Este trabalho investiga solos e a variação de atributos em perfis de solos localizados nos biomas Cerrado e Amazônia, utilizando a morfometria digital em combinação com sensores proximais. Os solos tropicais brasileiros, caracterizados pelo intenso intemperismo, profundidade e alta concentração de óxidos de ferro e alumínio, possuem atributos heterogêneos, tanto verticalmente entre os horizontes quanto dentro de um mesmo horizonte. A morfometria digital, uma técnica que permite a análise quantitativa e espacializada da variação de atributos em perfis de solo, é aplicada para melhorar a compreensão da heterogeneidade desses solos. O uso de sensores proximais, como pXRF e suscetibilidade magnética (SM), tem sido uma ferramenta importante para obter dados sobre a mineralogia, textura, fertilidade e composição elementar dos solos. Esse tipo de abordagem permite uma análise mais detalhada e precisa das propriedades dos solos e sua distribuição espacial. A pesquisa se concentra em duas áreas principais: uma topossequência no Cerrado, abrangendo diferentes classes de solos (Latossolo Vermelho, Neossolo Regolítico, Cambissolo Háplico e Neossolo Flúvico), e quatro perfis de solos amazônicos, sendo dois sob áreas de plantio e dois sob vegetação nativa. O objetivo central do estudo é avaliar e caracterizar atributos desses solos por meio da morfometria digital, identificando diferenças morfológicas, mineralógicas e hídricas nos perfis analisados, além de calcular o estoque de carbono nos solos amazônicos. A hipótese do trabalho sugere que a combinação de análises tradicionais e tecnologias avançadas, como os sensores proximais, permitirá uma avaliação precisa das variações de carbono nos solos e contribuirá para a compreensão do impacto do uso da terra no estoque de carbono. O estudo pretende também destacar como essas metodologias podem ser aplicadas para aprimorar a gestão e conservação dos solos em diferentes ecossistemas tropicais.

Entre as novas tecnologias para fertilizantes que são opções estratégicas para o aumento da eficiência de uso de nutrientes nos ambientes de produção de café, encontram-se os fertilizantes de liberação controlada e as suas associações na forma de blends. Atribui-se ao uso destas tecnologias a liberação gradual de nutrientes, permitindo-se assim mecanismos favoráveis ao aumento da disponibilidade de nutrientes no solo e redução de perdas. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a adoção de tecnologias em fertilizantes e o seu potencial em promover ganhos agronômicos e ambientais vinculados a cultura do cafeeiro. Para alcançar esse objetivo, a tese foi dividida em dois artigos. No primeiro artigo, foi realizado a aplicação de blends entre fertilizantes fosfatados convencionais e de liberação controlada, sendo assim modelada a dinâmica de liberação de P em campo, quantificação da área foliar, acúmulo de nutrientes e biomassa do cafeeiro em sua fase de implantação e a disponibilidade de P no solo ao final de 18 meses. Com este intuído dois tipos de fertilizantes fosfatados foram avaliados: fosfato monoamônico convencional e um blend (mistura física de MAP convencional com fertilizantes fosfatados de liberação controlada). Ambos aplicados nas doses de 0, 134, 268 e 403 kg ha^-1 de P₂O₅. Os principais resultados da investigação evidenciaram que a adubação fosfatada contribuiu para o aumento da área foliar em 1134,7 cm² planta^-1 e da biomassa da parte aérea em 602,8 kg ha^-1 do cafeeiro, além de elevar os teores de P no solo em 0,061 mg dm^-3 por kg de P₂O₅ aplicado ao final de 18 meses. O acúmulo de P na parte aérea do cafeeiro variou entre 3 e 4 kg ha^-1, para os demais macronutrientes a variação em kg ha^-1 foi de: 47-60 para N, 36-46 para K, 18-22 para Ca, 5-7 para Mg e 3-4 para S. Os micronutrientes acumulados (em g ha^-1) variaram na ordem de: 454-657 para Fe; 117-160 para B; 117-149 para Mn; 58-71 para Cu; e 34-43 para Zn, em média 74% dos nutrientes acumulados encontravam-se nas folhas. A aplicação de blends não impôs limitações à nutrição fosfatada das plantas de café e proporcionou ganhos de biomassa de 18,9% nos ramos plagiotrópicos comparada adubação convencional. No segundo artigo, a investigação foi realizada com base na hipótese de que a liberação gradual de N é eficaz na mitigação de perdas e favorável a incrementos na produtividade da espécie Coffea arabica L. comparada a adubação via ureia convencional. Para responder a hipótese levantada foram quantificadas as perdas de (NH₃) e (N₂O), produtividade e estoques de N no solo. Os tratamento foram compostos pela ureia convencional e três tipos de blends entre tecnologias de liberação controlada e lenta (Blend Ureia CRF + Ureia NBPT; Blend 1 e Ureia Formaldeído) dos quais foram aplicados em doses anuais de N: 0; 200; 280 e 400 kg ha^-1 ano^-1 no decorrer de 3 safras. As perdas médias por volatilização de amônia foram de: 88 kg de N ha^-1 (Ureia) > 50 kg (Blend Ureia CRF + Ureia NBPT) > 34 kg (Ureia Formaldeído) > 11 kg (Blend 1). As tecnologias reduziram as emissões de N₂O em 85% comparada a ureia convencional que apresentou o fator de emissão de (0,17%). As tecnologias Blend 1 e Blend Ureia CRF + Ureia NBPT apresentaram produtividade superior a ureia convencional em 30 e 15%. Doses superiores a 280 kg de N ha^-1 ano^-1 favoreceram a movimentação de N-mineral no perfil do solo. Em função dos resultados apresentados deste estudo pode-se concluir que a adubação fosfatada é eficaz para promover ganhos em área foliar e de biomassa do cafeeiro, resultando em melhorias na nutrição da cultura do café durante a fase de implantação. A associação de blends entre fertilizantes nitrogenados convencionais e de liberação controlada e lenta são estratégias promissoras a rentabilidade e sustentabilidade da cultura do café no Brasil.

A qualidade física do solo desempenha um papel fundamental na determinação da pegada de carbono, uma vez que influencia diretamente a capacidade do solo em armazenar carbono e água. Na região central de Minas Gerais, inserida no bioma Cerrado e caracterizada por um regime irregular de chuvas, essa relação tornou-se ainda mais relevante, especialmente em sistemas agrícolas de sequeiro. Diante desse cenário, esta pesquisa teve como objetivo avaliar a qualidade física do solo, o estoque de carbono orgânico, o armazenamento de água no solo e a pegada de carbono em diferentes sistemas de manejo sob plantio direto, relacionando esses fatores à produtividade de grãos. A qualidade física foi analisada por meio de indicadores físicos, correlacionados ao estoque de carbono, à produtividade da soja e à produção de palhada. O armazenamento de água foi estimado por tomografia de resistividade elétrica do solo, e a pegada de carbono foi calculada com base na metodologia GHG Protocol, adaptada às condições locais. Os resultados evidenciaram que os sistemas consorciados, especialmente os com braquiária, apresentaram melhor desempenho físico do solo, maiores produtividades, menor resistividade elétrica, maior capacidade de retenção de água e menores valores de pegada de carbono. Esses achados reforçaram a importância de práticas conservacionistas para o aumento do sequestro de carbono, a melhoria da qualidade física do solo e a promoção de uma agricultura mais sustentável.

A deficiência de selênio (Se) em solos e consequentemente nos alimentos e nas dietas humanas é um problema recorrente no Brasil e em diversas regiões do mundo. A biofortificação agronômica surge como uma alternativa sustentável para mitigar essa deficiência, promovendo o enriquecimento de alimentos com micronutrientes essenciais. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia da aplicação foliar de selenato de sódio na biofortificação da cultura do alho nobre (Allium sativum L.), analisando seus impactos sobre a produtividade, qualidade dos bulbos, concentração de Se e os efeitos bioquímicos e fisiológicos nas plantas. O experimento foi conduzido em Lavras (MG) utilizando delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 2 × 5 (dois momentos de aplicação: 30 e 60 dias após o plantio (DAP); e cinco doses de Se: 0, 12,5, 25, 50 e 100 g ha−1). A aplicação foliar de selenato de sódio resultou em aumento linear nos teores de Se, tanto na parte aérea quanto nos bulbos, com maior eficiência observada na aplicação mais tardia (60 DAP). A dose máxima (100 g ha−1) promoveu um teor de até 1,93 mg kg-1 de Se nos bulbos, um valor 52 vezes superior ao tratamento controle (0 Se), sem causar fitotoxicidade ou comprometer características agronômicas como produtividade, classificação comercial e matéria seca. A simulação da ingestão diária de Se por meio do consumo médio brasileiro de alho (4,1 g dia-1) indicou que a biofortificação na dose máxima forneceria aproximadamente 2,77 μg de Se por dia, representando 5% da ingestão diária recomendada. Além disso, quando houve restrição hídrica, o selênio modulou positivamente o sistema antioxidante, reduzindo o estresse oxidativo e aumentando a atividade de enzimas como a superóxido dismutase (SOD). Conclui-se que a aplicação foliar de selenato de sódio é uma técnica viável e segura para a biofortificação do alho nobre, representando uma estratégia promissora para aumentar o valor nutricional de hortaliças em regiões com solos deficientes em selênio, sem comprometer o desempenho agronômico da cultura.

In a semi-arid landscape, soil properties control water availability and plant productivity. Soils with plinthic or petroplinthic horizons impose a severe physical restriction on root growth, limiting the exploitable soil volume. However, the functional impact of this limitation and how it interacts with different land-use systems, which alter vegetation physiology, remains poorly quantified. This study aimed to analyze how the depth of the plinthic contact influences the seasonal and interannual vegetation dynamics across different land cover types (croplands, grasslands, and shrublands) in a West African landscape, Mali. We integrated field-measured effective soil depth with a five-year (2019–2023) Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) time series derived from Sentinel-2 imagery, processed on the Google Earth Engine platform. A General Linear Model (GLM) was used to assess the main effects and interactions between soil depth, land cover, and season on vegetation vigor. Results revealed a significant interaction (p < 0.01) between soil effective depth and land cover. The positive relationship between increasing soil depth and NDVI was strong and clear in perennial systems (shrublands and grasslands), particularly during the dry season. In contrast, NDVI in croplands showed no significant relationship with soil depth, suggesting that annual management practices override the influence of this intrinsic soil property. The overall model explained 57% (R² adjusted = 0.569) of the NDVI variability. We conclude that the functional limitation imposed by a shallow plinthic contact is not uniform but is fundamentally dependent on the vegetation system. These findings provide a quantitative basis for site-specific land-use planning and demonstrate the potential of remote sensing to map functional edaphic constraints in data-scarce regions.

O gergelim (Sesamun indicum) tem ganhado destaque nos últimos anos nos cenários nacional e internacional em virtude do valor nutricional do grão e seu elevado teor de óleo com alta qualidade. Além disso, chama ainda mais atenção por ser uma cultura de baixo investimento em insumos agrícolas, podendo ser semeada durante todo o ano em diversos sistemas de plantio, inclusive na safrinha, por ser considerada uma planta com características de rusticidade, possuindo sistema radicular eficiente, que cresce no perfil do solo com facilidade em busca de água e nutrientes nos períodos de estiagem.  Com o evento das mudanças climáticas, espécies com essas características são mais requisitadas pelos produtores para evitar prejuízos nas lavouras, além de outras estratégias que podem potencializar a produção mesmo em condições adversas. Com isso, o selênio tem sido muito utilizado como elemento benéfico de plantas por atuar como ativador do sistema antioxidante em condições de estresses ambientais. Aliado a isso, é um elemento essencial para humanos e animais, tendo como funções principais a atuação nos sistemas antioxidantes prevenindo o envelhecimento precoce das células, o risco de doenças como câncer e problemas cardiovasculares, assim como também atuar como regulador da glândula da tiróide e no sistema imunológico. Isso classifica o elemento como potencial para o uso da biofortificação agronômica também, gerando produtos com alto valor nutricional atrelado com a segurança alimentar no Brasil e no mundo. Portanto, o presente estudo objetiva avaliar se a aplicação de selênio via solo vai atuar na mitigação dos efeitos causados por déficit hídrico e se a cultura tem potencial para ser biofortificada com esse elemento. Foram realizados dois experimentos, um com doses de selênio (0, 5, 10, 20 e 40 g ha^-1) em duas cultivares de gergelim, BRS Anahi e BRS Seda, utilizando o selenato de sódio como fonte de selênio aplicado via solo na forma de solução nutritiva. Para esse experimento foram realizadas avaliações biométricas durante todo o ciclo da cultura, como altura, número de folhas, flores e cápsulas, produção, matéria seca de parte aérea e grãos e avaliação do estado nutricional e de selênio da parte aérea e do grão. O outro experimento foi conduzido em dois tipos de solo, argiloso e de textura média, com aplicação de selênio como selenato de sódio, uma fonte orgânica e a mistura dessas fontes, chamada de blend, além do controle. E a indução ou não do estresse hídrico quando as plantas estavam no estádio reprodutivo com florescimento pleno. As avaliações realizadas nesse experimento foram avaliações biométricas e fisiológicas antes, durante e após a indução do estresse por déficit hídrico, análises bioquímicas de folhas, produção, matéria seca de raiz, parte aérea e grão, e avaliação do estado nutricional e de selênio na parte aérea e grãos. Os resultados preliminares demonstram que a cultura tem potencial de biofortificação, mas a fonte utilizada é muito importante para tomada de decisão, pois a aplicação de elementos via solo tem interações com as partículas do solo e matéria orgânica, o que pode desfavorecer a absorção do elemento pela planta e todas as outras consequências da absorção não apresentarem os efeitos desejados, como mitigação dos estresses causados por déficit hídrico.

O café é uma das culturas que se destacam no cenário mundial. No Brasil, o café tem grande importância cultural e econômica. O cafeeiro é uma planta complexa que depende de inúmeros fatores para apresentar uma boa produtividade e grãos de qualidade. Muitos desses fatores são devido a localização e clima nos quais a planta é cultivada. Com uma grande extensão territorial, o Brasil apresenta diversos tipos de climas e biomas capazes de produzir café com diferentes características. O Cerrado é o segundo maior bioma em extensão no país com características climáticas favoráveis ao plantio do café. Porém, esse bioma está sendo rapidamente degradado devido a intervenções humanas o que leva ao empobrecimento do solo. O solo, por sua vez, é essencial a planta de café de modo que melhorar suas características químicas, físicas e biológicas impacta diretamente no desenvolvimento da cultura. A fauna do solo é um dos fatores que pode indicar a qualidade e níveis de degradação do solo. Isso ocorre porque a macro e mesofauna são capazes de melhorar a estrutura do solo, bem como são responsáveis por processos como decomposição da matéria orgânica, ciclagem de nutrientes, e controle biológico. Nesse contexto, esta dissertação teve como objetivo avaliar a influência do manejo do cafeeiro nas comunidades de mesofauna e macrofauna invertebradas do solo e compará-las com as comunidades das áreas de Cerrado adjacentes, como sistema referência, além de verificar sua relação com os atributos físico-químicos do solo. Este estudo foi dividido em duas partes, na primeira é apresentado um levantamento bibliográfico sobre a importância do bioma Cerrado e da cultura do café no Brasil e o efeito da cultura do cafeeiro, e seus diferentes tipos de manejo sobre a macro e mesofauna do solo no Domínio Cerrado. Foram encontrados apenas 16 trabalhos sobre a macro e mesofauna do solo em áreas agrícolas no bioma Cerrado, e somente um deles, em Dourados (MS), estudou áreas de café. Além disso, apenas um artigo foi conduzido no Cerrado mineiro sem comparação com cultura agrícola. Estes artigos utilizaram diferentes métodos de captura da macro e mesofauna e apenas três artigos as relacionaram com atributos físicos e químicos do solo.  Na segunda parte foi apresentado o artigo com resultados do projeto de dissertação. Nesse trabalho utilizamos armadilhas do tipo pitfall para coletar indivíduos da macro e mesofauna do solo em lavouras com cultivo em manejo convencional e em manejo não convencional (sistema regenerativo, biológico e orgânico) e em áreas de Cerrado adjacentes as lavouras.  Foram analisadas a riqueza, abundância, composição e relação dessas variáveis com as caraterísticas físicas e químicas do solo. Encontrou-se maior abundância em áreas de Cerrado adjacentes, seguido por áreas de café não convencional com áreas de café convencional apresentando os menores valores. Em relação a diversidade encontrou-se grupos específicos para cada tipo de manejo do solo como Scorpiones e Pseudoescorpiones no Cerrado. Já em áreas de com café convencional os grupos específicos foram Diplura e Opiliones e para áreas de manejo não convencional encontrou-se Isopoda. Em comum em áreas de manejo não convencional e Cerrado estão Blattodea e Isoptera. Esse trabalho indica que a abundância da macro e mesofauna foi alterada devido ao cultivo de café, tanto no café convencional como no não convencional. A macro e mesofauna do solo foi eficiente como indicador da qualidade do solo, indicando que sistemas não convencionais de café afetam menos negativamente as comunidades macro e mesofauna invertebrada edáfica.

.

Plastic waste is a significant environmental issue, with poor agricultural waste management contributing to soil pollution and affecting agroecosystems. This study investigated macroplastics (MaP, >25 mm), mesoplastics (MeP, 5–25 mm), and microplastics (MP, <5 mm) across agricultural, pasture, and forest soils in a micro-watershed of the Upper Rio Grande in Lavras, Minas Gerais, Brazil. The first study evaluated microplastic recovery in tropical soils using density separation with three solutions, achieving 81.0%–98.8% recovery for low-density polyethylene (LDPE) and 59.7%–75.2% for polyvinyl chloride (PVC). The second study mapped MaP and MeP, identifying polypropylene (40.94%), polyethylene (30.20%), and PVC (11.41%), with abundances ranging from 0.509 × 10³ to 104 × 10³ pieces ha⁻¹ and mass from 0.039 to 405 kg ha⁻¹. Plastic debris correlated with slope, the LS factor, and vegetation cover. The third study analyzed MP in the 0–20 cm soil layer, identifying polypropylene, polyethylene, PET, and PVC in films and fragments. Agricultural, forest, and pasture soils showed average MP abundances of 3,406, 3,826, and 2,553 pieces kg⁻¹, respectively. MP abundance negatively correlated with organic matter, clay, and porosity, and positively with topographic attributes. The fourth study used geostatistical analysis to predict MP spatial distribution, showing strong spatial dependence and higher concentrations in agricultural and forest soils. These results reveal plastic pollution hotspots and emphasize the need for improved waste management strategies to reduce plastic contamination in tropical agroecosystems.

A fome oculta afeta cerca de um terço da população mundial devido à deficiência de minerais e vitaminas, também em razão das características naturais dos solos (e.g. baixos teores de elementos essenciais e benéficos). A falta de difusão de conhecimento para os agricultores, pelo pouco incentivo de políticas públicas, aliado ao monocultivo intensivo, são fatores que reduzem a diversidade de nutrientes disponíveis na dieta, resultando em deficiências nutricionais que podem não ser imediatamente aparentes, mas que, a longo prazo, podem comprometer a saúde de grande parcela da população. Como resultado, culturas básicas (staple foods) cultivadas em países em desenvolvimento frequentemente apresentam deficiências de nutrientes e vitaminas essenciais ao bem-estar humano. O trigo, 3º cereal mais produzido no mundo, está na dieta de milhões de pessoas há milhares de anos, fornecendo cerca de 20% dos carboidratos e proteínas. Porém, os teores de zinco (Zn) e selênio (Se) nos grãos de trigo são geralmente baixos, o que nos leva à busca por estratégias para aumentar a concentração desses elementos. A biofortificação agronômica é uma das práticas mais utilizadas para essa finalidade, com diferentes estratégias (e.g. aplicação via solo, folha, tratamento de sementes, etc). Neste estudo, a estratégia para a biofortificação escolhida foi a aplicação foliar. Para tal, foram conduzidos dois experimentos em condições de campo, em três municípios de Minas Gerais (Lavras, Lambari e Itutinga). O primeiro experimento, com o objetivo de avaliar o efeito fenotípico da biofortificação com Se e Zn, foi montado em delineamento em blocos casualizados (DBC), em esquema fatorial 23 x 2, com quatro repetições, tendo como primeiro fator os genótipos de trigo e como segundo fator a não aplicação (controle) ou aplicação do coquetel Zn + Se (1% ZnSO₄7.H₂O + 0,002% Na₂SeO₄), m/v, com vazão de 360 L ha^-1. O segundo experimento, que objetivou avaliar um possível efeito sinérgico da biofortificação combinada desses elementos, foi montado em DBC, em esquema fatorial 4 x 4, com quatro repetições, sendo o primeiro fator os diferentes genótipos de trigo e o segundo fator as formas de aplicação dos elementos, sendo um controle sem aplicação, aplicação isolada de Se (0,002% Na₂SeO₄), aplicação isolada de Zn (1% ZnSO₄7.H₂O) ou coquetel Zn + Se (1% ZnSO₄7.H₂O + 0,002% Na₂SeO₄), m/v, com vazão de 500 L ha^-1. Os resultados demonstraram que a aplicação conjunta de Zn e Se foi sinérgica, visto que essa promoveu o aumento dos teores de Se nos 4 genótipos do experimento de interação, em relação ao controle. No experimento com 23 genótipos, a aplicação do coquetel de Zn + Se resultou em aumento da concentração desses elementos nos grãos biofortificados.

O manejo sustentável do solo é essencial para reverter problemas relacionados à compactação e degradação, especialmente em áreas agrícolas manejadas pelos métodos convencionais. O uso de sistemas conservacionistas, como o plantio direto (PD) e a diversificação produtiva, tem se mostrado promissor na recuperação de áreas degradadas ou de baixa produtividade. Contudo, mesmo modelos menos impactantes exigem estratégias de manejo eficientes que considerem tanto os aspectos agronômicos quanto os ambientais das áreas cultivadas. Apesar dos benefícios comprovados do PD em relação ao preparo convencional, o uso intensivo de máquinas neste sistema tem contribuído para a compactação do solo – um dos principais fatores de transformação física, capaz de reduzir em até 75% a produtividade dos cultivos e comprometer a resiliência ambiental do solo. O preparo ocasional (ou estratégico), associados a sistemas diversificados de cultivo, surgem como alternativas viáveis não só para mitigar esse problema, como também potencializar a capacidade produtiva dos sistemas de produção. Assim, este trabalho explora dois aspectos interligados: os impactos de sistemas de produção diversificados e a eficácia de métodos combinados no manejo da compactação do solo. O primeiro aspecto baseia-se em um estudo de longa duração sobre sistemas de cultivo de grãos e forragens no Cerrado sob PD. O experimento, conduzido ao longo de 10 anos, investigou a dinâmica do carbono orgânico e a estruturação do solo em diferentes tratamentos, incluindo monocultivos e rotações com Capim Piatã. Os resultados evidenciaram que sistemas diversificados, especialmente aqueles que integraram o Capim Piatã em rotações, promovem melhorias na qualidade física do solo e aumento no estoque de carbono orgânico, apresentando desempenho semelhante ao da vegetação nativa. Por outro lado, monocultivos como o de soja reduziram até 25% no estoque de carbono, reforçando a necessidade de práticas mais sustentáveis. O segundo aspecto avalia a eficiência de métodos de manejo biológico e mecânico, aplicados isoladamente ou de forma combinada, para mitigar a compactação do solo em sistemas de PD. O estudo está sendo conduzido em condições de sequeiro, empregando diferentes níveis de compactação inicial causada pelo tráfego de máquinas agrícolas. Os tratamentos incluem o uso de subsolagem, plantas de cobertura e a combinação de ambos os métodos, com o objetivo de verificar os impactos na porosidade, resistência à compactação e no intervalo hídrico ótimo, além da produtividade ao longo do tempo. As análises serão realizadas por meio de modelagem de indicadores físicos e testes de médias, utilizando delineamento em blocos casualizados em arranjo fatorial. A integração desses aspectos interligados permite uma abordagem abrangente, destacando tanto os benefícios de práticas já consolidadas quanto a necessidade de desenvolver e validar estratégias inovadoras para o manejo sustentável do solo. Espera-se que os resultados contribuam para o avanço científico e tecnológico no manejo de solos compactados, promovendo maior sustentabilidade na produção agrícola.

