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Due to use, pavements may migrate from optimum to bad condition if not maintained. Milling is one of the technical alternatives used for pavement rehabilitation and consists of thinning deteriorated pavement layers for its recovery. The residue resulting from the asphalt coating layer milling is composed of fragments of it in a aged condition, which can be recycled, resulting in optimization of natural resources and reduction of construction costs. It is also known that soil is a heterogeneous material and may often prove to be unsuitable for a particular use in Engineering, making it necessary to change its properties so that it adapts to technical specifications. Among the ways to promote changes in soil properties there are mechanical stabilization, through compaction and granulometric correction, and chemical stabilization, being Portland cement the most commonly used stabilizing agent. Studies indicate that evaluating the behavior of mixtures of natural soil with milling residue is relevant for pavement design. In this research, asphalt coating milling residue, fine clayed soil and CP V – ARI Portland cement were mixed. Through laboratory tests, physical, mechanical and hydraulic properties of the mixturies were evaluated, in addition to the feasibility of using these mixtures in pavement layers. The granulometry, specific mass, dry and dry surface saturated density, bitumen contente, water absorption and Los Angeles abrasion of the milling residue were evaluated. For soil and mixtures of soil with 20%, 30% and 50% of milling residue, granulometry, Atterberg limits, compaction, California bearing ratio (CBR) and permeability tests were carried out. Mixtures of soil, milling residue at the contents already indicated and 5% of cement were also carried out and granulometry, Atterberg limits, compaction, CBR, unconfined compression strength (UCS), indirect tensile strength (ITS), durability and permeability tests were performed. Then, the feasibility of using the milling residue incorporated to the soil and cement in pavement layers was evaluated. It was found that increasing the milling content up to 50% leads to an improvement in granulometry, reduces plasticity, increases the maximum dry density, reduces the optimum moisture, increases de CBR, reduces the expansion and increases the permeability of the mixes with the soil. The addition of 5% of cement caused strong changes in the granulometry of the mixtures, making them more granular and less plastic. Still, it increased the CBR, reduced the expansion and the permeability. Mixtures with cement presented UCS below the required for soil-cement bases, good ITS and good durability. The mixtures with and without cement did not meet the requirements for use in granulometrically stabilized or cement improved soil base and sub-base layers, nether for soil-cement base, due to the amout of fines and the high plasticity of pure soil. However, it was found that the use of milling residue is promising in improving soil and mixtures properties and as a material to be used in paving. Devido ao uso, os pavimentos podem migrar de uma condição ótima para uma condição ruim, caso não haja manutenção. A fresagem é uma das alternativas técnicas empregadas para a restauração de pavimentos e consiste no desbaste de camadas deterioradas do pavimento para sua recuperação. O resíduo resultante da fresagem da camada de revestimento asfáltico é composto de fragmentos deste em condição envelhecida, que podem ser reciclados, resultando em otimização dos recursos naturais e redução de custos na construção. Sabe-se, também, que o solo é um material heterogêneo e, muitas vezes, pode se mostrar inadequado para determinado uso na Engenharia, sendo necessário alterar suas propriedades para que se adeque às especificações técnicas. Dentre as formas de promover alteração das propriedades do solo estão a estabilização mecânica, através de compactação e correção granulométrica, e a estabilização química, sendo o cimento Portland o agente estabilizante mais comumente utilizado. Estudos indicam que avaliar o comportamento de misturas de solo natural com resíduo de fresagem é relevante para o projeto de pavimentos. Nesta pesquisa foram misturados resíduo de fresagem de revestimento asfáltico, solo fino argiloso e cimento Portland do tipo CP V - ARI. Através de ensaios de laboratório, avaliou-se propriedades físicas, mecânicas e hidráulica das misturas, além da viabilidade do uso destas misturas em camadas de pavimento. Avaliou-se a granulometria, massa específica, densidade seca e saturada superfície seca, teor de betume, absorção de água e abrasão Los Angeles do resíduo de fresagem. Para o solo e as misturas do solo com 20%, 30% e 50% de fresado foram realizados os ensaios de granulometria, limites de Atterberg, compactação, índice de suporte Califórnia (ISC) e permeabilidade. Foram, também, realizadas misturas de solo, resíduo de fresagem nos teores já indicados e 5% de cimento, sendo executados os ensaios de granulometria, limites de Atterberg, compactação, ISC, resistência à compressão simples (RCS), resistência à tração por compressão diametral (RTCD), durabilidade e permeabilidade. Então, foi avaliada a viabilidade de utilização do resíduo de fresagem incorporado ao solo e cimento em camadas do pavimento. Ficou constatado que o aumento do teor de resíduo de fresagem até 50% acarreta melhora na granulometria, reduz a plasticidade, aumenta a massa específica seca máxima, reduz a umidade ótima, aumenta o ISC, reduz a expansão e aumenta a permeabilidade das misturas com o solo. A adição de 5% de cimento provocou fortes alterações na granulometria das misturas, tornando-as mais granulares e menos plásticas. Ainda, aumentou o ISC, reduziu a expansão e a permeabilidade. As misturas com cimento apresentaram RCS aquém do exigido para base de solo-cimento, boa RTCD e boa durabilidade. As misturas com e sem cimento não atenderam aos requisitos para utilização em camadas de base e sub-base estabilizadas granulometricamente, de solo melhorado com cimento ou para base de solo-cimento devido à quantidade de finos e à alta plasticidade do solo puro. No entanto, verificou-se que o uso de resíduo de fresagem é promissor na melhoria das propriedades do solo e das misturas e como material a ser utilizado em pavimentação. São Cristóvão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Para a obtenção de um manejo nutricional adequado da cultura faz-se necessário, além da análise de solo, a utilização de outras técnicas visando abranger os efeitos de outros fatores importantes para a produção vegetal. Neste contexto, a análise foliar tornou-se uma ferramenta muito útil, tendo em vista que possibilita a avaliação dos nutrientes absorvidos pela cultura permitindo que ações de manejo sejam adotadas durante o ciclo, especialmente em culturas perenes, visando o ajuste fino do suprimento nutricional. Uma das técnicas que pode ser utilizada para subsidiar o manejo nutricional é o sensoriamento remoto, com base em índices de vegetação obtidos por meio da reflectância espectral da cultura. O objetivo deste trabalho consistiu em relacionar o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) com a produtividade, teores foliares de nutrientes e atributos da fertilidade do solo em lavouras irrigadas de café arábica visando subsidiar o manejo nutricional da cultura. O estudo foi realizado com base em um banco de dados contendo informações obtidas em nove fazendas produtoras de café arábica (Coffea arabica), localizadas nas mesorregiões do Noroeste de Minas e Triângulo Mineiro/Alto Paranaíba. As sequencias temporais das imagens espectrais das lavouras de café foram obtidas nos sites do USGS Earth Explorer da NASA e Copernicus Open Acess Hub, com as correções atmosféricas, sendo selecionadas as imagens do satélite Sentinel-2 obtidas nas datas mais próximas das datas de amostragem foliar da cultura. As imagens obtidas foram cortadas de acordo com o tamanho das fazendas utilizando o programa ArcGis 10.1, através das coordenadas geográficas de cada parcela. O NDVI foi obtido através do processamento das imagens, utilizando as faixas de comprimento de onda do infravermelho próximo e vermelho. Utilizando o método de análise numérica Chance Matemática Relativa (CHMR) foram obtidos os relacionamentos da produtividade em função do NDVI e do NDVI em função dos teores foliares dos nutrientes e de atributos da fertilidade do solo. Conclui-se que a utilização do NDVI, associado ao método CHMR, permitiu a obtenção de faixas de suficiência dos teores de nutrientes foliares e de atributos da fertilidade do solo, condizentes com as relatadas na literatura, sendo alternativa viável para subsidiar o manejo nutricional da cultura de café arábica. Palavras-Chave: Café - Faixas de suficiência Nutricional. Café - NDVI. Café - Chance Matemática Relativa. Café - Manejo Nutricional. In order to obtain an adequate nutritional management of the crop, it is necessary, in addition to soil analysis, to use other techniques to cover the effects of other important factors for plant production. In this context, foliar analysis has become a very useful tool, as it allows the assessment of nutrients absorbed by the crop, allowing management actions to be adopted during the cycle, especially in perennial crops, aiming at fine-tuning the nutritional supply. One of the techniques that can be used to support nutritional management is remote sensing, based on vegetation indices obtained through the spectral reflectance of the crop. The objective of this work was to relate the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) with productivity, leaf nutrient contents and soil fertility attributes in irrigated Arabica coffee plantations, to subsidize the nutritional management of the crop. The study was based on a database containing information obtained from nine farms producing Arabica coffee (Coffea arabica), located in the mesoregions of Northwest Minas and Triângulo Mineiro/Alto Paranaíba. The temporal sequences of the spectral images of the coffee plantations were obtained from NASA's USGS Earth Explorer and Copernicus Open Access Hub sites, with atmospheric corrections, being selected the Sentinel-2 satellite images obtained on the dates closest to the foliar sampling dates. of culture. The images obtained were cut according to the size of the farms using the ArcGis 10.1 program, using the geographic coordinates of each plot. The NDVI was obtained by processing the images, using the near-infrared and red wavelength bands. Using the numerical analysis method Relative Mathematical Chance (RMCH) yield relationships as a function of NDVI and NDVI as a function of foliar nutrient contents and soil fertility attributes were obtained. It is concluded that the use of NDVI, associated with the method RMCH, allowed obtaining sufficiency ranges of foliar nutrient contents and soil fertility attributes, consistent with those reported in the literature, being a viable alternative to subsidize the Nutritional management of arabica coffee culture. Keywords: Coffee - Nutritional Sufficiency Ranges. Coffee - NDVI. Coffee - Relative Mathematical Chance. Coffee - Nutritional Management.

