Contribute to the Study of Vertical Distribution of Conventional No-Till Seeders and Spatial Variability of Seed Depth Placement of Maize in Alentejo, Portugal

Entre os vários fatores que contribuem para a produção de uma cultura de milho, a distribuição vertical dos semeadores avaliada através da localização da semente em profundidade é um fator-chave, especialmente na técnica de sementeira direta. Simultaneamente, dada a complexidade dos ecossistemas naturais e agrícolas em sistemas de agricultura de conservação, a gestão diferenciada e localizada das parcelas assume um importante papel na análise e gestão da variabilidade das propriedades do solo e estabelecimento das culturas, nomeadamente utilizando informação geo referenciada e tecnologia expedita. Assim, o principal objetivo desta Tese foi a avaliação em culturas de milho da variabilidade espacial da localização de semente em profundidade e estabelecimento da cultura em sementeira direta usando sistemas convencionais de controlo de profundidade, tendo-se comparado com diferentes sistemas de mobilização e recorrendo a tecnologias de agricultura de precisão. Os ensaios decorreram na região Mediterrânea do Alentejo, em propriedades agrícolas no decorrer das campanhas de 2010, 2011, 2012 e 2015 em 6 diferentes campos experimentais. O trabalho experimental consistiu em ensaios com avaliações in loco do solo e cultura, consumo de combustível das operações e deteção remota. Os resultados obtidos indicam que não só o sistema de mobilização afetou a localização da semente em profundidade, como em sementeira direta a profundidade de sementeira foi afetada pelo teor de humidade do solo, resistência do solo à profundidade e velocidade da operação de sementeira. Adicionalmente observaram-se condições heterogéneas de emergência e estabelecimento da cultura afetadas por condições físicas de compactação do solo. Comparando os diferentes sistemas de mobilização, obteve-se uma significativa redução de combustível para a técnica de sementeira direta, apesar de se terem observado diferenças estatísticas significativas considerando diferentes calibrações de profundidade de sementeira Do trabalho realizado nesta Tese ressalva-se a importância que as tecnologias de agricultura de precisão podem ter no acompanhamento e avaliação de culturas em sementeira direta, bem como a necessidade de melhores procedimentos no controlo de profundidade dos semeadores pelo respetivos operadores ou ao invés, a adoção de semeadores com mecanismos ativos de controlo de profundidade. ABSTRACT Among the various factors that contribute towards producing a successful maize crop, seeders vertical distribution evaluated through seed depth placement is a key determinant, especially under a no-tillage technique. At the same time in conservation agriculture systems due to the complexity of natural and agricultural ecosystems site specific management became an important approach to understand and manage the variability of soil properties and crop establishment, especially when using geo spatial information and affording readily technology Thus, the main objective of this Thesis was to evaluate the spatial variability of seed depth placement and crop establishment in maize crops under no-tillage conditions compared to different tillage systems, using conventional seed depth control no till seeders and precision farming technologies. Trials were carried out in the Mediterranean region of Alentejo, in private farms along the sowing operations season over the years 2010, 2011, 2012 and 2015 in 6 different experimental fields. Experimental work covered field tests with in loco soil and crop evaluations, fuel operation evaluations and aerial sensing. The results obtained indicate that not only tillage system affected seed depth placement but under no till conditions seed depth was affected by soil moisture content, soil resistance to penetration and seeders forward speed. In addition uneven crop seedling and establishment depended on seed depth placement and could be affected by physical problems of compaction layers. Significant reduction in fuel consumption was observed for no till operations although significant differences observed according to different setting calibrations of seed depth control. According to the results, precision agriculture is an important tool to evaluate crops under no till conditions and seed depth mechanisms should be more accurate by the operators or is determinant the adoption of new active depth control technology to improve seeders performance.

Soil quality response to land-use change for sugarcane expansion in Brazil

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.

