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The benefits of applying phosphogypsum to the soil are widely known. However, the effect of phosphogypsum on phosphate fertilization efficiency is still unclear. A long-term field experiment was performed on an Oxisol in Parana State, Brazil to evaluate the effects of triple superphosphate (TSP) and phosphogypsum application rates on nutrition and grain yield of soybean, wheat, and black oat under no-till. Applying TSP in the sowing furrow of soybean and wheat increased soybean yield by 14 to 24%, wheat yield by 57%, and black oat yield by 78%. Soybean yields varied in different cropping seasons in response to phosphogypsum application (with no response to increases of up to 15% in yield), while phosphogypsum increased wheat yield by 23% and black oat yield by 59%. The water balance during crop flowering possibly interfered on crop yield response to phosphogypsum. The use of phosphogypsum increased agronomic P-use efficiency by 20%, regardless of the TSP-P application rates. Changes in P-leaf concentration caused by TSP fertilization and phosphogypsum use had a positive impact on crop grain yield. Our results reveal that the continued use of phosphogypsum to alleviate subsoil acidity could increase the phosphate fertilization efficiency and improve crop yield performance under drought stress.

RESUMO A intensificação da produção para elevar a produtividade de milho tem aumentado a demanda por fertilizantes nitrogenados. Com o objetivo de avaliar a acidificação do solo e definir as doses de máxima eficiência técnica (MET) e econômica (MEE) de N-ureia em cobertura para obtenção de alta produtividade de milho, realizou-se um experimento no município de Candói (PR), em um Latossolo Vermelho de textura argilosa sob plantio direto de longa duração (30 anos). Os tratamentos, dispostos em blocos ao acaso com 4 repetições, constaram de 5 doses de nitrogênio (N), na forma de ureia: 0, 90, 180, 270 e 360 kg∙ha-1, aplicadas em cobertura no estádio de desenvolvimento V4. O milho, híbrido P1630, foi cultivado após aveia-preta, em 2012, com 65 kg N∙ha-1 na semeadura. A aplicação de N, na forma de ureia, reduziu o pHCaCl2, os teores de Ca2+ + Mg2+ trocáveis, a capacidade de troca de cátions (CTC) efetiva e a saturação por bases do solo. Os teores de N nas folhas e nos grãos, a altura das plantas e da inserção da espiga, o número de grãos por fileira, a massa de grãos por espiga, a massa de 1.000 grãos e a exportação de N pelos grãos de milho aumentaram linearmente com as doses de N em cobertura. A produtividade de milho aumentou com as doses de N, de acordo com o modelo Linear Response Plateau. A MET e a MEE seriam obtidas com a dose de 209 kg N∙ha-1 em cobertura para produtividade de 19,6 t∙ha-1 de milho. ABSTRACT Agricultural intensification to increase corn yield has increased the demand for nitrogen fertilizers. A field experiment was carried out in Candói, Paraná State, Brazil, on a clayey Typic Hapludox (Oxisol) under a long-term continuous no-till (30 years) to evaluate the effects of nitrogen (N) fertilization as urea in top dressing on soil acidification and determine the N-urea rates of maximum technical yield (MTY) and maximum economic yield (MEY) for obtaining high corn yield. A randomized complete block design was used, with four replications. The treatments consisted of N-urea application in top dressing at the rates of 0, 90, 180, 270, and 360 kg∙ha-1. Urea was applied in the V4 stage of the crop corn. Corn, hybrid P1630, was cultivated after black oat in 2012, with 65 kg N∙ha-1 at sowing. The N application as urea decreased the soil pHCaCl2, the exchangeable Ca2+ + Mg2+ levels, the effective cation-exchange capacity (CEC) and the soil base saturation. The N content in leaves and grains, the plant and ear height, the number of grains per row, the mass of grains per ear, the 1,000-grain mass, and the N export by grain of corn increased linearly with increasing N rate applied in top dressing. Corn yield increased with N rates as the Linear Response Plateau model and stabilized at 19.6 t∙ha-1. The MTY and MEY would be obtained at a rate of 209 kg N∙ha-1 in top dressing.

Gypsum application may enhance the soil quality for plants in terms of soil chemical and physical properties. The objective of this study was to evaluate the effects of gypsum application on the structural quality of a no-tillage Red Latosol. The experiment was initiated in September 2005 in Guarapuava-PR, with gypsum applications of 0; 4; 8; and 12 Mg ha-1 on the soil surface. In November 2009, two soil blocks were sampled from the 0-0.3 m layer for visual evaluation of the soil structure quality (Sq) and to determine the aggregate-tensile strength (ATS). Soil penetration resistance (PR) and gravimetric moisture (H%) of the 0-0.300 m layer were evaluated, and soil cores were collected (layers 0.000-0.075 and 0.075-0.150 m), to determine soil bulk density (BD), total soil porosity (TP), microporosity (Mi), and macroporosity (Ma). Data were subjected to analysis of regression at 5 %. No significant effects of gypsum application on ATS and H % of aggregates were observed, but for Sq, a quadratic effect (0.000-0.075 m) and linear increase (0.075-0.150 and 0.150-0.300 m) were stated, indicating soil quality decrease, although Sq remained mostly below 3.0, with good to intermediate soil quality. Soil PR increased with gypsum, but also remained below critical levels. No effect was observed for soil H % at the moment of PR determination on the field. The gypsum applications decreased BD in the 0.075-0.150 m layer, and increased PT and Ma, while in 0.000-0.075 m some Ma was converted to Mi, without affecting PT and BD. These last results indicate a gain in soil structural quality by gypsum applications, but the higher scores of soil structure and values of soil penetration resistance, though still below thresholds, should be monitored to prevent limitations to soil use in the future. A aplicação de gesso pode melhorar a qualidade do solo para as plantas, considerando atributos químicos e físicos do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de doses de gesso aplicadas em um Latossolo Vermelho sob plantio direto em sua qualidade estrutural. O experimento iniciou-se em setembro de 2005 em Guarapuava-PR, com a aplicação das doses de gesso na superfície do solo: 0, 4, 8 e 12 Mg ha-1. Dois monólitos de solo foram coletados em novembro de 2009 na profundidade de 0,0-0,300 m, para avaliação visual da qualidade estrutural do solo (Sq) e para obter agregados a fim de determinar sua resistência tênsil (ATS). A resistência do solo à penetração (RP) e a umidade gravimétrica (H%) do solo foram avaliadas na profundidade de 0,000-0,300 m, e amostras indeformadas foram coletadas nas profundidades de 0,000-0,075 e 0,075-0,150 m para determinar a densidade solo (Ds), porosidade total (PT), microporosidade (Mi) e macroporosidade (Ma). Os dados foram submetidos à análise de regressão a 5%. Não houve efeito significativo da aplicação de gesso sobre ATS e U % dos agregados, mas houve efeito quadrático (0,000-0,075 m) e aumento linear (0,075-0,150 e 0,150-0,300 m) de Sq, o que representaria diminuição da qualidade estrutural do solo; contudo, os valores de Sq permaneceram majoritariamente abaixo de 3,0, qualidade entre boa e intermediária. A RP também aumentou com o uso do gesso, porém, novamente, os valores mantiveram-se abaixo de níveis críticos (2-3 MPa). Não houve efeito sobre a U % do solo no momento da determinação da RP no campo. Com o gesso, a Ds diminuiu na camada de 0,075-0,150 m, concomitantemente com o aumento de PT e Ma, enquanto na camada de 0,000-0,075 m parte da Ma foi convertida em Mi, sem alterar PT e Ds. Esses últimos resultados representam ganho na qualidade estrutural do solo em função da aplicação do gesso, mas os aumentos de escore da estrutura do solo e de resistência à penetração, mesmo permanecendo abaixo dos limites críticos, precisam ser monitorados a fim de garantir que não representarão limitações ao uso do solo no futuro.

A field experiment was carried out on a red dystrophic loam oxisol from Tibagi, Paraná State, Brazil, to assessing whether surface-applied urea affects corn development and yield as a result of N-NH3 losses by volatilization, and whether the partial or full replacement of urea by ammonium sulfate increases the effectiveness of nitrogen fertilization as sidedressing, without incorporation. A randomized complete block design was used, with three replications, in a split-plot experiment. The plots received four rates of N applied as top dressing: 30, 60, 90 and 120kg ha-1. The subplots were constituted by four application forms: surface-applied urea, incorporated urea, surface-applied ammonium sulfate and surface-applied urea + ammonium sulfate. The N rates led to a linear increase in corn yield, number of grains per ear, ear weight per plant, grain weight per ear, and weight of 1000 grains. Urea, surface-applied or incorporated, and surface-applied ammonium sulfate performed similarly in nutrition and corn grain yield. O trabalho foi realizado em um Latossolo Vermelho Distrófico textura média, em Tibagi, Estado do Paraná, com o objetivo de verificar se a uréia aplicada na superfície do solo influencia o desenvolvimento e a produção de milho, em decorrência de perdas de N-NH3 por volatilização, e se a substituição parcial ou total da uréia por sulfato de amônio aumenta a eficiência da adubação nitrogenada em cobertura, sem incorporação. O delineamento experimental empregado foi o de blocos completos ao acaso em parcelas subdivididas, com três repetições. As parcelas receberam quatro doses de N em cobertura (30, 60, 90 e 120kg ha-1), e nas subparcelas foram utilizados quatro modos de aplicação de fontes nitrogenadas (uréia na superfície, uréia incorporada, sulfato de amônio na superfície e uréia + sulfato de amônio na superfície). As doses de N aumentaram linearmente a produção de milho, o número de grãos por espiga e a massa de espigas por planta, de grãos por espiga e de 1.000 grãos. A uréia na superfície, ou com incorporação, e o sulfato de amônio na superfície tiveram comportamento semelhante na nutrição e na produção de milho. Palavras-chave: Zea mays L., uréia, sulfato de amônio, nitrogênio.

The chemical speciation of the soil solution is an important tool for evaluating nutrient availability and aluminum phytotoxicity. The effect of liming in the composition of the soil solution under the no-till (NT) system is still not well known. We evaluated the chemical speciation of Al and nutrients in the soil solution (water extract 1:1), five years after liming at the moment of the establishment of NT in a native pasture, in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil. Dolomitic lime was applied at a rate of 4.5 t ha-1 (either incorporated or surface-applied), or split in three annual rates of 1.5 t ha-1. Soil samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox were collected at the 0 - 0.05; 0.05 - 0.1; 0.1 - 0.2; 0.2 - 0.4; 0.4 - 0.6; and 0.6 - 0.8 m layers, in May, 2003. Aluminum was mainly complexed to dissolved organic carbon (DOC) and fluoride, while the free form Al3+ was present in fewer amounts even under acidic conditions. Calcium and magnesium were found as free forms (Ca2+, Mg2+) and complexed by organic anions. Phosphorus was found as free forms (HPO4(2-), H2PO4-) and complexed with aluminum (ionic pair Al-HxPO4x) up to 0.1 m. Complexation of Al by DOC was not influenced by surface-applied or incorporated liming. Liming did not change Ca and Mg speciation in the soil solution under NT system. The presence of free forms HPO4(2-) and H2PO4-, however, was influenced by liming, because of the increase in cation associated forms. A especiação química da solução do solo é uma importante ferramenta para avaliar a disponibilidade de nutrientes e o potencial fitotóxico do alumínio. As formas em que os elementos ocorrem na solução dos solos sob sistema plantio direto (SPD) ainda são pouco conhecidas, sobretudo em áreas que receberam aplicação de calcário. Avaliou-se a distribuição das espécies químicas de alumínio e nutrientes na solução do solo (extrato aquoso 1:1), cinco anos após a aplicação de calcário, na introdução do SPD em área de pastagem nativa, em Ponta Grossa -PR. Aplicaram-se 4,5 t ha-1 de calcário dolomítico na superfície, em dose única ou parcelada durante três anos, ou com incorporação na camada de 0 - 0,20 m, de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0 - 0,05; 0,05 - 0,1; 0,1 - 0,2; 0,2 - 0,4; 0,4 - 0,6 e 0,6 - 0,8 m. O alumínio (Al) ocorreu predominantemente complexado pelo carbono orgânico dissolvido (DOC) e pelo fluoreto, e em baixíssimas proporções na forma livre Al3+, mesmo em condições de alta acidez. Para cálcio (Ca) e magnésio (Mg), as espécies químicas que ocorreram em maiores proporções foram as formas livres (Ca2+ e Mg2+) e complexadas pelo DOC. O fósforo, além das formas livres (H2PO4-, HPO4(2-)), interagiu com alumínio (par iônico Al-HxPO4x), sobretudo até 0,1 m de profundidade. A complexação do alumínio pelo carbono orgânico dissolvido não foi influenciada pela correção da acidez do solo por meio da calagem na superfície ou com incorporação. A aplicação de calcário não alterou a especiação de cálcio e magnésio na solução do solo sob sistema plantio direto. Contudo, a ocorrência das formas livres H2PO4- e HPO4(2-) foi influenciada pela calagem, havendo incremento das formas associadas com cátions.