O presente artigo aborda o estudo da extração dos contaminantes químicos da classe dos cresóis, presente no lodo de esgoto, a fim de viabilizar seu uso no meio agrícola, evitando a contaminação do solo e dos mananciais hídricos. A agricultura é um setor vital, intrínseco ao abastecimento alimentício, no entanto, é também um potencial poluidor. Dessa forma, alternativas sustentáveis têm sido desenvolvidas para a destinação e uso apropriado do lodo de esgoto no setor. Composto por diversos contaminantes químicos, como os cresóis, o lodo, quando disposto ao solo, pode apresentar riscos diretos à água, ocasionado pela lixiviação de compostos e escoamento superficial, fazendo-se necessário o monitoramento contínuo, a fim de assegurar a qualidade e conservação dos recursos hídricos. Este trabalho tem como objetivo realizar a extração dos cresóis em amostras reais de solo, através de um procedimento rápido, fácil, barato, efetivo, robusto e seguro (QuEChERS) por meio da cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas, CG-EM. Com base no estudo, a taxa de extração dos compostos foi não satisfatória. Todavia, os agentes derivatizantes proporcionaram estabilidade às reações. De modo geral, o estudo se mostra essencial para a continuidade de pesquisas que viabilizem a aplicabilidade do lodo de esgoto, sem que este culmine na vulnerabilidade e contaminação da água, afetando sua qualidade e uso. This article addresses the study of the extraction of chemical contaminants of the cresols class, present in the sewage sludge, in order to enable its use in the agricultural environment, avoiding the contamination of the soil and water sources. Agriculture is a vital sector, intrinsic to food supply, but it is also a potential polluter. Thus, sustainable alternatives have been developed for the disposal and proper use of sewage sludge in the sector. Composed of several chemical contaminants, such as cresols, the sludge, when disposed to the soil, can be a direct risk to water, caused by the leaching of compounds and surface runoff, requiring continuous monitoring to ensure the quality and conservation of the water resources. This research aims to perform the extraction of cresols in real soil samples through a quick, easy, cheap, effective, robust and safe procedure (QuEChERS) by gas chromatography coupled to the mass spectrometer, GC-MS. Based on the study, the extraction rate of the compounds was unsatisfactory. However, the derivatizing agents provided stability to the reactions. In general, the study proves to be essential for the continuity of research that enables the applicability of sewage sludge, so t at it doesn’t result on vulnerability and contamination of water, affecting its quality and use.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A água é um recurso essencial para a sobrevivência e o desenvolvimento das populações. A segurança hídrica não pode ser garantida apenas pelo aspecto quantitativo, sendo igualmente importante estabelecer e cumprir padrões de qualidade que atendam às necessidades humanas e à conservação dos ecossistemas naturais. O arsênio e seus compostos derivados constituem uma das classes de contaminantes mais frequentemente associados aos ambientes aquáticos e, por este motivo, o desenvolvimento de metodologias e produtos que possam ser empregados no tratamento de água contaminada por estes compostos constitui fundamental estratégia no planejamento da gestão dos recursos hídricos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e testar produtos capazes de remover compostos inorgânicos de arsênio (V) de soluções aquosas por meio de fenômenos de sorção. Minerais sintetizados, misturas minerais e carvões vegetais foram produzidos em laboratório, caracterizados e avaliados quanto a capacidade máxima de adsorção de arsênio (V), energia de interação entre adsorvente e adsorvato, liberação de íons metálicos para a solução de equilíbrio e comportamento magnético. As principais técnicas utilizadas a difratometria de raio X (DRX), espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP EOS) e susceptibilidade magnética em baixa e alta frequência. Dentre os produtos obtidos Ferridrita 2-linhas na sua forma pura apresentou melhor desempenho para adsorver arsênio (V) em soluções com concentração de arsênio (V) até 160 mg L -1 . Acima desta concentração a mistura constituída por ferridrita 2-linhas e hidrotalcita condicionada calcinada (1:1) apresentou desempenho satisfatório sem liberar grandes quantidades de íons Al 3+ para a solução de equilíbrio. Carvão vegetal magnético ativado por zinco se apresentou como estratégia interessante para a remoção do arsênio (V) da água por imantação. Contudo as elevadas taxas de liberação de íons Zn 2+ para a solução de equilíbrio representa uma importante limitação para a sua utilização em águas destinadas ao consumo humano. Palavras-chave: Óxidos de ferro e alumínio. Misturas ternárias. Ferromagnestismo Carvão quimicamente ativado. Water is an essential resource for the survival and development of populations. Water security cannot be guaranteed by the quantitative aspect alone, it is equally important to establish and comply with quality standards that meet human needs and the conservation of natural ecosystems. Arsenic and its derived compounds constitute one of the classes of contaminants most frequently associated with aquatic environments and, for this reason, the development of methodologies and products that can be used in the treatment of water contaminated by these compounds constitutes a fundamental strategy in planning the management of water resources. The objective of this work was to develop and test products capable of removing inorganic arsenic (V) compounds from aqueous solutions through sorption phenomena. Synthesized minerals, mineral mixtures and charcoal were produced in the laboratory, characterized and evaluated for maximum arsenic (V) adsorption capacity, interaction energy between adsorbent and adsorbate, release of metallic ions to the equilibrium solution and magnetic behavior. The main techniques used were X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP EOS) and low and high frequency magnetic susceptibility. Among the products obtained 2-line ferrhydrite in its pure form showed the best performance to adsorb arsenic (V) in solutions with arsenic (V) concentration up to 160 mg L -1 . Above this concentration, the mixture formed from 2-line ferrhydrite and conditioned calcined hydrotalcite (1:1) presented satisfactory performance without releasing large amounts of Al 3+ ions into the equilibrium solution. The Zinc-activated magnetic charcoal was an interesting strategy for the removal of arsenic (V) from water by magnetization. However the high release rates of Zn 2+ ions into the equilibrium solution represents an important limitation for its use in water intended for human consumption. Keywords: Iron and aluminum oxides. Ternary mixtures. Ferromagnetism. Chemically activated carbon.

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2016. A disposição de efluente tratados em valas de infiltração é uma alternativa viável em substituição ao lançamento de efluente diretamente em cursos de água superficiais, onde o solo funciona como meio filtrante e favorece a recarga do lençol freático, por outro lado, pode interferir na composição química da água e do solo. O objetivo foi avaliar o funcionamento de valas de infiltração que recebem efluente de esgoto doméstico tratado por três tanques sépticos em série, seguidos de leitos cultivados dispostos em paralelo, cultivados com diferentes espécies de macrófitas emergentes. Mediu-se a variação no nível do lençol freático, interferência em atributos físicos, químicos e microbiológicos na água coletada em poços de observação e nos atributos químicos do solo sob as valas de infiltração nas camadas de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m. Foram construídas 6 valas de infiltração com nove metros comprimento cada uma e 1 m de largura superficial e 0,88 m de largura de fundo. Perfurou-se 11 poços de observação em diferentes posições em relação ao local de implantação das valas de infiltração. O período compreendeu de setembro 2015 a junho 2016, com coletas de amostras de água mensais. O lançamento de efluente nas valas de infiltração não interfere no nível de água do lençol freático. O nitrato, amônia, fosfato total, sólidos totais e DBO apresentam tendência de elevação no poço de observação localizado até 2,5 m de afastamento das valas. O teor de ferro, manganês, cálcio e magnésio apresentam elevação no solo no final do experimento em relação ao seu início. The disposal treated effluents in swales is a viable alternative to launch directly into surface water, where the soil works as filter media and promotes groundwater recharge, on the other hand, this can influence in the composition of the water. This study aims to evaluate the swales operation that receives sewage treated for three septic tanks in series, followed by construct wetlands arranged in parallel, planted with different species of emergent macrophytes. The variation of the groundwater level was evaluated, the interference in physical, chemical and microbiological attributes in water collected from observation wells and chemical soil under the swales in layers up 0 to 0.20 m 0.20 to 0.40 m. Six infiltration rafts were constructed with nine meters in length and 1.0 m wide and 0.88 m surface of bottom width. Eleven observation wells were drill with 4 m deep on average in different positions in relation to the siting of swales. The period of evaluation was from September 2015 to June 2016 with monthly water samples. The parameters of behavior were: nitrates, ammonia, total of phosphate, total of solids, DBO and the E. colli had a tendency to present higher values in wells that were near the sewage infiltration area. As for the quality of the soil in the layer 0 to 0.20 m can observe significant changes in the quality of soil trenches, increases with iron, manganese, calcium and magnesium in the last example of the experiment from the beginning.

