P acumulado pelas plantas foram associados com as frações de P Resina; Pi, Po NaHCO3 e Pi NaOH 0,1M. / Soils used for the culture of flooded rice in the Rio Grande do Sul State are originated of different parent materials, resulting in different characteristics that affect the availability of phosphorus (P) for the culture. The different fractions of this element in the soils can affect the extractors efficiency. With the objective to verify these differences, four studies were carried. In the first, were determined iron (Fe) and of manganese (Mn) oxides and adsorption maxim capacity (MACP) in six soils and sorption of P in four soils for four flooding periods. In the second, were compared the extractors efficiency to evaluate the P availability to the rice in five soils. In third, the effect of the electrochemical and chemical characteristics in P availability was evaluated in five soils. In the last study, was evaluated the relationship between the P fractions obtained by the fractionation and the P accumulated by rice. The soils derived from basalt sediment presented the greatest iron forms absolute content, resulting in higher MACP than soils derived from granite and sandstone. In the soil derived from granite sediment occurred sorption from the 15° day of the flood, while in the soils derived from sediment basalt occurred sorption in the interval of 5 to 15 flooding days. The separation of soils in two groups according to the low crystalline iron oxides resulted in better efficiency of the tested methods to evaluate the availability of P to rice. The Planosols presented faster iron reduction with release of the adsorbed Fe-P, when compared with basaltic derivated soils. The P accumulated by plants were associates with the fractions of phosphorus Resin; Pi, Po NaHCO3 and Pi NaOH 0,1M.

Com o objetivo de selecionar métodos de extração e de avaliar sua eficácia em estimar a disponibilidade dos nutrientes zinco, cobre, fósforo e potássio, foram conduzidos estudos em microparcelas expostas ao tempo e em laboratório. Nas microparcelas foram cultivados, em vasos com 9 dm3 de solo, 65 solos representativos do estado RS com plantas de milho (Zea mays) e, em seqüência, com soja (Glycine max) por 45 dias cada cultivo. Os métodos de extração estudados foram as soluções de HCl 0,1 mol L-1, de Mehlich 1 e de Mehlich 3 para cobre e zinco; de Mehlich 1, de Mehlich 3 e resina trocadora de íons para fósforo e potássio; e ainda a solução de acetato de amônio 1 mol L-1 a pH 7 para o potássio. Em laboratório, foi comparada a capacidade de extração de potássio, cálcio e magnésio dos métodos Mehlich 1, Mehlich 3 e resina trocadora de íons em relação ao método padrão de acetato de amônio 1 mol L-1 a pH 7; e ainda para cálcio e magnésio a solução de KCl 1 mol L-1. Os coeficientes de determinação obtidos entre as quantidades de cobre absorvido pelas plantas e o extraído pelas soluções de HCl, Mehlich 1 e Mehlich 3 foram, respectivamente, 0,56, 0,35 e 0,46 no primeiro cultivo e 0,66, 0,43 e 0,93 no segundo cultivo. Para o zinco absorvido e o extraído pelas soluções acima, estes foram, respectivamente, 0,18, 0,32 e 0,10 no primeiro cultivo e 0,37, 0,36, e 0,31 no segundo cultivo. Os coeficientes de determinação obtidos entre o fósforo absorvido e o extraído pelas soluções de Mehlich 1, de Mehlich 3 e resina trocadora de íons foram, respectivamente 0,59, 0,45 e 0,59 no primeiro cultivo e 0,57, 0,57 e 0,52 no segundo cultivo. Para o potássio, estes foram 0,67, 0,56 e 0,63 no primeiro cultivo e 0,47, 0,58 e 0,29 no segundo cultivo. Os coeficientes de determinação entre o potássio absorvido e o extraído por acetato de amônio foram 0,64 e 0,56 respectivamente para o primeiro e o segundo cultivos. Na comparação da capacidade extratora de cálcio, magnésio e potássio, todos os métodos extraíram quantidades semelhantes às do acetato de amônio, exceção feita à resina trocadora de íons que subestimou as quantidades. Todos os métodos testados