O baixo teor de Ca e a toxicidade por Al são importantes limitações à produtividade das culturas em solos ácidos brasileiros. É possível aumentar o teor de Ca e reduzir a toxicidade por Al por meio da aplicação de gesso agrícola. No entanto, é importante melhor compreensão dos efeitos do gesso na especiação iônica da solução do solo. Avaliou-se a especiação iônica da solução do solo (extrato aquoso 1:1) de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, sob sistema plantio direto, cinco anos após a aplicação superficial de 3, 6 e 9t ha-1 de gesso agrícola. A especiação foi realizada com auxílio do programa computacional Visual Minteq em amostras coletadas nas profundidades de 0-0,05; 0,05-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4m. Para o Al, as principais espécies químicas foram os complexos com carbono orgânico dissolvido (Al-COD) e com F (Al-F), enquanto o par iônico AlSO4+ ocorreu em pequena proporção. O COD foi o principal ligante para Mg e Ca, mas em muito maior magnitude para este último, refletindo importante participação dos ânions orgânicos na dinâmica desses nutrientes. Em relação ao sulfato, apesar da formação dos pares iônicos com Ca, Mg e Al (CaSO4(0), MgSO4(0) e AlSO4+), houve a predominância da forma livre S-SO4-2, enquanto o fosfato apresentou forte interação com o Al em solução, formando a espécie química Al-HxPO4x. Low Ca content and Al toxicity are important limitations for yield crops in Brazilian acids soils. Gypsum application may increase Ca contents and decrease Al toxicity. However, a better knowledge of the effects of gypsum on the ionic speciation of soil solution is very important. The ionic speciation of the soil solution (water extract 1:1) was evaluated in samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox under no-till system, 5 years after surface application of gypsum (3; 6 and 9t ha-1). The ionic speciation was performed by using the Visual Minteq program in samples collected at the following depths: 0-0.05; 0.05-0.1; 0.1-0.2 and 0.2-0.4m. The main Al complexing agents in solution were with dissolved organic carbon (Al-DOC) and F (Al-F), while the ionic par AlSO4+ occurred in small proportion. Ca and Mg were complexed by DOC, and the effect was more pronounced for Ca, reinforcing the important participation the organic anions in the dynamic of these nutrients. Although sulphate had formed ionic pairs with Ca, Mg and Al (CaSO4(0), MgSO4(0) and AlSO4+), the free form (S-SO4-2) predominated; while phosphate strongly interacted with Al in solution, forming the chemical specie Al-HxPO4x.

Os resíduos de plantas de cobertura podem mobilizar cátions no solo e beneficiar a ação da calagem superficial, por meio da liberação de ácidos orgânicos de baixo peso molecular da fração solúvel dos resíduos. Entretanto, faltam estudos no campo que comprovem tais efeitos em sistema plantio direto. Para avaliar as alterações químicas do solo e a resposta do milho e da soja com a aplicação de doses de calcário dolomítico na superfície (0,0, 2,5, 5,0 e 7,5 t ha-1), na ausência e na presença de cobertura de aveia preta, foi realizado um experimento em um Latossolo Vermelho distrófico textura argilo-arenosa, há cinco anos no sistema plantio direto, em Ponta Grossa (PR). As doses de calcário foram aplicadas nas parcelas em novembro de 2000 e, nas subparcelas, foram realizados dois cultivos, sem e com aveia preta em 2001 e 2002, antecedendo as culturas de milho e soja. A massa de aveia preta produzida não foi influenciada pela aplicação de calcário, tendo-se obtido aproximadamente 4 t ha-1 de matéria seca de aveia, em 2001 e 2002. A calagem também não alterou a capacidade de neutralização do hidrogênio (482 mmol c kg-1), a soma de cátions solúveis (29,5 mmol c L-1) e a condutividade elétrica (1.230 µS cm-1) do extrato de aveia. O calcário aplicado na superfície aumentou o pH, Ca2+ e Mg2+ e reduziu o Al3+ do solo até à profundidade de 10 cm. O resíduo de aveia preta mantido na superfície do solo não ocasionou benefícios à ação da calagem superficial na correção da acidez de camadas do subsolo. A calagem superficial não modificou a nutrição do milho, reduziu as concentrações de Zn e Mn nas folhas de soja e não causou alterações no rendimento de milho e soja. A cobertura de aveia preta aumentou as concentrações de P, Ca e Mg, nas folhas de milho, de N e P, nas folhas de soja, e reduziu o Mn no tecido foliar de soja. A manutenção do resíduo de aveia preta sobre a superfície do solo aumentou o rendimento de milho, mas não influiu no rendimento de soja, cultivada após o milho, no sistema plantio direto. Cover crop residues mobilize cations and benefit the action of lime applied on the soil surface owing to the release of low molecular weight organic acids from the soluble fraction of residues. However, these effects in no-till system are yet to be confirmed in field studies. A five-year trial was carried out on a no-till dystrophic Rhodic Hapludox in Ponta Grossa, State of Paraná, Brazil, with the aim of evaluating changes in chemical soil attributes, as well as the corn and soybean response to surface application of dolomitic lime (0, 2.5, 5.0 and 7.5 t ha-1), with and without black oat cover. Lime rates were applied onto the main plots in November 2000 and the treatments on the subplots consisted of the presence or absence of black oat in 2001 and 2002, preceding corn and soybean crops. Surface-applied lime did not influence the dry matter yield of black oat, which was approximately 4 t ha-1 in both 2001 and 2002 years. Liming did not affect the H+ ions neutralizing capacity (482 mmol c dm-3), the sum of soluble cations (29.5 mmol c L-1) or electric conductivity (1,230 µS cm-1) of the black oat extract either. Liming applied on the soil surface decreased exchangeable Al3+ and increased pH, exchangeable Ca2+ and exchangeable Mg2+ down to a 10 cm depth. Black oat residue on the soil surface under no-till did not benefit the mobility of surface-applied lime to alleviate subsoil acidity. Surface application of lime did not affect corn mineral nutrition or corn and soybean yields, but decreased Zn and Mn concentrations in soybean leaves. Cover black oat residue raised the P, Ca, and Mg concentrations in the corn and N and P in the soybean leaves and caused a decrease of Mn concentration in the soybean leaves. The black oat cover on the soil surface increased corn yield, but did not affect soybean yield, grown under no-till after corn.

As conseqüências da aplicação superficial de calcário na qualidade da soja cultivada em semeadura direta, com base nas concentrações de óleo, proteína e nutrientes, não são muito conhecidas. Com o objetivo de estudar a produtividade de grãos, óleo e proteína e a composição mineral de grãos de soja, em função da calagem na superfície, em semeadura direta, foi instalado um experimento em Latossolo Vermelho distrófico textura média, em Ponta Grossa (PR). O delineamento experimental empregado foi o de blocos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas, com três repetições. Em julho de 1993, foram aplicadas quatro doses de calcário dolomítico, nas parcelas, em superfície (0, 2, 4 e 6 t.ha-1) e, em junho de 2000, reaplicadas duas doses de calcário dolomítico, nas subparcelas, em superfície (0 e 3 t.ha-1). Avaliaram-se os tratamentos por meio da cultura da soja no ano agrícola de 2001/2002. A aplicação superficial de calcário não alterou a eficiência do processo biológico de fixação de N2, avaliada pela concentração de N nas folhas, a produtividade de grãos, óleo e proteína de soja, apesar da elevada acidez (pH em CaCl2 4,3 e 25% de saturação por bases) existente na camada superficial do solo (0-5 cm). A calagem na superfície, em semeadura direta, aumentou o teor de óleo e não alterou a concentração de proteína de soja. Houve aumento de P e Ca e redução de Zn nos grãos de soja, com a calagem na superfície, enquanto os teores de K, Mg, Cu, Mn e Fe não foram alterados. As variações de P e Zn nos grãos estiveram relacionadas (P < 0,01) com o aumento do pH, ao passo que a de Ca foi proporcional (P < 0,01) ao aumento do Ca trocável, na camada de solo de 0-5 cm. Effects liming surface application, on soybean grain quality, under non-tillage systems, based on the oil, protein and nutrient contents, are not well defined yet. A field trial was carried out on a dystrophic Red Latosol (Hapludox) at Ponta Grossa, State of Paraná, Brazil, to evaluate liming surface application effects, under a non-tillage scheme, on soybean yield, oil and protein contents, and grain mineral composition. A randomized complete block design was used, with three replications, in a split-plot experiment. In the main plots, four doses (0, 2, 4 and 6 t.ha-1) of dolomitic limestone were surface applied in July of 1993, and in the subplots two doses (0 and 3 t.ha-1) were reapplied in June of 2000. Soybean yield was evaluated in 2001/02. Liming had no effect on the efficiency of symbiotic N2 fixation, evaluated by total leaf-N, and on soybean grain, oil and protein yields, despite the high acidity (pH in CaCl2 4.3 and 25% of soil base saturation) in the soil surface layer (0-5 cm). Surface application of lime under a non-tillage system increased soybean oil and had no effect in protein contents. Surface liming application increased P and Ca, and decreased Zn contents in soybean grain. The increase of P and the reduction of Zn in grains were related (P < 0.01) to an increase of soil pH. Also Ca in grains increased in the same pattern as the increase of exchangeable Ca, in the soil surface layer (0-5 cm).

Root growth and crop yield can be affected by chemical modifications of the soil profile owing to lime and gypsum applications. A field trial was carried out on a dystrophic Clayey Rhodic Hapludox at Ponta Grossa, PR, Brazil, aiming to evaluate lime (without or with incorporation into the soil) and gypsum effects on root growth, mineral nutrition and grain yield of wheat (cv. OR 1). A randomized complete block design was used, with three replications, in a split-plot experiment. Treatments with dolomitic limestone (without lime and 4.5 t ha-1 of lime applied on the surface, in total rate and 1/3 of the requirement per year during 3 years, or incorporated into the soil) were applied in July 1998 (main plots) and the rates of gypsum (0, 3, 6 and 9 t ha-1) in October 1998 (subplots). Wheat was evaluated in the 2000 winter season. In conditions of water deficit absence, there was no limitation in root growth in depth, for exchangeable Ca of 6 mmol c dm-3. Lime incorporation of lime increased the Mg concentration in the leaves, but wheat yield was not influenced by the correction of soil acidity through liming treatments. Gypsum increased the concentrations of Ca and S in wheat leaves, with significant effects on grain yield. The critical level of S-SO4(2-) in the 0-20 cm soil layer, extracted by ammonium acetate 0.5 mol L-1 in acetic acid 0.25 mol L-1, was 25.8 mg dm-3. A calagem e a aplicação de gesso levam a modificações químicas no perfil do solo que podem influenciar o crescimento radicular e a produção de culturas anuais. Um experimento foi realizado em Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, em Ponta Grossa (PR), com o objetivo de avaliar os efeitos da calagem (sem calcário e 4,5 t ha-1 de calcário dolomítico aplicado na superfície, em dose total e 1/3 da dose por ano durante 3 anos, e incorporado) e de doses de gesso na superfície (0, 3, 6 e 9 t ha-1) sobre o crescimento radicular, a nutrição mineral e a produção de grãos de trigo (cv. OR 1). O delineamento experimental empregado foi em blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com três repetições. Os tratamentos com calcário (parcelas) foram aplicados em julho, e as doses de gesso (subparcelas) em outubro de 1998. A cultura do trigo foi avaliada no inverno de 2000. Em condições de ausência de déficit hídrico, não houve limitação no crescimento radicular do trigo, em profundidade, para teor de Ca trocável de 6 mmol c dm-3. A incorporação de calcário aumentou a concentração de Mg nas folhas, mas a produção de grãos de trigo não foi influenciada pela correção da acidez do solo através da calagem na superfície, com ou sem parcelamento, ou com incorporação. A aplicação de gesso aumentou a concentração foliar de Ca e S, causando acréscimos na produção de grãos. O nível crítico de S-SO4(2-) no solo, na camada de 0-20 cm, extraído pelo acetato de amônio 0,5 mol L-1 em ácido acético 0,25 mol L-1, foi de 25,8 mg dm-3.

