Alumina recoberta por carbono como suporte de catalisadores de hidrodessulfurização

O presente trabalho consistiu no estudo do uso do etilenoglicol como fonte de carbono visando o recobrimento de uma alumina comercial, produzindo uma alumina recoberta por carbono (ARC). Os materiais preparados foram utilizados como suporte de molibdénio e usados na reação modelo de HDS do tiofeno. De modo a avaliar a influência da fonte de carbono na atividade e seletividade dos catalisadores preparados, foi estudada a variação da temperatura de carbonização e a variação do número de monocamadas teóricas de carbono impregnadas na superfície da γ-alumina. Os diferentes suportes e catalisadores sintetizados foram caraterizados por análise da cor, difração de raios X (DRX), fisissorção de N2, espetroscopia Raman, espetroscopia de refletância difusa na região do IV com transformada de Fourier (DRIFTS), Dessorção a temperatura programada (TPHe) e avaliação catalítica. Os resultados mostraram que com uma monocamada teórica, e para temperaturas inferiores a 700 ºC, a carbonização da fonte de carbono foi incompleta e que apenas para a temperatura de 700 ºC se originou carbono amorfo. Porém, verificou-se ainda que uma monocamada teórica de carbono não foi suficiente para recobrir a superfície da alumina, o que originou a necessidade de estudar a variação do número de monocamadas teóricas. A variação do número de monocamadas teóricas de carbono permitiu concluir que com um número inferior a 3 monocamadas teóricas não se verificou qualquer alteração nas propriedades da alumina. A impregnação de 3, 4, ou 5 monocamadas teóricas foi suficiente apenas para diminuir a área específica, porém não foi possível recobrir totalmente a superfície do suporte. Estes resultados indicam que o motivo pelo qual não foi possível recobrir a superfície do suporte se deve provavelmente à natureza da fonte de carbono utilizado, o etilenoglicol.

Carbon dots: nanopartículas de carbono fluorescentes para marcação e visualização de células

A imagiologia por fluorescência é uma técnica extremamente útil em investigação biomédica. Actualmente existe uma vasta gama de fluoróforos disponíveis para marcação por fluorescência. Contudo estes marcadores possuem limitações que condicionam a sua aplicação em sistemas biológicos. As nanopartículas de carbono fluorescentes (CNPs) constituem uma recente classe de marcadores fluorescentes com elevada biocompatibilidade. O objectivo deste trabalho consistiu em produzir de CNPs através de métodos simples, a sua caracterização e aplicação como marcadores celulares para visualização de células em microscopia de fluorescência. Inicialmente foram produzidas nanopartículas (NPs) seguindo métodos mencionados na literatura. Seguidamente foram produzidas CNPs a partir de PAA, por via hidrotérmica, e a partir da carbonização de grãos de cortiça para as quais foi feito um estudo do efeito da variável temperatura de carbonização. Das amostras produzidas, nove foram devidamente estudadas. A espectroscopia de absorção no UV-Vis revelou perfis de absorção característicos para este tipo de NPs. A emissão de fluorescência das CNPs caracterizadada por espectroscopia de fluorescência evidenciou comportamentos emissivos típicos destas NPs tais como dependência do máximo de emissão com o comprimento de onda de excitação. A intensidade da fluorescência das CNPs sintetizadas por via hidrotérmica é, em geral, maior com rendimentos quânticos de fluorescência a variar entre 4 e 11%. Os rendimentos quânticos das CNPs produzidas por carbonização variam entre 2 e 5%. As imagens de microscopia electrónica demonstram que as CNPs possuíam formas esféricas. Os tamanhos determinados por SEM, TEM e DLS revelaram que as dimensões das NPs caem entre os 2 e 150nm. Por DRX constatou-se que as CNPs possuem uma estrutura atómica desorganizada. A análise FTIR mostrou que as amostras de CNPs produzidas a partir de macromoléculas pelo método hidrotérmico possuíam uma grande quantidade de precursor não degradado. Para as restantes CNPs foi verificada a presença de grupos funcionais polares que lhes conferem solubilidade em meio aquoso. Com 1H-RMN verificou-se uma diminuição de grupos alifáticos e aumento de grupos aromáticos nas CNPs de cortiça carbonizada, com o aumento da temperatura de carbonização. O potencial ζ da amostra obtida com maior temperatura de carbonização foi -25,7mV. Nos estudos in vitro realizados apenas as NPs produzidas a partir de ácido cítrico e etilenodiamina por via hidrotérmica marcaram eficazmente as linhas celulares de osteoblastos e de fibroblastos. A eficiência da marcação aparenta ser dependente do tempo de incubação com CNPs.