Os impactos na qualidade da água e do solo de um manancial tropical do semiárido devido ao uso e ocupação e evento de seca extrema

Human activities alter soil features, causing the deterioration of its quality. Land use and occupation in drainage basins of water supply reservoirs can change the environmental soil quality and, thus, lead to the expansion of the soil potential of being a diffuse pollution source. In the Brazilian semiarid region, the soils are generally shallow with high susceptibility to erosion, favoring the sediment and nutrients input into the superficial waterbodies, contributing to the eutrophication process. Moreover, this region has high temperatures and high evapotranspiration rates, that are generally higher than the precipitation rates, causing a negative hydric balance and big volume losses by evaporation. The water volume reduction increases the nutrients’ concentration and, therefore, exacerbates the eutrophication process, deteriorating the water quality. Thereby, we hypothesized that the eutrophication process of semiarid reservoirs is intensified both by the extreme climatic events of prolonged drought, and by the diffuse pollution due to the basin land use and occupation. The study aimed to test whether the land use and occupation activities of the basin and the severe drought events intensify the eutrophication process of a semiarid tropical reservoir. To verify the influence of human activities carried out in the water supply of drainage basin on the soil quality and the eutrophication process, we conducted the mapping of the kind of use and occupation, as well the calculation of erosion for each activity and the soil quality evaluation of the riparian zone and water quality of the water supply. For the water analyses, the samplings were carried out monthly in the deeper point, near dam. For the soil, deformed composite samples were taken for the physical and chemical attributes analysis, according to the identified land use and occupation classes. The results showed that extreme droughts drastically reduces the water volume and elevates the nutrients concentration, contributing, thus, to a bigger degradation of water quality. Furthermore, we verified that human activities in the drainage basin promote the diffuse pollution, by increasing the soil susceptibility to erosion and nutrients contents. Summarizing, our results support the investigated hypothesis that activities of land use and occupation and extreme drought generate a combined effect that provide the intensification of eutrophication process of semiarid reservoirs.

Resistência do solo à penetração e ao cisalhamento em diversos usos do solo em áreas de preservação permanente

The soil resistance to penetration and shear can be used as indicators of soil compaction and to indicate the susceptibility of a soil to erosion. The objective of this study was to quantify and compare the impact provided by different land uses in a haplic cambissol in areas of permanent preservation, from the soil resistance to penetration and shear. The experimental area was located in an area of permanent preservation, the sub-basin of the Ribeira Iguape River - SP, with different land uses: banana cultivation - CBAN, degraded pasture - PDEG, silvopastoral system - MPIS and native forest - MNAT. The test for resistance to penetration was accomplished with a digital penetrometer compaction of manual effort, to a depth of 40 cm. The soil shear strength was determined by Vane Test at a depth between 0 and 5 cm. The degraded pasture was similar to native forest, with less resistance to penetration. The banana cultivation and silvopastoral system were the land uses with the highest resistance to penetration, bringing serious risk of erosion in areas of permanent preservation. The soil under native forest had lower shear strength. The cultivation of bananas, degraded pasture and silvopastoral system were the land uses with higher shear strength of soil, indicating that the use of these soils in areas of permanent preservation is promoting the same compression.

Benefícios da integração lavoura-pecuária sobre a qualidade física do solo visando à sustentabilidade da produção de soja no nordeste matogrossense.

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito de forrageiras tropicais em sistema de integração lavoura-pecuária sobre a qualidade física do solo, na região nordeste do Estado do Mato Grosso.

Diversidade de bactérias de solo sob vegetação natural e cultivo de hortaliças.

Os microrganismos do solo são componentes essenciais na manutenção do equilíbrio físico-químico e biológico do mesmo e exercem importante função que inclui a degradação de resíduos de plantas e animais e a liberação de nutrientes na cadeia alimentar. Este trabalho teve como objetivo comparar a microbiota de um solo com cobertura de mata (SMS) e outro cultivado com hortaliças (SHC), supressivos ou não a Rhizoctonia solani. Foram feitas extrações do DNA total dos solos e a partir dos mesmos, amplificação por PCR dos genes 16S rDNA, clonagem dos fragmentos e seqüenciamento dos genes do RNA ribossomal. A análise dos resultados demonstrou que essa metodologia foi eficiente para avaliação de bactérias. No solo supressivo de mata os filos mais encontrados pertencem aos das Acidobactérias, Verrucomicrobia e Actinobactérias e no solo conducente cultivado com hortaliças a maioria pertence aos filos das Proteobactérias, Firmicutes e Bacteroidetes.