No contexto da crescente escassez hídrica mundial e o intricado processo de mudanças climáticas, a água subterrânea tem o potencial de fornecer água de qualidade, seja para o uso doméstico, irrigação, dessedentação de animais e indústria. Com a influência da infiltração de água no solo no processo de recarga subterrânea, a qualidade física do solo torna-se como um fator importante para a gestão desses recursos. Dessa forma, o objetivo do presente projeto visa definir áreas com maior potencial de recarga de água subterrânea no Brasil, considerando a qualidade física do solo. Ademais, explorar possíveis influências de variáveis adicionais na qualidade física do solo, como uso do solo, bioma, profundidade e classe de solo. Para tal, o estudo utilizará o banco de dados HYBRAS e adotará uma abordagem metodológica fundamentada na compreensão integrada das características e propriedades físico-hídricas dos solos brasileiros, tendo como base doze indicadores: Velocidade de Infiltração Básica (VIB); Condutividade Hidráulica Saturada (Ksat); Macroporosidade; Porosidade Drenável (PD); Índice de Estabilidade Estrutural (IEE); Densidade de Partícula (Dp); Densidade do Solo (Ds); Estrutura funcional; Índices de intemperismo (Ki e Kr); e, Composição granulométrica. Serão utilizados quatro conjuntos de indicadores para obtenção dos índices de qualidade física do solo com base em duas metodologias: baseada na opinião dos especialistas (ALVARENGA et al., 2012; SANTANA et al., 2023) e utilizando análises estatísticas (PCA e Random Forest). Os resultados esperados incluem criar um mapa de distribuição espacial do índice de qualidade do solo em território nacional, a identificação de índices que distinguem entre os métodos e condições adotadas, a definição de áreas com maior potencial de recarga de água subterrânea em função da qualidade física do solo, e a contribuição para uma compreensão mais aprofundada da relação entre os índices de qualidade física do solo e o potencial de recarga de água em escala nacional considerando o uso do solo, bioma, profundidade e classe de solo.

A textura do solo é um fator determinante que influencia diversos aspectos do ambiente terrestre, incluindo a fertilidade, a retenção de água e a biodiversidade. Compreender a distribuição e as variações da textura do solo é, portanto, essencial para uma gestão sustentável das terras e dos recursos naturais. O mapeamento da textura do solo baseava-se tradicionalmente em métodos de amostragem e análise em laboratório, que, embora precisos, podem ser caros e demorados. Com o advento das tecnologias de sensoriamento proximal e remoto, tornou-se possível obter informações detalhadas sobre a textura do solo em uma escala espacial mais ampla e com maior eficiência. Essas tecnologias permitem não apenas mapear as características do solo de forma mais rápida e econômica, mas também possibilitam analisar o impacto da resolução espacial na precisão dos dados coletados. Neste estudo, inicialmente avaliamos a contribuição dos dados de sensoriamento proximal e remoto na predição e no mapeamento da textura do solo. Para isso, foram coletadas 114 amostras de solo nos horizontes A e B da Fazenda Experimental Muquém (UFLA). Essas amostras foram analisadas pelo método da pipeta para granulometria, complementadas por medições de pXRF (espectrometria de fluorescência de raios-X portátil) e de susceptibilidade magnética (SM). Foram gerados quinze (15) atributos do terreno derivados de Modelos Digitais de Elevação (MDE) com resolução de 12,5 m, utilizando os softwares QGIS e SAGA GIS. Os modelos de predição foram construídos utilizando o algoritmo Random Forest, demonstrando que a integração de dados de sensores proximais com informações topográficas melhora significativamente a precisão dos mapas de propriedades do solo. Em segundo lugar, analisamos o impacto dos atributos do terreno e do material de origem em diferentes resoluções espaciais na predição da textura do solo na UFLA. Modelos Digitais de Elevação (MDE) derivados de curvas de nível de 1 m a 30 m, assim como dados dos projetos Alos PALSAR e SRTM, foram utilizados para gerar 15 atributos do terreno. Os modelos foram treinados com os algoritmos Random Forest e SVM, com base em 232 amostras de solo. A análise revelou que o material de origem é um fator determinante para a predição das frações texturais (areia, silte e argila), seguido de atributos como o Channel Network Base Level (CNBL), o Multiresolution Index of Ridge Top Flatness (MRRTF) e o Multiresolution Index of Valley Bottom Flatness (MRVBF). Além disso, os MDE com resolução de 20 m produziram os modelos mais precisos, confirmando que resoluções mais altas (1 m, 5 m) não garantem, necessariamente, um melhor desempenho preditivo. Este estudo demonstra que a combinação de dados de sensoriamento proximal, de MDE e de algoritmos de machine learning constitui uma abordagem eficaz para o mapeamento digital do solo, promovendo uma gestão sustentável dos recursos pedológicos.

A mineração de Ferro é de grande importância econômica para o país. Entretanto,
desastres ambientais envolvendo o rompimento de barragens podem ocorrer, como
aconteceu na cidade de Mariana em 2015. A lama oriunda do rompimento da barragem
de rejeito pertencente ao Complexo de Germano em Mariana afetou diversas cidades do
estado de Minas Gerais até chegar ao estado do Espírito Santo. Esse novo solo formado
pela lama pertence à classe conhecida como Tecnossolo. Estes solos não são bem
estruturados. A estruturação de solos pode ser afetada pela hidrofobicidade de
compostos orgânicos, assim como pelos ciclos de umedecimento se secagem. Assim, o
presente tem como objetivo analisar o efeito de substâncias com distintos graus de
hidrofobicidades e os ciclos de umedecimento e secagem sobre estruturação do
Tecnossolo através da determinação da capacidade de suporte de carga. O solo coletado
passou por análise de caracterização física e química. O estudo foi constituído de dois
experimentos: 1 - períodos de incubação (182, 365 e 547 dias); 2 - ciclos de
umedecimento e secagem (26, 52 e 78 ciclos). Em ambos os experimentos, os
tratamentos seguiram esquema fatorial 3 x 2 x 4 x 3, cujos fatores serão: três grupos de
ciclos de umedecimento e secagem (26, 52 e 78 ciclos) (experimento 1) ou três períodos
de incubação (182, 365 e 547 dias) (experimento 2), dois compostos orgânicos (amido,
ácido esteárico) em quatro doses (0,0; 2,5; 5,0 e 10,0 g.kg -1 ) e três tensões iniciais (Ψ)
de medida de capacidade de suporte de carga -10, -100 e -1.500 kPa. O delineamento
experimental de ambos será em blocos casualizados com três repetições. Em ambos os
experimentos foi adicionada água destilada até atingir a capacidade de campo do
Tecnossolo. Em seguida, no experimento 1, os anéis serão acondicionados em suas
respectivas bandejas vedadas, já no experimento 2, após a adição da água destilada, os
anéis foram para casa vegetação em bandejas abertas. Depois do período de incubação e
dos ciclos de umedecimento e secagem, as amostras foram saturadas e tiveram sua
tensão inicial estabilizada na câmara de Richards a -10, -100 e -1.500 kPa. Foram
submetidas ao ensaio de compressão uniaxial em consolidômetros de ar comprimido e
aplicadas pressões de 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa em sequência e sem
descompressão até que 95% da deformação máxima seja atingida. As pressões de pré-
consolidação serão determinadas usando o procedimento de DIAS JUNIOR e PIERCE
(1995). A homogeneidade das variâncias dos modelos de capacidade de suporte de
carga será testada usando o procedimento de SNEDECOR e COCHRAN (1989).
Observou-se que o composto hidrofóbico teve efeito na pressão de pré-consolidação de
Tecnossolo.

Diante de diversas problemáticas no manejo do cafeeiro, a nutrição de plantas é vista como um dos principais pilares na produtividade, mas também como maior gargalo a nível econômico em seu sistema produtivo. Estratégias devem ser criadas para que os custos no desenvolvimento da cultura sejam reduzidos e para tal, a análise foliar como reforço para uma adubação mais consciente é de suma importância. Comumente utilizada, a digestão ácida por ICP-OES gera consideráveis residuais ao meio ambiente, além de ser uma opção que demanda tempo. Como alternativa, equipamentos já disseminados em diferentes áreas no ramo de determinação elementar, possuem futuro promissor na redução de tempo e resíduos. O uso de pXRF vem sendo difundido para análise elementar em distintos materiais terrestres, mas com matéria fresca foliar, ainda são necessários estudos mais aprofundados devido a diversos fatores que alteram sua eficiência de leitura. O uso de medidores portáteis de qualidade de água, por outro lado, demonstra inovação ao ser inserido para avaliação de nutrientes em folhas de café, pois tem como intuito mais difundido, a análise de sanidade hídrica ao redor do mundo. Para tanto, o objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho do uso de pXRF e de medidores portáteis de água na determinação nutricional quando comparados ao método ICP-OES. O experimento será instalado em  propriedade produtora de café no município de Nepomuceno, MG e contará com duas lavouras distintas de Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo (7 e 1,5 anos, respectivamente). O experimento a campo será formado por 4 parcelas de 16 plantas cada, sendo consideradas úteis, as 10 centrais. Os tratamentos avaliados serão os seguintes: 1) índices nutricionais no terço superior da planta, 2) índices nutricionais no terço médio da planta, 3) índice nutricional terço inferior da planta, 4) índices nutricionais de folhas sadias, 5) índices nutricionais de folhas doentes, 6) índices nutricionais de folhas velhas e 7) índices nutricionais de folhas novas. O experimento a campo será conduzido em delineamento inteiramente casualizado (DIC), mas suas análises laboratoriais seguirão delineamento em blocos casualizados (DBC), onde o trimestre de cada coleta constituirá um bloco. Espera-se introduzir na literatura uma nova metodologia de determinação nutricional, de maneira mais eficiente, economicamente viável e sustentável.

A adoção de tecnologias para fertilizantes nitrogenados pode reduzir perdas do nutriente e garantir maior eficiência produtiva em lavouras cafeeiras. Nesse sentido, o objetivo do estudo foi avaliar a performance das tecnologias de fertilizantes nitrogenados na espécie Coffea arabica L., utilizando-se fertilizantes de liberação controlada, convencionais e organominerais, aplicados em diferentes doses, e observar seus efeitos na dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta-atmosfera. O experimento foi realizado no município de Santo Antônio do Amparo – MG, em lavoura comercial com Latossolo Vermelho Distrófico de textura muito argilosa. O delineamento foi em blocos casualizados, com três repetições e quatro tratamentos: ureia convencional, fertilizante organomineral (ureia + composto orgânico) e dois fertilizantes de liberação controlada (CRF 1 e CRF 2). Os tratamentos foram aplicados nas doses de 200, 280 e 400 kg ha^-1 ano^-1, sendo a ureia convencional dividida em três parcelamentos e os demais, aplicados em dose única. Foi realizada a quantificação das perdas por volatilização de amônia (N-NH₃), além da avaliação da liberação de N em condições de campo e laboratório, análise de produtividade e exportação de N nas cascas e grãos beneficiados. Espera-se que as fontes de liberação controlada (CRF 1 e CRF 2) reduzam as perdas de N no sistema, garantindo maior eficiência produtiva, economia e sustentabilidade na cafeicultura.

Biochar is a byproduct of pyrolysis, with its elemental composition depending on the biomass used and the pyrolysis temperature. Due to the scarcity and high cost of micronutrients, the use of biomass rich in B and Cu, which can be complexed into the organic matrix of biochar, is a promising strategy to meet the nutritional demands of eucalyptus and wheat. This study had three main objectives: i) to produce and characterize biochars from different biomasses combined with soluble and less soluble sources of B and Cu under varying pyrolysis temperatures; ii) to investigate the release kinetics of B and Cu and their effects on the availability and residuality of micronutrients in contrasting soils; iii) to evaluate the agronomic value and efficiency of biochar-based composites in the cultivation of eucalyptus and wheat. The study was divided into two experiments. The first involved the production of B-doped biochar composites from chicken manure, sewage sludge, and shrimp residue, pyrolyzed at 300 and 550°C. Characterization included pH, electrical conductivity, volatile matter, ashes, fixed carbon, carbon, nitrogen, C/N ratio, scanning electron microscopy, release kinetics in 2% citric acid, and the application of the best composites in eucalyptus cultivation in a greenhouse using two contrasting Oxisols. The experimental design was completely randomized, in a 3x2x2 factorial scheme, with three replicates, comparing negative and positive controls. The second experiment followed the same procedures but used Cu as the micronutrient and wheat as the crop. As results, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis confirmed successful B integration and interaction with organic matrices, highlighting functional groups responsible for composite properties. This facilitated the development of highly predictive Partial Least Squares (PLS) regression models (R²pred ~ 0.8). The FSC-BA composite at 300 °C showed notable thermal stability, B retention, and availability, enhancing B release kinetics. FTIR analysis confirmed the incorporation of Cu into the biochar, highlighting significant adsorption patterns and the presence of functional groups such as OH, C=O, C-O-C, and SO4²- in the sewage sludge composite doped and pyrolyzed with copper sulfate at 550 °C (CSS/CS-5). The CSS/CS-5 composite demonstrated superior agricultural performance compared to pure copper sulfate, reducing Cu release into water and enhancing Cu accumulation in wheat shoots. In Oxisols, CSS/CS-5 maintained low Cu concentrations, indicating controlled release that meets wheat's high Cu nutritional demands. The residual effect was more significant in soil samples treated with copper sulfate across both soil types. The biochar-based composites were effective in supplying micronutrients to eucalyptus and wheat crops, meeting nutritional demands comparable to commercial soluble mineral sources. The production of B- and Cu-rich composites presents a viable strategy to partially or totally replace commercial mineral micronutrient sources.

A silagem de milho de boa qualidade varia ao longo dos anos em razão de uma série de fatores, tais como a escolha da cultivar, condições edafoclimáticas e de manejo cultural. Dessa forma, o sistema consorciado com braquiária apresenta-se como uma resposta a esses problemas, com aumento de produtividade sem aumento de área ou tempo de produção, diminuindo o impacto direto de ações externas no solo. Assim, objetivou-se avaliar sistemas de produção de milho silagem baseado em consórcio com braquiária e diferentes fontes de nitrogênio visando melhores produção e qualidade de biomassa, e melhor qualidade do solo com ênfase em pegada de carbono. O estudo vem sendo conduzido na Estação de Pesquisa Rehagro (21°15'40.3"S 44°31'02.1"W), no município de Nazareno, Minas Gerais, Brasil. O solo foi classificado como Latossolo Vermelho Amarelo, sendo cultivado há cerca de 14 anos com culturas anuais. A última mobilização de solo (subsolagem) ocorreu em 2020. O delineamento utilizado foi em quatro blocos casualizados em parcelas subdividas. Os tratamentos foram compostos pelos seguintes arranjos: dois sistemas cultivo do milho silagem (milho exclusivo e consorciado com braquiária); duas fontes de nitrogênio (CAN Yarabela e Ureia NBPT); três doses nitrogênio em coberturas (155, 220, 285 kg/ha de nitrogênio). O experimento conta com dois tratamentos adicionais (controle sem nitrogênio –plantio e cobertura–, e ureia comum na dose de 220 kg/ha), totalizando 64 parcelas (10 linhas x 10 m espaçadas 0,25 m). Serão avaliadas a qualidade do solo (química, física e biológica) e os estoques de carbono no solo. Os resultados parciais mostraram que o sistema de milho exclusivo valores de resistência a penetração (RP) máxima nas seguintes camadas de solo: bloco 3 tratamentos NBPT220 (2,94 MPa na profundidade 40-60 cm), CAN220 (2,99 MPa na profundidade 30-40 cm), CAN155 (3 MPa na profundidade 50-60 cm), Ureia (3,02 MPa na profundidade 40-60 cm); bloco 2 tratamento CAN285 (3,12 MPa na profundidade 40-60 cm) e bloco 1 tratamento NBPT285 (2,90 MPa na profundidade 30 – 40 cm). Entretanto, para o bloco 4 os maiores valores de RP foram encontrados para o sistema com consórcio. Os resultados iniciais indicam que o sistema consorciado influencia mais nos atributos do solo do que as fontes de doses de nitrogênio.

A redução dos poros em um solo é um dos principais problemas que afetam a produtividade agrícola, como consequência da aplicação de forças mecânicas devido a ações como o superpastejo ou o trabalho de máquinas agrícolas em condições inadequadas. A compactação do solo pode ser avaliada por alterações nas propriedades do solo, como densidade, macroporosidade e grau de compactação (GC). Para tanto, é necessário remover amostras de solo com estrutura preservada, o que implica destruição do alvo, não permitindo a repetição da amostragem no mesmo local, além de necessitar de um tempo considerável para os procedimentos laboratoriais. Alternativamente, com oavanço da tecnologia, é possível avaliar as propriedades do solo de forma rápida e eficiente usando sensores proximais para estimar propriedades do solo. Neste projeto de pesquisa, o objetivo é realizar a predição do GC de dois solos em diferentes conteúdos de água utilizando os sensores de constante dielétrica ML2X, condutividade elétrica TEROS12, resistividade elétrica X5Tal e um espectrômetro de fluorescência de raio X portátil pXRF com técnicas de aprendizado de máquina. Serão testados os modelos de predição  máquina de vetor de suporte com kernel linear (SVM) e Random Forest (RF) para estimar o grau de compactação com os dados de saída dos sensores. Serão coletadas 28 amostras de solo com estrutura preservada usando tubos de PVC com diâmetro de aproximadamente 11,2 cm e altura de 6,8 cm na camada superficial de Latossolo Vermelho distroférrico e Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. Dessas, 3 amostras serão selecionadas para análise de textura e determinação do conteúdo de água pelo método padrão. As 25 amostras restantes serão usadas para fins de compactação, dividindo-as em 5 grupos de amostras que serão compactadas em diferentes níveis (70%, 80%, 90%, 100% e 110%) usando um consolidômetro uniaxial modificado e um proctor normal. Na sequência, elas foram saturadas e secas ao ar para obter leituras dos sensores e pesadas simultaneamente, a fim de obter a resposta dos sensores a diferentes conteúdos de água. Os resultados parciais mostram que as respostas dos sensores dependem fortemente do conteúdo de água. As respostas dos sensores de propriedades elétricas em função do conteúdo de água tiveram bom ajuste pelos modelos potenciais (< R²=0,59 para GC de 70%) e quadrático (< R²=0,74 para GC de 100%). Também foi possível observar que os GC de 100 e 110% têm praticamente o mesmo comportamento. Utilizando elementos químicos de forma individual para predição do GC, a importância se deu na seguinte ordem decrescente: Si>Al>Cu>K>Fe. Fixando o conteúdo de água em valores altos (R²=0,46 para Si somente), e depois em valores baixos (R²=0,82 para Si somente), observou-se que a predição melhora sob baixa umidade.

Constantemente as plantas estão expostas a estresses abióticos, produto das altas temperaturas e distribuição irregular das precipitações, considerando-se assim o estresse hídrico como um dos principais fatores limitantes na produtividade das culturas. Especificamente para o cafeeiro por ter ciclo longo de produção tem relevância um bom desenvolvimento inicial da planta. Adubações com Selênio (Se) e Silício (Si)  podem apresentar resultados positivos devido à função desses elementos  de propiciar mecanismos  de  resistência nas  plantas.  Torna-se necessário avaliar os efeitos destes elementos nas plantas de café e a duração destes durante a etapa inicial de desenvolvimento, assim como conhecer se o efeito mostrado é a longo ou curto prazo.  Dessa forma, objetivou-se com este trabalho avaliara diferentes doses de Se e Si,  aplicando o Se  em duas épocas (95 e 240 dias) depois do transplantio, em plantas de Coffea arabica cv. Arara, frente à suspensão gradual da irrigação. O experimento foi conduzido em casa de vegetação do laboratório de nutrição de plantas do departamento de Ciência do Solo da UFLA. Instalado em delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC), com três repetições, testando três doses de Se (05, 10, 20 g.ha^-1); duas doses de Si (35 e 70 mg. Kg^-1 de solo); em duas épocas de aplicação de Selênio, mais um controle (sem doses de Se e Si). Serão avaliados os conteúdos de nutrientes nos tecidos foliares das plantas de cafeeiro, assim como as respostas fisiológicas apresentadas pelas   plantas ao serem submetidas ao período de déficit hídrico, simulando um veranico. Os teores de Se  nos tecidos das plantas durante o período de estresse e no período de recuperação encontrados estão entre 2,35 e 4,92 mg. Kg^-1 nas plantas aonde o elemento foi aplicado 240 dias antes do período de estresse hídrico e teores entre 2,85 e 5,08 mg. Kg^-1 nas plantas com aplicação 15 dias antes do período de estresse. Para o Si foram encontrados teores entre 7,02 e 9,12 g. Kg^-1. Foi medida uma taxa fotossintética nas plantas  entre 0,241-1,039 (μmol CO² m^-2 s^-1) durante o período de estresse e 0,895-3,425 (μmol CO₂ m ^-2 s^-1) durante o período de recuperação das plantas. A hipótese mais provável é de que as plantas nutridas com Se  e Si apresentem maior desenvolvimento inicial  em relação ao tratamento controle frente ao período de estresse.

The present research work focused on the study of the biochemical adaptation mechanisms of broccoli cultivar Avenger when exposed to low temperatures (2ºC). The objective of this work was to investigate the priming effect of various doses of Se and I on broccoli seedlings exposed to low temperatures to improve physiological defense mechanisms. In this way, it was intended to explain the defense mechanisms activated in this crop at the seedling stage by the application of Se, I and the interaction of Se+I when exposed to stress. Because, it is in the initial stages where the crop is more prone to suffer some kind of damage, compared to a fully developed plant. Since it has not yet fully developed and lacks the mechanisms to protect itself from stress. This work was conducted in the greenhouse at the Federal University of Lavras and then the plants were transferred to a phytotron to simulate stress conditions for three days. Selenium and I were applied before stress at different doses. The leaves were then collected in liquid nitrogen and biochemical analyses were performed at the Laboratory of Physiology of Cultivated Plants of the Department of Biology (DBI)-UFLA. Biochemical analyses of the osmoprotectant content and the enzymatic antioxidant system were performed to try to explain how the broccoli crop acted to reduce lipid peroxidation through the quantification of MDA. Finally, the results indicated that indeed the application of Se, I and Se+I managed to visually decrease leaf damage and this is explained by the bitplots of the Principal Component Analysis (PCA).

