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Submitted by Sandro Barbosa Ribeiro (sandro.barbosa@unesp.br) on 2021-08-21T16:23:56Z No. of bitstreams: 1 ATRIBUTOS QUÍMICOS, FÍSICOS E BIOLÓGICOS DO SOLO EM SISTEMAS DE USO DA TERRA EM MARABÁ, NO SUDESTE DO PARÁ.pdf: 1268656 bytes, checksum: 3a0197cb30c5ebfe9f138fd5bb066722 (MD5) Approved for entry into archive by Adriana Helena Vitta Zoratti (adriana.zoratti@unesp.br) on 2021-08-23T16:11:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_sb_dr_jabo.pdf: 1268656 bytes, checksum: 3a0197cb30c5ebfe9f138fd5bb066722 (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-23T16:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_sb_dr_jabo.pdf: 1268656 bytes, checksum: 3a0197cb30c5ebfe9f138fd5bb066722 (MD5) Previous issue date: 2021-07-05 As alterações nos atributos dos solos são ocasionadas pela conversão dos sistemas de mata nativa a sistemas de uso agropecuário na Amazônia e as avaliações dos atributos ajudam no monitoramento da conservação dos solos tropicais. O objetivo deste trabalho foi avaliar os sistemas de uso da terra e as consequentes alterações provocadas pelo manejo sobre os atributos químicos, físicos e biológicos do solo em comparação com esses atributos em condições naturais do solo no município de Marabá, no sudeste do estado do Pará. Os sistemas avaliados foram a mata nativa, sistema agroflorestal, fruticultura e interação lavoura-pecuária. Para a avaliação dos atributos do solo, foram coletadas 12 amostras compostas de solo em cada sistema, totalizando 48 amostras. A avaliação dos dados obtidos foi realizada através de análises multivariadas e análise exploratória dos dados através dos valores médios e do coeficiente da variação. A conversão da mata nativa em sistemas de usos da terra impactou negativamente nos atributos químicos, físicos e biológicos do solo. As técnicas de análises multivariadas separaram os sistemas mata nativa e sistema agroflorestal dos sistemas fruticultura e interação lavoura-pecuária de acordo com os atributos químicos, físicos e biológicos no solo analisado. Os sistemas fruticultura e interação lavoura-pecuária promoveram menores resultados de pH, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, carbono orgânico e macroporosidade, além de maiores teores alumínio e maior densidade do solo em relação a mata nativa. Todos os sistemas de uso da terra avaliados apresentaram diminuição do carbono da biomassa microbiana, da respiração basal e do quociente microbiano, e o sistema de interação lavoura-pecuária apresentou a elevação do quociente metabólico em relação a mata. O sistema de uso da terra com mais semelhança à mata nativa foi o sistema agroflorestal. Changes in soil attributes are caused by the conversion of native forest systems to agricultural use systems in the Amazon, and attribute assessments help in monitoring the conservation of tropical soils. The objective of this work was to evaluate the land use systems and the consequent changes caused by the management on the chemical, physical and biological attributes of the soil in comparison with these attributes under natural soil conditions in the municipality of Marabá, in the southeast of the state of Pará. The systems evaluated were native forest, agroforestry system, fruit culture and crop-livestock interaction. For the evaluation of soil attributes, 12 composite soil samples were collected in each system, totaling 48 samples. The evaluation of the obtained data was carried out through multivariate analysis and exploratory data analysis through the mean values and the coefficient of variation. The conversion of native forest into land use systems negatively impacted the chemical, physical and biological attributes of the soil. The multivariate analysis techniques separated the native forest and agroforestry systems from the fruit-growing and crop-livestock interaction systems according to the chemical, physical and biological attributes of the analyzed soil. The fruit growing systems and crop-livestock interaction promoted lower results for pH, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, organic carbon and macroporosity, in addition to higher aluminum content and higher soil density in relation to native forest. All evaluated land use systems showed a decrease in microbial biomass carbon, basal respiration and microbial quotient, and the crop-livestock interaction system showed an increase in the metabolic quotient in relation to forest. The land use system most similar to native forest was the agroforestry system.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) A utilização de Sistemas Integrados de Produção Agropecuária, em áreas conduzidas no Sistema Plantio Direto, melhora as condições de solo, desde que ambos sejam corretamente utilizados. Caso contrário, as áreas podem apresentar problemas com compactação e concentração de nutrientes na camada superficial, comprometendo o crescimento radicular das plantas e o rendimento de grãos, especialmente em anos de déficit hídrico. Nesse contexto, o objetivo foi avaliar a dinâmica de nutrientes no perfil do solo e o desempenho agronômico da cultura da soja implantada com diferentes mecanismos sulcadores, combinado com formas de correção/condicionamento da acidez do solo, em área anteriormente pastejada no inverno. O experimento foi implantado no município de Vitorino – PR, num Latossolo Vermelho Distroférrico, em área cultivada com soja no verão e aveia preta para pastejo animal no outono-inverno. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema bifatorial (2x4) em parcelas subdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas principais foram utilizados dois mecanismos sulcadores na semeadura da soja (discos duplos desencontrados e hastes sulcadoras). Nas subparcelas foram aplicados quatro fatores de correção/condicionamento da acidez do solo (sem correção; dose recomendada de calcário – 1 t ha-1; dose de gesso – 2 t ha-1; mistura calcário + gesso – 3 t ha-1). A cultivar de soja utilizada foi a TMG “7262”. O solo foi caracterizado quimicamente aos seis e aos 12 meses após a aplicação dos tratamentos, em cinco profundidades. Também foram determinados parâmetros de uniformidade na semeadura, componentes de rendimento e rendimento de grãos de soja na safra 2019/2020. Foram observadas modificações no pH e nos teores de cálcio e de magnésio apenas nas camadas mais superficiais do solo e quando foi utilizado o sistema de discos duplos desencontrados em presença de calcário, sem efeitos nas camadas mais profundas, nem pelo uso do gesso, tampouco pelo uso de haste sulcadora na semeadura da soja. O uso da haste sulcadora, juntamente com o gesso ou sua mistura com calcário, aumentou o estande final de plantas de soja e a porcentagem de plântulas de soja com espaçamento normal. Apesar de maior altura de inserção da primeira vagem com o uso de discos duplos desencontrados e de maior número de grãos por planta com calcário e gesso, o rendimento de grãos não foi influenciado pela ação dos fatores mecanismos sulcadores e formas de correção/condicionamento da acidez do solo, possivelmente pela ausência de limitação hídrica durante o cultivo. The use of integrated systems of agricultural in areas under a no-tillage system improves the soil conditions as long as both are used correctly. If an inappropriate use of these systems is carried out, the areas might present problems both on soil compaction and on nutrients concentration on their superficial layer, which may harm the root growth of plants and the grain yield, especially during long periods of water deficit. Considering all the above-mentioned, the aim of the experiment was to evaluate the nutrient dynamics in soil profile and the agronomic performance of soybean crop implanted with different furrow mechanisms, combined with ways of correting and conditioning soild acidity in an area previously grazed in winter. The experiment was carried out in Vitorino, a town in the State of Paraná, on a distrophic Oxisol, in a field that was cultivated with soy in the summer and black oats for animal grazing in fall-winter. The experiment was carried out in a randomized blocks design, in a bifactorial scheme (2x4) in subdivided plots with four repetitions. In the main plots, two furrow mechanisms were used in the soybean sowing operations were allocated (mismatched double discs and hoe furrow opener). In the subplots, four ways of correcting and conditioning soil acidity were applied (without any corrections; with the recommended dose of limestone - 1 t ha-1; with the dose of gypsum - 2 t ha-1; a gypsum-limestone mixture - 3 t ha-1). The soybean cultivar tested was TMG “7262”. Also, the soil was chemically characterized twice at five different depths. The first time it was characterized six months after the treatment was applied, and on the second time, twelve months after the treatment started. Sowing uniformity parameters as well as yield components and soybean yield in the 2019/20 harvest were also determined. Small changes in pH and calcium and magnesium rates were observed only in the most superficial layers of the soil when it was prepared with the use of mismatched double disks and limestone, but it did not have any effects on deeper layers, nor by the use of gypsum, nor by the use of a hoe furrow opener in the soybean sowing. The use of the hoe furrow opener along with gypsum or its mixture with limestone increased the final stand of soybean plants and the percentage of soybean seedlings with normal spacing. Despite the greater height of insertion of the first pod with the use of mismatched double discs and a greater number of grains per plant with limestone and gypsum, the grain yield was not influenced by the action of the furrow mechanisms and the ways of correcting and conditioning soil acidity, possibly because there was no water limitation during cultivation.

This study aimed to evaluate the effects of soil use and management on organic carbon stocks in the interrows of Vitis vinifera with different years of cultivation. A vineyard located in Rio Grande do Sul state, with 4, 9 and 16 years of management, was evaluated. Soil samples from different layers, 0.0-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.30, 0.30-0.40, 0.40-0.50 and 0.50-0.60 m, were collected on wheel tracks, between wheel tracks and under the planting rows. As a reference, samples were collected in native grassland of the region. Organic matter content, bulk density and soil porosity were evaluated. Carbon stock was determined according to the correction of the sampled thickness. The results were subjected to analysis of variance and means were compared by Tukey test at 0.05 probability level. Soil management caused alterations in its structure and organic matter content, observed mainly in the first 30 cm, regardless of the area studied. Highest values of bulk density were observed on the tractor wheel tracks, followed by under the planting row and between wheel tracks. Alteration in soil cover for vineyard planting led to a reduction in the carbon stock, compared to the native grassland. The area under management for 4 years showed higher carbon stocks between the wheel tracks, whereas the areas under 9 and 16 years of management showed highest values in the wheel tracks. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos del uso y manejo del suelo sobre las existencias de carbono orgánico en las entrecruzadas de Vitis vinifera con diferentes años de cultivo. Se evaluó un viñedo ubicado en el estado de Rio Grande do Sul, con 4, 9 y 16 años de manejo. Se recolectaron muestras de suelo de diferentes capas, 0.0-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.30, 0.30-0.40, 0.40-0.50 y 0.50-0.60 m, en huellas de ruedas, entre huellas de ruedas y debajo de las hileras de siembra. Como referencia, se recolectaron muestras en pastizales nativos de la región. Se evaluó el contenido de materia orgánica, la densidad aparente y la porosidad del suelo. La reserva de carbono se determinó de acuerdo con la corrección del espesor muestreado. Los resultados se sometieron a análisis de varianza y las medias se compararon mediante la prueba de Tukey a un nivel de probabilidad de 0.05. El manejo del suelo provocó alteraciones en su estructura y contenido de materia orgánica, observadas principalmente en los primeros 30 cm, independientemente del área estudiada. Los valores más altos de densidad aparente se observaron en las huellas de las ruedas del tractor, seguidas por debajo de la hilera de siembra y entre las huellas de las ruedas. La alteración de la cobertura del suelo para la plantación de viñedos condujo a una reducción de la reserva de carbono, en comparación con los pastizales nativos. El área bajo manejo durante 4 años mostró mayores reservas de carbono entre las huellas de las ruedas, mientras que las áreas bajo 9 y 16 años de manejo mostraron valores más altos en las huellas de las ruedas. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do uso e manejo do solo sobre os estoques de carbono orgânico em entrelinhas de Vitis vinifera com diferentes anos de cultivo. Foi avaliada uma vinha localizada no estado do Rio Grande do Sul, com 4, 9 e 16 anos de manejo. Amostras de solo de diferentes camadas, 0,0-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,30, 0,30-0,40, 0,40-0,50 e 0,50-0,60 m, foram coletadas em pistas de roda, entre as pistas de roda e sob as linhas de plantio. Como referência, as amostras foram coletadas em pastagens nativas da região. Foram avaliados o teor de matéria orgânica, a densidade do solo e a porosidade do solo. O estoque de carbono foi determinado de acordo com a correção da espessura amostrada. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey ao nível de probabilidade de 0,05. O manejo do solo ocasionou alterações em sua estrutura e teor de matéria orgânica, observadas principalmente nos primeiros 30 cm, independente da área estudada. Os maiores valores de densidade do solo foram observados na esteira do trator, seguidos sob a linha de plantio e entre a esteira. A alteração da cobertura do solo para o plantio da vinha levou à redução do estoque de carbono, em comparação com a pastagem nativa. A área sob manejo há 4 anos apresentou maiores estoques de carbono entre os rodados, enquanto as áreas com menos de 9 e 16 anos de manejo apresentaram maiores valores nos rodados.