Orientador: Carlos Roberto Espindola Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: Foi avaliado o efeito do lodo de esgoto na recuperação de um subsolo degradado em decorrência da construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, por retirada de espessa camada de solo original (área de empréstimo), há mais de 30 anos. A área está localizada no município de Selvíria, MS, tendo sido utilizados, na construção da barragem, caminhões ¿fora-de-estrada¿ e máquinas pesadas que promoveram elevada compactação do subsolo remanescente e conseqüente decréscimo da sua capacidade produtiva, refletida pela vegetação arbustiva empobrecida que aí se instalou, sem a capacidade de cobrir toda a superfície do terreno. Por tratar-se de gleba inserida na Fazenda de Ensino e Pesquisa da Unesp do Campus de Ilha Solteira, sua recuperação se afigura fundamental, para inserir-se às demais, produtivas. No processo de recuperação foi empregado lodo de lagoas aeradas, obtido junto à Estação de Tratamento de Esgoto de Araçatuba, tendo sido aplicado em superfície e incorporado a uma profundidade de 0,10 m. O delineamento estatístico foi o de blocos casualizados com 4 tratamentos e 4 repetições cada, totalizando 16 parcelas com dimensões de 10,0 x 12,0 metros, sendo definidas as seguintes doses de lodo de esgoto: 0, 30, 60 Mg ha-1 em base seca, além de fertilizante mineral, com dosagem estabelecida a partir de análise preliminar do solo e da necessidade da cultura. Foi plantado o Eucalipto citriodora em sulco, com aproximadamente 0,30m de profundidade e semeado capim Brachiária decumbens a lanço, trinta dias após a incorporação do lodo. O espaçamento do eucalipto foi de 1,5 x 2,0 m, totalizando 40 plantas por parcela e 640 plantas no experimento. O experimento foi instalado no início de 2002, e os parâmetros do solo e da cultura avaliados aos 180 e 360 dias após a aplicação do lodo e plantio do eucalipto. Para determinar a qualidade do solo (sua recuperação) foram estudados os seguintes parâmetros físicos, químicos e biológicos do solo: densidade, porosidade, capacidade de troca catiônica, atividade respiratória, carbono na massa microbiana. Avaliou-se também o desenvolvimento da cultura do eucalipto aos 180 e 360 dias após a incorporação do lodo de esgoto. Pode se afirmar que, nesse período, o manejo empregado promoveu incremento na qualidade do solo, a julgar pelo aumento significativo de fósforo, potássio, magnésio, matéria orgânica e CTC. O lodo de esgoto promoveu redução no valor da densidade do solo, com aumento da macroporosidade e da porosidade total na camada superficial. Entretanto, a microporosidade não se mostrou afetada pelo tratamento com o resíduo, provavelmente em decorrência do curto período de observação, devendo continuar a ser objeto de investigações na área experimental. O lodo de esgoto promoveu aumento na atividade microbiana, confirmando tratar-se de um adequado indicativo de qualidade ao monitoramento da área em recuperação, mesmo para um curto período de observação. Entretanto, os níveis de carbono na biomassa microbiana não se mostraram afetados pelo tratamento com o resíduo, o que deverá ocorrer com o transcorrer do tempo, requerendo observações posteriores. O desenvolvimento das plantas de eucalipto foi outro parâmetro que respondeu muito prontamente ao manejo aplicado Abstract: The effect of the sewage sludge mud was evaluated in the recovery of an underground degraded due to the retreat of thick layer of original soil (loan area) more than 30 years ago, for occasion of the construction of the Ilha Solteira Hydroelectric Power Plant. The area is located in the municipal district of Selvíria, MS State, having been used in the construction of the dam, trucks "out-of-road" and heavy machines which promoted high compactation of the remaining underground and consequent decrease of its fertility which is visualized by the poorness of the underbrush vegetation that has been settled, without the capacity to cover the whole land surface. The recovery of this area is much more important because it stays in the Experimental Farm of the Unesp, Ilha Solteira campus, and it must to be incorporated in the Farm productive area. In the recovery process it was used aerobic sewage sludge, obtained in the Araçatuba Sewage Treatment Station close to, having been applied in surface and incorporated to a depth of 0,10 m. The statistical design utilized was the randomized blocks with 4 treatments and 4 repetitions each, totalizing 16 plots with dimensions of 10,0 x 12,0 meters, being defined the following doses of sewer mud: 0, 30, 60 Mg ha-1 in dry basis, besides mineral fertilizer, with doses established since previous soil analysis of the soil and of the culture requisitions. The Eucalyptus citriodora was planted with approximately 0,30 m of depth and sowed Brachiaria decumbens grass, thirty days after the sewuage sludge incorporation. The spacing of the eucalyptus was of 1,5 x 2,0 m, totalizing 40 plants for plot and 640 plants in the hole experiment. The experiment was installed in the beginning of 2002, and the parameters of the soil and of the culture determined to 180 and 360 days after the application of the sludge and plantation of the eucalyptus. In order to determine the soil quality (its recovery) the following physical, chemical and biological parameters were studied: soil: density, porosity, cationic change capacity (CTC), breathing activity and carbon level in the microbial mass. It was also evaluated the development of the eucalyptus culture at 180 and 360 days after the sewage sludge incorporation It can be affirmed that in the period, the handling utilized promoted increment in the soil quality, considering the significant increase of phosphorous, potassium, magnesium, organic matter and CTC levels. The sewage sludge promoted reduction in the value of the density of the soil with increase of the macro porosity and of the total porosity in the superficial stratum. However, the micro porosity wasn¿t affected by the treatment with the residue, probably due to the short observation period, should continue to be object of investigations in the experimental area. The sewage sludge increased the microbial activity, confirming to be an appropriate quality indicative of monitoring of the area in recovery, even for a short observation period. However, the biomass microbial carbon levels weren¿t affected by the treatment with the residue, what should happen with elapsing of the time, requesting posterior observations. The eucalyptus plants development was other parameter that answered very quickly to the applied handling Doutorado Água e Solo Doutor em Engenharia Agrícola

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Os elementos terras raras (ETRs) tem sido objeto de várias pesquisas nos últimos anos, seja por sua utilização em produtos de alta tecnologia ou por sua importância ambiental. Normalmente, os teores de ETRs no solo são baixos e não acarretam problemas a saúde humana, contudo a ação antrópica pode causar o aumento dos teores desses elementos e consequentemente aumentam os riscos associados a exposição desses elementos. Assim, trabalhos que investiguem a distribuição dos teores de ETRs (naturais ou enriquecidos) e sua disponibilidade para os organismos vivos fazem-se necessários. Diante deste cenário, objetivou-se determinar os valores de referência de qualidade do solo (VRQ) baseado nos teores naturais, a mobilidade geoquímica e a biodisponibilidade de La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y e Sc em solos da Amazônia brasileira. As amostras de solo utilizadas foram obtidas tanto ambientes naturais (sem ação antrópica) quanto em ambientes urbanos, sendo amostradas nas camadas de 0-20 cm e 60-80 cm. Os solos estudados apresentaramm grandes variações de concentrações de ETRs como resultado da interação entre características geológicas, depósitos de sedimentos e influencias antrópicas. No entanto, o risco ecológico associado à contaminação de REEs foi considerado baixo em solos urbanos. As recomendações VRQs para os solos da Amazônia brasileira devem ser baseadas no percentil 90 dos teores obtidos da população amostral. A mobilidade geoquímica mostrou que as frações mais biodisponíveis do solo (fase trocável, fase matéria orgânica e fase óxidos Fe / Mn) apresentaram baixos teores e representaram menos de 20% dos teores totais de ETRs em todos os solos amostrados. A bioacessibilidade oral obtida por dois métodos in vitro (protocolo gástrico e protocolo gástrico- intestinal) e por extrações simples apresentou teores que representam menos de 20% do conteúdo total do ETRs. Os riscos não carcinogênicos e os riscos carcinogênicos associados à exposição oral aos ETRs foram consideravelmente baixos para crianças e adultos em todas as amostras de solo da Amazônia. Palavras-chave: Teores Naturais. Enriquecimento. Elementos Tóxicos. Risco a Saúde Rare earth elements (REEs) have been the subject of several researches in recent years, due to their use in high-tech industries or to potential toxicity. Normally, the levels of REEs in the soil are low and do not cause effects to human health, however the anthropic action can increase the levels of these elements and consequently increase the risks associated with the REEs exposure. Thus, studies about the levels of REEs in pristine and urban soils and REEs