Guaranteeing food security and more efficient agricultural production is an ongoing endeavor and relates directly to issues caused by climate change, which continues to preoccupy society and experts in the field. Therefore, studies related to the agricultural production basis, which is the soil, are fundamental, starting with pedogenetic and morphological analyses, as well as studies on larger areas such as watersheds and more detailed scales on agricultural properties, both for soil classes and key attributes like carbon and carbon stock. Thus, this work begins in Chapter I, studying a Paleosol profile with contrasting redoximorphic features. A Paleosol is a soil that retains attributes from when it was formed and has not evolved alongside the current environment, making it a potential tracer of climate changes. With the advancement of knowledge, different techniques have been used in soil studies, and proximal sensors have proven to be powerful tools that, combined with traditional analyses, can assist in pedogenic studies by providing robust data. Hence, this study used data from proximal sensors applied to the digital soil morphometrics technique, which aims at the detailed characterization of soil profiles in a quantitative and spatialized way, with the potential to provide insights into aspects related to mineralogy, hydrology, paleo, and current-soil forming processes involved. This study demonstrated that the digital morphometrics applied to the Paleosol have the potential to aid in the conservation of spring areas due to the position of this soil profile in the landscape. In Chapter II, we used fuzzy logic to conduct digital soil mapping on four watersheds of Pontal do Paranapanema-SP. The goal was to create more refined maps of these watersheds and evaluate the impact of a detailed scale on ecosystem services related to sediment dynamics and aquifer recharge. This analysis allowed us to assess how agricultural management and environmental planning could be improved to minimize erosive processes and siltation of water resources and to help preserve aquifer recharge areas. Additionally, we explored how increasing the level of detail in soil maps and ecosystem services can contribute to improving public policies applied to environmental conservation. In Chapter III, we conducted a study to predict and map carbon and carbon stock at a detailed scale at the property level. Proximal and remote sensor data, along with variables related to soil formation factors and the variability of its attributes, were tested for this purpose. The Random Forest algorithm was used for modeling. The study found that carbon stock is challenging to predict as it varies even within the same soil class, use, and parent material. Which suggests that more attributes influence its distribution in the area. These findings encourage further studies to evaluate the prediction and mapping of carbon stock using other variables for different types of environments.

In Southern Mali and neighboring arid regions of the Sahel, most people depend on agriculture for their livelihoods. Soil degradation, specifically soil crusting, is an undesirable and significant phenomenon in the sustainable management of agricultural lands in rural villages in Southern Mali. Soil crusting indeed involves the creation of thin, hard, and impermeable layers on the soil surface. Soil crusting leads to reduced water infiltration, causing increased runoff and erosion. It also hampers germination and seedling emergence, consequently lowering productivity. Surface crusting is a dynamic process influenced by climatic factors such as rainfall intensity, topography, soil attributes, and human activities like soil management. The study aimed to analyze key factors impacting soil crusting formation and evaluate crusting susceptibility utilizing the Structural Stability Index (StI), Particle Separability Index (PSI), and Crusting Susceptibility Index (CSI). Twenty-four soil samples from agricultural and native lands in Southern Mali were examined, assessing diverse physical, chemical, mineralogical, and micromorphological attributes. In Southern Mali, factors such as soil textures (sandy loam, loam with high fine sand and silt content), low organic matter in agricultural soils, intense yet brief rainfall, low relief, and insufficient soil management practices leading to prolonged bare soil periods contributed significantly to crusting formation. Conversely, soil mineralogy (dominantly kaolinites) and Ca⁺² and Mg⁺² cations did not notably impact crusting formation. The PSI revealed a high risk of particle separability in both agricultural and native soils. Conversely, the StI demonstrated that native soils sustained a low risk of structural degradation, while agricultural soils exhibited a high risk, indicating increased susceptibility to soil crusting formation. Additionally, the CSI indicated moderate levels of susceptibility to soil crusting. The presence of petroplinthites in Southern Mali's soils significantly contributes to soil fragility for crops, heightening their susceptibility to degradation. Developing specific management practices to increase and preserve soil organic matter is essential, with a primary focus on using cover crops that contribute to soil protection.

Agricultura e mineração são atividades de grande importância na economia global. No entanto, podem gerar impactos adversos ao meio ambiente e à saúde humana ao mobilizar elementos potencialmente tóxicos (EPTs) para a água, solos, plantas e, consequentemente, a cadeia alimentar humana. Entre esses EPTs, o arsênio (As) e o chumbo (Pb) têm potencial para causar danos à saúde, mesmo em concentrações baixas. No entanto, a determinação dos teores totais desses EPTs nos solos pode ser inadequada para prever os reais efeitos adversos, uma vez que a biodisponibilidade pode ser influenciada por diversas propriedades físicas e químicas do solo. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar os riscos ambientais e à saúde humana em solos com níveis anormais de As localizados em áreas agrícolas irrigadas de Paracatu (MG), Brasil. Além disso, para uma avaliação de risco à saúde humana mais realista, testes de bioacessibilidade oral in vitro de As e Pb, pelo método SBRC, foram realizados nessas áreas agrícolas brasileiras e em áreas de uma mina de ouro abandonada em Marmora e Lake (ON), Canadá. No Brasil, amostras de solo e planta foram coletadas em dez áreas agrícolas e de referência. Enquanto, no Canadá, foram coletadas amostras de solo em dez áreas de uma mina de ouro abandonada e suas áreas adjacentes. Na maioria das amostras de solo, os teores totais de As e Pb foram superiores aos limites regulatórios do Brasil e do Canadá. No entanto, os teores de As nas plantas foram abaixo do limite de detecção. A maioria das áreas agrícolas apresentou baixo a moderado risco ecológico. Em termos de risco à saúde humana, calculado a partir dos teores totais de As no solo, a maioria das áreas apresentou altos níveis carcinogênicos, principalmente para crianças. Os níveis de bioacessibilidade foram considerados baixos, com 5,57% de As e 17,19% de Pb para solos agrícolas e de 31,53% de As e 20,58% de Pb para solos de mina. Os teores bioacessiveis de As e Pb foram utilizados nos cálculos de avaliação de risco para ingestão acidental de solo. Para áreas agrícolas, em geral, os riscos ocupacionais não são preocupantes. No entanto, para áreas da mina abandonada, houve um alto nível de risco carcinogênico de As para adultos e crianças. Em ambas as áreas, não houve risco associado à exposição de Pb. Concluímos que a avaliação baseada apenas nos teores totais de As e Pb pode não ser suficiente para prever os efeitos adversos à saúde humana, podendo superestimar a exposição crônica a esses elementos. Este estudo fornece insights valiosos para avaliações de risco localizadas e orienta futuras pesquisas sobre a biodisponibilidade oral de As e Pb.

Soil parent material (PM) emerges as a critical factor in understanding soil variability, with challenges in detailed assessments due to the complexity and inaccessibility of PM in deep soils. Proximal sensor approaches, including portable X-ray fluorescence (pXRF) and magnetic susceptibility (MS), offer practical solutions for predicting soil PM. The global quest for sustainable energy alternatives has surged in tandem, with lithium (Li) emerging as a pivotal element integral to rechargeable Li-ion batteries. The demand for Li necessitates the development of cost-effective and expeditious exploration methods to enhance the identification of new deposits, with lithium-cesium-tantalum (LCT) pegmatites standing as primary sources of Li. This dissertation is divided into four chapters: (I) a pilot study focuses on creating spatial PM predictive models for three distinct rock types (charnockite, mudstone, and alluvial sediments) at the Palmital Experimental Farm (Brazil), using Random Forest (RF)  algorithm combined with pXRF and MS data from A and B horizons; (II) the use of microwaved-assisted (MW) total digestion for soil and rocks; (III) evaluation of the efficacy of pXRF data and RF algorithm in predicting Li content in soil samples, utilizing Li pathfinder elements and Li-rich soil PM prediction; (IV) comparing pXRF vs. total digestion Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) for soils and rocks analysis. The findings in this dissertation propose alternative, cost-effective methods for assessing soil PM spatial variability. Paper (I) had a strong validation for PM prediction results (Kappa coefficient = 0.85 and overall accuracy = 0.93). Meanwhile, paper (III) 's PM prediction model achieved reasonable results with a Kappa coefficient of 0.77 and an overall accuracy of 0.85. The Li prediction model tested in paper (III) achieved a coefficient of determination (R2) of 0.86, root mean square error (RMSE) of 68.5 mgkg-1, and residual prediction deviation (RPD) of 1.78. Paper (II) tested different wet digestion recipes to optimize the decomposition of different matrices. The best recipe was a mixture of HNO3, HF, and H2O2, which presented better results for the digestion of geochemical samples. Paper (IV) assessed the performance and comparability of two pXRF systems, Alpha and Beta. Both pXRFs achieved similar results compared to reported concentrations of certified reference materials between systems and methods, showing tendencies of overestimating or underestimating elements. The findings in this dissertation are intended to facilitate informed agronomic and environmental decision-making. They could also represent an alternative, pXRF-based method for more sustainable prospecting methods for PM and Li content determination and exploration. Also, helping with complex and careful decisions in choosing total digestion methods and clarifies some doubts regarding the use and comparability of results obtained from the same sample with different pXRF equipment.

O Brasil destaca-se no cenário mundial como quarto maior produtor de algodão, com expressividade de produção nas regiões de Cerrado, na segunda safra em sistema de sucessão de culturas. Há vários relatos que na introdução do algodão em substituição ao milho na sucessão soja/milho, o crescimento e produtividade do algodoeiro é reduzido, mesmo sob condições químicas e físicas de solo consideradas adequadas. Diante disso, a avaliação da atividade microbiana no solo pode prover informações sobre o sistema e orientação quanto a novos manejos. O objetivo do estudo foi avaliar por meio de processos biológicos e bioquímicos a influência da esterilização e diluição de solo no crescimento inicial do algodoeiro em solo oriundo de longo cultivo em sistema soja/algodão, além disso, avaliação dos processos em diferentes históricos do sistema soja/algodão. O estudo consiste na avaliação de dois experimentos, sendo um em casa de vegetação (CV) e outro a campo no estado do Mato-Grosso. O experimento em CV foi conduzido na UFLA utilizando solo coletado no município de Sapezal-MT, com histórico de 10 anos em sistema soja/algodão. O delineamento utilizado foi inteiramente ao acaso, sendo oito tratamentos com três repetições. Os tratamentos foram: proporção de 25% de solo esterilizado (E), 25% de solo não esterilizado (NE), 50% E, 50% NE, 75% E, 75% NE, 100% E e 100% NE (controle), em relação a areia esterilizada como diluente, em vasos (2 L) por 40 dias. Foram avaliadas altura de planta (AL), diâmetro de caule (DC), massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca da raiz (MSR), carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal do solo (RBS), quociente metabólico (qCO₂) e atividade enzimática da arilsulfatase (AS), β-glicosidase (BG), fosfatase-ácida (FA) e hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA). Os dados foram submetidos a análise de variância, as médias comparadas pelo teste de Tukey (5%) e correlação de Pearson. O segundo experimento será realizado em área comercial localizada no município de Sapezal-MT a partir de coletas de solo em cinco áreas com históricos de manejo diferentes, sendo três zonas de manejo por histórico, durante o período do florescimento do algodão. As áreas são: soja/milho consolidado e 1°, 2°, 3° e 4° ano de sistema soja/algodão. A coleta será realizada por meio de transectos com cinco amostras compostas na profundidade 0-10 cm. Será realizado as análises de CBM, RBS, qCO₂, AS, BG, FA e FDA. Os dados serão submetidos a análise de variância, as médias comparadas pelo teste de Tukey (5%) e correlação de Pearson. No caso do experimento em CV, a esterilização do solo afetou significativamente AL, DC, MSPA e MSR em relação a não esterilização independente da diluição do solo, o que também foi observado para atividade das enzimas. Ao contrastar o tratamento controle com o 100% E, para as variáveis AL, DC, MSPA e MSR este foi 28,4, 24,6%, 36,5% e 58,3% superior, respectivamente, e com relação as enzimas BG, FA e AS foi 88, 80 e 61% superior. A esterilização do solo e o aumento das diluições diminuiu o CBM e aumentou RBS e o qCO₂. Foram observadas fortes correlações positivas entre as variáveis de crescimento e a atividade microbiana. Com dos dados em CV, conclui-se que a esterilização e a diluição do solo reduz o crescimento do algodoeiro em função da redução da população e atividade dos microrganismos do solo. Com isso, após os resultados a campo do trabalho espera-se compreender a correlação dos parâmetros bioquímicos com a produtividade das áreas de algodão, conforme os diferentes históricos de sistema soja/algodão, podendo auxiliar na tomada de decisão para um melhor manejo e incremento da produtividade já em primeiro ano.

O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma cultura de importância primordial no Brasil, por isso deve apresentar qualidade e alta produtividade. Um dos problemas encontrados em áreas de cultivo de feijão é a
presença de fungos fitopatogênicos. Entre esses fungos temos o Colletotrichum lindemuthianum, causador da antracnose, Sclerotinia sclerotiorum que causa o mofo branco, Pseudocercospora griseola que causa a mancha angular e Rhizoctonia solani que pode causar no feijão a podridão-radicular e em casos extremos o tombamento das plantas. O controle biológico é uma estratégia cada vez mais bem-sucedida para diminuir os patógenos de plantas e os efeitos negativos de defensivos químicos no ambiente ao longo do tempo. A utilização de microrganismo benéficos, sendo eles fungos ou bactérias pode auxiliar na neutralização de patógenos,  promover o crescimento de plantas,  e reduzir a utilização de produtos químicos na agricultura. O genoma consiste em todo material genético retido nos organismos, o qual inclui toda a informação necessária para o ciclo e manutenção de vida do indivíduo avaliado. O estudo de genomas de bactérias endofíticas responsáveis pelo controle de doenças é relativamente novo e pode ser uma importante ferramenta para a descoberta de possíveis novas moléculas com potencial biotecnológico, e um aprofundamento sobre suas propriedades, contribuindo para o desenvolvimento de produtos aplicáveis na agricultura e em áreas afins. O objetivo deste trabalho foi realizar ensaios in vitro e in vivo com o fungo endofitico CML 4019 (Induratia coffeana) e as bactérias endofiticas, UFLA 02-281, UFLA 02-293, UFLA 03-18 e UFLA 03-10, inoculados sozinhos e em coinoculação para avaliar o potencial de controle dos fungos fitopatogênicos Colletotrichum lindemuthianum, Sclerotinia sclerotiorum, Pseudocercospora griseola e Rhizoctonia solani, causadores de doenças do feijoeiro. Nos ensaios in vivo foram utilizadas duas cultivares de feijão comum, BRS Notável e Perola. Entre as estirpes bacterianas estudas a estirpe UFLA 03-10 apresentou o melhor resultado nos ensaios in vitro e nos ensaios in vivo quando inoculada de forma isolada. O fungo endofítico inoculado sozinho CML 4019 apresentou controle sobre as doenças, principalmente nos ensaios de Rhizoctonia solani e Colletotrichum lindemuthianum. O DNA das estirpes UFLA 02-281, UFLA 02-293, UFLA 03-18,  e UFLA03-10 foi extraído para a realização do sequenciamento do genoma. A classificação a nível de espécie foi realizada com o cálculo de ANI (Average Nucleotide Identity) considerando que os valores de ANI dos genomas das estirpes abaixo de 96% como novas espécies. A estirpe UFLA 03-10 classificada como Paenibacillus peoriae, UFLA 02-281 classificada como Pseudomonas xanthosomatis, UFLA 02-293 classificada como Pseudomonas cremoris e UFLA 03-18 classificada como Pseudomonas bananamidigenes. Genes relacionados a promoção de crescimento de plantas e controle biológico de doenças foram detectados em todas as 4 estirpes bacterianas.

A absorção de fósforo (P) por culturas em solos tropicais frequentemente é
restrita devido à combinação de intemperismo, acidez, baixa disponibilidade de
P e a presença de óxidos de ferro (Fe) e alumínio (Al). Neste cenário, é
imperativo melhorar a eficiência de P na agricultura, e os fertilizantes de
liberação controlada (CRF) apresentam potencial para aprimorar a eficiência no
uso de nutrientes. Este estudo avaliou quatro CRFs comerciais (Monoamônio
fosfato - MAP, Agrocote® E-Max, Multicote™ Agri 4 e Multicote™ Agri 8)
quanto às suas propriedades físicas e químicas, incluindo difusão de P, liberação
de nutrientes em água, estabilidade térmica, índice de salinidade, pH,
higroscopicidade e dureza. Os resultados indicam que o MAP liberou a maior
quantidade de P2O5 no primeiro dia, enquanto o Agrocote® 10-48-00 teve maior
difusão ao longo do tempo. O uso de polímeros no revestimento do fertilizante
reduziu e atrasou o pico do índice de salinidade, diminuiu a acidez e promoveu
uma difusão contínua do fertilizante fosfatado. A liberação de nitrogênio (N)
diferiu em relação à liberação de P 2 O 5 nos fertilizantes, com variações em dias.
O estudo destaca a importância da liberação de nutrientes em todos os índices
químicos dos CRFs, destacando a possibilidade de otimização ao escolher os
materiais adequados de fertilizantes e revestimento. Essas descobertas fornecem
informações valiosas para o uso mais eficiente e sustentável de fertilizantes em

solos tropicais, contribuindo para melhorar os rendimentos das culturas e reduzir
o impacto ambiental. Por outro lado, a uniformidade na distribuição de
micronutrientes em solos agrícolas representam outros desafios. Este estudo
investigou a adição de micronutrientes como revestimento em fertilizantes
fosfatados, criando um fertilizante multinutriente para culturas. Utilizando o
MAP e um fertilizante NPS revestido com Maxxi-Phós®, juntamente com
tecnologias como Wolftrax®, Microsol® ou MIB Precise®, os resultados
indicam que a difusão de P variou de 5,58 a 18,88 mm em 336 horas. A
eficiência no uso de micronutrientes variou de acordo com os estágios
fenológicos da soja, com destaque para o estágio V4. As exportações de
nutrientes foram: 55,7 kg de P 2 O 5 ha -1 , 209,6 g ha -1 de boro (B), 109 g ha -1 de
manganês (Mn), 216,7 g ha -1 de zinco (Zn) e 64,3 g ha -1 de cobre (Cu). No ensaio
de campo, ocorreu absorção significativa (p ≤ 0,05) de B, Mn e Zn nos estágios
R1 a R5.1, enquanto para Cu, ocorreu entre V4 e R1. Os fertilizantes fosfatados
revestidos com micronutrientes demonstraram a capacidade de substituir os
nutrientes exportados, configurando-se como uma alternativa eficaz para a
fertilização multinutriente da soja.

Nitrogen is highly reactive and prone to be easily lost into the air and soil water. Biochar plays a crucial role in mitigating nitrogen losses in the soil-plant system, and biochar-mineral nitrogen composites have proven to be efficient in nourishing maize. The formulation of nitrogen-based composites with biochar demands careful consideration, particularly in terms of pH control, minimum loss of N during formulation, besides ensuring optimal levels and available N in the final composite. This study aimed to synthesize and assess the properties of biochar-nitrogen composites  formulated with the followigh synthetic fertilizers: ammonium sulfate (AS), urea, and diammonium phospahte (DAP), as well as evaluate the agronomic efficiency of N composites in nourishing and promoting the maize plentiful growth. Biochars were derived from chicken manure (N = 3.5%) and leguminous cake (N = 9%) and pyrolyzed at 300°C. The biochar pH was adjusted to ~6 using acid solutions before their blending with AS, urea, and DAP, thus, it was formulated six composites. Maize was cultivated for 50 days in greenhouse conditions, with the evaluation of dry matter (DM) and nitrogen in shoot. Mineral nitrogen content (ammonium and nitrate) and residual nitrogen in the medium-texture Oxisol used for maize cultivation were also analyzed. Biochar and composite properties underwent scrutiny for chemical and physicochemical attributes, as well as for N chemical species, and their solubility in composites and biochars as well. The dynamics of mineral N (ammonium and nitrate) release from the composites and raw biochars were concurrently assessed throughout maize cultivation by successively sampling soil solution. With N supplied in a single dose (400 mg kg^-1 N), composites proved to be as effective as urea - split in three applications - in supplying nitrogen to maize plants. Additionally, composites formulated with DAP and supplied at the dose of 270 mg kg^-1 N yielded the same dry matter production as other composites in which N was furnished to plants at the rate of 400 mg kg^-1. Composites containing AS released effectively most mineral N  into the soil solution, although, at the end of maize cultivation, no differences in residual nitrogen in the Oxisol was observed among the various N sources, including soil samples treated with N from urea. The formulated composites demonstrated comparable agronomic efficiency to urea in promoting plentiful maize growth. Maize biomass was lower for plants nourished with raw biochars without mineral N doping, indicating that the availability of N from the carbonized matrices is reduced and N is not released within the required timeframe for maize plants.

