Dissertations / Theses: 'Sugarcane Soils'

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Suriadi, Ahmad. "Structural stability and Na-Ca exchange selectivity of soils under sugarcane trash management." Title page, Contents and Abstract only, 2001. http://web4.library.adelaide.edu.au/theses/09ASOM/09asoms961.pdf.

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Oderah, Vincent. "Shear strength behaviour of sugarcane bagasse reinforced soils." Master's thesis, University of Cape Town, 2015. http://hdl.handle.net/11427/20106.

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Abstract:

Sugarcane is considered as the most abundant plant based crop grown in the tropics and part of the temperate climates. Its by-product, sugarcane bagasse, constitutes 30% of the total production. In the past, it was considered as waste material but contemporaries through innovative research projects over the years have found uses for it. Among these projects is soil reinforcement, which provides an alternative application to industrial by-products and natural fibres as a way of reducing their environmental footprints and contributing to sustainable geotechnics. Although bagasse morphological composition contains structural elements ideal for reinforcement and composite materials, it has received little research as a standalone reinforcement material. Because of this, a direct shear test was therefore initiated to establish the usefulness of using sugarcane bagasse as a soil reinforcement material by comparing the extent of shear strength and stiffness response due to its inclusion to unreinforced soil. Three different types of bagasse, fibre, millrun and pith, were added to unreinforced soil in percentage by weight content of 0.3 - 1.7. The bagasse was added to Klipheuwel sand, Cape Flats sand and Kaolin Clay at both dry and moist conditions. In addition, durability studies involving 12 cycles of wetting and drying, and soaking for a period of 14 days were constituted.

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Laurent-Ragavan, Patricia. "Nitrogen biovailability in Mauritian soils under sugarcane cultivation amended with agricultural composts." Diss., University of Pretoria, 2017. http://hdl.handle.net/2263/65904.

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Abstract:

Nitrogen (N) plays a vital role in plant metabolic processes, and may cause severe economic losses in crop production if deficient. When agricultural composts are used to counteract soil impoverishment and supply crop nutrients, it is crucial to understand the dynamics of nitrogenous compounds to optimize N uptake. Five major soil groups of Mauritius were amended with three types of compost, filtercake (FC), poultry litter (PL), and poultry manure-sugarcane thrash (PM), at application rates to supply 140 kg N ha-1in a laboratory incubation experiment over 215 days. In each soil group, only specific types of agricultural composts resulted in a statistically significant (P < 0.05) increase in cumulative N mineralized, relative to the control: PM in the Low Humic Latosol (L), PM and PL in the Humic Latosol (H), PL in the Humic Ferruginous Latosol (F), PL in the Latosolic Reddish Prairie (P) group, and FC and PL in the Latosolic Brown Forest (B) group. In general, the N-NO3- form was dominant in all the treatments across the soil groups. Only in the H soil amended with PM and PL was the N-NH4+ form pre-dominant. The index of N availability, N0k, showed that in control soils, the daily N availability (mg N kg-1 soil day-1) was in the order B (1.242) > H (0.975) > F (0.674) > P (0.637) > L (0.524). The relatively high N availability in the B may explain why sugarcane cultivated in this soil islowly responsive to increments in N fertilizers. Relative to the control soils, FC resulted in a decrease in N availability, mostly due to a relatively slower rate of N mineralization. Poultry litter compost increased daily N availability in all the soil groups. Increased N availability was also noted in all soils amended with PM, except in the P soil. In general, the percentage of organic N mineralization in control soils varied from 2% to 4%. In FC-amended soils, between 2% and 5% of the organic N from soil and compost mineralized. Applied in the weathered soil groups (H, L and F), PM resulted in an appreciable increase in organic N mineralized that varied between 6% and 9%. However, in the immature soil, PM had a relatively mitigated effect, with 1% of total N mineralization in the amended P soil, and 3% in the B soil. Across the soil groups amended with PL, from 4% to 8% of the total soil and compost organic N mineralized.
Dissertation (MSc (Agric))--University of Pretoria, 2017.
Plant Production and Soil Science
MSc (Agric)
Unrestricted

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Gumiere, Thiago. "Spatial and temporal dynamics of the microbial communities in soils cultivated with sugarcane." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09082017-163803/.

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Abstract:

The environmental conditions driving the microbial community dynamics in crop soils remain unclear. Here, we focused on the spatial and temporal dynamics of microbial communities in soils cultivated with sugarcane under different soil managements, during two years. Our work was divided into three essential parts, where i) we discuss ecological models and theories for the microbial exploration in crop soils, arguing that those ecological models, which partitioned the microbial communities, may increase the resolution of the environmental and the microbial interactions; ii) we developed a probabilistic model based on the occurrence frequency of microorganisms across systems identifying the core microbial community. The model is based on the Poisson distribution, and it was tested in four datasets available in the Earth Microbiome Project; iii) we identified the core bacterial and fungal communities across soils cultivated with sugarcane, verifying which abiotic components could drive the composition of groups. We increased the resolution of the environmental and the microbial interactions, showing that the core and the variable microbial communities are driven by distinct abiotic components. We also observed that the core and variable microbial communities harbor distinct potential functionality, as nitrogen fixation being more predicted to the core bacterial commmunity, and nitrification process for the variable bacterial community. Our finds increase the knowledge of microbial dynamics and functionality, helping to reveal and explore the crop system microbiome.
As condições ambientais que podem modular a dinâmica da comunidade microbiana em solos de culturas são pouco conhecidas. O presente trabalho foi dividido em três partes essenciais, onde i) discutiu-se modelos e teorias ecológicas para a exploração microbiana em solo agrícolas, argumentando-se que os modelos ecológicos que particionam as comunidades microbianas, poderiam aumentar a resolução entre interações microbianas e o ambiente, ii) desenvolveu-se um modelo probabilístico baseado na freqüência de ocorrência de microorganismos através de sistema identificando a comunidade microbiana \"core\". O modelo baseou-se na distribuição de Poisson, sendo este testado em quatro conjuntos de dados disponíveis no Projeto \"Earth Microbiome\", e iii) identificou-se as comunidades bacterianas e fúngicas core em solos cultivados com cana-de-açúcar, verificando-se quais componentes abióticos poderiam modular a composição dos grupos. Com isso, elevou-se a resolução das interações ambiental e microbiana, indicando que o core microbiano e as comunidades microbianas variáveis são moduladas por componentes abióticos distintos. Observou-se também que as comunidades core e variável possuem funcionalidade potencial distinta, como fixação de nitrogênio mais predita para o core bacteriano e processo de nitrificação para a comunidade variável de bactérias. Os resultados do presente trabalho elevam o conhecimento da dinâmica e funcionalidade microbiana, ajudando a revelar e explorar o microbioma do sistema de cultivo.

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PANTOJA, JORDAN GIOVANNY NARVAEZ. "STUDY OF THE BIO-CHARCOAL APPLICATION, OBTAINED FROM SUGARCANE BAGASSE, ON THE FREE ALUMINUM RETENTION: A CONTRIBUTION REGARDING ITS USING IN THE SOILS CONDITIONING." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2016. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=30307@1.

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Abstract:

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR
PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO
A imobilização dos contaminantes utilizando carvão vegetal funcionalizado (CVf) ou também chamado biocarvão (BC) em tratamento de água e solo recebe um papel cada vez mais importante e é considerado como uma boa alternativa de remediação. Além disso, atualmente tem se muito em conta a produção do CV, utilizando biomassa, ou subprodutos agrícolas. O biocarvão possui alta capacidade de troca de cátions, grande área de superfície, bem como um grande tamanho de micro poros. Estes fatores geram uma adsorção significativa de metais contaminantes. Deste modo, o CVf desempenha um papel importante no controle de contaminantes ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar amostras de carvão vegetal funcionalizado (CVf) obtido a partir do bagaço da cana, a fim de determinar a retenção de alumínio para a sua possível aplicação em solos contaminados. O projeto foi dividido em etapas. Em primeiro lugar, foi desenvolvido um protocolo para a obtenção de carvão vegetal funcionalizada (CVF). Na segunda parte, foram realizados ensaios de retenção de alumínio em CVf, variando o pH, a quantidade de CVF e da concentração de metal. A partir de esta avaliação, determinou-se as condições ideais para a máxima remoção de metal em solução aquosa, sendo pH 5, tempo de 6 hr e concentração de CVf de 10 mg/l, para depois estudar sua possível aplicação no condicionamento do solo. Foram realizadas análises químicas e complementares das amostras do CVf, tais como MEV/EDS, Infravermelho (FTIR) e espectrofotometria de absorção atômica para caracterizar o produto. O comportamento do fenômeno de adsorção foi demonstrado testando os modelos de Langmuir e Freundlich. Os resultados da caracterização e processo adsortivo, foram similares aos relatados na literatura, e os dados de adsorção se acoplaram o modelo de Freunlinch. Como esperado, na interação do material obtido e o solo, a capacidade de adsorção do alumínio, e a CTC e pH, aumenta com o acréscimo da concentração de CVF assim como a quantidade de alumínio retido, concluindo que o CVF é uma boa opção como condicionador de solo, especialmente em solos ácidos para remoção de alumínio livre.
The Immobilization of contaminants using functionalized charcoal (CVf), or also called biochar (BC) in water and soil treatment gets an increasingly important role and it is considered as a good alternative of remediation. In addition, currently it has taken account the CVf production, using biomass, or agricultural by-products. The biochar has a High cation exchange capacity (CEC), large surface area as well as a big micropores size. These factor will generate a significant adsorption of contaminating metals. Thus, the CVf plays an important role in the control of contaminants. The objective of this work is to evaluate samples of functionalized Biochar (CVf) which was obtained from the sugarcane bagasse in order to determine the aluminum retention for its possible applicability in contaminated soil. The project was divided into stages. Firstly, it was developed a protocol in order to obtain functionalized charcoal (CVf). In the second part, aluminium adsorption test were carried out in CVf, varying the pH, amount of sorbent and metal concentration. Finally, it was determined the optimum conditions for the maximum metal removal on liquid media, being pH 5, time of 4 hr, and CVf concentration of 10 mg/l, following its possible application in the soil conditioning. It was necessary to carry out chemical and complementary analysis of the samples such as SEM-EDS, infrared (FTIR), and atomic absorption spectrophotometry to characterize the product. The behavior of the adsorption phenomenon was demonstrated by testing the Langmuir and Freundlich models. The results of the characterization and adsorption process were similar to those reported in the literature, and the adsorption data were coupled to the Freunlinch model. As expected, in the interaction of the material obtained and the soil, the CEC and pH, increases with the increase of CVf concentration as well as the amount of aluminum retained, concluding that functionalized charcoal (CVf) is a good option for soil conditioner, especially in acid soils for free aluminum removal.

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Braga, Daniely Formiga. "Sorção, dessorção e lixiviação do sulfentrazone em solos da região canavieira do nordeste Brasileiro." Universidade Federal Rural do Semi-Árido, 2014. http://bdtd.ufersa.edu.br:80/tede/handle/tede/166.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielyFB_TESE.pdf: 1402093 bytes, checksum: 59bc334c392f5b839e6f8198798a7e22 (MD5) Previous issue date: 2014-12-16
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Knowledge of the factors related to the dynamics of herbicides in the environment is of fundamental importance to predict the behavior of herbicides in different soil types and selection of appropriate doses and to avoid harmful effects to the environment and subsequent crops. Three experiments were conducted in order to analyze the dynamics of sulfentrazone in five soils of sugarcane areas of the Brazilian Northeast: Quartzipsamment (Peter Old-RN), Cambisol (Quixeré-CE); Oxisol (Coastal Plains - Maceió-AL), Red-Yellow Ultisol (Coastal Plains - Maceió-AL) and an Epiaquic Haplustult (floodplain - Maceió-AL). The first experiment aimed to characterize chemically, physically and mineralogically the topsoil of different soil classes. The characterization of soil attributes allowed to observe that areas with cane sugar cultivation vary depending mainly physical attributes, with soils of different textural classes and chemical attributes, highlighted with total Organic Carbon content and P available. Regarding the mineralogy, it was observed that the sugarcane areas are installed from young soils with predominance of 2: 1 clay soils to more developed with the presence of kaolinite, gibbsite and iron oxides. The second experiment aimed to evaluate the sorption and desorption of sulfentrazone in the five soils mentioned above was conducted in laboratory conditions. Freundlich equation was adjusted to obtain the sorption coefficients, Kf (sorption capacity) and 1 / n (intensity sorption). It was observed that the soils have different behavior in relation to sulfentrazone sorption potential. Based on the results of this second study, we concluded that the increasing order of sorption was: Argisol (Kf = 8.74)> Oxisol (Kf = 8.23)> Quartzipsamment (Kf = 7.50)> Inceptisol (Kf = 6 98)> Gleysol (Kf = 6.67); while desorption decreased in the following order: Argisol Oxisol (35 cm)> Argisol (20 cm) = Inceptisol (20 cm) = Gleysol (20 cm). Before making the recommendation of sulfentrazone, we must know the chemical, physical and mineralogical characteristics of soils and their interactions with the herbicide, in order to ensure technical efficiency and environmental sustainability
O conhecimento dos fatores relacionados à dinâmica de herbicidas no ambiente é de fundamental importância para prever o comportamento de herbicidas nas diferentes classes de solo e para seleção de dosagens adequadas, bem como para evitar efeitos prejudiciais ao ambiente e às culturas subsequentes. Foram conduzidos três experimentos, visando a analisar a dinâmica do herbicida sulfentrazone em cinco solos de regiões canavieiras do Nordeste brasileiro: Neossolo Quartzarênico (Pedro Velho-RN), Cambissolo Háplico (Quixeré-CE); Latossolo Vermelho-Amarelo (Tabuleiros Costeiros - Maceió-AL), Argissolo Vermelho-Amarelo (Tabuleiros Costeiros - Maceió-AL) e um Gleissolo Háplico (várzea - Maceió-AL). O primeiro experimento objetivou caracterizar química, física e mineralogicamente a camada arável de diferentes classes de solos. A caracterização dos atributos dos solos permitiu observar que as áreas com cultivo de cana-de-açúcar variam em função principalmente dos atributos físicos, com solos de diferentes classes texturais e atributos químicos, tendo destaque o teor de Carbono Orgânico total e P disponível. Em relação à mineralogia, foi possível observar que as áreas canavieiras são instaladas desde solos jovens com predomínio de argilominerais 2:1 até solos mais desenvolvidos com presença de caulinitas, gibsita e óxidos de ferro. O segundo experimento, com objetivo de avaliar a sorção e a dessorção do sulfentrazone nos cinco solos anteriormente mencionados foi conduzido em condições de laboratório. Foram ajustadas equações de Freundlich para obtenção dos coeficientes de sorção, Kf (capacidade de sorção) e 1/n (intensidade de sorção). Observou-se que os solos estudados apresentam comportamento diferenciado em relação ao potencial de sorção do sulfentrazone. Com base nos resultados deste segundo trabalho, conclui-se que a ordem crescente de sorção foi: Argissolo (Kf = 8,74) > Latossolo (Kf = 8,23) > Neossolo Quartzarênico (Kf = 7,50) > Cambissolo (Kf = 6,98) > Gleissolo (Kf = 6,67); ao passo que a dessorção decresceu na seguinte ordem: Argissolo < Gleissolo < Neossolo Quartzarênico < Cambissolo < Latossolo. O terceiro trabalho propôs avaliar a lixiviação do herbicida sulfentrazone nos referidos solos por meio de bioensaios e cromatografia líquida de alta resolução. Baseado nos resultados, conclui-se que a mobilidade do sulfentrazone nos solos é influenciada pelas suas características químicas, físicas e mineralógicas, apresentando a seguinte sequência de potencial de lixiviação: Neossolo Quartzarênico (45 cm) > Latossolo (35 cm) > Argissolo (20 cm) = Cambissolo (20 cm) = Gleissolo (20 cm). Antes de fazer recomendação do sulfentrazone, é necessário conhecer as características químicas, físicas e mineralógicas dos solos e suas interações com o herbicida, no intuito de garantir eficiência técnica e sustentabilidade ambiental

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Mello, Francisco Fujita de Castro. "Estoques de carbono do solo na mudança de uso da terra para o cultivo de cana-de-açúcar na região Centro Sul do Brasil." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-04092013-142011/.

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Abstract:

O Brasil se destaca como o maior produtor de cana-de-açúcar do planeta. Como resultado do aumento da demanda de açúcar e etanol, cerca de 4 milhões de hectares foram convertidos em áreas de cana-de-açúcar nos últimos 10 anos. Espera-se que outros 6 milhões de hectares sejam convertidos nos próximos 10 a 20 anos para suprir a demanda nacional de derivados dessa cultura. Estas modificações podem ocasionar a emissão de gases do efeito estufa, resultantes principalmente da decomposição da matéria orgânica do solo, o que pode levar a dívida de carbono. Por outro lado, a substituição de áreas degradadas pelo cultivo da cana-de-açúcar pode acarretar no incremento dos estoques de carbono dos solos promovendo o sequestro de carbono. O principal objetivo foi proceder a metodologia proposta pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) da Organização das Nações Unidas para avaliar o impacto ocasionado pela expansão do cultivo da cana-de-açúcar sobre a matéria orgânica do solo e seu resultado em emissão de CO2 ou em sequestro de carbono. O total de 142 situações de campo foram avaliadas na região Centro Sul do Brasil, onde a cana-de-açúcar vem substituindo outros usos da terra gerando o total de 6318 amostras de solo que foram analisadas considerando as três principais conversões existentes para cana-de-açúcar no país: i) Cerrado; ii) Pastagens e iii) Áreas de cultivo anual. Os resultados obtidos indicam o decréscimo dos estoques de carbono dos solos quando o cultivo de cana-de-açúcar substitui o cerrado e áreas de pastagens, e promove o incremento quando áreas de culturas anuais são substituídas. Os fatores de mudança de uso da terra referente ao período de 20 anos após a conversão de cerrado para cana-de-açúcar referente às camadas 0-30 cm, 0-50 cm e 0-100 foram respectivamente 0,79 (±0,04), 0,86 (±0,04) e 0,94 (±0,04). Para a conversão de pastagens para o cultivo de cana-de-açúcar, os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 0,91 (±0,04), 0,94 (±0,04) e 0,98 (±0,04), e para a conversão de áreas de cultivo anual os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 1,20 (±0,18), 1,20 (±0,18) e 1,21 (±0,18). O período de compensação da dívida de carbono gerada foi estimado entre 3,5 a 6,3 anos considerando a substituição de cerrado, 1 a 2 anos para áreas convertidas de pastagens e zero para áreas oriundas de cultivo anual, onde não foi observada dívida de carbono. Espera-se que os resultados gerados por este trabalho de pesquisa possam subsidiar os tomadores de decisão como forma de desenvolver políticas apropriadas para a expansão do cultivo da cana de açúcar na região Centro Sul do Brasil promovendo desenvolvimento com baixo impacto ao meio ambiente
Brazil figures as the major sugarcane producer in the world and as result of increasingly demand for sugar and ethanol about 4 millions of hectares were converted into sugarcane systems on last 10 years and others 6 millions of hectares are expected to be converted in next 10 to 20 years. This modification can increase greenhouse gas emissions as result of soil organic matter decomposition and lead to a carbon debt. The aim of this research paper was to perform the IPCC\'s Tier 2 approach to evaluate the impact of sugarcane expansion over the soil organic matter, and their results in CO2 emissions or soil carbon sequestration. A total of 142 field situations were studied in South-Central Brazil where sugarcane substituted other land uses, providing 79 comparison pairs and 6,318 soil samples that were analyzed considering three major conversions to sugarcane: i) Cerrado (Brazilian savannah); ii) Pastures; iii) Annual Cropland (maize or soybean). Our results indicate the decrease of soil carbon stocks when sugarcane overcomes cerrado and pastures, and an increase when annual cropland is replaced. The land use change impact factors after 20 years of conversion from cerrado to sugarcane for 0-30 cm, 0-50 cm and 0-100 cm layers were respectively 0.79 (±0.04), 0.86 (±0.04) and 0.94 (±0.04). For sugarcane replacing pastures the impact factors were 0.91 (±0.04), 0.94 (±0.04) and 0.98 (±0.04), and for the conversion from annual agriculture impact factors were 1.20 (±0.18), 1.20 (±0.18) and 1.21 (±0.18). The repay time for the carbon debt was estimated in 3.5 to 6.3 years considering the substitution of cerrado, 1 to 2 years for areas coming from pastures and zero for areas coming from cropland, where no carbon debt was found. We expect that results of this research paper can subsidize appropriate policies for sugarcane expansion in South-Central Brazil, promoting development with a lower environmental impact

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Gmach, Maria Regina. "Sugarcane straw removal from the soil surface: effects on soil soluble products." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-18012019-174951/.