availability for living organisms are necessary. The main of this thesis were to determine the quality reference values of soil (QRV) based on natural levels, performed the geochemical fractionation and bioavailability of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy , Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y and Sc in soils of the Brazilian Amazon. The soil samples used were obtained both in pristine environments (without anthropic action) and in urban environments, the samples were collected in the 0-20 cm and 60-80 cm layers. The soils of the Brazilian Amazon present variations of REE concentrations because of the dynamic interaction between geological characteristics, sediment deposits and anthropic inputs. However, the ecological risk associated with the contamination of REEs was considered low in urban soils. The QRVs recommendations for soils of the Brazilian Amazon should be based on the 90th percentile of the contents obtained from the soils sample population. The geochemical fractionation exhibited that the most bioavailable fractions of the soil (exchangeable phase, organic matter phase and Fe / Mn oxides phase) presented low levels and represented less than 20% of the total levels of REEs in all sampled soils. Oral bioaccessibility contents obtained by two in vitro methods (gastric protocol and gastric-intestinal protocol) and by single extractions represented less than 20% of the total content of the REEs. Non-carcinogenic risks and carcinogenic risks associated with oral exposure to REE were considerably low both for children and for adults in all soil samples from the Amazon. Keywords: Natural contents. Enrichment. Toxic Elements. Health Risk.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As zonas de manejo (ZM) são delimitações de subáreas com características comuns. Dentro da mesma ZM, o potencial de produção pode ser semelhante, ao passo que pode diferir entre as diversas ZM. Estudos recentes em agricultura de precisão consideram eficiente o uso de ZM para a aplicação de fertilizantes baseada na variabilidade espacial dos atributos do solo. Diante disso, os objetivos deste trabalho foram analisar a variabilidade espacial dos atributos físico- químicos do solo em lavoura de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), por meio de Geoestatística e delinear zonas de manejo homogêneas usando análise Geoestatística e multivariada. Foram analisados dados de uma área de produção de cana-de-açúcar de 1.516,33 ha, localizada na fazenda Tehuantepec, no município de Santa Lucía Cotzumalguapa, Escuintla, Guatemala. Foram utilizados 17 atributos físico-químicos, obtidos da amostragem do solo de 153 pontos georreferenciados da área de estudo, na safra 2019-2020. Foram eles: potencial hidrogeniônico, fósforo, cobre, zinco, ferro, manganês, boro, matéria orgânica, capacidade de troca catiônica, cálcio, magnésio, sódio, potássio, saturação de bases, argila, silte e areia. A determinação da dependência espacial de cada variável foi analisada pela análise variográfica, considerando para seu ajuste as variáveis que não apresentaram efeito pepita puro. Os modelos esférico e exponencial foram ajustados aos variogramas experimentais usando o método dos mínimos quadrados. Para avaliar a qualidade do ajuste do modelo teórico dos variogramas, utilizou-se o processo de validação cruzada e, para delimitar as zonas de manejo, foi utilizado o algoritmo fuzzy K-means. A análise de componentes principais (ACP) foi aplicada aos valores preditos dos atributos do solo, obtidos pela técnica de interpolação krigagem como método de entrada de dados para o algoritmo fuzzy K-means. O número de ZM foi definido com os critérios do coeficiente de partição difusa (FPC) e entropia de partição normalizada (NCE). A área estudada apresentou variabilidade espacial para 16 dos 17 atributos de solo. Foram delineadas duas zonas de manejo para a cultura da cana-de-açúcar. Palavras-chave: Agricultura de precisão. Atributos físico-químicos do solo. Componentes principais. Krigagem. Variabilidade espacial. Fuzzy K-means. The management zones (MZs) are a delimitation of subareas with characteristics in common. Within the same management zone, the production potential may be similar, while it may differ between the other MZs. Recent studies in precision agriculture consider efficient the use of MZs for the application of fertilizers based on the spatial variability of the soil attributes. The objectives of this work were to analyze the spatial variability of the physical-chemical attributes of the soil in the cultivation of sugar cane (Saccharum officinarum), by means of Geostatistics and to delineate homogeneous management areas using Geostatistical analysis and multivariate analysis. Data from a sugarcane production area of 1,516.33 hectares, located in the Tehuantepec farm, municipality of Santa Lucía Cotzumalguapa, Escuintla, Guatemala were analyzed. 17 physical-chemical attributes were used, obtained from soil sampling of 153 georeferenced points in the study area, corresponding to the 2019-2020 harvest. The soil variables were: potential for hydrogen, phosphorus, copper, zinc, iron, manganese, boron, organic matter, cation exchange capacity, calcium, magnesium, sodium, potassium, base saturation, clay, silt and sand. The determination of spatial dependence of each variable was determined by variographic analysis, considering for its adjustment the variables that did not present a pure nugget effect. The spherical and exponential models were fitted to the experimental variograms using the least squares method. To evaluate the quality of fit of the theoretical model of the variograms, the cross-validation process was used and, to delimit the management areas, the Fuzzy K-means algorithm was used. The principal component analysis (PCA) was applied to the predicted values of the soil attributes, obtained by the kriging interpolation technique as the data entry method for the Fuzzy K-means algorithm. The number of management zones was defined with the criteria of diffuse partition coefficients (FPC) and normalized partition entropy (NCE). The study area presented special variability for 16 of the 17 soil attributes. Two management zones for the cultivation of sugar cane were delineated. Keywords: Precision agriculture. Management zones. Physicochemical soil attributes. Component principal analysis. Kriging. Spatial variability. Fuzzy K-means.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência Determining the effects of using wastewater as fertilizer on soil chemical properties allows a safe reuse of this effluent in agriculture. This study evaluated the effects of fertigation with tertiary treated wastewater (TTW) from the Janaúba sewage treatment plant on chemical properties of a Latosol (Oxisol) with banana crops of the Prata-Anã cultivar in the semiarid region of Brazil. A randomized complete block design with four replications was used to test four TTW rates (70%, 130%, 170%, and 200% of the limit of 150 kg ha-1 year-1 of Na that can be applied to the soil) and compare them to a control without TTW. Soil samples from the 0.0-0.2, 0.2-0.4, 0.4-0.6, and 0.6-0.8 m layers were collected at the end of the first crop cycle to evaluate soil chemical properties-pH, soil organic matter (SOM), P, K, Na, Ca, Mg, Al, potential acidity (H+Al), base saturation, B, Cu, Fe, Mn, Zn, remaining P, and electrical conductivity (EC). The use of TTW increases soil pH and decreases exchangeable Al content, thus, reduces the need for liming. However, Na contents increased faster than EC in the soil, indicating that the use of TTW tends to alter soil physical properties over time. The use of TTW had no effect on the soil OM, P, Ca, Mg, and micronutrients contents, potential acidity, and base saturation. The changes in soil chemical attributes observed at the end of the first crop cycle were not limiting to the banana crop. Estabelecer os efeitos da aplicação de águas residuárias nos atributos químicos do solo permite o reúso agrícola seguro desses efluentes. Objetivou-se avaliar as alterações nos atributos químicos de um Latossolo no semiárido, cultivado com banana 'Prata-Anã' fertirrigada com diferentes doses de água residuária sanitária após tratamento terciário (ART) da Estação de Tratamento de Esgoto de Janaúba - MG. O experimento foi conduzido no delineamento em blocos completos casualizados. As doses de ART avaliadas foram equivalentes a 70, 130, 170 e 200% do limite de 150 kg ha-1 ano-1 de Na aportado ao solo, sendo também conduzido uma testemunha, sem ART. Ao final do primeiro ciclo de cultivo, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0-0,2, 0,2-0,4, 0,4-0,6 e 0,6-0,8 m, determinando-se alguns atributos químicos. O uso de ART aumenta o pH do solo e reduz o teor de Al trocável, contribuindo para a substituição parcial do uso de corretivos de acidez. No entanto, com o aumento no teor de Na mais rápido que a CE do solo ao final do primeiro ciclo de produção da bananeira 'Prata-anã', há tendência de alterações nas propriedades físicas do solo em longo prazo, com a utilização da ART. No curto prazo, o uso de ART não influencia os teores de MOS, P, Ca, Mg, H+Al, V e os micronutrientes no solo. As modificações nos atributos químicos do solo ao final do primeiro ciclo de produção da bananeira não se apresentam restritivas para o cultivo.