Submitted by Edmilson N'dami Lopes Cardoso (edickraklopes100@hotmail.com) on 2021-03-22T17:14:11Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO EDMILSON VERSÃO COMPLETA 2_Carol.pdf: 697312 bytes, checksum: 5701d4fb90507cf1b4f3bf246706678b (MD5) Approved for entry into archive by Adriana Cristina Damato (adriana.damato@unesp.br) on 2021-03-23T13:56:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cardoso_enl_me_jabo.pdf: 697312 bytes, checksum: 5701d4fb90507cf1b4f3bf246706678b (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-23T13:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cardoso_enl_me_jabo.pdf: 697312 bytes, checksum: 5701d4fb90507cf1b4f3bf246706678b (MD5) Previous issue date: 2021-02-24 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) RESUMO - A avaliação do efeito da aplicação de vinhaça por longo período nos atributos químicos e físicos de solos com diferentes texturas é fundamental para abalizar a recomendação da aplicação desse subproduto. Objetivou-se avaliar se a aplicação de vinhaça por longo período altera os atributos químicos e físicos de solos de textura argilosa e arenosa cultivados com cana-de-açúcar. O experimento foi realizado em duas áreas na região Sudeste do Brasil em solos com textura arenosa (80 g kg-¹ de argila) e argilosa (490 g kg-¹ de argila). Em cada um dos solos, encontraram-se duas condições de manejos na cana-de-açúcar, sendo uma com aplicação de vinhaça, por mais de 10 anos, e outra sem aplicação de vinhaça. Foram coletadas 10 amostras deformadas e indeformadas de solo em cada área nas camadas 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m e 0,20-0,30 m para a avaliação dos atributos químicos e físicos do solo. Devido à estrutura de dependência das variáveis, aplicou-se a análise exploratória multivariada de fatores. A aplicação de vinhaça aumentou, em média, 23% os teores dos macronutrientes no solo argiloso e 80% no solo arenoso. Além disso, a aplicação de vinhaça por longo período incrementou a microporosidade do solo arenoso em 22%, possibilitando maior disponibilidade de água para a cana-de-açúcar. A aplicação de vinhaça por longo período é um manejo sustentável para áreas de cana-de-açúcar, independentemente da textura do solo, pois incrementa a fertilidade do solo por meio do aumento dos teores de carbono orgânico e dos macronutrientes, também promove melhorias na estrutura de solos arenosos, aumentando a microporosidade e, consequentemente, a capacidade de armazenamento de água e a capacidade produtiva desse tipo de solo. ABSTRACT - Evaluating the effect of long-term vinasse application on the chemical and physical attributes of soils with different textures is fundamental to support the recommendation of the application of this waste. The objective was to evaluate whether long-term vinasse application alters the chemical and physical attributes of clayey and sandy soils cultivated with sugarcane. The experiment was carried out in two areas in the Southeast region of Brazil in soils with sandy (80 g kg-¹ clay) and clayey (490 g kg-¹ clay) textures. In each of the soils, there were two sugarcane management conditions, one with vinasse application for more than 10 years and the other without vinasse application. Ten disturbed and undisturbed soil samples were collected in each area in the 0.00-0.10 m, 0.10-0.20 m and 0.20-0.30 m layers to evaluate soil chemical and physical attributes. Due to the dependence structure of the variables, multivariate factor analysis was applied. Vinasse application increased the contents of macronutrients, on average, by 23% in the clayey soil and 80% in the sandy soil. In addition, long-term vinasse application increased the microporosity of the sandy soil by 22%, enabling greater availability of water for sugarcane. Long-term vinasse application is a sustainable management for sugarcane areas, regardless of soil texture, as it increases soil fertility by increasing organic carbon and macronutrient contents, it also promotes improvements in the structure of sandy soils, increasing microporosity and, consequently, the water storage capacity and the productive capacity of this type of soil.ESUMO - A avaliação do efeito da aplicação de vinhaça por longo período nos atributos químicos e físicos de solos com diferentes texturas é fundamental para abalizar a recomendação da aplicação desse subproduto. Objetivou-se avaliar se a aplicação de vinhaça por longo período altera os atributos químicos e físicos de solos de textura argilosa e arenosa cultivados com cana-de-açúcar. O experimento foi realizado em duas áreas na região Sudeste do Brasil em solos com textura arenosa (80 g kg-¹ de argila) e argilosa (490 g kg-¹ de argila). Em cada um dos solos, encontraram-se duas condições de manejos na cana-de-açúcar, sendo uma com aplicação de vinhaça, por mais de 10 anos, e outra sem aplicação de vinhaça. Foram coletadas 10 amostras deformadas e indeformadas de solo em cada área nas camadas 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m e 0,20-0,30 m para a avaliação dos atributos químicos e físicos do solo. Devido à estrutura de dependência das variáveis, aplicou-se a análise exploratória multivariada de fatores. A aplicação de vinhaça aumentou, em média, 23% os teores dos macronutrientes no solo argiloso e 80% no solo arenoso. Além disso, a aplicação de vinhaça por longo período incrementou a microporosidade do solo arenoso em 22%, possibilitando maior disponibilidade de água para a cana-de-açúcar. A aplicação de vinhaça por longo período é um manejo sustentável para áreas de cana-de-açúcar, independentemente da textura do solo, pois incrementa a fertilidade do solo por meio do aumento dos teores de carbono orgânico e dos macronutrientes, também promove melhorias na estrutura de solos arenosos, aumentando a microporosidade e, consequentemente, a capacidade de armazenamento de água e a capacidade produtiva desse tipo de solo. 001

Soil quality is essential to ensure the sustainability of agro-ecosystems. Tensile strength is one of the indicators frequently used for monitoring soil quality, being influenced by several factors, such as the size and shape of the aggregate. In this research, the hypothesis that the use of a single form of soil aggregates reduces the variability in the evaluation of the structural quality of soils was considered. In addition, the size of the aggregates influences the determination of tensile strength. Thus, the objective was to evaluate the relationship of tensile strength with the size and shapes that aggregates can assume. Two aggregate diameter bands (25-19 and 19-7.96 mm) and three aggregate forms (irregular, planed and spherical bases) were used. The aggregates with smaller diameters (13.5 mm) presented the highest mean values of tensile strength (82.73 kPa). The tensile strength determined in spherical aggregates showed less variability. For these aggregates, the coefficient of variation of the tensile strength was 29.30 and 19.29%, for the average diameters of 22 and 13.5 mm, respectively. As a result, shape must be considered when assessing the tensile strength of the soil aggregate. La calidad del suelo es fundamental para asegurar la sustentabilidad de los agroecosistemas. La resistencia a la tracción es uno de los indicadores más utilizados para supervisar la calidad del suelo, siendo influenciada por varios factores, como el tamaño y la forma del agregado. En esta investigación se consideró la hipótesis de que el uso de una única forma de agregados de suelo reduce la variabilidad en la evaluación de la calidad estructural de los suelos. Además, el tamaño de los agregados influye en la determinación de la resistencia a la tracción. Así, el objetivo fue evaluar la relación de la resistencia a la tracción con el tamaño y las formas que pueden asumir los agregados. Se utilizaron dos bandas de diámetro de agregado (25-19 y 19-7,96 mm) y tres formas de agregado (bases irregulares, bases aplanadas y esféricas). Los agregados de menor diámetro (13,5 mm) presentaron los valores medios más altos de resistencia a la tracción (82,73 kPa). La resistencia a la tracción determinada en agregados esféricos mostró menor variabilidad. Para estos agregados, el coeficiente de variación de la resistencia a la tracción fue de 29,30 y 19,29%, para los diámetros medios de 22 y 13,5 mm, respectivamente. Como resultado, se debe considerar la forma al evaluar la resistencia a la tracción del agregado de suelo. A qualidade do solo é fundamental para garantir a sustentabilidade dos agroecossistemas. A resistência tênsil é um dos indicadores frequentemente utilizados para o monitoramento da qualidade do solo, sendo influenciada por diversos fatores, tais como o tamanho e a forma do agregado. Nesta pesquisa, foi considerada a hipótese de que o uso de uma única forma de agregados do solo reduz a variabilidade na avaliação da qualidade estrutural dos solos. Além disso, o tamanho dos agregados influencia na determinação da resistência tênsil. Desse modo, objetivou-se avaliar a relação da resistência tênsil com o tamanho e as formas que os agregados podem assumir. Foram utilizados duas faixas de diâmetro de agregados (25-19 e 19-7,96 mm) e três formas de agregados (irregular, bases aplainadas e esférica). Os agregados com diâmetros menores (13,5 mm) apresentaram os maiores valores médios de resistência tênsil (82,73 kPa). A resistência à tração determinada nos agregados esféricos apresentou menor variabilidade. Para esses agregados, o coeficiente de variação da resistência à tração foi de 29,30 e 19,29%, para os diâmetros médios de 22 e 13,5 mm, respectivamente. Em virtude disso, a forma deve ser considerada ao avaliar a resistência à tração do agregado do solo.

A qualidade do solo é fundamental para garantir a sustentabilidade dos agroecossistemas. A resistência tênsil é um dos indicadores frequentemente utilizados para o monitoramento da qualidade do solo, sendo influenciada por diversos fatores, tais como o tamanho e a forma do agregado. Nesta pesquisa, foi considerada a hipótese de que o uso de uma única forma de agregados do solo reduz a variabilidade na avaliação da qualidade estrutural dos solos. Além disso, o tamanho dos agregados influencia na determinação da resistência tênsil. Desse modo, objetivou-se avaliar a relação da resistência tênsil com o tamanho e as formas que os agregados podem assumir. Foram utilizados duas faixas de diâmetro de agregados (25-19 e 19-7,96 mm) e três formas de agregados (irregular, bases aplainadas e esférica). Os agregados com diâmetros menores (13,5 mm) apresentaram os maiores valores médios de resistência tênsil (82,73 kPa). A resistência à tração determinada nos agregados esféricos apresentou menor variabilidade. Para esses agregados, o coeficiente de variação da resistência à tração foi de 29,30 e 19,29%, para os diâmetros médios de 22 e 13,5 mm, respectivamente. Em virtude disso, a forma deve ser considerada ao avaliar a resistência à tração do agregado do solo.