Produtos têxteis inteligentes incorporando filamentos compósitos com nanotubos de carbono

Programa Doutoral em Engenharia Têxtil.

Distribuição espacial da granulometria, cor e carbono orgânico do solo ao longo de um transecto em microbacias na Amazônia meridional

O objetivo deste estudo foi determinar, em nível de detalhe, a distribuição e a variabilidade espacial da argila, do índice de avermelhamento e do carbono orgânico do solo, ao longo de transecto que cruza classes pedológicas distintas dentro de quatro microbacias, sob floresta tropical em Juruena (MT). Para isso, foram selecionados 34 pontos e coletadas amostras de solo nas profundidades de 0 a 20 cm e 40 a 60 cm. Os dados foram analisados por estatística descritiva e geoestatística. As maiores variabilidades espaciais ocorreram dentro da classe do Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico. Estes ocorrem nas elevações superiores a 280 m, enquanto os Plintossolos e Argissolos (com caráter plíntico) têm ocorrência restrita às áreas com altimetrias menores. Ao longo do transecto há maior variabilidade nos atributos índice de avermelhamento e argila; as áreas com piores condições de drenagens apresentaram menor variação espacial e menores índice de avermelhamento, isto é, maior homogeneidade da cor dos horizontes diagnósticos.

Dinâmica e estoque de carbono em floresta primária na região de Manaus/AM

Este trabalho analisou dados de três inventários florestais realizados na área da Floresta Experimental, pertencente à Embrapa Amazônia Ocidental e localizada no km 54 da BR-174, em Manaus/AM. O objetivo foi estudar a dinâmica da floresta - taxas de incremento, recrutamento e mortalidade - além do estoque de carbono, em uma área de floresta primária, sem qualquer tipo de intervenção. Os inventários foram realizados nos anos de 2005, 2007 e 2010, em 15 parcelas permanentes de 1 hectare cada, onde foram mensuradas todas as árvores com diâmetro a 1,3 m de altura do solo (DAP) superior a 10 cm. Foram calculadas as taxas de recrutamento e mortalidade, os incrementos periódicos anuais (IPAs) em termos de DAP, área basal e volume, as biomassas fresca e seca acima do nível do solo e total e o estoque de carbono da vegetação. As taxas de recrutamento foram de 2% e 1,8% e as de mortalidade foram de 0,95% e 1,3% para os períodos entre 2005 e 2007 e 2007 e 2010, respectivamente. O volume foi de 345,62 m3 ha-1 para o ano de 2005, aumentando para 360,67 m3 ha-1 em 2010, com IPAs de 4,32 m3 ha-1 ano-1 entre 2005 e 2007 e 1,31 m3 ha-1 ano-1 entre 2007 e 2010. O estoque de carbono total teve um acréscimo de 173,63 t C ha-1 em 2005 para 181,01 t C ha-1 em 2010, confirmando que a floresta acumulou carbono no período, atuando assim como sumidouro.