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Abstract:

The interest in using sugarcane straw as a feedstock for bioenergy production has been increased considerably. However, indiscriminate straw removal may negatively affect soil functioning. Therefore, this work aimed to quantify and characterize soil solution translocating along the profile, under straw removal rates from the soil surface. Lysimeter systems were built with 1, 20, 50, and 100 cm soil columns, with a sandy clay loam texture, from a commercial sugarcane field in Piracicaba-SP, southeastern Brazil. The experiment was conducted in open area, where the lysimeters were subjected to rainfall and sun radiation. After the soil stabilization within the lysimeters, the treatments were added, consisting of four straw amounts (0, 3, 6, and 12 Mg ha-1), representing straw removal rates of 100 (bare soil), 75, 50, and 0%, respectively. After one year of the first straw addition, the same straw amounts were added again simulating the second harvest. Drained solution was collected and quantified by 17 months and soil moisture was determined over a period of two months using sensors. Dissolved organic carbon (DOC) concentration was measured in automatic analyzer. The soil solution and straw solution, made in water infusion, were characterized in High performance liquid chromatography (HPLC) to verify the presence of toxic compounds. After that, straw and soil solution were used in tests with soybean seed to evaluate the effects in plant germination and initial growth. At the end of the experiment, soil bulk density and soil organic carbon (SOC) analyses were performed. Remaining straw was weight before the new addition, and weight again at the end to determine the decomposition rates. The accumulated volume of solution drained was 30, 11 and 4% lower under 100, 75 and 50% removal rates compared to no removal. Bare soil stored less water, indicating susceptibility to lose water by evaporation. Simulation showed that 100% and 75% removal can induce longer periods of water restriction, which impair sugarcane growth. The DOC production on topsoil was higher in no straw removal; the retention was higher in 1 to 20 cm in no removal and higher in 20 to 50 cm in 50 and 75% removal rates. Bare soil released more DOC below 01 cm indicating a possible C loss. Below 100 cm DOC leachate was quite similar in all treatments, what shows a higher C retention and small C loss even in higher DOC production. Even with differences in DOC retention, increases in C stock below 5 cm were not noticed. We found many phenolic compounds in the straw solution, not found in the soil solution, indicating that in natural conditions straw does not release toxic compounds into soil solution. Plant growth was negatively affected by straw solution, but not by soil solution. Our findings suggest that the medium straw maintenance prevents variations and loss on soil water content. Higher straw amount increases DOC production, which likely alters its composition and subsequent retention in soil. Carbon stock did not increase in the soil subsurface, but probably will in the long-term. The higher straw removal, proportionally, the higher the C losses in the form of CO2 and DOC, consequently the lower soil C retention. More straw on soil surface release more C amounts to the soil, retained or translocated with soil water, may be stored in deeper soil layers. Higher water percolation in the soil profile does not mean higher C losses by leaching in deeper soil. This study has the practical objective of finding an amount of straw to be maintained in the field that ensures the C storage and the better soil functioning, and also supply feedstock for bioenergy production.
O interesse no uso da palha de cana-de-açúcar como matéria-prima para a produção de bioenergia vem crescendo consideravelmente. No entanto, a remoção excessiva da palha pode afetar negativamente o funcionamento do solo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi quantificar e caracterizar a solução ao longo do perfil sob níveis de remoção de palha da superfície do solo. Para isso, foi construído um sistema de lisímetros com colunas de 1, 20, 50 e 100 cm de solo, de textura franco argilo arenosa, proveniente de área comercial de cana-de-açúcar em Piracicaba-SP, Brasil. O experimento foi conduzido em área aberta, sujeito a precipitação e luz natural. Depois da estabilização do solo dentro dos tubos, foram adicionados os seguintes tratamentos: 0, 3, 6 e 12 Mg ha-1 de massa seca, representando 100 (solo nu), 75, 50 e 0% de intensidade de remoção de palha, respectivamente, sendo adicionados novamente após um ano. A solução percolada foi coletada e quantificada por 17 meses, a umidade do solo foi determinada por dois meses usando sensores. A concentração de carbono orgânico dissolvido (COD) foi mensurada com analisador automático. A solução do solo e solução da palha, feita por infusão em água, foram caracterizadas em HPLC para verificar a presença de compostos tóxicos. Posteriormente, as soluções da palha e solo foram usadas em testes de sementes de soja para avaliar os efeitos na germinação e crescimento inicial. Ao final do experimento, foram realizadas análises de densidade do solo e carbono orgânica do solo (COS). A palha remanescente foi pesada após um ano, anterior a nova adição, e pesada novamente ao final do experimento, para determinar a taxa de decomposição. O volume de solução percolado foi 30, 11 e 4% menor em 100, 75 e 50% do que em 0% de remoção, respectivamente. O solo descoberto armazenou menos água, indicando susceptibilidade à perda de água por evaporação. A simulação mostrou que 100 e 75% de remoção induzem longos períodos de restrição hídrica, que pode prejudicar o crescimento da planta. A produção de COD na camada superficial foi maior no solo sem remoção; a retenção foi maior de 1 a 20 cm em solo sem remoção, e maior em 20 a 50 cm em 50 e 75% de remoção. O solo descoberto liberou mais COD em de 20 cm do que em superfície, indicando perda de C. Abaixo de 100 cm, o COD lixiviado foi similar nos tratamentos, indicando grande retenção de C e pequenas perdas por lixiviação, mesmo em alta produção de COD. Mesmo com diferenças na retenção de COD, não foi identificado aumento no estoque de C abaixo de 5 cm. Foram encontrados compostos fenólicos na solução da palha, não encontrados na solução do solo, indicando que em condições naturais a palha não libera quantidades significativas de compostos tóxicos na solução do solo. O crescimento de plantas foi negativamente afetado pela solução da palha, mas não pela solução do solo. Nossos resultados sugerem que a manutenção de quantidade média de palha previne perdas e variação no conteúdo de água do solo. Maior quantidade de palha aumenta a produção de COD, que provavelmente altera sua composição, alterando a retenção no solo. O estoque de C não aumentou consideravelmente em subsuperfície, mas muito provavelmente aumentará em escala de tempo maior. Quanto maior a remoção de palha, proporcionalmente maior as taxas de C liberadas na forma de CO2 e COD em subsuperfície, consequentemente, menor a retenção de C no solo. Maiores quantidades de palha na superfície liberam mais C para o solo, retido ou translocado com a água, podendo ser estocado em maiores profundidades do solo. Maior percolação de água no solo não significa maiores perdas de C por lixiviação em profundidade.

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Satiro, Lucas Santos. "Crop prediction and soil response to sugarcane straw removal." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-03052018-171843/.

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Abstract:

Concerns about global warming and climate change have triggered a growing demand for renewable energy. In this scenario, the interest in using sugarcane straw as raw material for energy production has increased. However, straw plays an important role in maintaining soil quality. In addition, uncertainties as to produced straw amount and the straw removal impact on the stalk yield have raised doubts as to the use this raw material. In this sense, the objective this study was evaluate the short-term (2-year) the sugarcane straw removal impacts on soil and yield modeling of sugarcane stalk and straw, using soil attributes of different layers. Two experiments were carried out in São Paulo state, Brazil: one at Capivari (sandy clay loam soil) and another at Valparaíso (sandy loam soil). We have tested five rates of straw removal (i.e., equivalent to 0, 25, 50, 75 and 100 %). Soil samples were taken from 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm layers to analyze pH, total C and N, P, K, Ca, Mg, bulk density and soil penetration resistance. Plant samples were collected to determine the straw and stalk yield. The impacts caused by straw removal differed between the areas, however, they concentrated on the more soil superficial layer. In sandy clay loam soil, straw removal led to organic carbon depletion and soil compaction, while in the sandy loam soil the chemical attributes (i.e. Ca and Mg contents) were the most impacted. In general, the results suggest that straw removal causes reduction more significant in soil quality for the sandy clay loam soil. The results indicate the possibility to remove about half-straw amount deposited on soil\'s surface (8.7 Mg ha-1 straw remaining) without causing severe implications on the quality of this soil. In contrast, although any amount of straw was sufficient to cause alterations the quality of the sandy loam soil, these impacts were less intense and are not magnified with the increase of straw removal. It was possible to model sugarcane straw and stalk yield using soil attributes. The 0-20 cm layer was the most important layer in the stalk yield definition, whereas the 0-5 cm layer, which the impacts caused by the straw removal were concentrated, was less important. Thus, we noticed that impacts caused to soil by straw removal have little influence on crop productivity. Straw prediction has proved more complex and possibly requires additional information (e.g crop and climate information) for good results to be obtained. Overall, the results suggest that the planned removal of straw for energy purposes can occur in a sustainable way, but should take into account site conditions, e.g soil properties. However, long-term research with different approaches is still necessary, both to follow up and confirm our results, and to develop ways to reduce damage caused by this activity.
Preocupações acerca do aquecimento global e mudanças climáticas tem provocado uma crescente demanda por energias renováveis. Nesse cenário, tem aumentado o interesse em utilizar a palha de cana-de-açúcar como matéria prima para produção de energia. Contudo, a palha desempenha importante papel na manutenção da qualidade do solo. Aliado a isso, incertezas quanto a quantidade de palha produzida e o impacto da remoção da palha na produção de colmos tem levantado duvidas quanto ao uso dessa matéria prima. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar a curto prazo (2 anos) os impactos da remoção da palha de cana-de-açucar no solo, e modelar a produção de palha e colmo de cana-de-açucar utilizando atributos do solo de diferentes camadas. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos nos municípios de Capivari (solo de textura média) e Valparaíso (solo de textura arenosa), estado de São Paulo, Brasil. Foram testados cinco taxas de remoção de palha (i.e., equivalentes a 0, 25, 50, 75 e 100 %). Amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-2,5, 2,5-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade para determinação de C, N, pH, P, K, Ca, Mg, densidade do solo e resistência do solo a penetração. Amostras de planta foram coletadas para determinar a produção de colmo e palha. Os impactos causados pela remoção da palha diferiu entre as áreas, no entato, se concentraram na camada mais superficial do solo. No solo de textura média a remoção da palha levou a depleção do carbono orgânico e a compactação do solo, enquanto que, no solo de textura arenosa os atributos químicos (i.e teores de Ca e Mg) foram os mais impactados. Os resultados indicam a possibilidade de remover cerca de metade da quantidade de palha depositada sobre o solo (8.7 Mg ha-1 palha remanecente) sem causar graves implicações na qualidade deste solo. Em contraste, no solo de textura arenosa, qualquer quantidade de palha foi suficiente para causar alterações na qualidade do solo, contudo, essas alterações foram menos intensas e não aumentaram com as taxas de remoção da palha. Foi possível modelar a produção de colmo e palha de cana-de-açucar utilizando atributos do solo. A camada 0-20 cm foi a mais importante na definição da produção de colmos, ao passo que a camada 0-5 cm, camada em que se concentra os impactos causados pela remoção da palha, foi menos importante. Assim, notamos que os impactos causados ao solo pela remoção da palha tem pouca influencia na produtividade da cultura. A predição da palha se mostrou mais complexa e possivelmente requer informações adicionas (e.g informações da cultivar e de clima) para que bons resultados sejam obtidos. No geral, os resultados sugerem que a remoção planejada da palha para fins energéticos pode ocorre de maneira susutentável, porém deve levar em conta condições locais, e.g propriedades do solo. Contudo, pesquisas de longo prazo com diferentes abordagens ainda são necessárias, tanto para acompanhar e confirmar nossos resultados, como para desenvolver soluções que atenuem os danos causados por esta atividade.

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Luo, Yigang. "Soil-P dynamics and sugarcane responses in Everglades Histosols." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2004. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0005422.

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Torres, Montesinos Sergio Feliciano, and Alarcon Jacques Yitzhak Landa. "Mejoramiento de suelos arcillosos en subrasante mediante el uso de cenizas volantes de bagazo de caña de azúcar y cal en el tramo de la carretera Tingo María - Monzón en la provincia de Leoncio Prado." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2020. http://hdl.handle.net/10757/653977.

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Abstract:

El presente trabajo de investigación tiene como fin determinar el porcentaje optimo del uso del material estabilizante, compuesto por la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA), y cal, con un enfoque económico y efectividad de uso en tanto a mejora del porcentaje de CBR de la subrasante clasificada como pobre o inadecuada. Dentro del marco de desarrollo del trabajo se encuentra el estudio de la influencia de la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA) en el suelo natural, del mismo modo que la cal; esto para entender los cambios en las propiedades físicas y mecánicas de la mezcla. El suelo en estudio es un suelo arcilloso de baja plasticidad según SUCS, y según AASHTO un A-6(8); este mezclado con 5%, 15% y 25% de Material Estabilizante respecto a la masa seca, con combinaciones, 100% CBCA, 75%CBCA y 25%Cal, 50%CBCA y 50%Cal, 100%Cal. Todas las Combinaciones especificadas se ensayaron para Proctor y CBR, y luego se analizaron cada uno de los resultados mediante un diagrama de Líneas para los dos ensayos. La proporción de material estabilizante es el 5% respecto a la masa seca de arcilla que presenta la mejora eficiente e inmediata el CBR, aumentando en un 110.81% respecto a la del suelo natural, y la densidad, aumentando en 54.7% respecto al suelo natural. Este porcentaje está compuesto por la combinación parcial de 50% de Cal y 50% de CBCA seleccionada con fines económicos, con la reducción de aplicación de cal.
The aim of this research work is to use agroindustry’s wastes in conjunction with traditional stabilizers, such as lime, to solve the problem of unpaved roads with poor or inadequate subgrade according to their CBR value. The fundamental objective of this research work was to study the influence of Sugar Cane Bagasse Ash (CBCA) in conjunction with Lime to enhancement the mechanical properties of low plasticity clay soils, according to AASHTO a A-6 (8) sub group’s soil. Likewise, some tests that were carried out in the research were the AASHTO standard compaction tests and CBR, to compare the natural soil sample and the global combinations 5%, 15% and 25% of Stabilizing Material applied to the natural soil, containing each of these the next four proportions (100% CBCA, 75% CBCA and 25% Cal, 50% CBCA and 50% Cal, 100% Cal). Among the most noteworthy results were soil improvements in compaction and CBR characteristics, reducing the incidence of Lime by 50%. The proportion of stabilizing material that presents the immediate and efficient enhancement is obtained with 5% Stabilizing Material, respect to the clay’s dry mass; with a partial combination of 50% of Lime and 50% of CBCA, increasing the CBR by 110.81% with respect to the natural soil’s CBR.
Tesis

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Bicalho, Elton da Silva. "Soil greenhouse gas emissions and their relations to soil attributes in a sugarcane area /." Jaboticabal, 2016. http://hdl.handle.net/11449/135903.

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Abstract:

Orientador: Newton La Scala Júnior
Abstract: The production of the main soil greenhouse gases (GHG: CO2, CH4 and N2O) is influenced by agricultural practices that causes changes in soil phys¬ical, chemical and biological attributes, directly affecting their emission to the atmos¬phere. The aim of this study was to investigate the infield soil CO2 emissions (FCO2) and the soil CO2, CH4 and N2O production potentials (PCO2, PCH4 and PN2O, respec¬tively) in laboratory conditions, and their relationship to soil attributes in a mechanically harvested sugarcane area. The experimental area consisted of a 50 × 50-m radially symmetrical grid containing 133 points spaced at minimum distances of 0.5 m in the center of the sample grid. It was carried out eight evaluations of FCO2, soil temperature and soil moisture over a period of 19 days. Soil physical and chemical attributes were determined by sampling at a depth of 0-10 cm. The quantification of PCO2, PCH4 and PN2O consisted of laboratory incubation and determination of gas concentration by gas chromatography. FCO2 presented an infield average emission value of 1.19 µmol CO2 m−2 s−1, while GHG production in laboratory was 2.34 µg C-CO2 g−1 d−1 and 0.20 ng N-N2O g−1 d−1 for PCO2 and PN2O, respectively. No significant production or oxidation was observed for CH4. The factor analysis showed the formation of two independent processes that explained almost 72% of the total variance observed in the data. The first process was related to the transport of FCO2 and its relation to soil p... (Complete abstract click electronic access below)
Resumo: A produção dos principais gases de efeito estufa (GEE: CO2, CH4 e N2O) é influenciada por práticas agrícolas que causam alterações nos atributos físi¬cos, químicos e biológicos do solo, afetando diretamente sua emissão para a atmos¬fera. O objetivo deste estudo foi investigar a emissão de CO2 do solo (FCO2) em con¬dições de campo e a produção potencial de CO2, CH4 e N2O do solo (PCO2, PCH4 e PN2O, respectivamente) em condições de laboratório, além de suas relações com os atributos do solo em uma área de cana-de-açúcar colhida mecanicamente. A área experimental constituiu-se de um gradeado simétrico radialmente de 50 × 50 m con-tendo 133 pontos espaçados em distâncias mínimas de 0,5 m no centro da malha amostral. Foram conduzidas oito avaliações para FCO2, temperatura e umidade do solo durante um período de 19 dias. Os atributos físicos e químicos do solo foram determinados por meio de amostragem na profundidade de 0-10 cm. A quantificação de PCO2, PCH4 e PN2O consistiu de incubação em laboratório e determinação da con¬centração dos gases por meio de cromatografia gasosa. FCO2 apresentou um valor de emissão média de 1,19 µmol CO2 m−2 s−1, enquanto a produção de GEE em laborató¬rio foi de 2,34 µg C-CO2 g−1 d−1 e 0,20 ng N-N2O g−1 d−1 respectivamente para PCO2 e PN2O. Não foi observada produção ou oxidação significativa de CH4. A análise de fatores mostrou a formação de dois processos independentes que explicaram quase 72% da variância total observada nos dados. O primeiro proce... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Doutor

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Olaya, Adriana Marcela Silva. "Soil organic carbon dynamics in sugarcane crop in south-central Brazil." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-12082014-144101/.

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Abstract:

Sugarcane cropping is an important component of the Brazil´s economy. As the main feedstock used to produce ethanol, the area occupied with this crop has meaningfully increased in the last years and continues to expand in order to attend to the national and international demand of this biofuel. Despite that it has been demonstrated that land-use transition into sugarcane can negatively impact the soil carbon (C) dynamics, little is known about the effect of those land use changes (LUC) processes on the distribution of soil organic carbon (SOC) within particle-size classes, and how management practices in sugarcane can contribute to the C restoration. In this sense the main objective of this study was to evaluate through a modelling application the SOC dynamics in the sugarcane crop in response to LUC and different management scenarios. For a better understanding of LUC impact on C content in both particulate organic matter and mineral-associated fraction, we performed physical soil C fractionation in 34 study areas involving the three major land-use systems affected by sugarcane expansion. Also, biometric measurements were executed in sugarcane plant and ratoon crop in order to use those data in the model parameterization as well as to recalculate the payback time of the C debt through C conversion ratio reported in the literature. Finally, we parameterized and validate the CENTURY ecosystem model for sugarcane, pastures and annual cropland by using a data-set previously collected by the Laboratório de Biogeoquímica Ambiental (CENA-USP); then different scenarios of sugarcane management were simulated: i) SC1 - Green harvesting; ii) SC2 - Green harvesting plus organic amendments and iii) Green harvesting + low N inputs. Our results showed that the C content depletion for conversion from native vegetation and pastures to sugarcane is caused by C losses in the labile fraction (37%) as wells as in the stabilized pool associated to the mineral fraction (30%). Above and belowground biomass quantification indicated a total sugarcane carbon inputs ranging from 29.6 Mg C ha-1 to 30.6 Mg C ha-1. Considering a C retention rate of 13% we estimated net carbon changes of 0.58 to 0.6 Mg C ha-1 year-1, which contribute to reduce the payback times for sugarcane biofuel carbon debts in 3.3 and 1.2 years for Cerrado wooded and pasture conversions into sugarcane respectively. The modelling study supported the Century model as a tool to access the SOC dynamics following land-use conversion and different soil management in in sugarcane. Long-term simulations suggested that changes in the sugarcane harvest from burning to green harvesting increase the soil C stock in an average of 0.21 Mg ha-1 year-1; however the potential of C accumulation is still higher when organic amendments as vinasse and filter cake are add to the soil, with mean values varying between 0.34 and 0.37 Mg ha-1 year-1 in SC2 and SC1 respectively. By analyzing the SOC dynamic at each scenario simulated, we estimated a time span of 17 and 24 years for soil C restoration in clay and sandy soils under pastures with priority suitability (SC3). The number of years was projected to be higher in clay soils with regular suitability (40 years).
A cultura da cana-de-açúcar é uma comodity importante para a economia no Brasil. Como a principal matéria prima para a produção de etanol, a área plantada com esta cultura tem incrementado significativamente nos últimos anos e a tendência é de continuar se expandindo para atender a demanda nacional e internacional deste biocombustível. Embora tenha sido demostrado que a mudança de uso da terra (MUT) para cana-de-açúcar pode afetar negativamente a dinâmica do carbono (C) no solo, há pouca informação disponível acerca do impacto dessa MUT na distribuição do C nas frações da matéria orgânica do solo, e como as praticas de manejo da cana-de-açúcar podem contribuir para o acumulo de C no solo. Nesse contexto o principal objetivo desta pesquisa foi avaliar, através da modelagem matemática, a dinâmica do carbono orgânico do solo (COS) na cultura da cana-de-açúcar em resposta a mudança de uso da terra e diferentes cenários de manejo agrícola. Fracionamento físico para separar o C associado à matéria orgânica partícula (POM) do C ligado à fração mineral do solo (<53 um) foi realizado em amostras de solo de 34 áreas de estudo envolvendo os três principais sistemas de uso da terra afetados pela expansão da cana-de-açúcar. Adicionalmente, foram realizadas avaliações biométricas da cana-de-açúcar (cana planta e soca) que objetivaram a parametrização do modelo matemático assim como recalcular o tempo de reposição do debito de C gerado. Finalmente, o modelo CENTURY foi parametrizado e devidamente validado, para posteriormente proceder à simulação de diferentes cenários futuros de manejo da cana de açúcar: i) SC1 - Colheita de cana crua (sem queima); ii) SC2 - Colheita de cana crua e adição de adubos orgânicos (vinhaça e torta de filtro); iii) Colheita de cana crua e redução da adubação nitrogenada. Os resultados indicaram que a redução do conteúdo de C devido à conversão de vegetação nativa e pastagem para cana-de-açúcar foi causada pela perda de C tanto na fração lábil (37%) quanto na fração mais estável associada a fração mineral do solo (30%). A quantificação da biomassa aérea e radicular indicou entradas de C variando de 29,6 Mg C ha-1 a 30,6 Mg C ha-1, os quais resultariam em uma taxa de acumulo liquido de 0,58 a 0,6 Mg C ha-1 ano-1, que quando considerado contribui a redução do \"payback time\" do debito de C do etanol causado pela conversão de Cerrado e pastagem em 3,3 e 2 anos respectivamente. Os resultados obtidos no estudo de modelagem matemática suportaram o uso do modelo CENTURY como uma ferramenta para avaliar a influencia da MUT e das práticas de manejo na dinâmica do COS. As simulações em longo prazo sugeriram que a supressão da queima na colheita incrementa o estoque de C em 0,21 Mg ha-1 ano-1. No entanto o potencial de acúmulo de C é ainda maior quando adubação orgânica é realizada, com valores entre 0,34 e 0,37 Mg ha-1 ano-1 respectivamente. A análise da dinâmica do COS em cada cenário de manejo simulado permitiu estimar o tempo médio de recuperação do C do solo perdido pela MUT em áreas de pastagens. Os resultados indicaram um período de 17 anos para condições de cultivo sob solos argilosos e 24 anos para solos arenosos (SC3) em áreas de alta aptidão para expansão. O modelo projetou um maior número de anos em solo argiloso sob áreas de pastagem com aptidão média (40 anos).

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Cherubin, Maurício Roberto. "Soil quality response to land-use change for sugarcane expansion in Brazil." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-16062016-160123/.