apresentaram baixa eficácia na estimativa da disponibilidade de nutrientes para as plantas, principalmente para o zinco. Pelos resultados, esses métodos devem ser utilizados com ressalvas em laboratórios de rotina de análises solos. / In order to select and evaluate the efficiency of several methods for extracting zinc, copper, phosphorus and potassium and their ability to predict the availability of these nutrients to plants, two studies were conducted, one in the greenhouse and the other in the laboratory. In the greenhouse, 65 soils of Rio Grande do Sul (Brazil) state, were cultivated in 9 dm3 microplots for 45 days with corn (Zea mays) and soybean (Glycine max) in sequence. The methods evaluated were: HCl 0.1 mol L-1 (HCl), Mehlich 1 (M1) and Mehlich 3 (M3) solutions for zinc and copper; Mehlich 1, Mehlich 3 and ion exchange resin (resin) for phosphorus and potassium; the 1 mol L-1, pH 7 ammonium acetate (AA) was also tested for potassium. In the laboratory, the extraction capacity of Mehlich 1, Mehlich 3 and resin for potassium, calcium and magnesium was compared with the standard ammonium acetate 1 mol L-1, pH 7 (AA). It was also tested the KCl 1 mol L-1 solution for calcium and magnesium. The coefficients of determination between plant absorbed copper and the amounts extracted by HCl solution, Mehlich 1 and Mehlich 3 were, respectively 0.56, 0.35 and 0.46 for corn; and 0.66, 0.43 and 0.93 for soybean plants. For plant absorbed zinc and the amounts extracted by HCl solution, Mehlich 1 and Mehlich 3 were, respectively, 0.18, 0.32 and 0.10 for corn; and 0.37, 0.36 and 0.31 soybean plants. The coefficient of determination obtained between plant absorbed phosphorus and the amounts extracted by M1, M3 and resin were, respectively, 0.59, 0.45 and 0.59 for corn; and 0.57, 0.57 and 0.52 for soybean plants. For plant absorbed potassium and the amounts extracted by AA, M1, M3 and resin the coefficients were 0.64, 0.67, 0.56 and 0.63 for corn; and 0.56, 0.47, 0.58 and 0.29 for soybean plants. High correlation coefficients were obtained between the amounts of potassium, calcium and magnesium extracted by different methods and the standard ammonium acetate solution. The amounts extracted were almost equivalent, exception made to the resin which extracted somewhat lower amount. Al the methods tested were not capable of well estimating the availability of these nutrients to plants. The results show that the use of these methods in routine soil testing labs must be done exception.

Práticas de manejo do solo afetam as emissões de N2O do solo, porém poucas são as informações disponíveis para ambientes tropicais e subtropicais. Dois estudos foram conduzidos com o objetivo de avaliar o efeito de práticas de manejo de solo nas emissões de N2O do solo nas condições subtropicais do Sul do Brasil. No Estudo I, num Argissolo vermelho, avaliou-se o efeito de longo prazo (22 anos) de sistemas de preparo do solo [plantio direto (PD) e preparo convencional (PC)], de sistemas de cultura [aveia/milho (A/M) e ervilhaca/milho (V/M)] e de fontes de N em PD [uréia e resíduo de ervilhaca]. No Estudo II, num Gleissolo, foi avaliado o efeito de curto prazo de sete fontes de N mineral aplicadas ao milho. Amostras de ar foram coletadas em câmaras estáticas e a concentração de N2O determinada por cromatografia gasosa. A emissão acumulada de N2O até 45 dias após o manejo das plantas de cobertura, no solo em PD, foi três vezes superior no sistema V/M (0,73±0,1 kg N ha-1) em relação ao sistema A/M (0,19±0,1 kg N ha-1). No solo em PC, entretanto, tais emissões foram equivalentes entre os sistemas: 0,51±0,1 kg N ha-1 no A/M e 0,55±0,1 kg N ha-1 no V/M. Essas emissões foram controladas principalmente pela disponibilidade de N-NO3- e de C orgânico dissolvido no solo, pela porosidade total do solo preenchida com água e pela atividade microbiana (fluxo de CO2). Ambas as fontes de N (uréia ou resíduo de ervilhaca) tiveram efeito semelhante, dobrando