Orientadores: Zigomar Menezes de Souza, Newton La Scala Júnior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: Atualmente o cenário mais comum de expansão de canaviais brasileiros é a conversão de pastagens em lavouras de cana-de-açúcar, onde pode ocorrer perdas ou ganhos significativos na qualidade do solo em decorrência do manejo específico adotado na cana-de-açúcar. Nesse contexto, o objetivo dessa tese foi avaliar o impacto nos atributos físicos, químicos e na qualidade do solo do uso de diferentes plantas de cobertura e sistemas de preparo do solo utilizados durante o plantio da cana-de-açúcar, em relação ao sistema convencional. Adicionalmente foi analisado o desempenho do algoritmo Random Forest para predizer a qualidade do solo a partir de um conjunto mínimo de variáveis. O estudo foi realizado em uma área experimental no município de Ibitinga, São Paulo, Brasil. O delineamento experimental foi o em faixas, com três repetições, em que quatro plantas de cobertura foram dispostas nas faixas horizontais (amendoim, milheto, crotalária e sorgo) e três sistemas de preparo do solo nas faixas verticais (sem preparo do solo, subsolagem a 0,40 m e subsolagem profunda a 0,70 m de profundidade), para fins comparativos, foi implantado também um tratamento testemunha, sem plantas de cobertura e com preparo convencional do solo. O período de avaliação correspondeu ao primeiro e segundo ciclo de produção de cana-de-açúcar, ou seja, cana planta e soca (safra 2015/16 e 2016/17). Foram avaliados a densidade do solo, grau de compactação, macro e microporosidade, diâmetro médio ponderado, potencial hidrogeniônico (pH), fósforo, cálcio, magnésio, potássio e teor de carbono orgânico. As variáveis pH, densidade do solo e teor de carbono orgânico foram selecionadas para compor um único índice representativo da qualidade do solo. Com base nos resultados obtidos conclui-se que o cultivo de plantas de cobertura e sistemas de preparo mais conservacionistas, tais como a crotalária e o milheto, associadas eventualmente a subsolagem durante a implantação do canavial, proporciona, maior qualidade física e disponibilidade de nutrientes no solo, levando consequentemente a uma maior qualidade do solo que o preparo convencional do solo (pousio seguido de preparo convencional). No entanto, o cultivo intensivo e altamente mecanizado da cana-de-açúcar reduz a qualidade do solo ao longo dos ciclos de produção. Por fim, o modelo obtido para predizer a qualidade do solo usando o algoritmo Random Forest apresentou elevada taxa de acerto Abstract: Currently the expansion of sugarcane plantations in areas formerly occupied by pastures is common in Brazil and there may be significant losses or gains in soil quality due to the specific management used in sugarcane. In this context, the aim of this thesis was to assess the impact on the physical, chemical attributes and soil quality of the use of different cover crops and soil tillage systems used during sugarcane planting in relation to the conventional system. In addition, the performance of the Random Forest algorithm was analyzed to predict soil quality from a minimum set of variables. The study was carried out in an experimental area in the municipality of Ibitinga, São Paulo, Brazil. The experimental design was the one in bands, with three replications, in which four cover crops were arranged in the horizontal bands (peanuts, millet, sunn hemp and sorghum) and three tillage systems in the vertical bands (no-tillage, subsoiling until 0.40 m and subsoiling until 0.70 m), for comparative purposes, a control treatment was also implemented, without cover crop and with conventional soil tillage. The assessed period corresponded to the first and second cycle of sugarcane production, that is, sugarcane plant and ratoon (2015/16 and 2016/17 crop). Soil bulk density, compaction degree, macro and microporosity, mean weight-diameter, hydrogen ionic potential (pH), phosphorus, calcium, magnesium, potassium and organic carbon content were assessed. The variables pH, soil bulk density and organic carbon content were selected to compose a single index representative of soil quality. On the basis of the results obtained it is concluded that the cultivation of cover crops and more conservation systems, such as sunn hemp and millet, possibly associated with subsoiling during the implantation of the sugarcane field, provides greater physical quality and availability of nutrients in the soil, leading to higher soil quality than conventional soil tillage (fallow followed by conventional tillage). However, the intensive and highly mechanized cultivation of sugarcane reduces the soil quality throughout the production cycles. Finally, the model obtained to predict soil quality using the Random Forest algorithm presented a high rate of accuracy Doutorado Água e Solo Doutora em Engenharia Agrícola CNPQ 870371/1997-5

Orientador: Zigomar Menezes de Souza Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: A cana-de-açúcar é uma das culturas mais importantes do mundo em energia renovável, por ser a principal matéria-prima utilizada pela indústria sucroalcooleira para a produção de açúcar e álcool e bioenergia, porém, o intenso tráfego de máquinas aumenta a compactação do solo, fazendo que as raízes explorem e se desenvolvam mais superficialmente. A avaliação do sistema radicular é capaz de fornecer informações em qual camada está a maior concentração da biomassa radicular, além da análise física do solo, juntamente com a micromorfologia do solo, que auxilia em fornecer resultados quantitativos acerca de porosidade do solo, que pode ajudar a entender o que ocorre na estrutura do solo em escala microscópica. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o sistema radicular, atributos físicos e micromorfologia do solo em área de cana-de-açúcar com a utilização de plantas de cobertura e manejos conservacionistas. O experimento foi conduzido na usina Santa Fé, em uma área experimental no município de Ibitinga, São Paulo, durante três anos agrícolas (cana planta, primeira e segunda cana soca). O delineamento experimental foi em faixas com três repetições em área com Argissolo Vermelho distrófico típico, textura franco arenosa. O experimento teve início em dezembro de 2014 com coleta do solo para caracterização física e química da área e as plantas de coberturas (crotalária, sorgo, milheto e amendoim) foram semeadas e, conduzidas até abril de 2015. O plantio da cana-de-açúcar ocorreu em abril de 2016, com os seguintes preparos: plantio direto (PD), cultivo mínimo (CM), cultivo mínimo com subsolagem profunda (CM/SP) e plantio convencional (PC) e a variedade utilizada foi a CTC 4. Os atributos avaliados foram: densidade do solo, resistência do solo à penetração, macro e microporosidade, estabilidade, resistência tênsil de agregados, análise micromorfológica do solo e o sistema radicular. Na camada de 0,00-0,20 m, pela análise micromorfológica, o milheto em sistema plantio direto, apresentou predomínio de poros complexos na classe de diâmetro >500 µm, onde poros alongados e complexos afetam a penetração das raízes, armazenamento e a transmissão de água e gases e, consequentemente, o desenvolvimento das plantas. A biomassa radicular foi significativamente (p ? 0,05) mais alta sob sistema cultivo mínimo utilizando o milheto e sorgo na primeira coleta, com 1.399 e 1.334 kg ha-1. A maior densidade radicular da cana-de-açúcar foi obtida 655 dias após o plantio no sistema de plantio direto e 755 dias após o plantio no sistema de cultivo mínimo, cultivo mínimo com subsolagem profunda e preparo convencional, indicando que a maior concentração de raízes ocorre na época da colheita da primeira cana soca Abstract: Sugarcane is one of the most important crops in the world in renewable energy, as it is the main raw material used by the sugar and ethanol industry for the production of sugar and alcohol, but the intense traffic of machinery increases the compaction of the soil, causing the roots to explore and develop more superficially. The evaluation of the root system can provide information on which layer is the highest concentration of root biomass, as well as soil physical analysis, together with soil micromorphology, which helps to provide quantitative results on porosity and permeability with precision, which can help understand what occurs in soil structure on a microscopic scale. Therefore, the objective of this research was to evaluate the root development, physical attributes and micromorphology of the soil in sugarcane area with the use of cover crops and conservation management. The study was carried out at the Santa Fé sugarcane Mill, in an experimental area in the municipality of Ibitinga, São Paulo, during three agricultural years (sugarcane plant, first sugarcane ratoon, and second sugarcane ratoon). The experimental design was in rows with three replicates in area with Red Argisol. The experiment began in December 2014 with soil sampling for physical and chemical characterization of the area and the cover crops (crotalaria, sorghum, millet, and peanut) were sown and were carried out until April 2015. The planting of sugarcane- sugarcane crop occurred on April 2016, with soil tillage (no-tillage, minimum tillage, minimum tillage with deep soils and conventional tillage), and the variety used was CTC 4. The evaluated attributes were: soil density, penetration resistance, macro and microporosity, stability, aggregate tensile strength, soil micromorphological analysis and root system. In the 0.0-0.2 m layer, by micromorphological analysis, millet with no-tillage showed predominance of complex pores in the diameter class > 500 ?m, where elongated and complex pores affect root penetration, storage, and transmission of water and gases and, consequently, the development of plants. The root biomass was significantly (p ? 0.05) higher under the minimum tillage system using millet and sorghum in the first assessment, with 1,399 and 1,334 kg ha-1. The highest root density of sugarcane was obtained 655 days after planting in no-tillage management and 755 days after planting in the management of minimum tillage, minimum tillage with deep tillage and conventional tillage, indicating that the highest root concentration occurs at the time of harvesting the first sugarcane ratoon Doutorado Água e Solo Doutor em Engenharia Agrícola CAPES