O fósforo (P) é um importante macronutriente para as plantas e, apesar de ser um dos menos requeridos, é o nutriente que mais limita a produção agrícola em solos tropicais. Nesses solos, o P natural é comumente encontrado em baixas concentrações disponíveis. Além disso, o P adicionado via fertilizantes pode ser fortemente adsorvido aos coloides, reduzindo a disponibilidade para as plantas.  Os métodos analíticos convencionalmente adotados para a determinação dos mecanismos envolvidos na adsorção de P e disponibilidade, são caros, demorados e utilizam uma série de reagentes químicos, além da geração de resíduos poluentes. Nesse sentido, o desenvolvimento de novos métodos que sejam mais rápidos e de baixo custo se mostram como alternativas promissoras para o estudo do P em solos tropicais. Considerando que a dinâmica do P em solos é dependente da composição da fase mineral e orgânica, este trabalho teve como hipótese que os dados obtidos com fluorescência de raios X portátil (pXRF) os quais refletem a composição elementar total, acrescidos da cor do solo que também reflete a composição mineral e orgânica, podem ser úteis para a predição do comportamento sortivo e disponibilidade de P em solos tropicais.  Diante disto, o objetivo deste trabalho foi combinar os valores dos teores totais de elementos químicos obtidos via pXRF com atributos de cor, obtidos por meio de smartphones e sensor de cor Nix Pro, para a predição da adsorção de P em solos agrícolas do estado de Minas Gerais. Foram utilizadas 111 amostras de solo provenientes de áreas agrícolas do estado de Minas Gerais. Todas as amostras foram levadas para laboratório para determinação dos atributos indicadores de fertilidade. Para as análises via pXRF, as mesmas amostras foram acondicionadas em potes plásticos fechados com filme Prolene® (6µm). Para a determinação dos atributos de cor, foram obtidas imagens utilizando smartphones com os sistemas iOS e Android e, também, com um sensor de cor portátil chamado Nix Pro Color Sensor. Posteriormente, as mesmas amostras foram submetidas aos ensaios de adsorção de P e, também, à determinação do P disponível em solução Mehlich-1 e P remanescente (P-rem). Os dados do ensaio de adsorção de P foram ajustados ao modelo de Langmuir para a obtenção dos parâmetros capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) e constante de Langmuir (Kd). Os valores de CMAP variaram de 37 a 3.333 mg kg^-1. O P-rem variou de 0,1 a 58 mg L^-1. A combinação dos resultados obtidos via pXRF e das varáveis de cor, permitiu o desenvolvimento de modelos acurados para predição da CMAP (R²=0,69 e RPD=1,71), P-rem (R²=0,81 e RPD=2,20), P-disponível (R²=0,85 e RPD=2,58). Portanto, a combinação de dados de pXRF com imagens de smartphone demonstrou potencial para predição de atributos agrícolas importantes de solos de MG, podendo minimizar a necessidade de análises convencionais e facilitando a determinação rápida dos teores de P e da CMAP.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar as emissões de GEE, perdas de N por volatilização de amônia e sua relação com a atividade da enzima urease, estoques de C e N e a eficiência agronômica de fertilizantes nitrogenados convencionais e estabilizados em lavoura cafeeira. Os fertilizantes utilizados neste estudo foram escolhidos com base nas tecnologias mais utilizadas atualmente na cafeicultura brasileira, englobando os grupos convencionais e estabilizados. Nossas hipóteses foram: As tecnologias para fertilizantes nitrogenados são opções mais adequadas do que a ureia convencional para reduzir as perdas de N-NH₃ na cafeicultura; As maiores perdas por volatilização estão associadas à maior atividade da enzima urease no solo; Os principais fertilizantes nitrogenados utilizados na cafeicultura do Brasil promovem emissões de N₂O específicas em condições tropicais. O FE recomendado pelo IPCC para fertilizantes nitrogenados não reflete a realidade das emissões em lavouras cafeeiras em clima tropical. Nossos resultados indicaram que as tecnologias para fertilizantes nitrogenados são opções interessantes para reduzir as perdas de N-NH₃ por volatilização e emissões de N₂O, aumentar a retenção de N no solo e a sustentabilidade dos sistemas de produção de café. 

Anthropogenic activity in the Atlantic Forest biome in Brazil has been intensified over time, transforming it mainly into cultivation areas and population settlements. Coffee cultivation is one of the main agricultural activities exerted on this biome. However, the implications of this activity on biological diversity are still poorly understood, especially concerning soil bacterial community dynamics. Soil bacterial communities could also be associated with coffee crop yields since soil bacteria are responsible for the mineralization and acquisition of essential elements for plant development. In addition, changes in soil bacterial structure can be detected more easily in the soil rhizosphere, as this area presents a high complexity and biological activity due to multiple soil-microbe-plant interactions. The aim is to (i) Compare soil microbial diversity and composition associated with Atlantic forest areas and coffee crops. (ii) Measure bacterial diversity and composition of bulk soil and rhizosphere in coffee crops with higher and lower yields. For this purpose, soil samples will be collected through a transect design in areas of Atlantic forest and coffee crops with higher and lower yields. Soil bacteria will be assessed by paired-end Illumina sequencing of 16S rRNA gene fragments. The resulting sequences will be clustered into operational taxonomic units (OTU) at a 97% similarity threshold. The conversion from Atlantic forest to coffee cultivation is expected to decrease soil bacterial diversity and soil Proteobacteria/Acidobacteria ratio associated with the loss of plant diversity and organic compounds inputs into the soil. It is also expected to detect variations in soil bacterial composition explained by changes in soil physicochemical attributes once in coffee crops areas correctives and fertilizers are commonly applied to maintain yields. Coffee yields would also affect soil bacterial community structure. Coffee areas with higher yields are likely associated with higher bacterial diversity. The difference in yields could also be explained by a different bacterial composition influenced by changes in soil physicochemical properties. In addition, it is expected that bacterial composition can be used as a biological indicator of soil quality in coffee crops and that it is much more responsive and sensitive in soil rhizospheric zone.

Bioinsumos podem ser definidos como produtos biológicos que são capazes de proporcionar melhor crescimento, desenvolvimento e mecanismos de respostas no metabolismo de plantas. Sua utilização contribui para aumentar a participação de processos biológicos na agricultura como importante estratégia para redução da dependência de insumos industrializados, e redução dos impactos econômicos e ambientais da agricultura. Os bioinsumos baseados em microrganismos podem ser produzidos por empresas especializadas, seguindo rigorosos padrões de qualidade para atingir a  concentração celular desejada do organismo-alvo,  ausência/controle de contaminantes e longo tempo de viabilidade das células. Alternativamente, é possível produzi-los localmente nas propriedades rurais, processo conhecido como produção de bioinsumos “on farm”. Entretanto, essa produção é heterogênea,  incluindo desde instalações altamente tecnificadas até sistemas rudimentares e improvisados que utilizam recursos como tambores e caixas plásticas, devido aos elevados custos associados aos biorreatores comerciais. Além disso, a avaliação da qualidade dos bioinsumos produzidos “on farm” é, quando raramente efetuada, frequentemente limitada a técnicas fenotípicas, as quais são pouco precisas, especialmente para procariotos.  A utilização de técnicas baseadas em DNA, por outro lado, poderia ser bastante oportuna para o controle de qualidade dos bioinsumos, devido à sua precisão, mas os custos dos equipamentos necessários para executar essas análises ainda são proibitivos para pequenos laboratórios locais, especialmente nas propriedades rurais.  Neste trabalho, investigamos a viabilidade da aplicação de princípios da Ciência Aberta para o desenvolvimento de  equipamentos de baixo custo e acesso livre capazes de replicar as funcionalidades de equipamentos comerciais, como uma forma de facilitar a utilização de métodos moleculares para controle de qualidade de bioinsumos.. Isso inclui  o desenvolvimento da instrumentação necessária para realizar a extração de DNA, a amplificação de fragmentos de DNA por PCR e análise de bandas por eletroforese em gel de agarose, utilizando microcontroladores, componentes eletrônicos de custo reduzido e peças fabricadas por impressão 3D.  Utilizando bactérias fixadoras de nitrogênio nodulíferas em leguminosas para prova de conceito, nós desenvolvemos uma abordagem baseada em equipamentos de baixo custo que permitiu a execução da análise de fingerprinting com BOX-PCR para distinguir diferentes grupos de bactérias. Embora necessite de adaptações para tornar os equipamentos mais amigáveis para os usuários, nós demonstramos uma abordagem viável para que essas técnicas moleculares sejam acessíveis a pequenos laboratórios, eventualmente até mesmo para aqueles localizados nas propriedades rurais. O projeto está disponível gratuitamente com licença aberta para que a comunidade usuária faça as adaptações necessárias.

A biofortificação é uma estratégia promissora para melhorar o teor de nutrientes em alimentos básicos, visando combater a deficiência de micronutrientes na população. Este compilado de estudos teve como objetivo investigar a biofortificação de zinco (Zn), ferro (Fe) e selênio (Se) em três culturas alimentares importantes: arroz, feijão e pak choi. Através de abordagens de biofortificação agronômica e genética, como a aplicação de fertilizantes e o estudo de genótipos promissores, foram realizados experimentos para aumentar o conteúdo desses micronutrientes nas culturas selecionadas. Foram quatro estudos, envolvendo diferentes genótipos e/ou estratégias de aplicação visando otimizar a absorção e acumulação de Zn, Fe e Se em partes comestíveis. Os resultados demonstraram que a biofortificação foi eficaz em aumentar o teor desses nutrientes nas colheitas de arroz, feijão e pak choi, utilizando as estratégias selecionadas. Além disso, foi observado que a biofortificação teve impacto na qualidade nutricional dos alimentos, pois afetou o teor de proteínas no feijão e arroz, bem como aminoácidos no arroz, e compostos fenólicos no pak choi. No pak choi, a capacidade de acumulação de Se esteve inversamente relacionada ao maior teor total de compostos fenólicos, que puderam ser identificados pela coloração roxa dos genótipos. O genótipo San fan foi o mais sensível à aplicação de Se e também o maior acumulador na parte aérea. Para grãos de feijão, a aplicação de ureia enriquecida com Se resultou em maior teor de Se em comparação com o sulfato de amônio, sendo este último também não recomendado, pois diminuiu o teor de proteínas nos grãos. O genótipo Madrepérola teve a melhor resposta para biofortificação com o uso de fertilizantes de Se. Entre os genótipos de feijão estudados para Fe, Zn e proteína, nenhum atingiu níveis acima da média relatada na literatura sem suplementação. No entanto, houve variação genética no teor e acumulação desses elementos, sendo que Madrepérola, OV e Supremo apresentaram o melhor desempenho. No arroz, foi observada maior acumulação de Zn e Se em grãos integrais em comparação com grãos polidos, indicando que consumir grãos integrais é a forma mais eficiente de obter os benefícios da biofortificação nessa cultura. Além disso, constatou-se que o Zn foi capaz de aumentar a acumulação de Se nos grãos integrais. Os genótipos CMG ERF 221-19 e CMG ERF 85-15 foram os melhores genótipos para biofortificação de Zn e Se.

Um dos principais desafios enfrentados pela mineração é o manejo adequado dos rejeitos gerados, que são armazenados em barragens. Infelizmente, rompimentos de barragens de rejeitos podem ocorrer, resultando em danos catastróficos ao meio ambiente, como ocorrido, no caso do rompimento das barragens de Fundão, em Mariana, Minas Gerais, Brasil. Esse desastre provocou impactos ambientais severos, poluindo solos e corpos d'água, afetando a biodiversidade e a população local. Apesar dos esforços de recuperação, as marcas dos rejeitos ainda são visíveis em muitas áreas ao longo do rio Gualaxo do Norte. Neste contexto, este estudo concentra-se em monitorar o processo de recuperação das áreas afetadas em Mariana, com foco na deposição e acumulação de glomalina no solo. A glomalina, também denominada como proteína do solo relativa à glomalina (GRSP), é uma glicoproteína produzida por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs). Ela desempenha um papel importante no armazenamento de carbono no solo e na melhoria das suas características químicas e texturais. Para avaliarmos a influência da GRSP sobre o carbono orgânico do solo (COS) e as propriedades químicas e texturais do solo, nós realizamos amostragens de solo nas áreas não impactadas (referência) e em áreas impactadas (diretamente (Di) e parcialmente (Pi)) pelo rompimento da barragem de Fundão – Mariana – MG, em duas profundidades (0-3 e 10-13 cm). A correlação da GRSP com o COS e índices de fertilidade do solo sugere que o aumento do conteúdo de GRSP resultou na melhoria das propriedades químicas e de textura dos solos afetados pela deposição de rejeitos de mineração de ferro. Nós também avaliamos solos, as margens do Rio Gualaxo do Norte, ao longo dos anos de 2017, 2019 e 2021, afim de elucidar os efeitos da revegetação como processo de reabilitação de solo sobre o armazenamento de glomalina facilmente extraível (EE-GRSP) e COS. Além disso, verificamos como esses parâmetros influenciam nos estoques de carbono orgânico do solo (S_COS) e outros parâmetros químicos, de textura e microbiológicos do solo. Essas abordagens visam entender melhor os desafios enfrentados na reabilitação de áreas degradadas e o papel fundamental da revegetação e dos microrganismos nesse processo. As contribuições da GRSP para a reabilitação de áreas impactadas pela mineração de ferro e a análise detalhada do caso de Mariana fornecem insights valiosos para o desenvolvimento de estratégias mais eficazes de restauração ambiental, visando à preservação dos ecossistemas e serviços ecossistêmicos essenciais para a sustentabilidade do meio ambiente. Dessa forma, a deposição e acumulação de glomalina no solo podem ser uma estratégia promissora para a recuperação de áreas degradadas pela mineração de ferro em Mariana, contribuindo para o armazenamento de carbono e a melhoria das propriedades do solo.

Palavras chaves: Mineração de ferro; Barragem de Fundão, Glomalina, Carbono orgânico do Solo.

A Organização das Nações Unidas (ONU) tem como meta para a agenda 2030 atingir os objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS), que têm a ênfase na manutenção de sistemas agrícolas resilientes e que garantam o aumento da produtividade das áreas. Dentre as formas de produção agrícola, os sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) são modelos que maximizam o uso simultâneo da área, com produção agrícola e pecuária. No entanto, para bom funcionamento do SIPA deve ser levando em consideração o manejo como um todo, o uso de plantas de cobertura, sistema de adubação, a intensidade de pastejo adequada, todos esses fatores irão refletir nos atributos químicos, físicos e biológicos do solo, ou seja, na manutenção da saúde do solo. Com isso, o objetivo deste estudo foi avaliar os serviços biológicos no solo sob diferentes manejos: i) o efeito de adubação convencional e adubação de sistema; ii) efeito do SIPA comparado a manejos convencionais; iii) e o efeito da intensidade de pastejo. Alta atividade bioquímica do solo, independentemente do tempo de implantação do experimento, o carbono foi mais influenciado na área com menor tempo de implantação, há uma tendência de estabilização nas áreas mais consolidadas. Concluímos que o manejo integrado de produção agropecuária é uma tecnologia que garante a produção e a sustentabilidade do agroecossistema, podem ser adotados pela ONU como modelo de desenvolvimento econômico, social e ambiental.

A proteína do solo relacionada a glomalina atua na manutenção da saúde do solo, principalmente no que tange à estabilização do carbono no solo, atuando como um bioindicador-chave para o sequestro deste elemento e proteção do solo (Holátko et al., 2021) - o carbono armazenado no solo é importante para a redução das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera, ajudando a mitigar as mudanças climáticas; melhoria da agregação e estruturação do solo, a formação de agregados pode melhorar a infiltração de água, aeração e a retenção de nutrientes - práticas agrícolas intensivas podem causar destruição dos agregados do solo e prejudicar componentes que atuam na agregação e estabilização de agregados (Leifheit et al., 2013); aumento do teor de matéria orgânica, com forte correlação com a glomalina que, já foi relatada como fonte mais importante de carbono no carbono orgânico solúvel (Wang et al., 2018); formação complexos com nutrientes no solo, como ferro, fósforo e nitrogênio, tornando-os disponíveis para as planta, auxiliando na melhoria da absorção de nutrientes pelas plantas e redução da lixiviação de nutrientes do solo; auxiliar no aumento da resistência das plantas a doenças e pragas, estimulando o crescimento de microrganismos benéficos no solo e melhorando a absorção de nutrientes pelas plantas; entre outros benefícios.

Atualmente o uso de gramíneas forrageiras em diferentes atividades requer um amplo desenvolvimento da planta para se obter uma alta produção. Com isso uma boa nutrição se torna essencial para o melhor desenvolvimento destas forrageiras. O uso de fertilizantes é crucial para a produção de forragem e cada vez mais busca-se alternativas para melhorar a resposta das plantas ao uso destes. Uma maneira de melhorar o desenvolvimento de uma planta forrageira é com a interação de nutrientes. Com esta interação, podemos alcançar resultados relevantes na melhoria do desenvolvimento de uma planta. Desta forma o presente trabalho visa utilizar a interação de diferentes doses de Selênio e Potássio, para o melhor desenvolvimento de gramíneas forrageiras. Para este projeto estão sendo utilizadas três doses de potássio e quatro doses de selênio. Para as doses de potássio foi estipulada a adubação em três etapas, para uma melhor absorção das plantas. Sendo a primeira aplicada sete dias após o plantio via solo e as demais etapas trintas dias após as antecedentes também via solo. Já para as doses de selênio foi estipulada a adubação quinze dias antes do corte, sendo uma adubação via solo antecedendo cada corte. Foram programados três cortes para o experimento, sendo o primeiro corte quarenta dias após a germinação e os demais quarenta dias após o corte anterior. As espécies escolhidas para receberem esse tratamento foram a Brachiaria Ruziziensis e o Capim Andropogon, ambas gramíneas forrageiras de produção. Foram utilizados noventa e seis vasos e as sementes foram plantadas diretamente no solo sem receber tratamento prévio. O solo utilizado nesse experimento, foi analisado e corrigido com calcário para receber o plantio. As plantas receberam também adubações bases de N, S, P e micronutrientes. Para este projeto estão sendo feitas análises morfogênicas semanalmente, para acompanhar o desenvolvimento das plantas. As análises químicas e fisiológicas, estão programadas para serem executadas ao fim do experimento. Assim, buscando uma interação alternativa para aumento da produção forrageira, que fuja das adubações tradicionais que temos hoje em dia, o aprimoramento dessa interação nutricional pode contribuir grandemente com o desenvolvimento e a produção de pastagens. Alcançando diretamente a pecuária e todas as atividades que utilizam as plantas forrageiras como base.

The demand for coffee-growing land has increased due to the beverage's popularity, including soils with physical and water restrictions like the Inceptisols, which are widespread in Brazil's State of Minas Gerais. To ensure the establishment of the coffee plant and the potential for sector expansion is crucial to employ management approaches that aim to adapt the soil to its usage. Most plantings occur in rainfed environments; nevertheless, water being crucial to the growth and production of this crop, cultivation techniques must be used to utilize water in the soil effectively. Therefore, investment in initial preparation technology, particularly in opening planting furrows, has proven essential. The experiment was conducted on a coffee farm in Nazareno, Campos das Vertentes, Minas Gerais, Brazil, in an Inceptisol area with a clay loam texture. Soil preparation with a furrow ridger was used to open the planting furrow at 0.40 m depth with conventional fertilization (SP40). Big Mix was applied at 0.60 m with conventional fertilization (SP60) and additional liming (SP60AL). Big Mix was employed at 0.60 m, followed by a subsoiler at 0.80 m with conventional fertilization (SP80) and additional liming (SP80AL). The first study aims to evaluate the interrelationships between management practices such as different types of deep tillage and the construction of the chemical fertility of the planting furrow in terms of physical-hydric structural quality and plant growth under Inceptisol with coffee plantation. Samples in metallic cylinders with the preserved structure were collected at depths of 0.05, 0.20, 0.40, 0.60, 0.70, and 0.80 m five years after the initial soil preparation. Improvements up to 0.40 m depth have been proven from deep tillage and additional liming by using both the Big Mix and the subsoiler. This management promoted lower Bulk density, resulting in more excellent water retention by favoring pores with a larger diameter and reducing tiny pores, favoring water availability to plants. Concerning structural physical quality along the Inceptisol profile associated with the development of coffee, the second study aims to evaluate the relationships between management practices, including different forms of deep tillage and the construction of the chemical fertility of the planting furrow. Soil samples in the form of blocks and contained in metallic cylinders, were taken at depths of 0.05, 0.20, 0.40, 0.60, 0.70, and 0.80 m. In addition, soil penetration resistance (PR), root system, and element contents were all analyzed five years after the initial soil preparation. From October 2019 to March 2021, soil moisture was monitored to determine how much water was stored in the soil under each soil preparation and how much was used by the coffee plant. Coffee leaves were also evaluated under two seasons (dry and wet) to analyze the influence of all soil managements on the antioxidant enzymatic complex. Soil preparation using Big Mix (SP60) promoted improvements in aggregation, showed lower PR and BD along the Inceptisol profile, more remarkable root development by the coffee plant, and better water storage with less variation in moisture in depth during the dry period. In addition, the coffee plant associated with the soil preparer showed more significant activity of the antioxidant system with a reduction in hydrogen peroxide, lipid peroxidation, and protein alteration, proving that this management favored resilience on the part of the plants after five years, mainly under the dry period, providing better drought tolerance.

The concept of soil health/quality is directly linked to ecosystem services and has been increasingly used to incorporate environmental sustainability into the integrated governance of natural resources. The assessment of soil functions is based on soil properties and processes correlated with these functions of interest. However, most soil quality assessment protocols focus on crop production and their conservation management, and vital soil functions such as water recharge lack studies to be incorporated in the monitoring of impacts on environmental quality. Around 12 million people in the most economically developed region of Brazil depend on the water supplied by the Cantareira Water Production System. In this region, most of the agricultural activity is with pasture and eucalyptus forests for food and energy production, in addition, it is a hotspot of the Atlantic Forest preserved. Three studies were carried out to evaluate soil quality/health in the Cantareira System in three soil classes representative: Typic Hapludult, Typic Dystrudept, and Lithic Usthortent. The objective of the first study was to evaluate, through the nexus approach- water, energy, and food, the soil physical properties that are directly linked to the ecosystem services: water recharge, biomass production, and erosion resistance in the predominant soil use and management. Soil samples were collected in the 0-5 cm and 30-35 cm layers and subsequently analyzed in the laboratory and then calculated additive soil functions using soil physical properties. Overall, the conversion of the native forest for anthropic use (eucalyptus and pasture) reduced the soil's physical quality and water recharge capacity. The intensification of pastures replacing continuous grazing with rotational grazing had little effect on promoting the ecosystem services of the Cantareira System. Typic Dystrudept obtained the highest value of the Soil Physical Quality Index for the native forests when compared to Typic Hapludult and Lithic Usthortent. The second study was to monitor soil water content over three years using the soil electrical resistivity technique. The native forest in Typic Hapludult did not retain much water in the evaluated profile, suggesting that the water was absorbed by plants (evapotranspiration process) and/or replenished groundwater. For Typic Dystrudept, the study found that soils under native forests had higher hydraulic conductivity than eucalyptus and pastures. The young Lithic Usthortent soil maintained higher soil water content in pastures associated with a low rate of water infiltration, resulting in stagnant water in the surface layer. Soil health was assessed in the third chapter through the Comprehensive Assessment of Soil Health (CASH) and Conservation Potential Use (PUC) methodologies in order to compare different soil databases and apply the best methodology. CASH, which has a database mostly of American soils, was not able to accurately assess the effect of management and use for the studied soils. It is necessary importance of the database and better resolution of maps of Brazilian soils for the creation of indicators that are representative and capable of evaluating the health and soil functions of Brazilian soils.