Dependência espacial em levantamentos do estoque de carbono em áreas de pastagens de Brachiaria brizantha cv. Marandu

Foi conduzido um estudo utilizando análise de semivariogramas para quantificar a autocorrelação espacial dos estoques de carbono (EC) no solo, biomassa da gramínea e das plantas daninhas em três parcelas experimentais de pastagens de Brachiaria brizantha cv. Marandu com níveis baixo, médio e alto de degradação, cultivadas em Neossolo Quartzarênico Órtico. As coletas das plantas e do solo foram realizadas em malha de amostragem regular com distâncias de 5 x 5 m em área de 900 m². Os EC das pastagens foram submetidos às analises de estatística descritiva, ao teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis ao nível de 5% de significância, ao estudo geoestatístico e interpolação por krigagem ordinária. A variabilidade espacial do EC foi observada dentro e entre as pastagens de capim-Marandu com níveis baixo, médio e alto de degradação. A pastagem de capim-Marandu com nível baixo de degradação teve menor continuidade espacial, por apresentar menores alcances no EC, na biomassa da gramínea e na biomassa total (gramínea + plantas daninhas), no solo e no sistema solo x pastagem (solo + biomassa total). A grade de 5 x 5 m foi adequada para caracterizar a variabilidade espacial de pastagens de capim-Marandu com níveis de degradação baixo e alto. Área de pastagem de capim-Marandu com grau médio de degradação apresenta coeficientes de variação altos entre os valores EC; o que comprometeu a modelagem espacial que também pode ter ocorrido devido ao baixo número de amostras realizadas (n=36). Assim, pontos de amostragem menores que 5 m podem melhorar a precisão dos ajustes dos semivariogramas.

Estudo comparativo randomizado do implante de Stent de aço inoxidável recoberto por carbono semelhante ao diamante versus não recoberto em pacientes com doença arterial coronariana

OBJETIVO: Comparar as taxas de reestenose e de eventos cardíacos maiores em um e seis meses pós-implante de stents recobertos com CSD com os não-recobertos. MÉTODOS: Estudo comparativo, prospectivo, randomizado, de 180 pacientes com diagnóstico de insuficiência coronária, submetidos a implante de stent recoberto com CSD (Phytis®) ou stent não-recobertos (Penta®), no período de janeiro de 2003 a julho de 2004. Foram critérios de inclusão: lesão de novo com porcentual de estenose em diâmetro > 50% em artéria coronária com diâmetro de referência > 2,5 mm e < 4 mm e extensão < 20 mm; e de exclusão: lesões localizadas no TCE, bifurcações, oclusões crônicas e reestenose intra-stent. RESULTADOS: As características basais dos grupos foram clinica e angiograficamentemente semelhantes. O sucesso do procedimento foi obtido em 98,9% dos pacientes nos dois grupos. Ocorreu uma morte cardíaca na fase hospitalar em cada grupo. O diâmetro de referência e o ganho agudo foram maiores no grupo Penta® (3,21±0,37 mm vs 3,34±0,8 mm, p=0,02 e 2,3±0,5 vs 2,49±0,5, p=0,009, respectivamente). O seguimento angiográfico aos seis meses mostrou taxas semelhantes de reestenose (24,3% vs 21,8%, p=0,84) e de eventos cardíacos maiores (16,8% vs 17,5%, p=1). CONCLUSÃO: Os stents recobertos com CSD não apresentaram resultados superiores em relação aos stents não-recobertos.

Modelos de Atmósferas Estelares y estrellas de Carbono deficientes en Hidrógeno

El trabajo apunta a determinar el origen y naturaleza de las estrellas de C deficientes en H y por lo tanto, su relación con las restantes estrellas de nuestra galaxia. Apunta a determinar la edad y el estado evolutivo de estas estrellas. En lo que se refiere a las atmósferas, se trata de desarrollar una rutina que calcule en forma automática un modelo, tomando debidamente en cuenta las dificultades del problema (apartamiento de LTE, transporte convectivo, etc.), de modo de poderlo aplicar al estudio e interpretación de los espectros de las estrellas HdC. Objetivos Contribuye a clarificar la naturaleza de las estrellas HdC: 1. Una correcta identificación de las estrellas de esta clase por las características que presentan sus espectros. 2. Determinar la abundancia de los distintos elementos en sus atmósferas. 3. Determinar su luminosidad intrínseca. 4. Poder decidir cuáles son las características cinemáticas del grupo. Dentro del tema de las atmósferas estelares, es de interés contar con una rutina que sobre la base de ciertos datos básicos (temperatura efectiva, composición química y gravedad superficial) calcule un modelo con un mínimo de intervención externa. Con este elemento disponible, hay temas interesantes que se están investigando dentro del grupo, como formación de líneas del He en estrellas B con atmósferas extendidas (en presencia de un viento estelar y de una cromósfera) y la distinta estructura que se debe esperar de una atmósfera de una estrella HdC, a causa de ser el C el siguiente elemento en importancia después del He.