as emissões de N2O em comparação ao tratamento sem N Possivelmente, a emissão de N2O do solo com ervilhaca foi potencializada pelas chuvas abundantes após o manejo das plantas de cobertura, as quais atrasaram a semeadura do milho em 36 dias e mantiveram maiores teores de NO3- no solo em comparação ao tratamento com uréia em cobertura no milho no qual o fertilizante foi aplicado quando a cultura apresentava alta demanda do nutriente. Em relação as fontes de N mineral, as maiores taxas de emissão de N2O ocorreram no 3º dia após a aplicação, sendo mais intensas nas fontes com N nítrico (nitrato de amônio: 8587,4±1062,7; nitrato de cálcio: 3485,8±942,6 e uran: 2050,7±427,7 μg N m-2 h-1) em relação às fontes com N amoniacal (sulfato de amônio: 1435,3±172,3 μg N m-2 h-1) ou amídico (uréia: 859,1±197,6; uréia + inibidor de urease: 346,4±32,9 μg N m-2 h-1). A menor emissão de N2O ocorreu no solo adubado com N de liberação lenta (187,8±61,6 μg N m-2 h-1). A desnitrificação foi o principal processo envolvido na emissão de N2O no solo em ambos os estudos e sob estas condições a utilização de fontes amídicas de N apresentam potencial de mitigar a emissão de N2O. O potencial de mitigação das emissões de N2O por leguminosas de inverno em substituição ao N mineral depende das condições climáticas e, possivelmente, é restrito à anos em que o excesso de chuvas não determine atraso na semeadura do milho. / Soil management practices affect soil N2O emissions, but little is the information available to tropical and subtropical environments. Two studies were carried out aiming at assessing the effect of soil management practices on soil N2O emissions in the subtropical conditions of Southern Brazil. In Study I, in an Acrisol, we assessed the long-term effect (22 years) of soil tillage systems [no-tillage (NT) and conventional tillage (CT)], of cropping systems [oat/maize (O/M) and vetch/maize (V/M)] and of N sources [urea and vetch residues]. In Study II, in a Gleysol, we assessed the short-term effect of seven mineral N sources applied to maize. Air samples were collected in static chambers and N2O concentration was determined by gas chromatography. The accumulated N2O emission until 45 days after cover crops rolling, in NT soil, was three times greater in V/M system (0.73±0.1 kg N ha-1) than in O/M system (0.19±0.1 kg N ha-1). In CT soil, however, such emissions were similar in those two systems: 0.51±0.1 kg N ha-1 in O/M and 0.55±0.1 kg N ha-1 no V/M. These emissions were controlled mainly by NO3--N and dissolved organic C availability in soil, by water filled porosity and by microbial activity (CO2 flux). Both N sources (urea and vetch residues) showed similar effects and doubled the N2O emissions in comparison to the treatment without N. The N2O emission derived from the addition of vetch residue was possibly potencialized by abundant rains after cover crops rolling. Rains delayed maize sowing by 36 days and maintained higher NO3- contents in soil in comparison to the treatment with sidedress urea, applied when crop had higher demand for nutrients. Regarding to mineral N sources, the highest N2O emission rates occurred three days after application, being more intensive in nitric N sources (ammonium nitrate: 8587,4±1062,7; calcium nitrate: 3485,8±942,6 and uran: 2050,7±427,7 μg N m-2 h-1) compared to ammoniacal N sources (ammonium sulfate: 1435,3±172,3 μg N m-2 h-1) or amidic (urea: 859,1±197,6; urea + urease inhibitor: 346,4±32,9 μg N m-2 h-1). The lowest N2O emission occurred in soil fertilized with slow release N source (187,8±61,6 μg N m-2 h-1). Denitrification was the major process in N2O emission in both studies and under these conditions the utilization of amidic N sources represents a potential to mitigate N2O emission. The potential of winter legumes in substitution to mineral N to mitigate N2O emissions depends upon climatic conditions and is possibly limited to years the rains do not delay maize sowing.