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The dry tropical forest (bs-T) is the most degraded ecosystem in Colombia, mainly due to the influence of anthropogenic factors. However, the decision to carry out an effective restoration in a highly degraded ecosystem depends on scientific knowledge of ecology. Furthermore, ecological studies of the relationships between behavior patterns provide information on the real state of biodiversity. Thus, the main objective of this research was to obtain relations of the patterns of diversity, structure and carbon stock in tree communities in the bs-T of Colombia, as a contribution to the functional restoration of these ecosystems. The research was divided into three chapters, the first described the geographic distribution and phytogeographic patterns of the fragments in Colombia's fs-T, the second evaluated the effects of the abiotic factor (climatological water deficit), taxonomic attributes (species composition and richness) and structural attributes (wood density and maximum tree diameter) on carbon stored in aerial biomass in Colombia's fs-T and the third analyzed the relationship between tree structure and wealth with carbon storage on the ground at Colombia's fs-T. A database was used that gathers information on the floristic composition in Colombia's bs-T, and global databases for the construction of a new database, with information on ecological patterns along a latitudinal gradient. Different statistical methods and types of models to test ecological relationships. This study showed phytogeographic distribution of the bs-T, described the floristic variability and identified the species of high ecological value in a given location. The phytogeographic results showed that there is a high floristic variation in the different taxa (family, genus and species), and of their abundance and richness at the local and regional level. The phytogeographic patterns observed in this study are fundamental to identify the priority sites for conservation and restoration of an ecosystem that has been strongly fragmented. Macroecological relationships were found where geographic distance and climatological water deficit influence differences in the richness and composition of tree species. The tree diameter (DBHmax) is the main predictor of the increase in carbon storage. In addition, we contribute to the knowledge of the functional relationships between diversity-biomass in the bs-T, where carbon was better represented in the sites with the highest species richness. Therefore, the variability of carbon depends on the structure of biodiversity and this in turn is determined by the state of conservation in which the secondary dry forests are found. Furthermore, only 1.05% of the species controlled more than half (50.12%) of the carbon storage in the dry forests of Colombia. Finally, we seek to contribute to the functional knowledge based on carbon storage in the dry forests of Colombia, so that restoration strategies are created more and more adapted to the needs of the ecosystem and that contribute to global efforts to mitigate climate change. Keywords: Diversity. Climate gradients. Phytogeographic. Structure Avobeground carbon stock. El bosque seco Tropical (bs-T) es el ecosistema más degradado de Colombia, principalmente por la influencia de factores antropogénicos. Sin embargo, la decisión de llevar a cabo una restauración eficaz en un ecosistema altamente degradado depende del conocimiento científico de la ecología. Además, los estudios ecológicos de las relaciones entre patrones de comportamiento proporcionan información sobre el estado real de la biodiversidad. Así, el objetivo principal de esta investigación fue obtener relaciones de los patrones de diversidad, estructura y stock de carbono en comunidades arbóreas en el bs-T de Colombia, como un aporte a la restauración funcional de estos ecosistemas. La investigación fue dividida en tres capítulos, el primero describió la distribución geográfica y los patrones fitogeográficos de los fragmentos en el bs-T de Colombia, el segundo evaluó los efectos del factor abiótico (déficit hídrico climatológico), atributos taxonómicos (composición de especies y riqueza) y atributos estructurales (densidad de la madera y diámetro máximo del árbol) sobre el carbono almacenado en la biomasa aérea en el bs-T de Colombia y el tercero analizó la relación entre la estructura y la riqueza de los árboles con el almacenamiento de carbono en el suelo en el bs-T de Colombia. Fue utilizada una base de datos que recopila información sobre la composición florística en el bs-T Colombiano, y bases de datos globales para la construcción de una nueva base de datos, con información sobre patrones ecológicos a lo largo de un gradiente latitudinal. Se usaron diferentes métodos estadísticos y tipos de modelos para probar las relaciones ecológicas. Este estudio mostró la distribución fitogeográfica del bs-T, describió la variabilidad florística e identificamos las especies de alto valor ecológico en un lugar determinado. Los resultados fitogeográficos, demostraron que existe una alta variación florística en los diferentes taxones (familia, género y especie), y de su abundancia y riqueza a nivel local y regional. Los patrones fitogeográficos observados en este estudio son fundamentales para identificar los sitios prioritarios para conservación y restauración de un ecosistema que ha sido fuertemente fragmentado. Se encontró relaciones macroecológicas donde la distancia geográfica y déficit hídrico climatológico influyen en las diferencias de la riqueza y composición de especies arbóreas. El diámetro de árbol (DBHmax), es el principal predictor en el incremento del almacenamiento de carbono. Además, contribuimos en el conocimiento de las relaciones funcionales entre diversidad-biomasa en el bs-T, donde el carbono estuvo mejor representado en los sitios con mayor riqueza de especies. Por tanto, la variabilidad del carbono depende de la estructura de la biodiversidad y ésta a su vez está determinada por el estado de conservación en el que se encuentran los bosques secos secundarios. Además, tan solo el 1.05% de las especies controlaron más de la mitad (50.12%) del almacenamiento de carbono en los bosques secos de Colombia. Finalmente buscamos aportar al conocimiento funcional basado en el almacenamiento de carbono en los bosques secos de Colombia, para que sean creadas estrategias de restauración cada vez más adecuadas con las necesidades del ecosistema y que contribuyan en los esfuerzos globales de mitigación del cambio climático. Palabras-clave: Diversidad. Gradientes climáticos. Fitogeográfico, Estructura, Carbono sobre el suelo.

Agricultural management methods affect organic compounds in the soil. The aim of this study was to characterize humic and fulvic acids using infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance (NMR) in aggregates collected from areas under different crop and soil management systems. Soil samples were collected at depths of 0.00–0.10 m in a trial set up in 1989 with four management systems (no-till, no-till with chiseling every three years, disk harrowing and heavy disking) under two production systems (succession and rotation). In the laboratory, the soil was sieved and separated into two fractions: particle size of 2 mm or more, and less than 2 mm. From each of the samples an aliquot was extracted and the humic and fulvic acids purified for FTIR, UV-VIS and NMR-1H analysis. The results obtained showed that the structural characterization of the humic and fulvic acid fractions were linked to organic matter left on the soil surface, especially where the agricultural system involved species diversity. Aggregates ≥2 mm produce higher NMR, UV-VIS and FTIR spectral magnitudes in aromatic and aliphatic structures than those, Agriculture, Soil science, humic substances, agriculture, Crop science.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O solo possui diversos atributos físicos, químicos e biológicos que definem suas características produtivas. Dentre os atributos físicos do solo, a estrutura é amplamente utilizada como um indicador de sua qualidade devido sua influência no movimento de água, ar e raízes no perfil do solo. Diversos métodos são utilizados para o estudo da estrutura do solo, destaca-se os métodos diretos por imagem como a tomografia por raios-X e microscopia eletrônica. No entanto, tais métodos são caros, demorados e exigem treinamento para serem aplicados, além da baixa repetibilidade e não serem aplicados on-farm. O método de Avaliação Visual da Estrutura do Solo denominado VESS tem como vantagens a rapidez na execução on-farm e baixo custo operacional. Contudo ao realizar a metodologia em solos brasileiros de origem basáltica, que apresentam altos teores de argila e plasticidade,o esforço amostral e a dificuldade relacionado a execução da metodologia demanda um melhor conhecimento das condições de umidade favoráveis a aplicação da metodologia, especificamente a faixa de umidade adequada para a avaliação. Este trabalho consistiu em quantificar o escore de qualidade estrutural (Qe) VESS num Latossolo Vermelho distroférrico típico numa ampla faixa de umidade do solo estabelecida. Com isso, Após uma chuva de 60 mm, realizou-se quatro avaliações em área homogênea pela metodologia VESS, a cada 24 horas. As coletas foram realizadas na área experimental da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, em Pato Branco, no estado do Paraná. Foram obtidas 11 umidades distintas, uma para cada dia de coleta. Os resultados indicam que a umidade do solo interfere escore VESS, principalmente nas camadas com qualidade estrutural 4. Concluiu-se que a melhor condição de umidade ocorreu no quinto dia após a saturação do solo, o que equivale a uma faixa de potencial mátrico entre -150 a -250 hPa, correspondente a teores de água entre 0,447 e 0,430 m3m-3. The soil has several physical, chemical and biological attributes that can define itsproduction. The structure of the soil is widely used as an indicator of soil quality, dueto its influence on the movement of water, and on roots in the soil profile. Severalmethods are used to study soil structure, including direct imaging methods such asX-ray tomography and electron microscopy. However, such methods are expensive,time-consuming and require training to be applied, in addition to having lowrepeatability and not being applied on-farm. The Visual Evaluation of Soil Structure,VESS, method has as its advantages speed of execution, on-farm execution and lowoperational cost. However, when carrying out the methodology on Brazilian soils ofbasaltic origin, which have high levels of clay and plasticity, the sampling effort andthe difficulty related to the execution of the methodology demands a betterknowledge of the favourable humidity conditions for the application of themethodology, specifically the appropriate moisture range for the evaluation. Thiswork consisted of quantifying the VESS structural quality (Sq) score in a typicaldystrophic oxisol over a wide range of established soil moisture levels. Thus, after a60 mm rain event, four evaluations were carried out every 24 hours in ahomogeneous area using the VESS methodology. The samples were collected fromthe experimental area of the Federal Technological University of Paraná, in PatoBranco, in the state of Paraná. Eleven different moisture levels were obtained, onefor each collection day. The results indicated that soil moisture interferes with theVESS score, especially in layers with a Sq score of 4. It was concluded that the bestmoisture condition occurred on the fifth day after soil saturation, which is equivalentto a matric potential range of between -150 to -250 hPa, corresponding to watercontents of between 0.447 and 0.430 m3m-3.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O objetivo deste trabalho foi a) avaliar se diferentes espessuras das amostras resultam em mudanças no índice de qualidade estrutural (Sq) do solo pelo método VESS b) testar diferentes ferramentas de extração de amostra para proceder a avaliação da Sq-VESS e c) avaliar diferentes estratégias de exposição dos agregados do solo durante a avaliação do VESS; em Latossolos argilosos basálticos. As avaliações da espessura das amostras foram feitas em áreas sob plantio direto em Guarapuava, Pato Branco e São Jorge do Ivaí. Em cada área foram retiradas dez amostras de 15 x 25 cm (largura e profundidade), com uma pá reta, nas espessuras: 5; 10; 15; 20 e 25 cm. As avaliações das ferramentas de extração foram realizadas em três áreas em Pato Branco, tomando dez amostras para cada uma das ferramentas: pá de corte; pá + marreta + madeira; pá de impacto; pá jardineira; forcado; motosserra e pá acoplada a um trator. Nos mesmos locais da avaliação das ferramentas, foram avaliadas três estratégias de desagregação: manual; golpear a pá com uma marreta; e golpear a pá no chão, totalizando 30 amostras. Foram avaliados o escore Sq e aspectos práticos na extração das amostras. As amostras com espessura de 5 cm apresentaram menor Sq devido a redução dos agregados pelo corte pela pá. Para amostras com espessura de 20 cm verificou-se maior dificuldade de extração. A extração de amostras de 10 cm apresentou maior praticidade quando comparada às de 15 cm (método padrão), pelo menor volume de solo extraído. Não foi possível avaliar o escore Sq nas amostras de espessura de 25 cm pela grande dificuldade de extração da amostra. A integridade das amostras é preservada com o uso de pá de impacto e da motosserra, enquanto que a pá acoplada ao trator produziu grande compactação nas laterais e na porção inferior da amostra. A utilização de pá+marreta+madeira causou desestruturação na porção superior da amostra. As ferramentas pá jardineira e forçado não possibilitaram a extração da amostra. Desagregar o solo realizando batidas na pá com a marreta ou no chão promoveu dispersão do solo e mistura das camadas. Os resultados sugerem que a extração de amostras com espessura de 10 cm também pode ser utilizada para obter o escore Sq. O melhor método para extração da amostra é com a pá de corte, a pá de impacto e a motosserra e; a técnica recomendada para a desagregação é a manual. The objective of this work was a) to evaluate whether different thicknesses of the samples result in changes in the structural quality index (Sq) of the soil by the VESS method b) to test different sample extraction tools to proceed with the evaluation of the Sq-VESS and c) to evaluate different exposure strategies of soil aggregates during VESS assessment; in basaltic clayey Oxisols. The thickness evaluations of the samples were made in areas under no-tillage in Guarapuava, Pato Branco and São Jorge do Ivaí. Ten samples of 15 x 25 cm (width and depth) were taken in each area, with a straight shovel, in thicknesses: 5; 10; 15; 20 and 25 cm. The assessments of the extraction tools were carried out in three areas in Pato Branco, taking ten samples for each of the tools: cutting shovel; shovel + mallet + wood; impact shovel; garden shovel; pitchfork; chainsaw and shovel attached to a tractor. In the same places where the tools were evaluated, three disaggregation strategies were evaluated: manual; striking the shovel with a sledgehammer; and to hit the shovel on the floor, totaling 30 samples. The Sq score and practical aspects of sample extraction were evaluated. Samples with a thickness of 5 cm showed lower Sq due to the reduction of aggregates by cutting through the shovel. For samples with a thickness of 20 cm, there was greater difficulty in extraction. Extracting 10 cm samples was more practical when compared to 15 cm samples (standard method), due to the smaller volume of soil extracted. It was not possible to evaluate the Sq score in 25 cm thick samples due to the great difficulty in extracting the sample. The integrity of the samples is preserved with the use of an impact shovel and chainsaw, while the blade coupled to the tractor produced great compaction on the sides and the lower portion of the sample. The use of shovel + mallet + wood caused disruption in the upper portion of the sample. The garden shovel and pitchfork tools did not allow sample extraction. Disaggregating the soil by tapping the shovel with the mallet or on the ground promoted soil dispersion and mixing of the layers. The results suggest that the extraction of samples with a thickness of 10 cm can also be used to obtain the Sq score. The best method for extracting the sample is with the cutting shovel, the impact shovel and the chainsaw and; the recommended technique for isaggregation is manual.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Solos tropicais lateríticos apresentam propriedades e comportamentos que diferem dos solos sedimentares devido às transformações químico-mineralógicas e estruturais promovidas pela ação intempérica em regiões tropicais. Apesar do crescente interesse em incorporar aspectos microestruturais na previsão do comportamento geotécnico de diversos solos, poucos estudos foram destinados à avaliação do efeito de diferentes técnicas de reconstituição de corpos de prova na estrutura e no comportamento de engenharia de solos lateríticos. Esta pesquisa trata da análise da influência dos aspectos microestruturais produzidos por diferentes técnicas de reconstituição de corpos de prova nas propriedades hidráulicas e mecânicas de um solo tropical laterítico. Os corpos de prova obtidos por compactação estática (SC) e compactação dinâmica (DC) foram reconstituídos com os parâmetros do ponto ótimo da curva de compactação obtida na energia do ensaio de Proctor Normal. Os corpos de prova obtidos por compressão de lama (S) foram reconstituídos com a mesma densidade seca dos corpos de prova SC e DC, porém sob teor de umidade de moldagem correspondente à condição de saturação. Foram avaliadas as propriedades físicas, as características químicas e mineralógicas, os arranjos estruturais dos corpos de prova, as propriedades de mobilidade e retenção de água, de compressibilidade e resistência ao cisalhamento do solo. A caracterização física apontou a formação de agregações no solo e as análises química-mineralógicas apontaram a presença de minerais típicos dos solos profundamente intemperizados, comum em regiões de clima tropical, responsáveis pela formação dessas agregações. O formato bimodal das curvas de retenção de água foi determinado pela estrutura inicial produzida na reconstituição dos corpos de prova, caracterizada pela distribuição dos poros em dois níveis estruturais. As curvas de distribuição do tamanho dos poros e as imagens de microscopia eletrônica de varredura apontaram a similaridade do arranjo das agregações e da distribuição dos poros dos corpos de prova SC e DC. No entanto, a estrutura dos corpos de prova S foi caracterizada pela predominância de macroporos de diâmetros inferiores aos detectados para os demais corpos de prova (SC e DC) e pela menor interconectividade dos poros. A condutividade hidráulica saturada (k) dos corpos de prova S foram inferiores em duas ordens de magnitude em comparação aos valores de k dos corpos de prova SC e DC. A redução do índice de vazios (promovida pela consolidação isotrópica) não foi suficiente para diminuir a diferença entre os valores de k obtidos para os corpos de prova. A microporosidade do solo laterítico analisado não foi afetada por trajetórias de carregamento ou pelas condições de reconstituição (método de reconstituição, esforço de reconstituição ou teor de umidade de moldagem). As trajetórias de carregamento seguidas durante a compressão edométrica e compressão triaxial foram responsáveis por eliminar as características do arranjo estrutural bimodal, produto do processo de reconstituição dos corpos de prova, fazendo com que a resposta mecânica do material seja a mesma e independente das técnicas de reconstituição. Palavras-chave: Solo tropical laterítico. Reconstituição de corpos de prova. Estrutura do solo. Curva característica de retenção. Condutividade hidráulica saturada. Compressibilidade. Resistência ao cisalhamento. Lateritic tropical soils have properties and behavior that are different from sedimentary soils due to chemical-mineralogical and structural transformation caused by weathering in tropical regions. Despite the growing interest in incorporating microstructural aspects to predict the geotechnical behavior of various soils, very few studies aimed to evaluate the effect of different specimen preparation methods on the structure and engineering behaviour of lateritic soils. This study evaluated the influence of the microstructural aspects generated by different specimen preparation methods on the hydraulic and mechanical properties of a lateritic tropical soil. The specimens obtained by static compaction (SC) and dynamic compaction (DC) were reconstituted with maximum dry density and optimum moisture content of the Standard Proctor curve. The specimens obtained by oedometric compression (S) were reconstituted with the same dry density as the SC and DC specimens, though under moulding moisture content corresponding to saturation. Physical properties, chemical and mineralogical characteristics, specimen structural arrangements, water mobility and water retention properties, compressibility and shear strength were evaluated. The physical characterization indicated the soil aggregation and the chemical-mineralogical analysis detected typical minerals of deeply weathered soils, common in tropical regions. These minerals are related to the formation process of soil aggregation. The bimodal shape of the water retention curves was determined by the initial structure generated during the specimen reconstitution, characterized by pore distribution in two structural levels. The pore size distribution functions and scanning electron microscopy images pointed to the similarity of aggregation arrangements and pore distribution of the SC and DC specimens. However, the structure of the S specimens was characterized by the predominance of macropores with diameters smaller than those detected for the other specimens (SC e DC), in addition to the reduced pore interconnectivity. The saturated hydraulic conductivity (k) of the S specimens was two orders of magnitude lower than the k values of the SC and DC specimens. The decrease in void ratio (due to isotropic consolidation) was not enough to reduce the difference in the k values of the specimens. Soil microporosity was not affected by loading paths or reconstitution conditions (specimen preparation method, reconstitution effort or moulding moisture content). The load paths, followed during oedometric consolidation and triaxial compression, erased the initial bimodal structural arrangement product of the specimen reconstitution. It caused the mechanical response of the material to be the same and independent of the reconstitution techniques. Keywords: Lateritic tropical soil. Specimen preparation. Soil structure. Soil water retention curve. Saturated hydraulic conductivity. Compressibility. Shear strength.