Estabilidade dos agregados e sua relação com o teor de carbono orgânico num latossolo roxo distrófico, em função de sistemas de plantio, rotações de culturas e métodos de preparo das amostras

O tamanho dos agregados do solo e o estado de agregação podem ser influenciados por diferentes processos de manejo e práticas culturais que alteram o teor de matéria orgânica e a atividade biológica do solo. O objetivo do trabalho foi verificar as relações entre o teor de C-orgânico e o tamanho e estabilidade dos agregados do solo em dois sistemas de plantio (convencional e direto) e três rotações de culturas (milho/trigo/milho, soja/trigo/milho e soja/trigo/soja), submetendo-se as amostras a dois processos de preparo: uso das peneiras de 4 e 8 mm antes do tamisamento úmido. O trabalho foi executado em 1990, usando-se amostras de solo, coletadas num experimento com 14 anos de duração, localizado em Londrina, PR, num Latossolo Roxo (Typic Haplorthox). As amostras de solo foram coletadas em 5 de abril de 1990, em duas profundidades: 0-10 e 10-20 cm. Os índices de agregação determinados foram: o diâmetro médio ponderado (DMP), o diâmetro médio geométrico (DMG) e o índice de estabilidade de agregados (IEA). Os resultados mostraram que o sistema de plantio direto melhorou o estado de agregação do solo com o incremento do teor de C-orgânico, sobretudo na camada de 0-10 cm, onde os valores de DMP e DMG foram significativamente superiores. A agregação tendeu a aumentar quando a sucessão de culturas incluiu espécie de relação C/N mais alta (milho). O aumento do teor de C-orgânico resultou em aumento do IEA pela diminuição de agregados das classes com diâmetro < 0,25 mm e aumento das classes de diâmetro maior. Os métodos de preparo das amostras produziram diferenças na agregação do solo, tendo o preparo com peneira 8 mm melhorado a sensibilidade para determinar o estado de agregação em função dos processos de manejo.

Resposta da soja e da biomassa de carbono do solo aos resíduos de cinco genótipos de sorgo

O trabalho teve como objetivo avaliar a influência de resíduos de cinco cultivares de sorgo (Sorghum bicolor L.): CMS XS 376, CMS XS 365, BR 304, BR 700 e CMS XS 755 no crescimento e no desenvolvimento da soja. Esses resíduos foram colhidos em três estádios do desenvolvimento reprodutivo do sorgo: florescimento, enchimento de grãos e maturação. Os tratamentos estudados constaram da deposição desses resíduos na superfície do solo ou da sua total incorporação na proporção de 4 g kg-1 de matéria seca no solo (LEd, fase cerrado). Nos tratamentos com planta, mantiveram-se três plantas de soja (cv. Doko) em vasos com capacidade para 3 kg de solo. Nos tratamentos sem planta, o solo foi amostrado semanalmente para avaliação das formas de N. Após a colheita da soja, amostras de planta e de solo, de cada tratamento, foram retiradas para determinar a absorção total de N e a influência desses resíduos no N disponível extraído com KCl 2 mol L-1. Os resultados revelaram que alguns resíduos culturais de sorgo afetaram, independentemente do estádio de colheita, o desenvolvimento da soja, a absorção de N, o peso de nódulos e a biomassa microbiana do solo. Tais efeitos também foram dependentes do método de incorporação do resíduo. O teor de carbono imobilizado pela biomassa foi maior quando os resíduos de sorgo foram distribuídos na superfície do solo.