A calagem superficial ou incorporada e a aplicação de gesso no solo levam a modificações químicas no perfil que podem influenciar o crescimento de raízes das culturas anuais. O crescimento radicular e a nutrição da cevada, cv. BR 2 (sensível ao Al), foram estudados em função da aplicação de calcário dolomítico (sem calcário e 4,5 t.ha-1 de calcário na superfície ou incorporado) e doses de gesso (0, 3, 6 e 9 t.ha-1), em LATOSSOLO VERMELHO Distrófico textura argilosa, em Ponta Grossa (PR). O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso em esquema de parcela subdividida, com três repetições. Os tratamentos de calagem (parcelas) e as doses de gesso (subparcelas) foram aplicados na instalação do sistema plantio direto, em 1998. Avaliaram-se as alterações nos atributos químicos do solo e no crescimento de raízes de cevada no inverno de 1999, após o cultivo de soja. A calagem, na superfície ou incorporada e a aplicação de gesso não influenciaram significativamente o crescimento radicular da cevada, embora o gesso tenha proporcionado melhor distribuição relativa de raízes em profundidade, principalmente quando associado à calagem. Em condições de déficit hídrico severo, não houve limitação no crescimento radicular da cevada, em profundidade, para o teor de Ca trocável de 6 mmol c.dm-3 e a saturação por Al de 35%. A incorporação de calcário melhorou a nutrição de N e K da cevada, mas a produção não foi influenciada pela correção da acidez do solo por meio da calagem na superfície ou com incorporação, certamente devido à prolongada estiagem no período de florescimento da cultura, o que limitou a produção de grãos. A aplicação de gesso melhorou a absorção de N, P, K, Ca e S pela cevada, em condições de deficiência hídrica, proporcionando acréscimos na produção de grãos, em decorrência do aumento de Ca trocável, da relação Ca/Mg e do S-SO4(2-) disponível no solo. Root growth can be affected by chemical modifications in the soil profile due to lime and gypsum applications. A field trial was carried out on a dystrophic Clay Rhodic Hapludox at Ponta Grossa, State of Paraná, Brazil, aiming at evaluating lime and gypsum effects on root growth and plant chemical traits of barley, cv. BR 2 (Al susceptible). A randomized complete block design was used, with three replications, in a split-plot layout. The main plots received dolomitic limestone treatments (no lime and 4.5 t.ha-1 of lime-on the surface or incorporated into the soil) and the subplots, the rates of gypsum (0, 3, 6 and 9 t.ha-1), applied in the installation of a no-tillage system, in 1998. Barley was grown during the 1999 winter season, after the soybean crop. Liming (whether surface applied or incorporated into the soil), and gypsum rates did not significantly affected barley root growth, although gypsum provided better root relative distribution in the soil profile, mainly when associated to liming. Under severe water stress conditions there was no limitation to barley root growth in depth (for 6 mmol c.dm-3 exchangeable Ca and 35% Al saturation). Lime incorporation improved the plant nutrition as to N and K, but liming treatments did not affect grain yields-these were limited by the prolonged water deficit during flowering stage. However, gypsum increased N, P, K, Ca and S plant levels, even under water stress conditions, with significant effects on grain yields, due to increases in the exchangeable Ca, Ca/Mg relationships and S-SO4(2-) levels available in the soil.

A solubilização do calcário no solo, sem o que não ocorre neutralização da acidez, demanda tempo e exige incorporação para aumentar o contato entre o corretivo e os colóides do solo. Com o objetivo de avaliar a correção da acidez do solo em função de diferentes modos de incorporação de calcário, foi conduzido um experimento, no ano agrícola 1993/94, em um Latossolo vermelho-escuro, distrófico, de campo nativo, do município de Ponta Grossa (PR). O delineamento experimental empregado foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos por cinco modos de incorporação: arado de discos mais duas gradagens, grade aradora mais duas gradagens, enxada rotativa, arado escarificador mais duas gradagens e distribuição na superfície sem incorporação, e por quatro doses de calcário dolomítico: 0, 2,8, 6,6 e 10,3 t ha-1, visando a elevar a saturação por bases do solo a 30, 60 e 90%. A planta teste utilizada foi o milho. Verificou-se que o modo de incorporação do corretivo no solo afeta a sua eficiência em relação à profundidade no perfil, na qual há neutralização da acidez. Houve elevação da saturação por bases do solo até a camada de 20cm, 15cm e 10cm, respectivamente, para os seguintes modos de incorporação: enxada rotativa, arado de discos ou grade aradora e arado escarificador ou calcário distribuído na superfície sem incorporação. Os valores de saturação por bases desejados não foram alcançados, três meses após a calagem, independente do modo de incorporação de calcário. The solubilization of lime in soil, without which the acidity neutralization does not occur, demands time and requires incorporation for increasing the contact between lime and soil coloides. In order to study the correction of soil acidity in function of lime incorporation manners, a field experiment was carried out, in Ponta Grossa, State of Paraná, Brazil, in a dystrophic Dark Red Latosol, in native field. A randomized complete block design was used, with three replications, in a split-plot experiment. The treatments consisted of five incorporation methods: disk plowing plus two spring disk harrowing, off-set harrowing plus two spring disk harrowing, rotary tilling, chisel plowing plus two spring disk harrowing and lime distribution on the surface without incorporation (main plots), and four rates of dolomitic limestone: 0, 2.8, 6.6 and 10.3 t ha-1, in order to raise base saturation of soil to 30, 60 and 90% (subplots). The cultivated plant was maize. The results showed that the lime incorporation manner in the soil affects its efficiency in relation to the depth in the profile in which there is neutralization of the acidity. There was elevation in base saturation of the soil to the layer of 20cm, 15cm and 10cm, respectively, for the following incorporation manners: rotary tilling, disk plowing or off-set harrowing and chisel plowing or lime distribution on the surface without incorporation. The saturation values for wanted bases were not reached, three months after liming, independent in the incorporation manner of lime.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2019-04-09T17:04:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Vanderson Duart.pdf: 1503575 bytes, checksum: dc9ba22b7f617a3b2441e26732430a3b (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-09T17:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Vanderson Duart.pdf: 1503575 bytes, checksum: dc9ba22b7f617a3b2441e26732430a3b (MD5) Previous issue date: 2019-02-22 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior No Estado de Santa Catarina (SC), o arroz irrigado é tradicionalmente cultivado no sistema pré-germinado. Porém, nos últimos anos, com o advento da tecnologia Clearfield®, o sistema de cultivo mínimo vem ganhando espaço, chegando próximo de 30% da área cultivada nesse sistema. Isso tem gerado demandas por informações referentes à correção da acidez do solo pelo fato dessas áreas permanecerem drenadas até o estádio de desenvolvimento V3-V4 das plantas de arroz. Nesse período, não ocorre o fenômeno conhecido como “autocalagem”, podendo assim ser necessária a correção da acidez do solo nos estádios iniciais de desenvolvimento das plantas, com aplicação de calcário para manter o potencial produtivo da cultura. Outra demanda por informações é referente ao uso de gesso agrícola na cultura do arroz irrigado. Este produto vem sendo estudado em diversas culturas de sequeiro, mas são poucos os estudos que demonstram os efeitos de sua aplicação na cultura do arroz, especialmente em áreas alagadas. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações químicas do solo e a resposta do arroz irrigado em sistema de cultivo mínimo/solo seco em função da aplicação de calcário dolomítico e gesso agrícola. Os experimentos foram realizados em duas localidades na região sul do Estado de SC. O experimento 1 foi realizado na cidade de Santa Rosa do Sul nas safras de 2013/14, 2014/15 e 2015/16, em um solo com baixa saturação por Al3+, e o experimento 2 foi realizado na cidade de Praia Grande, na safra de 2017/18, em um solo com alta saturação por Al3+. O delineamento experimental empregado, em ambos os experimentos, foi o de blocos ao acaso em esquema de parcelas subdivididas, com três repetições. Nos dois experimentos, empregaram-se, nas parcelas, três doses de calcário dolomítico, além de um tratamento controle sem calcário, correspondendo a 0, 0,5, 1,0 e 1,5 vezes a necessidade de calagem estimada pelo método do tampão SMP para elevar o pH em água a 5,5 (0, 2, 4 e 6 t ha-1 no experimento 1 e 0, 2,4, 4,8 e 7,2 t ha-1 no experimento 2) e, nas subparcelas, foram aplicadas três doses de gesso agrícola (2, 4 e 6 t ha-1), além de um tratamento controle sem gesso. O arroz foi semeado em sistema de cultivo mínimo, com exceção da safra 2015/2016 no experimento 1, a qual foi manejada no sistema pré-germinado. Os efeitos da calagem e do gesso nos atributos químicos do solo foram semelhantes nos dois experimentos, apresentando respostas similares aos estudos realizados em solos drenados de terras altas sem irrigação. A calagem foi eficiente em corrigir a acidez do solo na camada de incorporação, aumentando o pH em CaCl2 e os teores trocáveis de Ca2+ e Mg2+, e diminuindo os teores trocáveis de Al3+. No experimento 1, as doses de calcário praticamente não influenciaram as concentrações de nutrientes na folha bandeira do arroz. No experimento 2, houve aumento na concentração de Mg e diminuição nos teores de Ca e S na folha bandeira do arroz com o incremento das doses de calcário; as doses de calcário também aumentaram a exportação de Ca pelos grãos e a extração de Mg pelas plantas, e diminuíram a extração de K e S pelas plantas e a exportação de S pelos grãos. As doses de gesso agrícola, nos dois experimentos, aumentaram os teores de Ca2+ e S-SO42- no perfil do solo (0-60 cm) já no primeiro cultivo, cujos efeitos se estenderam até os 33 meses após a aplicação, e diminuíram os teores de Al3+ no solo após 33 meses da aplicação. No experimento 1, houve aumento nas concentrações de P, K, Ca e S na folha bandeira do arroz nos três cultivos, e também no teor foliar de N no 1° cultivo, com as doses de gesso. No experimento 2, as doses de gesso aumentaram a concentração de S na folha bandeira do arroz, a extração de P e S pelas plantas, as concentrações de P, K, Ca e S nos grãos, bem como a exportação de K, Ca, Mg e S pelos grãos. Os componentes de rendimento, analisados somente no experimento 2, não foram influenciados significativamente pela calagem. Apesar de os benefícios na correção da acidez do solo proporcionados pela calagem, não houve resposta positiva na produtividade do arroz com as doses de calcário aplicadas nos dois experimentos e, ainda, no primeiro cultivo do experimento 1, as doses de calcário deprimiram a produtividade de arroz. Esses resultados revelaram que a calagem foi desnecessária na cultura de arroz irrigado com o objetivo de aumentar a produtividade de híbridos com alto potencial produtivo. As doses de gesso aumentaram o número de panículas por m2, o peso de 1000 grãos, o número de grãos por panícula, o número de grãos cheios por panícula e o peso da panícula. A produtividade do arroz irrigado foi aumentada com doses de gesso de forma consistente, nos dois experimentos. Concluiu-se que existe grande potencial de uso do gesso agrícola na cultura do arroz irrigado em sistema de cultivo mínimo visando aumentar a eficiência da utilização dos nutrientes do solo e a produtividade de grãos de híbridos com alto potencial produtivo. In the State of Santa Catarina (SC), irrigated rice is traditionally grown in the pre-germinated system. However, in recent years, with the advent of Clearfield® technology, the minimum cropping system has been gaining ground, reaching close to 30% of the cultivated area in this system. This has generated demands for information regarding the correction of soil acidity because these areas remain drained until the V3-V4 development stage of rice plants. In this period, does not occur the phenomenon is known as "self-liming", so that soil acidity can be corrected in the early stages of plant development, with the lime application to maintain the productive potential of the crop. Another demand for information is related to the use of phosphogypsum in the irrigated rice crop. This product has been studied in several rainfed crops, but few studies have demonstrated the effects of its application on rice cultivation, especially in flooded areas. This study aimed to evaluate soil chemical changes and the response of irrigated rice in a minimum crop/dry soil system as a function of the application of dolomitic lime and phosphogypsum. The experiments were carried out in two locations in the southern region of the State of Santa Catarina. Experiment 1 was carried out in Santa Rosa do Sul in the 2013/14, 2014/15 and 2015/16 agricultural years, in a soil with low saturation by Al3+, and experiment 2 was carried out in Praia Grande in 2017/18, in a soil with high saturation by Al3+. A randomized complete block design with three replications was used in both experiments. Three rates of dolomitic lime were applied in the plots, as well as a control treatment with no lime, corresponding to 0, 0.5, 1.0 and 1.5 times the liming requirement estimated by the buffer SMP method to raise the pH in water at 5.5 (0, 2, 4, and 6 t ha-1 in experiment 1 and 0, 2.4, 4.8 e 7.2 t ha-1 in experiment 2), and in the subplots, three rates of phosphogypsum (2, 4, and 6 t ha-1) were applied, in addition to a control treatment without phosphogypsum. The rice was sown in a minimum cropping system, with the exception of the 2015/2016 harvest in experiment 1, which was managed in the pre-germinated system. The effects of liming and phosphogypsum on the soil chemical attributes were similar in the two experiments, presenting similar responses to the studies carried out on upland soils without irrigation. Liming was efficient in correcting the soil acidity in the incorporation layer, increasing the pH in CaCl2 and the exchangeable Ca2+ and Mg2+ contents, and reducing the exchangeable Al3+ content. In experiment 1, the lime rates practically did not influence the concentrations of nutrients in the rice leaf. In experiment 2, there was an increase in Mg concentration and a decrease in the Ca and S contents in the rice leaf with the increment of lime rate; liming also increased Ca exportation by grains and Mg uptake by plants, and decreased the uptake of K and S by plants and the export of S by grains. The phosphogypsum rates, in both experiments, increased the Ca2+ and S-SO42- levels in the soil profile (0-60 cm) already in the first crop, whose effects lasted until the 33 months after the application, and decreased the Al3+ levels in the soil after 33 months of application. In experiment 1, the phosphogypsum rates increased the concentrations of P, K, Ca and S in the leaf experimento 2, as doses de gesso aumentaram a concentração de S na folha bandeira do arroz, a extração de P e S pelas plantas, as concentrações de P, K, Ca e S nos grãos, bem como a exportação de K, Ca, Mg e S pelos grãos. Os componentes de rendimento, analisados somente no experimento 2, não foram influenciados significativamente pela calagem. Apesar de os benefícios na correção da acidez do solo proporcionados pela calagem, não houve resposta positiva na produtividade do arroz com as doses de calcário aplicadas nos dois experimentos e, ainda, no primeiro cultivo do experimento 1, as doses de calcário deprimiram a produtividade de arroz. Esses resultados revelaram que a calagem foi desnecessária na cultura de arroz irrigado com o objetivo de aumentar a produtividade de híbridos com alto potencial produtivo. As doses de gesso aumentaram o número de panículas por m2, o peso de 1000 grãos, o número de grãos por panícula, o número de grãos cheios por panícula e o peso da panícula. A produtividade do arroz irrigado foi aumentada com doses de gesso de forma consistente, nos dois experimentos. Concluiu-se que existe grande potencial de uso do gesso agrícola na cultura do arroz irrigado em sistema de cultivo mínimo visando aumentar a eficiência da utilização dos nutrientes do solo e a produtividade de grãos de híbridos com alto potencial produtivo.