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Abstract:

Globally, increasing demands for biofuels have intensified the rate of land-use change (LUC) for expansion of bioenergy crops. In Brazil, the world\'s largest sugarcane-ethanol producer, sugarcane area has expanded by 35% (3.2 Mha) in the last decade. Sugarcane expansion has resulted in extensive pastures being subjected to intensive mechanization and large inputs of agrochemicals, which have direct implications on soil quality (SQ). We hypothesized that LUC to support sugarcane expansion leads to overall SQ degradation. To test this hypothesis we conducted a field-study at three sites in the central-southern region, to assess the SQ response to the primary LUC sequence (i.e., native vegetation to pasture to sugarcane) associated to sugarcane expansion in Brazil. At each land use site undisturbed and disturbed soil samples were collected from the 0-10, 10-20 and 20-30 cm depths. Soil chemical and physical attributes were measured through on-farm and laboratory analyses. A dataset of soil biological attributes was also included in this study. Initially, the LUC effects on each individual soil indicator were quantified. Afterward, the LUC effects on overall SQ were assessed using the Soil Management Assessment Framework (SMAF). Furthermore, six SQ indexes (SQI) were developed using approaches with increasing complexity. Our results showed that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture led to soil acidification, significant depletion of soil organic carbon (SOC) and macronutrients [especially phosphorus (P)] and severe soil compaction, which creates an unbalanced ratio between water- and air-filled pore space within the soil and increases mechanical resistance to root growth. Conversion from pasture to sugarcane improved soil chemical quality by correcting for acidity and increasing macronutrient levels. Despite those improvements, most of the P added by fertilizer accumulated in less plant-available P forms, confirming the key role of organic P has in providing available P to plants in Brazilian soils. Long-term sugarcane production subsequently led to further SOC depletions. Sugarcane production had slight negative impacts on soil physical attributes compared to pasture land. Although tillage performed for sugarcane planting and replanting alleviates soil compaction, our data suggested that the effects are short-term with persistent, reoccurring soil consolidation that increases erosion risk over time. These soil physical changes, induced by LUC, were detected by quantitative soil physical properties as well as by visual evaluation of soil structure (VESS), an on-farm and user-friendly method for evaluating SQ. The SMAF efficiently detected overall SQ response to LUC and it could be reliably used under Brazilian soil conditions. Furthermore, since all of the SQI values developed in this study were able to rank SQ among land uses. We recommend that simpler and more cost-effective SQI strategies using a small number of carefully chosen soil indicators, such as: pH, P, K, VESS and SOC, and proportional weighting within of each soil sectors (chemical, physical and biological) be used as a protocol for SQ assessments in Brazilian sugarcane areas. The SMAF and SQI scores suggested that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture depleted overall SQ, driven by decreases in chemical, physical and biological indicators. In contrast, conversion from pasture to sugarcane had no negative impacts on overall SQ, mainly because chemical improvements offset negative impacts on biological and physical indicators. Therefore, our findings can be used as scientific base by farmers, extension agents and public policy makers to adopt and develop management strategies that sustain and/or improving SQ and the sustainability of sugarcane production in Brazil.
Globalmente, o aumento da demanda de biocombustíveis têm intensificado a taxa de mudança de uso da terra (MUT) para expansão da produção de culturas para fins energéticos. No Brasil, a área de cana-de-açúcar aumentou 35% (3,2 Mha) na última década. A expansão do cultivo de cana-de-açúcar tem resultado em pastagens extensivas sendo submetidas a intensiva mecanização e ao uso de agroquímicos, implicando diretamente na qualidade do solo (QS). A hipótese testada nesse estudo foi que a MUT resulta na degradação da QS. Para tanto foi conduzido um estudo em três locais na região centro-sul, com objetivo de avaliar as modificações na QS devido a principal sequência de MUT (vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar) associada a expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Brasil. Em cada uso da terra, amostras indeformadas e deformadas de solo foram coletadas nas profundidades de 0- 10, 10-20 e 20-30 cm. Os atributos químicos e físicos do solo foram mensurados através de análises laboratoriais e à campo. Dados de atributos biológicos também foram incluídos no estudo. Inicialmente, os efeitos da MUT foram quantificados individualmente para cada um dos atributos do solo, e em seguida as alterações na QS global foram avaliadas através da Soil Management Assessment Framework (SMAF) e de seis índices de QS (IQS), desenvolvidos usando métodos com complexidade crescente. Os resultados demonstraram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva resultou na acidificação do solo, redução dos teores de carbono orgânico (COS) e macronutrientes (especialmente P), e severa compactação do solo, desequilibrando a relação entre ar e água e aumentando a resistência mecânica do solo ao crescimento radicular. Conversão da pastagem em cana-de-açúcar melhorou a qualidade química do solo através da correção da acidez e aumento dos macronutrientes. Apesar dessas melhorias, prolongado período de cultivo de cana-de-açúcar reduziu os teores de COS; e a maioria do P adicionado via fertilizantes acumulou em formas menos lábeis, confirmando o importante papel do P orgânico no fornecimento de P disponível às plantas em solos brasileiros. O cultivo de cana-de-açúcar teve impactos negativos nos atributos físicos do solo menos intensos do que aqueles gerados pelo uso com pastagem. Embora o preparo do solo para plantio e reforma da cana-de-açúcar reduziu a compactação do solo, os dados sugeriram que estes efeitos são de curta duração, ocorrendo a reconsolidação do solo e o aumento dos riscos de erosão ao longo do tempo. As alterações físicas do solo induzidas pela MUT foram detectadas tanto por meio de atributos quantitativos quanto por meio de avaliação visual da estrutura do solo (VESS), um método simples e diretamente aplicado no campo. A SMAF detectou eficientemente as alterações na QS devido a MUT. Além disso, todos os IQS desenvolvidos permitiram ranquear corretamente a QS entre os usos da terra. Assim, recomendamos que IQS mais simples e com melhor relação custo-benefício usando poucos indicadores chaves, tais como: pH, P, K, VESS e COS com ponderação proporcional entre os setores do solo (químico, físico e biológico) sejam usados como protocolo para avaliar a QS nas áreas de produção de cana-de-açúcar. Os resultados obtidos usando a SMAF e os IQS sugeriram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva reduziu a QS, degradando indicadores químicos, físicos e biológicos. Por outro lado, a conversão de pastagem em cana-de-açúcar não teve impactos na QS global, uma vez que a melhoria dos atributos químicos compensou os impactos negativos nos indicatores físicos e biológicos. Desta forma, esses resultados poderão ser utilizados como base científica pelos produtores, extencionistas e políticos para orientar estratégias de manejo que mantenham e/ou melhorem a QS e consequentemente a sustentabilidade da produção de cana-de-açúcar no Brasil.

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Lisboa, Izaias Pinheiro. "Sugarcane straw removal for bioenergy production: implications on plant and soil responses." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-18012019-175549/.

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Abstract:

The usage of crop residues, among other lignocellulosic biomass, has being considered a promising alternative feedstock for bioenergy (i.e., second generation ethanol - ethanol 2G and bioelectricity) production. With the adoption of sugarcane-mechanical harvesting in Brazil, in average 15 Mg ha-1 of straw are left on the field annually. Partial straw removal for bioenergy production has become a common practice, while partial straw retention on the field ensures several benefits for the soil-plant system. Efforts have being done in order to establish the best route to straw recovery from the field and defining the amount which meeting both needs. Thus, the aims of this study were: i) to establish a step-by-step guidelines to straw recovery from the field; ii) to determine the implications of increasing rates of straw removal on plant growth, stalk yield and stalk industrial quality; iii) to evaluate the effectiveness of straw-blanket raking practice on plant growth and yield, and iv) to use Soil Management Assessment Framework (SMAF) as a tool to perform an integrated approach of soil quality (SQ) under different rates of straw removal. To achieve the proposed goals, a 2-years experiment was set up within the dry and wet seasons at Valparaíso and Capivari, São Paulo, locations with different edaphoclimatic conditions. Increases of primary extractor fan\'s velocity on the harvester lead to placement and removal of straw rates proportionally to 0, 25, 50, 75 e 100%. After two years, parameters associated to the soil- chemical [(Phosphorus-P, Potassium-K and pH), physical-(bulk density) and biological- (microbial biomass carbon-MBC and SOC)] attributes were analyzed within the 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm. Under colder climatic condition, plant tillering improved by the increasing rates of straw removal, however plant growth and stalk yield are slightly affected by the straw management. Stalk harvested in the dry season presented higher industrial quality than those harvested within the wet season but this parameter is unaffected by straw removal. Further, under colder climatic condition, to rake the straw blanket enhanced plant tillering while plant growth and stalk yield were not influenced by raking the straw blanket. No straw removal increases P content on plant tissue, regardless of blanket management, especially under the poorest inherent soil condition. The SMAF tool was able to detect changes on soil quality under different rates of straw removal and Oxisol responds faster to straw removal management than Ultisol in the short term. Total straw removal leaded to Oxisoil physical quality degradation; among the soil attributes, soil-physical attribute within the 0-10 cm is correlated with stalk yield. The partial straw removal for bioenergy production leads to the optimization on sugarcane biomass usage. However, the appropriate rate of straw to be removed is site specific and ranged 4-9 Mg ha-1 under the conditions in which this study was performed. The stalk yield was unaffected by raking the straw blanket. The monitoring of SOC, adoption of traffic controller and application of subproducts from the sugarcane industry are strategies to increase soil quality and, consequently, the sustainability of the crop cultivation.
O uso de resíduos culturais, dentre outros tipos de biomassa lignocelulósica, tem sido considerado uma alternativa promissora para produção de bioenergia (etanol de segunda geração e bioeletricidade). Com a implementação da colheita mecanizada da cana-de-açúcar no Brasil, em média 15 Mg ha-1 palha são deixadas no campo anualmente. A utilização de parte deste resíduo para produção de bioenergia tem se tornado uma prática comum, enquanto a manutenção de parte da palha no campo viabiliza vários benefícios ao sistema solo-planta. Esforços têm sido feitos a fim de estabelecer a melhor rota para remoção da palha do campo e definir a quantidade que atenda ambas demandas. Assim, os objetivos deste estudo foram: i) estabelecer um guia que viabilize a remoção de diferentes taxas de palha; ii) determinar as implicações oriundas da remoção de taxas de palha no crescimento, produtividade e qualidade tecnológica de colmos; iii) avaliar a eficácia do enleiramento da camada de palha sobre o crescimento e produtividade da cultura e, iv) utilizar Soil Management Assessment Framework (SMAF) como ferramenta para avaliar de modo integrado os efeitos da remoção de diferentes taxas de remoção de palha sobre a qualidade do solo (QS). Para tanto, foram conduzidos quatro ensaios, sendo um na estação seca e outro na estação úmida em dois locais: Capivarí e Valparaíso, SP; locais com diferentes condições edafoclimáticas. Crescentes rotações no extrator primário da colhedora viabilizaram a deposição e remoção de taxas de palha proporcionais a 0, 25, 50, 75 e 100%. Após dois anos, análises de parâmetros associados aos atributos químicos [(P, K, pH), físicos (densidade) e biológicos (carbono da biomassa microbiana - MBC e SOC)] do solo foram realizadas nas profundidades 0- 5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Em condições climática mais fria, a remoção de crescentes quantidades de palha melhora o perfilhamento da cultura; entretanto, o crescimento e produtividade de colmo são pouco afetadas pelo manejo da palha. A qualidade tecnológica de colmos colhidos na época seca é superior aos colhidos na época úmida, entretanto, este parâmetro não é afetado pela remoção de crescentes quantidades de palha. Sobre condições climática mais fria, o perfilhamento é beneficiado pelo enleiramento da palha, ao passo que tanto o crescimento quanto a produtividade são insensíveis à essa prática. A retenção da palha aumenta o conteúdo de P no tecido vegetal, especialmente em solo naturalmente pouco fértil. A SMAF foi capaz de detectar alterações na QS em função da remoção de taxas de palha; sendo o Latossolo Vermelho distrófico típico o mais afetado pela remoção da palha em relação ao Argissolo Vermelho- Amarelo distrófico típico em curto prazo. A remoção total da palha promoveu degradação física do primeiro tipo de solo; dentre os atributos do solo avaliados, o atributo físico na profundidade 0-10 cm está correlacionado com a produtividade da cultura. A remoção parcial da palha de canade- açúcar para produção de bioenergia promove otimização no uso da biomassa da cultura. Entretanto, a taxa de palha a ser removida é intrínseca para cada local e variou de 4-9 Mg ha-1 neste estudo. A produtividade é insensível ao enleiramento da palha. O monitoramento nos teores de carbono do solo, a adoção do controle de tráfego de máquinas e a aplicação de resíduos da agroindústria canavieira podem ser estratégias adotadas para melhorar a QS e, por consequência, a sustentabilidade de cultivo da cana-de-açúcar.

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Braga, Lucas Palma Perez. "Disentangling the influence of earthworms on microbial communities in sugarcane rhizosphere." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-26052017-100757/.

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Abstract:

For the last 150 years many studies have shown the importance of earthworms for plant growth, but the exact mechanisms involved in the process are still poorly understood. Many important functions required for plant growth can be performed by soil microbes in the rhizosphere. To investigate earthworm influence on the rhizosphere microbial community, it was performed a macrocosm experiment with and without Pontoscolex corethrurus (EW+ and EW-, respectively) and followed various soil and rhizosphere processes for 217 days with sugarcane. In the second chapter of this thesis it was demonstrate that in EW+ treatments, N2O concentrations belowground (15 cm depth) and relative abundances of nitrous oxide genes (nosZ) were higher in bulk soil and rhizosphere, suggesting that soil microbes were able to consume earthworm-induced N2O. Shotgun sequencing (total DNA) revealed that around 70 microbial functions in bulk soil and rhizosphere differed between EW+ and EW- treatments. Overall, genes indicative of biosynthetic pathways and cell proliferation processes were enriched in EW+ treatments, suggesting a positive influence of worms. In EW+ rhizosphere, functions associated with plant-microbe symbiosis were enriched relative to EW- rhizosphere. Ecological networks inferred from the datasets revealed decreased niche diversification and increased keystone functions as an earthworm-derived effect. Plant biomass was improved in EW+ and worm population proliferated. Considering that earthworms contributed to with extra resources, it was evaluated in chapter three response of the soil resistome of sugarcane macrocosms under the influence of earthworms. Mechanisms of resistance against antimicrobial compounds appear to be an obligatory feature for the ecology and evolution of prokaryotic forms of life. However, most studies on resistance dynamics have been conducted in artificial conditions of anthropogenic inputs of antibiotics into very specific communities such as animal microbiomes. To resolve why and how resistance evolves, it is important to track antibiotics resistance genes (ARGs) (i.e., the resistome) in their natural hosts and understand their ecophysiological role in the environment. The results demonstrated that earthworms influenced changes of ARGs in bulk soil and rhizosphere. Negative correlations between ARGs and taxonomical changes were increased in EW+. Differential betweenness centrality (DBC=nBCEW+ - nBCEW-) values comparing the network models with and without earthworms showed earthworm presence changed the composition and the importance of the keystone members from the models. Redundancy analysis suggested that ARGs may be associated with microbial fitness, as the variance of relative abundance of members of the group Rhizobiales could be significantly explained by the variance of a specific gene responsible for one mechanism of tetracycline detoxification
Ao longo dos últimos 150 anos muitos estudos têm demonstrado a importância das minhocas para o crescimento de plantas. Porém o exato mecanismo envolvido neste processo ainda é muito pouco compreendido. Muitas funções importantes necessárias para o crescimento de plantas podem ser realizadas pela comunidade microbiana da rizosfera. Para investigar a influência das minhocas na comunidade microbiana da rizosfera, foi desenvolvido um experimento de macrocosmo com cana-de-açúcar com e sem Pontoscolex corethrurus (EW+ e EW-, respectivamente) seguindo diversos procedimentos por 217 dias. No Segundo capítulo da tese é demonstrado que no tratamento EW+, as concentrações de N2O dentro do solo (15 cm profundidade) e a abundância relativa dos genes óxido nitroso redutase (nosZ) foram elevadas no solo e na rizosfera, sugerindo que microrganismos do solo foram capazes de consumir a emissão de N2O induzida pelas minhocas. O sequenciamento do DNA total revelou que aproximadamente 70 funções microbianas no solo e na rizosfera apresentaram diferenças entre os tratamentos EW+ e EW-. No geral, genes associados a biossíntese e proliferação de células foram enriquecidos em EW+, sugerindo uma influencia positiva por parte das minhocas. Na rizosfera EW+, funções associadas a simbiose entre planta e microrganismos foram relativamente enriquecidas comparado com rizosfera EW-. Modelos de rede de interação ecológica revelam menor número de diversificação de nichos e aumento de funções importantes como um efeito derivado da influência das minhocas. A biomassa das plantas foi aumentada no tratamento EW+ e a população de minhocas proliferou. Considerando que as minhocas contribuíram com o aumento de nutrientes, foi avaliado no capítulo três a resposta do resistoma presente nas comunidades microbianas dos solos do experimento. Mecanismos de resistência contra compostos antimicrobianos parecem ser características obrigatórias para a ecologia e evolução de procariotos. Entretanto, a maior parte dos estudos sobre genes de resistência tem sido conduzida em condições artificiais utilizando fontes antropogênicas de antibióticos em comunidades microbianas muito específicas como por exemplo o microbioma animal. Para resolver por que e como a resistência evolui, é importante estudar genes de resistência a antibióticos (GRA) (i.e., resistoma) no seu ambiente natural e entender seu papel ecofisiologico no ambiente. Os resultados demonstraram que minhocas influenciaram a mudança na composição de GRA no solo e na rizosfera. Tratamentos EW+ apresentaram maior número de correlações negativas entre ARG e grupos taxonômicos. A medida de centralidade diferencial (DBC=nBCEW+ - nBCEW-) comparando os modelos de rede de interações obtidos mostrou que a composição e o nível de importância dos indivíduos mais influentes é alterado nos tratamentos EW+ comparado com EW-. Além disso, por meio de uma análise de redundância (RDA) foi demonstrado que as alterações na abundancia relativa de GRA podem ser explicadas pelas alterações verificadas em grupos taxonômicos

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Leal, Rafael Marques Pereira. "Efeito da irrigação com efluente de esgoto tratado em propriedades químicas de um latossolo cultivado com cana-de-açúcar." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-02072007-112919/.

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Abstract:

Já há muito tempo, a irrigação de cultivos agrícolas é praticada e considerada uma alternativa interessante e útil à disposição dos efluentes gerados pelas estações de tratamento de esgoto doméstico. Como qualquer outro resíduo, o uso agrícola implica em algumas vantagens, tais como o fornecimento contínuo de umidade e de determinados nutrientes, mas também desvantagens, ocasionando a adição de sais e de possíveis patógenos e contaminantes orgânicos. Apesar da utilização de efluente de esgoto tratado ser parte integrante da gestão hídrica em muitos países, até o presente momento não se conhece nenhum outro estudo onde se utilizou e avaliou os efeitos do mesmo na irrigação da cultura da cana-de-açúcar em condições tropicais. Para este fim, amostras de solo foram coletadas e analisadas em 3 diferentes épocas. A irrigação se estendeu por aproximadamente 16 meses. O arranjo experimental foi o de blocos com parcelas subdivididas no tempo, com 5 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos empregados foram: (i) Controle sem aplicação de nitrogênio (N) mineral e sem irrigação; (ii) T100 a T200, 50% da dose de N recomendada via fertilização mineral e irrigação com, respectivamente, 100, 125, 150 e 200% da demanda hídrica da cultura. A produtividade foi, por ocasião do primeiro corte, positivamente influenciada pela irrigação com efluente secundário de esgoto tratado (ESET). Alterações na nutrição da cultura da cana foram pouco evidentes (teores foliares, colmo e caldo). O ESET ocasionou ligeira amenização tanto da acidez ativa (pH) quanto potencial (H+Al) Os efeitos mais pronunciados da irrigação ocorreram para os parâmetros indicadores da sodicidade/salinidade do solo, com incrementos significativos nas concentrações de sódio (Na) trocável, Na solúvel, percentual de sódio trocável (PST) e condutividade elétrica da solução do solo (CE). Estes aumentos, por sua vez, estão relacionados aos elevados teores de Na do efluente em associação com as baixas concentrações de cálcio (Ca) e magnésio (Mg), relação expressa pelos valores de razão de adsorção de sódio (RAS) do efluente. Alterações nas concentrações dos demais cátions também ocorreram, entretanto, foram menos características. As perspectivas quanto à utilização do ESET na irrigação da cana-de-açúcar são bastante promissoras, haja vista a crescente importância da cultura e a predominância do cultivo em condições de sequeiro. Entretanto, a manutenção da produtividade da cultura em patamares elevados implicará, necessariamente, a adoção de práticas específicas de manejo a fim de superar as limitações impostas pelos incrementos dos indicadores de salinidade e sodicidade do sistema solo-planta.
Since long ago agricultural irrigation has been practiced and considered as an interesting and beneficial alternative to the disposal of domestic sewage effluent. As all other residues, agricultural use implies both advantages, supplying crops continuously with water and some needed nutrients, and also disadvantages, through addition of salts and possible pathogens and organic contaminants. Although domestic sewage effluent is part of an integrated water management on many countries, none similar research is known involving sugarcane irrigation in tropical conditions. Three soil sampling campaigns were conducted. Soil samples were analyzed for quantifying acidity and exchangeable cations. Irrigation was applied for approximately 16 months. The experimental design was composed of a complete block, with five treatments and four replicates. Applied treatments where: (i) Control-no irrigation and no mineral-N applied; (ii)T100-T200, addition of 50% of the recommended mineral-N fertilization and irrigation with 100%, 125%, 150% and 200% of the crop water demand, respectively. Plant yield was positively affected by secondary-treated sewage effluent (STSE) irrigation. A small amelioration of the actual and potential soil acidity was observed for the highest dose of irrigation. The dominant effect of irrigation corresponded to increased concentrations of salinity-sodicity indicators, such as exchangeable sodium (Na), soluble Na, sodium saturation (ESP) and electrical conductivity of soil solution (EC). These increments are related to high Na concentrations for the applied effluent together with low calcium (Ca) and magnesium (Mg), relation expressed and defined by sodium adsorption ratio (SAR). Changes for other exchangeable cations also occurred, although not as clear and defined as for Na. Perspectives for STSE irrigation for sugarcane are promising, considering the growing importance of sugarcane crop and the very low cultivated area that is actually irrigated in the São Paulo State. However, the maintenance of crop productivity at high levels will necessarily imply the adoption of specific management practices suitable for ameliorating the limitations imposed by increasing salinity-sodicity parameters of the soil-plant system.

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Batista, Benke Mônica. "Characterization and interaction of sugarcane industry residues with soil, kaolinite and Fe-oxides." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp02/NQ32780.pdf.

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SANTOS, SANDRA HELENA TRINDADE. "ANALYSIS OF SOIL MIXTURES BEHAVIOR WITH SUGARCANE BAGASSE ASHES AND RICE HUSKS ASHES." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2015. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=27064@1.

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Abstract:

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR
PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA
Apresenta-se o estudo experimental do comportamento de um solo arenoso e de um solo argiloso, reforçado e não reforçado com cinza de bagaço de cana-deaçúcar e com cinza de casca de arroz, por meio da realização de ensaios de caracterização física e química e de ensaios de cisalhamento direto. Busca-se estabelecer padrões de comportamento que possam explicar a influência da adição das cinzas, relacionando-os com os parâmetros de resistência ao cisalhamento e de deformação do solo. Os ensaios foram realizados em amostras com teores que variaram entre 5-20 por cento. Por meio dos resultados obtidos, foi possível concluir que a inserção de cinza de bagaço de cana-de-açúcar, aos solos argiloso e arenoso em estudo, mostra-se viável, uma vez que resultaram em melhoria dos parâmetros de resistência ou não causaram alterações significativas. Para a cinza de casca de arroz, em misturas com solo arenoso, a aplicação não se mostrou viável, visto que, para ambos os teores de cinza, houve um decréscimo no ângulo de atrito e nenhum acréscimo de coesão. Nas misturas com solo argiloso, a aplicação da mesma cinza mostrou-se viável, haja vista que sua aplicação resultou em melhoria dos parâmetros de resistência. Quanto ao teor de cinza para as misturas com solo argiloso, verificou-se que o melhor comportamento obtido foi com o teor de 20 por cento, para as misturas com ambas as cinzas. Para as misturas com areia, como não houve um aumento proporcional da resistência com o aumento do teor das cinzas foi difícil determinar um teor ótimo de cinza a ser utilizado. Os resultados obtidos neste estudo, em geral, mostraram-se satisfatórios e cumpriram os objetivos iniciais propostos com relação à investigação do comportamento solo-cinza para utilização em obras geotécnicas.
This paper presents the experimental study of the behavior of a sandy soil and a clay soil, reinforced and unreinforced with sugarcane bagasse ash and rice husk ash, by performing physical and chemical characterization tests and direct shear tests. The aim is to establish patterns of behavior that may explain the influence of the addition of ashes, relating them to the shear strength parameters and soil deformation. The tests were carried out on samples with concentrations ranging from 5-20 percent. Through the results, it was possible to conclude that the inclusion of sugarcane bagasse ash, to clay and sandy soils under study, proves viable, since it resulted in improved strength parameters or did not cause significant alterations. For the rice husk ash in mixtures with sandy soil, the application was not feasible, since for both ash contents there was a decrease in the friction angle and no increase in the cohesion. In blends with clay soil, the application of the same ash proved to be feasible, given that its application resulted in improvement of resistance parameters. As for the ash content for mixtures containing clay soil, it was found that the best performance was obtained with 20 percent content for mixtures with both ashes. For mixtures with sand, as there was not a proportional increase in resistance with increasing content of ash it was difficult to determine an optimal ash content to be used. The results of this study generally were satisfactory and met the initial proposed objectives in relation to soil-ash behavioral research for use in geotechnical works.