Didatic sequences (DS) can be defined as a set of school activities organized, in a systematic way, around an oral or written textual genre. In this context, this work aims to build an DS with the main theme of soil chemistry and the use of syntropic agriculture for elementary school children. This work was approved and financed by PROEX-UNIFEI, being linked to the project “Semeando Cientistas” which aims to popularize science for children in socioeconomic vulnerability situations. We used the STEM methodology (Science, Technology, Engeneering and Math) and the Science, Technology and Society (STS) approach to build DS, which is divided into 9 stages and 10 classes separated by an interval week. DS presents a main project (building a vegetable garden at school) and complementary activities that seek to make children able to solve a main issue considered at work as a “dilemma”. The competencies of the National Common Curricular Base (NCCB) and the relationship between STEM methodology and STS approach were studied to promote a more contextualized teaching-learning process. In addition, it was analyzed how the elements of science, technology and society are presented in the SD. Secuencias didácticas (SD) pueden definirse como un conjunto de actividades escolares organizadas, de forma sistemática, en torno a un género textual oral o escrito. En este contexto, este trabajo tiene como objetivo construir uma SD con el tema principal de la química del suelo y el uso de la agricultura sintropica para los niños de la escuela primaria. Este trabajo fue aprobado y financiado por PROEX-UNIFEI, estando vinculado al proyecto “Semeando Cientistas” que tiene como objetivo divulgar la ciencia para niños en situación de vulnerabilidad socioeconómica. Usamos la metodología de enseñanza STEM (del inglés, Science, Technology, Engeneering and Math) y el enfoque de ciencia, tecnología y sociedad (CTS) para construir una SD, que se divide en 9 etapas y 10 clases separadas por una semana de intervalo. La SD presenta un proyecto principal (construcción de un huerto en la escuela) y actividades complementarias que buscan que los niños sean capaces de resolver un problema principal considerado en el trabajo como un “dilema”. Se estudiaron las competencias de la Base Curricular Común Nacional (BNCC) y la relación entre la metodología STEM y el enfoque CTS para promover un proceso de enseñanza-aprendizaje más contextualizado. Además, se analizó cómo se presentan en el SD los elementos de ciencia, tecnología y sociedad. Sequências didáticas (SD) podem ser definidas como um conjunto de atividades escolares organizadas, de maneira sistemática, em torno de um gênero textual oral ou escrito. Neste contexto, este trabalho visa a construção de uma SD tendo como tema principal química dos solos e o uso da agricultura sintrópica para crianças do ensino fundamental. O presente trabalho foi aprovado e financiado pela PROEX-UNIFEI, sendo vinculado ao projeto “Semeando Cientistas” que visa a popularização da ciência para crianças em situação de vulnerabilidade socioeconômica. Utilizou-se da metodologia de ensino STEM (do inglês, Science, Technology, Engeneering and Math) e da abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) para a construção da SD que é dividida em 9 etapas e 10 aulas separadas pelo intervalo de uma semana. A SD apresenta um projeto principal (construção de uma horta na escola) e atividades complementares que buscam fazer com que as crianças estejam aptas a resolver uma questão principal considerada no trabalho como “dilema”. Estudou-se as competências da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e a relação entre a metodologia STEM e a abordagem CTS para promoção de um processo de ensino-aprendizagem mais contextualizado. Além disso, analisou-se como os elementos de ciência, tecnologia e sociedade são apresentados na SD.

A cultura da cana-de-açúcar tem importância sócio-econômica impactante no perfil econômico brasileiro, sendo principalmente utilizada como matéria prima para o etanol. Com os fomentos governamentais e investimento do setor privado, atualmente a cultura ocupa cerca de 8.409,9 mil hectares, sendo que o Estado de Goiás, apresenta a segunda maior área de cultivo com 965 mil hectares. O Estado de Goiás possui aspectos de relevo, clima e solo favoráveis ao cultivo extensivo da cana-de-açúcar, e que aliada a modernização do campo, permitiu a implantação de alta tecnologia em toda sua cadeia de produção. Com o tráfego intenso de maquinários e manejos maus executados no solo, acabam ocorrendo perdas substanciais de produtividade, e consequentemente, econômicas. A fim de melhorar o rendimento no campo e ir além das características físico-químicas do solo, propõe-se estuda o sistema radicular da cultura, para melhor compreensão dos efeitos do manejo do solo no crescimento e dinâmica das raízes. Existem poucos trabalhos e referências científicas desta área, principalmente pela dificuldade de se estudar in loco as raízes. Com o avanço da tecnologia, surgiram novas formas de avaliação do desenvolvimento radicular, uma delas é baseada na instalação de tubos de acrílico no solo, onde serão realizadas leituras com um scanner que imageia a superfície do solo, permitindo identificar o desenvolvimento das raízes. O objetivo do presente trabalho é a avaliação dos fatores de crescimento, mortalidade e regeneração das raízes da cana-de-açúcar e os efeitos do manejo do solo na cultura. O experimento foi conduzido em área experimental na Usina Jalles Machado, em Latossolo Vermelho, localizado no município de Goianésia. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, com três variedades de cana-de-açúcar (RB987935, RB985476 e RB034045) com 3 repetições cada. Para efeito de comparação do manejo do solo, foram coletadas amostras de solo deformadas e indeformadas, e analisado diversos aspectos físicos do solo como densidade do solo, macro e microporosidade, umidade gravimétrica, diâmetro médio ponderado e diâmetro médio geométrico, além de análise química nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40 e 0,80-0,90 m. Os resultados foram submetidos a análise de variância e analisadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade quando significativos. As análises de química do solo, mostraram que os macros e micronutrientes estão em níveis adequados de desenvolvimento, assim como o pH. Os resultados de física do solo, demonstraram que a camada avaliada de 0,10-0,20 m, apresentou resultados mais altos de densidade do solo e resistência à penetração, que é limitante ao desenvolvimento radicular. O desenvolvimento radicular das variedades estudadas ocorreu de forma homogênea, sem grandes variações entre si, isto sobretudo, pela homogeneidade da área estudada. Inicialmente no período de seca, as raízes demonstraram dificuldades para se desenvolver, o que foi alterado quando começou o período chuvoso, independente das condições físicas do solo. Em condições homogêneas de clima, solo e manejo, o sistema radicular das variedades de cana-de-açúcar RB034045, RB985476 e RB987935 se desenvolvem de forma distinta. Entre as variedades analisadas, os valores médios dos atributos de crescimento e desenvolvimento do sistema radicular da cana-de-açúcar apresentam distribuição mais homogênea em profundidade. The culture of sugarcane has an impacting socio-economic importance in the Brazilian economic profile, being mainly used as raw material for ethanol. With government funding and private sector investment, the crop currently occupies about 8,409,900 hectares, with the State of Goiás having the second largest cultivation area with 965,000 hectares. The State of Goiás has aspects of relief, climate and soil favorable to the extensive cultivation of sugarcane, which, together with the modernization of the field, allowed the implementation of high technology throughout its production chain. With the heavy traffic of machinery and poor handling performed on the ground, substantial losses of productivity end up, and consequently, economic losses. In order to improve the yield in the field and go beyond the physical-chemical characteristics of the soil, it is proposed to study the root system of the crop, to better understand the effects of soil management on growth and root dynamics. There are few studies and scientific references in this area, mainly due to the difficulty of studying roots in loco. With the advancement of technology, new ways of assessing root development have emerged, one of which is based on the installation of acrylic tubes in the soil, where readings will be performed with a scanner that images the soil surface, allowing to identify the development of the roots. The objective of the present work is to evaluate the growth factors, mortality and regeneration of sugarcane roots and the effects of soil management on the crop. The experiment was carried out in an experimental area at Usina Jalles Machado, in Latossolo Vermelho, located in the municipality of Goianésia. The design used was in randomized blocks, with three varieties of sugarcane (RB987935, RB985476 and RB034045) with 3 repetitions each. For the purpose of comparing soil management, deformed and undisturbed soil samples were collected, and various physical aspects of the soil were analyzed, such as soil density, macro and microporosity, gravimetric humidity, weighted average diameter and geometric mean diameter, in addition to chemical analysis in the soil. 0-0.10, 0,10-0.20, 0.20-0.40 and 0.80-0.90 m layers. The results were subjected to analysis of variance and analyzed by Tukey's test at 5% probability when significant. Soil chemistry analyzes showed that macros and micronutrients are at adequate levels of development, as well as pH. The results of soil physics, demonstrated that the evaluated layer of 0.10-0.20 m, presented higher results of soil density and resistance to penetration, which is limiting to root development. The root development of the studied varieties occurred in a homogeneous way, without great variations between them, mainly due to the homogeneity of the studied area. Initially in the dry season, the roots showed difficulties to develop, which changed when the rainy season started, regardless of the physical conditions of the soil. Under homogeneous conditions of climate, soil and management, the root system of the sugarcane varieties RB034045, RB985476 and RB987935 develop differently. Among the varieties analyzed, the average values of the attributes of growth and development of the root system of sugarcane present a more homogeneous distribution in depth. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Made available in DSpace on 2021-10-13T19:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chemical-composition-of-cover-crops-and-soil-organic-Arminda.pdf: 917668 bytes, checksum: ec8d4ac82dcfda08dd64f40d362d90ac (MD5) Previous issue date: 2021