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-03-26T17:15:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Adriano Haliski.pdf: 6014107 bytes, checksum: 5ea9da050b969e0d77b66cdcb53f603d (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-26T17:15:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Adriano Haliski.pdf: 6014107 bytes, checksum: 5ea9da050b969e0d77b66cdcb53f603d (MD5) Previous issue date: 2018-12-20 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Os solos brasileiros são, em sua grande maioria, naturalmente ácidos. A deficiência de cálcio (Ca) e a toxidez causada por alumínio (Al) e manganês (Mn) são os fatores que mais têm limitado a produtividade das culturas em solos ácidos de regiões tropicais e subtropicais. O sintoma primário e mais evidente da toxicidade do Al em plantas é a inibição no alongamento radicular e diminuição na absorção de nutrientes. Este trabalho foi realizado com os objetivos de (i) avaliar a influência da calagem superficial e de resíduos de plantas deixados sobre a superfície do solo durante a estação de outono–inverno nos teores e nas formas de Al em sistema plantio direto de longa duração; (ii) verificar os benefícios da calagem superficial associada aos resíduos das culturas de outono–inverno no combate à acidez do solo e na amenização da toxicidade do Al em longo prazo, no sistema plantio direto; e (iii) correlacionar as formas de Al presentes no solo e as produtividades de grãos de milho, soja e feijão em sistema plantio direto de longa duração. O experimento foi realizado em um Latossolo Vermelho distrófico textura média, manejado há longo período sob plantio direto, em Ponta Grossa (PR). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com três repetições. Nas parcelas, foram aplicadas quatro doses de calcário dolomítico na superfície em maio de 2004 (0, 4, 8 e 12 t ha-1) e, nas subparcelas, empregaram-se três tratamentos de cobertura vegetal durante a estação de outono–inverno, sem ou com nitrogênio (N): (i) solo descoberto, (ii) com cobertura vegetal (aveia ou trigo) e (iii) com cobertura vegetal (aveia ou trigo) + 60 kg ha-1 de N. O N foi empregado, anualmente, na forma de nitrato de amônio, em cobertura nas culturas de aveia ou trigo, no início do perfilhamento das culturas. A calagem na superfície corrigiu a acidez do solo, e aumentou os teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) e a saturação por bases até a profundidade de 0,20 m. Os teores de Al trocável foram muito baixos com a aplicação de calcário, sendo as formas de Al não-trocável predominantes em todas as profundidades avaliadas. A calagem neutralizou o Al na forma trocável, e também uma fração das diferentes formas do Al não- trocável. Com a calagem, houve grande redução do Al fortemente complexado pela matéria orgânica do solo, sendo grande parte precipitado em formas inorgânicas de Al(OH)3. A produtividade acumulada de grãos das culturas aumentou, em média, 23% com a aplicação superficial de calcário ao longo dos 10 anos de avaliação. Os maiores incrementos no rendimento de grãos das culturas foram obtidos com a aplicação de 8,3 t ha-1, cuja dose foi muito próxima daquela calculada para elevar a saturação por bases do solo, na camada de 0–0,20 m, a 70%. O Al não-trocável complexado mais fracamente com a matéria orgânica do solo, bem como o Al trocável, apresentou forte correlação com a produtividade das culturas, mostrando que o aumento dessas formas de Al no solo afetou drasticamente a produtividade das culturas. A correção da acidez do solo por meio da calagem superficial em sistema plantio direto demonstrou ser uma prática fundamental para garantir altos tetos de produtividade de grãos por amenizar a toxicidade do Al nas formas trocável e fracamente complexado com a matéria orgânica do solo. Brazilian soils are, for the most part, naturally acidic. Calcium (Ca) deficiency and toxicity caused by aluminum (Al) and manganese (Mn) are the factors that have most limited crop yield in acidic soils of tropical and subtropical regions. The primary and most obvious symptom of Al toxicity in plants is an inhibition in root elongation and decreased nutrient uptake. This study was carried out with the objective of (i) evaluating the influence of surface liming and plant residues left on the soil surface during the autumn–winter season in the contents and forms of Al in a long-term no-till system; (ii) to verify the benefits of surface liming associated with autumn–winter crop residues in combating soil acidity and alleviating the long-term toxicity of Al in a no-till system; and (iii) to correlate the Al forms present in the soil and the grain yields of corn, soybean, and bean in a long-term no-till system. The experiment was carried out on loamy, kaolinitic, thermic Typic Hapludox, managed for a long period under a no-till system in Ponta Grossa, Parana State, Brazil. A randomized complete block design was used, with three replications in a split-plot arrangement. In the plots, four rates of dolomitic lime were applied on the soil surface in May 2004 (0, 4, 8, and 12 t ha-1), and in the subplots three cover crop residue treatments were applied during the autumn–winter season, without or with nitrogen (N) addition: (i) uncovered soil, (ii) with crop residue (oat or wheat), and (iii) with crop residue (oat or wheat) + 60 kg ha-1 of N. Nitrogen was applied annually in the form of ammonium nitrate in top dressing, at the beginning of tillering of oat or wheat crops. Surface liming corrected soil acidity and increased calcium (Ca) and magnesium (Mg) contents and base saturation up to a 0.20 m depth. Aluminum exchangeable contents were very low with lime application, with non-exchangeable Al forms predominant at all depths evaluated. Liming neutralized Al in an exchangeable form, and a fraction of the different forms of non-exchangeable Al. With liming, there was a great reduction of Al highly complexed by the soil organic matter, being much precipitated in inorganic forms of Al (OH)3. The cumulative grain yield of the crops increased by an average of 23% with the surface lime application over the 10 years of evaluation. The largest increases in grain yield of the crops were obtained with the lime application at 8.3 t ha-1, whose rate was very close to that calculated to raise soil base saturation in the topsoil (0–0.20 m) to 70%. Non-exchangeable Al complexed poorly with soil organic matter as well as exchangeable Al showed a strong correlation with crop yields, revealing that the increase of these Al forms in soil affected drastically crop yields. The alleviation of soil acidity by the surface application of lime under a no-till system proved to be a fundamental practice to guarantee high crop yields by alleviating the Al toxicity in both forms exchangeable and poorly complexed with the soil organic matter.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-05T17:14:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Daniel Ruiz Potma.pdf: 3450096 bytes, checksum: 03d21d00bc051ccb6c35ac3df1c5fe14 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-05T17:14:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Daniel Ruiz Potma.pdf: 3450096 bytes, checksum: 03d21d00bc051ccb6c35ac3df1c5fe14 (MD5) Previous issue date: 2018-04-18 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Solos podem ser uma fonte ou um dreno de CO2 atmosférico, dependendo do seu sistema de manejo. Atualmente, o uso do solo e mudança de uso do solo emitem 1,3 ± 0,5 Pg C ano-1, equivalente a 8% das emissões globais. Técnicas como a agricultura de baixa emissão de C têm sido desenvolvidas para sequestrar C nos solos e reduzir a emissão de gases do efeito estufa. Porém, além dos desafios políticos e sociais envolvendo a doção destes sistemas, ainda há muita incerteza sobre o seu real potencial de mitigação. Assim, os objetivos desse estudo foram: i) Quantificar as fontes históricas e atuais de emissão de gases do efeito estufa na região dos Campos Gerais do Paraná, Brasil; ii) quantificar o potencial das melhores práticas de manejo agrícola baseadas nos três pilares da agricultura de conservação: Solo permanentemente coberto, plantio direto e rotação de culturas, em longo prazo (30 anos) para sequestrar carbono no solo, utilizando a fazenda Paiquerê (localizada na região dos Campos Gerais) como um modelo de sucesso; iii) estimar o impacto da adoção das melhores práticas de manejo nas áreas agrícolas da região e globalmente onde adequadas pelos próximos 100 anos utilizando os modelos Century e Roth-C. As fontes de gases do efeito estufa foram apresentadas como um inventário e mostraram que as emissões históricas (1930 – 2017) foram 412,18 Tg C, no qual as mudanças de uso do solo contribuíram com 91% (376,2±130 Tg C). As florestas sequestraram 51.7 ± 23.9 Tg C em 0.6 Mha em 47 anos (1.8 Tg C Mha-1 ano-1) e o plantio direto sequestrou 30.4 ± 23.9 Tg C em 1.9 Mha em 32 anos (0.5 Tg C Mha-1 ano-1). Ambos os modelos tiveram uma boa performance e o modelo Century foi mais eficiente em simular os estoques de carbono do solo, o resíduo médio da simulação foi 10 Mg C ha−1 (13%) para n = 91. O resíduo do modelo aumentou com a quantidade de óxidos no solo, sugerindo que a inclusão do controle mineralógico pode reduzir o viés de simulação. As predições do Century mostraram que o sistema tem potencial para mitigar 13 anos de emissões regionais (330 Tg C em 100 anos) ou 105 anos de emissões do setor agricultura, floresta e pecuária (40 Tg em 100 anos) na região. Da mesma forma, globalmente o sistema apresenta um potencial para sequestrar 2,5 ± 0.02 Pg C na profundidade 0–20 cm e 11,7 ± 3 Pg C na profundidade 0-100 cm em 86 milhões de ha distribuídos por todo o mundo. Este valor é equivalente à 11% das emissões globais dos setores agricultura, floresta e pecuária e mudanças de uso do solo. Assim, a nossa metodologia possa ser utilizada como um modelo para divulgar o potencial da agricultura conservacionista em sequestrar C nos solos e suportar políticas públicas que visem à mitigação das emissões de gases do efeito estufa. Soils can be a source or sink of atmospheric CO2, according to land use and management. Currently the land use and land use change (LULUC) emits 1.3 ± 0.5 Pg carbon (C) year-1, equivalent to 8% of the global annual emission. Techniques such as low carbon agriculture, has been developed to sequester C in soils and reduce greenhouse gas (GHG) emissions. However, besides political and social challenges for the system adoption, there’s still great uncertainty related to its real mitigation potential. This study aimed: i) Quantify the historical and current main sources of GHG emissions for Campos Gerais region in Paraná state, Brazil; ii) quantify the potential of long term (30 years) agricultural best management practices, based on the three pillars of conservative agriculture: permanent soil cover, crop rotation and no-till, to sequester C in soils, using Paiquerê farm (located in Campos Gerais region) as a successful model; iii) estimate the impact of best management practices adoption in the region croplands and globally for the next 100 years where is suitable using Century and Roth-C models. The GHG emission sources were presented as an inventory and showed that historical (1930 – 2017) GHG emissions in the region was 412.18 Tg C, in which LULUC contributes 91% (376.2±130 Tg C). Forestry sequestered 51.7 ± 23.9 Tg C in 0.6 Mha in 47 years (1.8 Tg C Mha-1 year-1) and no-till sequestered 30.4 ± 23.9 Tg C in 1.9 Mha in 32 years (0.5 Tg C Mha-1 year-1). Both models performed well, and Century was more efficient for simulate the SOC stocks, the mean residue was 10 Mg C ha−1 (13%) for n = 91. The model residue increased along with the oxides content in the soil clay fraction, suggesting that mineralogical control inclusion can reduce the model simulation bias. Century predictions showed that the system currently practiced at Paiquerê farm have the potential to mitigate 13 years of regional total emissions (330 Tg C in 100 years) or 105 years of agriculture, forestry and other land use (AFOLU) sector emissions (40 Tg in 100 years) in the region. In the same way, it has the potential to sequester 2.5±0.02 Pg C at 0-20 cm and 11.7±3 Pg C at 0-100 cm soil depth in 86 million ha globally. This is equivalent to 11% of global annual emissions from LULUC sector. In this way, our methodology can be used as a model to access the potential of conservation agriculture to sequester C and support public policies aiming to mitigate GHG emissions.