Efeito do preparo mecanizado do solo sobre alguns parâmetros físico-hidricos do solo no nordeste paraense.

Este trabalho, realizado em área de agricultor, município de Tracuateua-PA, em solo Latossolo amarelo textura média, objetivou avaliar o efeito do preparo mecanizado sobre alguns parâmetros físicos do solo. Foram selecionadas as áreas: a) citros mecanizado-capoeira com três anos, preparada mecanicamente, onde se efetuou o plantio de citros + caupi nas entrelinhas; b) capoeira-área em pousio por três anos. Os resultados mostram que o uso de mecanização de forma indisciplinada causou um processo de compactação neste solo, quando comparado à área de capoeira, a qual mostra condições físicas mais adequadas ao desenvolvimento das plantas. a baixa disponibilidade de água pode comprometer o rendimento das culturas, em caso de ocorrências de veranicos, indicando que maiores atenções devem ser dadas na efetivação de práticas de manejo, de modo a permitir a manutenção da umidade por mais tempo.

Qualidade física do solo e produtividade da cana-de-açúcar com uso da escarificação entre linhas de plantio.

2016

Sustentabilidade e qualidade do solo em propriedades de cana-de-açúcar orgânica e convencional.

A avaliação da qualidade do solo é uma importante estratégia, pois permite aos produtores direcionar técnicas agrícolas para melhorias constantes visando estabelecer e manter produtividades adequadas ao equilíbrio de um sistema auto-sustentável. Este trabalho avaliou o impacto ambiental das atividades rurais através do sistema APOIA-NovoRural, bem como a influência de diferentes sistemas de produção de cana-de-açúcar na qualidade do solo, através de atributos físicos, químicos e bioquímicos. Selecionou-se seis propriedades de cultivo de cana-de-açúcar para produção de cachaça, nos municípios de Piracicaba, Socorro, Jaguariúna, Holambra e Ribeirão Preto, no estado de São Paulo. Em cada propriedade estudou-se dois tratamentos, solo cultivado com cana-de-açúcar sob sistema orgânico ou convencional e, solo sob mata nativa, tomado como referência. O APOIA-NovoRural indicou melhor performance ambiental no sistema orgânico em relação ao convencional, destacando-se as características da ecologia da paisagem e gestão e administração das propriedades. A maioria dos atributos indicou que o manejo realizado nas áreas sob cultivo orgânico contribuiu para a manutenção da qualidade do solo. Entre eles os parâmetros estabilidade de agregados (Ea), matéria orgânica (MO), desidrogenase (Des), polissacarídeo (Poli) e biomassa microbiana (Bm) destacam-se como sensíveis para indicar modificações no ecossistema. Os valores isolados não servem como indicadores precisos e confiáveis das condições do solo, no entanto, quando avaliados em conjunto, via Análise de Componentes Principais (ACP), mostram-se sensíveis para captar as alterações ocorridas no ambiente devido às diferentes formas de uso do solo. Assim, os atributos selecionados podem fornecer subsídios para o planejamento do uso correto da terra.

Impacto ambiental de sistemas intensivo de cultivo em agricultura irrigada sobre as propriedades físico-química e microbiológica do solo.

Na maioria dos solos cultivados intensivamente, tem-se observado degradacao, com drástica redução da produtividade e falta de resposta ao preparo do solo e ao uso de agroquimicos. Com o objetivo de avaliar o efeito dos sistemas de cultivo do solo sobre as propriedades físico-química e biológica do solo, foram selecionadas 06 propriedades agrícolas irrigadas, com sistemas de cultivo convencional e direto e realizadas análises químicas, físicas e microbiológicas do solo em diferentes profundidades. Os resultados mostraram a ocorrência de camadas compactadas nas profundidades de 10 a 30 cm. Na maioria das áreas de plantio convencional, devido a este fator, ocorreu condições propícias a alta incidência de doenças e redução da população microbiana do solo. Os resultados indicaram que os parâmetros de solo são os melhores indicadores de impacto ambiental dos sistemas agrícolas irrigados. Esses mesmos parâmetros permitem concluir a existência de desequilíbrio biológico gerado pela agricultura convencional, levando a redução da produtividade e aumentando os custos de produção por unidade de área.