Regressões logísticas múltiplas (RLM), que estabelecem relações matemáticas entre variáveis resposta discretas e variáveis explanatórias contínuas, foram avaliadas quanto ao seu potencial em predizer a ocorrência e distribuição de classes de solos nas regiões da Bacia Hidrográfica de Arroio Portão, de Ibirubá e Quinze de Novembro e de Viamão. A partir de modelo numérico de terreno digital (MNT) com 90 m de resolução, foram calculadas variáveis de terreno topográficas (elevação, declividade e curvaturas) e hidrográficas (distância dos rios, índice de umidade topográfica, índice de poder de córrego, comprimento de fluxo de escoamento) de cada área de estudo. Foram então estabelecidas RLM entre as classes de solos das regiões com base em levantamento tradicional e as variáveis de terreno. As regressões serviram para calcular a probabilidade de ocorrência de cada classe de solo, sendo que o mapa final de solos estimado foi produzido com base na seleção da classe de solo com maior probabilidade de ocorrência. A acurácia geral (AG), que avaliou a capacidade dos mapas estimados reproduzirem os respectivos mapas originais, foi de 40,3% (Viamão), 58,3% (Ibirubá) e 58,7% (Arroio Portão), e o coeficiente Kappa de Cohen foi de 32,6% (Viamão), 36,6% (Ibirubá) e 41,7% (Arroio Portão). A simplificação da legenda dos mapas elevou a acurácia geral dos mapas para 61,4% (Iburubá) e 67,7% (Arroio Portão) e o coeficiente de Kappa para 38,3% (Ibirubá) e 50,3% (Arroio Portão) de Kappa. Os melhores resultados foram verificados para a bacia do Arroio Portão, em escala maior que os demais (1:50.000) e que possui unidades de mapeamento de solos bem diferenciadas e, ocupando extensas áreas do terreno. Conclui-se que as RLM têm potencial como método preditivo para predição de ocorrência de classes de solos, produzindo resultados de qualidade dependente da qualidade do MNT, da escala do mapa original e do grau de relação entre as classes de solos e as variáveis de terreno. / Multiple logistic regressions (MLR), which establish mathematical relationships between discrete response variables and continuous explanatory variables, were appraised regarding their potential for predicting the occurrence and distribution of classes of soils in the areas of Arroio Port~ao Basin, of Ibirubá and Quinze de Novembro, and of Viamão. From a digital elevation model (DEM) with resolution of 90m, topographical (elevation, steepness, and curvatures) and hydrologic (distance to rivers, Topographic Wetness Index, Stream Power Index, and flow length) were calculated for each study area. MLR were established between classes of soils mapped by traditional soil survey techniques and the terrain derived variables. The regressions calculated the probability of occurrence of each soil class, and the final map predicted the occurrence of soils classes based on the selection of the soil class with larger probability of occurrence. General accuracy evaluated the capacity of the estimated maps to reproduce the respective original maps, and had values of 40,3% (Viamão), 58,3% (Ibirubá), and 58,7% (Arroio Portão), and Kappa Index was of 32,6% (Viamão), 36,6% (Ibirubá), and 41,7% (Arroio Portão). The simplification of the original map legends elevated the general accuracy to 61,4% (Iburubá) and 67,7% (Arroio Portão), and Kappa Index to 38,3% (Ibirubá) and 50,3% (Arroio Portão). The best results were verified for the Arroio Portão Basin, with larger scale (1:50.000) than the others areas and having soil mapping units more differentiated and occupying large area extensions. MLR have potential as method for prediction of occurrence of soil classes, reproducing results with quality differentiated in function of quality of the DEM, scale of the original soil map, and degree of dependence between occurrence of soil classes and terrain variables.

A mistura sulfato de cobre e óxido de cálcio (calda bordalesa) é utilizada na cultura da videira (Vitis vinifera) para o controle de doenças fúngicas desde o final do século IX e em muitos casos tem proporcionado aumentos significativos no teor de cobre no solo, o que pode influenciar no crescimento vegetal, nos microorganismos e nas propriedades químicas do solo. Para avaliar a relação cobre-solo-planta, foram conduzidos cinco estudos em laboratório e casa-devegetação, utilizando solos da região vitivinícola da Encosta Superior do Nordeste do Rio Grande do Sul (RS) com e sem a aplicação de calda bordalesa. No primeiro, avaliou-se a distribuição do cobre, tanto em concentração quanto nas formas, em diferentes camadas de solos com e sem a aplicação de cobre. No segundo, avaliou-se a capacidade de cinco espécies vegetais (videira (Vitis vinifera), aveia (Avena strigosa), milho (Zea mays), cenoura (Daucus carota) e nabo (Brassica rapa)) de se desenvolverem em dois solos contaminados com cobre e um sob mata nativa e a possibilidade de se utilizar