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2021. Com a necessidade de conciliar a conservação da biodiversidade, segurança alimentar e reversão da degradação do ambiente causada pela agricultura convencional, os Sistemas Agroflorestais Agroecológicos (SAFAs) se apresentam como uma alternativa eficaz. Os atributos químicos são bons indicadores da qualidade do solo, uma vez que os processos de decomposição e mineralização da matéria orgânica são diretamente dependentes das concentrações de biomassa vegetal depositada no solo, temperatura, umidade, entre outros fatores. O estudo objetivou avaliar o efeito da composição funcional em três SAFAs sucessionais com cultivos de diferentes níveis de nitrogênio foliar e igual riqueza de espécies. Os 3 SAFAs foram dispostos em 6 blocos, cada um contendo 3 parcelas, sendo uma parcela para cada SAFA disposta aleatoriamente. As parcelas foram divididas em linhas de cultivo e entrelinhas. Os 3 SAFAs se diferenciavam principalmente pelo teor de N foliar das espécies que os compunham, sendo eles Alto, Médio e Baixo, em que o N folair do Alto é > 2,5%, do Baixo é < 2,5% (ambos com baixa diversidade funcional), enquanto o SAFA Médio recebeu uma mistura de Alto e Baixo N foliar (alta diversidade funcional). Para a análise da fertilidade do solo foram avaliados os atributos químicos do solo em amostras coletadas na camada de 0-10 cm. Os atributos avaliados foram pH, carbono orgânico total (COT), nitrogênio total (NT), amônio (N-NH4+), nitrato (NO3-), P, K, Ca, Mg e as relações C/N e N/P, em faixas de cultivo e entrelinhas, comparando o solo antes e depois da implantação dos SAFAs (27 meses após a implantação). A solução do solo foi analisada com auxílio de resina trocadora, sendo determinados os teores de NH4+, NO3-, N mineral, P e as relações NH4+/NO3 e N mineral/P), em faixas de cultivo e entrelinha, nas profundidades de 5 e 20 cm, no inverno e no verão. A análise de solo mostrou aumento em todos os parâmetros analisados depois de 27 meses de implantação dos SAFAs, especialmente o COT, o qual chegou a duplicar seu teor. A exceção foi a relação N total/P que não apresentou aumento. A análise das resinas apontou, em especial, alta taxa de mineralização do P e rápida imobilização deste elemento, principalmente nos SAFAs com maior N foliar. O SAFA Alto, em relação ao SAFA Médio, também teve menor relação C/N, apontando para uma alta taxa de nitrificação. No SAFA Baixo também houve lenta mineralização do nitrato. O uso de espécies com alta diversidade funcional e que incluem indivíduos fixadores de N2 tendem a aumentar a qualidade do solo, contribuindo para melhor eficiência dos ciclos biogeoquímicos. Abstract: With the need to reconcile biodiversity conservation, food security and reversal of environmental degradation caused by conventional agriculture, the Agroecological Agroforestry Systems [In Portuguese: Sistemas Agroflorestais Agroecológicos ? SAFAs) are presented as an effective alternative. The chemical attributes are good indicators of soil quality, since decomposition and organic matter mineralization processes are directly dependent on the concentrations of plant biomass deposited in the soil, temperature, humidity, among other factors. The study aimed to evaluate the effect of functional composition in three successional SAFAs with crops with different levels of foliar nitrogen and equal species richness. The three SAFAs were arranged in six blocks, each containing three plots, one plot for each SAFA randomly. The plots were divided into cultivation rows and in-between rows. The three SAFAs differed mainly by the foliar N content of the species that composed them, being High, Medium and Low, where high N foliar is > 2.5%, Low Foliar N is < 2.5% (both with low functional diversity), while the Medium SAFA received a mixture of high and low foliar N (high functional diversity). For the analysis of the soil fertility, the chemical attributes of the soil in samples collected in the 0-10 cm layer were evaluated. The evaluated attributes were pH, total organic carbon (TOC), total nitrogen (NT), ammonium (N-NH4+), nitrate (NO3-), P, K, Ca, Mg and the C/N and N/P ratios, in cultivation strips and in-between rows, comparing the soil before and after the implantation of SAFAs (27 months after implantation). The soil solution was analyzed with the aid of an exchanger resin, and the levels of NH4+, NO3-, mineral N, P and the NH4+/NO3 and mineral N/P ratios were determined, in cultivation strips and in-between rows, at depths of 5 and 20 cm, in winter and summer. The soil analysis showed an increase in all parameters analyzed after 27 months of implementation of SAFAs, especially the TOC, which doubled its content. The exception was the total N/P ratio, which did not increase. The analysis of the resins pointed out, in particular, a high rate of P mineralization and rapid immobilization of this element, especially in SAFAs with higher foliar N. High SAFA, compared to Medium SAFA, also had a lower C/N ratio, pointing to a high nitrification rate. In Low SAFA, there was also a slow nitrate mineralization. The incorporation of species with high functional diversity and which include N2-fixing individuals tends to increase soil quality, contributing to better efficiency of biogeochemical cycles.

A estimativa da concentração de elementos em solos e sedimentos é essencial no monitoramento da transferência de nutrientes e poluentes dos ambientes terrestres para os aquáticos. Contudo, o custo do monitoramento detalhado multielementar baseado em análises químicas convencionais para séries grandes de amostras em bacias hidrográficas pode ser impeditivo para muitos centros de pesquisa. Dessa forma, é preciso desenvolver técnicas de baixo custo para determinar a concentração de elementos em amostras de solo e sedimento. O objetivo desse estudo foi avaliar quais são as melhores combinações de métodos multivariados e técnicas de pré-processamento para aumentar a acurácia da estimativa da concentração de elementos em amostras de solo e sedimento utilizando o infravermelho próximo (NIR). Adicionalmente, foi avaliado o uso da espectroscopia na faixa do NIR para estimar a concentração de elementos presentes no sedimento usando modelos calibrados com amostras de solo de uma mesma bacia hidrográfica. O banco de dados de solo e sedimento utilizado é oriundo de amostras coletadas na bacia hidrográfica do Rio Guaporé, no Sul do Brasil. Um total de 316 amostras de solo e 196 de sedimento, foram secas, desagregadas e peneiradas em malha de 63 μm. O carbono orgânico (C) foi quantificado pela oxidação úmida e a concentração pseudo-total dos elementos (Al, Ba, Be, C, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Sr, Ti, V e Zn) foi quantificada por ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) após digestão assistida por micro-ondas com HCl e HNO3 (3:1). Os espectros NIR (1000-2500 nm) foram obtidos em todas as amostras de solo e sedimento. Os métodos multivariados de machine learning testados foram: Partial Least Squares Regression (PLSR) e Support Vector Machine (SVM), combinados com três pré-processamentos dos espectros: Detrend (DET), Savitzky-Golay Derivate (SGD) e Standard Normal Variate (SNV) comparados aos espectros brutos (RAW). Essas combinações foram aplicadas ao conjunto de amostras de solo e de sedimento isoladamente, e combinando ambos os conjuntos (solo + sedimento). O desempenho dos modelos e pré-processamentos foram avaliados pelo coeficiente de determinação (R2), raiz quadrada do erro médio (RMSE), e pela relação entre o desempenho e a distância interquartil (RPIQ). O modelo SVM resultou em melhores predições comparado ao PLSR para solo, sedimento e solo+sedimento. O efeito do pré-processamento aumentou a acurácia das estimativas na seguinte ordem: RAW