Submitted by Edson José de Castro Júnior (edsonjragr@gmail.com) on 2020-03-19T22:15:18Z No. of bitstreams: 1 Tese Edson Definitivo com ata.pdf: 3438091 bytes, checksum: 6fce01412ad44cdb14dd5d2ac3a8daf9 (MD5) Rejected by Laudicélia Martins Arantes (lm.arantes@unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 1 - Ficha catalográfica: escreva o título em letra minúscula. Somente a primeira letra do título deve ser em caixa alta, exceto nomes próprios e siglas. Exemplo: Título: Análise do nível de qualidade de vida no trabalho. Caso o título seja muito extenso e a ficha desconfigurar quando for gerada, diminua o tamanho da fonte no sistema 2 - O seu certificado de aprovação diz que vc foi aprovado num curso de MESTRADO. Na sua ficha catalográfica você colou TESE (DOUTORADO). Favor corrigir. Agradecemos a compreensão. on 2020-03-20T18:42:42Z (GMT) Submitted by Edson José de Castro Júnior (edsonjragr@gmail.com) on 2020-03-21T09:08:58Z No. of bitstreams: 1 Tese Edson Definitivo com ata 3.pdf: 3438067 bytes, checksum: 5998d828e2d61910faa8198d551ae929 (MD5) Approved for entry into archive by Laudicélia Martins Arantes (lm.arantes@unesp.br) on 2020-03-23T13:36:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 castrojunior_ej_me_jabo.pdf: 3438067 bytes, checksum: 5998d828e2d61910faa8198d551ae929 (MD5) Made available in DSpace on 2020-03-23T13:36:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 castrojunior_ej_me_jabo.pdf: 3438067 bytes, checksum: 5998d828e2d61910faa8198d551ae929 (MD5) Previous issue date: 2020-02-10 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A colheita mecanizada da cana-de-açúcar possibilita a deposição da palhada na superfície do solo, trazendo inúmeros benefícios para a conservação do mesmo e ao sistema de produção da cultura. No entanto, o aumento no número de operações mecanizadas e o intenso tráfego de máquinas podem contribuir para a degradação, principalmente da estrutura do solo. Comparar o ambiente natural em relação á área de produção de cana-de-açúcar possibilita demonstrar o efeito benéfico da palha para a estrutura do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos físicos do solo em duas áreas com solos de granulometria semelhantes, sendo uma delas utilizada para o cultivo de cana-de-açúcar e a outra, uma área de mata nativa preservada. As camadas avaliadas foram de 0,00-0,05 m, 0,05-0,10 m e 0,10-0,25 m considerando os atributos físicos do solo: classes de agregados do solo, diâmetro médio ponderado dos agregados, classe de agregados, o índice de estabilidade de agregados, carbono orgânico particulado e carbono orgânico associado aos minerais. Os valores obtidos foram submetidos a estatística descritiva, análise de fatores e variância fatorial. Os resultados demonstraram que a formação de agregado foi estatisticamente semelhante nas duas áreas, diferindo somente nas camadas avaliadas. Quanto a estabilidade de agregados, a mata nativa se mostrou superior à área com produção de cana-de-açúcar. No entanto, a camada da área da cana-deaçúcar que mais se aproxima da estabilidade de agregados da mata foi a camada superficial de 0,00-0,05 m, indicando que a manutenção da palhada no campo pode ser uma estratégia de manutenção do carbono no solo. The mechanized harvesting of sugarcane allows the residue to be left on the soil surface, to benefiting soil conservation. However, the increased mechanization can contribute to soil structure. Comparing a natural environment to a sugarcane production area helps to demonstrate the beneficial effect of the residue on soil structure. The goal of this study was to evaluate the physical attributes of the soil with similar granulometry in two areas: sugarcane crop and a preserved area of a native forest. We evaluated soil layers at 0.00-0.05 m, 0.05-0.10 m and 0.10-0.25 m for the soil physical attributes: soil aggregate classes, aggregate diameter, aggregate stability index, particulate organic carbon, and organic carbon associated with minerals. The values obtained were submitted to a descriptive statistics, a factor analysis and a factorial variance. The results showed that the aggregate formation was similar in the two areas, only differing between the evaluated layers, decreasing the aggregate formation along the evaluated soil profile. The stability of aggregates in the native forest was superior to the sugarcane production area. However, the surface soil of sugarcane was the most closely to the situation of native forest soil stability, indicating that sugarcane residue could be a strategy of soil carbon maintenance. 001