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-05-08T17:08:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Antonio David Viniski.pdf: 3962317 bytes, checksum: f5afcd11e4083b0ae065ae21490ac77f (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-08T17:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Antonio David Viniski.pdf: 3962317 bytes, checksum: f5afcd11e4083b0ae065ae21490ac77f (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O sensoriamento remoto agrícola tem fornecido um volumoso conjunto de dados espaciais, os quais podem ser utilizados em diferentes segmentos, como na estimativa de produtividade de grãos. Dentre as tecnologias empregadas no SR, a utilização de aeronaves remotamente pilotadas (RPA) na agricultura vêm crescendo, sendo uma alternativa na obtenção de dados para a estimativa de produtividade. Porém, esses conjuntos de dados gerados demandam métodos e técnicas capazes de extrair informações úteis e relevantes dos mesmos. Algumas técnicas de geoestatística, como a krigagem, têm sido empregadas, mas a utilização da mineração de dados (MD), assim como da mineração de dados espaciais (MDE), podem ser alternativas viáveis para suprir essa demanda. Este trabalho teve como objetivo avaliar o uso de técnicas de MD e MDE na estimativa da produtividade de grãos de soja e trigo, utilizando dados de imagens obtidas por meio de RPA. A área de estudo localiza-se no município de Piraí do Sul, Paraná. Foi utilizada uma RPA de asa fixa para o acompanhamento das culturas de soja e trigo. No imageamento do trigo foram utilizadas duas câmeras, uma com a captura de imagens no espectro visível (RGB), e outra no infravermelho próximo (NIR), tendo sendo analisadas também as resoluções espaciais de 10 e 20 cm/pixel para cada câmera. Para a soja apenas a câmera RGB foi utilizada e as resoluções espaciais sobrevoadas foram 10, 20 e 26 cm/pixel. Os dados do atributo meta, a produtividade das culturas, foram obtidos por meio de colhedoras de precisão. Os atributos de predição, correspondendo aos valores das bandas espectrais e altitude do terreno, foram submetidos aos algoritmos de MD empregando as técnicas de regressão linear múltipla (RLM), redes neurais artificiais (RNA) e máquina de vetores de suporte para regressão (SVR). Para a MDE, foi utilizado o modelo aditivo generalizado (GAM). Para fins de comparação, os dados foram também analisados pelo método tradicional de krigagem. As técnicas foram testadas considerando duas abordagens principais: (i) utilizando apenas as bandas espectrais para estimativa e, (ii) utilizando as bandas espectrais e os valores de altitude do terreno. Para a MD clássica, os melhores resultados foram obtidos com a técnica SVR, utilizando o kernel Laplacian. Na MDE, o método GAM com a função de ajuste gaussiana apresentou os melhores resultados. Tanto para as técnicas clássicas de MD como para a MDE, a incorporação da altitude nos modelos de regressão possibilitou aumento considerável nos coeficientes de correlação e determinação, com consequente diminuição no erro (RMSE). Os valores de correlação obtidos com a MDE foram semelhantes aos obtidos com o método de krigagem, porém a MDE foi mais eficiente em avaliar o impacto dos atributos de predição (valores das bandas espectrais e altitude) na estimativa do atributo meta. Com isso, conclui-se que a MDE mostra-se viável de ser utilizada como ferramenta na geração de modelos para estimativa de produtividade de grãos com base em dados de imagens de RPA. Agricultural remote sensing (RS) has provided a massive set of spatial data which can be used in different segments, such as in grain yield estimation. Among the technologies applied in RS, the use of remotely piloted aircraft (RPA) in agriculture is growing as an alternative to obtain data for estimating productivity. However, these generated data sets require methods and techniques capable of extracting useful and relevant information from them. Some geostatistics techniques have been applied, such as kriging, but the use of data mining (DM) as well as spatial data mining (SDM) can be viable alternatives to meet that demand. The goal of this work was to evaluate the use of DM and SDM techniques for estimating soybean and wheat grain yield using image data obtained by RPA. The study area is located in Piraí do Sul, Paraná State. A fixed wing RPA was used to monitor soybean and wheat crops. In wheat crop imaging two cameras were used, one to capture images in the visible spectrum (RGB), and the other one using the near infrared (NIR) spectrum. Also, it was analyzed the spatial resolutions of 10 and 20 cm / pixel for each camera. For soybean only the RGB camera was used and the overhead spatial resolutions were 10, 20 and 26 cm / pixel. The goal attribute data (crop yield), was obtained by precision harvester. The prediction attributes, corresponding to the values of spectral bands and terrain altitude, were submitted to DM algorithms using the multiple linear regression (MLR), artificial neural networks (ANN) and support vector regression (SVR) techniques. For SDM, the generalized additive model (GAM) was used. For comparison purposes, data were also analyzed by the traditional kriging method. The techniques were tested using two main approaches: (i) using only spectral bands for estimation and, (ii) using spectral bands and terrain altitude values. For classical DM, the best results were obtained with SVR technique, using the Laplacian kernel. The GAM method with the Gaussian fit function presented the best results for SDM. For both classical DM and SDM techniques, adding altitude in the regression models allowed a considerable increase in correlation and determination coefficients, with consequent decrease in error (RMSE). The correlation values obtained with SDM were similar to those obtained with kriging method, but SDM was more efficient in evaluating the impact of the prediction attributes (spectral bands and altitude) in the estimation of the goal attribute. Thus, it is concluded that SDM can be useful as a tool for estimating grain yield based on RPA image data.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-05-09T13:45:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Alessandro Stachak.pdf: 2666037 bytes, checksum: b9d6cfbe55279b9d7942ae1afa0c2115 (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-09T13:45:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Alessandro Stachak.pdf: 2666037 bytes, checksum: b9d6cfbe55279b9d7942ae1afa0c2115 (MD5) Previous issue date: 2018-03-15 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Estimar a produtividade de biomassa na agricultura é uma ferramenta chave no manejo da lavoura, gerando informações que podem auxiliar a complexa tomada de decisões no campo. O nitrogênio (N), por ser é um nutriente que participa da estrutura e de funções celulares vitais à planta, apresenta estreita correlação com a produtividade de biomassa, principalmente na cultura do trigo (Triticum aestivum L.). Uma técnica muito utilizada na estimativa de biomassa e estado nutricional de N é o sensoriamento remoto (SR), que consiste na aquisição de informações de um objeto sem existir contato entre o sensor e o alvo. No SR existem três plataformas de obtenção de dados, sendo elas: orbital, por meio de satélites; aéreo, com aviões, helicópteros e aeronaves remotamente pilotadas (RPA); e terrestre, com sensores óticos e espectroradiômetros. Na criação de modelos de estimativa de produtividade de biomassa e de teor foliar de N, as três plataformas do SR são empregadas, já existindo produtos comerciais para tais finalidades. Entretanto, existe carência de informações a respeito da eficiência das tais plataformas em um mesmo estudo de campo. Tradicionalmente, os modelos preditivos com dados de SR na agricultura são gerados por técnicas clássicas de estatística, como a regressão linear. No entanto, técnicas da mineração de dados (MD) podem obter resultados mais relevantes. Dentre as técnicas da MD promissoras, a máquina de vetores de suporte para regressão (SVR), devido a sua grande capacidade de generalização e criação de modelos lineares e não lineares, tem sido empregada em dados de SR. Os objetivos deste trabalho foram:(i) avaliar a correlação entre os dados obtidos a partir das três plataformas do SR na estimativa da produtividade de biomassa seca da parte aérea e da concentração de N nas folhas de trigo, e (ii) comparar os resultados obtidos com a técnica clássica de regressão linear em relação aqueles gerados pela SVR. Para isso, plantas de trigo, cultivar TBIO Sinuelo, foram cultivadas em diferentes ambientes envolvendo manejos distintos de adubação nitrogenada. A avaliação da capacidade dos sensores foi abordada de duas formas: (i) com amostras aleatórias em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura do trigo dentro de cada tratamento de adubação nitrogenada, verificando a capacidade do sensor em detectar a variabilidade em áreas com um mesmo tratamento, e (ii) com as médias das amostras em cada tratamento, avaliando a capacidade do sensor em detectar as diferenças provocadas por manejos variados de adubação nitrogenada. Os resultados obtidos demonstraram existência de correlação dos dados gerados pelos equipamentos utilizados (sensor terrestre GREENSEEKER, satélites RAPIDEYE e RPA EBEE) com a produtividade de biomassa seca da parte aérea e a concentração de N nas folhas de trigo. A SVR gerou coeficientes de correlação (r) mais expressivos do que a regressão linear sobre os dados obtidos com todos os equipamentos utilizados. Dentre as plataformas, considerando a abordagem com as amostras aleatórias no campo, os dados gerados com a RPA EBEE apresentaram correlação mais estreita com a estimativa de biomassa da parte aérea e a concentração foliar de N. Já, quando se consideraram as médias dos tratamentos de adubação nitrogenada, tanto a RPA EBEE como os satélites RAPIDEYE apresentaram resultados similares na estimativa de produtividade de biomassa da parte aérea. Porém, para a predição do teor foliar de N, a RPA EBEE proporcionou resultados superiores em relação aos obtidos com os satélites RAPIDEYE. Concluiu-se que a plataforma RPA EBEE foi mais eficiente do que as plataformas terrestre (GREENSEEKER) e orbital (satélites RAPIDEYE) para estimar a produtividade de biomassa da parte aérea e a concentração de N nas folhas de trigo, quando existe maior variabilidade na área de estudo, e que a SVR foi uma técnica mais eficiente do que a regressão linear para análise dos dados das três plataformas: orbital, aérea e terrestre. Estimating biomass productivity in agriculture is a key part in crop management, providing information that can help the complex decision making in the field. Nitrogen (N), for being a nutrient that participates in the structure and vital cellular functions to the plant, has a close correlation with biomass productivity, mainly in wheat crop (Triticum aestivum L.). Remote sensing (RS), which consists of acquiring information from an object without contact between the sensor and the target, is a widely employed technique in estimating biomass and nutritional status of N. There are three RS platforms for obtaining data: orbital, with satellites; aerial, with aircraft, helicopters and remotely piloted aircraft (RPA); and terrestrial, with optical sensors and spectral radiometers. When determining biomass productivity and N foliar content estimation models, both RS platforms are employed, and commercial products for these purposes already exists. However, there is a lack of information regarding the efficiency of the three platforms in the same experimental area. Traditionally, predictive models with RS data in agriculture are generated by classic statistical techniques, such as linear regression. However, data mining (DM) techniques can provide more relevant results. Due to its generalization capacity and feature of creating linear and nonlinear models, support vector machine for regression (SVR) is a DM technique with intensive use over RS data. The goals of this work were: (i) to evaluate the correlation between data obtained from the three RS platforms for estimating dry biomass productivity and N concentration in wheat leaves, and (ii) to compare the results obtained with a classical linear regression technique against those of the SVR technique. Were cultivated wheat plants, TBIO Sinuelo variety, in different environments involving distinct management of nitrogen fertilization. The sensors evaluation was performed in two ways: (i) with random samples at different wheat crop development stages for each nitrogen fertilization treatment, aiming to verify the sensor ability to detect variability in areas with the same treatment, and (ii) considering the mean value of the samples in each treatment, evaluating the ability of the sensor to detect the differences caused by varied management of nitrogen fertilization. The results showed that data generated by the equipment (GREENSEEKER terrestrial sensor, RAPIDEYE satellites and RPA EBEE) displayed correlation with dry biomass productivity and N concentration in wheat leaves. More expressive correlation coefficients (r) were obtained with SVR against those of linear regression in the data obtained with all equipment used. Considering the approach with the random samples in the field, data generated with the RPA EBEE showed a closer correlation with the biomass estimation and the foliar concentration of N. When considering the mean value of nitrogen fertilization treatments, both RPA EBEE and RAPIDEYE satellites presented similar results for estimating biomass productivity, however, the RPA EBEE provided results slightly higher than those obtained with the RAPIDEYE satellites for the prediction of N foliar content. It was concluded that, for estimating the biomass productivity and the N concentration in the wheat leaves RPA EBEE platform is more efficient than the terrestrial (GREENSEEKER) and orbital platforms (RAPIDEYE satellites) when there is greater variability in the study area. Also, SVR was a more efficient technique than linear regression for data analysis of the three platforms: orbital, aerial and terrestrial.