O consumo de batata-doce tem crescido significativamente nos últimos anos, principalmente entre os praticantes de exercícios físicos, e a biofortificação desta cultura com selênio (Se) pode ser uma forma viável de suprir a deficiência deste elemento essencial à nutrição humana. O experimento foi implantado a campo na Fazenda 3W Agronegócios, em Itutinga-MG, safra 2020/2021. O plantio foi realizado utilizando-se de ramas (parte aérea) de batata doce da própria fazenda, no dia 23/11/2020, de forma manual sobre as leiras, as quais foram feitas previamente com equipamento que adicionou ainda o adubo de base, na dose de 150 kg ha^-1, bem como os inseticidas Regente e Clorpirifós nas doses de 0,25 kg ha^-1 e 2 l ha^-1, respectivamente. A densidade de plantio foi de 4 plantas por metro linear de leira, gerando população média de 333.333 plantas ha^-1. A adubação de cobertura foi realizada à lanço em área total, 30 dias após o plantio, nas doses de 250 e 330 kg ha^-1 de ureia protegida e de cloreto de potássio, respectivamente. Os tratamentos foram realizados em duas aplicações foliares de Se, aos 45 e 70 dias após o plantio, utilizando-se uma bomba pressurizada, acoplada a reservatório de gás carbônico, com bico cônico para uma aplicação uniforme cobrindo toda a área da parcela, com a vazão de 200 l ha^-1. Foram aplicadas, nas três cultivares de batata doce testadas (Mineirinha, Canadense e Ligeirinha), cinco doses de selênio na forma de selenato de sódio (0, 50, 100, 200 e 400 g ha^-1 de Se). O delineamento experimental foi DBC com parcela subdividida no espaço com 6 repetições, totalizando 90 parcelas (5 doses x 3 cultivares x 6 repetições). O controle de plantas invasoras foi realizado pela aplicação do herbicida Verdict max (200 ml ha^-1) e Afalon (1 l ha^-1), 22 dias após o plantio. Cada parcela foi composta por quatro leiras espaçadas entre si por 1,2 m e com comprimento de 5 m (dimensões 4,8 x 5 m), totalizando 24 m² de área. Como parcela útil, foram consideradas somente as duas leiras centrais, descantando-se 1 m de cada extremidade destas duas leiras. Aos 135 dias após o plantio, foram coletadas todas as plantas das duas leiras da parcela útil. Pesaram-se as raízes e a parte aérea e, após isso, amostras desses materiais foram submetidas a análises de Se e nutricionais. As amostras foram processadas e pesadas antes e após serem colocadas na estufa, à 60° C, para secagem. Os resultados foram submetidos a análise estatística e os tratamentos comparados por regressão e teste Tukey. Para todas as cultivares avaliadas, os teores de Se nas raízes (batata doce) e parte aérea aumentaram de forma linear com o aumento das doses de Se aplicadas. De maneira geral, a aplicação das diferentes doses de Se pouco afetou a produção de matéria fresca (mf) e matéria seca (ms) das raízes e da parte aérea. Em resumo, a batata-doce, independente da cultivar, se mostrou eficiente em acumular Se, sendo sua biofortificação com Se viável para contribuir com a elevação da ingestão de Se pela população. A parte aérea da batata-doce que ficou no campo apresenta potencial de servir com fonte de Se ao solo para cultivos posteriores, contribuindo para o possível enriquecimento de culturas cultivadas na sequência na mesma área.

O Brasil é conhecido por sua grande diversidade vegetal e potencial biotecnológico. A simbiose rizóbio-leguminosa é uma importante fonte de nitrogênio fixo (amônia) na biosfera e a identificação dos rizóbios que que promovem a melhor fixação no seu hospedeiro é uma área do conhecimento muito valiosa para gerar alternativas a fertilizantes nitrogenados minerais. Várias novas espécies de bactérias simbióticas fixadoras de nitrogênio já foram descritas, principalmente pertencentes aos gêneros Bradyrhizobium e Rhizobium. No entanto, não há identificação em nível de espécie de cepas que nodulam e fixam N2 em simbiose com as leguminosas forestais nativas Machaerium nyctitans (Vell.) Benth. e Platypodium elegans (Voegel.). Pretendeu-se, neste trabalho, caracterizar genetica e fenotipicamente estirpes isoladas de espécies florestais (Machaerium nyctitans e Platypodium elegans) com capacidades nodulíferas e fixadoras de nitrogênio atmosférico. Além disso foram apresentadas, dentre elas, as novas espécies dos gêneros Bradyrhizobium e Rhizobium. Para isso foi realizada a extração do DNA das estirpes UFLA01-814, UFLA01-839, UFLA01-860, UFLA01-1127, UFLA01-1134 e UFLA01-1164 para posterior sequenciamento do genoma de cada uma. A análise genômica contou com a comparação do genoma das estirpes do estudo com genomas dos gêneros Bradyrhizbium e Rhizobium disponíveis no NCBI (National Center for Biotechnology Information) por ANI (average nucleotide identity) e TYGS (Type genome server). A partir das evidencias encontradas e toda a caracterização das estirpes é possível comprovar a existência de quatro novas espécies de rizobios, sendo três do gênero Bradyrhizobium e um do gênero Rhizobium.

O manejo da cobertura do solo em sistemas agrícolas é um dos principais componentes para a produção sustentável, pois melhoram as condições químicas e físicas do solo, principalmente na olivicultura. No entanto, pouco se conhece sobre a contribuição de microrganismos do solo associado a esses manejos no controle da erosão hídrica. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar os bioindicadores do solo influenciados por diferentes manejos de cobertura vegetal espontânea na cultura da oliveira e de que forma estes estão relacionados com a erosão hídrica, em Cambissolos no sul do estado de Minas Gerais. O estudo está dividido em dois capítulos, onde o primeiro capítulo foi investigado a interação de três fatores, sendo eles: posições do solo nas parcelas (terço superior e terço inferior), frações granulométricas do solo (classes de diâmetros: 8-4 mm,4-2 mm, <2 mm) e sistemas de manejos de coberta do solo, na cultura da oliveira, conforme descritos abaixo. No segundo capítulo foi investigado a influência dos sistemas de manejo de cobertura do solo, na cultura da oliveira, sob os bioindicadores relacionados à erosão hídrica. As amostras de solo foram coletadas na camada superficial (0-5 cm) nas parcelas experimentais sob os seguintes manejos de coberturas: oliveira em solo descoberto (OD); oliveira com vegetação espontânea roçada (OVR); oliveira com vegetação espontânea com roçagem e coroamento (OVRC); oliveira com vegetação espontânea e herbicida (OVH); e solo descoberto (SD) no ano de 2021. As amostras de solos coletadas e seguiram para caracterização química, física e análises microbiológicas. Foram avaliados os atributos químicos de fertilidade do solo e carbono orgânico, em relação aos atributos físicos foram avaliados a textura do solo e estabilidade de agregados, expressa através do diâmetro médio geométrico, sem tratamento de umidade (DMGs). As análises microbiológicas foram o carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RBS), quociente metabólico (qCO2), proteína do solo relacionada à glomalina facilmente extraível (GFE) e atividades enzimáticas do solo através da β-glicosidase (β - glu). As perdas de solo e água foram quantificadas nas parcelas padrão de quantificação das perdas de solo e água por erosão hídrica.  Os resultados foram submetidos a análise de variância (ANOVA), teste de Tukey (p<0.05) e análise de componentes principais (PCA). Quando necessário, foram aplicadas transformações à base de dados. Os bioindicadores variaram entre os diferentes manejos, sendo que a OVR e OVRC apresentaram os melhores resultados relacionados aos manejos, e OD e SD demonstraram relação totalmente inversa com todos os indicadores avaliados comprometendo assim a funcionalidade do solo em ambos estudos. Dessa forma, constatou-se que manejos que mantem o solo coberto melhoram os bioindicadores do solo e são capazes de reduzir as perdas de solo e água decorrentes da erosão hídrica.

Analisar processos erosivos e a regeneração natural de ambientes é de suma importância para compreender como estes processos ocorrem nos diferentes ambientes. A vegetação imprime uma importante proteção ao solo contra a erosão hídrica e a sua ausência é um dos principais fatores para que a erosão evolua até seu estágio mais severo, a voçoroca. Associada à sua formação as voçorocas ameaçam a sustentabilidade dos agroecossistemas, das áreas urbanas e a sedimentação de cursos e reservatórios de d'água. O monitoramento dos processos erosivos em um sistema de voçorocas e sua quantificação é fundamental para a desenvolvimento de estratégias eficazes para controlar a erosão hídrica do solo. É fundamental entender a dinâmica que a vegetação apresenta em ambientes sob condição de erosão e regeneração natural para que possamos ter melhores condições na tomada de decisão sobre a recuperação de áreas degradadas. Identificar visualmente a vegetação em imagens de satélite ou veículos aéreos não tripulados (VANTs) pode ser uma tarefa um tanto quando complexa a depender da complexidade do ambiente estudado. Este estudo demonstra a possibilidade de uso de VANT e princípios de fotogrametria para avaliar a dinâmica e o desenvolvimento de uma voçoroca assim como a dinâmica da regeneração natural. Para tal foi realizado imageamento através de ortomosaicos gerados no sensor RGB de câmera fotográfica digital embarcada em VANT, onde foram calculados índices de vegetação que foram submetidos a análise de acurácia para determinação do índice e forma de aplicar a limiarização binária mais adequada para identificação da vegetação assim como as diferenças altimétrica obtidas através da comparação de modelos digitais de elevação (MDEs) de momentos diferentes para análise da erosão. Foi possível obter erros na ordem de centímetros com voo realizado a 120 m de altura com uma resolução espacial de 3,0 cm pixel-1. A metodologia utilizada contribui para um melhor monitoramento do processo de erosão hídrica e pode auxiliar de forma significativa no processo decisório para possíveis intervenções com o objetivo de recuperação das áreas degradada pela erosão hídrica. Os índices de vegetação que apresentaram melhores resultados foram o índice de resistente à atmosfera na região do visível (VARI) e a razão verde vermelho (GR) com acurácia total variando de 85,43 a 94,24% e 84,87 a 94,45%, respectivamente. A melhor maneira de aplicar a limiarização binária foi de 3 vezes o desvio padrão (3DP) para valores estabelecidos através de amostragem inicial. A limiarização binária apresenta um custo computacional pequeno quando comparado a outras maneiras de filtrar a vegetação e sendo assim sua aplicação mais simples e rápida.

O nitrogênio (N) possui notável importância dentro dos ecossistemas. Em geral, este elemento encontra-se inacessível à boa parte dos organismos, sendo utilizado por parte das espécies bacterianas, conhecidas como diazotróficas. O processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN), pode acontecer através da simbiose entre leguminosas e rizóbios e representa uma fonte limpa e econômica de N, pois pode reduzir possíveis impactos ambientais provocados pela utilização de fertilizantes e os custos de produção pela substituição parcial ou total desses fertlizantes. Sendo assim, identificar as bactérias presentes nos solos e sua capacidade de promover o crescimento vegetal é o primeiro passo para a seleção de espécies com potencial de utilização como inoculantes de leguminosas e também para a elaboração de estratégias que visem melhorar o manejo e a recuperação de áreas degradadas. Várias estirpes de dizaotróficas foram isoladas de  solos de diferentes fitofisionomias do Quadrilatero ferrífero usando Vigna unguiculata como planta isca, dentre essas destacaram-se estirpes dos gêneros Bradyrhizobium e Paraburkholderia Assim, os objetivos deste trabalho foram: (1) avaliar estirpes bacterianas oriundas de solos do Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais dos gêneros Bradyrhizobium (23) e Paraburkholderia (46), quanto à sua eficiência em promover o crescimento e nodular respectivamente Vigna Unguiculata e Mimosa bimucronata; (2) Verificar o posicionamento das estirpes em estudo em relação às espécies tipo já descritas com base nas sequencias parciais do gene 16S rRNA e sequenciamento dos genomas de estirpes representativas de grupos obtidos por sequencias parciais do gene 16S rRNA; (3) Identificar possíveis novas espécies dentre as estirpes analisadas. Inicialmente, foram implantados experimentos em casa de vegetação, inoculando as estirpes em plantas de Mimosa bimucronata e Vigna unguiculata. Posteriormente o teor de clorofila presente nas folhas das plantas e os parâmetros de eficiência simbiótica e nodulação foram avaliados. Foram construídas árvores filogenéticas utilizando as sequencias parciais do gene 16S rRNA das espécies tipo de cada gênero e das estirpes em estudo. Em seguida, foi realizado o sequenciamento do DNA genômico das estirpes representativas de grupos  filogenéticos  obtidos por sequencias parciais do gene 16S rRNA  que indicavam ser possivelmente novas espécies, e a Average Nucleotide Identity (ANI) calculada, para comparação do genoma das estirpes analisadas com o genoma das espécies já descritas. A maioria  das estirpes de Bradyrhizobium foi eficiente em Vigna unguiculata  e algumas delas representam novas espécies. Com relação às estirpes de Paraburkholderia, a maioria foi capaz de nodular as plantas de Mimosa bimucronata, e a estirpe UFLA 03-690 se destacou por apresentar os melhores resultados.

O rompimento da barragem de Fundão, situada em Mariana, Minas Gerais, liberou cerca 43 milhões de metros cúbicos de rejeito de mineração de ferro no ambiente e é considerado o maior desastre ambiental do Brasil. A maior parte do rejeito liberado ficou depositado na zona ripária do rio Gualaxo do Norte, que se encontra em processo de restauração desde 2016. Os estudos que buscam compreender a efetividade desse processo têm como foco a revegetação das áreas, dessa forma, existe uma lacuna a respeito de como os outros componentes do ecossistema, como os artrópodes, têm respondido ao processo de restauração.  Diante disso, o presente estudo teve como objetivo avaliar a resposta da comunidade de artrópodes diante do processo de restauração na zona ripária do rio Gualaxo do Norte. Para verificar a resposta da comunidade de artrópodes avaliamos os seguintes parâmetros: composição de espécies (1), riqueza e abundância (2) e abundância de grupos tróficos (3) na zona ripária em restauração ao longo do rio Gualaxo do Norte e utilizamos uma zona ripária com vegetação nativa de Mata Atlântica como referência. Além disso, atributos do solo, a serrapilheira e a vegetação foram adotadas como variáveis ambientais explanatórias para os parâmetros 1 e 2. Foram definidas 27 unidades amostrais na zona ripária em restauração do rio Gualaxo do Norte e nove unidades amostrais na zona ripária nativa do rio do Carmo (referência). Para coleta de artrópodes foram utilizadas armadilhas de pitfall e para as variáveis ambientais foram retiradas amostras de solo e serrapilheira, além do registro fotográfico do sub-bosque para análise de densidade da vegetação. Para verificar o parâmetro 1 e sua relação com as variáveis ambientais foi realizada uma análise multidimensional não-métrica (NMDS) e uma PERMANOVA, e nos parâmetros e 2 e 3 foram utilizados modelos com mínimos quadrados generalizados (GLS). O critério de informação Akaike para pequenas amostras (AICc) foi utilizado para definir o melhor modelo. A composição de espécies entre as duas regiões foi significativamente distinta, enquanto a riqueza e abundância de artrópodes foram maiores na zona ripária nativa. Em contrapartida, a abundância de Formicidae foi significativamente maior na zona ripária em restauração, podendo ser um indicativo de desequilíbrio nesse ambiente. A abundância de artrópodes detritívoros e onívoros foi maior na zona ripária nativa, podendo resultar em uma menor redundância funcional e resiliência na zona ripária em restauração. Dentre as variáveis ambientais que explicaram de forma significativa os parâmetros de resposta estão a densidade do solo, densidade do sub-bosque, carbono da biomassa microbiana e diversidade da serrapilheira. Com base nesses resultados, tais atributos podem ser manejados visando estimular o reestabelecimento da comunidade de artrópodes. De forma geral, foi possível concluir que o processo de restauração em andamento na zona ripária do rio Gualaxo do Norte ainda não foi capaz de reestabelecer a comunidade de artrópodes, sendo necessário adotar diferentes estratégias para estimular seu retorno.

O fósforo (P) é um dos elementos mais requeridos pelos organismos. Na agricultura, P é principalmente suprido através da adubação mineral fosfatada, em formas prontamente disponíveis para as plantas. No solo, a dinâmica do P é complexa e apenas uma pequena fração do adubo fosfatado pode estar disponível para as plantas e microrganismos, enquanto que grande parte do P pode ser fortemente retido na fração mineral do solo ou ser incorporado à biomassa microbiana. Microrganismos desempenham um papel importante na ciclagem de P e bactérias e fungos são os principais contribuintes para a ciclagem deste elemento entre as frações orgânica e mineral. Neste sentido, há inúmeros relatos da solubilização de fosfato por bactérias e fungos e alguns dos mecanismos, apesar de conhecidos, ainda precisam ser melhor compreendidos para alcançar potencial biotecnológico. Os objetivos deste trabalho são avaliar o potencial e os mecanismos de estirpes de bactérias e fungos solubilizadores de fosfato na solubilização de fosfatos de cálcio e ferro, avaliar o potencial das estirpes bacterianas em promover o crescimento de milho e identificar os genes relativos à produção de ácidos orgânicos nas estirpes bacterianas. Em um primeiro momento, foram realizados experimentos de solubilização in vitro de estirpes de bactérias e fungos de forma a comparar potenciais e mecanismos desses organismos. Foram identificados vários ácidos orgânicos e sideróforos produzidos, com possíveis relações entre estas substâncias e a solubilização de fosfatos. Em seguida, o sequenciamento de DNA genômico des estirpes de bactérias foi realizado para buscar genes relacionados à solubilização, principalmente os genes relacionados à produção de ácidos orgânicos. Diversos ácidos orgânicos e genes relacionados foram identificados nas estirpes de bactérias solubilizadoras. As mesmas bactérias foram inoculadas em plantas de milho e foi avaliado o potencial de promoção de crescimento para a planta em função da capacidade de solubilização das estirpes. Os resultados contribuem para o entendimento dos processos de solubilização de fosfatos por microrganismos, especialmente considerando estirpes de bactérias e fungos com alto potencial de promoção de crescimento de plantas.

Selenium-deficient food negatively affects human health; Se is an essential element for human biological processes. Crop biofortification has made it possible to enrich plants-cultivated food in soils containing low Se levels to ensure the proper Se intake in the human diet. Also, Se is a beneficial element for plants but its essential metabolic role in plants has not yet been determined. The most prominent action of Se in plants is the antioxidant protection mechanism, which promotes the activity of enzymatic and non-enzymatic systems to cope with abiotic stress, such as water deficit. In this context, three greenhouse studies were performed to determine the effect of soil Se application on the enrichment of bean and quinoa grains with selenium and to evaluate the effect of the Se application on the metabolic and physiological processes that are associated with tolerance to water deficit. Thus improving the nutritional quality of grains and plant tolerance effect would contribute to the struggle against hidden hunger and water shortage, latent threats to food security. For the present study, sodium selenate was used as the source of Se and we evaluated physiological and metabolic parameters in plants subjected to two soil water conditions: irrigated and water deficit. The first study was installed in Brazil with Phaseolus vulgaris L. CV BRS Estilo, and five Se rates (0, 0.25, 0.5, 1.0, and 2.0 mg kg–1) were applied to the Oxisol. Agronomic selenium biofortification enriched common bean plants with Se, and antioxidant enzyme activity showed positive responses to plant protection against water deficit when used at lower Se rates, mainly at 0.25 and 0.5 mg kg-1. The second study was conducted in Peru with Chenopodium quinoa W. var INIA Salcedo, and five Se rates (0, 0.25, 0.5, 1.0, and 2.0 mg kg–1) were applied to the Entisol. Selenium biofortification enriched quinoa grains; meanwhile, antioxidant non-enzymatic activity might be one of the water deficit tolerance mechanisms promoted by Se on quinoa var INIA Salcedo and would be enhanced mainly at 0.5 mg kg-1 Se. The last study was carried out with Chenopodium quinoa W. var BRS-Piabiru, and seven Se rates (0, 0.125, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, and 2.0 mg kg–1) were applied to the Oxisol. Soil selenium biofortification enhanced quinoa grains' nutritional quality and antioxidant enzyme activity. Selenium also promoted free amino acid accumulation, which in turn enhanced the tolerance to water deficit. The integrated action of these defense mechanisms mitigated severe oxidative stress, thus regulating gas exchange that allowed the continuity of the photosynthetic process of quinoa var BRS-Piabiru, particularly at 0.75 mg kg-1.

Após o rompimento da barragem de Fundão em 2015, aproximadamente 60 milhões de m3 de rejeitos ricos em ferro foram depositados nas várzeas e margens dos rios, impactando uma extensa área. A reabilitação da área impactada é obrigatória e, para isso, um dos fatores cruciais é a caracterização detalhada dos sedimentos. As análises laboratoriais convencionais são demoradas, exigem grande quantidade de reagentes químicos e geram resíduos poluentes. Esses inconvenientes têm sido superados com a utilização de diferentes sensores para obtenção de algum sinal (e.g., fluorescência, reflectância) do material analisado  que reflita a composição química. Dentre esses sensores, tem-se a fluorescência de raios X portátil (pXRF) que vem sendo amplamente utilizada para obtenção da composição elementar total de solos e para predição de atributos de interesse. Neste trabalho, teve-se com hipótese que os dados de pXRF podem ser importantes para predição de atributos de interesse agrícola e ambiental em um cenário representativo da área impactada pós-rompimento. Além disso, dois outros sensores que refletem a composição química foram testados juntamente com o pXRF. São eles: um sensor portátil de cor no visível (Nix Pro color sensor) e um medidor de susceptibilidade magnética. Os objetivos foram: i) caracterizar várias amostras de rejeitos ricos em ferro após o rompimento da barragem de Mariana Fundão no Brasil utilizando três sensores proximais (pXRF, Nix Pro e susceptibilímetro magnético); ii) avaliar a contribuição de cada sensor para diferenciar áreas impactadas e não impactadas; iii) prever a concentração semi-total de elementos potencialmente poluentes e propriedades agronômicas do solo (pH, capacidade de troca catiônica, matéria orgânica, macro e micronutrientes e textura).  Foram utilizadas 148 amostras superficiais de rejeito e/ou solo coletadas ao longo de um trecho de 47 km no rio Gualaxo do Norte. As amostras refletem diferentes condições de vegetação, uso do solo e grau de impacto. No laboratório, procedeu-se a caracterização dos atributos indicadores de fertilidade do solo por métodos convencionais, determinação da composição elementar por pXRF, determinação da concentração semi-total de elementos regulamentados pela legislação ambiental pelo método USPEA 3051a, obtenção dos parâmetros de cor RGB e susceptibilidade magnética. Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística descritiva (mínimo, máximo, média, mediana e desvio-padrão), análise de componentes principais (PCA) e predição via machine learning (random forest). A análise de PCA utilizando dados dos sensores combinados ou não permitiram uma clara diferenciação das áreas impactadas e não impactadas. Importante atributos indicadores de fertilidade do solo (e.g., pH, CTC, textura, macro e micronutrientes) foram satisfatoriamente preditos por meio do modelo random forest. Do ponto de vista ambiental, concentrações semi-totais de elementos potencialmente poluentes foram também satisfatoriamente preditas usando os dados obtidos com os sensores utilizados. Conclui-se, assim, que o uso de sensores proximais e modelos de predição podem contribuir grandemente para caracterização ampla e rápida de uma vasta área impactada e, também, que a abordagem aqui testada pode ser extrapolada e utilizada em outras situações.