Crambe is a new crop that produces oil used for biodiesel production. Soil compaction in a no-tillage (NT) system is one of the main challenges for sustainable grain production in soil clay. The objective of this study was to evaluate the effect of compaction degree on crambe grain yield over two years. The levels of artificial compaction were generated using a roller compactor (0, 1, 3, and 5 passes) under a NT system. The experimental design was a strip block, and soil density and crambe grain yield were evaluated. The passes of the roller increased the density from 0.98 to 1.24 Mg m−3 in the 0–0.1 m layer, and 1.03 to 1.15 Mg m−3 in the 0.1–0.2 m layer. As a result, the compaction degree increased from 53% to 66% in the 0–0.1 m layer and 54% to 61% in the 0.1–0.2 m layer. Five passes of the roller compactor reduced the crambe grain yield by 41% and 9% in the first and second years, respectively, compared to the NT system without additional compaction. The crambe grain yield was reduced when the compaction degree reached 53%; therefore, crambe is not suitable for compacted soils. Crambe es un nuevo cultivo que produce aceite usado para la producción de biodiesel. La compactación del suelo en sistema de labranza cero (PD) es uno de los principales desafíos para la producción sostenible de granos en suelos arcillosos. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del grado de compactación sobre el rendimiento de granos de crambe durante dos años. Los niveles de compactación artificial se generaron utilizando un compactador de rodillos (0, 1, 3 y 5 pasadas) en un sistema de labranza cero. El diseño experimental fue en franjas y se evaluó la densidad del suelo y el rendimiento de grano crambe. Los pases de rodillos aumentaron la densidad de 0,98 a 1,24 Mg m−3 en la capa de 0–0,1 m, y de 1,03 a 1,15 Mg m−3 en la capa de 0,1–0,2 m. Como resultado, el grado de compactación aumentó del 53 % al 66 % en la capa de 0 a 0,1 my del 54 % al 61 % en la capa de 0,1 a 0,2 m. Cinco pasadas de rodillos redujeron el rendimiento de grano crambe en un 41 % y un 9 % en el primer y segundo año, respectivamente, en comparación con el sistema de labranza cero sin compactación adicional. El rendimiento de grano de Crambe se redujo cuando el grado de compactación alcanzó el 53%; por lo tanto, crambe no es adecuado para suelos compactados. O crambe é uma nova cultura que produz óleo usado para produção de biodiesel. A compactação do solo em sistema plantio direto (PD) é um dos principais desafios para a produção sustentável de grãos em solos argilosos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do grau de compactação na produtividade de grãos de crambe ao longo de dois anos. Os níveis de compactação artificial foram gerados usando um compactador de rolos (0, 1, 3 e 5 passes) em sistema de plantio direto. O delineamento experimental foi em faixas e foram avaliados a densidade do solo e a produtividade de grãos de crambe. Os passes do rolo aumentaram a densidade de 0,98 para 1,24 Mg m−3 na camada de 0–0,1 m, e 1,03 para 1,15 Mg m−3 na camada de 0,1–0,2 m. Como resultado, o grau de compactação aumentou de 53% para 66% na camada de 0–0,1 m e de 54% para 61% na camada de 0,1–0,2 m. Cinco passadas do rolo compactador reduziram a produtividade de grãos de crambe em 41% e 9% no primeiro e segundo anos, respectivamente, em relação ao sistema plantio direto sem compactação adicional. O rendimento de grãos de crambe foi reduzido quando o grau de compactação atingiu 53%; portanto, o crambe não é adequado para solos compactados.

Resumo Algumas áreas de Terra Preta Arqueológica na Amazônia vêm sendo utilizadas com pastagem o que tem gerado grande preocupação quanto às alterações dos atributos físicos e o estado de agregação do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade espacial e as possíveis modificações dos atributos físicos e agregados do solo em terra preta arqueológica sob pastagem. Uma grade de 80 x 56m foi usada e a amostragem realizada em 88 pontos em disposição de 8 x 8m. Nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20m foram avaliados: a densidade do solo (Ds), carbono orgânico total (COT), estoque de carbono (Est C), diâmetro médio ponderado (DMP), macroporosidade (Macro), microporosidade (Micro) e volume total de poros (VTP). Pelo exame de semivariogramas constatou-se a ocorrência de dependência espacial. Mesmo a área de estudo sendo em pastagem observou-se que os valores de Ds, Macro e VTP, estiveram acima ou abaixo dos valores de referências que podem causar restrição ao crescimento radicular de plantas e à infiltração de água no solo. O DMP e Ds foram dependentes do COT, pois os valores de ambos aumentam ou diminuem de acordo com a camada. Com o aumento da camada do solo, houve o acréscimo do estoque de carbono. Abstract Some areas of archaeological dark dirt in the Amazon have been used with pasture that has generated great concern regarding changes in soil physical attributes and its aggregation state. The objective of this study was to evaluate the spatial variability and possible modifications of soil physical and aggregate attributes in archaeological black dirt under pasture. A grid of 80 x 56m with 88 sampling points distributed in 8 x 8m were marked. Soil layers at 0-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20m were analyzed for: soil density (SD), total organic carbon (TOC), carbon stock (C stock), meanweight diameter (MWD), macroporosity (Macro), microporosity (Micro), and total porosity (TP). From semivariograms tests it was verified the occurrence of spatial dependence. Even with major pasture cover in the study area it was observed that the values of Ds, Macro, and VTP were above or below the reference values, which may cause restriction for root growth of plants and water infiltration in the soil. The DMP and Ds were COT-dependent because values of both increase or decrease depending on the soil layer. When higher the soil layer there was an increase in carbon stock.

One big challenge for soil science is to translate existing data into data that is needed. Pedotransfer functions have been proposed for this purpose and they can be point or parametric when estimating the water retention characteristics. Many indicators of soil physical quality have been proposed, including the S-Index proposed by Dexter. The objective of this study was to assess the use of pedotransfer functions for soil water retention to estimate the S-index under field conditions in the diversity of soils of the Paraná state. Soil samples were collected from 36 sites with textures ranging from sandy to heavy clay in the layers of 0-0.10 and 0.10-0.20 m and under two conditions (native forest and cultivated soil). Water content at six matric potentials, bulk density and contents of clay, sand and silt were determined. Soil-water retention curve was fitted by the van Genuchten-Mualem model and the S-index was calculated. S-index was estimated from water retention curves obtained by the pedotransfer function of Tomasella (point and parametric). Although the coefficient of determination varied from 0.759 to 0.895, modeling efficiency was negative and the regression coefficient between observed and predicted data was different from 1 in all comparisons. Under field conditions in the soil diversity of the Paraná state, restrictions were found in S-index estimation using the evaluated pedotransfer functions. RESUMO Um grande desafio na ciência do solo é traduzir os dados existentes em dados que se necessita. Para tanto, foram propostas as funções de pedotransferência, que podem ser pontuais ou paramétricas quando estimam as características de retenção de água. Vários indicadores foram propostos para a qualidade física de solo; entre eles, o índice S proposto por Dexter. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de funções de pedotransferência para retenção de água no solo para estimar o índice S em condições de campo na diversidade de solos do Paraná. Amostras de solos foram coletadas de 36 locais com as texturas variando de arenosa a muito argilosa, nas camadas de 0 a 0,10 e 0,10 a 0,20 m e em duas condições (mata nativa e solo explorado). Determinaram-se o conteúdo d’água em seis potenciais mátricos, densidade do solo, teores de argila, de areia e de silte. A curva de retenção de água foi ajustada pelo modelo van Genuchten-Mualem e o índice S calculado. O índice S foi estimado das curvas de retenção de água obtidas pela função de pedotransferência de Tomasella (pontual e paramétrica). Embora o coeficiente de determinação tenha variado entre 0,759 a 0,895, o índice de eficiência da modelagem foi negativo e o coeficiente de regressão entre observado e predito foi diferente de 1 em todas as comparações. Nas condições de campo e diversidade de solos do Paraná, foram encontradas restrições na estimativa do índice S usando as funções de pedotransferência avaliadas.

O sistema de plantio direto vem se tornando cada vez mais praticado em áreas agrícolas. Portanto, torna-se importante estudar o comportamento do solo que vinha sendo preparado por longo tempo com diferentes níveis de mobilização, com foco na organização estrutural do solo após adoção do plantio direto. Para avaliar a estrutura do solo, esse trabalho foi dividido em dois estudos, os quais foram conduzidos na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, nos anos de 2017/18 e 2018/19, com amostras de solo com estrutura preservada, além de parâmetros de raiz e produtividade das culturas. O experimento consistiu em um delineamento de blocos ao acaso com parcela subdividida, com plantio direto de longo prazo continuamente, além de plantio direto de curto prazo com históricos de preparo reduzido e convencional (manejos do solo). As culturas estudadas foram soja, milho e braquiária. Com o intuito de facilitar a abordagem dos resultados, estes foram divididos em dois estudos. Os físico- mecânicos e físico-hídricos dentro do estudo I, e as avaliações tomográficas e de transporte de gases no estudo II. No primeiro estudo, abordou-se parâmetros físico-mecânicos como densidade do solo, resistência mecânica à penetração, além de características do sistema radicular das culturas e seus componentes de rendimento. A cultura da braquiária reduziu a densidade do solo após dois anos de estabelecimento na área. O tratamento com histórico de preparo reduzido apresentou menores valores de resistência mecânica à penetração. As culturas do milho e braquiária apresentaram maiores valores de parâmetros de raízes em relação à soja, porém não diferiram entre sistemas de manejo. A cultura do milho apresentou maior produtividade no plantio direto contínuo nos dois anos avaliados. Os parâmetros físico-hídricos da estrutura do solo, como fluxos de ar e água, além de propriedades de retenção de água mostraram-se sensíveis em detectar diferenças nas culturas, com a permeabilidade ao ar sendo mais evidente na cultura do milho. Os sistemas de manejo não influenciaram a água disponível para as plantas. No segundo estudo, abordou-se o uso da tomografia computadorizada de raio-X e os transportes de gases no solo. De modo geral, não houve efeito das culturas sobre os parâmetros analisados. Os sistemas de manejo influenciaram alguns parâmetros fornecidos pelas imagens tomográficas. Foi possível verificar uma boa correlação entre indicadores de continuidade/conectividade de poros e a permeabilidade ao ar. No-tillage system is getting more and more performed in agricultural areas. Therefore, it becomes is important to study the soil behavior that had been tillage for long time with different disturbance levels, with focus on soil structure organization after converting to no-tillage. To assess soil structure, this work was divided into two studies, which were conducted at Experimental Station of UFRGS, in 2017/18 and 2018/19, with undisturbed soil samples, besides root parameters and yield crops. The experiment consisted in a randomized block design in a split plot, with long-term no-tillage continuously, besides short-term in no-tillage with historic of reduced and conventional tillage (soil management). The crops evaluated were soybean, maize, and brachiaria. In order to improve the results approach, they were divided into two studies. The physical- mechanical and physical-hydric in study I, and tomographic evaluations and gas transport in study II. In the first study, physical-mechanical parameters were addressed such as soil bulk density, soil penetration resistance, in addition to the plant root system features and their yield components. Brachiaria reduced soil bulk density after two years of establishment in the area. The treatment with a reduced tillage historic showed lower values of penetration resistance. The maize and brachiaria crops showed higher values of root parameters in relation to soybeans but did not differ between management systems. The maize showed higher yield in the long-term no-tillage in the two years evaluated. The physical-hydric parameters of soil structure, such as air and water flows, in addition to water retention properties showed to be sensitive in detecting differences between crops, with air permeability being more evident for maize. The management systems did not influence the plant available water. In the second study, the use of X-ray computed tomography and gas transport parameters in the soil were addressed. In general, there was no effect of crops on the analyzed parameters. The management systems influenced some parameters provided by tomographic images. It was possible to verify a good correlation between pore continuity/connectivity indicators and air permeability.