Potencial de culturas de cobertura em acumular carbono e nitrogênio no solo no plantio direto e a melhoria da qualidade ambiental

O solo é um importante componente do ecossistema, influenciando a qualidade do ar e da água. Atualmente, é crescente o interesse pelo potencial que o solo apresenta em seqüestrar carbono e, conseqüentemente, contribuir para mitigar o efeito estufa. Este estudo teve por objetivos avaliar: (a) o potencial da inclusão de plantas de cobertura em sistemas de produção de milho (aveia + ervilhaca, tremoço (posteriormente azevém + ervilhaca), mucuna e feijão-de-porco) em acumular C orgânico e N total num Argissolo Vermelho distrófico arênico, comparativamente ao sistema tradicional pousio/milho e a uma área preservada de campo natural; (b) a contribuição dos sistemas de cultura em plantio direto no seqüestro de CO2 atmosférico pelo solo. Para instalação do experimento, realizaram-se uma lavração e duas gradagens, que acarretaram uma queda acentuada nos estoques de C orgânico e N total nos primeiros quatro anos, em comparação ao campo natural. Do quarto ao oitavo ano, os sistemas de cultura promoveram uma recuperação dos estoques de C e N total, sendo esta maior no sistema milho + mucuna. No oitavo ano, o solo no sistema milho + mucuna apresentou 5,42 Mg ha-1 de C e 1,27 Mg ha-1 de N a mais que o solo no sistema pousio/milho, na camada de 0-20 cm. Estimou-se que o sistema tradicional pousio/milho apresentou uma liberação líquida de 4,32 Mg ha-1 CO2 em relação ao campo natural, enquanto, no sistema milho + mucuna, ocorreu um seqüestro de 15,5 Mg ha-1 CO2. A utilização de sistemas conservacionistas de produção de milho é uma eficiente alternativa ao sistema tradicional (pousio/milho) em acumular matéria orgânica no solo e contribuir para o seqüestro do CO2 atmosférico em solos agrícolas e, portanto, para a melhoria da qualidade ambiental.

Carbono da biomassa microbiana em solos de cerrado sob vegetação nativa e sob cultivo: avaliação dos métodos fumigação-incubação e fumigação-extração

A biomassa microbiana do solo é um componente essencial da matéria orgânica que, entre outras funções, regula a ciclagem de nutrientes no solo. Dentre os métodos mais utilizados para determinação do carbono da biomassa microbiana, destacam-se: os de clorofórmio-fumigação-incubação (CFI) e clorofórmio-fumigação-extração (CFE). Trabalhos na literatura têm comparado a eficiência desses métodos em diversos locais. No entanto, para a região do Cerrado, não existem informações a esse respeito. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos métodos CFE e CFI na determinação do carbono da biomassa microbiana do solo (CBMS) em áreas de Cerrado sob cultura anual (rotação soja-milho) e pastagem consorciada (Andropogon gayanus e Stylosanthes guianensis) e sob três fitofisionomias - mata de galeria, campo sujo e cerradão. Amostras de solo coletadas em duas profundidades, 0-5 cm e 5-20 cm, foram analisadas em quatro épocas: agosto de 1998, janeiro e agosto de 1999 e janeiro de 2000. Nas áreas cultivadas, os resultados obtidos com os métodos CFE e CFI foram semelhantes, independentemente dos tratamentos e das épocas amostradas, tendo as pastagens consorciadas apresentado maiores teores de CBMS do que as áreas sob culturas anuais. A interação profundidades x métodos foi significativa. Não houve diferenças entre as profundidades 0-5 e 5-20 cm, quando se utilizou o método CFI, mas as diferenças obtidas com o método CFE foram significativas. Os métodos CFI e CFE apresentaram as mesmas tendências nas áreas nativas, independentemente dos tratamentos, profundidades ou épocas analisados, tendo a mata de galeria apresentado níveis de CBMS superiores aos do cerradão e campo sujo. As interações profundidades x métodos e épocas x métodos foram significativas pelo fato de as diferenças nos teores do carbono da biomassa microbiana, nas profundidades e épocas amostradas, terem sido mais acentuadas com o método CFE. Os resultados indicaram que os métodos CFI e CFE foram apropriados para determinação da CBMS em solos de Cerrado sob cultivo e sob vegetação nativa.