Almost every person enjoys a cup of their favorite coffee every morning. Coffee has become one of the most consumed beverages around the world, making it one of the traded and truly a global commodity. Microorganisms are able to promote plant growth through several processes: biological nitrogen fixation, phosphate solubilization, decomposing of organic wastes and residues, detoxification of pesticides, suppression of plant diseases and soil-borne pathogens and production of bioactive compounds such as vitamins, hormones and enzymes. Types of management that have as a priority the addition of organic components, the favouring of beneficial physical and chemical properties and in general, the looking out for the bacterial communities have a greater survival rate and maintenance of the rhizobia. Because of the high ecological importance of studying diversity and the varied functionality of rhizobia in the soil environments, the main objective of this study was to investigate via 16S rRNA gene sequencing, the biodiversity of nitrogen fixating bacteria and carbon sequestration in coffee areas and the Mata Atlantica biome. For this purpose, the specific objectives were to evaluate the diversity of rhizobia isolated from the soil in coffee sites and adjacent areas of Atlantic forest, determine the total organic carbon in the areas under coffee sites with high productivity and compared with the forest areas and evaluate the resilience of rhizobia when changed from Mata Atlantica biome to coffee plantation. This study was conducted between the months of December 2021 and July 2022, collecting in six coffee areas and six Mata Atlantica areas in Santo Antonio de Amparo and Lavras. In these areas, a transect of five points, each 50 meters apart was marked for sample collection from the first 10 cms of soil. For trapping rhizobia from soil samples, a promiscuous plant species, siratro (Macroptolium atropurpureum) was used. A dilution of the soil sample was placed in each plant and after 35 days of growth, the presence or absence of nodules was determined. Three nodules were taken from each plant and disinfected. They were macerated in paques with YMA medium and each individual colony was separated and purified. A morphological characterization was done for each of the purified colonies and grouped. A representative of each cultural group in each sampling points was selected. DNA was extracted by alkaline lysis and sequencing of the 16S rRNA was done through PCR amplification.

O selênio (Se) e o zinco (Zn) são elementos essenciais para humanos e animais. A compreensão das interações iônicas é fator chave para realizar o manejo nutricional das culturas de forma equilibrada. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis interações entre Se e Zn na cultura do arroz, bem como as implicações do fornecimento simultâneo de Se e Zn sobre o crescimento, produção, qualidade e biofortificação do arroz. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2x5, sendo estudadas duas formas de Se (selenato de sódio - Na2SeO4 e selenito de sódio - Na2SeO3) na dose de 0,75 mg dm-3 de Se de solo, combinadas com cinco doses de Zn (0, 12, 24, 36, 48 mg dm-3) na forma de sulfato de Zn (ZnSO4.7H2O), com cinco repetições. Os resultados obtidos mostraram que não houve interação entre Se e Zn na cultura do arroz. O crescimento e a produção de arroz não respondeu de forma diferenciada ao fornecimento de selenito e selenato. O selenato é mais absorvido e acumulado na parte aérea e nos grãos de arroz. O fornecimento de 35,03 mg dm−3 de Zn promoveu os maiores valores de produção, teor e acúmulo de Zn nos grãos de arroz, bem como a adequada ingestão de Zn na dieta. O consumo de arroz integral cultivado com 0,75 mg dm-3 de selenito permitiu a ingestão diária adequada de Se. O fornecimento de Zn não afetou os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu e B nos grãos de arroz, enquanto as formas de Se tiveram efeito apenas sobre os teores de Fe e Cu nos grãos. Este estudo mostrou que o fornecimento simultâneo de Se (selenito ou selenato) e Zn é uma estratégia promissora para a biofortificação do arroz com Se e Zn.

O sistema plantio direto (SPD) é comprovadamente sustentável no cultivo de grãos, estando estabelecido por todo o globo. Diversos benefícios são alcançados em função do SPD, tais como economia de combustíveis fósseis, melhor aproveitamento da agua no solo, redução da erosão, aumento da atividade microbiana  bem como do conteúdo de matéria orgânica nas camas superficiais, além de melhorias na qualidade física do solo. Contudo, estudos apontam que em determinadas situações, a adoção do SPD pode ocasionar problemas com compactação do solo, sobretudo em função das operações mecanizadas que ocorrem na área associado ao aumento do peso das maquinas agrícolas, causando redução na produtividade das culturas. Neste contexto, uma alternativa apresentada pela literatura recente para a mitigação da compactação do solo sob SPD é o preparo ocasional (OT), que consiste no preparo do solo, a fim de romper as camadas compactadas, auxiliar o controle de pragas e plantas daninhas e incorporar corretivos, fertilizantes e compostos orgânicos. Contudo, é preciso cautela na adoção do OT, uma vez que o revolvimento do solo fere um dos princípios básicos do SPD. Além disso, o efeito do OT sobre a produtividade de grãos é controverso na literatura, uma vez que pode ou não ser observado a depender de fatores como chuva, clima, implemento utilizado, tempo após as operações, textura do solo, frequência e profundidade de preparo, tipo de solo, etc. Desta forma, para que a adoção do OT não desfaça os serviços ecológicos alcançados pelo SPD, é necessário um diagnóstico acurado de compactação do solo, permitindo que as intervenções mecânicas sejam feitas nos momentos em que o nível de compactação da área esteja comprometendo a produtividade das culturas. Do ponto de vista agronômico, nem sempre alterações nas propriedades físicas, indicam compactação do solo, visto que muitas vezes não expressam queda em produtividade das culturas agrícola. Assim, os estudos sobre compactação do solo em áreas de SPD devem relacionar os atributos diagnósticos às variações em produtividade agrícola, a fim de se estabelecer valores críticos para a intervenção mecânica que retornem as melhores respostas econômicas. Na literatura não há estudos que monitoraram em longo prazo os efeitos do OT nas propriedades do solo e seus reflexos na produtividade dos cultivos. Os objetivos deste estudo foram (1) avaliar o efeito do OT e OT associado a calagem nas propriedades do solo e seus reflexos na produtividade de soja, milho, feijão e trigo, em longo prazo; e (2) avaliar os efeitos da frequência pré-estabelecida de subsolagem (a cada dois e a cada três anos) nas propriedades físicas do solo e na produtividade de grãos. Para isso um estudo foi conduzido em um experimento implantado em faixas no ano de 2015 na Fazenda Santa Helena, no município de Nazareno – MG, aonde foram testados diferentes implementos e frequências de OT na mitigação da compactação bem como seus reflexos na produtividade. O preparo ocasional em solo sob NT consolidado promoveu melhoria da qualidade física do solo com aumento de produtividade de grãos de duração direta de 18 meses, e algum efeito residual benéfico na produtividade ao longo dos 5 anos de experimento, sendo que todos os tratamentos mecanizados uma única vez apresentaram média produtiva superior ao tratamento controle, contudo a adoção de frequência de preparo pré-estabelecida se mostrou prejudicial a produtividade das culturas, uma vez que apresentou o pior desemprenho produtivo no acumulado dos 9 cultivos. No momento de maior restrição hídrica do experimento foi possível evidenciar de forma mais clara as diferenças entre tratamentos.

Selenium and sulfur present a strict relationship in plants and soils, affecting their uptake and accumulation. Thus, addressing this interaction is important to understand selenium nutrition and toxicity in plants, which could influence crop nutrition and production. Here, we aimed to evaluate the impact of selenate exposure on rice plants grown under different sulfate supplies at tillering and grain ripening phases. We studied the effects of varying selenate and sulfate doses on rice plants grown hydroponically or in soils with varying contents of clay. We also performed selenate sorption assays to evaluate the influence of clay content and sulfur doses on selenate adsorption and desorption in soils. Sulfate supply alleviated selenate toxicity in both short-term and long-term experiments. Selenate treatment up-regulated the expression of sulfate transporters, leading to increased sulfur contents in rice seedlings, which enhanced the antioxidant system and alleviated selenate toxicity. However, this enhanced mechanism is absent in seedlings grown under a low sulfur supply. Moreover, soil clay contents strongly influenced selenate availability. A high clay content promoted a higher selenate adsorption capacity, resulting in lower selenium contents in shoots and grains and the absence of toxicity symptoms. In contrast, a low clay content increased the availability of selenate added, which can favor the biofortification of crops. However, high selenate doses caused growth and yield impairment in rice cultivated in the low-clay-content soil, with higher selenium concentrations in shoots and grains, potentially increasing the risk of selenate toxicity for humans and animals. In addition, we studied the influence of selenium treatment on sulfur and selenium metabolisms and plant growth of Arabidopsis and broccoli with different concentrations of glutathione, a key molecule of sulfur metabolism and plant detoxification. The selenate treatment decreased the glutathione contents in plant tissues. The pad2-1 plants (a glutathione-deficient Arabidopsis mutant) exhibited lower selenate tolerance and higher sulfate transporters (AtSULTR1;1 and AtSULTR1;2) gene expression on roots compared to Arabidopsis wild-type (WT), even exhibiting similar selenium and sulfur concentrations on shoots and roots. However, the reduced glutathione (GSH) supply alleviated the selenate toxicity and partially inhibited the sulfate transporters expression, indicating that both selenate effects are directly linked to glutathione metabolism. Conversely, the selenite did not present clear relation with glutathione or BoSULTR1;1 and BoSULTR1;2 in broccoli plants, while selenate decreased the glutathione contents and inhibited the growth of broccoli with lower glutathione concentrations severely.

The climate changes that have been taking place on Earth are an aggravating factor given the improper use and management of the soil. This fact tends to lead to the degradation of available natural resources and a decrease in the yield of agricultural production. Among the aggravating factors, water erosion resulting from the erosive potential of rainfall is a relevant factor in studies involving climatic variables. Therefore, modeling factors related to soil water erosion is essential. The objective of this study is to evaluate the potential risk of water erosion under climate change in the Tocantins-Araguaia basin, based on the rainfall erosivity factor - R factor of the Universal Soil Loss Equation (USLE). The R-factor was simulated for the condition of control of the near present climate and for future conditions from daily rainfall data obtained from a climate model ensemble in two climate change scenarios - RCP 4.5 and RCP 8.5. These scenarios originate from the fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and are based on radiative forcing to simulate climate variables throughout the 21st century. In addition to the climate-related factor, the mapping of variables related to land use and land cover is of great importance for the analysis of changes arising from the expansion of agricultural activity within the Tocantins-Araguaia basin and its impact on climate change. This study revealed how future land use and land cover changes and water erosion predictions based on R-factor simulations interact in watersheds. The results reported here help research institutions, government, and farmers to act together facing climate change.

-

A Tomografia de Resistividade Elétrica (TRE) tem sido utilizada para determinar a resistividade elétrica do solo (ρ) e com esta estimar o conteúdo de água no solo (θ). Além do θ, a ρ é influenciada por variações na concentração de solutos, temperatura, textura, carbono orgânico, porosidade, pH, densidade do solo. A estimativa do θ por meio da ρ tem sido demonstrada em diversos estudos, no entanto a relação θ-ρ ainda não foi estudada para solos com diferentes concentrações de solutos, o que pode comprometer a estimativa de θ por meio da ρ. A hipótese desse trabalho é que com o aumento da concentração de solutos no solo, essa passa a ter mais influência na ρ do que o θ, dificultando o monitoramento do θ, acarretando sua superestimativa. Assim, os objetivos desse estudo foram: (1) Avaliar a influência da concentração de solutos na solução do solo sob a relação θ-ρ; (2) Identificar qual ferramenta estima θ com maior acurácia; e (3) Identificar as variáveis com maior sensibilidade à ρ. Amostras com estrutura preservada de três solos - Typic Dystrustept, Rhodic Hapludult e Rhodic Hapludox - foram submetidas a 5 tratamentos, sendo 1 tratamento controle e 4 tratamentos com aumento de sua condutividade elétrica (σ) para 10, 15, 25 e 50 dSm-1, em 4 repetições. Inicialmente, as amostras foram saturadas com as soluções de 55, 110, 275 e 550g de NaCl L-1, sendo então realizadas leituras de temperatura, σ e θ com sensor de capacitância, ρ com resistivímetro por meio de arranjo de 4 eletrodos, e θ pelo método padrão. Os dados de θ, ρ e σ foram ajustados à modelos matemáticos, sendo avaliados de acordo com o R2 e a raiz do erro médio quadrático (RMSE). O modelo potencial foi o que melhor descreveu a relação θ-ρ para solos com concentrações de solutos até 25dSm-1, e acima desse valor outros modelos passaram a ter melhor performance, como o polinomial e o logarítmico. A ρ foi capaz de separar melhor os tratamentos na condição de solo saturado do que a σ, e variáveis relacionadas com a concentração de solutos foram as mais sensíveis à ρ. Ainda, a concentração de solutos influenciou mais a ρ do que θ. Concluímos que a ρ é capaz de estimar θ com acurácia em solos com diferentes concentrações de solutos e foi capaz de diferenciar as concentrações de solutos no solo melhor do que a σ, quando θ estava acima de 0.4m³m-3

A evolução no potencial produtivo das culturas, aliado ao clima favorável do Brasil, contribuíram para o sucesso da agricultura. O uso de tecnologias para fertilizantes, visando o aumento da eficiência de uso das principais fontes deve seguir por esse mesmo caminho. Neste sentido, as tecnologias para o uso eficiente de nutrientes podem contribuir para o fornecimento adequado de nutrientes as plantas e contribuir para a maior qualidade dos produtos colhidos.  O Brasil se destaca como maior produtor de café do mundo, junto a isso está a responsabilidade de se alcançar produtividades cada vez melhores, aliado a melhoria na qualidade da bebida. Pensando nisso, e sabendo que dentre os nutrientes mais importantes para a qualidade, destaca-se o potássio (K), diversos estudos foram conduzidos com o objetivo de monitorar a influência do K na qualidade de bebida do café. Em alguns desses trabalhos, o cloreto (Cl), íon acompanhante do K na fonte cloreto de potássio (KCl), em elevadas concentrações, foi apontado como sendo capaz de reduzir a qualidade do café. Devido a isso, fontes alternativas, em relação ao KCl, devem ser estudadas, objetivando a melhoria da qualidade dos grãos colhidos. Além do café, o país ainda se destaca na produção de grãos, e cada vez mais sob o sistema plantio direto (PD). Os benefícios do PD são inúmeros, mas quando se pensa na eficiência de uso do nitrogênio (N), nutriente de maior demanda pelo milho, há uma redução da eficiência de uso do elemento com o aumento da palhada, principalmente com o uso da ureia como fonte de N. Isso se deve, a camada de palha presente, que pode aumentar a atividade da urease e reduzir o contato do fertilizante com o solo. O fato é que já se tem no mercado, produtos capazes de aumentar a eficiência do uso do N, como os inibidores de urease, por exemplo. O desafio então seria estudar o comportamento desses aditivos em relação aos sistemas de cultivo, pois a atividade da urease é maior no PD em relação ao PC. Desta forma, o objetivo do primeiro capítulo desse trabalho foi estudar o efeito da mistura física das fontes KCl e sulfato de potássio (K2SO4) em diferentes proporções e sua influência no estado nutricional, produtividade, composição química e qualidade de bebida do café. Já o segundo capítulo, teve como objetivo, avaliar inibidores de urease no tratamento da ureia aplicada em cobertura sob PC e PD e sua eficiência na mitigação das perdas de N-NH3, e melhoria da nutrição e produtividade do milho cultivado em segunda safra.

O selênio (Se) é considerado um elemento essencial para o organismo humano e animal, desempenhando importantes funções. No entanto, a sua disponibilidade para a nutrição humana depende, dentre outras fontes, da absorção e do acúmulo pelas plantas, podendo produzir alimentos que serão fontes deste elemento. Todavia, para que ocorra uma adequada absorção, torna-se de suma importância compreender a dinâmica e a interação deste elemento com os nutrientes. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desenvolvimento de plantas de rúcula (Eruca sativa L.), os teores de macro, micronutrientes e Se em função da interação entre N e Se, tendo em vista a biofortificação agronômica. O experimento foi conduzido em casa de vegetação no Departamento de Ciência do Solo da UFLA, Lavras- MG, utilizou-se plantas de rúcula cultivar folha larga, o delineamento experimental foi inteiramente casualizados em esquema fatorial 3x3 com quatro repetições, sendo as plantas de rúcula submetidas a 3 doses de N (0; 150 e 300 mg dm³) e 3 doses de Se (0; 0,5 e 1,0 mg dm³). Após o tempo de cultivo de 30 dias após o transplantio, as plantas foram coletadas e aferido o peso de massa fresca e seca. Para a determinação do teor de N, realizou-se digestão sulfúrica seguida do método semi-micro Kjeldahl. A extração do Se e demais nutrientes avaliados, foi realizada através da digestão nitro perclórica em bloco digestor, os teores foram determinados por espectrometria de emissão ótica com plasma. Os dados foram submetidos á análise de variância (ANOVA). As interações entre os fatores foram avaliadas e as médias comparadas por meio do teste de Tukey (p≤0,05) e quando significativos foram realizadas análises de regressão polinomial (p≤0,05). Todas as análises foram realizadas no software R versão 4.0.3 (R Development Core Team, 2020).Os resultados demonstram que apesar de não ter ocorrido uma interação significativa entre o N e Se, as plantas de rúcula apresentam uma maior produção de massa fresca, quando submetidas a dose de 0,5 mg dm-³ de Se, demonstrando que o Se pode ser um aliado beneficiando uma maior produção. Além disso, dentre os macros e micronutrientes avaliados, apenas o teor de N foi influenciado pela interação N e Se, á medida que foram aplicadas doses crescentes de Se, houve uma redução do teor de N nas plantas de rúcula. Contudo ao avaliar os efeitos do N e Se isolados, houve um aumento linear com relação ao acúmulo de Se á medida que foram aplicas as doses crescentes de Se, tal comportamento também ocorreu com o teor de S, o qual aumentou, demonstrando um sinergismo entre o S e o Se. Com relação aos micronutrientes, apesar de não ter ocorrido interação significativa entre as doses de N e Se sobre nenhum deles, foi possível observar uma redução no teor de Zinco, quando aplicadas doses crescentes de N e Se. De modo geral, as plantas de rúcula apresentaram um adequado desenvolvimento, sendo uma cultura com um alto potencial para ser utilizada na biofortificação agronômica, considerando o acúmulo de Se, entretanto ainda são necessários estudos para compreensão com relação as doses de Se aplicadas e as possíveis interações com os demais nutrientes.

Nas últimas décadas a agricultura brasileira avançou para áreas de cerrado, formadas predominantemente por Latossolos. Solos naturalmente com baixa fertilidade natural e muito ácidos, porem apresentam alto potencial agrícola por serem susceptíveis a mecanização e apresentam características físicas ideais. Para alcançar patamares ideais de produção se faz necessário a correção e construção da fertilidade através da aplicação de insumos e manejo ao longo do tempo. Um insumo que vem apresentando bons resultados em Latossolos do cerrado brasileiro é o gesso agrícola, que quando aplicado ao solo ele se dissolve e influencia a descida de outros nutrientes para maiores profundidades, favorecendo o crescimento de raízes em maiores profundidades onde existe maior presença de água. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação de gesso agrícola em colunas de lixiviação (efeitos no efluente lixiviado e no solo), influencia na cultura do feijoeiro (produtividade, distribuição de raízes e acúmulos nas plantas) e a especiação química da solução do solo em lavoura comercial de café onde foi aplicado o gesso agrícola 76 meses antes. O trabalho foi realizado em casa de vegetação onde foi empacotado um Latossolo vermelho distrófico até a profundidade de 100 cm. Foram feitas colunas com 10, 20, 40, 60 e 100 cm de altura. Foi aplicado gesso na superfície nas doses equivalentes de 0, 1,5, 3, 7, 11 e 15, de tempos em tempos foi adicionada água em quantidade conhecida a fim de ocorrer as reações de dissolução do gesso agrícola. Nas colunas ao fundo de cada uma foi coleta um extrato onde foram avaliados condutividade elétrica, pH e os teores dos elementos Ca, Mg, K e S. Nas colunas de 100 cm de altura foi implantada a cultura do feijoeiro onde ao final do seu ciclo foi realizada analise da parte aera, e dos grãos assim como produtividade e distribuição de raízes ao longo das diferentes profundidades. Na parte em campo contou com 4 doses de gesso (0, 7, 14 e 56 t ha-1), sendo as amostras de solo coletadas aos 76 meses após a aplicação dos tratamentos, nas seguintes profundidades: 0,15 a 0,25m, 0,35 a 0,45m, 0,75 a 0,85m, 1,25 a 1,35m, 1,65 a 1,85m e 2,25 a 2,45m. Em todas as amostras, foram extraídas as soluções do solo, nas quais se avaliou a especiação química das bases Ca, Mg e K, bem como do ânion sulfato presente na solução. Os valores de condutividade elétrica diminuíram com o aumento de água acumulada aplicada e o os valores de pH não foram influenciados pelas doses de gesso agrícola. Os teores de Ca e S aumentaram no perfil do solo à medida que aumentaram as doses até próximo a 60 cm de profundidade. O Mg foi lixiviado à medida que se aumentou as doses de gesso aplicadas. O K foi lixiviado até 100 cm porem não houve diferença entre os tratamentos. Os teores de Ca, Mg, K e SO42- aumentaram nas camadas mais profundas do solo de acordo com as doses de gesso aplicadas. Os teores foliares e no grão de Ca e S aumentaram de acordo com as doses aplicadas e os tores de Mg e K diminuíram. A produção de parte aera do feijão apresentou comportamento quadrático aumentando até a dose de 10,48 t ha-1, a produtividade do feijão aumentou de forma linear até a dose de 15 t ha-1. Na parte de campo para todas as doses de gesso e profundidades, que a maior parte dos elementos avaliados se encontra na forma livre na solução do solo (Ca2+, Mg2+, K+ e SO42-), corroborando com as avaliações realizadas aos 16 meses após a aplicação do gesso.