Orientador: Wanilson Luiz Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências Resumo: O uso integrado de dados geoquímicos e geofísicos em Latossolos Vermelho são pouco aplicados no Brasil, mas estes podem trazer grandes avanços nas descrições pedológicas, tanto para caracterizar verticalmente o perfil de solo quanto para determinar sua extensão lateral, de forma rápida e econômica. Neste contexto, este trabalho buscou comparar dados geoquímicos multielementares, incluindo Hg e os ETRs (elementos terras-raras), com dados geofísicos coletados com GPR (ground-penetrating radar) e SEV (sondagem elétrica vertical), para descrever três perfis de Latossolo Vermelho originados do diabásio da Formação Serra Geral, sobre extremo intemperismo, no município de Campinas-SP (ambiente tropical). Os perfis são profundos (entre 6 e 9 metros) e de textura argilosa/muito argilosa. São compostos predominantemente por caulinita, gibbsita, hematita e goethita, mas também apresentam grãos milimétricos de quartzo e magnetita (com microestrutura de exsolução de ilmenita). O GPR mostrou refletores na faixa de 3-5 metros de profundidade associados ao alto teor de argila (> 50 %). Com a SEV foi possível determinar a profundidade ao topo do perfil de solo ¿ 8 metros ¿ e diferenciar três camadas de solo, além da rocha fresca. As resistividades aparentes indicaram uma possível transição de um solo nítico para um solo latossólico. Elevados valores dos índices de intemperismo (CIA, IOL e WPI) confirmaram o grau extremo de intemperismo deste ambiente, com estágios avançados de ferralitização, especialmente nos horizontes transicionais (BC). A mobilidade dos elementos maiores e menores (TiO2 conservativo) mostraram intensa lixiviação dos metais alcalinos e alcalinos terrosos e enriquecimento residual de Al, Fe e Mn, especialmente nas bases dos perfis. A análise estatística evidenciou as diferenças entre os perfis e mostrou que a mobilidade dos metais traço está condicionada, predominantemente, a presença dos argilominerais e óxidos/hidróxidos de Fe e Al... O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The integrated use of geochemical and geophysical methods in Oxisols are little applied in Brazil, but these can bring great advances in pedological descriptions, both to characterize vertically the soil profile and to determine its lateral extension, quickly and cost-effectively. In this context, this study aimed to compare multielemental geochemical data, including Hg and ETRs (rare-earth elements), with geophysical data collected with GPR (ground-penetrating radar) and SEV (vertical electrical sounding), to describe the pedogeochemical evolution of three profiles of Oxisols originated from the diabase of the Serra Geral Formation, on extreme weathering, in Campinas-SP (tropical environment). The profiles are deep (6 ¿ 9 m) and clayey/very clayey texture. They consist predominantly of kaolinite, gibbsite, hematite and goethite, but also present millimeter grains of quartz and magnetite (with ilmenite exsolution microstructure). The GPR showed reflectors in the range of 3-5 meters of depth associated with high clay content (> 50 %). With SEV it was possible to determine the depth to the top of the soil profile ¿ 8 m ¿ and differentiate three layers of soils, besides the diabase. Apparent resistivities indicated a possible transition from a nitic layer to an oxisolic layer. High values of the weathering index (CIA, IOL and WPI) confirmed the extreme degree of weathering of this environment, with advanced stages of ferralisation, especially in the BC horizons. The mobility of major and minor elements (conservative TiO2) showed intense leaching of alkali and alkaline earth metals and residual enrichment of Al, Fe and Mn in the bases of the profiles. The statistical analysis evidenced the differences between the profiles and showed that the mobility of the trace metals along is conditioned, predominantly, the presence of clay minerals, oxides and hydroxides of Fe and Al... The abstract is available with the full electronic document Mestrado Geologia e Recursos Naturais Mestre em Geociências CAPES

This research has as objective the presentation of a didactic sequence (DS) to the teaching of soil chemistry, based on the use of the syntropic agriculture, and investigate the potential to approach the relation between science, technology and society (STS). Guided on the theoretical references, STS teaching approach, and on concepts about soil chemistry and syntropic agriculture the steps of the DS were woven. The DS was designed to the target audience of students from the second year of the high school and was built in nine stages that contain activities such as: presentation and discussion on videos and news related to the theme; experimental practices and problem situation resolution; growing vegetables garden at school; collection, organization and presentation of project data. The elaboration of the DS followed the STS teaching structure, since the proposal begins by introducing a social theme, going on to technical-scientific discussions and later returning to the initial question. It was also found that, throughout the main activities proposed in DS, several elements of science, technology and society, as well as their relationship, were inserted. Este trabajo tiene como objetivo presentar una secuencia didáctica (SD) para la enseñanza de la química del suelo basada en el uso del sistema de agricultura sintropica y investigar sus potencialidades para abordar las relaciones entre Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS). Con base en referencias teóricas del enfoque de enseñanza CTS y en conceptos sobre química del suelo y agricultura sintrópica, se tejieron los pasos del SD. El SD ​​fue diseñado para el estudiantes del segundo año de bachillerato y se organizó en nueve etapas que contienen actividades como: presentación y discusión de videos e informes relacionados con la temática; prácticas experimentales y resolución de situaciones de problemas; cultivar verduras en la escuela; recopilación, organización y presentación de datos del proyecto. La elaboración de la SD siguió la estructura docente de la CTS, ya que la propuesta comienza con la introducción de un tema social, pasando a discusiones técnico-científicas y luego volviendo a la pregunta inicial. También se encontró que, a lo largo de las principales actividades propuestas en SD, se insertaron varios elementos de ciencia, tecnología y sociedad, así como sus relaciones. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta de sequência didática (SD) para o ensino de química do solo baseada no uso do sistema de agricultura sintrópica e investigar suas potencialidades para a abordagem das relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS). Com base em referenciais teóricos da abordagem de ensino CTS e em conceitos sobre química dos solos e agricultura sintrópica, teceu-se as etapas da SD. A SD foi elaborada tendo como público-alvo estudantes do segundo ano do ensino médio e foi organizada em nove etapas que contêm atividades como: apresentação e discussão de vídeos e reportagens relacionados ao tema; práticas experimentais e resolução de situação problema; cultivo de hortaliças na escola; coleta, organização e apresentação de dados do projeto. A elaboração da SD seguiu a estrutura de ensino CTS, uma vez que se inicia a proposta por meio da introdução de temática social, seguindo para discussões técnico-científicas e posterior retorno à questão inicial. Verificou-se ainda que, ao longo das principais atividades propostas na SD, vários elementos de ciência, tecnologia e sociedade, bem como suas relações, foram inseridos.

Geostatistics is the main technique used to efficiently determine spatial variability. The objective of this study was to evaluate the applicability of the principles of geostatistics in the use of semivariograms elaborated through parametric monitoring and the assumption automatically made by software in the map preparation of soil chemical attributes. Available phosphorus (P), potassium (K+), calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), base saturation (V%), sulfur (SO42-), and pH were compared from the soil chemical attributes of 60 samples of a Typical Oxisol collected at a 0-20 cm depth and a distance of 300 m between the points. The maps were compared using error matrices and evaluated by the Global Accuracy (GA), Kappa (K), and Tau (T) indexes. The parameterized semivariograms and the automatic software model assumption did not present a high coincidence for the available P and Mg2+, making it necessary to adjust the semivariogram variables in the spatial analysis as a function of the outliers, sum of squares of residuals, coefficient of determination, and cross-validation to better represent the variability of the data and thus avoid distortions of the sample point range that would affect the adequate representativeness of the attributes, which contrasts with the automatic model generated by the software. A geoestatística é uma das principais técnicas utilizadas para determinar a variabilidade espacial dos atributos do solo. O objetivo deste trabalho foi comparar o uso de semivariogramas elaborados através do acompanhamento paramétrico da geoestatística e seu pressuposto modelo realizado automaticamente por software na confecção dos mapas de fertilidade do solo. Foram comparados os mapas dos valores de pH, fósforo (P), potássio (K+), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), enxofre (SO42-) e saturação por bases (V%), provenientes de 60 amostras coletadas de área de Latossolo Vermelho Distrófico coletadas na profundidade 0-20 cm e malha de 300 m de distância entre os pontos. Os mapas foram comparados por matrizes de erro e avaliadas pelos índices Exatidão Global, Kappa e Tau. O uso de semivariogramas parametrizados e seu pressuposto modelo automático do software não apresentaram alta coincidência para os teores de P disponível e Mg2+, sendo necessário ajustes das variáveis dos semivariogramas na análise espacial em função dos outliers, soma dos quadrados dos resíduos, coeficiente de determinação e validação cruzada para melhor representação da variabilidade dos dados e assim, evitar distorções do alcance do ponto amostral para uma boa representatividade dos atributos estudados, o que contraria o modelo automático gerado pelo software.