Efecto de los usos del suelo en la emisión de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera en un agroecosistema semiárido del Valle del Ebro

Los cambios en los usos del suelo han contribuido de manera importante al incremento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, aumentando sus emisiones desde 1970 en un 80%. Estos cambios causan la alteración de los suelos provocando un impacto sobre el ciclo del carbono, aumentando las tasas de descomposición de la fracción orgánica creando así un flujo de CO2 a la atmosfera. Entre las recomendaciones del Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en inglés), y contemplado en el Protocolo de Kyoto, se encuentra el proceso de secuestro de carbono en suelos, que implica la eliminación del CO2 atmosférico por parte de las plantas y su almacenamiento como materia orgánica del suelo. Para poder favorecer dicho proceso, en un determinado tipo de ecosistema, es fundamental conocer cuáles son los factores que gobiernan la respiración del suelo y el impacto que tienen los diferentes usos en la emisión de CO2. En el presente trabajo se han estudiado 4 usos del suelo representativos del secano aragonés: un monocultivo de cebada en siembra directa (NT), un suelo abandonado labrado (AC), un suelo abandonado no alterado (AU) y un suelo forestal (FR) con el objetivo de conocer sus tasas de respiración, la influencia de diferentes parámetros edáficos en ellas, y proponer cambios en el uso del suelo que ayuden a mitigar estas emisiones. Además, se ha dedicado un apartado para conocer cómo influyen diferentes técnicas de fertilización nitrogenada (mineral y orgánica) en la respiración de un monocultivo de cebada en siembra directa. En cuanto a los usos, los resultados obtenidos tanto in situ como en laboratorio muestran una mayor respiración en AC, siendo los valores más bajos los de NT y FR. Una de las principales conclusiones es que la supresión del laboreo y del periodo de barbecho largo, así como la conversión de tierras abandonadas y marginales a cultivos y zonas forestales se presentan en este tipo de ecosistemas como prácticas de secuestro de carbono. En el estudio de aplicación de fertilizantes, no se observó ningún cambio en la respiración del suelo después de la aplicación de nitrógeno mineral. En cambio, el suelo fertilizado con purín sí que mostró picos de emisión durante las siguientes horas a la incorporación de éste, debido fundamentalmente a su alto contenido de carbono lábil.

Estoques totais de carbono orgânico e seus compartimentos em argissolo sob floresta e sob milho cultivado com adubação mineral e orgânica

Os estoques de matéria orgânica do solo e seus compartimentos são importantes na disponibilidade de nutrientes, agregação do solo e no fluxo de gases de efeito estufa entre a superfície terrestre e a atmosfera. Os objetivos deste estudo foram: (a) avaliar os efeitos de sistemas de produção de milho sob adubação orgânica e mineral nos estoques totais de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT) e de compartimentos de carbono (C) orgânico, em um Argissolo Vermelho-Amarelo, e (b) estimar a contribuição desses sistemas no seqüestro ou emissão de CO2 atmosférico. Os sistemas de produção, durante 16 anos, constaram de combinações entre dois níveis (0 e 1) de composto orgânico, nas doses de 0 e 40 m³ ha-1 (AO), e três níveis (0, 1 e 2) de adubo mineral, nas doses de 0, 250 (AM1), e 500 kg ha-1 (AM2) da fórmula 4-14-8. Uma área sob Floresta Atlântica (FA) adjacente ao experimento foi amostrada e usada como referência de um estado de equilíbrio. Os sistemas de produção em que o composto orgânico foi adicionado apresentaram maiores estoques de COT, NT, carbono da fração leve (C FL) e carbono lábil (C L) do que os sistemas sem adubação ou apenas com adubação mineral, o que confirma a adubação orgânica como estratégia de manejo importante para a melhoria da qualidade do solo. No entanto, no solo sob FA, os estoques de COT, NT e dos compartimentos de C foram maiores do que aqueles observados nos sistemas de produção. Em virtude da maior sensibilidade, os estoques dos compartimentos do C FL e do C L foram reduzidos em maior intensidade do que os estoques de COT, razão por que podem ser usados como indicadores da interferência antrópica ou das mudanças no manejo sobre o estado da matéria orgânica do solo.