Informações técnicas da Comissão Centro-Sul Brasileira de Pesquisa de Trigo e Triticale para a safra de 2005.

Trigo; Manejo e uso do solo; Manejo dos resíduos culturais; Manejo dos resíduos de culturas destinadas à produção de grãos; Manejo dos resíduos de culturas destinadas à proteção, recuperação do solo e adubação verde; Preparo do solo; Condições de umidade; Alternância de implementos e da profundidade de trabalho; Compactação do solo; Rompimento da camada compactada; Plantio direto; Semeadura direta; Rotação de culturas; Calagem e adubação; Amostragem do solo; Estado do Paraná; Estado do Mato Grosso do Sul; Estado de São Paulo; Qualidade industrial; Como produzir trigo com qualidade; Qualidade industrial das cultivares de trigo indicadas para o Estado de São Paulo; Cultivares; Estado do Paraná; Diversificação e escalonamento de cultivares; Cultivares em relação às doenças; Solos de alta fertilidade e cultivares suscetíveis ao acamamento; Cultivares de trigo sensíveis ao alumínio; Zonas tritícolas e regiões; Novas indicações de cultivares; Extensão de indicação de cultivares; Exclusão de cultivares; Cultivares registradas; Características das cultivares; Região de adaptação ou abrangência geográfica em que é indicada; Ciclo; Altura da planta; Reação ao alumínio no solo; Germinação natural do grão na espiga; Debulha natural; Reação ao acamamento; Reações às doenças; Descrição individual de características agronômicas das cultivares; Estado de Mato Grosso do Sul; Indicações de cultivares; Extensão de cultivares para o estado de Mato Grosso do Sul; Características das cultivares; Região de adaptação ou abrangência geográfica em que é indicada; Cultivares; Descrição individual de características agronômicas das cultivares; Estado de São Paulo; Cultivares; Indicação de cultivares de trigo para o Estado de São Paulo; Extensão de cultivares para o Estado de São Paulo; Algumas observações em relação às cultivares; Regionalização para épocas de semeadura de trigo; Estado do Paraná; Épocas de semeadura; Caracterização das zonas; Períodos de semeadura de trigo indicados para o Estado do Paraná; Estado de Mato Grosso do Sul; Zoneamento e épocas de semeadura - São Paulo; Práticas culturais; Manejo de irrigação em trigo; Controle de plantas infestantes; Controle de doenças; Controle de pragas; Colheita e pós-colheita do trigo; Trigo Durum; Triticale; Indicações tecnológicas.

Alterações físicas e químicas de um argissolo amarelo coeso sob diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar

O cultivo contínuo da cana-de-açúcar por longo tempo sob diferentes manejos em solos de tabuleiros costeiros pode causar alterações nas propriedades químicas, físicas e micromorfológicas do solo. Para estudar os efeitos de diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar nas propriedades de um ARGISSOLO AMARELO Coeso, quatro áreas foram selecionadas na usina Triunfo, no Estado de Alagoas, sendo uma área não irrigada, uma área irrigada, uma com aplicação de vinhaça e uma sob floresta nativa como condição original. Amostras foram tiradas de cada área a 0-0,2m, 0,2-0,4m e 0,4-0,8m de profundidade para determinar as alterações nas propriedades físicas, químicas e micromorfológicas do solo. A maior dispersão de argila nos solos cultivados com cana-de-açúcar promoveu um maior acúmulo desta partícula nas camadas subsuperficiais do solo. Os sistemas de manejo com cana-de-açúcar afetaram as propriedades químicas do solo, resultando em alterações no limite de plasticidade, umidade ótima de compactação e agregação do solo. Todos os sistemas de manejo com cana-de-açúcar promoveram um aumento da compactação do solo, com conseqüente redução da porosidade e condutividade hidráulica saturada do solo. Os parâmetros de compressibilidade e a coesão do solo foram influenciados pelos sistemas de manejo e pelo teor de água do solo. Observações micromorfológicas evidenciaram modificações na estrutura do solo, no sistema de poros e no arranjamento de partículas no solo.