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-07-05T17:43:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Adlliz Salgado.pdf: 1207262 bytes, checksum: 92b81817140d534259d580cdd9c338ff (MD5) Made available in DSpace on 2018-07-05T17:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Adlliz Salgado.pdf: 1207262 bytes, checksum: 92b81817140d534259d580cdd9c338ff (MD5) Previous issue date: 2017-12-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O P é o nutriente que mais limita a produtividade agrícola no Brasil, devido ao material de origem dos solos brasileiros, pela forte interação do P com o solo e pela sua precipitação com compostos de Fe, Al e Ca, por esse motivo os adubos fosfatados tem sido utilizado em maiores quantidades comprometendo as reservas mundiais que vem diminuindo. Com isso, há necessidade de se aprimorar a eficiência do uso de P na agricultura e o uso de gesso pode ser uma alternativa, devido à presença em sua composição de P e ao favorecimento do crescimento radicular. Sendo assim o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito residual da aplicação de gesso na eficiência da adubação fosfatada para a sucessão trigo-soja em sistema plantio direto. O experimento foi instalado em outubro de 2013, no município de Ponta Grossa, em um Latossolo Vermelho distrófico típico, textura argilosa. O delineamento experimental empregado foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com três repetições. Nas parcelas (180 m2) foram aplicadas, no sulco de semeadura, nas safras de inverno e verão, quatro doses de P (0, 30, 60 e 90 kg P2O5 ha-1) na forma de superfosfato triplo (SFT) e, nas subparcelas (45 m2) foram empregadas quatro doses de gesso agrícola (0, 2, 4, 6 t ha-1), em outubro de 2013. A sucessão de culturas do experimento foi: trigo (2015) e soja (2015/2016), sendo avaliado o efeito residual de gesso agrícola após 33 meses de sua aplicação (outubro de 2013) e os efeitos das doses de P. As avaliações realizadas foram os atributos químicos do solo (pH, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, S-SO42- e P) nas camadas (0-10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm de profundidade), e nas culturas do trigo (2015) e soja (2015/2016) foram avaliados: (diagnose foliar, extração, rendimento de grãos e o fator parcial de produtividade). O efeito residual de gesso agrícola na superfície e a adubação fosfatada no sulco de semeadura ocasionaram melhoria nos atributos químicos do solo, sendo que o incremento das doses de P ocasionaram aumento de P (0-20 cm), SO42- (20-40 cm), Ca2+ e K+ (40-60 cm) e diminuição de P (20-40 cm), SO42- (0-10 cm) e Mg2+ (40-60 cm). O efeito residual do gesso agrícola ocasionou aumento de Ca2+ (0-60 cm), P (0-20 cm), SO42- (10-60 cm) e K+ (40-60 cm), e diminuição de Al3+ (10-20 cm). Na cultura do trigo, o incremento das doses de P aumentaram o teor foliar de P, Ca e S e diminuiu a extração de Fe, já com o incremento de gesso ocorreu aumento do teor foliar de Ca e S e diminuição do teor de Mg, e aumento da extração de P, S e Cu. Na cultura da soja o incremento das doses de P e de gesso não ocasionaram diferenças estatísticas na diagnose da cultura, já para a extração da planta, houve aumento da extração de K, Fe, Mn e Zn com o incremento das doses de P, e aumento na extração de P, Ca, S e Fe com o incremento das doses de gesso. Para o rendimento de grãos o aumento das doses de P não foram eficientes para aumentar a produtividade das culturas de trigo e soja, já o incremento das doses de gesso foi eficiente somente para a cultura do trigo aumentando em 21,8% o rendimento de grãos. O incremento nas doses de P aplicadas aumentou o fator parcial de produtividade de P (FPPP) nas culturas de trigo e soja, quando a menor dose de P (30 kg ha-1) foi aplicada. O efeito residual do gesso no aumento da produtividade de trigo não foi ocasionado por melhoria na eficiência de utilização de P pelas plantas. P is the nutrient, which most limits agricultural productivity in Brazil, due to the material from Brazilian soils, because of the strong interaction of P with soil, and its precipitation with compounds Fe, Al and Ca, for this reason, phosphate fertilization has been utilized in larger quantities, compromising world supplies, which have been diminishing. Therefore, it is necessary to improve the efficiency of the utilization of P in agriculture, and the utilization of gypsum may be an alternative, due to the presence of P in its composition and the favoring of root growth. Thus, this paper is aimed at evaluating residual effect of gypsum application in the efficiency of phosphate fertilization for the succession wheat-soybean in no tillage system. The experiment was installed in October 2013, in the municipality of Ponta Grossa, in a typical dystrophic Red Latosol, clay texture. The experimental delineation applied was the blocks by chance, in subdivided parcels, with three repetitions. In the (180 m2) parcels, four doses of P (0, 30, 60 and 90 kg P2O5 ha-1) were applied, in-furrow, for winter and summer harvests, in the form of Triple SuperPhosphate (TSP) and, in the (45 m2) subparcels, four doses of agricultural gypsum were applied (0, 2, 4, 6 t ha-1), in October of 2013. The succession of crops for the experiment was: wheat (2015) and soybean (2015/2016), residual effect of agricultural gypsum was evaluated 33 months after its application (October of 2013), along with the effects of P doses. The evaluations performed were about the chemical attributes of the soil (pH, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, S-SO42- and P) in layers (0-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm deep) in wheat crops (2015), and in soybean crops (2015/2016); foliar diagnosis, extraction, grain yield, and the partial factor productivity were evaluated. The residual effect of agricultural gypsum in the surface and phosphate fertilization in-furrow caused improvements to the chemical attributes of the soil, where the addition of P doses caused an increase of P (0-20 cm), SO42- (20-40 cm), Ca2+ and K+ (40-60 cm) and a decrease of P (20-40 cm), SO42- (0-10 cm) and Mg2+ (40-60 cm). The residual effect of agricultural gypsum caused an increase of Ca2+ (0-60 cm), P (0-20 cm), SO42- (10-60 cm) and K+ (40-60 cm), and a decrease of Al3+ (10-20 cm). In wheat crops, the addition of P doses increased the foliar content of P, Ca and S, and decreased the extraction of Fe, on the other hand with the addition of gypsum an increase of Ca and S foliar content occurred and a decrease of Mg content, and an increase of P, S and Cu extraction. In soybean crops, the addition of P doses and gypsum caused statistical differences in the crop diagnosis, and then again, for the extraction of the plant, there was an increase of K, Fe, Mn and Zn extraction with the addition of P doses, and an increase of P, Ca, S and Fe extraction with the addition of gypsum doses. For grain yield, the increase of P doses were not efficient to boost productivity in wheat and soybean crops, as for the addition of gypsum doses, it was only efficient for wheat crops with a 21,8% increase of grain yield. The addition in applied P doses increased the partial factor productivity (PFP) of P in wheat and soybean crops, when the lowest dose of P (30 kg ha-1) was applied. The residual effect of gypsum in the increase of wheat productivity did not happen because of improvements in the efficiency of P usage by plants.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2017-11-30T19:05:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Pablo Henrique Ferreira.pdf: 12205608 bytes, checksum: a2f75e7cec618577bfd7fddda3302b17 (MD5) Made available in DSpace on 2017-11-30T19:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Pablo Henrique Ferreira.pdf: 12205608 bytes, checksum: a2f75e7cec618577bfd7fddda3302b17 (MD5) Previous issue date: 2017-04-27 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A alta dimensionalidade em bases de dados é um problema que pode estar presente em diversos segmentos, inclusive nas análises do estado de nutrientes em plantas. Atualmente essas análises são baseadas em metodologias que demandam tempo e reagentes. A espectroscopia do infravermelho próximo (NIR – NearInfrared) e médio (MIR – MiddleInfrared) têm se mostrado uma alternativa mais rápida e limpa em relação a quantificação simultânea de compostos. Os dados obtidos por esses equipamentos apresentam alta dimensão. A leitura ocorre em comprimentos de onda gerando centenas atributos para o NIR e milhares para o MIR. Uma das dificuldades está em identificar quais atributos são mais relevantes para análise dos nutrientes. Este trabalho teve como objetivo verificar o ganho de correlação obtido com o emprego de redução de dimensionalidade em dados obtidos por espectroscopia NIR e MIR, para estimativa de teores de 11 nutrientes em grãos e folhas de soja, sendo eles: Nitrogênio (N), Fósforo (P), Potássio (K), Cálcio (Ca), Magnésio (Mg), Enxofre (S), Cobre (Cu), Manganês (Mn), Ferro (Fe), Zinco (Zn) e Boro (B). Para isto, 231 amostras de folhas de soja e 285 de grãos de soja foram utilizadas para geração de modelos de regressão, sendo os espectros obtidos através dos espectrofotômetros NIR e MIR. Os modelos de regressão foram gerados pelos algoritmos de aprendizado de máquina SMOReg que implementa a máquina de vetor de suporte para regressão, o algoritmo baseado em árvores de decisão com funções de regressão M5Rules e o algoritmo LinearRegression. Os resultados foram avaliados através do coeficiente de correlação (r) e o erro quadrático (RRSE). A estimativa de nutrientes para folhas foi satisfatória tanto para espectroscopia NIR e MIR, onde correlações acima de 0,80 foram obtidas para os nutrientes P, K, Mg, S, Mn, Cu, Fe e Zn. Não houve correlações para B e Ca em folhas de soja. A estimativa de teores de nutrientes foi também satisfatória para grãos de soja, mas apenas em dados de espectroscopia NIR, onde correlações acima de 0,7 foram obtidas para N, P, K, Ca e S. O uso da redução de dimensionalidade proporcionou os altos valores para correlação de P, K e S em folhas de soja, fazendo uso do algoritmo LinearRegression. Para os grãos de soja, a redução de dimensionalidade foi imprescindível na obtenção de correlações satisfatórias, exceto para N, sempre utilizando o algoritmo LinearRegression. Quando a redução da dimensionalidade não foi usada, os resultados satisfatórios foram obtidos pelo algoritmo SMOREg a partir de dados foliares para os nutrientes N, Mg, Cu, Mn, Fe e Zn. A utilização da redução de dimensionalidade junto ao algoritmo LinearRegression auxiliou na obtenção de melhores correlações para três nutrientes em folhas e para os índices satisfatórios de grãos. Os resultados observados demonstram uma maior eficiência no uso do NIR para análises foliares do que para análises de grãos. As técnicas computacionais SMOReg e LinearRegression obtiveram os melhores resultados, sendo a SMOReg indicada para grandes quantidades de atributos e LinearRegression para quantidades menores de atributos. The high dimensionality in databases is a problem that can occur in several fields, including the plants nutrients state analysis. These analyses are currently based on methodologies that spend time and reagents. (NIR-NearInfrared) and (MIR-MiddleInfrared) spectroscopy have been shown to be a faster and clean alternative to simultaneous quantification of compounds. Since reading occurs at wavelengths generating hundreds attributes for the NIR and thousands to the MIR the data obtained by such equipment have a high dimensionality. One of the difficulties is to identify which attributes are more relevant for the nutrient analysis. This work aimed to verify the correlation gain obtained with the use of dimensionality reduction techniques with data obtained by NIR and MIR spectroscopy. The goal is to estimated levels of 11 nutrients in grains and leaves of soybean: Nitrogen (N), Phosphorus (P), Potassium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Sulfur (S), Copper (Cu), Manganese (Mn), Iron (Fe), Zinc (Zn) and Boron (B). For that, 231 soybean leaves and 285 soybeans samples were analysed by spectroscopy in the mid-infrared and nearinfrared region. The regression models were generated by machine learning algorithms: SMOReg which implements the support vector machine for regression; M5Rules that is based on decision trees with regression functions; and LinearRegression algorithm for linear regression. The results were evaluated by correlation coefficient (r) and the quadratic error (RRSE). Estimating leaf nutrients was satisfactory for both NIR and MIR spectroscopy, where correlations of 0.80 above were obtained for P, K, Mg, S, Mn, Cu, Fe and Zn. There were no correlations for B and Ca in soybean leaves. Estimating nutrient was also satisfactory for soybeans, but only in NIR spectroscopy data, where correlations above 0.7 were obtained for N, P, K, Ca, and S. Using dimensionality reduction techniques provided the high values for correlation of P, K, and S in soybean leaves, making use of the LinearRegression algorithm. For soybeans, the dimensionality reduction was essential in obtaining satisfactory correlations, except for N, always using the LinearRegression algorithm. When reducing the dimensionality was not used, satisfactory results were obtained by the SMOREg algorithm from foliar data to N, Mg, Cu, Mn, Fe, and Zn. Reducing dimensionality associated to the use of LinearRegression algorithm resulted in better correlations for three nutrients in leaves and satisfactory rates of grain. The observed results demonstrate a greater efficiency in the use of the NIR for foliar analysis than for grain analysis. SMOReg computational techniques and LinearRegression algorithm presented the best results, being the SMOReg indicated for large quantities of attributes and Linear- Regression for smaller quantities