cama-de-aviário para diminuir a disponibilidade e absorção do cobre por plantas de aveia. No terceiro, avaliou-se a capacidade máxima de adsorção de alguns solos representativos do cultivo de videira no RS, através do modelo matemático descrito pela equação de Langmuir. No quarto estudo, avaliou-se o efeito do cobre, aplicado em doses crescentes num solo arenoso, sobre a cultura de milho e a possibilidade de eliminação da toxicidade pela aplicação de manganês e ferro via foliar. No quinto estudo, avaliou-se o teor de cobre na região apoplástica e simplástica das raízes de maior atividade da videira cultivada em solo calcário e o teor total nas raízes, ramos e folhas. Avaliou-se também o efeito desse na absorção dos outros nutrientes e a atividade das enzimas catalase e superóxido dismutase nas raízes de maior atividade. O cobre aplicado nas folhas e ramos de videira para o combate de doenças fúngicas, com o passar do tempo, se acumula no solo, principalmente na camada superficial. A capacidade máxima de adsorção de cobre foi proporcional ao teor de matéria orgânica e varia com o valor de pH e de CTC do solo. A resposta das plantas às diferentes concentrações de cobre no solo depende da espécie utilizada e do tipo de solo. Em gramíneas (milho e aveia) e na videira, o cobre se acumulou em maior quantidade nas raízes; na cenoura e no nabo houve maior translocação para a parte aérea. A aplicação de Fe e de Mn via foliar não eliminou nem diminuiu os sintomas de toxidez por cobre. Nas raízes de maior atividade da videira, o maior teor de cobre foi obtido na região apoplástica; nas raízes de nabo, no entanto, o maior teor foi obtido na região simplástica. Altos teores de cobre em solo calcário e arenoso também reduziram a absorção de outros nutrientes pela videira. O aumento na atividade enzimática, possivelmente, reduziu o estresse oxidativo causado pelo metal, e a diminuição pode ser indicativa da insuficiência enzimática para esta proteção. / The repeated use of Bordeaux mixture [Ca(OH)2 + CuSO4] as a fungicide to control vine downy mildew has led to a long-term accumulation of Cu in the topsoils of vineyards throughout the world which may influence on the development of plants, activity of microorganisms, and on chemical properties of the soil. To evaluate the relationship copper-soil-plant, five studies were conducted in laboratory and green house using soils from vine-growing areas of the State of Rio Grande do Sul (RS), Brazil, with and without copper application. In the first study, copper distribution, either in concentration or in forms, was evaluated in different depths in soil samples from areas where copper has been applied and from a native one. In the second, the capacity of five different plant species of growing on two contaminated soils and in one uncontaminated was evaluated. In this study, the use of poultry manure as a mean of controlling the availability of copper to oat plants (Avena strigosa) was also tested. In the third study, the soil maximum sorption capacity was evaluated through Languimir model using soils from the representative vineyard region of RS State. In the fourth study, the use o Mn and Fe via foliar application was tested on Zea mays plants in order to mitigate copper toxicity in sandy soil with high doses of copper added. In the fifth study, the amount of copper present in apoplast and symplast region of roots of highest activity, and the total amount in branches and leaves of grape plants were evaluated. In this study, the effect of high levels of copper in soil on other nutrients absorption, and the catalase and superoxide dismutase enzymes activity were also measured. The results have shown that copper applied to vineyards as fungicide, with time, accumulates in the upper part of the soil. Tha maximum soil sorption capacity was directly proportional to soil organic matter and varied according to pH and CEC values. The plant response to different soil copper concentrations was related to the species and soil type utilized. With grasses (Zea mays and Avena strigosa) and vine, copper accumulated in higher quantities in roots, while in carrot (Daucus carota) and turnip (Brassica rapa) it was transferred to the upper part. The foliar application of iron and manganese did not eliminate nor dimmed the copper toxicity symptoms. In high activity vine roots, copper accumulated in the apoplastic region, meanwhile, for carrot and turnip tubers, the highest concentration was observed in the symplastic region. In a calcaric arenic soil with high amount of copper, the absorption of other essential nutrients was also affected in vine plants. The increasing of enzyme activities with copper increments in soil possibly indicates a reducing oxidative stress caused by this metal. However, excessive concentrations of copper in soil may counteract this effect by leveling or diminishing the enzyme activities.