Os equipamentos e análises utilizados no estudo de organismos do solo estão em constante evolução. Rotineiramente são utilizados microscópios para a condução de algumas destas análises. Embora bastante difundidos, estes equipamentos podem possuir custo bastante elevado. Um dos componentes que pode contribuir significativamente para esta realidade é o estágio automatizado, que, apesar de sua grande utilidade, pode custar até dezenas de milhares de reais. Uma das estratégias que podem ser utilizadas para superar esta barreira é a utilização de estágios automatizados desenvolvidos no escopo da ciência aberta. Com a adoção desta abordagem o pesquisador pode montar o próprio estágio através de softwares e hardwares livres,  o que torna a aquisição de um microscópio com estágio automatizado (que aumentará a capacidade de análise em relação a um microscópio tradicional) mais favorável em termos financeiros. Além disso, há a possibilidade de personalização do equipamento às condições locais (de disponibilidade de peças que venham a compor o microscópio), bem como as condições da amostra. Esta adaptabilidade se torna fundamental no estudo de nematoides parasitas de plantas já que, tradicionalmente, a visualização de raízes parasitadas se dá em lâminas não convencionais, de maiores dimensões, não compatíveis com as dimensões dos estágios usualmente utilizados em microscópios comuns. Há de se ter em mente que um dos usos principais que se dá a um estágio automatizado é o escaneamento digital de amostras. Nesta estratégia, múltiplas imagens (que representam a totalidade da amostra ou de uma região de interesse) são geradas sendo necessário uma estratégia de junção destas imagens, de forma que, em última instância, seja ampliado o campo de visão em relação à amostra. Além de usar equipamentos em constante mudança, a análise de organismos do solo também está sujeita a mudanças nas metodologias utilizadas. Recentemente vem crescendo o uso de ferramentas de aprendizado de máquina nestas análises como por exemplo no estudo de bactérias, nematóides e fungos presentes no solo, já que uma série de análises outrora realizadas manualmente, repetidamente, que necessitam de mão-de-obra altamente especializadas e dispendiosas em termo de tempo podem ser substituídas pelo uso de algoritmos treinados para cada uma destas tarefas. Visando contribuir para a popularização do uso de estágios automatizados e de estratégias que envolvem visão computacional (uma sub-área do aprendizado de máquina) apresentamos nesta dissertação dois estágios automatizados de baixo custo (o primeiro reaproveitando um microscópio de campo claro presente no Laboratório de Microbiologia do Solo da Universidade Federal de Lavras, e o segundo um microscópio de baixo custo com estágio automatizado que proporciona o escaneamento total de lâminas contendo raízes parasitadas por nematoides), algoritmo de medição de nematoides contidos em imagens, bem como de seleção de regiões na lâmina escaneada que continham estes organismos para posterior junção e ampliação do campo de visão destas regiões e um algoritmo de segmentação de hifas de fungo micorrízico arbuscular presentes em imagens de raízes. Para a confecção dos softwares de controle dos estágios e para os algoritmos de seleção e medição dos nematoides, foi utilizada a linguagem de programação Python. Para o algoritmo de segmentação das hifas também foi utilizada a mesma linguagem. Foram obtidos resultados satisfatórios na reconstrução de regiões contendo nematoides, bem como para as medições destes organismos e a segmentação das hifas de fungos micorrízicos. Acreditamos que nossa abordagem e os resultados aqui apresentados são importantes para a popularização do uso de estágios automatizados e de ferramentas de aprendizado de máquina para o estudo de organismos do solo. 

A Floresta Nacional (FLONA) de Carajás, situada na Amazônia brasileira, contém uma

importante e abundante província mineral, com reservas contendo teores acima de 65% de Fe.

No entanto, a atividade minerária tem intensificado a perda de áreas de floresta nativa, e a

revegetação das áreas mineradas deve atender aos requerimentos legais. A revegetação

promove benefícios diretos e indiretos ao solo, entre os quais: a introdução de C ao sistema, a

ciclagem de nutrientes, o sequestro de CO 2 e um progressivo incremento nos serviços

ecossistêmicos, com maior presença de processos mediados pelos microrganismos do solo.

Nesse contexto, esta dissertação de mestrado teve o objetivo de investigar as respostas da

biomassa e atividades da comunidade microbiana aos efeitos da revegetação, além de

compreender o efeito de fatores abióticos do solo nessas respostas. Diante disso, foram

avaliadas quatro cronossequências de reabilitação sob influência da mineração de Fe na

FLONA Carajás, PA, Amazônia oriental brasileira. As amostras de solo foram coletadas em

Sandstone II, Northwest II e South IV e analisadas nos anos de 2016, 2017, 2018 e 2019. O

solo coletado seguiu para caracterização química, de textura e análises microbiológicas.

Foram avaliados o carbono da biomassa microbiana, respiração basal, quociente metabólico,

proteína do solo relacionada à glomalina facilmente extraível e atividades enzimáticas do solo

(β-glicosidase, fosfatase ácida, urease e hidrólise do diacetato de fluoresceína). Os resultados

foram submetidos a análise de variância (ANOVA) teste de Tukey (p&lt;0.05) e análise de

componentes principais (PCA). Também foi aplicada a técnica de ordem de preferência por

similaridade com uma solução ideal (TOPSIS) nos dados de 2016 e 2018, para a geração de

índices de qualidade do solo (IQS) das cronossequências com base em variáveis selecionadas.

Os resultados de IQS foram submetidos a análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey

(p&lt;0.05), e foi aplicada a correlação de Pearson entre variáveis, o tempo de revegetação e o

IQS. Os dados obtidos indicam a reabilitação das áreas revegetadas, principalmente aquelas

em estágio intermediário e avançado, que se aproximam às condições de referência. Foi

possível constatar o retorno dos processos e funções ecológicas desempenhados pelos

microrganismos do solo nas cronossequências, contribuindo para o sucesso da reabilitação.

O Brasil é o maior produtor mundial de café, com expressiva contribuição para economia nacional. Apesar disso, a produção brasileira enfrenta desafios, como a ocorrência de períodos prolongados de estiagem e a expansão de lavouras cafeeiras em solos rasos, como os Cambissolos. Lavouras sobre esta classe de solo estão sujeitas a perdas de produção devido a sua baixa fertilidade físico-hídrica, sobretudo quando não manejadas adequadamente. O preparo mecânico do sulco de plantio, como parte de um sistema de manejo, constitui uma etapa crucial para o adequado estabelecimento da cultura. Avaliações de qualidade física do solo à longo prazo nesses sistemas de preparo ainda são requeridas para a correta recomendação técnica. No entanto, essas avaliações geralmente demandam grande número de amostras, o que além de oneroso, pode causar a destruição do corpo sob estudo, podendo inviabilizar pesquisas de longa duração. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar as condições físicas de sulcos de plantio de cafeeiro através de métodos menos intrusivos e destrutivos. O experimento foi instalado em área localizada no município de Nazareno-MG. O plantio foi realizado no dia 23 de dezembro de 2015, com a cultivar Catuaí Vermelho – IAC 99 (Coffea arabica L.). O espaçamento adotado foi de 3,6 m entre linhas e 0,75 m entre plantas. Para abertura dos sulcos de plantio, que distingue os tratamentos, foram utilizados três tipos de implementos: no T40 foi utilizado um sulcador para o preparo do solo até 40 cm de profundidade; para o T60 foi utilizado uma enxada rotativa para preparo até 60 cm; e no T80 foi utilizado um subsolador para preparo até 80 cm e enxada rotativa para revolvimento do solo até 60 cm. As avaliações em campo foram realizadas em dezembro de 2019, onde foi determinada a resistência à penetração de perfis de sulcos de plantio até 60 cm de profundidade com a utilização de um penetrômetro de impacto. Amostras foram coletadas para o ajuste de curvas de retenção de água (CRA) e um modelo de Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) em função do Grau de compactação do solo (GC). Por meio das análises de penetrometria realizada em campo e em laboratório foi possível predizer o GC desses perfis. Amostras com estrutura preservada foram coletadas em duas trincheiras escolhidas ao acaso para realizar uma análise de correlação entre os resultados observados e preditos por meio da penetrometria. Verificou-se correlação linear positiva forte (r=81). O aumento do GC acarretou mudanças significativas no perfil das CRAs. O IHO aumentou em decorrência do aumento do GC até 80%. A porosidade de aeração foi o primeiro fator limitante, seguida pela impedância mecânica do solo. Valores de GC próximos ou acima de 88% representam uma condição de extrema limitação física. Os métodos de preparo mecânico do sulco de plantio foram determinantes para garantir uma melhor fertilidade físico-hídrica. Os tratamentos cujo preparo do sulco de plantio foi realizado com enxada rotativa apresentaram maior volume de solo potencialmente explorável pelas raízes.

Palavras-chave: cafeicultura; solos rasos; preparo do solo; fertilidade físico-hídrica.

A erosão é uma das principais causas de degradação do solo e conhecer a origem dos sedimentos e os processos que agravam o problema é um dos objetivos da conservação do solo. Neste sentido, diferentes sensores têm contribuído para o avanço nessas pesquisas, possibilitando a determinação da origem de sedimentos, por exemplo, em bacias hidrográficas, unidades fundamentais na conservação do meio ambiente. Os objetivos deste trabalho foram identificar a origem dos sedimentos depositados em área de várzea de uma sub-bacia hidrográfica utilizando a abordagem do fingerprinting, e avaliar dois sensores proximais na identificação das fontes de sedimentos: o espectrômetro portátil de fluorescência de raios-X (pXRF) e o suscetibilímetro. A seleção das variáveis traçadoras dos sedimentos, preconizada pela abordagem do fingerprinting, baseou-se no conhecimento pedológico e os elementos selecionados foram Fe, Si, Al, Ti e Zr. A área de contribuição de sedimentos é constituída de dois materiais de origens contrastantes, gabro e granito-gnaisse, sobre os quais se desenvolveram um Latossolo Vermelho Distroférrico típico (LV) e um Argissolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico (PVA), respectivamente. Na área de contribuição de sedimentos, coletaram-se 35 amostras na camada superficial do solo (0-2 cm), em malha regular de 50 metros. Já na área de deposição, coletaram-se 24 amostras, em malha regular de 7 metros. A determinação das fontes de sedimentos foi realizada através de variáveis topográficas e pela análise estatística de cluster, um algoritmo que classifica objetos em grupos (cluster) de acordo com a similaridade e diferença entre eles. Mapas de relevo e de fluxo acumulado foram confeccionados a partir do modelo digital de elevação (MDE) gerados de curvas de nível de um metro de distância vertical. A análise de variáveis topográficas e a análise de cluster indicaram que o Argissolo, o solo mais suscetível à erosão, foi o solo que mais contribuiu como fonte de sedimentos. O pXRF forneceu variáveis mais eficientes na detecção das fontes de sedimentos, mostrando que os elementos traçadores Fe, Si e Al, usados conjuntamente na análise de cluster, se assemelhavam às amostras de PVA. Os resultados apontam para a eficiência e praticidade do uso de sensores proximais na identificação de fonte de sedimentos em sub-bacias hidrográficas. Além disso, essas técnicas reforçam a importância de adoção de práticas conservacionistas em solos que se encontram em terrenos acidentados, em especial nos solos mais suscetíveis à erosão, visando a prever, controlar e monitorar os efeitos antrópicos causadores da erosão hídrica à montante e à jusante de sub-bacias hidrográficas.

Palavras-chave: suscetibilidade magnética; fluorescência de raios-X; conservação do solo; fingerprinting.

GENERAL ABSTRACT.Plant breeding programs seek to obtain genotypes with high yield, yield stability, and wide adaptability to growing environments. The selection of genotypes of microorganisms for adoption as agricultural inoculants has a similar objective. In both cases, the genotype-environment interaction makes it difficult to select materials adapted to highly diverse edaphic and climatic conditions. However, with suitable biometric techniques, variation in the response of each genotype in the environments can be analyzed, allowing selection of those with the desired standard and type of response. For that purpose, Toler and AMMI (additive main effect and multiplicative interaction) modeling and the Annicchiarico methodology were used together with genotypes of nitrogen fixing bacteria in symbiosis with cowpea (Vigna unguiculata) and common bean (Phaseolus vulgaris) in seven and eight environments, respectively, to determine their adaptabilities and phenotypic stabilities. The response patterns of the symbiont strains for common bean were furthermore determined in four plant cultivars, which composed the 16 macroenvironmental components of the genotype(G)-environment(E)-cultivar(C) interaction (GEC interaction). This research showed that the Toler and AMMI models and the Annicchiarico method accurately estimated the effects of adaptability and phenotypic stability of nitrogen fixing bacteria symbiont strains for inoculation in leguminous plants. It is recommended that these biometric techniques be used simultaneously for approval of new strains. High adaptability and the potentials of phenotypic stabilities of the genotypes INPA03-11B (of Bradyrhizobium elkanii) and UFLA03-164 (B. uaiense) for cowpea and UFLA02-127 (of Rhizobium sp.) for common bean were confirmed. They were the ones that least contributed to the interaction, with yield capacity equivalent to that from fertilization with high doses of mineral N. They have a foreseeable response and ability to benefit from positive environmental stimuli, but are little to not at all affected by environments of unfavorable quality. They exhibit characteristics idealized by soil microbiologists, by inoculant producers, and by farmers that desire satisfactory yields, with minimal oscillation (under high stability), even with low inputs. INPA03-11B has already been approved as an inoculant by the Brazilian Ministry of Agriculture (MAPA); UFLA03-164 and UFLA02-127 have potential for inclusion as inoculants approved for commercial use for cowpea and common bean, respectively. In addition to UFLA02-127, whose good performance does not depend on the environmental condition and the host cultivar, other strains of Rhizobiumunder the UFLA code tested have yield capacity and adaptabilities higher than those of the CIAT899 strain (of Rhizobium tropici) currently approved as an inoculant for common bean in Brazil. The results from CIAT899, however, are enhanced under more stressful conditions and when the host is the Madrepérola cultivar.This was the first time that these biometric techniques were applied for rhizobia selection in field studies.

O inibidor de urease NBPT tem sido utilizado de forma crescente devido a maior possibilidade de redução de perdas de N-NH3 e assim, proporcionar aumento no uso eficiente da ureia. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade de diferentes tecnologias de inibidores de urease durante o seu armazenamento e sua eficiência após aplicação no solo em locais distintos no propósito de aumentar o uso eficiente de N pela cultura do milho. Os fertilizantes nitrogenados utilizados neste estudo foram: 1) Ureia granulada (U_GRAN); 2) Ureia + NBPT + NPPT (U_NBPT1); 3) Ureia + aduto de NBPT (U_NBPT2); 4) Ureia + NBPT (U_NBPT3); 5) Ureia + NBPT (U_NBPT4), ambos com 46% de N. A quantificação da concentração do NBPT foi realizada por cromatografia líquida, em aparelho, modelo HP1100 Agilente, com detector de arranjo de diodos (DAD). nas mesmas amostras usadas para adubação em campo, foram retiradas sub amostras para realização do teste de armazenamento dos fertilizantes utilizados em cada tratamento durante 6 meses. Os experimentos foram realizados simultaneamente em três áreas distintas: o experimento I foi conduzido em Lavras, experimento II em Ingaí e experimento II em Luminárias. Os resultados do teste de armazenamento dos fertilizantes utilizados neste experimento mostraram que as concentrações dos inibidores na Ureia diminuíram ao longo dos 6 meses de armazenamento. As tecnologias dos fertilizantes foram eficientes na redução da volatilização em relação da ureia em ambas áreas experimentais. Nos resultados obtidos para avaliar o pH, podemos notar que nos primeiros dias após aplicação de N, houve um aumento do pH em todas as áreas estudadas, em relação ao pH inicial do solo para todos os tratamentos. O acúmulo de N na planta na área de Luminárias foi 32% superior às demais áreas experimentais estudadas. A produtividade de grãos em ambas as áreas experimentais não foi influenciada pela interação entre fonte e doses e nem para o efeito isolado de fontes.  O tratamento UNBPT1 apresentou maior concentração residual de NBPT durante os 6 meses de armazenamento, devido ao maior tempo de meia vida (4,7 meses). E nos testes em campo, esta foi a tecnologia que apresentou menor perda acumulada na área 2. A umidade, precipitação e altas temperaturas, foram os fatores que mais influenciaram na volatilização de N-NH3 em ambas as áreas estudadas. Os resultados apresentados neste estudo, mostraram que as eficiências dos inibidores foram distintas em cada área experimental. Tal comportamento, pode estar relacionado à adaptação das tecnologias à diferentes condições edáficas e climáticas. O uso combinado de tecnologias com o propósito de reduzir a volatilização de N, mostrou ser importante. Contudo, a eficiência das tecnologias com mais de um aditivo, pode ser influenciado de acordo com as propriedades do solo e condições climáticas do local.

The soil parent material has been raised as one of most important soil forming factor driving soil formation in Minas Gerais state. Such region presents a great geological complexity, along with different geomorphological landscapes and soil types. However, one main source of parent material information would be geologic maps, which in turn are not found in a detailed scale and are found in a polygon format, reducing the amount of information when compared with continuous pixel-based maps. In order to improve the information of parent material, rather than geology types, aerogeophysical data will be explored in the south of Minas Gerais state, Brazil. The general purposes of this study is to deliver accurate pixel-based digital images utilizing freely airborne data of radionuclides (K, eU and eTh), and magnetic susceptibility. For that, the performances of different geostatistical analysis (ordinary kriging, cokriging, and regression kriging) will be compared for spatial prediction. In addition, the establishment of predictive models by means of machine learning (logistic regression models and knowledge discoverer based on fuzzy logic), in order to recognize the patters of parent material by means of geophysical data will be accomplished. The South of Minas Gerais state contains a total area of approximately 52982 km2. A total of 480 georeferenced soil profiles some with geology, parent material, current land use and erosive process information compiled from multiple sources will be used for validation.

A plintitização é o processo pedogenético onde o Fe, ao ser reduzido, é solubilizado e translocado no perfil, re-precipitando quando em condições mais oxigenadas. Dessa forma, acumulam e agem como cimentante com outras partículas do solo até formação da plintita. As práticas destinadas a promover o desenvolvimento agrícola dependem do conhecimento do solo relacionados aos atributos morfológicos, químicos, físicos e mineralógicos, e estes estão interligados a gênese do solo. No Mali, onde o deserto do Saara ocupa sua maior área, apenas uma pequena porção de terra com ocorrência de precipitação suficiente para sustentar a atividade agrícola, majoritariamente de sequeiro, é situada em vastas áreas de solos com ocorrência de plintita e petroplintita. Este trabalho teve como objetivo classificar e caracterizar solos plínticos de duas áreas da região de Sikasso, no Mali, auxiliando assim a entender as opções de viabilidade de manejo para estes solos, bem identificar as formas de Fe e como estas podem atuar na dinâmica de nutrientes para as plantas. Os solos foram caracterizados conforme seus atributos morfológicos, físicos, químicos, formas de Fe e elementos associados, teor elemental total e uso de sensor de cores. Foi feita a correlação de Pearson entre os dados, como regressão para possibilitar a predição por sensores próximos. Os solos plínticos possuem viabilidade para produtividades satisfatórias, com ressalvas ao nível tecnológico e cuidados estratégicos para o cultivo, sendo o uso de sensores próximos um importante aliado. As formas de Fe dos solos plínticos estudados são importantes compartimentos de íons e são dependentes da dinâmica pedogenética dos mesmos.

Anthropogenic activities such as inadequate disposal of wastewater, application of pesticides, and mining are among the most relevant for soil enrichment with heavy metals. To improve soil remediation and ensure food quality in areas affected by heavy metals, three different studies were conducted. The first study evaluated how exposure to Zn and/or Cd affects the growth of andropogon grass (Andropogon gayanus Kunth) plants (originally found in metal contaminated areas from zinc mining site). Plants were cultivated for seven weeks in a nutrient solution treated with Zn (142.3–854.0 μM) or Cd (0.9–13.3 μM) separately or combined with a molar ratio of 64:1 (Zn:Cd). A control treatment was grown in a solution without Cd. At the end of the experiment, the root dry weight was not affected by the addition of the metals and Zn provided a higher shoot dry weight (up to 160%) relative to control. Andropogon grass tolerated both metals better separately than when applied together. The andropogon grass was tolerant to the doses tested, and it has the potential for recovering metal contaminated areas. The second study evaluated the potential of HydroPotash (HYP), a novel potassium-fertilizer formed from the hydrothermal alteration of K-feldspar in immobilizing heavy metals from aqueous solution. HydroPotashs in natural suspension pH removed 63.8-99.9% Zn, 20.6-40.7% Cd, and 68.4-99.7% Pb. HydroPotash was also tested and compared with commercial product zeolite to decrease soluble and exchangeable (DTPA) metal contents, increase fertility, microbiological activity and promote plant growth in contaminated soils from a zinc­smelting area. The experiment had a randomized design, with a factorial 3x4 (amendments x doses) scheme, using three soils/substrates with differing levels of contamination (soil_high, soil_intermediate, soil_low) and treatment control (soil without amendment application). The doses tested were 15, 30, 60, and 120 Mg ha^­1. Products were incubated with soil moisture close to the field capacity for 90 days. Increasing HYP doses resulted in effective reduction of the soluble contents of Cd, Zn, and Pb (up to 99.9% removal), decreased Cd phytoavailability (up to 93%), and annulled Al exchangeable content. HydroPotash increased soil pH; cation exchange capacity (CEC); nutrients available content; microbial biomass carbon and fluorescein diacetate hydrolysis. The soils were cultivated with Andropogon gayanus, Eucalyptus grandis, and Heterocondylus vitalbae in this order. All species tested started growing with HYPs application from dose 60 Mg ha^-1 and 15 Mg ha^-1, respectively, in Soil_high and Soil_intermediate. Plant shoot was negatively correlated with bioavailable Cd and Zn and positively with pH, CEC, and Ca content. Besides promoting plant growth, HYP reduced heavy metals (Cd, Zn) absorption by plants indicating that have potential use as an amendment in phytostabilization programs. The third study aimed to evaluate the HYP as a soil amendment to immobilize Cd in acidic soil and reduce the accumulation of Cd in rice tissues. The experiment was carried out in a greenhouse with a Cecil sandy loam soil (3 mg Cd kg^-1) under two soil water regimes: flooding (4 cm above the soil surface) or field capacity. Two hydrothermal materials (HYP-1 and HYP-2) were compared with zeolite, K-feldspar + Ca(OH)₂ (the raw material used for producing HYP), Ca(OH)₂, and control (without amendment). HydroPotashs, raw material, and Ca(OH)₂ increased pH and reduced soluble concentration of Cd (up to 99.7%) after 30 days of soil incubation. At flooded regime, independently of materials applied, plant growth was favored. HydroPotash reduced Cd content in rice biomass and grains.

The water erosion can increase as land use and soil cover changes through conversion of forest to pasture and agricultural crops. Rainfall erosivity is an indispensable factor in modeling. Rainfall erosivity is calculated based on its intensity, applying the Wischmeier and Smith equation, however due to the scarcity of detailed rainfall data from weather stations in many parts of the globe, researchers have proposed alternatives for the estimation of this factor. This thesis was divided into chapter, in the first chapter the RainfallErosivityFactor R package was developed as a tool for analyzing rainfall data and to calculate of the rainfall erosivity with accurately, quickly and efficiently. An example was provided for Pirassununga, SP, Brazil, using a 7-year rainfall dataset with 10-minute interval between measurements. In the second chapter, the method proposed by Wischmeier and Smith was compared with other equations used in several parts in the world to estimate the rainfall erosivity, aiming to select a consistent method for replace Wischmeier and Smith method for tropical conditions without acquiring intensity rainfall data. The tested methods included: modified Fournier, MF; modified Fournier by Zhang, MF-Z; modified Fournier by Men, MF-M; Rainfall Disaggregation, RD; TRMM Satellite with modified Fournier coefficient, TRMM-F; and TRMM Satellite with monthly rainfall, TRMM-M. The analyses were performed according to the Additive Main effects and Multiplicative Interaction (AMMI) model and Scott-Knott statistical tests. The assessed methods behaved differently for rainy, dry, monthly, and annual periods. The MF method proved to be capable to consistently replace the standard method in all aforementioned situations. Considering the driest period, any method can be used. For annual rainfall erosivity estimation, the RD, MF, TRMM-F, and TRMM-M methods can be applied; highlighting that TRMM-based methods can be a plausible alternative for locations without on-site rain gauges. Finally, in the third chapter, the aim was to assess the level of importance of the RUSLE factors for modeling soil losses in the Peixe Angical Reservoir drainage basin on the Upper Tocantins River, Brazil. Additionally, sediment exports values were also computed to identify areas where soil conservation practices were needed. To estimate soil losses the RUSLE model was coupled with GIS tools to calculate the product of factors R, K, LS, C. Assessment of the level of importance of each RUSLE factor was performed using a non-parametric machine learning algorithm Random Forest. Soil losses were then classified by erosion risk from very low (0 to 2.5 Mg ha^-1 yr^-1), to extremely high (greater than 100 Mg ha^-1 yr^-1). The level of importance of RUSLE factors was assessed in the following order: C > K > LS > R. Water erosion in the Peixe Angical Reservoir drainage basin increased over the years due to changes in land use, although soil losses in the majority of the basin were classified as very low. Additionally, although in small proportion, a trend towards the reduction of sediment export was calculated, other areas with null values of sediment increased through time in the basin. The change in land use must be minimized with soil conservation practices, enabling sustainable development.