A construção de usinas hidrelétricas no mundo está fundamentada no aumento da demanda por energia e controle das cheias dos rios. No âmbito nacional são alternativas em função do grande potencial hidrelétrico brasileiro. A UHE Tucuruí está localizada na Bacia Tocantins-Araguaia e a partir do enchimento do reservatório formaram-se mais de 1.100 ilhas, habitadas por cerca de 6.500 pessoas, que tem na maior parte de sua fonte de renda o extrativismo vegetal e criação animal. Dentre estas ilhas, pode se destacar a Ilha de Germoplasma, que é uma área de preservação permanente (APP) e está localizada a 3 km da barragem de Tucuruí. Esta ilha foi criada com intuito de garantir a conservação do material genético vegetal da região alagada pelo barramento. Na ilha de germoplasma, algumas matrizes florestais plantadas nas quadras estão perecendo. Em outras quadras a produtividade das espécies florestais está diminuindo. Essa problemática pode prejudicar a coleta das sementes para produção das mudas e propagação. O objetivo desta pesquisa foi determinar os atributos físicos e químicos do solo e caracterizar a área in situ (PC3), plantio em sombreamento (Q18) e plantio a pleno sol (Q17) área ex situ, da ilha de germoplasma localizada no lago da usina hidrelétrica de Tucuruí. Foram coletadas amostras compostas deformada de 10 a 30 subamostras em cada área nas profundidades de 0– 10cm e 10-20cm. Em seguida, as amostras foram preparadas e analisadas no laboratório de Engenharia Civil da Universidade Federal do Pará no Campus Universitário de Tucuruí. Os resultados dos atributos químicos e físicos dos solos foram submetidos ao teste estatístico Tukey a 5% de probabilidade, Análise de Agrupamento Hierárquico (HCA) e Análise de Componentes Principais (PCA). Os resultados das análises química e física do solo permitiram compreender as características das áreas da ilha de germoplasma. Os maiores teores de cálcio e magnésio foram encontrados na Q17, devido ao manejo realizado no plantio. Além do mais, apresenta elevado intemperismo e baixo teor de matéria orgânica, e por isso, baixa Capacidade de Troca de Cátions. Em relação as áreas de plantio Q17 e Q18, o plantio no sombreamento proporciona as melhores condições para o desenvolvimento das espécies vegetais e manutenção da qualidade do solo, à medida que, apresentou semelhança entre os atributos químicos da área de vegetação natural. A partir dos dados obtidos e da análise estatística observou-se maior semelhança entre as áreas PC3 e Q18. Através dos resultados da Análise de Componentes Principais (PCA) foi possível visualizar a contribuição dos atributos químicos do solo na caracterização das áreas estudadas. Os atributos químicos do solo que mais contribuíram foram: ∆pH (-0,333), Al3+ (-0,332) e pH H2O (0,323), H+ (-0,534), Fe2+ (0,410) e AP (-0,379). A Análise de Componentes Hierárquico (HCA), confirmou os resultados obtidos na Análise de Componentes Principais (PCA). The construction of hydroelectric power plants in the world is based on increasing demand for energy and river flood control. At the national level they are alternatives due to the great Brazilian hydroelectric potential. The Tucuruí Hydro-Power Complex is located in the Tocantins-Araguaia Basin and over 1,100 islands have been formed from the filling of the reservoir, inhabited by some 6,500 people, most of whom have vegetable extraction and animal husbandry as their source of income. Among these islands, one can highlight the Germoplasma Island, which is a permanent preservation area (APP) and is located 3 km from the Tucuruí dam. This island was created in order to guarantee the conservation of the plant genetic material of the region flooded by the dam. On the island of germplasm, some forest matrices planted on the courts are perishing. In other courts the productivity of the forest species is decreasing. This problem can hinder the extraction of seeds for seedling production and propagation. The purpose of this research was to determine the physical and chemical attributes of the soil and characterize the area in situ (PC3), shade planting (Q18) and full sun planting (Q17) ex situ area of the germplasm island located in the lake of the Tucuruí hydroelectric power station. Deformed composite samples were collected from 10 to 30 sub-samples in each area at depths of 0-10cm and 10-20cm. The samples were then prepared and analyzed in the Civil Engineering Laboratory of the Federal University of Pará at the Tucuruí University Campus. The chemical and physical results of the soils were submitted to the Tukey statistical test at 5% probability, Hierarchical Grouping Analysis (HCA) and Principal Component Analysis (PCA). The results of the soil chemical and physical analyses made it possible to understand the characteristics of the germplasm island areas. The highest levels of calcium and magnesium were found in Q17, due to the management performed in the plantation. Moreover, it presents high weathering and low organic matter content, and therefore, low Cation Exchange Capacity. In relation to the Q17 and Q18 planting areas, the shading planting provides the best conditions for the development of plant species and maintenance of soil quality, as it showed similarity between the chemical attributes of the natural vegetation area. From the data obtained and statistical analysis, there was greater similarity between the areas PC3 and Q18. Through the results of the Principal Component Analysis (PCA) it was possible to visualize the contribution of soil chemical attributes in the characterization of the studied areas. The soil chemical attributes that contributed the most were: ∆pH (-0.333), Al3+ (-0.332) and pH H2O (0.323), H+ (-0.534), Fe2+ (0.410) and AP (-0.379). Hierarchical Component Analysis (HCA) confirmed the results obtained in Principal Component Analysis (PCA).

Os organismos que habitam o solo compreendem espécies vegetais, fungos, bactérias, minhocas e insetos, dentre outros que atuam na transformação dos constituintes orgânicos e minerais do solo. Os térmitas são os organismos predominantes e um dos mais importantes para o solo. As plantas também exercem papéis fundamentais nas transformações pedogênicas do solo. Deste modo, o enfoque neste estudo nos organismos térmitas e plantas foram utilizados para predizer possíveis modificações no comportamento do solo e influência nas propriedades físicas, químicas e mineralógicas dos solos. Assim dividimos o trabalho em 3 estudos. O estudo 1 e 2 tem como objetivo geral: Relacionar os materiais utilizados pelos térmitas na construção de termiteiros com os materiais dos solos adjacentes aos mesmos, quanto a composição, características e concentração de minerais, bem como relacionar as propriedades químicas e físicas de ambos os materiais. Já o estudo 3 tem como objetivo geral: Avaliar o impacto na mineralogia do solo causado por mudanças pedoambientais recentes na superfície de um Latossolo do sul do Brasil, determinadas por 30 anos com florestamento de eucalipto e por 30 anos com lavouras anuais, bem como identificar os efeitos das alterações mineralógicas sobre o comportamento físico e químico do solo. Para isso no primeiro estudo as amostras de solos foram coletadas em condição de vegetação natural em camada de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m, em uma distância próxima do termiteiro. Também foram coletadas amostras do termiteiro epígio no meio e topo. Os locais de amostragem foram nos estados do RS, MT, PA, MG e PI. Já o segundo estudo foi no município de Júlio de Castilhos – RS, onde coletaram-se amostras no campo nativo, floresta de eucalipto e lavoura, até 0,6 m de profundidade. Os resultados evidenciam que os térmitas são seletivos quanto ao tamanho de partículas do solo transportadas e importantes atores na retenção e ciclagem de nutrientes e matéria orgânica. E foi possível observar a manutenção química e uma nova reestruturação do solo frente às mudanças pedoambientais recentes no Latossolo Vermelho, determinadas por 30 anos com florestamento de eucalipto e cultivos anuais. The organisms that inhabit the soil include plant species, fungi, bacteria, earthworms and insects, among others that act in the transformation of the organic and mineral constituents of the soil. Termites are the predominant organisms and one of the most important for the soil. Plants also play key roles in pedogenic soil changes. Thus, the focus in this study on termite organisms and plants was used to predict possible changes in soil behavior and influence on physical, chemical and mineralogical properties of soils. So we divided the work into 3 studies. The study 1 and 2 has the general objective: To relate the materials used by termites in the construction of nest with the materials of the soils adjacent to them, regarding the composition, characteristics and concentration of minerals, as well as to relate the chemical and physical properties of both materials. Study 3, on the other hand, aims to: Assess the impact on soil mineralogy caused by recent pedoenvironmental changes on the surface of an Oxisol in southern Brazil, determined for 30 years with eucalyptus forestation and for 30 years with annual crops, as well as identifying the effects of mineralogical changes on the physical and chemical behavior of the soil. For this, in the first study, soil samples were collected in natural vegetation condition in a 0 to 0.20 m and 0.20 to 0.40 m layer, at a distance close to the nest. Samples from the nest were also collected in the middle and top. The sampling locations were in the states of RS, MT, PA, MG and PI. The second study was in the municipality of Júlio de Castilhos - RS, where samples were collected in the native field, eucalyptus forest and crops, up to 0.6 m deep. The results show that the termites are selective as to the size of soil particles transported and important players in the retention and cycling of nutrients and organic matter. And it was possible to observe the chemical maintenance and a new restructuring of the soil in view of the recent pedoenvironmental changes in the Oxisol, determined by 30 years with eucalyptus forestation and annual crops.