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Zani, Caio Fernandes. "Evaluation of soil carbon stocks in response to management changes in sugarcane production." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-24082015-143738/.

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Abstract:

Brazilian commodities, such as ethanol, are looking for sustainable production to suit the international market demands. An important parameter for assessing sustainability is the carbon (C) footprint calculation of the product. Thus, studies of the variations in soil C stocks on the ethanol production are essential. Studies in relation to land use change are already been developed; however information about parameters of management changes on the sugarcane production is needed. The aim of this research was to evaluate the soil C stock in response to two main management changes in sugarcane production: i) no vinasse to vinasse application (NV-V), ii) burned to unburned harvesting system (B-UB). We also evaluated soil C stock changes in a chronosequence irrigation practices (native vegetation (NV), sugarcane irrigated 4 years (I4) and 6 years (I6), a new management in semi-arid and drought regions in Brazil which also aims high yields. Modelling approaches in order to assess long-term effects were also analysed. The NV-V transition showed higher soil C stock for V regime for topsoil layers 0-40 cm depth mainly due to the addition of organic compounds to the soil. Vinasse can also enhance biomass production and crop yield. The B-UB transition showed higher soil C stock in the UB regime from 20 to 60 cm depth due to higher organic matter accumulation from the maintenance of the straw to the field. The cumulative soil C stock for 1 metre depth had an increase of 1.1 and 0.75 Mg C ha-1 y-1 in the NV-V and B-UB transitions, respectively. From modelling was observed that V and UB sites had an increase of soil C stock by 2150, being a difference of 2.8 and 23 Mg ha-1 in the equilibrium state between NV-V and B-UB regimes, respectively. In the irrigation practices, the I4 showed higher soil C stock than NV in the 20 to 40 cm; while I6 was lower than NV in the 50 to 100 cm depth. Simulated long-term analyses showed increase of topsoil C stock of 12 and 13 Mg ha-1 for I6 and I4 area, respectively, compared to NV on 2100. The results in this study are pioneers in relation to soil C stock studies in the management transitions and irrigation practices. This information may be used as a basis for public policies decision which dealing of the land use and global warming
Commodities brasileiras, como o etanol, estão à procura de uma produção sustentável para atender às exigências do mercado internacional. Um parâmetro importante para avaliar a sustentabilidade é o cálculo da pegada de carbono (C) do produto. Assim, os estudos sobre as variações nos estoques de carbono do solo (ECS) sobre a produção de etanol são essenciais. Estudos em relação à mudança no uso da terra já estão sendo desenvolvidos; no entanto informações sobre parâmetros de mudanças de manejo na produção de cana de açúcar são necessárias. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o ECS em resposta a duas principais mudanças de manejo: i) não vinhaça para aplicação de vinhaça (NV-V), ii) sistema queimado para não queimado (B-UB). Mudanças de ECS também foram avaliadas em sistemas de irrigação em cronoseqüência: vegetação nativa (NV), cana de açúcar irrigada por 4 anos (I4) e por 6 anos (I6). Modelagem matemática para avaliar o efeito a longo prazo também foi analisada. A transição NV-V apresentou maior ECS para o regime V em 40 cm de profundidade, devido principalmente à adição de compostos orgânicos ao solo. A vinhaça também pode aumentar a produção de biomassa e rendimento da cultura. A transição B-UB apresentou maior ECS no regime UB em 20-60 cm de profundidade devido ao acúmulo de matéria orgânica a partir da manutenção da palha no campo. O ECS acumulado para 1 metro de profundidade obteve um aumento de 1,1 e 0,75 Mg C ha-1 y-1 nas transições NV-V e B-UB, respectivamente. A partir de modelagem foi observado que os regimes V e UB obteve um aumento de ECS em 2150, sendo uma diferença de 2,8 e 23 Mg ha-1 no estado de equilíbrio para os regimes NV-V e B-UB, respectivamente. Nas práticas de irrigação, o I4 foi superior ao NV nos 20 a 40 cm; enquanto que I6 foi inferior a NV na profundidade de 50 a 100 cm. As análises de simulação a longo prazo mostraram um aumento de ECS de 12 e 13 Mg ha-1 para as áreas I6 e I4, respectivamente, em comparação com NV em 2100. Os resultados deste estudo são pioneiros em relação aos estudos de ECS nas mudanças de manejo e práticas de irrigação. Esta informação pode ser usada como base para a decisão de políticas públicas que lidam com o uso da terra e do aquecimento global

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Oliveira, Dener Marcio da Silva. "Soil organic matter dynamics in pasture-sugarcane land use conversions in south-central Brazil." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-19102017-141335/.

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Abstract:

Land use change (LUC) induces modifications on soil organic matter (SOM), which is one of the main source of uncertainty in life cycle assessments of biofuels. In Brazil, currently the world largest producer of sugarcane and second biggest producer of bioethanol, the potential negative effects of LUC has raised doubts about the sugarcane ethanol as a sustainable option. Recently, most of sugarcane expansion has been placed over extensive pastures. Therefore, we conducted a field study within the south-central Brazil, the largest sugarcane-producing region in the world, to evaluate the effects of the most common LUC sequence in sugarcane expansion areas (i.e., conversions from native vegetation to pasture and from pasture to sugarcane) on SOM. Our main hypothesis is that the conversion of degraded pastures to unburnt sugarcane enhance SOM quantity and quality from sites in Brazil. Long-term conversion from native vegetation to pasture induced significant C stock losses (1.01 Mg ha-1 yr-1). In contrast, the conversion from pasture to sugarcane increased C stocks at a rate of 1.97 Mg ha-1 yr-1 down to 0-1.0 m depth. In addition, our findings indicated that SOM assessments restricted to the surface soil layers can generate bias in studies regarding LUC. The main difference in SOM molecular composition undergoing the conversion pasture-sugarcane was the notably higher contribution from compounds associated to fresh litter inputs in sugarcane areas, probably related to the high litter input in sugarcane fields under green management in Brazil. The conversion of areas under native vegetation to pasture decreases both the labile C (LC) and the C management index (CMI), whilst the conversion of pasture to sugarcane increased the CMI according to all evaluated methods. Additionally, the method used to quantify LC and CMI is critical to infer about the LUC effects on SOM. The DayCent model estimated that the conversion native vegetation-pasture caused C losses of 0.34±0.03 Mg ha-1 yr-1, whilst the conversion pasture-sugarcane resulted in C gains of 0.16±0.04 Mg ha-1 yr-1 down to 0.3 m depth. Moreover, simulations showed C decreases of 0.19±0.04 Mg ha-1 yr-1 in sugarcane areas with straw removal for second-generation (2G) ethanol production. However, our analysis suggested that adoption of some best management practices can mitigate these losses, highlighting the application of organic amendments (+0.14±0.03 Mg C ha-1 yr-1). Overall, our study showed that the conversion of pastures to sugarcane has positive effects on SOM quantity and quality, increasing the C savings of Brazilian sugarcane ethanol. Moreover, our findings endorse the potential of sugarcane production to partially recover SOM in degraded pastures. However, most of these gains greatly depends on the high litter input in sugarcane fields under green management, and straw removal for 2G ethanol production is likely to potentially affect SOM in areas of sugarcane expansion in Brazil. Finally, based on land availability and positive effects on SOM, we believe that stakeholders involved with the governance of bioethanol expansion should consider ways to incentivize sugarcane expansion on degraded pastures in Brazil.
Alterações na matéria orgânica do solo (MOS) associadas à mudança de uso da terra (MUT) estão entre as principais fontes de incerteza em avaliações do ciclo de vida dos biocombustíveis. No Brasil, atualmente o maior produtor de cana-de-açúcar e o segundo maior produtor de bioetanol do mundo, os possíveis efeitos negativos da MUT geram questionamentos sobre a efetividade do bioetanol como uma opção sustentável. Grande parte da expansão da cana-de-açúcar ocorre em áreas de pastagem. Nesse sentido, conduziu-se um estudo no Centro-Sul do Brasil, a maior região produtora de cana-de-açúcar do mundo, objetivando-se avaliar os efeitos da MUT vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar na MOS. A principal hipótese é que a conversão de pastagens degradadas para o cultivo da cana-de-açúcar melhore a qualidade e a quantidade da MOS. A conversão da vegetação nativa para pastagem induz significativas perdas de C no solo (1,01 Mg ha-1 ano-1). Já a conversão dessas pastagens para cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C, a uma taxa de 1,97 Mg ha-1 ano-1 até 1m de profundidade. Além disso, avaliações da MOS restritas a camadas superficias relacionam-se a indesejáveis vieses em estudos de MUT. A principal diferença na composição molecular da MOS após a conversão de pastagens para cana-de-açúcar é o aumento na contribuição de formas menos estáveis de C, aspecto associado a alta adição de material vegetal ao solo em áreas de cana-de-açúcar sem queima. A conversão da vagetação nativa para pastagem diminui o C lábil (CL), bem como o índice de manejo de C (IMC), enquanto a conversão da pastagem para a cana-de-açúcar aumenta o IMC de acordo com todos os métodos avaliados. Nesse sentido, o método utilizado para quantificar o CL e o IMC é determinante ao se inferir sobre os efeitos da MUT na MOS. O modelo DayCent estimou que a conversão vegetação nativa-pastagem associa-se a perdas de C no solo de 0,34±0,03 Mg ha-1 ano-1, enquanto a conversão pastagem - cana-de-açúcar associa-se a ganhos de C a 0,16±0,04 Mg ha-1 ano-1 na camada de 0-0,3 m. Além disso, simulações mostraram decréscimos de 0,19±0,04 Mg ha-1 ano-1 do C do solo nas áreas de cana-de-açúcar com remoção de palha para produção de etanol de segunda gereção (2G). No entanto, a adoção de algumas práticas de manejo podem mitigar essas perdas, com destaque para a aplicação de vinhaça e torta de filtro (+0,14±0,03 Mg C ha-1 ano-1). Nosso estudo mostrou que a conversão de pastagens para cana-de-açúcar apresenta efeitos positivos na qualidade e na quantidade da MOS, favorecendo o balanço de C do etanol brasileiro. Nossos resultados endorsam o potencial da cana-de-açúcar em recuperar, parcialmente, os estoques de C em pastagens degradadas. No entanto, esses ganhos são altamente dependentes da alta adição de resíduos vegetais nas áreas de cana-de-açúcar, e a remoção de palha para produção de etanol 2G poderá afetar a MOS em áreas de expansão. Por fim, com base na disponibilidade de áreas e nos efeitos positivos sobre a MOS, meios para estimular a expansão da cana-de-açúcar em áreas de pastagem degradadas no Brasil devam ser considerados.

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Hidalgo, F., F. Hidalgo, J. Saavedra, C. Fernandez, and G. Duran. "Stabilization of clayey soil for subgrade using rice husk ash (RHA) and sugarcane bagasse ash (SCBA)." Institute of Physics Publishing, 2020. http://hdl.handle.net/10757/651798.

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Abstract:

This document studies the stabilization of the soil used as a subgrade, by adding locally available materials such as rice husk ash (RHA) and sugarcane bagasse ash (SCBA). These aggregates were added to the soil in substitution by weight between 5%, 7.5% and 10%. By adding these, the expansiveness is reduced while the maximum dry density increases, in addition the tendency of CBR is increasing and then tends to decrease proportionally to the addition of the aforementioned aggregates. This indicates a peak in CBR and expandability. The best result obtained from CBR was 33.75% with the 5% replacement mixtures.

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Nixon, David James. "The impact of fallowing and green manuring on soil physical properties and the productivity of sugarcane in Swaziland." Thesis, University of Reading, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.314773.

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Tarumoto, Miriam Büchler. "Basalt rock in sugarcane grown in Ferralsols : Changes in crop yield and in soil chemistry, mineralogy, and microbiology /." Botucatu, 2019. http://hdl.handle.net/11449/183479.

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Abstract:

Orientador: Carlos Alexandre Costa Crusciol
Banca: Fernando Dini Andreote
Banca: Heitor Cantarella
Banca: Antonio Carlos de Azevedo
Banca: Eder de Souza Martins
Resumo: Since the sugarcane production mostly in highly weathered Brazilian soils, an alternative to increasing its yields, renewing these soils is required. Remineralization consists in add milled rock into the soils, as a soil conditioner, providing some minerals and elements. Besides the low cost, the consequences of their application are not totally elucidated. Therefore, the hypothesis of this study include the basalt rock dust treatment can improve the sugarcane yield, soil and plant chemical attributes; basalt rock dust increases the microbial index of soil quality; the rock application change microbial communities in the soil; and the rock weathering change the soil mineralogy. The aim of this study was evaluate the effects basalt rock dust application on sugarcane crops its consequences in soil mineralogy and microbiology. Despite not consistent to the four areas, basalt rock dust treatment can improve the sugarcane yield, soil chemical attributes, and microbial index of soil quality but a little is noticed in plant chemical attributes. The microbial diversity was not the same to the four areas, but it can be more related to geographical patterns than rock application, even with a little shift occurring, it cannot be attributed to the treatment. Weathering signals were noticed but there are two questionable points: the time to occur this weathering, may be quicker than it was thought, and the amount of weathered minerals. Basalt rock dust application improves sugarcane yield... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Visto o cultivo de cana-de-açúcar principalmente em solos brasileiros altamente intemperizados, é necessária uma alternativa para aumentar essa produção, renovando os solos. A remineralização consiste em adicionar rocha moída nos solos, como um condicionador de solo, fornecendo alguns minerais e elementos, além do baixo custo, as consequências desta aplicação não são totalmente elucidadas. Portanto, a hipótese deste estudo inclui o tratamento do pó de rocha basáltica, que pode melhorar o rendimento da cana-de-açúcar, os atributos químicos do solo e da planta; o pó de rocha de basalto aumenta o índice microbiano de qualidade do solo; a aplicação da rocha altera as comunidades microbianas no solo; e o intemperismo das rochas altera a mineralogia do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de pó de rocha de basalto na cultura da cana-de-açúcar, suas consequências na mineralogia e na microbiologia do solo. Apesar de não ser consistente com as quatro áreas, o tratamento de pó de rocha de basalto pode melhorar o rendimento da cana-de-açúcar, os atributos químicos do solo e o índice microbiano de qualidade do solo, mas pouco é notado nos atributos químicos da planta. A diversidade microbiana não foi a mesma para as quatro áreas, mas pode estar mais relacionada aos padrões geográficos do que à aplicação da rocha, mesmo com uma pequena mudança ocorrendo, não pode ser atribuída ao tratamento. Sinais de intemperismo foram notados, mas há dois pontos questionáveis: o tempo para ocorrer este intemperismo, pode ser mais rápido do que se pensava, e a quantidade de minerais intemperizados nesse tempo. A aplicação de pó de rocha de basalto melhora o rendimento da cana-de-açúcar, destacando-se suas mudanças mineralógicas no solo e não causa danos à diversidade microbiana do solo. A atividade microbiana e as pistas da microbiologia do solo ...
Doutor

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Eykelbosh, Angela Joy. "Closing the carbon loop in sugarcane bioethanol : effects of filtercake biochar amendment on soil quality, leaching and carbon utilization." Thesis, University of British Columbia, 2014. http://hdl.handle.net/2429/50410.

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Abstract:

Commodity prices and rural development in Brazil are driving the rapid conversion of the Cerrado biome, a highly diverse ecosystem with nutrient-poor soils. The expanding agricultural footprint includes sugarcane for bioethanol production, which boasts one of the highest net energy yields of commercial biofuels. However, energetic assessments fail to consider ecosystem costs, including soil degradation and impacts on water quality through the release of organic effluents. This thesis examined the use of charcoal or biochar made of ‘waste’ biomass (filtercake) as a soil amendment to reduce soil carbon (C) loss and water quality impairment. The effect of biochar on the leaching of a liquid waste with high eutrophication potential, vinasse, was also examined. Soil amendment with filtercake biochar improved soil pH, cation exchange capacity (CEC), nutrient availability (P, K, Mg, Ca, Mg, Fe, Mn, and Zn), and water retention. Amendment with filtercake biochar rather than raw filtercake also greatly decreased CO₂ loss to rapid mineralization. Furthermore, biochar amendment decreased the loss of dissolved organic carbon (DOC) from a cultivated Ferralsol, with or without co-application of vinasse, through preferential retention of larger and more complex, humified DOC species. In contrast, biochar did not attenuate nitrate (NO₃-) leaching. Finally, δ¹³C isotope analyses were used to examine the effect of raw vs. pyrolyzed residues on C turnover in an uncultivated soil, which suggested that whereas raw filtercake appeared to be mineralized preferentially over native soil organic carbon (SOC), biochar application appeared to provoke mineralization of native SOC. Overall, this project suggest that filtercake biochar may represent a valuable opportunity to better manage solid and liquid organic agricultural wastes in bioethanol production, with the potential to close nutrient loops and improve soil quality. However, further work is required to better understand the effect of filtercake biochar on soil C turnover and its long-term stability.
Science, Faculty of
Resources, Environment and Sustainability (IRES), Institute for
Graduate

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Barrios, Mariana dos Reis [UNESP]. "Suscetibilidade magnética na identificação de compartimentos da paisagem e indicador de qualidade do solo em áreas sob cultivo de cana-de-açúcar." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2011. http://hdl.handle.net/11449/88235.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:09:07Z : No. of bitstreams: 1 barrios_mr_me_jabo.pdf: 530780 bytes, checksum: 4d10715d1fc439310a488420d3dbe289 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
O objetivo do estudo foi investigar o potencial da suscetibilidade magnética na identificação de compartimentos da paisagem em escala detalhada e sua capacidade de avaliar condições de qualidade do solo em áreas submetidas ao cultivo de cana-de-açúcar em sistema de manejo com cana crua e cana queimada. Dois experimentos foram realizados. No primeiro, foram amostrados 60 pontos ao longo de duas pedoformas (côncava e linear), subdivididas em três compartimentos da paisagem (encosta superior, meia encosta e encosta inferior), na profundidade de 0,00-0,15 m. Para a medição da suscetibilidade magnética da terra fina seca ao ar (SMTFSA) e das frações areia total (SMAT) e argila (SMArg), utilizou-se uma balança analítica adaptada. A distinção dos compartimentos da paisagem na análise de componentes principais foi similar ao agrupamento obtido na análise de cluster, porém neste utilizou-se atributos previamente selecionados. A análise de cluster, a partir da SM, evidenciou a capacidade da SM em identificar compartimentos da paisagem, pois os agrupamentos estão em acordo com a divisão dos compartimentos. No segundo experimento, foram retiradas 20 amostras de solo de duas áreas, sendo a primeira submetida ao sistema de manejo com cana crua (CC), enquanto na outra, distando 100 m, vigora o sistema de manejo com cana queimada (CQ). Foram avaliados atributos químicos, físicos e a suscetibilidade magnética (SM). A submissão da SMTFSA e SMArg, à análise de cluster, possibilitou a formação de dois grupos, que coincidem com a divisão de diferentes condições de qualidade do solo. A SM pode ser utilizada como indicador de qualidade (geofísico) em ambientes sob sistemas de manejo em cana-de-açúcar, podendo ser a ferramenta que irá viabilizar estudos de caracterização detalhada da variabilidade espacial em grandes áreas
The objective of the study was to investigate the potential of magnetic susceptibility in the identification of landscape compartments detailed scale and its ability to assess soil quality conditions in areas subject to the cultivation of cane sugar handling system with sugarcane and sugar burned. Two experiments were conducted. At first, 60 points were sampled over two landforms (concave, linear), subdivided into three compartments of the landscape (upper slope, middle slope and lower slope) in depth from 0.00 to 0.15 m. For measuring the magnetic susceptibility of air dried soil (SMTFSA) and total sand fractions (SMAT) and clay (SMARG), we used an adapted analytical balance. The distinction of landscape compartments in principal component analysis was similar to the grouping obtained in cluster analysis, but this was used previously selected attributes. The cluster analysis, from the MS, the MS showed the ability to identify landscape compartments, because the clusters are in agreement with the division of the compartments. In the second experiment, we removed 20 soil samples from two areas, the first being submitted to the management system with sugarcane (CC), while in another, distant 100 m, there exists a system of management with burnt cane (CQ). We evaluated chemical attributes, physical and magnetic susceptibility (MS). The submission of SMTFSA SMARG and, to a cluster analysis, allowed the formation of two groups, which coincide with the division of different conditions of soil quality. The SM can be used as an indicator of quality (geophysicist) environments under management systems in cane sugar, which can be the tool that will enable detailed studies to characterize the spatial variability over large areas

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Barrios, Mariana dos Reis. "Suscetibilidade magnética na identificação de compartimentos da paisagem e indicador de qualidade do solo em áreas sob cultivo de cana-de-açúcar /." Jaboticabal : [s.n.], 2011. http://hdl.handle.net/11449/88235.