This study aims to develop a bibliographic review of researches that address the changes in soil structure and grain yield in areas compacted by the action of machine traffic in no-tillage system. Based on the studies analyzed, it is considered that the soil is composed of mineral, organic fractions and void space. The arrangement of components influences the air and water conduction and storage capacity of the system. Management practices change the soil structure, either by compaction action imposed by traffic or by the tillage action resulting from sowing mechanisms and, under intensive soil management, by plowing/chiseling. When plant root system growth is restricted by the presence of compacted layers, its development is impaired. The structure of soil pores can be formed by the action of the root system of successor plants, soil fauna and / or mechanized implements. Under conditions of conservation use systems, crop rotation enables the formation of continuous pores, important for hydraulic conductivity and gas exchange with the atmosphere. Finally, crop rotation provides soil surface protection and enables better soil structural conditions O presente estudo tem como objetivo desenvolver uma revisão bibliográfica de pesquisas que abordam as modificações na estrutura do solo e produção de grãos em áreas compactadas pela ação do tráfego de máquinas em Sistema de Plantio Direto na palha. Com base nos estudos analisados, considera-se que o solo é composto por frações minerais, orgânicas e pelo espaço de vazios. A organização dos componentes influencia na capacidade de condução e armazenamento de ar e água no sistema. As práticas de manejo alteram a estrutura do solo, seja pela ação de compactação imposta pelo tráfego ou pela ação de revolvimento resultante dos mecanismos sulcadores das semeadoras e, em condição de manejo intensivo do solo, pela aração/escarificação. Quando o crescimento do sistema radicular das plantas encontra restrição pela presença de camadas compactadas, seu desenvolvimento é prejudicado. A estrutura de poros do solo pode ser formada pela ação do sistema radicular das plantas sucessoras, fauna do solo e/ou de implementos mecanizados. Em condições de sistemas de uso conservacionistas, a rotação de culturas possibilita a formação de poros contínuos, importantes para a condutividade hidráulica e troca de gases com a atmosfera. Por fim, a rotação de culturas proporciona proteção da superfície do solo e possibilita melhores condições estruturais ao solo.

Inadequate soil management modifies its attributes, culminating in the loss of its product quality. Given the above, the objective of this study was to evaluate the attributes of a cambisol in Agroecosystems, in the Land of Hope Settlement project, in the municipality of Governador Dix-Sept Rosado, in Rio Grande do Norte, through the statistical technique Multivariate. Soil samples were collected with the deformed and undisturbed structure to perform physical and chemical analyses, and the collections were made in the layers of 0-5 and 5-10 cm, in three replications. The physical attributes evaluated were: granulometry, particle density and soil density, soil resistance to penetration carried out in a field with a penetrometer, and total soil porosity. The chemical attributes were: electrical conductivity, hydrogenionic potential in water, total organic carbon and macronutrients: calcium, magnesium, phosphorus, potassium and sodium, and subsequently the ability to exchange cations, a sum of bases and Base saturation, and the percentage of exchangeable sodium. The areas of native forest and agroecological area showed similarity among themselves, and the structural attributes soil resistance to penetration and bulk density and the chemical total organic carbon, sodium, potassium, percentage of exchangeable sodium and Electricalconductivity were the most sensitive in the distinction of the environments, in relation to the conventional planting area of intercropped crops, indicating that the soil use systems alter their attributes and that agroecological practices provide improvements and/or maintenance of these. O manejo inadequado do solo modifica seus atributos, culminando na perda de sua qualidade produtiva. Diante do exposto, o objetivo com o presente trabalho foi avaliar os atributos de um Cambissolo em agroecossistemas, no Projeto de Assentamento Terra de Esperança, município de Governador Dix-Sept Rosado, no Rio Grande do Norte, por meio da técnica de estatística multivariada. Realizou-se a coleta de amostras de solo com estrutura deformada e indeformada, para realização de análises físicas e químicas, sendo as coletas feitas nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, em três repetições. Os atributos físicos avaliados foram: granulometria, densidade de partículas e densidade do solo, resistência do solo à penetração realizada a campo com penetrômetro, e porosidade total do solo. Os atributos químicos foram: condutividade elétrica, potencial hidrogeniônico em água, carbono orgânico total e macronutrientes: cálcio, magnésio, fósforo, potássio e o sódio, sendo posteriormente calculada a capacidade de troca de cátions, soma de bases e saturação por bases, e a percentagem de sódio trocável. As áreas de mata nativa e área agroecológica apresentaram similaridade entre si, sendo que os atributos estruturais resistência do solo à penetração e densidade do solo e os químicos carbono orgânico total, sódio, potássio, percentagem de sódio trocável e condutividade elétrica foram os mais sensíveis na distinção dos ambientes, em relação á área de plantio convencional de cultivos consorciados, indicando que os sistemas de usos do solo alteram seus atributos e que práticas agroecológicas propiciam melhorias e/ou manutenção destes.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:28Z No. of bitstreams: 1 Guilherme Faria Souza Mussi de Andrade.pdf: 5290448 bytes, checksum: 10d7181b36478eb8b33a05a095e55ab8 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Faria Souza Mussi de Andrade.pdf: 5290448 bytes, checksum: 10d7181b36478eb8b33a05a095e55ab8 (MD5) Previous issue date: 2019-05-31 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The technique of soft soil improvement called Geoenrijecimento (CPR Grouting) has been used in many places where thick layers of compressible soil are found. The technique consists in the pumping of higher viscosity grout under high pressures, combined with drains previously installed. The improvement induces the soil to lose water and volume, which results in an increase in strength and stiffness of the whole (soft soil and grout bulbs). In order to better understand the behavior of the technique, a modified triaxial equipment which allows cavity expansions to be performed through an injection needle positioned inside the specimen is presented. A latex membrane that is expanded with varying volumes, which simulates the formation of the compression bulbs that occur in the field, is placed at the tip of this needle. The tests performed in this research were called Internal Membrane Expansion tests, and aimed to simulate the behavior of the technique under laboratory conditions. The results allowed investigating and quantifying some parameters used in the calculation methodology of Geoenrijecimento, such as the consolidation potencial (λc), and evaluating the generation of the poropressions, the expansion pressures and the deformation after improvement. It was observed that λc is extremely dependent on the ratio of substitution (Rs) and also on the characteristics of the soil tested. The tests satisfactorily reproduced the behavior of the technique thus becoming a new device for geotechnical engineers, mainly for those who are concerned with the improvement of soft soils. A técnica de melhoramentos de solos moles denominada Geoenrijecimento (CPR Grouting) vem sendo utilizada em muitos locais onde se encontram espessas camadas de solos compressíveis. A técnica consiste no bombeamento de uma argamassa de alta viscosidade sob elevadas pressões, associados com geodrenos previamente instalados. O melhoramento induz o solo a perder água e volume resultando em um aumento da resistência e da rigidez do conjunto (solo mole e bulbos de argamassa). Com o intuito de se conhecer melhor o comportamento da técnica, é apresentado um equipamento triaxial modificado que permite que sejam realizadas expansões de cavidade através de uma agulha de injeção posicionada no interior do corpo de prova. Na extremidade desta agulha, é colocada uma membrana de látex que é expandida com volumes variados, simulando a formação dos bulbos de compressão que ocorrem em campo. Os ensaios realizados nesta pesquisa foram chamados de ensaios de Expansão de Membrana Interna e buscaram simular o comportamento da técnica em condições laboratoriais. Os resultados permitiram investigar e quantificar alguns parâmetros utilizados na metodologia de cálculo do Geoenrijecimento, como, por exemplo, o potencial de adensamento (λc), além de avaliar a geração das poropressões, as pressões de expansão e as deformações pós melhoramento. Notou-se que λc é extremamente dependente da razão de substituição (Rs) e também das características do solo ensaiado. Os ensaios reproduziram satisfatoriamente o comportamento da técnica tornando-se, assim, um novo dispositivo para engenheiros geotécnicos, principalmente para aqueles que estão envolvidos no melhoramento de solos moles.

CAPES CNPq A estrutura do solo pode ser definida como o arranjo de partículas do solo e seu espaço poroso; ela é importante para a manutenção da porosidade, da aeração, do crescimento das plantas e microrganismos. A utilização da microtomografia computadorizada (μTC) de raios X promove um avanço no estudo da microestrutura do solo. O estudo teve como objetivo analisar a microestrutura de um solo arenoso com lamelas e um solo argiloso em uma pedosequência. As amostras foram obtidas no Sítio Várzea do Barro, Município de São João-PE em quatro perfis (P1, P2, P3 e P4), quatro profundidades: S (0-7,5cm), A (10-17,5cm), B (21-28,5cm) e C (30-37,5cm). Para avaliar a microestrutura foi aplicada a metodologia de segmentação de imagens, utilizando o programa ImageJ. A maior porosidade obtida para todos os perfis foi na superfície. É perceptível também que, à medida que a proporção de poros médio aumenta, mais próximo se está da parte baixa da pedosequência (P4). Quanto à forma, todos os perfis apresentaram uma maior porcentagem de poros complexos. Quando comparados aos semivariogramas dos solos com e sem lamela quando úmidos e secos, é notada uma maior anisotropia para os solos úmidos e mais estruturado com a presença das lamelas. The soil structure can be defined as the arrangement of soil particles and their porous space; it is important for the maintenance of porosity, aeration, growth of plants and microorganisms. The use of X-ray computerized microtomography (μCT) promotes an advance in the study of soil microstructure. This study had the aims to study the microstructure of an entisols with lamellaes and an ultisol in a pedosequence’s soil. The samples were obtained at the Várzea do Barro Farm, in São João-PE, in four sites (P1, P2, P3, P4) and in for depths: S(0-7.5cm), A(10-17.5cm), B(21-28.5cm) e C(30-37.5cm). To evaluate the microstructure, the image segmentation methodology was applied using the ImageJ program. The highest porosity obtained for all profiles was on the surface. It is also noticeable that as the mean pore ratio increases, the closer it is to the lower pedosquence (P4). Regarding the shape, all profiles had a higher percentage of complex pores. When comparing the semivariograms of the soils when wet and dry, a greater anisotropy is noticed for the wet soils and a better structure when with lamellaes.