A citricultura ocupa lugar de destaque no Brasil e no Estado do Rio Grande do Sul, sendo de grande importância econômica e social. O objetivo do trabalho foi avaliar atributos físicos e químicos de um Argissolo conduzido com diferentes manejos de vegetação espontânea nas entrelinhas de um pomar de tangerineiras (Citrus reticulata) da variedade Montenegrina, e seus possíveis reflexos na produtividade da cultura. O experimento foi feito em Montenegro (RS), em um pomar com 19 anos de idade e conduzido há 11 anos sob sistema orgânico de produção. Efetivaram-se quatro tratamentos (gradagem, roçada e acamamento, com rolo faca e arraste de tronco), sendo avaliados atributos físicos em dois locais (projeção da copa e área de tráfego de máquinas) e em duas profundidades (0 - 0,10 e 0,10 - 0,20m). A fertilidade química do solo foi determinada em três profundidades (0 - 0,10, 0,10 - 0,20 e 0,20 - 0,40m), e a produtividade de frutos estimada a partir das plantas centrais de cada parcela. Observou-se alta heterogeneidade espacial para os atributos físicos estudados, sendo que na região do tráfego dos rodados das máquinas ocorreram os menores valores de infiltração de água no solo, maior densidade, e maior resistência mecânica à penetração, em comparação com a região da projeção da copa. O sistema orgânico, baseado na adição de compostos orgânicos ao solo e no manejo da vegetação nas entrelinhas do pomar, sem revolvimento do solo, apontou incremento dos teores de matéria orgânica na camada de 0 - 0,10m e aumento dos valores de P, K, Ca, Mg, nas três profundidades analisadas. O tráfego de máquinas, apesar de afetar negativamente os atributos físicos do solo, não foi impeditivo para o desenvolvimento das tangerineiras. Entre os tratamentos avaliados, a gradagem promoveu aumento de produtividade de frutos em relação à roçada. Considerando as limitações físicas e de fertilidade natural do Argissolo neste estudo, a condução do pomar pelo sistema orgânico de produção foi eficiente, pois melhorou a infiltração de água no solo, aumentou a fertilidade e minimizou os efeitos negativos do tráfego de máquinas nas entrelinhas do pomar. / Citrus production plays an important role in Brazil and in the state of Rio Grande do Sul, having a great economic and social importance. The aim of the work was to evaluate physical and chemical attributes of a Paleudult under different management of spontaneous vegetation in inter-rows of Montenegrina tangerines and consequences on productivity. The experiment was conducted in Montenegro (RS), in an orchard 19 years old and under organic production system last 11 years. Four treatments (disking, mowing and rolling with rollers and pulling a log), and physical attributes evaluated in two places (crown projection and tracked interrows) and two layers (0 to 0,10 and 0,10 to 0,20m). The fertility was diagnosed at three depths (0 - 0,10; 0,10 - 0,20 and 0,20 - 0,40m), while the central plants of each plot were used to assess the productivity of tangerines. There was high spatial variation in the physical attributes, but the interrows with traffic showed lower water infiltration rate, higher density, and higher mechanical resistance to penetration in comparison with the soil at the projection of the canopy under the trees. The organic system based on the addition of organic compounds to the soil and management of vegetation in no tillage inter-rows of the orchard, showed increased levels of organic matter in the layer 0 to 0,10m, and higher levels of P, K, Ca, Mg, in the three examined depths. The tractor traffic in inter-rows affected soil physical attributes but was not impeditive for the development of the tangerine trees. With regards of soil cover management, the use of harrow promoted increase of productivity compared to mowing. Considering the physical limitations and natural fertility of the studied Paleudult, orchard organic production system was efficient because it improved soil water infiltration, increased soil fertility and minimized the negative effects of machinery traffic in the orchard.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-26T20:13:07Z No. of bitstreams: 1 2017_ElizabethHernándezZubeldia.pdf: 5346165 bytes, checksum: 7f1c1db1efc4694f63f446e4a9deef56 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-30T11:39:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ElizabethHernándezZubeldia.pdf: 5346165 bytes, checksum: 7f1c1db1efc4694f63f446e4a9deef56 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T11:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ElizabethHernándezZubeldia.pdf: 5346165 bytes, checksum: 7f1c1db1efc4694f63f446e4a9deef56 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Neste trabalho é apresentada uma abordagem multifásica, que combina modelos constitutivos de fluidos com conceitos da hidráulica de canais abertos e critérios de ruptura próprios da Geomecânica, para simular problemas de erosão superficial usando o método numérico Smoothed Particle Hydrodynamics - SPH. Pela natureza Lagrangeana e sem malha, o método SPH fornece uma ferramenta numérica ideal para tratar problemas multifásicos, que envolvem superfícies livres e grandes deslocamentos de material, permitindo realizar simulações sob diversas condições de fluxo, em tempos relativamente curtos. Na abordagem proposta neste trabalho, a água e o sedimento são tratados como fluidos newtoniano e pseudonewtoniano, respectivamente, utilizando uma partícula em cada ponto do espaço físico. Um critério hidráulico, fundamentado no parâmetro de Shields, é utilizado para determinar o início do movimento das partículas, pela ação da água, em um leito de sedimentos. O critério consegue estimar adequadamente a massa de material erodido sob condições de fluxo de baixa