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Abstract:

Orientador: José Marques Júnior
Coorientador: Newton La Scala Júnior
Banca: Afonso Lopes
Banca: Zigomar Menezes de Souza
Resumo: O objetivo do estudo foi investigar o potencial da suscetibilidade magnética na identificação de compartimentos da paisagem em escala detalhada e sua capacidade de avaliar condições de qualidade do solo em áreas submetidas ao cultivo de cana-de-açúcar em sistema de manejo com cana crua e cana queimada. Dois experimentos foram realizados. No primeiro, foram amostrados 60 pontos ao longo de duas pedoformas (côncava e linear), subdivididas em três compartimentos da paisagem (encosta superior, meia encosta e encosta inferior), na profundidade de 0,00-0,15 m. Para a medição da suscetibilidade magnética da terra fina seca ao ar (SMTFSA) e das frações areia total (SMAT) e argila (SMArg), utilizou-se uma balança analítica adaptada. A distinção dos compartimentos da paisagem na análise de componentes principais foi similar ao agrupamento obtido na análise de cluster, porém neste utilizou-se atributos previamente selecionados. A análise de cluster, a partir da SM, evidenciou a capacidade da SM em identificar compartimentos da paisagem, pois os agrupamentos estão em acordo com a divisão dos compartimentos. No segundo experimento, foram retiradas 20 amostras de solo de duas áreas, sendo a primeira submetida ao sistema de manejo com cana crua (CC), enquanto na outra, distando 100 m, vigora o sistema de manejo com cana queimada (CQ). Foram avaliados atributos químicos, físicos e a suscetibilidade magnética (SM). A submissão da SMTFSA e SMArg, à análise de cluster, possibilitou a formação de dois grupos, que coincidem com a divisão de diferentes condições de qualidade do solo. A SM pode ser utilizada como indicador de qualidade (geofísico) em ambientes sob sistemas de manejo em cana-de-açúcar, podendo ser a ferramenta que irá viabilizar estudos de caracterização detalhada da variabilidade espacial em grandes áreas
Abstract: The objective of the study was to investigate the potential of magnetic susceptibility in the identification of landscape compartments detailed scale and its ability to assess soil quality conditions in areas subject to the cultivation of cane sugar handling system with sugarcane and sugar burned. Two experiments were conducted. At first, 60 points were sampled over two landforms (concave, linear), subdivided into three compartments of the landscape (upper slope, middle slope and lower slope) in depth from 0.00 to 0.15 m. For measuring the magnetic susceptibility of air dried soil (SMTFSA) and total sand fractions (SMAT) and clay (SMARG), we used an adapted analytical balance. The distinction of landscape compartments in principal component analysis was similar to the grouping obtained in cluster analysis, but this was used previously selected attributes. The cluster analysis, from the MS, the MS showed the ability to identify landscape compartments, because the clusters are in agreement with the division of the compartments. In the second experiment, we removed 20 soil samples from two areas, the first being submitted to the management system with sugarcane (CC), while in another, distant 100 m, there exists a system of management with burnt cane (CQ). We evaluated chemical attributes, physical and magnetic susceptibility (MS). The submission of SMTFSA SMARG and, to a cluster analysis, allowed the formation of two groups, which coincide with the division of different conditions of soil quality. The SM can be used as an indicator of quality (geophysicist) environments under management systems in cane sugar, which can be the tool that will enable detailed studies to characterize the spatial variability over large areas
Mestre

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Silva, Gilka Rocha Vasconcelos da. "Erosão em entressulcos em área cultivada com cana-de-açúcar e a relação com a quantidade de palha em superfície." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/256878.

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Abstract:

Orientadores: Zigomar Menezes de Souza, Marcílio Vieira Martins Filho
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Made available in DSpace on 2018-08-17T23:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GilkaRochaVasconcelosda_M.pdf: 9569739 bytes, checksum: be917c54485cc34e8d044467bffef285 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Dentre as formas de erosão hídrica do solo, a erosão em entressulcos é uma das que causa maiores danos ao processo produtivo dos solos utilizados na agricultura, por provocar perda de solo, água e nutrientes. A erosão em entressulcos acontece pela desagregação do solo, pelo impacto das gotas de chuva, sendo as partículas desalojadas transportadas por um delgado fluxo laminar superficial. Porém, com a presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo são alteradas as características de escoamento superficial, desagregação e transporte de solo resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho consistiu em determinar a quantidade mínima de palha que deve ser mantida na superfície do solo em área cultivada com cana-de-açúcar que promova a conservação do solo, pela redução da erosão entressulcos. O experimento foi conduzido em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico, em parcelas com declividade de 0,07 m m-1, sob chuva simulada, com aplicação em superfície de quantidades variadas de palha de cana-de-açúcar, baseando-se na taxa de produção de palha local de 1,4 kg m-2. Os tratamentos avaliados representam quantidades de palha depositadas na superfície, em número de 5: 1) 0% de palha; 2) 25% de palha; 3) 50% de palha; 4) 75% de palha e 5) 100% de palha. As parcelas experimentais foram submetidas a chuvas simuladas com intensidade média de 65 mm h-1 (I), durante 60 minutos. O experimento foi conduzido num delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os resultados mostram comportamento semelhante para as parcelas com 50% de palha, 75% e 100% para perdas de material erodido, água e nutrientes. Portanto, conclui-se que: 1) A perda de solo, água e nutrientes reduziu com o aumento da quantidade de palha na superfície do solo, 2) A taxa de desagregação do solo diminuiu e o coeficiente de rugosidade e taxa de infiltração aumentaram com o incremento de palha de cana-de-açúcar na superfície do solo; 3) Para minimizar a perda de solo, água, nutrientes e matéria orgânica devem ser mantidos no mínimo 50% de cobertura do solo com palha de cana-de-açúcar, tendo em vista que essa condição, viabiliza a otimização desse recurso tanto para conservação do solo como para produção de energia limpa em indústrias sucroalcooleiras
Abstract: Among the forms of soil erosion, interrill erosion is one that causes further damage to the productivity of soils used in agriculture, causing soil loss, water and nutrients. The interrill erosion occurs by the disintegration of the soil, the impact of raindrops, and the dislodged particles transported by a thin laminar flow surface. However, with the crop residue on the soil surface characteristics are altered runoff, breakdown and transport of soil resulting from erosion. The aim of this study was to determine the minimum amount of straw that must be maintained on the soil surface in the area cultivated with sugar cane that promotes soil conservation by reducing interrill erosion. The experiment was conducted on an Oxisol in plots with slope of 0.07 m m-1, under simulated rain with surface application of varying amounts of cane sugar straw, based on production rate straw place of 1.4 kg m-2. The treatments represent quantities of straw deposited on the surface, in number of 5: 1) 0% straw, 2) 25% straw, 3) 50% straw, 4) 75% straw and 5) 100% straw. The experimental plots were subjected to simulated rainfall with an average intensity of 65 mm h-1 (I) for 60 minutes. The experiment was conducted in a completely randomized design with four replications. The results show similar behavior to the plots with 50% straw, 75% and 100% for losses of eroded material, water and nutrients. Therefore, we conclude that: 1) The loss of soil, water and nutrients decreased with increasing amount of straw on the soil surface, 2) The rate of soil detachment and decreased roughness coefficient and infiltration rate increased with increase straw cane sugar on the soil surface, 3) To minimize the loss of soil, water, nutrients and organic matter should be kept at least 50% of soil covered with straw cane sugar, with In order that this condition, enables the optimization of this resource for both soil conservation and for production of clean energy in sugar and alcohol industries
Mestrado
Agua e Solo
Mestre em Engenharia Agrícola

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Franco, André Luiz Custódio. "Soil engineering by macroinvertebrates: controls on soil organic matter storage across land use change." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-26052015-165800/.

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Abstract:

Globally land use change (LUC) with increasing in land use intensity has led to a decrease in soil organic matter (SOM). The reduction of soil C stock across LUC has been accompanied by a destabilization of soil structure and increases the soil erosion susceptibility. The destabilized soil structure is also concomitant with a loss of soil biodiversity and in particular, soil macroinvertebrate community. The focus of this dissertation is the effect of LUC with increasing in land use intensity on soil macrofauna, aggregation and SOM allocation. We hypothesized that LUC reduces soil macrofaunal biodiversity and consequently decreases soil engineering processes, resulting in destabilization of soil structure and impairing the ability of soil to physically protect SOM from decomposition inside stable aggregates, finally leading to depleted SOC stocks across LUC. In order to test these hypotheses, we conducted a field survey in 3 chronosequences of land use comprising native vegetation (NV), pasture (PA), and sugarcane crop (SC) in Central-Southern Brazil. This land use sequence provides a gradient of land use intensity and is projected to add 6.4 Mha of new sugarcane areas in Brazil by 2021. At each sampling point soil blocks of 25 X 25 cm and 5 x 5 cm to 10 cm depth were simultaneously collected from 0-10 cm, 10-20 cm, and 20-30 cm soil layers, for macrofauna isolation and aggregate fractionation, respectively. Within a radius of 6 meters around each sampling point, 12 subsamples were also collected from the same soil layers, and combined for total soil C and N concentration. An average reduction of 89% in the density of the soil macrofaunal community was observed when SC replaces PA, and a loss of 39% in the diversity of macrofauna groups. Our findings showed that, over a range of soil textures (16 - 66% clay), such biodiversity loss was strongly correlated with the destabilization of soil structure across LUC, whereas soil texture was not so. These observations consistently indicate that the abundance of detritivore soil animals, especially earthworms and termites, may be a significant predictor of soil structure transformations across LUC in tropical environments. Moreover, the sharp reduction in the abundance of earthworms was strongly positively correlated with the decrease in intra macroaggregate-associated C. As a result, after more than 20 years of sugarcane crop there were losses of 40 and 35% of C and N stocks, respectively, resulting in a rate of C emission of 1.3 Mg ha-1 yr-1. This C loss primarily occurred in the macroaggregate-associated C, as a result of the faster macroaggregate turnover under SC. In summary, the results presented here provide a mechanistic explanation as to why there is soil C depletion when increasing land use intensity in tropical soils: the huge reduction in the abundance of soil engineering invertebrates after LUC impair the ability of soil to physically protect SOM from decomposition inside stable aggregates, and therefore it is a primary mechanism controlling the soil C stocks\' depletion across LUC.
Globalmente mudanças no uso da terra (MUT) com o aumento da intensidade de uso do solo têm levado a uma diminuição da matéria orgânica do solo (MOS). A redução do estoque de C do solo após MUT tem sido acompanhada por uma desestabilização da estrutura do solo e aumento da susceptibilidade a erosão. A desestabilização da estrutura também é concomitante com a perda da biodiversidade do solo e, em particular, da comunidade de macroinvertebrados do solo. O foco deste trabalho é o efeito de MUT com aumento na intensidade de uso do solo sobre a macrofauna do solo, agregação e alocação da MOS. Nossa hipótese é que MUT reduz a diversidade da macrofauna do solo e, conseqüentemente, diminui os processos de engenharia de solo, resultando na desestabilização da estrutura do solo e prejudicando a capacidade do solo para proteger fisicamente a MOS da decomposição dentro de agregados estáveis, finalmente levando a redução dos estoques de C após MUT. Foi realizada uma pesquisa em 3 cronosseqüências de uso da terra que compreendem vegetação nativa (NV), pastagem (PA), e cana-de-açúcar (CA) na região Centro-Sul do Brasil. Esta MUT fornece um gradiente de intensidade de uso do solo e é projetada para adicionar 6,4 Mha de novas áreas de CA no Brasil até 2021. Em cada ponto de amostragem de solo blocos de 25 x 25 cm e 5 x 5 cm a 10 cm de profundidade foram coletados simultaneamente das camadas 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30 cm de solo, para isolamento da macrofauna e fracionamento de agregados, respectivamente. Foi observada uma redução média de 89% na densidade da comunidade da macrofauna quando CA substitui PA, e uma perda de 39% da diversidade de grupos. Nossos resultados mostraram que, em um intervalo de texturas do solo (16-66% de argila), tal perda de biodiversidade foi fortemente correlacionada com a desestabilização da estrutura do solo após MUT. Estas observações indicam consistentemente que a abundância de animais detritívoros, especialmente minhocas e cupins, pode ser um preditor significativo de transformações da estrutura do solo em MUT. Além disso, a forte redução na abundância de minhocas foi fortemente e positivamente correlacionada com a diminuição do C alocado intra macroagregados. Como resultado, após mais de 20 anos de cultura de CA houve perdas de 40 e 35% dos estoques de C e N, respectivamente, resultando em uma taxa de emissão de C de 1,3 Mg ha-1 ano-1. Esta perda de C ocorreu principalmente no C associado aos macroagregados, como um resultado da reciclagem mais rápida dos macroagregados sob CA. Em resumo, os resultados aqui apresentados fornecem uma explicação mecanicista a respeito de porque há esgotamento do C do solo quando aumenta-se a intensidade de uso do solo em ambientes tropicais: a enorme redução na abundância de invertebrados \"engenheiros do solo\" após MUT prejudica a capacidade do solo para proteger fisicamente a MOS da decomposição dentro de agregados estáveis, e, portanto, é um mecanismo primário controlando a redução dos estoques de C no solo relacionada a MUT.

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Tavares, Rose Luiza Moraes 1983. "Emissão de CO2 e atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo em sistemas de manejo de cana-de-açúcar." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/257129.

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Abstract:

Orientadores: Zigomar Menezes de Souza, Newton La Scala Júnior
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Made available in DSpace on 2018-08-25T15:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tavares_RoseLuizaMoraes_D.pdf: 2430088 bytes, checksum: fe55a6415be1eae3346ac8d620e6ec77 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: O sistema de colheita mecanizada da cana-de-açúcar em substituição ao processo de queima do canavial tem sido adotado pelo setor canavieiro visando benefícios na qualidade do solo e ambiente, principalmente no que diz respeito a minimizar as emissões de gases causadores do efeito estufa, com destaque para o CO2. Este trabalho teve como objetivo avaliar aspectos gerais da emissão de CO2 do solo em sistemas de manejo de cana queimada (CQ) e cana crua em dois diferentes ciclos, um com histórico de cana crua de 5 anos (CC-5) e outro com 10 anos (CC-10), localizados no município de Pradópolis, nordeste do estado de São Paulo. Em cada área foi instalada uma malha amostral com 81 pontos em uma área de 1 ha. Avaliações de CO2 e atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo foram realizadas, com objetivo de averiguar possíveis relações com as emissões de CO2. Os dados foram interpretados por meio de análise geoestatística e multivariada em diferentes trabalhos. No trabalho 1, foi comparada a emissão de CO2 do solo nos sistemas de cana crua com diferentes ciclos, onde os resultados indicaram maior estabilidade da emissão de CO2 na área de cana crua por 10 anos, enquanto que na área de cana crua por 5 anos, houve um aumento de 33% nas emissões do período seco para o úmido; no trabalho 2, a emissão de CO2 foi comparada nos três sistemas de manejo (CQ, CC-5 e CC-10) por meio da análise de componentes principais, onde a emissão de CO2 foi 36% maior na área de cana crua por 10 anos com relação à cana queimada. A emissão de CO¬2 foi influenciada principalmente pela saturação de bases e pH na área de cana queimada e umidade e densidade do solo nas áreas de cana crua; o trabalho 3 avaliou a "produção potencial" de CO2, N2O e CH4 nos três sistemas de manejo levando-se em consideração o relevo das áreas, cujos resultados mostraram que na área de cana crua por 10 anos, o CO2, N2O e CH4 ficaram concentrados na região mais alta da área, enquanto que na cana queimada, na região mais baixa, indicando possível processo erosivo na área de cana queimada, cuja tendência é migração de gases, água e materiais para as áreas de maior depressão, enquanto que na área de cana crua, este efeito foi minimizado pela presença de resíduos vegetais protegendo o solo
Abstract: The sugarcane mechanized crop replacing the burned cane have been use by cane mill to improve the soil quality and environment, especially to minimize the greenhouse gases, mainly CO2 gas. This work evaluated CO2 emission of soil in three sites of sugarcane under different systems: burned cane (BC), green cane of 5 years (GC5) and green cane of 10 years (GC10) located in Pradópolis, northeast São Paulo State. In each site was installed grid with 81 points in 1 ha area. The soil CO2 and physical, chemistry and microbiological attributes were evaluated to find possible relations between CO2 and those attributes. The data were interpreted by geoestatistic and multivariate analyzes in different studies. In the work 1, comparisons in CO2 soil emission at two green cane sites (GC5 and GC10) was made and the results showed better CO2 stabilization in the second site (GC10). In the work 2, the CO2 soil emission was compared at three sites of sugarcane (BC, GC5 and GC10) by principal components analysis (multivariate method), where CO2 soil emission at GC10 and less in BC, and the CO2 soil emission was influenced especially by base saturation and pH at burned cane site, and soil moisture and bulk density at green cane sites. The work 3 evaluated the "Potential production" of CO2, N2O and CH4 in three sites of sugarcane (BC, GC5 and GC10) with topography of sites, and the results showed that in the GC10, the CO2, N2O and CH4 stayed concentrated in high topography, whereas in the burned cane (BC), they were concentrated in low topography, what indicated possible erosive process in the BC site, whose tendency is migration of water, gases and soil materials more depression areas, whereas in the green cane site, this effect is minimized by sugarcane trash covering and protecting the soil
Doutorado
Agua e Solo
Doutora em Engenharia Agrícola

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Costa, Leandro Garcia da. "Simulação do efeito de palhada e adubação nitrogenada na produtividade de cana-de-açúcar." Universidade Federal de São Carlos, 2012. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4773.pdf: 2663058 bytes, checksum: bffabf5b19b85ded64c108c783beee0e (MD5) Previous issue date: 2012-12-17
The increasing demand for alternative energy sources for replacing fossil fuels has attracted investments for Brazilian sugarcane industry, which has been widely reconized as a model of renewable energy producer. To ensure financial security is necessary that production of sugarcane provide the socioeconomic and agri-enviromental needs, with emphasis on the relationship between the production of electricity from the burning of biomass and ethanol by new ways of obtaining such as cellulose hydrolysis and the maintenance of sugarcane trash under the soil. Process based crop models based, such as APSIM (Agricultural Productions Systems Simulator), are useful tools for planing the production system and to identify the bottlenecks influencing the profitability of the sector. The objective was to model the growth and productivity of green and burnt sugarcane harvesting systems, under several nitrogen fertilizer levels (60, 120 and 180 kg ha-1). The study was based on two experiments located in Piracicaba-SP and Salinas-MG caried on with cultivar SP80-1842. The evaluation of the model showed that the APSIM-Sugarcane is able to drescribe adequately the growth and productivity of cane sugar production in these environments, once the modeling eficiency (E) was greater than 0.9 for stlak dry mass (MS). Simulations also showed that the amount of trash on the soil would affect the crop yield and the remotion of trash for using in the mills would ultimately decrease the sugarcane yield along the time. However, in these simulations, the crop did not respond to nitrogen fertilization.
A demanda crescente por fontes energéticas alternativas, em detrimento dos combustiveis fósseis, tem dado destaque ao Brasil no cenário inernacional como modelo de produção de energia renovável e atraído investimentos massivos ao setor sucroenergético brasileiro nacional. Para garantir a segurança financeira do negócio, é necessário que a produção de cana-de-açúcar supra as necessidades socioeconômicas e agroambientais, com ênfase na relação entre a produção de energia elétrica, a partir da queima dos resíduos vegetais e do etanol por novas vias de obtenção, como a hidrólise de celulose, e a manutenção da palha sob o solo. Modelos de simulação de culturas baseados em processos biofísicos, como o APSIM (Agricultural Productions Systems Simulator), são ferramentas úteis para o planejamento da produção e na determinação dos pontos de estrangulamento que influenciam a lucratividade do setor. O objetivo do trabalho foi modelar o crescimento e a produtividade da cana-de-açúcar em sistemas de colheita mecanizada, avaliando o efeito da remoção da palhada remanescente em combinação com doses de adubação nitrogenada de 60, 120 e 180 kg.ha-1. Os estudos foram realizados com base em dois experimentos localizados em Piracicaba-SP e Salinas-MG, conduzidos com a variedade SP80-1842. A avaliação do modelo revelou que o APSIM-Sugarcane é capaz de descrever adequadamente o crescimento e a produtividade da cana-de-açúcar em diferentes ambientes produtivos com eficiência da modelagem (E) maior que 0,9 para massa seca de colmos (MS). As simulações também mostraram que a quantidade de palha no solo pode afetar a produtividade da cultura, que a remoção da palha, para utilização na indústria, acarretaria em redução da produtividade no longo prazo. Entretanto, nas simulações feitas a cultura não respondeu significativamente à adubação nitrogenada.

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Curti, Gabriel Jeronymo 1984. "Estudo calorimetrico da atividade microbiana de solo canavieiro, manejado sob diferentes condições." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/250636.

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Abstract:

Orientador: Jose de Alencar Simoni
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-14T14:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Curti_GabrielJeronymo_M.pdf: 9486555 bytes, checksum: d62a8756cd8f980fa037df03ee42b8ab (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Esse estudo investiga a influência de práticas agrícolas na atividade microbiana de solos, utilizando-se a calorimetria. Quatro amostras de solo foram coletadas no município de Pradópolis, São Paulo, Brasil (21°19'8'' S 48°7'16' ' W), onde se praticavam dois diferentes tipos de manejo: solo sujeito à queima periódica, e solos não sujeitos à queima, em que, 2, 4, e 7 cortes consecutivos da cultura de cana foram observados. Nesses solos também houve contínuo incremento de cobertura vegetal. O estudo calorimétrico corresponde ao registro da energia dissipada em função do tempo, utilizando-se glicose como substrato. As amostras foram também caracterizadas por diversas análises químicas (teor de carbono total e acidez), físicas (porosidade, densidade, argila dispersa), biológica (número de microorganismos), e por técnicas de análise térmica como TGA, e DSC. Os resultados de calorimetria evidenciam diferenças entre os diferentes manejos em relação a parâmetros como: eficiência de assimilação da matéria orgânica (hH), constante de crescimento microbiano (k), e a quantidade biomassa viva formada (DX). O solo associado a práticas de queimada apresentou uma baixa eficiência percentual de assimilação de matéria orgânica (hH = 53 %), um valor só comparável ao solo com 4 cortes. Também foi o solo que apresentou a menor constante de crescimento (k = 2,09 x 10 min) e um dos maiores valores de peak time (598 minutos). Embora o crescimento microbiano tenha sido mais lento para o solo com queima, o valor de energia anabolizada ficou em torno de 50 %. Por outro lado, a anabolização como matéria orgânica viva (DX) foi a mais baixa de todas (181 mg ou 34% de hH), enquanto que para os outros solos DX foi praticamente igual a hH.
Abstract: This study investigates the influence of tilling practices on the soil microbial activity, through the use of calorimetric techniques. Four soil samples were collected at the municipality of Pradópolis, São Paulo, Brazil (21°1 9'8''S 48°7'16''W), where two kinds of different agricultural managements were used: a soil subjected to periodical burning, and soils do not subject to burning, where subsequent 2, 4, and 7 cuts of the sugarcane plantation were done, with continuous increase of the vegetal covering. The calorimetric study corresponds to follow the heat flow versus time curves, for a mass of glucose amended to the soil. The sample soils were characterized through chemical analysis (total carbon and acidity), physical analysis (porosity, density, disperse clay), biological analysis (microorganism numbers) and more specifically by TGA, DSC and microcalorimetry. The calorimetric results show differences depending on the tilling practice, respect to some parameters evaluated: efficiency of organic material assimilation (hH), specific microbial growth constant (k), and the amount of live biomass formed (DX). The soil where the burning is used showed a low percentual efficiency of organic material (hH = 53 %), a value close to the soil with 4 cuts. It was verified to the burning condition the smallest value of growing rate (k = 2.09 x 10 min) and a relatively great value of peak time (598 minutes) for this sample. For the burning soil the microbial growth constant was the lowest one but the percentual of assimilated energy stayed close to 50% to this sample. Similarly, the live organic material anabolism (DX) was the lowest value registered (181 mg ou 34% of hH ), while this parameter was practically equal to hH for the other soil samples.
Mestrado
Físico-Química
Mestre em Química

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Soares, Felipe Augusto de Andrade. "Zonas edafoclimáticas homogêneas das principais regiões de cana-de-açúcar do Brasil." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-13112015-112735/.