Crop production guidelines in Brazil currently focus on soil fertility or chemical indicators (i.e., soil pH and nutrient availability) but often neglect physical and biological aspects of soil health. No-tillage (NT) practices have been widely adopted in Brazil primarily to mitigate erosion, but chemical-based guidelines associated with those practices may be contributing to nutrient stratification and a concentration of crop roots within the top few centimeters of the soil profile. Our objective was to quantify relationships between soil physical and chemical attributes and root growth in soils with a long-term NT history (>10-yr). Crop root development and several soil health indicators were measured within the 0 to 7-, 7- to 17- and 20- to 30-cm depth increments of two long-term NT studies on Rhodic Hapludox soils in Brazil. Data from both experiments showed strong organic carbon (OC) stratification, significant differences in soil physical and chemical attributes, and root systems that were concentrated within the surface layer. Soil compaction below 7-cm appeared to be the dominant factor limiting root growth. Soil-test phosphorus (P) and OC were also correlated to root growth. Based on these analyses and other on-farm observations, we concluded that it is important to recognize that despite its benefits, NT practices can result in plant root stratification. Therefore, it is important to not only monitor soil fertility/chemical conditions, but also soil structure and biological indicators of soil health when developing NT guidelines for Brazil.

In the search for new techniques aimed at complementing and adding new data on Ferralsols, high resolution computer microtomography (microCT) appears as a non-destructive and fast analytical technique. MicroCT has been outstanding in the international scenarios and it is more and more present in soil analyses. Analyzing a soil sample by microCT allows obtaining knowledge, in microscale, on shape, size, distribution, volume, area and pore connectivity and having a 3D visualization of the soil sample and its structure. The objective of this work is to use microCT to compare the porosity distribution and pore connectivity density between a soil without vegetation cover and a soil with grass cover, both Ferralsols. Four undisturbed samples of each soil were collected. The results show that the MicroCT technique is an efficient and non-destructive tool for the analysis and characterization of the pore structure of soils protected from and degraded by erosion, underlining clear differences between them, as expected. Na busca por novas técnicas que visem complementar e agregar novos dados sobre Latossolos, a microtomografia computadorizada de alta resolução (microCT) aparece como uma técnica analítica não destrutiva e rápida. A MicroCT tem se destacado nos cenários internacionais e está cada vez mais presente nas análises de solo. A análise de uma amostra de solo por microCT permite obter conhecimento, em microescala, da forma, tamanho, distribuição, volume, área e conectividade dos poros e ter uma visualização 3D da amostra de solo e sua estrutura. O objetivo deste trabalho é utilizar microCT para comparar a distribuição da porosidade e a densidade de conectividade do poro entre um solo sem cobertura vegetal e um solo com cobertura de grama, ambos Latossolos. Quatro amostras não perturbadas de cada área foram coletadas. Os resultados mostram que a técnica MicroCT é uma ferramenta eficiente e não destrutiva para a análise e caracterização da estrutura porosa dos solos protegidos e degradados pela erosão, evidenciando claras diferenças entre eles, conforme esperado. En la búsqueda de nuevas técnicas destinadas a complementar y agregar nuevos datos sobre Ferralsoles, la microtomografía computarizada de alta resolución (microCT) aparece como una técnica analítica no destructiva y rápida. MicroCT ha sido sobresaliente en los escenarios internacionales y está cada vez más presente en los análisis de suelos. El análisis de una muestra de suelo mediante microCT permite obtener conocimiento, a microescala, de la forma, el tamaño, la distribución, el volumen, el área y la conectividad de poros y tener una visualización 3D de la muestra de suelo y su estructura. El objetivo de este trabajo es utilizar microCT para comparar la distribución de porosidad y la densidad de conectividad de poros entre un suelo sin cubierta vegetal y un suelo con cubierta de pasto, ambos Ferralsoles. Se recogieron cuatro muestras inalteradas de cada suelo. Los resultados muestran que la técnica MicroCT es una herramienta eficiente y no destructiva para el análisis y la caracterización de la estructura de poro de los suelos protegidos y degradados por la erosión, subrayando diferencias claras entre ellos, como se esperaba. Made available in DSpace on 2019-11-25T18:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Influenceofsoilcoveronporedistributionandconnectivitydensityinaferralssolevaluatedby3Dcomputerizedmicrotomography2019.pdf: 4385041 bytes, checksum: 297fe851a71394e2e1049bc3a359cdfc (MD5) Previous issue date: 2019 Título em português: Influência da cobertura do solo na distribuição de poros e densidade de conectividade em um Latossolo avaliado através da microtomografia computadorizada 3D. Título em espanhol: Influencia de la cobertura del suelo en la distribución de poros y densidad de conectividad en um latosol evaluado a través de la microtomografía computarizada 3D.

Soil management practices and uses, in the integrated crop-livestock-forestry (ICLF) production system, influence the soil properties in different ways. This study aimed to assess the organic matter content and physical properties of a Red Latosol (Oxisol), in the forestry and crop components of an ICLF system. A split-plot randomized block design was used, with six blocks containing two main plots (forestry and crop) and eight split plots (sampled soil layers), totaling 16 treatments and 96 samples. The following variables were analyzed: organic matter, soil density, relative density, pore size distribution, Atterberg limits and aggregate stability. The presence of the forestry component improves the mean weight and geometric mean diameters, as well as the aggregates stability index of the Red Latosol, at five years after the implementation of the system. The aggregates stability in water and the Atterberg limits are the soil physical properties that better express the changes in the soil, with the inclusion of the forestry component. Including this component in the production system, throughout the years (> 5 years), improves the soil properties. RESUMO Os usos e manejos do solo, no sistema de integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), influenciam nas propriedades do solo de formas distintas. Objetivou-se avaliar o teor de matéria orgânica e as propriedades físicas de um Latossolo Vermelho, em sistema ILPF, nos componentes floresta e lavoura. O delineamento foi em blocos casualizados, em parcelas subdivididas, utilizando-se seis blocos com duas parcelas principais (floresta e lavoura) e oito parcelas subdivididas (camadas de solo amostrado), totalizando 16 tratamentos e 96 amostras. As variáveis analisadas foram: matéria orgânica, densidade do solo, densidade relativa, distribuição do diâmetro dos poros, limites de consistência do solo e estabilidade dos agregados. A presença do componente floresta melhora o diâmetro médio geométrico e ponderado, bem como o índice de estabilidade dos agregados do Latossolo Vermelho, após cinco anos de implantação do sistema. A estabilidade dos agregados em água e os limites de consistência são as propriedades físicas do solo que expressam melhor as alterações do solo, com a inclusão do componente floresta. A inclusão deste componente no sistema de produção, ao longo dos anos (> 5 anos), melhora as propriedades do solo.

Soil aggregation stands out as one of the variable for assessing the state of soil physical quality. This is a very sensitive property to the land use and management practices, due to inadequate management, resulting in aggregate ruptures and soil structure decrease. The objective of this research was to evaluate the aggregation in a Oxisol under no - tillage system submitted to nitrogen and potassium fertilization. An experiment was carried outimplanted at five years (in the year of 2013, being renewed annually), cultivated corn in no-tillage system with application of the combination of different doses of nitrogen and potassium. The experiment was installed following a randomized block design with 11 treatments and 5 replicates. The treatments were arranged according to the Plan Puebla III matrix, resulting from the combination of five doses of Nitrogen (N) in the form of Urea (5, 30, 50, 70 and 95 kg ha-1) and five doses of potassium (K), as KCl (4; 24; 40; 56 and 76 kg ha-1), plus the control (without fertilization). The samples were collected after maize harvest (approximately 120 days after planting). Soil samples were collected in layers 0.0-0.10 and 0.10-0.20m deep, with soil samples being deformed and undeformed for physical and chemical determinations. The granulometric analysis of soil samples was performed by the distribution of primary particle diameter, according to the Densimeter (Bouyoucos Hydrometer) method. The separation and size classification of the weighted average diameter of dry and wet aggregates were determined by sieving. The best values of dry macroaggregates for the different treatments ranged from 90,1 to 90,8% and the worst value being 85% in the line, for interlining the best value was 92,5% and the worst 86,6%, this in the layer of 0-0.10 m, whereas in the layer 0.10-0.20 m to row were observed the best values between 91,6 to 92,1% and worse value 86,1%, in the interline values ranging from 88,1 to 92,6%, but there was no significant difference. The no-tillage system and a combination of nitrogen and potassium fertilization do not present changes in the stability of the aggregates. After five years of successive cultivation, a Latosol structure related to the Distribution of pore sizes and a soil density, remains unchanged. Field capacity and the constant point of view are not at stake between nitrogen and potassium fertilizer combinations, but with a significant effect on the water available in the soil. A agregação do solo destaca-se como uma das variáveis de avaliação do estado da qualidade física do solo. Esta é uma propriedade muito sensível às práticas de uso e manejo do solo, devido ao manejo inadequado resultar em rupturas dos agregados e diminuição da estrutura do solo. Objetivou-se com esta pesquisa avaliar a agregação em um Latolosso Amarelo sob sistema de plantio direto submetido à adubação nitrogenada e potássica. Foi realizado em experimento de campo implantado a cinco anos (no ano de 2013, sendo renovado anualmente), cultivado milho em sistema de plantio direto com aplicação da combinação de doses de nitrogênio e potássio. O experimento foi instalado seguindo um delineamento experimental em blocos casualizados, com 11 tratamentos e 5 repetições. Os tratamentos foram dispostos conforme a matriz Plan Puebla III, resultado da combinação de cinco doses de Nitrogênio (N), na forma de Uréia (5; 30; 50; 70 e 95 kg ha-1) e cinco doses de Potássio (K), na forma de KCl (4; 24; 40; 56 e 76 kg ha-1), mais a testemunha (sem adubação). As coletas foram realizadas após a colheita do milho (aproximadamente 120 dias após o plantio). As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-10 e 10-20 cm de profundidade. A agregação do solo avaliada foi determinada pela separação e classificação por tamanho do diâmetro médio ponderado de agregados secos e úmidos. As demais variáveis avaliadas foram a análise granulométrica (areia, silte e argila), grau de floculação, argila dispersa em água, densidade do solo, porosidade (macroporosidade, microporosidade e porosidade total), disponibilidade de água no solo (capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível) e condutividade hidráulica saturada. Os melhores valores, camada de 0-10 cm, de macroagregados secos para os diferentes tratamentos variou entre 90,1 a 90,8% e o pior valor ficando em 85% na linha. Para entrelinha o melhor valor foi 92,5% e o pior 86,6%. Na camada de 10-20 cm, para linha, foram observados os melhores valores entre 91,6 a 92,1% e pior valor 86,1%, na entrelinha os valores variam de 88,1 a 92,6%, mas não houve diferença. O sistema de uso com adoção de plantio direto e a combinação da adubação nitrogenada e potássica, não apresenta alteração na estabilidade dos agregados. Após cinco anos de cultivo sucessivos, a estrutura do Latossolo relacionada a distribuição de tamanhos de poros e a densidade do solo, permanece inalterada. A capacidade de campo e o ponto de murcha permanente não apresentam diferenças significativas entre as combinações de adubo nitrogenado e potássico, porém com efeito significativo para água disponível no solo.