Design gráfico da pluma de contaminação por compostos orgânicos voláteiss utilizando software CAD na investigação de passivo ambiental em um posto revendedor de combustíveis em Natal/RN

Among the potentially polluting economic activities that compromise the quality of groundwater are the gas stations. The city of Natal has about 120 gas stations, of which only has an environmental license for operation. Discontinuities in the offices were notified by the Public Ministry of Rio Grande do Norte to carry out the environmental adaptations, among which is the investigation of environmental liabilities. The preliminary and confirmatory stages of this investigation consisted in the evaluation of soil gas surveys with two confirmatory chemical analysis of BTEX, PAH and TPH. To get a good evaluation and interpretation of results obtained in the field, it became necessary three-dimensional representation of them. We used a CAD software to graph the equipment installed in a retail service station fuel in Natal, as well as the plumes of contamination by volatile organic compounds. The tool was concluded that contamination is not located in the current system of underground storage of fuel development, but reflects the historical past in which tanks were removed not tight gasoline and diesel

Degradação ambiental da bacia hidrográfica do rio Uberaba: uma abordagem metodológica

O presente estudo trata da avaliação da degradação ambiental da bacia do Rio Uberaba, situada no triângulo mineiro, com área de 241.904,30 ha, abrangendo os municípios de Uberaba, Veríssimo, Conceição das Alagoas e pequena porção de Planura. Neste estudo, foi produzido o mapa de degradação ambiental contendo quatro níveis: baixo, moderado, acentuado e severo. Os parâmetros utilizados nesta avaliação foram: vegetação, topografia, solo/geologia, potencial natural de erosão, mecanização, área agrícola, densidade populacional, pecuarização e área de conflito, aos quais foram atribuídos pesos. Para o nível de degradação “baixo”, foram definidos valores ≤ 13 pontos. Para o nível “moderado”, valores situados no intervalo de 14 a 16. Entre 17 e 19 pontos para o nível “acentuado”, e o nível “severo” com valores ≥ 20 pontos. Este estudo consolida as consequências do uso inadequado das terras, não respeitando a sua aptidão natural. As áreas com nível moderado de degradação representam 47%, áreas de nível acentuado (48%), e severo (4%) representam 52%, o que revela indício muito forte no avanço da destruição dos recursos naturais. As áreas classificadas com nível baixo representam apenas 1%, bastante inexpressiva, destacando o descaso na preservação dos recursos naturais.

Microbial alterations of the soil influenced by induced compaction

A compactação é um dos fatores mais agravantes para a qualidade do solo, porém o seu efeito na comunidade e atividade enzimática microbiana não tem sido suficientemente estudado. Seis níveis de compactação foram obtidos pela passagem de tratores com diferentes pesos em um Latossolo Vermelho, e a densidade final foi medida. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-10 e 10-20 cm, após a colheita do milho. O efeito da compactação foi evidente em todos os parâmetros estudados, mas nem sempre foi significativo. A contagem das bactérias totais reduziu significativamente em 22-30 %, e a das nitrificantes, em 38-41 %, no solo com maior densidade em relação ao controle. Contudo, a população de fungos aumentou de 55 a 86 %, e a das bactérias desnitrificantes, de 49 a 53 %. A atividade da desidrogenase diminuiu de 20 a 34 %; a da urease, de 44 a 46 %; e a da fosfatase, de 26 a 28 %. O conteúdo de matéria orgânica e o pH do solo diminuíram na camada 0-0,10 em relação à de 0,10-0,20 m e influíram possivelmente na redução das contagens microbianas exceto das bactérias desnitrificantes, e na atividade das enzimas, menos a da urease. Esses resultados indicam que a compactação do solo teve influência na comunidade de microrganismos aeróbios e na sua atividade. Esse efeito pode alterar a ciclagem de nutrientes e diminuir a produção da planta.