velocidade, mas não permite simular a dinâmica do sedimento nas regiões subsuperficiais. O critério hidráulico foi combinado com um critério mecânico, baseado no critério de ruptura de Drucker-Prager, para determinar a viscosidade aparente do sedimento, cuja dinâmica é simulada por meio de um modelo visco plástico tipo Bingham, denominado Herschel-Bulkley-Papanastasiou (BHP). O modelo permite simular comportamentos pseudoplásticos e dilatantes do material. Os resultados de simulações de ensaios de ruptura de coluna da água (dam break) mostram a capacidade do modelo proposto ao reproduzir de forma satisfatória a quantidade de material removido da superfície do leito. Além disso, é possível estimar as interfaces entre os diversos materiais existentes no processo. / This theses presents a multiphase approach to simulate surface erosion using Smoothed Particles Hydrodynamics - SPH. The model combines constitutive models of fluids, concepts of open channel hydraulics and failure criteria of Geomechanics. Because of its Lagrangean formulation, SPH is an ideal numerical tool for the simulation of multiphase problems envolving with free surfaces and large deformation. The numerical simulation allows simulating different flux conditions in relatively short times. The model herein presented simulates the water and the sediment as Newtonian and pseudo Newtonian fluids, respectively, using a single particle to represent the points at the physical space. A hydraulic criterion based on the Shields’ parameter is used to determine the onset of sediment motion at the bed surface. The criterion estimates correctly the mass of eroded material under low velocity flux, but it doesn’t allow tracking the dynamic of the sediment at the subsurface region. The hydraulic criterion was combined with a mechanical criterion based on DruckerPrager failure criterion to determine the apparent viscosity of the sediment. The dynamic of the sediment is modelled by the viscoplastic Bingham type Herschel-Bulkley-Papanastasiou (BHP) model. The model is capable to reproduce shear thinning and shear thickening materials. Dam break simulations showed the capability of the model to simulate the amount of material removed from the sediment bed at the end of the experiment. Also, the ideal interfaces developed during the erosion process were satisfactorily estimated.

Os dejetos líquidos de suínos (DLS) são utilizados como fertilizante em solos agrícolas. A intensificação de criações com alta concentração de animais em pequenas propriedades tem gerado grande volume de dejetos. Os DLS podem conter microrganismos patogênicos, altos teores de nitrato e elementos-traço, podendo contaminar águas superficiais e subsuperficiais. O estudo foi realizado para avaliar o impacto ambiental da aplicação de DLS em amostras de um Argissolo Vermelho Distrófico e de um Nitossolo Vermelho Distrófico. Para tal, aplicou-se doses equivalentes a 0 (Testemunha), 25 (T2), 50 (T3) e 100 (T4) m3 ha-1 de dejetos líquidos de suínos provenientes de dois sistemas de criação denominados de “creche” e “terminação”. Os dejetos originários do sistema de criação “creche” apresentaram maiores riscos de contaminação de águas superficiais e subsuperficiais por coliformes totais e Escherichia coli. O valor do pH possivelmente esteve relacionado à ausência de coliformes totais e Escherichia coli no percolado do Argissolo (PVd). Foi detectada a presença de N-NO3 - + N-NO2 - no percolado do Nitossolo e do Argissolo; o dejeto líquido proveniente do sistema de criação “creche” resultou em menores concentrações de N-NO3 - + N-NO2 - no percolado de ambos os solos. A maior concentração de N-NO3 - + N-NO2 - no percolado ocorreu aos 19 dias após a aplicação dos DLS. Não foi detectada a presença de fósforo e de cobre no percolado de ambos os solos. O percolado coletado do Argissolo apresentou maiores concentrações de zinco e manganês do que o do Nitossolo. Para a utilização dos DLS como fertilizante há necessidade que se estabeleçam critérios adequados para definir estratégias de seu manejo e disposição para reduzir seu impacto no ambiente e à saúde. / Wastes from swine production (WSP) are used as fertilizer in agricultural soils. The intensification of farms with high concentration of animals in small proprerties has generated a great amount of wastes. The WSP may contain pathogenic microorganisms, high levels of nitrate and trace elements and can contaminate surface and subsurface water. The study was conducted to evaluate the environmental impact of the application of WSP in samples of an Alfisol and an Ultisol. To do this they were applied doses equivalent to 0 (control), 25 (T2), 50 (T3) and 100 (T4) m3 ha-1 of pig slurry from two farming systems called "nursery" and "termination” . The waste originated from the "nursery" had higher risks of contamination of surface and subsurface soils for total coliform and Escherichia coli. The pH was possibly related to the absence of total coliform and Escherichia coli in leachate from the Ultisol. It was detected the presence of N-NO3 - + N-NO2 - in the leachate of the Alfisol and of the Ultisol. The waste from the system "nursery" resulted in lower concentrations of N-NO3 - + N-NO2 - in the leachate from both soils. The highest concentration of N-NO3 - + N-NO2 - in the leachate occurred at 19 days after the application of WSP. It was not did not detect the presence of phosphorus and copper in the leachate from both soils. The leachate collected from the Alfisol showed higher concentrations of zinc and manganese than the leachate from the Alfisol. To use WSP as fertilizer it is necessary to establish an appropriate criteria to define strategies for their management and disposal to reduce its impact on environment and health.