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Abstract:

Modelos de simulação de culturas são ferramentas usuais na literatura científica para representar o desempenho de uma cultura agrícola. Por representar os processos biofísicos, contém equações matemáticas e por operar em escala local, demandam investimento em equipamento e tempo computacional relativamente grande para sua execução. Ademais, nem sempre é possível obter dados climáticos e de solos cobrindo todo território brasileiro. Uma forma de representar regiões em escalas maiores é através da extrapolação das zonas edafoclimáticas homogêneas (ZEH). Portanto, objetivou-se no presente trabalho definir ZEH para as principais regiões de cana-de-açúcar do Brasil com base em dados de clima e de solo através de técnicas de geoestatística em um sistema de informação geográfica, afim de limitar ao máximo o número de pontos de simulação, sem prejudicar a representação espacial. Foram utilizadas 2.018 estações tanto meteorológicas quanto pluviométricas, além de 1.984 pontos de análises de perfis de solos espalhadas pelas principais regiões de cana-de-açúcar do Brasil. Os mapas das zonas climáticas e edáficas foram realizados através de técnicas de geoestatística e análises de indicadores estatísticos das variáveis espacializadas (VE). As escolhas das VE foram baseadas na literatura sobre zoneamento em escala global, dos quais foram selecionados para o presente trabalho, referente ao aspecto climático: graus-dias de crescimento (representando as condições térmicas do ambiente) e índice de evapotranspiração relativa (representando as condições hídricas no ambiente); referente ao aspecto edáfico, capacidade de troca de cátions (representando as características químicas) e água disponível no solo (representando as características físico-hídricas dos solos). Os mapas foram trabalhados em uma resolução de 10 quilômetros x 10 quilômetros. Numa primeira abordagem, obteve-se nove classes de zonas climáticas homogêneas e resultaram em dez classes de zonas edáficas homogêneas, totalizando 50 ZEH nas principais regiões canavieiras do Brasil, oriundas da combinação entre as classes de solo e clima. Uma segunda abordagem foi utilizada no sentido de se reduzir o número de classes finais, obtendo-se cinco classes de clima, oito classes de solo, o que resultou em 21 classes de ZEH ao final.
Crop simulation models are useful tools in the scientific literature to represent the performance of a crop in a given field. Because they are process-based and contain a number of algorithms and operate on a local scale, these models require investments in hardware and are usually time consuming. Furthermore, sometimes it is not possible to obtain climate and soil data covering the whole country. One way to represent regions at larger scales is by upscaling on homogeneous edaphoclimatic zones (HEZ). Therefore, the goal of the present study is define HEZ to the main sugarcane regions in Brazil based on weather and soil data through geostatistical techniques in a geographic information system, in order to limit number simulation points without harming the spatial representation. 2,018 weather stations in addition to 1,984 points of soil profile analyzes spread in the main sugarcane regions in Brazil were used. The maps of climate and edaphic zones were made through geostatistical techniques and statistical indicators analysis of spatialized variables (SV). The SV selected were based on homogeneous zone methods performed in global scale, from which were selected for climatic zones, thermal conditions (degree-days growth) and water conditions (relative evapotranspiration index); and edaphic zones, conditions chemical (cation exchange capacity) and water conditions (available soil water). The maps were made at a resolution of 10 km x 10 km. In the first approach, homogeneous climate zones resulted in nine classes and homogeneous edaphic zones resulted in ten classes, totaling 50 HEZ in the main sugarcane regions of Brazil, derived from the combination of the soil and climate classes. In a second approach were used in order to reduce the number of final classes, obtaining in climatic zones five classes, and in edaphic zones eight classes, in which resulted in 21 HEZ classes.

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ROCHA, Alexandre Tavares da. "Gesso mineral na melhoria do ambiente radicular da cana-de-açucar e implicações na produtividade agrícola e industrial." Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2007. http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/4884.

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Abstract:

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-06-29T12:46:46Z No. of bitstreams: 1 Alexandre Tavares da Rocha.pdf: 1586763 bytes, checksum: 3e5b5872455ad9ae22b74bf9c92ffd1e (MD5)
Made available in DSpace on 2016-06-29T12:46:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre Tavares da Rocha.pdf: 1586763 bytes, checksum: 3e5b5872455ad9ae22b74bf9c92ffd1e (MD5) Previous issue date: 2007-04-27
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
This work aimed to study the use of mined gypsum in alic soils, observing, under field conditions, its effects on the soil environment, and its nutritional and productive implications on sugarcane. An experiment was conducted in agricultural área of Trapiche Mill, South Forest Zone of Pernambuco, in a Yellow Oxisol. The gypsum was obtained from gypsite mine of the gypsum pole of Araripe, Pernambuco. The experiment was on a factorial arrangement, testing gypsum doses and particle sizes applied to soil under two sugarcane cultivars. Initially isolated effects of each factor were studied. At the same time, effects of gypsum doses and its interactions with particle size for each of the sugarcane cultivars were studied. In a prospective perspective, mineral gypsum was efficient to supply sub superficial calcium. The combination of lime and gypsum enhanced sugarcane root environment. Mined gypsum reduced sub superficial aluminum saturation, at the 3.42 Mg.ha-1. No potassium and magnesium lixiviation was observed, at the applied doses. Mined gypsum particle size did not have a major effect on its soil behavior. Sugarcane cultivars responded differently to soil correction. Cultivar SP 78-4764 had higher response to lime/mined gypsums, with yields of 98.4 Mg.ha-1. Mined gypsum increased ATR by 9.2 Mg kg -1.
O objetivo deste trabalho foi estudar a utilização do gesso mineral do Araripe em solos álicos, observando seus efeitos no ambiente edáfico e as implicações nutricionais e produtivas para a cana-de-açúcar. Para tanto, foi conduzido um experimento em área agrícola da Usina Trapiche, Zona da Mata Sul de Pernambuco, em um Latossolo Amarelo. O gesso foi proveniente de jazida de gipsita do pólo gesseiro do Araripe, em Pernambuco. O experimento foi arranjado em esquema fatorial, sendo testadas doses e granulometrias de gesso em solo cultivado com duas variedades de cana-de-açúcar. Inicialmente foram estudados efeitos provocados no solo pela aplicação isolada de gesso, calcário e pela mistura dos dois insumos. Paralelamente, foram observadas alterações causadas pelas aplicações de doses de gesso e suas interações com a granulometria para cada uma das variedades de cana-de-açúcar estudadas. O gesso mineral foi eficaz em fornecer cálcio em subsuperfície, não sendo registradas, na magnitude das doses de gesso mineral utilizadas, perdas de potássio e magnésio. Com a aplicação de doses de até 3,42 Mg ha-1, foi possível reduzir em 39% a saturação por alumínio do solo estudado. As granulometrias do gesso mineral não se diferenciaram quanto a atuação no solo. A variedade SP78-4764 respondeu melhor a associação calcário/gesso mineral, com produtividade da ordem de 98,4 t ha-1 e a variedade SP78-4764 foi mais responsiva as doses de gesso. O gesso mineral proporcionou ainda incremento de Açúcares Totais Recuperáveis - ATR da ordem de 9,2 kg ton-1.

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Carbonari, Caio Antonio [UNESP]. "Eficácia do herbicida amicarbazone em aplicação conjunta com a colheita de cana-de-açúcar no controle das principais plantas daninhas da cultura." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2007. http://hdl.handle.net/11449/97188.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-05Bitstream added on 2014-06-13T20:58:38Z : No. of bitstreams: 1 carbonari_ca_me_botfca.pdf: 2020066 bytes, checksum: 543976b2b8888c3c6c66975a6d66c2fb (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Os herbicidas aplicados em pré-emergência em cana-crua tem como principais limitações a retenção parcial dos produtos na palha (mesmo após chuvas) e a dependência de chuvas após a aplicação para que o herbicida atinja o solo. Para minimizar estas limitações, foi desenvolvido um sistema de aplicação de herbicidas adaptado à colhedora de modo que as operações de colheita e aplicação do herbicida fossem feitas simultaneamente. A aplicação ocorre entre o sistema de coleta e o lançador de palha da colhedora, atingindo o solo e sendo coberto pela palhada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do herbicida amicarbazone, aplicado em operação conjunta com a colheita mecanizada da cana-de-açúcar, no controle das principais plantas daninhas da cultura em diferentes épocas de aplicação. Os experimentos foram conduzidos em áreas de cana-crua das Usina Ferrari, nos municípios de Porto Ferreira/SP e Santa Cruz das Palmeiras/SP e Usina Dedini, no município de Tambau/SP. Foram conduzidos cinco experimentos, em diferentes épocas, sendo realizadas aplicações nos dias 27 de junho, 31 de agosto, 03 de outubro, 20 de outubro e 23 de novembro, no ano de 2005. As parcelas experimentais foram constituídas de cinco linhas de cana-de-açúcar espaçadas em 1,5 m, com 8,0 e 11,0 m de comprimento (para a primeira e as demais épocas de aplicação, respectivamente), com 1 m de corredor frontal e 3 m de corredores laterais, com quatro repetições. As espécies Ipomoea grandifolia (Dammer) O Donell, Ipomoea quamoclit L., Ipomoea nil (L.) Roth., Merremia cissoides (Lam.) Hall.f., Euphorbia heterophylla L., Bidens pilosa L., Brachiaria decumbens Stapf, Panicum maximum Jacq e Digitaria spp foram semeadas nas parcelas para garantir as infestações e testar o desempenho do herbicida. Os tratamentos testados foram...
The application of pre-emergence herbicides in sugarcane harvested without burning the leaves is limited by the retention of the compounds by the mulch set up after the harvest and having 5 to 20 t of dry matter ha-1. To avoid this limitation, it was developed an application system set up with a magnetic speed sensor, a tank of 200L in capacity, an eletric pump coupled to a flow regulator and a boom, with two nozzles, wide enough to treat one row of the crop. This equipment mounted on the harvester allowed applying the herbicide over the soil surface before the sugarcane residues were deposited on the soil surface by the backside of the harvester. The objective of this study was to evaluate the efficacy of the amicarbazone applied by a sprayer mounted on a sugarcane harvester to control weeds. The herbicide was also conventionally sprayed over the soil (without mulch) and over the mulch (after the harvest) in five application timings (June 27, august 31, october 03 and 20 and november 23) and locations of São Paulo State - Brazil. Two treatments without the application of the herbicide (with or without the mulch) were also set up to referee the efficacy evaluations. Each plot corresponded to 5 lines of the crop lengthening 8-11 m. The experiments were set up with four replications. Ipomoea grandifolia, Ipomoea nil, Ipomoea quamoclit, Merremia cissoides, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa, Brachiaria decumbens, Panicum maximum and Digitaria spp were seeded in the plots to improve the precision of the efficacy evaluations. The herbicide amicarbazone was applied at the rate of 1050 g. ha-1. For P. maximum and Digitaria spp. when applied in the dry season (June 27 and august 31) highest efficacy levels were observed on the plots applied by the equipment set up in the harvester. The application of amicarbazone over... (Complete abstract, click electronic access below)

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Grisotto, Daniel Carmignani. "Evolução da estrutura do solo em cana-de-açúcar sob sistema de preparo por canteirização." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-10102018-121137/.

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Abstract:

Estudos sobre de métodos de preparo de solo são essenciais pela necessidade em se reduzir os impactos nos solos, decorrentes da intensificação da mecanização agrícola na cultura da cana-de-açúcar e pela busca de modelos que visem proporcionar uma maior qualidade para o solo e, consequentemente, a obtenção de melhores desenvolvimentos vegetativos e maiores produtividades. O presente trabalho teve como principal objetivo, a avaliação por meio de análises micromorfométricas, das alterações na estrutura do solo decorrentes de métodos distintos de preparo de solo. Foram avaliados o preparo convencional, a partir da mobilização do solo em área total, e o preparo profundo canteirizado, com a utilização de um modelo de implemento que permite realizar uma série de operações de preparo de solo de forma simultânea, que não mobiliza a região de passagem do rodado dos maquinários e delimita um canteiro preparado para o desenvolvimento das plantas. O solo da área experimental é classificado como Nitossolo Vermelho Eutrófico latossólico, de textura muito argilosa e foram abertas trincheiras nos tratamentos em momentos distintos do ciclo comercial da cultura, a fim de serem observadas as modificações de forma temporal. Nestas, foram coletadas amostras para análises de densidade do solo e amostras indeformadas de solo para a realização de análises micromorfométricas, para a quantificação e caracterização da área ocupada por poros, tanto na região de desenvolvimento da cultura (canteiro) quanto na área de passagem do rodado. Foi possível observar uma maior área ocupada por poros no canteiro do tratamento do preparo profundo canteirizado na primeira coleta, proporcionado pelo implemento, em relação ao preparo convencional, assim como uma maior participação de poros grandes complexos frente a poros de menor tamanho e arredondados. Porém, notou-se nas áreas sem influência do sistema radicular da planta, como na região de passagem do rodado e centro do canteiro, uma redução da área ocupada por poros entre uma coleta e outra, tanto por conta do tráfego agrícola quanto pela acomodação do solo desestruturado no preparo profundo canteirizado, podendo vir a acarretar em menores desenvolvimentos radiculares horizontalmente e deixando a área mais propicia a menores taxas de infiltração de água no solo, reduzindo o fluxo hídrico internamente e, consequentemente, aumentando os riscos da ocorrência de processos erosivos. Já no preparo convencional, os resultados indicaram uma manutenção da estrutura proporcionada pelo tipo de preparo entre as coletas, com poros menores e arredondados.
Studies about soil tillage methods are essential due to the necessity of reducing impact in soils caused by the intensification of mechanic agricultural operations in sugarcane. These studies are also important by the pursuit of models that enables a better quality to the soil and, as a consequence, obtaining better vegetative development and productivity. This study had as its main objective the evaluation of soil structural changes caused by different methods of soil tillage by micromorphometric analysis. Two soil tillage systems were evaluated, the conventional soil tillage, which mobilizes the soil in the whole area, and the deep bedding tillage, which is done by an agricultural implement that allows a series of operations simultaneously and does not mobilizes the soil in the wheel\'s path, delimiting a bed for the plant development. The soil of the experimental area is classified as a Eutric Nitisol with a high clay texture. Pitches were opened in the treatments in different timings during the commercial cycle of the culture aiming the observation of temporal modifications in the soil. Samples were collected for density analysis and undisturbed samples were collected for micromorphometric analysis, for quantification and characterization of the pore area in either the root development area (bed) or the wheel\'s path. It was possible to observe a largest pore area in the deep bedding tillage system on the first collection due to the implement when compared to the conventional, as well as a largest occurrence of complex pores against smaller rounded pores. However, it was observed in the areas without the direct influence of the root system, as in the wheel\'s path and bed center, a reduction of the pore area between the two collections because of agricultural machinery traffic and accommodation of the unstructured soil in the deep bedding tillage system. This occurrence might incur in lowering root development horizontally and letting the area prone to lower water infiltration, which reduces the water flow internally and increases the risk of erosive processes. As regards the conventional tillage system, the results indicated a structural maintenance enabled by the tillage method between the collections, presenting smaller rounded pores.

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Corradi, Mariana Marotti. "Efeito dos resíduos de cana-de-açúcar na emissão de CO2 em condição sem distúrbio e após preparo do solo, em áreas de produção no Sudeste do Brasil /." Jaboticabal : [s.n.], 2011. http://hdl.handle.net/11449/96820.

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Abstract:

Orientador: Newton La Scala Júnior
Banca: Carlos Eduardo Pellegrino Cerri
Banca: Marcílio Vieira Martins Filho
Resumo: O manejo apropriado do solo e resíduos vegetais das culturas na agricultura podem resultar em diminuições significativas da emissão de CO2 do solo e, consequentemente, pode ajudar a mitigar o efeito estufa. Dois experimentos de campo foram conduzidos em áreas de produção de cana-de-açúcar no sudeste do Brasil, a fim de distinguir a contribuição do solo e dos resíduos de cana de açúcar, em relação à perda de CO2. No primeiro experimento de campo, que foi conduzido por um período de 50 dias, foi investigado o efeito da presença ou não dos resíduos de cana-de-açúcar sobre as emissões de CO2. As emissões totais foram tão elevadas quanto 553,62 g CO2 m-2, e tão baixa quanto 384,69 g CO2 m-2 nas parcelas sem cobertura e com cobertura vegetal, com uma densidade equivalente a 3 t ha-1, respectivamente. Os resultados demonstram uma redução significativa das emissões de CO2, indicando a conservação do carbono do solo após a aplicação de resíduos de cana-de-açúcar na superfície. No segundo experimento, estudou-se a influência do preparo sobre as emissões de CO2, em parcelas com e sem resíduos da cultura. Para estimar a perda de carbono do solo induzida pelo preparo, as emissões após o preparo das parcelas, sem cobertura vegetal, foram comparadas àquelas das parcelas sem preparo. Os resultados indicam que a retirada dos resíduos de cana-de-açúcar completamente da superfície do solo, nas áreas colhidas mecanicamente, podem resultar em emissões adicionais tão altas quanto aquelas induzidas pelo preparo do solo
Abstract: Appropriate management of soil and crop residues in agriculture can result in significant reductions in CO2 emissions from soil and thus may help mitigate the greenhouse effect. Two experiments were conducted in sugarcane areas in southeast Brazil, in order to distinguish the contribution of soil and sugarcane crop residue, in relation to CO2 loss. In the first experiment, that was conducted for a period of 50 days, was investigated the effect from sugarcane residues on CO2 emissions. Total emissions were as high as 553.62 g CO2 m-2, and as low as 384.69 g CO2 m-2 in non-covered and covered plot with an equivalent density of 3 t ha-1, respectively. These results show a significant reduction in CO2 emissions, indicating conservation of soil carbon after the application of sugarcane residues on the soil surface. In the second experiment, was studied the influence of tillage on CO2 emissions in plots with and without crop residues. To estimate the loss of soil carbon induced by tillage, the emissions after the tillage of the plots, without crop residues, were compared with those of plots without tillage. The results indicate that remove all the sugarcane residues from the soil surface, in areas harvested mechanically may result in additional emission as high as those induced by soil tillage
Mestre

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Panosso, Alan Rodrigo [UNESP]. "Variabilidade espacial da emissão de CO2, temperatura e umidade em latossolo sob cultivo de cana-de-açúcar em sistemas de colheita manual com queima e mecanizada." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2006. http://hdl.handle.net/11449/88280.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-09-12Bitstream added on 2014-06-13T20:50:12Z : No. of bitstreams: 1 panosso_ar_me_jabo.pdf: 2194382 bytes, checksum: c6f96722456045aaddb9ac21be01b595 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A caracterizacao da variabilidade espacial de atributos do solo de areas agricolas e uma tarefa importante, pois somada a influencia dos aspectos pedologicos temos uma grande contribuicao do manejo. Neste trabalho foi determinada a estrutura da variabilidade espacial da emissao de CO2, temperatura e umidade em Latossolo Vermelho eutroferrico em tres localidades sob cultivo da cana-de-acucar em sistemas de manejos de cana crua e de cana queimada, no nordeste do Estado de Sao Paulo. As maiores emissoes foram observadas no local sob manejo de cana queimada, num valor medio de 2,05 Êmol m-2 s-1, porem dependencia espacial na emissao de CO2 foi encontrada somente nas areas sob manejo de cana crua. Os modelos de semivariancia foram exponenciais, esfericos e gaussianos sendo a dependencia espacial classificada como forte ou moderada em todos os casos. Os mapas de krigagem da emissao de CO2, temperatura e umidade do solo sob manejo de cana queimada mostraram correspondencia a declividade do terreno, com as maiores emissoes e temperaturas e menores umidades localizadas na parte mais alta do local estudado. Os resultados indicaram correlacao linear entre a emissao de CO2 com a temperatura e com a umidade do solo somente no local com manejo de cana queimada, e nao no sistema de cana crua, onde a presenca de palhada na superficie certamente impede a acao direta da radiacao solar e o escoamento de chuvas.
The characterization of spatial variability in agricultural soils is an important task, because added to the pedological aspects the soil management also influences such variability. In this work the spatial variability structure of a bare Dark Red Latosol CO2 emission, temperature and moisture were determined in three locations used with sugar cane crop culture, submitted to slash and burn or no till management systems in northeastern of Sao Paulo State. The highest emissions were observed in the slash and burn plot, with mean value of 2,05 Êmol m-2 s-1, but no spatial variability structure was seen for the CO2 emission in this plot. The variability models were exponential, spherical and gaussian, being the spatial dependence classified as strong and moderate in all the cases. In the slash and burn system, the kriging maps of soil CO2 emission, temperature and moisture had shown similarities to the land declivity, with the higher emissions and temperatures and the lower moisture values located in the highest parts of the studied place. The results indicated linear correlation between soil emission with temperature and moisture only in the slash and burn plot, and not in the no-till plots where crop residues were left in soil surface and certainly modified the direct action of the solar radiation and the rain draining.