Adição de carbono e nitrogênio e sua relação com os estoques no solo e com o rendimento do milho em sistemas de manejo

Experimentos de longa duração constituem ferramenta valiosa para o estudo da dinâmica da matéria orgânica no solo. Com esse objetivo, realizou-se a presente pesquisa a qual foi baseada em experimento instalado, em 1985, em um Argissolo Vermelho degradado pelo cultivo inadequado por 16 anos. O experimento está localizado na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul (RS), e consiste em três sistemas de preparo de solo (preparo convencional-PC, preparo reduzido-PR, e plantio direto-PD) em parcelas principais, três sistemas de culturas (aveia/milho-A/M, ervilhaca/milho-E/M, e aveia + ervilhaca/ milho + caupi-A + E/M + C), em subparcelas, e duas doses de N mineral na cultura do milho (0 e 139 kg ha-1), em subblocos, distribuídos segundo um delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. As adições de C e N pelas culturas foram estimadas para o período experimental de 13 anos; o solo foi amostrado, em setembro de 1998, em seis camadas, até à profundidade de 0,30 m, analisado em relação aos teores de carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT), tendo sido calculados os estoques desses elementos nas camadas de 0-0,175 e 0,175-0,30 m. As leguminosas contribuíram para a maior adição anual de C e N ao solo pelos sistemas de culturas, que variaram de 4,17 a 8,39 Mg ha-1 e de -21 a 178 kg ha-1, respectivamente. As maiores adições de C e N refletiram-se num maior acúmulo de COT e NT na camada de 0-0,175 m do solo em PD e em gradativa elevação do rendimento do milho nos três sistemas de preparo. A adição anual de C (A) necessária para manter o estoque inicial de COT (dC/dt = zero) foi estimada em 4,2 Mg ha-1 em PD, 7,3 Mg ha-1 em PR e 8,9 Mg ha-1 em PC. De forma similar, a adição anual de N necessária para manter os estoques iniciais (dN/dt = zero) foi estimada em 5 kg ha-1 para o PD, 31 kg ha-1 para o PR e 94 kg ha-1 para o PC. Estimou-se, pelo coeficiente angular da regressão linear que relaciona as taxas anuais de adição de C (A) e a variação anual nos estoques de COT na camada de 0-0,175 m do solo (dC/dt), que 12,9, 8,1 e 11,5 % do C adicionado ao solo foi retido na matéria orgânica do solo em PD, PR e PC, respectivamente, o que corresponde a uma estimativa aproximada do coeficiente de humificação (k1). Analogamente, estimou-se que 49,7, 21,0 e 33,1 % da quantidade líquida de N adicionada foi retida como NT no solo em PD, PR e PC, respectivamente. A taxa de perda de COT do solo (k2), calculada para a condição dC/dt = zero, foi de 0,0166 ano-1 no solo em PD, 0,0182 ano-1 no solo em PR, e 0,0314 ano-1 no solo em PC. O plantio direto, pela diminuição da taxa de perda de matéria orgânica (k2), e os sistemas de culturas com leguminosas, pela alta adição de C fotossintetizado e de N fixado simbioticamente, são boas alternativas para recuperar os estoques de COT e NT do solo e aumentar o rendimento do milho na região subtropical do Sul do Brasil.