A compreensão dos processos de formação de solos e de sua distribuição na paisagem é um aspecto importante para estudos sobre a capacidade de suporte e a resiliência a impactos ambientais de diferentes tipos. Com base no exposto, os objetivos do trabalho foram caracterizar a morfologia, os atributos físicos, químicos e mineralógicos de solos em topossequência na região Sudeste de Porto Alegre, bem como avaliar a natureza e intensidade dos processos pedogenéticos envolvidos na formação destes solos e a classificação segundo o Sistema Brasileiro de Classificação e Soil Taxonomy. Foram realizadas descrições morfológicas de quatro perfis de solos e coletado material para determinar granulometria, área superficial especifica (ASE), índice de uniformidade (VU), complexo sortivo, ataque por H2SO4 e determinações dos índices Ki e Kr, bem como teores de ferro extraído com ditionito citrato bicarbonato (Fed) e com oxalato de amônio (Feo). Foi realizada difratometria por Raios – X (DRX) na fração menor que 2 mm. Também foram coletadas amostras indeformadas para determinar a condutividade hidráulica saturada (K), a porosidade total (Pt) e a densidade do solo (Ds). Os perfis descritos mostraram-se profundos, com gradiente textural acentuado e cores amareladas. Não apresentaram indícios de descontinuidade litológica (índice VU < 0,6). A ASE (inferior a 36 m² g-¹), a CTCpH7 (inferior a 13 cmolc Kg-1), o silício, o alumínio (obtidos pelo ataque sulfúrico) e o Fed (inferior a 19,5 cmolc Kg-¹) apresentaram relação positiva com a argila. A K foi entre 7,2 e 40 cm h-¹, sendo os maiores valores nos horizontes superficiais A, enquanto a Ds maior que 1,38 g cm-³ em todos os horizontes avaliados. Foram verificados valores de Ki e Kr maiores que 0,75, indicando solos cauliníticos e a DRX indicou predominância de quartzo e presença de caulinita que aumenta em profundidade. Os resultados indicaram a ocorrência do processo de lessivagem como formador mais expressivo do gradiente textural em grau de desenvolvimento variável e os perfis foram classificados como Argissolos Amarelos (Alfisol e Ultisols) e Neossolo Litólico (Entisol). / Understanding the formation processes of soils and their distribution in the landscape is an important aspect of studies on support capacity and resilience to environmental impacts of different types. On this basis, the objectives were to characterize soils morphology and physical, chemical and mineralogical characteristics into toposequence in the southeastern region of Porto Alegre, and assess the nature and intensity of pedogenic processes involved in the formation of these soils and ranking second the Brazilian System of Soil Classification and Soil Taxonomy. Morphological descriptions were conducted in four soil profiles and collected materials to determine particle size, specific surface area (SSA), uniformity index (VU),chemical composition, attack by H2SO4 and determinations of the Ki and Kr indexes, as well as content of iron extracted by dithionite citrate bicarbonate (Fed) and ammonium oxalate (Feo). ( Continuation) X-rays diffraction (XRD) was performed in the fraction smaller than 2 mm. Undisturbed samples were also collected to determine the saturated hydraulic conductivity (K), total porosity (Pt) and bulk density (Ds). The profiles described were shown to be deep, with high textural gradient and color yellow. No evidence of lithological discontinuity (VU index <0.6). The ASE (less than 36 m2 g-1), the CEC (less than 13 cmolc kg-1), silica, aluminum (obtained by H2SO4) and the Fed (less than 19.5 cmolc Kg-1) were positively related with clay. The K was between 7,2 and 40 cm h-1, and the higher values was in surface horizons, while the Ds greater was than 1.38 g cm- 1 at all horizons. Were verified Ki and Kr greater than 0,75, indicating kaolinitic soils and XRD indicated a predominance of quartz and presence of kaolinite, which increases in depth. The results indicated the occurrence of the lessivage process acting in the formation of the textural gradient in degree of development variable and profiles were classified as Ultisols, Alfisol and Entisol.