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Teixeira, Luís Gustavo [UNESP]. "Efeito do preparo sobre a emissão de CO2 do solo em áreas agrícolas descrita por modelo exponencial decrescente no tempo." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/96983.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-21Bitstream added on 2014-06-13T20:37:33Z : No. of bitstreams: 1 teixeira_lg_me_jabo.pdf: 3324980 bytes, checksum: c588c0fe971e863b13d299ae775c6afb (MD5)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Usina São Martinho
O preparo do solo tem sido apontado como uma das práticas que causam perda adicional de carbono do solo para a atmosfera na forma de CO2, o principal gás do efeito estufa ampliado. Neste trabalho são estudados alguns aspectos da emissão de CO2 do solo de áreas agrícolas na região de Jaboticabal, SP, Brasil. Os experimentos foram realizados em duas áreas onde estudou-se o efeito do preparo do solo com arado de disco seguido de grade niveladora (convencional), escarificador de arrasto conjugado com rolo destorroador (reduzido) e enxada rotativa sobre as emissões de CO2 do solo. No experimento conduzido com a enxada rotativa, foi considerada sua aplicação sobre parcela com e sem palha de cana-de-açúcar, sendo o efeito da presença ou não de palha na superfície do solo sobre as emissões de CO2 também investigada. Já no experimento que contemplou o preparo convencional e reduzido as emissões totais indicaram que o sistema de preparo arado de disco seguido de grande niveladora foi o mais impactante, resultando em uma perda de carbono do solo próxima a 71 g m-2 (260 g CO2 m-2) em 2 semanas. Com relação à influência da palha sobre as emissões após preparo, essas foram significativas aumentando a emissão em 36% acima daquela da parcela após preparo sem palha. Os resultados apresentaram, invariavelmente, uma queda da emissão de CO2 do solo ao longo do tempo após preparo, que foi melhor modelada em um dos experimentos a partir de uma função exponencial decrescente no tempo somente, enquanto no outro experimento por uma função combinada, exponencial decrescente no tempo e dependência linear com temperatura e umidade do solo, foi a que melhor ajustou-se as variações temporais da emissão após preparo
Soil tillage has been presented as one of the practices responsible for the additional release of carbon from soil to atmosphere as CO2, the major gas of the enhanced greenhouse effect. This work investigates several aspects of soil CO2 emission in agricultural areas in Jaboticabal region, São Paulo State, Brazil. The experiments were conducted in two fields, where the effect on soil CO2 emissions was studied for tillage employing disk plow followed by offset disk harrow, chisel plow followed by clod break roller and rotary tillage. In the rotary tillage experiment, plots with and without sugarcane trash on the surface were considered, being the effect of the presence of crop residues on soil CO2 emission also evaluated. In the experiment comparing conventional and reduced tillage, total emissions indicated that the conventional tillage (disk plow followed by offset disk harrow) was the most impacting tillage system, resulting in a total carbon emission of 71 grams m-2 (260 g CO2 m-2) in 2 weeks after tillage. Concerning the influence of sugarcane trash on emissions after tillage, emissions were significant, increasing 36% over the plot without residues of the crop. In all cases, results consistently showed a decrease in soil CO2 emission in time after tillage, which was best modeled by an exponential decay in time after tillage only, for one of the experiments, while a combined function of exponential decay in time and linear dependence on temperature and soil moisture, in the other experiment, was the best for fitting the temporal variation of emission after tillage

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Lima, César Gustavo da Rocha [UNESP]. "Análise linear e espacial entre alguns atributos produtivos e tecnológicos da cana- de-açúcar com o pH de um argissolo vermelho de Suzanápolis (SP)." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2012. http://hdl.handle.net/11449/106185.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-27Bitstream added on 2014-06-13T19:05:39Z : No. of bitstreams: 1 lima_cgr_dr_ilha.pdf: 1288552 bytes, checksum: c150dab3b3f61e74fde21a91ed18c297 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Os índices de produtividade agrícola dependem primordialmente da capacidade produtiva dos solos. Deste modo, as práticas de manejo do solo objetivam modificações nas suas características físicas, químicas e biológicas, com vistas a proporcionar melhor condição ao desenvolvimento das culturas e conseqüentemente maior produtividade e qualidade do produto. No ano agrícola de 2009/2010, na Fazenda Valença I (Usina Vale do Paraná S/A Álcool e Açúcar), município de Suzanápolis (SP), Brasil (20° 27’ 33” S; 51° 08’ 05” W), foram analisados, como atributos da cana-soca queimada a produtividade de colmos (TCH), a população de indivíduos por área (POP), teores de açúcares totais recuperáveis (ATR), sólidos solúveis totais (BRI), sacarose no caldo (POL), pureza aparente (PUR) e teor de fibra (FIB); e como atributos de um Argissolo Vermelho Distrófico, o pH (pH) sob diferentes metodologias e o Delta pH (DpH), em profundidade no perfil (0-0,20m; 0,20-0,40m; 0,80-1,00m). O objetivo foi avaliar as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta com os do solo, visando selecionar aqueles de melhor interação com a produtividade e qualidade tecnológica da cana-de-açúcar. Para tanto, foi instalada uma malha geoestatística para a coleta de dados do solo e planta, contendo 118 pontos amostrais, numa área de aproximadamente 10,5ha. No geral, os atributos estudados seguiram padrões espaciais com boa definição, apresentando alcances entre 75,0-465,9m. As correlações lineares entre os atributos da planta com os do solo foram baixas, porém altamente significativas. Os de melhor correlação com a produtividade da cana (TCH) foram o pH em KCl (0,80-1,00m), o pH em CaCl2 (0,80- 1,00m), e o Delta pH (0,80-1,00m). Por outro lado, constatou-se uma maior explicação significativa...
The rate of agricultural productivity depends primarily on the productive capacity of soils. Thereby, handling practices with agricultural aim to modify your characteristics to physical, chemical and biological soil in order to provide better conditions for crop growth and hence productivity. The attributes of plant, in no-tillage sugarcane productivity (SP), population of individuals (PI), total recoverable sugars (TRS), total soluble solids (TSS), sucrose in the broth (SB), apparent purity (AP) and fiber (FIB); and chemicals of soil (hydrogenic potential-pH and Delta pH-DpH) depth (0-0,20m; 0,20-0,40m, 0,80-1,00m layers) in a Red Ultisol of Valencia I Farm (Vale do Parana S/A Alcohol and Sugar Industry), were analyzed in crop year of 2009/2010 in the Suzanapolis County, Sao Paulo State, Brazil (20° 27' 33 S; 51° 08' 05 W). The purpose was to study the linear and spatial correlations among the attributes (plant and soil), aiming to elect an index of soil chemical quality with good capacity to represent the productivity, particularly at high depths. A grid geostatistical to collect soil and plant attributes data was installed, with 118 sample points, in an area of 10,5 hectare. In the general, the studied attributes showed high to low variability, with good spatial performances, and ranges between 75,0 and 465,9 meters. The linear correlations between the sugarcane productivity (SP) with the soil attributes were low, but highly significant. Those of best correlations with SP were the pH in KCl (0,80-1,00m), pH in CaCl2 (0,80-1,00m) and Delta pH (0,80-1,00m). However, there was a significant interaction given by the largest multiple linear correlations between sugarcane productivity, with the PI, Delta pH (0,20- 0,40m), and pH in KCl (0,80-1,00m). From the spatial point of view there was good response from the productivity... (Complete abstract click electronic access below)

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Costa, Mirian Cristina Gomes. "Distribuição e crescimento radicular em soqueiras de cana-de-açúcar: dois cultivares em solos com características distintas." Universidade de São Paulo, 2005. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09112005-150912/.

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Abstract:

O presente trabalho de pesquisa foi elaborado com o objetivo de comprovar a hipótese de que o cultivar de cana-de-açúcar RB83 5486, comparado ao RB83 5089, apresenta melhor desenvolvimento radicular mediante cultivo em solo com menor teor de argila. O estudo foi realizado a partir de dois experimentos de campo desenvolvidos no município de Porto Feliz, SP. Os solos foram classificados como Nitossolo Vermelho Eutroférrico latossólico (NV) e Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico psamítico (LVA). Os tratamentos das áreas experimentais foram doze cultivares de cana-de-açúcar em delineamento de blocos completos casualizados. No período entre a terceira soca e a quinta soca (2002 a 2004), dois cultivares de cana-de-açúcar (RB83 5486 e RB83 5089) foram avaliados a partir de estudos de atributos químicos e físicos do solo, do estado nutricional da cultura, da distribuição de raízes no perfil do solo, além da arquitetura e vitalidade radicular a partir da brotação das soqueiras. A distribuição de raízes no perfil do solo foi avaliada utilizando-se o método da trincheira ou parede do perfil. Nesse método, imagens de raízes obtidas na parede de trincheiras abertas no campo foram analisadas por meio do software SIARCS, fornecendo valores de comprimento radicular em diferentes distâncias a partir das linhas de cana e em diferentes profundidades. Arquitetura e vitalidade de raízes foram determinadas a partir de raízes lavadas, coletadas no campo por meio de sonda amostradora em diferentes épocas. Para avaliar a arquitetura radicular foram feitas imagens das raízes que, posteriormente, foram analisadas por meio do software WinRhizo. A vitalidade radicular foi determinada por meio de teste enzimático. Os resultados indicaram diferença na concentração de hidrogênio dos solos relacionada com a atividade dos cultivares na absorção de nutrientes. O teor foliar de potássio e enxofre foi maior para o cultivar RB83 5486. Porém, foi observado maior conteúdo e exportação de nutrientes para o cultivar RB83 5089 em virtude da elevada produção de colmos. No LVA a maior quantidade de raízes concentrou-se até os 18 cm de distância a partir das linhas de cana e até os 54 cm de profundidade. No NV a maior quantidade de raízes concentrou-se até 23 cm de distância a partir das linhas de cana e até os 46 cm de profundidade. O crescimento de raízes a partir da brotação das soqueiras foi influenciado por características de precocidade dos cultivares. A produção de colmos foi maior para o cultivar RB83 5089. Contudo, a produção de açúcar foi maior para RB83 5486 que, no LVA, utilizou menor quantidade de nutrientes por kg de açúcar produzido.
To test the hypothesis that, in soils with low clay content, sugarcane genotype RB83 5486 has better root system development than genotype RB83 5089, two field experiments were conducted in Porto Feliz, SP. Soils were classified as Typic Kandiudalf and Typic Hapludox. Twelve sugarcane genotypes were cropped in the experimental sites, with a experimental design in randomized blocks. Between the third and fifth ratoon (2002 to 2004), the development of two sugarcane genotypes (RB83 5486 e RB83 5089) was evaluated by determining the chemical and physical soil attributes, crop nutritional conditions, root distribution in the soil profile, and root architecture and vitality in the ratoon sprout. Root distribution in the soil profile was evaluated by the trench method. Root images were taken from trench walls and analyzed using the SIARCS software. This allowed obtaining the root length values at different distances from sugarcane rows and at different soil depths. Root architecture and vitality was analyzed from washed roots sampled by probe at different times. Architecture was evaluated by means of root images that were later analyzed using the WinRhizo software. The vitality of roots was determined by enzymatic tests. Results show differences in hydrogen ion concentrations in both soils. These differences can be related to differences in the uptake of nutrients between the studied genotypes. Potassium and sulphur contents in sugarcane leaves were higher in genotype RB83 5486. However, it was found higher nutrient contents and exportation by stalks in the genotype RB83 5089 due the higher stalk yield. In the Typic Hapludox, most part of roots were concentrated between 0 and 18 cm from sugarcane rows and in the upper 54 cm. In the Typic Kandiudalf, most part of roots were concentrated between 0 and 23 cm from sugarcane rows and in the upper 46 cm. Root growth from ratoon sprout was influenced by precocity characteristics of genotypes. Stalk yield was higher in genotype RB83 5089, however, sugar yield was higher in genotype RB83 5486. The genotype RB83 5486 demanded less amount of nutrients by Kg of produced sugar in the Typic Hapludox.

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Corradi, Mariana Marotti [UNESP]. "Efeito dos resíduos de cana-de-açúcar na emissão de CO2 em condição sem distúrbio e após preparo do solo, em áreas de produção no Sudeste do Brasil." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2011. http://hdl.handle.net/11449/96820.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-25Bitstream added on 2014-06-13T20:37:24Z : No. of bitstreams: 1 corradi_mm_me_jabo.pdf: 593472 bytes, checksum: f69679ca1822ee66a8a2af0a2f003511 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
O manejo apropriado do solo e resíduos vegetais das culturas na agricultura podem resultar em diminuições significativas da emissão de CO2 do solo e, consequentemente, pode ajudar a mitigar o efeito estufa. Dois experimentos de campo foram conduzidos em áreas de produção de cana-de-açúcar no sudeste do Brasil, a fim de distinguir a contribuição do solo e dos resíduos de cana de açúcar, em relação à perda de CO2. No primeiro experimento de campo, que foi conduzido por um período de 50 dias, foi investigado o efeito da presença ou não dos resíduos de cana-de-açúcar sobre as emissões de CO2. As emissões totais foram tão elevadas quanto 553,62 g CO2 m-2, e tão baixa quanto 384,69 g CO2 m-2 nas parcelas sem cobertura e com cobertura vegetal, com uma densidade equivalente a 3 t ha-1, respectivamente. Os resultados demonstram uma redução significativa das emissões de CO2, indicando a conservação do carbono do solo após a aplicação de resíduos de cana-de-açúcar na superfície. No segundo experimento, estudou-se a influência do preparo sobre as emissões de CO2, em parcelas com e sem resíduos da cultura. Para estimar a perda de carbono do solo induzida pelo preparo, as emissões após o preparo das parcelas, sem cobertura vegetal, foram comparadas àquelas das parcelas sem preparo. Os resultados indicam que a retirada dos resíduos de cana-de-açúcar completamente da superfície do solo, nas áreas colhidas mecanicamente, podem resultar em emissões adicionais tão altas quanto aquelas induzidas pelo preparo do solo
Appropriate management of soil and crop residues in agriculture can result in significant reductions in CO2 emissions from soil and thus may help mitigate the greenhouse effect. Two experiments were conducted in sugarcane areas in southeast Brazil, in order to distinguish the contribution of soil and sugarcane crop residue, in relation to CO2 loss. In the first experiment, that was conducted for a period of 50 days, was investigated the effect from sugarcane residues on CO2 emissions. Total emissions were as high as 553.62 g CO2 m-2, and as low as 384.69 g CO2 m-2 in non-covered and covered plot with an equivalent density of 3 t ha-1, respectively. These results show a significant reduction in CO2 emissions, indicating conservation of soil carbon after the application of sugarcane residues on the soil surface. In the second experiment, was studied the influence of tillage on CO2 emissions in plots with and without crop residues. To estimate the loss of soil carbon induced by tillage, the emissions after the tillage of the plots, without crop residues, were compared with those of plots without tillage. The results indicate that remove all the sugarcane residues from the soil surface, in areas harvested mechanically may result in additional emission as high as those induced by soil tillage

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Purcena, Luiza Luanna Amorim. "Prospecção de enzimas de solo de Cerrado sob plantio de cana-de-açúcar." Universidade Federal de Goiás, 2014. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/3999.

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Abstract:

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG
The increasing land area cultivated with sugarcane in Goiás reflects the economic importance of this monoculture not only to Goiás, but also to Brazil. However, the native areas of Cerrado converted to monoculture planting must be monitored since the effects in the biochemical, biological and physicochemical characteristics of soil have already been reported. In this study, the effect of organic (OM) and conventional management (CM) of sugarcane on hidrolases and oxidative enzymes and the results were compared to those for native soil of Cerrado (NS). It was quantified the activity of acid and alkaline phosphomonesterases, β-glucosidases, peroxidases and phenol oxidases. It was also determined the physicochemical parameters such as granulometry (percentage of clay, silt and sand) and content of soil organic matter (SOM), pH, Inorganic phosphorus (P + ), calcium (Ca +2 ), Potassium (K + ). Magnesium (Mg +2 ), Aluminum (Al +3 ), potential acidity total (H+Al) saturation in Aluminum (M%), saturation of alkalis (V%), cation exchangeable capacity (CEC) and the relationship between Ca/CEC, K/CEC and Mg/CEC content as well as the relationships of the cations Ca/K, Ca/Mg, Mg/K,. The optimum pH was assayed for phosphomonoesterases and β-glucosidases. Principal component analyses was performed to identify which factors evaluated would permit to differentiate NS, OM and CM. The results showed the presence of both acid and alkaline phosphomonoesterases in NS, OM and CM; nevertheless, acid phosphomonoesterases were predominant. The optimum pH for acid phosphomonesterase was pH 5.0 and the factors that most interfered on the enzyme activity were pH and granulometry. Sugarcane management did not affect alkaline phosphomonoesterase, in the contrary, acid phosphomonestarase activity was reduced around 50% in the cultivated soils. For β-glucosidase it was observed optimum pH for OM and CM at pH 5.5 and for NS, the enzyme presented higher activity in the pH range from 6.0 to 7.0. β-glucosidase have its activity reduced only in CM, OM and NS presented the same pH profile and similar enzyme activities. pH and granulometry were also the main factors correlated to β-glucosidase activity. Finally, for oxidative enzymes, it was also observed a reduction of enzyme activity in OM and CM in about 57% for peroxidase and 36% for phenol oxidase and pH was the crucial parameter affecting on these enzyme activities.
O crescente aumento na área destina ao cultivo de cana-de-açúcar no Estado de Goiás reflete a importância econômica dessa monocultura na economia não só do Estado, mas também para o Brasil. No entanto, a conversão de áreas nativas em áreas destinadas à agricultura e o plantio de monoculturas devem ser monitorados uma vez que efeitos em características bioquímicas, biológicas e físico-químicas do solo em áreas cultivados já foram relatados. Neste trabalho foi estudado o efeito do manejo orgânico (MO) e convencional (MC) em enzimas da classe das hidrolases e oxidorredutases em solos cultivados com cana-de-açúcar e os resultados foram comparados com os obtidos para o solo nativo do Cerrado. Foram quantificas a atividade de fosfomonoesterases ácidas e alcalinas, β-glucosidases, peroxidases e polifenoloxidases. Foram ainda avaliados parâmetros físico-químicos tais como textura, pH, teor de matéria orgânica, fósforo (P + ), cálcio (Ca 2+ ), potássio (K + ), magnésio (Mg 2+ ), alumínio (Al 3+ ), acidez total (H+Al), saturação de alumínio (m%), saturação de bases (V%), capacidade de troca catiônica (CTC) e as relações entre os teores de K/CTC, Ca/CTC, Mg/CTC, bem como as relações entre os teores dos seguintes cátions K/Mg, Ca/Mg, Ca/K. Foi testado ainda, o pH ótimo de fosfomonoesterases e de β-glucosidases e a análise de componente principal (APC) foi realizada para identificar quais variáveis estudas permitem diferenciar os solos estudados. Foi observado que nos solos testados há tanto fosfomonoesterases ácidas quanto alcalinas, com predominância de sua forma ácida. O pH ótimo da fosfomonoesterase ácida foi o pH 5.0 e os fatores que mais interferiram na atividade enzimática foi o pH e a textura. O manejo não alterou a atividade fosfomonoesterase alcalina. No entanto, foi observada uma redução de cerca de 50% nos solos cultivados quando comparados com o solo nativo. No caso da β-glucosidase foi observado que o pH ótimo da enzima foi 5.5 no solo sob MC e o solo sob MO e o solo nativo apresentou atividade enzimática ótima na faixa de pH entre 6.0 e 7.0. Foi ainda observado que para esta enzima, apenas o MC reduziu a atividade enzimática. pH e textura também foram os principais parâmetros físicoquímicos que afetaram a atividade enzimática. Por fim, para peroxidase e polifenoloxidase também foi observada uma redução na atividade enzimática, tanto no solo sob MO quanto no MC. A redução na atividade da peroxidase foi cerca 57% e na atividade da polifenoloxidase de cerca 36% e o pH foi a característica que mais influenciou na atividade dessas enzimas. Dessa forma, observou-se que o manejo, em geral, afeta a atividade de enzimas presentes no solo e que o pH e textura são as principais características físico-químicas que interferem na atividade dessas enzimas.

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Perez, Katherine Giron. "Eficiência de iscas tóxicas no controle de adultos de Sphenophorus levis Vaurie (Coleoptera: Curculionidae) em cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.)." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-15052008-155307/.

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Abstract:

No Brasil, o bicudo da cana-de-açúcar, Sphenophorus levis Vaurie (Coleoptera: Curculionidae) tem se tornado nos últimos anos praga importante da cultura, principalmente no estado de São Paulo onde as perdas alcançam 30 ton/ha/ano e no Sul do estado de Minas Gerais. Isto devido à ausência de medidas preventivas para a disseminação e ao crescimento da área plantada, decorrente da alta demanda de álcool. Existem diversos métodos para o seu controle e um dos mais empregados são as iscas tóxicas; apenas impregnadas com o inseticida carbaril não existindo alternativas, o que pode favorecer a aparecimento de populações resistentes do inseto, dificultando o controle. Sendo assim, é evidente a necessidade de investigar outros inseticidas tão ou mais eficientes visando aumentar inclusive a eficiência das iscas utilizadas atualmente através da incorporação de substâncias mais atraentes. O presente trabalho foi realizado no Departamento de Entomologia, Fitopatologia e Zoologia Agrícola da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo, e teve como objetivos avaliar a atração de adultos de S. levis por meio de olfatômetro \"Y\" a toletes de cana-de-açúcar com e sem melaço a 10% e casca de abacaxi, em diferentes períodos de fermentação (24, 48 e 72hs), horários (diurno e noturno) e sexos (machos e fêmeas) e estabelecer a relação entre os compostos emitidos pelos substratos, acetato de etila e etanol, por meio de cromatografia gasosa, com a atração dos insetos a cada substrato testado; assim como avaliar o efeito letal dos inseticidas cartap e tiametoxam em diferentes dosagens fornecidas através de iscas de cana-de-açúcar no laboratório é validá-los em campo, comparando-os com as capturas das iscas contendo carbaril. Os resultados do laboratório demonstraram que a mistura cana-de-açúcar com melaço fermentado por 24 horas, atraiu os insetos em até 90% e que a resposta dos insetos foi maior no horário diurno, sem diferenças estatísticas entre os sexos. Os inseticidas cartap e tiametoxam nas dosagens 2,0 g p.c/L de água e 0,6 gp.c/L de água respectivamente, ocasionaram níveis de mortalidade superiores a 80% no laboratório. No campo a mortalidade em iscas contendo cartap (2,0 g p.c/L) foi menor que as iscas contendo carbaril e tiametoxam (0,6 g p.c/L) as quais tiveram resultados semelhantes. O maior número de insetos capturados nas iscas tóxicas foi registrado aos 7 dias, nos dias subseqüentes as capturas diminuíram.
In Brazil, the sugarcane weevil, Sphenophorus levis Vaurie (Coleoptera: Curculionidae), has become a serious pest of sugarcane in recent years mainly in the states of São Paulo and south of Minas Gerais where losses caused by this pest surpasses 30 ton/ha/year. This is due to lack of preventive measures for its dissemination and increase in the area planted with sugarcane as a result of high alcohol demand. There are several methods for its control and one of the most utilized methods are toxic baits impregnated with the insecticide carbaryl with no alternatives which could favor the selection of resistant populations of this pest, making control difficult. Therefore, it is necessary to investigate other insecticides including improving the efficiency of baits that are in current use through incorporation of more attractive substances. The present study was realized in the department of Entomology, Plant pathology and Agriculture Zoology of Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", University of São Paulo, and had the objective to evaluate the attraction of the adults of S. levis through \"Y\" olfactometer to sugarcane nodes with and without 10% molasses and peelings of pineapple, in different fermentation periods (24, 48 e 72hs), times of the day (diurnal and nocturnal) and sexes (males and females) and to establish the relationship between the compounds emitted by substrates, ethyl acetate and ethanol by use of gas chromatography, with the attraction of insects by each substrate tested, as well as to evaluate the lethal effect of insecticides, cartap and thiametoxan in different doses delivered through sugarcane baits in the laboratory and field validation compared with carbaryl baits. The laboratory results demonstrates that a mixture of sugarcane with molasses fermented for 24 hours, attracted up to 90% of the insects and the insect response was higher during the day without statistical difference between the sexes. The insecticides cartap and thiametoxan at doses 2,0 g p.c/L and 0,6 gp.c/L of water respectively, caused mortality levels higher than 80% in the laboratory. In the field, baits containing cartap (2,0 g p.c/L) captured less insects than those with carbaryl and thiametoxan (0,6 g p.c/L) which had similar results. The highest number of captured insects in toxic baits was registered for 7 days and this diminished in subsequent days.