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TIAGO GERKE.pdf: 2494737 bytes, checksum: 62b5d2787dcdebe0e9ccf39bfa75f626 (MD5) Previous issue date: 2017-02-03 Wheat cultivation plays an important role to Brazil and the world economic development, as well as in the human diet. The wheat Brazilian production is insufficient to meet the national demand, making research needed in order to improve the yield of this cereal. The goal of this work was to estimate wheat yield, searching for a predictive model through the data mining techniques, with data obtained from high spatial resolution images collected by unmanned aerial vehicles (UAV). The work was carried out in two experimental areas at Ponta Grossa city, Parana state, where for each area eight images were taken, at different culture development stages, with spatial resolution of 3.4cm/px and two images with resolution 10cm/px and 20cm/px, using an eBee UAV with an RGB and a NIR camera. The image processing was done with the Pix4D software, and resulted in an orthomosaics with reflectance values at different wavelengths: Red, Green and Blue, from the RGB camera and Red, Greed and NIR from the NIR camera, besides an image with NDVI values obtained from the arithmetic of NIR and Red wavelengths. The georeferencing correction of each orthomosaic and the extraction of the reflectance values were done with Quantum GIS geographic information system (GIS). From the extracted reflectance values, databases in different proportions (10%, 20%, 40%, 70% and 100%) were created for data mining, using the SMOReg algorithm, based on a support vector machine (SVM) for regression (SVR). The georreferencing correction using 10 control points provided ortomosaics with mean square error (RSME) of distance of 0.35m, which did not show significant difference compared to the correction with 5 control points (RMSE = 0.38m). The reflectance values were different for each study area, making it difficult to indicate better periods for estimating wheat yield. The highest correlation were obtained with data from RGB camera images, followed by the NIR and NDVI camera, with correlations of 0.6168,0.5423 and 0.5324, respectively. The amount of information extracted from the images, reflected in the proportion of the databases, was not significant to generated predictive models, as well as in the correlation indexes, which were statistically the same. Better correlation indices were obtained from the data extracted from the images with spatial resolution of 20cm/px, which suggests that high spatial resolution images may not be adequate for wheat yield estimation. O cultivo do trigo desempenha um papel importante no desenvolvimento econômico de várias regiões do Brasil e do mundo, bem como na dieta humana. A produção brasileira do trigo é insuficiente para atender à demanda nacional, tornando necessárias pesquisas com intuito de melhorar a produtividade desse cereal. O objetivo desse trabalho foi a estimativa de produtividade do trigo, a partir da criação de modelos preditivos por meio da mineração de dados obtidos em imagens de alta resolução espacial, coletadas por aeronave remotamente pilotada (RPA). O trabalho foi realizado em duas áreas experimentais na cidade de Ponta Grossa – PR, onde para cada área foram feitas oito coletas de imagens, em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura, com resolução espacial de 3,4cm/px e duas coletas com resolução 10cm/px e 20cm/px, através de uma RPA eBee utilizando uma câmera RGB e outra NIR. O processamento das imagens foi feito a partir do software Pix4D, e resultou em um ortomosaicos com os valores de refletância em diferentes comprimentos de onda: R, G e B da câmera RGB e R, G e NIR da câmera NIR, além de uma imagem com valores de NDVI obtidos a partir da aritmética das bandas Nir e Red (vermelho). A correção de georreferenciamento de cada ortomosaico e a extração dos valores de refletância foram feitas com auxílio do sistema de informação geográfica (SIG) Quantum GIS. A partir dos valores de refletância extraídos, foram criadas bases de dados em diferentes proporções (10%, 20%, 40%, 70% e 100%) para mineração de dados por meio do algoritmo SMOReg, baseado em máquina de vetor de suporte (SVM) para regressão (SVR). A correção de georreferenciamento utilizando 10 pontos de controle proporcionou ortomosaicos com erro médio quadrático (RSME) de distância de 0,35m, o qual não mostrou diferença significativa para a correção com 5 pontos de controle (RMSE = 0,38m). Os valores de refletância foram diferentes para cada área de estudo, tornando difícil a indicação de melhores períodos para a estimativa de produtividade do trigo. Os maiores índices de correlação da produtividade com os comprimentos de onda, foram obtidos com os dados das imagens da câmera RGB, seguido da câmera NIR e NDVI, com as correlações de 0,6168, 0,5423 e 0,5324, respectivamente. A quantidade de informação extraída das imagens, refletida na proporção das bases de dados, não se mostrou significativa nos modelos preditivos gerados, bem como nos índices de correlação, os quais foram estatisticamente iguais. Índices de correlação melhores foram obtidos a partir dos dados extraídos das imagens com resolução espacial de 20cm/px, o que sugere que imagens de alta resolução espacial podem não ser adequadas para estimativa de produtividade do trigo.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudio Kapp Junior.pdf: 1367403 bytes, checksum: ff71fdd80b9bfc4b663f2641ff071477 (MD5) Previous issue date: 2016-12-23 The development of models to convert spectral reflectance measurement to Nitrogen (N) rate in cerals, as well as to identify factors that may interfere with these measurements, may increase the efficiency of this technique. This study aimed to: (i) study factors that can influence the reflectance measure and decrease the accuracy of N rate indication, and (ii) propose a model for the prescription of N requirements for the maize crop, from spectral reflectance measure data. For that, It was evaluated: (i) the influence of the positioning height of the sensor, the hours of operation and the stage of development of the wheat crop in spectral reflectance; (ii) the influence of the stage of development, the maize plant population and the soil cover in spectral reflectance; (iii) it was also proposed a model for prescription N rates in topdressing for maize combining spectral reflectance measure with Agronomic Efficiency of Nitrogen in Topdress (EANT). Spectral Reflectance data was obtained by commercial ground sensor GreenSeeker and converted into NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) and INSEY (In-Season Estimated Yield) indices. In the wheat crop, it was observed that: (i) there were differences in NDVI values in relation to the heights in which the GreenSeeker sensor was positioned. Between the evaluated space, from 10 cm to 120 cm of height of the culture canopy, the average values stabilized from 30 cm up to 120 cm in height; (ii) before the N topdress application, NDVI presented a significant difference between the stages of development of the crop. After N topdress application the NDVI presented significant difference only at a more advanced stage of development of the crop; (iii) the averages of spectral reflectance measurement were different according to the reading times, with distinct photosynthetically active radiation, in the following order: night> morning> afternoon. In the maize crop, it was observed that: (i) NDVI values showed a significant difference in all levels of N applied at the sowing for all stages of development of the crop until the topdress N application; (ii) the NDVI was not influenced by soil cover, and increased linearly (p manhã > tarde. Na cultura do milho observou-se que: (i) os valores de NDVI apresentaram diferença significativa em todos os níveis de N aplicados na semeadura para todos os estádios de desenvolvimento da cultura até o momento da aplicação de N em cobertura; (ii) o NDVI não foi influenciado pela cobertura do solo, e aumentou de modo linear (p

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shivelly Galetto.pdf: 3409300 bytes, checksum: 3a6b231c97f2d660f8aa073c74bf43f9 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The main objective of this work was to evaluate the efficiency of phosphate fertilization influenced by the application of agricultural gypsum for wheat and soybean crops under notillage system. For this, two experiments were carried out in the field and two in a greenhouse.The experiments in the field were installed in October 2013 in the municipality of Ponta Grossa – PR, in two Oxisols with different textural classes: a Red Oxisol (LV) clay texture and a Red-Yellow Oxisol (LVA) sandy-loam texture. The experimental design of the two soils was a randomized complete block in a split-plot, with three replications. In the plots,four rates of P (0, 30, 60 and 90 kg P2O5 ha-1) in the form of triple superphosphate (TSP) were applied at sowing and, in the subplots, four rates of agricultural gypsum (0, 2, 4 and 6 t ha-1),on the soil surface, before soybean sowing. In both soils, the immediate effects of treatments with P2O5 and gypsum in the soybean crop were evaluated. The effects of treatments on the succession of wheat (2014) – soybean (2014–15) were also evaluated in the clay Red Oxisol.In this case, in each crop (soybean and wheat), the same rates of P P2O5, in the form of TSP,were applied at the sowing, and the residual effect of the application of agricultural gypsum was evaluated. The experiments in greenhouse were carried out with wheat and soybean crops in undisturbed columns of soil. The PVC columns were taken from the Red Oxisol used in the field experiment. The experimental design used for each culture was in randomized blocks in a 3 × 2 factorial scheme, with four replications. The treatments were: control, agricultural gypsum and pure CaSO4.2H2O, without and with application of P2O5, in the form of TSP. The rate of agricultural gypsum and pure CaSO4.2H2O was corresponding to 6 t ha-1 and the rate of P was 90 kg ha-1 of P2O5. In all experiments, soil chemical attributes, plant attributes (nutrient extraction and dry mass production) and root attributes were evaluated. In the field experiments, nutritional diagnosis, nutrient exportation and grain yield of the crops were also evaluated. The P utilization efficiencies were calculated for wheat and soybean crops. In general, it was observed that, in the short term, gypsum did not influence P use efficiency (PUE) by soybean cultivated in RL and BL, but the residual effect of gypsum increased PUE by the rate of 5 t ha-1, and also the PUE of the soybean, up to the rate of 4.3 t ha-1. Adjusting the gypsum and P at sowing rates appropriately, it was possible to obtain high grain yields of wheat (above 4,5 t ha-1) and soybean (above 4 t ha-1) and provides economy of the phosphate fertilizer. However, it has been observed in all years that the highest rate of P at sowing (90 kg ha-1 of P2O5) associated with the highest rate of agricultural gypsum (6 t ha-1), in soils that had high levels of P, impaired root growth and wheat and soybean grain yields. In the experiments in greenhouse, it was verified that the application of pure CaSO4.2H2O and with 90 kg ha-1 of P2O5 at the sowing promoted improvement in the root system and in the production of wheat dry mass, and did not interfere in the soybean crop. These results have shown that the use of gypsum can increase PUE and improve the productive performance of wheat and soybean plants. However, the use of high rates of P at sowing associated with high rates of agricultural gypsum should be carried out with caution, especially in soils that already have adequate levels of available P, so that crop performance do not be impaired. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a eficiência da adubação fosfatada influenciada pela aplicação de gesso agrícola para as culturas de trigo e soja, em sistema plantio direto. Para isso, foram realizados dois experimentos em campo e dois em ambiente protegido. Os experimentos no campo foram instalados em outubro de 2013 no município de Ponta Grossa – PR, em dois solos com diferentes classes texturais: um Latossolo Vermelho (LV) textura argilosa e um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) textura franco-arenosa. O delineamento experimental foi em blocos completos ao acaso, no esquema de parcelas subdivididas, com três repetições. Nas parcelas, foram aplicadas, no sulco de semeadura, quatro doses de P (0,30, 60 e 90 kg P2O5 ha-1) na forma de superfosfato triplo (SFT) e, nas subparcelas, foram empregadas doses de gesso agrícola (0, 2, 4 e 6 t ha-1), antes da semeadura da soja. Em ambos os solos, foram avaliados os efeitos imediatos dos tratamentos com P2O5 e gesso na cultura da soja. No Latossolo Vermelho argiloso também foram avaliados os efeitos dos tratamentos na sucessão de culturas trigo (2014) – soja (2014–15). Nesse caso, em cada cultivo de soja e trigo, as mesmas doses de P2O5, na forma de SFT, foram aplicadas no sulco de semeadura, sendo avaliado o efeito residual da aplicação de gesso agrícola. Os experimentos em ambiente protegido foram realizados com as culturas de trigo e soja, em colunas indeformadas de solo. As colunas em PVC foram retiradas do Latossolo Vermelho utilizado no experimento de campo. O delineamento experimental utilizado, para cada cultura, foi em blocos ao acaso em esquema fatorial 3 × 2, com quatro repetições. Os tratamentos foram: controle, gesso agrícola e CaSO4.2H2O puro, sem e com aplicação de P2O5, na forma de SFT. A dose de gesso agrícola e de CaSO4.2H2O puro foi correspondente a 6 t ha-1 e a dose de P foi de 90 kg ha-1 de P2O5. Em todos os experimentos foram avaliados atributos químicos de solo, atributos de planta (extração de nutrientes e produção de massa seca) e atributos de raízes. Nos experimentos no campo foram ainda avaliados a diagnose nutricional, a exportação de nutrientes e o rendimento de grãos das culturas. As eficiências de aproveitamento do P também foram calculadas paras culturas de trigo e soja. De maneira geral, observou-se que,em curto prazo, o gesso não influenciou a eficiência de uso do P (EUP) pela soja cultivada nos solos LV e LVA, mas o efeito residual do gesso aumentou a EUP pela cultura do trigo,até a dose de 5 t ha-1, e também a EUP da soja, até a dose de 4,3 t ha-1. Ajustando-se adequadamente as doses de gesso e as doses de P na semeadura, além da economia do fertilizante fosfatado, foi possível obter altas produtividades de grãos de trigo (acima de 4,5 t ha-1) e soja (acima de 4 t ha-1). Porém, observou-se, em todos os anos, que a dose mais elevada de P na semeadura (90 kg ha-1 de P2O5) associada à dose mais elevada de gesso agrícola (6 t ha-1), em solos que continham altos teores de P, prejudicou o crescimento radicular e o rendimento de grãos de trigo e soja. Nos experimentos em ambiente protegido, constatou-se que a aplicação de CaSO4.2H2O puro juntamente com 90 kg ha-1 de P2O5 na semeadura promoveu melhoria no sistema radicular e na produção de massa seca da parte área de plantas de trigo, e não interferiu na cultura da soja. Esses resultados comprovaram que a utilização de gesso pode aumentar a EUP e melhorar o desempenho produtivo das plantas de trigo e soja. Porém, a utilização de altas doses de P na semeadura associada com altas doses de gesso agrícola deve ser realizada com cautela, principalmente em solos que já apresentem teores adequados de P disponível, para que o desempenho das culturas não seja prejudicado.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberto De Carli.pdf: 2079271 bytes, checksum: 6ef44a2405637e03f847a58547e5b604 (MD5) Previous issue date: 2016-06-29 Nitrogen is a nutrient with such a high contribution for agriculture, that various strategies are studied every year looking for enhancements of its use efficiency and reduction of its environmental impacts. This study hypothesis is that, the use of gypsum can change the soil’s nitrogen dynamic in the no-tillage system. So, the main objective of this study was to relate the dynamic of the labile compartments of C and N as indicators of fewer losses or lower efficiency of Nitrogen by the use of gypsum under a well-established no-till system. The objective was to relate the dynamics of labile compartments C and N as loss of reduction or efficiency indicators of N due to the use of gypsum in no-tillage system. The experiment was established in September 2012 on clay Oxisol in Ponta Grossa – PR, in a split-split plot completely randomized block design, with three replications. The sources of variation were used gypsum (plots), nitrogen (split-plots) and time (split-split plots). The corn sowing was done in September 2014. The treatments used in the plots were gypsum rates: a) absence of gypsum and b) 2.7 Mg ha-1 of gypsum applied surface. Treatments of subplots were: a) 0 kg ha-1 N; b) 80 kg ha-1 N; c) 160 kg ha-1 N and d) 240 kg ha-1 applied on corn at the V4 stage phenological (four leaves expanded). The time factor was inserted as split-split plots: a) 0 days after sowing (DAS); b) 34 DAS; c) 52 DAS; d) 87 DAS and e) 117 DAS. Within the first and the fifth time layers were sampled 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm and 40-60 cm. For intermediate times were sampled layers up to 20 cm. The variables analyzed were: a) Nitrate; b) hot water extractable organic carbon (HWEOC); c) permanganate oxidizable organic carbon (POXC); d) Total Organic Carbon (TOC) and e) Total Nitrogen (TN). It was also held for sampling density in the layers referred to only in the first season. Straw samples were collected for reading C and Total N was also evaluated the decomposition of crop residues. The corn production was studied in function of the treatments employed. The use of gypsum become an important tool to minimize the environmental impact nitrate leaching. In high fertility areas and therefore no chemical deterrents in depth to achieve high production ceilings, low doses of plaster do not provide increases in corn yields, but changes in labile compartments C are observed. In long term experiments changes should be seen in TOC and NT and consequently grain production in responses can be observed. O nitrogênio é um nutriente de grande contribuição para a atividade agrícola, desta forma várias estratégias são estudadas cujo intuito é a maximização da eficiência associada à minimização dos impactos ambientais. O presente trabalho parte da hipótese que o uso do gesso agrícola altera a dinâmica do nitrogênio no solo em sistema plantio direto. Dessa forma o objetivo geral foi relacionar a dinâmica dos compartimentos lábeis de C e N como indicadores da redução de perda ou eficiência do N devido ao uso do gesso agrícola em sistema plantio direto de longa duração. O experimento foi implantado em setembro de 2012 em um Latossolo Vermelho distrófico argiloso em Ponta Grossa – PR. O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas com três repetições. As fontes de variação empregadas foram gesso agrícola (parcelas), doses de nitrogênio (sub-parcelas) e o tempo (sub-subparcelas). A semeadura do milho ocorreu em setembro de 2014. Os tratamentos empregados nas parcelas foram doses de gesso: a) ausência de gesso e b) 2,7 Mg ha-1 de gesso, aplicados em superfície. Os tratamentos que compuseram as subparcelas foram: a) ausência de N; b) 80 kg ha-1 de N; c) 160 kg ha-1 de N e d) 240 kg ha-1 aplicados no milho no estágio fenológico de V4 (quatro folhas verdadeiras expandidas). O fator tempo foi inserido como sub-subparcela, sendo que as avaliações foram realizadas em a) 0 dias após semeadura (DAS); b) 34 DAS; c) 52 DAS; d) 87 DAS e e) 117 DAS. Dentro da primeira e da quinta época foram amostradas as camadas 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm. Para as épocas intermediárias foram amostradas as camadas até 20 cm. As variáveis analisadas foram: a) Nitrato; b) Carbono extraído em água quente (C-AQ); c) carbono oxidado por permanganato (C-OXP); d) Carbono Orgânico Total (COT) e e) Nitrogênio Total (NT). Também foi realizada amostragem para densidade nas camadas referidas apenas na primeira época. Amostras de palha foram coletadas para leitura de C e N total, também foi avaliada a decomposição dos resíduos culturais. A produtividade do milho foi estudada em função dos tratamentos empregados. O uso do gesso se torna uma ferramenta importante para minimizar o impacto ambiental pela lixiviação de nitrato. Em áreas de alta fertilidade e consequentemente sem impedimentos químicos em profundidade para alcançar altos tetos produtivos, doses baixas de gesso não proporcionam incrementos na produtividade do milho, porém alterações nos compartimentos lábeis do C são observadas. Em experimentos que contemplem maior tempo, mudanças devem ser observadas nos estoques de COT e NT e consequentemente respostas em produção de grãos poderão ser observadas.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Poltronieri.pdf: 2210390 bytes, checksum: 4bb89feff6e817b81339fcf4e8908fb6 (MD5) Previous issue date: 2015-12-23 The models based on the method of Chance Mathematics (ChM), Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) and Compositional Nutrient Diagnosis (CND) have been used to assess the nutritional status of plants through foliar diagnosis. However, some factors may interfere on the leaves mineral composition, as the variety of species or cultivar, plant age, soil type and management, climate conditions, and the attack of pests and diseases. We hypothesized that the assessment of soybean nutritional status can be performed through diagnosis both on leaves and grains. The objectives were (i) to evaluate the efficiency of the ChM, DRIS, and CND models in assessing the soybean nutritional status through diagnosis in leaves and grains, and (ii) using the computational methods Support Vector Machine (SVM) and Artificial Neural Networks (ANN) as an alternative to evaluating the soybean nutritional status. The study was carried out from a database consisting of 212 leaf samples and 216 grain samples of soybean collected in 2013–2014 from five field experiments under no-till systems installed in the Central-South region of Paraná State, Brazil. The leaf samples were collected at flowering period and the grain samples were collected after harvest. The levels of N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn, and Zn in leaves and grains were determined, and grain yields were evaluated. The ChM, DRIS, and CND methods were satisfactory when applied to the nutrient content in leaves and grains. However, the DRIS model showed greater consistency, especially when applied to the nutrient content in grains. Computational methods SVM and ANN showed values close to those extracted by DRIS and CND. The results suggest that the DRIS method could be used to assess the soybean nutritional status through diagnosis in grains, and the computational methods SVM and ANN would be an alternative to DRIS and CND models in evaluating the soybean nutritional status through diagnosis in leaves and grains. Os modelos baseados nos métodos de Chance Matemática (ChM), Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS) e Diagnose da Composição Nutricional (CND) têm sido utilizados para avaliar o estado nutricional das plantas por meio da diagnose foliar. Porém, alguns fatores podem interferir na composição mineral das folhas, como a variedade da espécie ou cultivar, a idade das plantas, o tipo e o manejo do solo, as condições climáticas e o ataque de pragas e doenças. Considerando a hipótese que a avaliação do estado nutricional da cultura da soja pode ser realizada por meio de diagnose tanto nas folhas como nos grãos, o presente trabalho foi realizado com os objetivos de (i) avaliar a eficiência dos modelos ChM, DRIS e CND na avaliação do estado nutricional da soja por meio de diagnose em folhas e grãos, e (ii) utilizar os métodos computacionais de Máquina de Vetor de Suporte (SVM) e Redes Neurais Artificiais (RNA) como alternativa para avaliação do estado nutricional da soja. O trabalho foi realizado a partir de um banco de dados formado com 212 amostras de folhas e 216 amostras de grãos de soja coletadas em 2013–2014 de cinco experimentos de campo instalados em sistema plantio direto na região Centro-Sul do Paraná. As amostras de folhas foram coletadas por ocasião do florescimento e as de grãos após a colheita. Determinaram-se os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn e Zn nas folhas e nos grãos, e avaliou-se a produtividade de grãos. Os métodos de ChM, DRIS e CND apresentaram resultados satisfatórios quando aplicados aos teores de nutrientes nas folhas e nos grãos de soja, mas o DRIS apresentou maior consistência, especialmente quando aplicado aos teores de nutrientes nos grãos. Os métodos computacionais SVM e RNA apresentaram valores próximos dos extraídos pelo DRIS e CND. Os resultados sugerem que o método DRIS pode ser utilizado na avaliação do estado nutricional da cultura da soja por meio de diagnose nos grãos, e que os métodos computacionais SVM e RNA podem ser usados como alternativa aos modelos do DRIS e CND na avaliação do estado nutricional da soja por meio de diagnose em folhas e grãos.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Alfredo B Santos.pdf: 2639215 bytes, checksum: b4d6acd62fbbbdb8df5c5bd5a2095197 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 The objective of this wok was to evaluate the influence of doses and types of application of lime on an Inceptisol Haplustult aluminum cultivated with grains in the city of Irati, Southeast Region of the State of Paraná, Brazil. An experiment was carried out in factorial design 3X4 with 5 replications. The evaluations were performed in a small rural property in the household system, whose main activity is the cultivation of grains, with animal production for beef and milk intended for family consumption.The plots consisted of the types of lime application (surface, plowing+harrowing and chisel plowing+ harrowing), and the sub-plots were the lime doses (0, 10, 15 and 20 Mg ha-1).The evaluations and samplings for physical analyzes were carried out along the cycle of the corn crop (Zea mays) in two years, while collections for chemical evaluations were carried out after the harvest of the corn crop. In both cycles of crops they have been evaluated winter crops dry biomass yields and grain and dry biomass yields for the summer crop. The physical and chemical soil attributes were evaluated in the layers of 0.0-0.10 and 0.10-0.20 m depths. The soil penetration resistance measurements and soil water volumetric content determinations were performed in the field using electronic penetrometer and moisture sensors, respectively. The results for the different doses and types of application of lime were compared by the confidence interval of the averages for the different attributes (P≤0.15). For the chemical attributes they have been observed significant differences regarding the types and doses of application of limestone,while for the physical attributes they were observed significant differences regarding only for the types of application of lime. With reference to the income of crops, in the first cycle they were observed better results in function of doses and types of application of lime. In the second cycle of crops the results of oat biomass exhibited significance in function of doses and forms of application; however, the incomes of biomass and grain maize were severely affected by drought. The largest values of soil resistance to penetration were observed in the incorporation of lime with plowing+harrowing, while the incorporation with chisel plowing+harrowing have been presented lower values of soil bulk density, higher saturation of bases and better income of biomass and grain. As avaliações foram realizadas em uma pequena propriedade rural com gestão em sistema de economia familiar, cuja atividade principal é o cultivo de grãos, com produção animal para carne e leite destinados ao autoconsumo e venda do excedente. Este estudo teve como objetivo avaliar a influência de doses e formas de aplicação de calcário sobre um Cambissolo Háplico alumínico cultivado com grãos no município de Irati, região Sudeste do estado do Paraná. Instalou-se um experimento em delineamento de experimento em faixas com cinco repetições. A calagem foi realizada em três formas de aplicação; superficial ou sem incorporação do calcário (SI), incorporação com arado e grade niveladora (IAG), e incorporação com escarificador e grade niveladora (IEG). As doses de calcário adotadas para estudo foram: T0 – sem calcário (testemunha), T10 – 10 t ha-1, T15 t ha-1 e T20 t ha-1. Foram avaliados os atributos físicos e químicos do solo em dois ciclos de cultivos. As avaliações e coletas para análises físicas foram realizadas ao longo do ciclo da cultura do milho (Zea mays), enquanto para as avaliações químicas as coletas foram realizadas após a colheita do milho. Nos dois ciclos de cultivos, foram avaliados o rendimento de biomassa seca das culturas de cobertura de inverno, biomassa da planta inteira do milho em maturidade fisiológica e rendimento de grãos da cultura do milho. Os atributos físicos e químicos do solo foram avaliados nas camadas de 0,0-0,10 e 0,10-0,20 m de profundidade. As medições de resistência do solo a penetração (RP) e determinações do conteúdo volumétrico de água no solo (θ) foram realizadas a campo, com penetrômetro eletrônico e sensor de umidade, respectivamente. Através do intervalo de confiança das médias dos atributos, foram comparados os resultados de doses e formas de aplicação do calcário (P≤0,15). Para os atributos físicos, os resultados apontam significância quanto a formas de aplicação, enquanto para os atributos químicos observou-se significância quanto a doses e formas de aplicação. Com referência ao rendimento das culturas, no primeiro ciclo de cultivos foram observados melhores resultados em função de doses e formas de aplicação do calcário. No segundo ciclo de cultivos os resultados de biomassa de aveia apresentaram significância em função d doses e formas de aplicação, porém, os rendimentos de biomassa e grãos de milho foram severamente prejudicados por estiagem. Pelo intervalo de confiança os maiores valores de resistência do solo a penetração foram observados na forma de incorporação com arado e grade niveladora, enquanto a incorporação com escarificador e grade niveladora apresentou menores valores de densidade do solo, melhor saturação por bases e melhores rendimentos de biomassa e grãos.