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Batalha, Bruno Ribas. "Temperatura do dossel vegetativo da cana-de-açúcar sob diferentes condições meteorológicas e potenciais de água no solo." Universidade Federal de Viçosa, 2011. http://locus.ufv.br/handle/123456789/5246.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2824124 bytes, checksum: 7aa8f56c554c9fda33cd9d9810640874 (MD5) Previous issue date: 2011-07-25
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Canopy temperature measurementswith infrared thermometers can be used in studies of water relations in the soil-plant-atmosphere, being a tool of easy use and quick response. The main objective of this study was to analyze the variation of the difference between canopy temperature (tc) and the air temperature (tair) under different meteorological conditions and soil water potential during the phenological growth stage of sugarcane. The experiment was conducted under field conditions in clay soil of medium fertility at the Agricultural Engineering Department from the Federal University of Viçosa, Viçosa, MG. The sugarcane planting (var. RB867515) was conduced from vegetative parts of the stem on 08/10/2010, using the density of 18 buds per meter of crop row, with 1.4 m spacing. The electronic sensors used to measure solar radiation, air velocity, relative humidity, air temperature and canopy temperature were connected to a serial system data acquisition. The soil water potential (Ψ) was obtained from daily readings provided by a digital gauge, using the average of three sensors of electrical resistance, which were installed at 30 cm depth. At weekly and biweekly, biometric measurements were performed in field (non-destructive) and laboratory (destructive). The relationship between the temperature differential "tc-tair" and variables, incident radiation (Ri) and vapor pressure deficit in the air (VPDair), were determined for clear sky, cloudy and partially cloudy conditions, under different values of soil water potential. In the absence of water stress (Ψ> -10 kPa), it was observed that the parameters of the relationship "tc-tair = a Rg - b VPDair" are affected by cloudy conditions. The presence of clouds resulted, respectively, increase and decrease of the parameters "a" and "b" for both the average leaf area index of 2.40 as 3.35. With the decline of the available soil water, found at 220 (Ψ ≈ -120 kPa) and 240 (Ψ ≈ -180 kPa) days after planting, it was observed also a slight increase in the parameter "a", but an opposite effect parameter "b". This fact can be explained by decreased availability of soil water, which causes stomatal opening which is controlled at times of peak water demand, thus reducing evaporative cooling through transpiration. These results suggest that infrared thermometry has the potential to estimate soil water availability, phenological growth stage of sugarcane, even in the presence of cloud.
Medições da temperatura do dossel vegetativo, a partir da utilização da termometria a infravermelho, podem ser utilizadas em estudos de relações hídricas no sistema solo-planta-atmosfera, sendo uma ferramenta de fácil utilização e resposta rápida. O objetivo principal deste trabalho foi analisar a variação da diferença entre a temperatura do dossel vegetativo (tc) e a temperatura do ar (tar), sob diferentes condições meteorológicas e potenciais de água no solo, durante o estádio fenológico de crescimento da cana-deaçúcar. O experimento foi conduzido em condições de campo, em solo argiloso de fertilidade média, na área experimental pertencente ao Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG. O plantio da cana-de-açúcar (var. RB867515) foi realizado a partir de partes vegetativas do colmo no dia 08/10/2010, utilizando-se a densidade de 18 gemas por metro de linha de cultivo, com espaçamento de 1,4 m. Os sensores eletrônicos utilizados para medição da radiação solar, velocidade do ar, umidade relativa, temperatura do ar e temperatura do dossel vegetativo foram conectados a um sistema serial de aquisição de dados. O potencial de água no solo (Ψ) foi obtido a partir de leituras diárias fornecidas por um medidor digital, utilizando-se a média de três sensores de resistência elétrica, que foram instalados a 30 cm de profundidade. Em intervalos semanais e quinzenais, foram realizadas medidas biométricas não destrutivas em campo e destrutivas em laboratório, respectivamente. A relação entre o diferencial de temperatura "tc-tar"e as variáveis, radiação solar global (Rg) e déficit de pressão de vapor d'água no ar (DPVar), foram determinadas para condições de céu claro, nublado e parcialmente nublado, sob distintos valores de potencial de água no solo. Sob ausência de estresse hídrico (Ψ > −10kPa), foi possível observar que os parâmetros da relação "tc-tar=aRg−bDPVar" são afetados pelas condições de nebulosidade. A presença de nuvens resultou, respectivamente, no aumento e redução dos parâmetros "a" e "b", tanto para o índice de área foliar médio de 2,40 como 3,35. Com a redução do conteúdo de água disponível no solo, constatado aos 220 (Ψ ≈ −120kPa) e 240 (Ψ ≈ −180kPa) dias após o plantio, observou-se também um ligeiro aumento do parâmetro "a", mas um efeito contrário no parâmetro "b". Este fato pode ser explicado pela diminuição da disponibilidade hídrica no solo, que faz com que a abertura estomática seja controlada nas horas de maior demanda de água, diminuindo, assim, o resfriamento evaporativo por transpiração. Estes resultados sugerem que a termometria a infravermelho tem potencial para estimativa da disponibilidade hídrica no solo, na fase fenológica de crescimento da cana-de-açúcar, mesmo sob a presença de nebulosidade.

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Filho, Edison Aparecido Mome. "Aplicação da penetrometria na quantificação da compactação do solo." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-10082012-104524/.

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Abstract:

A agricultura moderna sofre grande impacto da mecanização devido ao aumento do tráfego e do peso do maquinário. A cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) é uma cultura altamente mecanizada e, devido ao tempo de sua permanência no campo, o solo fica muito suscetível à compactação, processo dependente de diversos fatores intrínsecos e extrínsecos deste, podendo ser revertido através de técnicas, como subsolagem ou aração profunda. Porém, tais técnicas geram altos gastos de energia e capital, sendo que alguns manejos, como o controle do tráfego agrícola, contribuem para diminuição da carga exercida sobre o solo e dos custos de produção. Diversos aparelhos foram desenvolvidos para a apuração de atributos do solo diretamente no campo, visando averiguar áreas a serem manejadas por causa da compactação. A penetrometria é uma técnica muito utilizada na verificação de áreas com problemas de compactação, entretanto, existem diversos penetrômetros, que possuem modos de atuação diferenciados. Os objetivos deste estudo foram verificar a eficiência de dois penetrômetros com diferentes modos de introdução da haste metálica no solo (automático e manual) e a correlação dos índices obtidos (resistência à penetração) com outros atributos do solo (teor de água). Os resultados comprovaram que o teor de água no solo altera os resultados de resistência a penetração e a utilização de equações de regressão não linear expressam bem a relação entre estes dois atributos do solo, podendo ser utilizado para correção dos dados antes da comparação de diferentes sistemas de manejo. O ajuste das medições de resistência de acordo com o teor de água no solo diminuiu o intervalo de confiança da média na comparação de diferentes manejos, o que melhora a comparação de atributos que apresentam alta variabilidade, como a resistência do solo a penetração. Os dois métodos de utilização do penetrômetro (Manual e Automático) apresentaram diferenças significativas nas medições, de modo que houve uma tendência das medições manuais superestimarem os valores de resistência.
Modern agriculture has suffered a large impact of mechanization due to increased of traffic and the weight of the machinery. The sugarcane (Saccharum officinarum L.) crop is highly mechanized and, since it is a semi perennial crop, the soil is very susceptible to compaction, a process dependent on a number of intrinsic and extrinsic factors that can be reversed through techniques, such as deep tillage or subsoiling. However, these techniques are expensive, and some crop managements, such as traffic control, contribute to reduction of production costs and the load on the soil. Several devices have been developed for the determination of soil attributes in the field, aiming to determine areas to be managed because of compaction. The penetrometer is a widely used equipment in the verification of areas with compaction problems. However, there are several penetrometers, which have different action mode. The objective of this study was to verify the efficiency of two penetrometers with two modes of introduction of the metal rod into the soil (automatic and manual) and the correlation of obtained data (penetration resistance) with soil water content. Results showed that the soil moisture modify the penetration resistance data and the use of non-linear regression equations express well the relationship between these two soil properties and can be used for correction of the data before comparing different management systems. The modeling of soil resistance measurements with soil moisture decreased confidence interval of the mean in the comparison of different management systems, which improves the comparison of attributes that have high variability, as the soil resistance to penetration. The two penetrometers methods (manual and automatic) showed significant differences in data measurements, showing a tendency for manual measurements overestimate the values of soil resistance.

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Galera, Leonardo de Aro. "Carbon sequestration potential of the soil in the restoration of riparian forests of the Corumbataí basin (SP)." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-13112018-114443/.

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Abstract:

The soil organic matter is the largest carbon reservoir among terrestrial reservoirs and its very important in the regulation of the climate at global scale. Strategies to increase soil organic carbon (SOC) stocks includes afforestation and reforestation and the adoption of recommended management practices (RMPs) like no-till farming and cover crops. The replacement of forestland by agriculture may deplete SOC stocks, by decreasing C input to the soil and increasing the decomposition of organic matter. The Brazilian Forest Code (FC) requires landowners to conserve native vegetation by means of Legal Reserve and Areas of Permanent Preservation (APPs), which includes Hilltop Preservation Areas and Riparian Preservation Areas. It is well known that riparian vegetation provides many ecosystem services, like biodiversity conservation and increasing water availability and quality. Another potential ecosystem service is the mitigation of climate change by accumulating carbon in the vegetation and SOM. The reforestation of riparian zones represents an important opportunity for carbon sequestration and the mitigation of climate change in Brazil, as these restorations are mandatory under the Forest Code. The goal of this study is to contribute with the discussion about the role of riparian forests in the mitigation of climate change. In order to achieve this goal, we compare the SOC stocks of forested riparian areas with the SOC stocks of agricultural areas, namely pasture and sugarcane. Forested soils had an average SOC stock of 44 Mg.ha-1 while pasture had 26 Mg.ha-1 and sugarcane 27 Mg.ha-1. Based on the estimates of the SOC stocks situation after the reforestation of the riparian zones of the 50 sub-watersheds sampled, we could foresee an accretion of 20% of organic carbon in the 0-30 cm soil layer of those areas. We hope that this work contributes to the understanding of the role of the riparian forests in the mitigation of climate change and that the inclusion of the reforestation of those ecosystems in the mitigation strategies options may highlight the urgency in sparing them from devastation
A matéria orgânica do solo é o maior reservatório de carbono entre os ambientes terrestres e é muito importante na regulação do clima em escala global. As estratégias para o aumento dos estoques de carbono do solo incluem o reflorestamento e a adoção de práticas recomendadas de manejo como o plantio direto e o uso de culturas de cobertura. A substituição de florestas por áreas agrícolas pode reduzir os estoques de carbono do solo ao diminuir a aporte de carbono e aumentar a decomposição da matéria orgânica. O Código Florestal obriga proprietários de terra a conservar a vegetação nativa por meio de Reserva Legal e Áreas de Preservação Permanente, que inclui topos de morro e áreas ripárias. Sabe-se que florestas ripárias provêm diversos serviços ambientais como a conservação da biodiversidade e o aumento na disponibilidade e qualidade da água. Outro possível serviço ambiental é a mitigação das mudanças climáticas pelo acúmulo de carbono na vegetação e no solo. A restauração das zonas ripárias representa uma importante oportunidade para o sequestro de carbono no Brasil, já que são obrigatórias segundo o Código Florestal. O objetivo deste estudo é contribuir com a discussão sobre o papel das florestas ripárias na mitigação das mudanças climáticas. Foram comparados os estoques de carbono de florestas ripárias com os de áreas agrícolas, no caso pastagens e canaviais. O estoque de carbono médio dos solos florestais foi de 44 Mg.ha-1, dos de pastagem foi de 26 Mg.ha-1 e dos sob canaviais foi de 27 Mg.ha-1. Baseado nesses valores, o impacto do reflorestamento das zonas ripárias (30 m) das 50 microbacias amostradas foi estimado, e segundo essa estimativa haveria um acréscimo de 20% de carbono na camada de 0-30 cm destas áreas. Esperamos que este trabalho contribua no entendimento do papel das florestas ripárias na mitigação das mudanças climáticas e que a inclusão da restauração destes ambientes como opção de estratégia de mitigação enfatize a urgência em preservá-los

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Souza, Simão Lindoso de. "Análise do proteoma do fluido intercelular de raízes de cana-de-açúcar colonizadas por Glomus clarum." Universidade de São Paulo, 2002. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-23102002-152829/.

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Abstract:

Os mecanismos que regulam o desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAs) em condições de baixo e alto nível de P ainda são desconhecidos. Tem sido proposto que proteínas secretadas no apoplasto das raízes podem ter papel importante na regulação de MAs. A análise comparativa do proteoma do fluido intercelular (FI) de raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) com o de raízes não-colonizadas, em condições de baixo e alto nível de P, poderia contribuir para a elucidação dos mecanismos que controlam o desenvolvimento das MAs, e foi o objetivo deste trabalho. Plântulas de cana-de-açúcar foram inoculadas com Glomus clarum, Glomus etunicatum ou Gigaspora rosea e cultivadas em substrato esterilizado contendo 20 ou 200 mg P kg -1 . Oito semanas após a inoculação, as plantas foram colhidas, e os seguintes parâmetros avaliados: matéria seca da parte aérea, acúmulo de nutrientes na parte aérea e colonização micorrízica intrarradicular. Os resultados mostraram que, em condições de alto P, a taxa de colonização intrarradicular por G. clarum e G. etunicatum foi menor do que no controle com baixo P. Para a análise comparativa do proteoma do FI das raízes, quantidades iguais de proteínas de plantas não-inoculadas ou inoculadas com G. clarum, em condições de baixo P ou alto P, foram separadas por eletroforese bidimensional em gel de poliacrilamida desnaturante. A análise dos proteomas do FI das raízes revelou a predominância de proteínas ácidas. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de baixo P, foram detectadas 49 proteínas. Destas, 8,2% apresentaram acúmulo induzido e 10,2% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 13 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de baixo P. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de alto P, foram detectadas 56 proteínas. Destas, 8,9% apresentaram acúmulo induzido e 16,1% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 12 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas não-inoculadas, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 16 proteínas únicas de condições de baixo P e 24 proteínas únicas de condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas inoculadas com G. clarum, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 12 proteínas únicas de condições de baixo P e 5 proteínas únicas de condições de alto P. Essas proteínas podem ter papéis importantes, diretos ou indiretos, no controle de MAs. A caracterização das proteínas com acúmulo diferencial no FI de raízes de cana-de-açúcar por espectrometria de massa e/ou seqüenciamento N-terminal poderá contribuir para definir suas possíveis funções nas MAs.
The mechanisms controlling arbuscular mycorrhizae (AM) development at different soil P concentrations are not understood. It has been proposed that proteins secreted in the root apoplast may have important roles in AM regulation. The analyses of the intercellular fluid (IF) proteome from sugarcane roots inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi, grown at low or high P conditions, compared to the IF proteome from not-inoculated roots may contribute to the understanding of the mechanisms controlling AM development, and was the aim of this work. Sugarcane seedlings were inoculated with Glomus clarum, Glomus etunicatum or Gigaspora rosea, and grown in sterilized substrate containing 20 or 200 mg P kg -1 . Eight weeks after inoculation, the plants were harvested and the following parameters evaluated: shoot dry weight, nutrients in the shoots and intraradical fungal growth. The results showed that intraradical colonization by G. clarum and G. etunicatum at high P conditions was significantly lower than at low P. Equal amounts of proteins were used to compare the proteome from the IF of not-inoculated and G. clarum inoculated roots, at low and high P conditions, using 2D-PAGE. The proteome analyses revealed the predominance of acidic proteins in the IF of sugarcane. A total of 49 proteins were detected in the IF of sugarcane at low P soil concentration. From those, 8.2% were induced and 10.2% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Thirteen proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins induced at low P conditions. A total of 56 proteins were detected in the IF of sugarcane at high P conditions. From those, 8.9% were induced and 16.1% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Twelve proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins, induced at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of non-inoculated sugarcane roots at low and high P conditions, 16 proteins were detected only at low P conditions, whereas 24 proteins were detected only at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of sugarcane roots inoculated with G. clarum at low and high P conditions, 12 proteins were detected only at low P conditions, whereas 5 proteins were detected only at high P conditions. Those proteins may be, direct or indirectly, involved in the development and/or efficiency of AM. Further characterization of those proteins by mass spectrometry and/or N-terminal sequencing would contribute to the determinations of their possible functions in AM.

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Teixeira, Luís Gustavo. "Efeito do preparo sobre a emissão de CO2 do solo em áreas agrícolas descrita por modelo exponencial decrescente no tempo /." Jaboticabal : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/96983.

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Abstract:

Resumo: O preparo do solo tem sido apontado como uma das práticas que causam perda adicional de carbono do solo para a atmosfera na forma de CO2, o principal gás do efeito estufa ampliado. Neste trabalho são estudados alguns aspectos da emissão de CO2 do solo de áreas agrícolas na região de Jaboticabal, SP, Brasil. Os experimentos foram realizados em duas áreas onde estudou-se o efeito do preparo do solo com arado de disco seguido de grade niveladora (convencional), escarificador de arrasto conjugado com rolo destorroador (reduzido) e enxada rotativa sobre as emissões de CO2 do solo. No experimento conduzido com a enxada rotativa, foi considerada sua aplicação sobre parcela com e sem palha de cana-de-açúcar, sendo o efeito da presença ou não de palha na superfície do solo sobre as emissões de CO2 também investigada. Já no experimento que contemplou o preparo convencional e reduzido as emissões totais indicaram que o sistema de preparo arado de disco seguido de grande niveladora foi o mais impactante, resultando em uma perda de carbono do solo próxima a 71 g m-2 (260 g CO2 m-2) em 2 semanas. Com relação à influência da palha sobre as emissões após preparo, essas foram significativas aumentando a emissão em 36% acima daquela da parcela após preparo sem palha. Os resultados apresentaram, invariavelmente, uma queda da emissão de CO2 do solo ao longo do tempo após preparo, que foi melhor modelada em um dos experimentos a partir de uma função exponencial decrescente no tempo somente, enquanto no outro experimento por uma função combinada, exponencial decrescente no tempo e dependência linear com temperatura e umidade do solo, foi a que melhor ajustou-se as variações temporais da emissão após preparo
Abstract: Soil tillage has been presented as one of the practices responsible for the additional release of carbon from soil to atmosphere as CO2, the major gas of the enhanced greenhouse effect. This work investigates several aspects of soil CO2 emission in agricultural areas in Jaboticabal region, São Paulo State, Brazil. The experiments were conducted in two fields, where the effect on soil CO2 emissions was studied for tillage employing disk plow followed by offset disk harrow, chisel plow followed by clod break roller and rotary tillage. In the rotary tillage experiment, plots with and without sugarcane trash on the surface were considered, being the effect of the presence of crop residues on soil CO2 emission also evaluated. In the experiment comparing conventional and reduced tillage, total emissions indicated that the conventional tillage (disk plow followed by offset disk harrow) was the most impacting tillage system, resulting in a total carbon emission of 71 grams m-2 (260 g CO2 m-2) in 2 weeks after tillage. Concerning the influence of sugarcane trash on emissions after tillage, emissions were significant, increasing 36% over the plot without residues of the crop. In all cases, results consistently showed a decrease in soil CO2 emission in time after tillage, which was best modeled by an exponential decay in time after tillage only, for one of the experiments, while a combined function of exponential decay in time and linear dependence on temperature and soil moisture, in the other experiment, was the best for fitting the temporal variation of emission after tillage
Orientador: Newton La Scala Júnior
Coorientador: Afonso Lopes
Banca: José Marques Júnior
Banca: Maurício dos Santos Simões
Mestre

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Panosso, Alan Rodrigo [UNESP]. "Variabilidade espacial da emissão de CO2 e sua relação com propriedades do solo em área de cana-de-açúcar no Sudeste do Brasil." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2011. http://hdl.handle.net/11449/105203.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-01Bitstream added on 2014-06-13T20:45:35Z : No. of bitstreams: 1 panosso_ar_dr_jabo.pdf: 805581 bytes, checksum: ae9e7cfe85602f581a11930028a83d72 (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Neste trabalho, foram avaliados aspectos diversos da emissão de CO2 (FCO2) em um Latossolo Vermelho em áreas de cana-de-açúcar sobre os sistemas de manejo de cana queimada (CQ) e cana crua (CC), no nordeste do Estado de São Paulo. No experimento 1 (ano de 2007), a média da FCO2 foi 39% superior na área de CQ (2,87 μmol m-2 s-1) quando compara à CC (2,06 μmol m-2 s-1) ao longo de um período de 70 dias de avaliação. Os modelos ajustados aos semivariogramas experimentais de FCO2 foram, na sua maioria, exponenciais em ambas as áreas. Os mapas de emissão foram homogêneos após um período de seca. O teor de matéria orgânica do solo e o estoque de carbono do solo (0-0,25 m) foram 13 e 20%, respectivamente, superiores em CQ quando comparados à CC. O grau de humificação da matéria orgânica do solo e a sua interação com a densidade do solo foi um importante fator, não somente na diferenciação da emissão de CO2 entre os diferentes sistemas de manejo. No experimento 2 (ano de 2008), foi conduzida a caracterização anisotrópica das variáveis estudadas por meio da dimensão fractal (DF), para diferentes direções (0o, 45o, 90o e 135o) em relação às linhas de plantio (0o). A propriedade porosidade livre de água (PLA) foi um dos principais fatores relacionados à variabilidade espacial de FCO2, independentemente das direções. Os valores de DF foram significativamente inferiores no sentido de plantio da cultura da cana-de-açúcar, indicando, além de anisotropia dessa propriedade, maior homogeneidade de FCO2 na direção de 0o. A PLA mostrou ser uma importante propriedade na compreensão da variabilidade espaçotemporal de FCO2, especialmente nas áreas de cana queimada
In this work was studied various aspects of soil CO2 emission (FCO2) of a bare Dark Red Latosol in sugarcane areas submitted to burned (B) and green (G) management systems in northeastern of São Paulo State. In the experiment 1 (year 2007), mean FCO2 emission was 39% higher in the B plot (2.87 μmol m-2 s-1) when compared to the G plot (2.06 μmol m-2 s-1) throughout the 70-day period after harvest. FCO2 Semivariogram models were mostly exponential in both areas. The emission maps are clearly more homogeneous after a drought period in both sites. Organic matter content and carbon stock (0-25 cm) were 13% and 20% higher in B, respectively, when compared to G. Regression analysis indicates that the humification index of soil organic matter, and its interaction with soil bulk density, is an important factor not just to differentiate emissions in each plot. In the experiment 2 (2008) the anisotropic characterization of the studied variables, was performed by deriving the fractal dimension (DF) calculated for different directions (0o, 45o, 90o and 135o) in relation to the crop line (0o). The air-filled pore space (AFPS) was the main factor affecting the spatial variability of FCO2 in all directions. The FCO2 DF values were significantly lower in the direction of planting of sugarcane crop, indicating anisotropy of this property and greater homogeneity in this direction. The AFPS was an important property in understanding the spatiotemporal variability of FCO2, especially in the areas submitted to burn

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Dissertations / Theses on the topic 'Sugarcane Soils'

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