Keywords: Water erosion; R software environment; Modified Fournier; Rainfall Disaggregation; TRMM; Land use; soil losses; sediment export.

 A escória ferrocromo é originada da produção de ligas ferrocromo, comumente utilizadas na produção de aço inoxidável. Devido ao seu alto teor de óxidos de Ca e Mg, a escória ferrocromo pode apresentar potencial em ser usada como corretivo de acidez em solos, além de fornecer nutrientes às plantas. No entanto, a presença de cromo na escória pode ser um fator limitante para tal utilização, o que necessita ser devidamente testado. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos da escória ferrocromo, em comparação com um calcário comercial, como corretivo de acidez e fonte de nutrientes (e.g., Ca e Mg) para as culturas de arroz e soja, as quais foram cultivadas em dois solos brasileiros discrepantes. Para isso, realizou-se o estudo de vasos em casa de vegetação, sendo a escória ferrocromo e o calcário comercial aplicados previamente aos solos (textura média e argiloso) em duas doses, para aumentar a saturação por bases dos solos para 50 e 100%. Considerando que cada cultura foi tratada como um experimento e que dentro de cada experimento os solos foram avaliados separadamente, o delineamento experimental em cada situação foi o de blocos inteiramente casualizados, constando de 2 produtos x 2 doses + 1 testemunha para cada tipo de solo, totalizando 40 vasos por cultura (4 repetições de cada tratamento). Foi realizada a adubação com N, P, K, S, B, Cu, Mo, e Zn nas doses 300; 200; 150; 50; 0,5; 1,5; 0,1; e 5 mg dm^-3 respectivamente. Para o arroz, foram semeadas 10 sementes e deixadas 3 por vaso após emergência, e para a soja foram semeadas 5 sementes e deixadas 2 por vaso após emergência. O experimento foi levado até o estágio final de maturação das culturas, nas quais realizaram-se as análises químicas (raiz, parte aérea e grãos), além de análises nos solos após o cultivo. Os dados demonstraram que a escória foi tão eficiente quanto o calcário em aumentar o pH dos solos e diminuir a saturação do Al³⁺ na menor dose aplicada nos dois solos cultivados com o arroz e a soja. Além disso, a escória foi capaz de fornecer Ca e Mg às plantas de arroz e soja, obtendo resultados semelhantes ao do calcário. De forma geral, o Cr presente na escória não se mostrou um problema para o desenvolvimento das plantas, sendo que não houve diferenças entre os tratamentos para os teores desse elemento encontrados nas folhas, parte aérea e raízes de ambas as culturas avaliadas, o que também foi verificado para os grãos de soja. Contudo, os teores de Cr nos grãos de arroz foram maiores quando a escória foi usada e tal resultado pode ter ocorrido devido as condições do estudo (em casa de vegetação) e a alta taxa de transpiração da cultura do arroz. Houve incremento nos teores de Cr nos solos com o uso da escória, porém, esses teores ficaram, na maioria dos casos, abaixo do valor de prevenção desse elemento no solo. Recomendam-se estudos futuros em condições de campo, principalmente com a cultura de arroz, no sentido de comprovar a eficiência da escória como corretivo de acidez e fornecedor de Ca e Mg, bem como para conhecer a real transferência e acúmulo de Cr em condições de campo.

Mercury (Hg) pollution poses global risks to human health and the environment. It is known that the exposure of plants to Hg can lead to several toxic effects, such as oxidative stress, reduced absorption of nutrients and interrupted photosynthesis. Hg is found in three oxidation states Hg⁰, Hg⁺ or Hg₂²⁺ and Hg²⁺, and different temperatures may affect the release of each form specifically. The biogeochemical cycle of Hg is characterized by several routes, and its volatilization from the soil and the water and its deposition in the environment stand out due to their environmental importance. Tropical soils, which are very weathered and rich in Fe and Al oxides, have increased retention capacity of Hg, and high concentrations of Hg in the soil are found in some of the Amazon biomes, even far from anthropogenic activities. The objective of this study was to evaluate the geochemistry of different soils of the Amazon biome, its relationship with the concentrations and species of Hg, and the use of the Random Forest (RF) classifier to determine the importance of the variables to estimating the concentrations of Hg in these soils. In addition, it seeks to elucidate the physiological modifications of the species Avena sativa (oat) and Phaseolus vulgaris (common bean) cultivated in Oxisols contaminated by Hg. Soil samples from nine sites in the Amazon biome were collected at three depths (0-20, 20-40, and 40-60 cm) in the states of Acre, Amazonas, Amapá, Pará, Mato Grosso, Rondônia, and Roraima, and the physicochemical characterization and mineralogy was determined for the use of the RF classifier as a prediction tool for Hg concentration in these soils. The quantification of total Hg (THg) and Hg species (Hg⁰, Hg⁺ and Hg²⁺) was performed through direct mercury analyzer (DMA-80) by thermosetting coupled to an atomic absorption spectrometer. As for the analysis of physiological modifications, the experiments were carried out in greenhouse in a Rhodic Acrudox (RA) and a Typic Hapludox (TH) with increasing concentrations of HgCl₂. At the end of the experiment, the impact of Hg on photosynthesis, nutritional status, and oxidative stress was determined. The Amazon soils presented in the clay fraction: kaolinite, goethite, hematite, gibbsite, and quartz, besides mica in the soils of Acre and in a soil of Amazonas. THg in the studied soils ranged from 21.5 to 208.3 µg kg^-1 (median of 103.9 µg kg^-1). Higher Thg values were found in one of the two locations in Amazonas (median of 160.3 ± 8.8 µg kg^-1 at the 0-20 cm depth) and in Pará (median of 149.1 ± 12.5 µg kg^-1 at the 0-20 cm depth) and the lowest levels were found in Mato Grosso (median of 39.0 ± 3.4 µg kg^-1). The use of RF was effective in the prediction of Hg. The most importance variables to the modeling were elevation, niobium (Nb) and Al₂O₃ content via portable X-ray fluorescence and magnetic susceptibility. The main Hg species found in soils is Hg²⁺, quantified at temperatures above 300 ºC. In respect to the experiments with plants, the lower Hg sorption in the TH soil resulted in toxicity-like responses, whereas acclimation-like responses were observed in plants cultivated in the RA. This evidences that soil physicochemical properties are key features to driving the Hg toxicity in Oxisols. The higher content of Fe and Al oxides provided high specific surface area in the soils found in the Amazon plains, and it is known that these oxides favor the greater retention of Hg in tropical soils. This is confirmed by the higher phytotoxicity of Hg in the TH, soil with lower clay content.

Cromo (Cr), dependendo do seu estado de oxidação, é um elemento potencialmente tóxico. A sua forma oxidada [Cr(VI)] é reconhecidamente tóxica aos seres vivos. No solo, vários fatores controlam as reações de oxi-redução de Cr e sua biodisponibilidade. Assim, objetivou-se com este trabalho avaliar a sorção e redução de Cr(VI) em solos de ocorrência típica no Brasil. Foram utilizadas amostras dos horizontes A e B de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico (PVAd), Cambissolo Háplico distrófico típico (CXbd), Latossolo Vermelho ácrico (LVw), Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho distrófico húmico (LVd). Os ensaios de sorção de Cr(VI) foram realizados pelo método batch, variando o pH (4, 5 e 6), a força iônica (FI) da solução (15 e 45 mmol L^-1) e o tempo de agitação (0,5; 4 e 24 horas). A relação solo:solução foi 1:100 - 0,3 g de solo em 30 mL de solução de Cr(VI) com concentrações iniciais crescentes (Ci) de 0 a 1,5 mmol L^-1. A quantidade de Cr sorvida pelas amostras foi calculada pela diferença entre Ci e a concentração remanescente na solução. Os dados foram ajustados ao modelo de Langmuir e obtida a capacidade máxima de sorção de Cr (Q_máx). No ensaio de redução, em condições laboratoriais, 40 g de solo foram contaminados com Cr(VI) na dose de 350 mg kg^-1 nas amostras dos horizontes A, e 200 mg kg^-1 nas amostras do horizonte B. As amostras do horizonte A foram mantidas incubadas nos seguintes intervalos de tempo: 0 (extração do Cr imediatamente após a contaminação), 12, 24 e 36 horas. Para as amostras do horizonte B, a incubação foi realizada com intervalos de tempo maiores: 0, 1, 2, 4, 8 e 16 dias. A incubação foi realizada em ambiente controlado utilizando câmara tipo BOD. Após cada tempo de incubação, a concentração de Cr(VI) remanescente no solo foi extraída e quantificada pelo método USEPA 3060a. O pH, FI e o tempo de agitação exerceram grande influência na capacidade de sorção de Cr(VI) dos solos. Os solos, em geral, sorveram maiores quantidades de Cr(VI) em condições mais ácidas, menor valor de FI e com tempo de contato mais prolongado. O verdadeiro efeito do tempo na sorção de Cr(VI) é comprometido em razão da possibilidade de redução do Cr ao longo do processo de agitação. Assim, a quantidade sorvida de Cr mencionada neste trabalho pode ter sido superestimada em razão da redução do Cr(VI) e não à sua sorção propriamente dita. Com essa ressalva, os Latossolos chegaram a apresentar Q_máx de até 2.000 mg kg^-1. Os teores de Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, argila e matéria orgânica (MO) foram os que apresentaram maior influência tanto na sorção como na redução de Cr(VI). Amostras dos horizontes A (mais ricas em MO) apresentaram elevada capacidade em reduzir Cr(VI). Considerando a instabilidade do Cr(VI) em solos, conclui-se com este trabalho que a determinação da sua capacidade máxima de sorção por métodos tipo batch, como feita para outros metais que não variam o estado de oxidação, é comprometida, principalmente em solos com maiores teores de matéria orgânica. Em ensaios tipo batch envolvendo Cr(VI), a especiação do Cr na solução de equilíbrio é importante. Ensaios com a contaminação artificial e incubação, seguida da extração de Cr(VI) podem trazer informações consistentes a respeito da dinâmica desse elemento no solo. A taxa de redução de Cr(VI) em solos, como mostrada neste trabalho, pode contribuir com trabalhos que visam a determinação de valores orientadores para Cr(VI). Além disso, sugere-se a partir deste trabalho que a investigação de áreas contaminadas por Cr(VI) requer a coleta de amostras, preservação da condição original, e repetição da análise no tempo, ou ainda, a amostragem na mesma área em tempos diferentes.

Complexing agents are largely used for agricultural and environmental applications. For years, synthetic aminopolycarboxilic acids, such as EDTA, have been the most common complexing agents used for these applications. However, aminopolycarboxylic acids are expensive and hardly degraded in the environment. Thus, the investigation of natural molecules that can act as complexing agents is essential for sustainable applications. This study aimed at understanding the chemical properties of complexes formed between several metals and low-molecular-weight organic acids, and testing some of these complexes for agricultural applications. Complexes were synthesized at laboratory conditions, using metals Fe, Mn, and Zn, as well as citric, tartaric, malic, and oxalic acids as complexing agents. The 1:1 and 1:2 stoichiometric ratios of reaction (SR; metal: ligand molar ratio) were tested. The chemical species formed were determined through Minteq software. Molecular structure and thermodynamic stability were determined through theoretical calculations, and the complexes were submitted to the Fourier Transformed Infrared Spectra (FTIR analysis). The chemical characterization showed that complexed metal fraction, stability, and solubility depended on reaction stoichiometry, metal type, and complexing agent type. Oxalic acid was the smallest molecule used, and its complexes were predominantly of the 1:2 stoichiometry, presenting very low solubility and high stability. Citric and malic acid formed highly soluble complexes. Malic acid only formed 1:1 stoichiometry complexes with all metals and both stoichiometries tested. Citric and tartaric acid tended to form 1:2 complexes with Zn and 1:1 complexes with Mn and Fe. Considering the metals tested, the Fe complexes were more stable than Mn and Zn complexes. The chemometric partial least square technique was used to test the possibility to predict complex properties from spectra. Solubility and complexed-metal fraction were adequately predicted from FTIR spectra. The use of iron complexes as Fe sources in foliar application to maize and nutrient solution addition to soybean and maize was tested in greenhouse experiments. Foliar application of Fe-tartrate and Fe-citrate at 1:2 SR promoted similar plant growth and better Fe nutrition than the application of Fe-EDTA and FeSO₄. When applied in the nutrient solution, iron-organic acid complexes kept less iron in the complexed form than EDTA. The effectiveness of complexes in promoting Fe accumulation and plant growth depended on plant species. Despite showing low complexation capacity, the Fe-tartrate at 1:2 SR promoted suitable Fe nutrition in maize plants. As for soybean, Fe-oxalate complexes promoted growth and Fe accumulation in plants similarly to that of the Fe-EDTA treatment.

Soil, as a synthetic body, is the result of complex environmental interactions occurring across time and different geographic scales. Its functions are critical to maintaining ecosystem services, such as water redistribution and water storage, nutrient cycling, food production, carbon storage and sequestration, and climate regulation. The knowledge of soil geographic distribution and its relation with landscape dynamics are of paramount importance to sustaining such functions. Digital soil mapping  (DSM) methods are intended to solve spatial association models that relate geographic occurrence of soil to soil-forming factors, namely: parent material, topography, climate, organisms, and time. Remotely sensed data are essential to parametrize such models, since they offer measurements of land surface features, both in time and geographic frames. However, despite the good performance of the assimilation of data from optical remote sensors with laboratory analysis and field data into DSM, accessing soil properties under vegetation cover via remote sensing methods still represents a challenging task. Therefore, this research intended to evaluate a method to assess the response of vegetation greenness (VG) to soil condition based on the following hypotheses: a) Modulation of surface reflectance of vegetation is controlled by soil condition and properties related to water dynamics, b) this feature can be measured based on remotely sensed data and a time-spectral signature of vegetation response associated to mentioned soil properties can, therefore, be retrieved, c) elucidation of this relationship can be applied to produce time-synthetic covariates for DSM. Although the initial hypothesis was partially verified statistically, VG temporal signal may not reflect exclusively the effects of water availability and other factors can act as vegetation ‘stressors’ affecting its spectral properties, such as the interaction of soil fertility, toxicity, and taxonomic class. Results of this approach demonstrated that the addition of seasonal variability of vegetation greenness can be applied to access soil subsurface processes, as well as their use as covariates in DSM.

A utilização de espécies leguminosas como Crotalaria spectablilis e Stizolobium aterrimum em simbiose com rizóbios eficientes na adubação verde é promissora, pois pode maximizar a produção de fitomassa enriquecida com nitrogênio (N) através da fixação biológica de nitrogênio (FBN). Estudos prévios apontam eficiência simbiótica de rizóbios que poderia ampliar a relação de estirpes aprovadas como inoculantes para C. spectablilis e S. aterrimum demandando avaliações em campo para confirmação dos bons resultados verificados em casa de vegetação. Diante disso, foram objetivos desse estudo: i) avaliar as eficiências simbiótica e agronômica de novas estirpes de Bradyrhizobium em C. spectablilis e S. aterrimum, em vasos com solo e em campo, visando corroborar sua indicação como inoculantes para essas espécies; ii) determinar, através de uma marcha de FBN, a contribuição  das novas estirpes de Bradyrhizobium no acúmulo de N na fitomassa da C. spectabilis em quatro épocas de corte para incorporação no solo e, iii) verificar a contribuição da S. aterrimum inoculada como adubo verde para o milho silagem subsequente. Os experimentos foram realizados em Lavras-MG, sempre em blocos ao acaso, com quatro repetições, sendo que para C. spectabilis em campo também se adotou esquema de parcelas subdivididas. Em vasos, a eficiência dos tratamentos, para ambos os adubos verdes, foi avaliada aos 60 dias após semeadura (DAS), e também aos 140 e 100 DAS para C. spectabilis e S. aterrimum, respectivamente. Essa última também foi avaliada aos 170 DAS (florescimento) em campo. A contribuição de S. aterrimum inoculado e com adubação de arranque também foi avaliada na eficiência agronômica do milho silagem subsequente, em campo. As estirpes UFLA05-03, UFLA05-09 e UFLA05-14 são eficientes em C. spectabilis, possuindo potencial biotecnológico como inoculantes para a espécie; a inoculação em C. spectabilis aumenta a produção de fitomassa enriquecida em N, permitindo sua incorporação antes do florescimento, para beneficiar a cultura posterior. As novas estirpes inoculadas em S. aterrimum aumentam a produtividade de fitomassa enriquecida em N destinada à adubação verde; palhadas de S. aterrimum com adubação de arranque e inoculadas com as estirpes UFLA05-19, UFLA05-20, BR2811 e INPA104A incrementam a produtividade do milho silagem.

O levantamento de solos fornece subsídios para diversas aplicações. Assim, este trabalho teve como objetivos: i) definir um método por meio de análises de grupamento para delineamento de zonas de manejo com base em dados de solos e da lavoura cafeeira, coletados em áreas com glebas definidas e adaptar este método em um manejo de cultura já implantado, ii) caracterizar os solos, o clima, bem como verificar sua relação com a composição dos Vinhos de Inverno produzidos em sete vinhedos comerciais da cultivar Syrah, iii) busca de áreas similares à unidades de mapeamento de solos que englobam vinhedos da região Sul de Minas Gerais e verificar a relação entre os vinhos e uvas produzidos em dois vinhedos de referência. Na primeira parte deste estudo, foram realizadas uma série de testes envolvendo seleção de variáveis pela Random Forest, redução da dimensionalidade por análise de componentes principais (PCA) e análise fatorial para dados mistos (FAMD), finalizando com a geração de grupamentos pela análise hierárquica em componentes principais (HCPC). As variáveis mais importantes para explicar a produtividade  e assim comporem o delineamento de zonas de manejo, classificadas pela Random Forest foram idade da cultura, densidade da cultura, fração silte e conteúdo de matéria orgânica do solo. A PCA explicou variância total de 76,1% nas duas primeiras dimensões. Três grupamentos com diferença estatisticamente significativa na produção de café foram delineados pelo HCPC. Em geral, foi encontrada a seguinte sequência de grupamentos gerados (1à2à3), aumentando a idade da cultura e o conteúdo da fração de silte, e diminuindo na produtividade e densidade da cultura. Na segunda parte deste estudo, foi realizada a caracterização climática e dos solos em sete vinhedos comerciais, incluindo a classificação dos solos, análises químicas, físicas e mineralógicas, bem como a identificação do material de origem dos solos dos vinhedos. Também foi caracterizado o perfil qualitativo de vinhos da videira Syrah. Quatro grupos de vinhedos foram formados a partir de suas similaridades quanto a características edafoclimáticas: a) solos com elevados teores de areia em superfície, em locais com elevada precipitação pluvial originaram vinhos com menor pH; b) Solos com teores homogêneos de argila ao longo do perfil, em vinhedos com elevada amplitude térmica apresentaram valores intermediários para a maioria dos compostos do vinho; c) solos rasos e jovem com elevado teor de areia, em vinhedo com baixa precipitação e elevada temperatura produziu vinho com o maior teor de flavanol. Este vinho também possui elevados teores da maioria dos demais compostos avaliados; d) solos profundos, com o basalto como material de origem, está relacionado a vinhos com os teores mais elevados da maioria dos compostos, no entanto, isto se dá em função da colheita tardia realizada neste vinhedo. As condições edafoclimáticas foram importantes para a caracterização da tipicidade dos vinhos e, tais condições associadas ao manejo da dupla poda permitiram a produção de vinhos de qualidade, comparativamente com vinhos de regiões vitícolas mundialmente tradicionais. A terceira parte deste trabalho envolve a extração de informações climáticas, geológicas e de terreno de unidades de mapeamento de solos que contêm vinhedos comerciais em dois municípios em Minas Gerais. Tais informações foram aplicadas, por meio da lógica fuzzy e vetores de similaridade em uma área de interesse (Área de procedência), a fim de verificar áreas com maior similaridade em relação às condições extraídas das unidades de mapeamento (mapa de solos). A maioria das variáveis das duas unidades de mapeamento, principalmente a temperatura média, precipitação e evapotranspiração são muito semelhantes. As unidades de mapeamento se diferem principalmente em termos da maior altitude em Três Corações e pelos diferentes materiais de origem do solo.

A castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa) é considerada um dos produtos não madeireiros mais importantes da região Amazônica, visto que suas amêndoas constituem um alimento apreciado pelas comunidades locais e internacionalmente. A amêndoa da castanha-do-brasil é reconhecida no mundo inteiro como o alimento mais rico em selênio (Se), porém há também estudos reportando elevados níveis de Bário (Ba). No mundo inteiro, há situações tanto de deficiência, como de toxidez de Se em solos, com reflexo nos teores presente nos alimentos cultivados nestes solos e que ingerimos diariamente. O mesmo ocorre para o arsênio (As) e Ba, sendo que o primeiro se torna importante devido à região situar-se em uma bacia cujos solos sofrem influência de sedimentos (vulcânicos) dos Andes. Já o interesse com o Ba se deve a evidências da presença do mineral holandita (Ba₂Mn₈O₁₆) em quantidades razoáveis em solos Amazônicos, que hipoteticamente é a causa para elevadas concentrações deste elemento na castanha-do-brasil. Portanto, o presente estudo busca conhecer melhor e caracterizar geograficamente os teores de Se, Ba e As e sua disponibilidade presentes em solos da região Amazônica, e verificar a acumulação na castanha-do-brasil, bem como sua distribuição espacial nas sementes, e finalmente quantificar a fração bioacessível destes elementos em amêndoas provenientes de diversos sítios da região Amazônica. Amostras de solo e amêndoas foram previamente coletadas em seu ambiente natural de produção em floresta nativa e em cultivos estabelecidos em diferentes regiões da bacia Amazônica durante a época de colheita da castanha na região entre 2014 e 2016, abrangendo sítios nos estados do Acre, Rondônia, Mato Grosso, Amazonas, Roraima, Amapá e Pará. Foram realizadas análises de teores totais de Se, Ba, As e outros elementos traços relevantes no solo e em castanhas, das frações disponíveis e solúveis de Se e As no solo, bem como análises de bioacessibilidade in vitro de Se e Ba na castanha-do-brasil com simulação do trato gastrointestinal mediante técnica padronizada. Para complementar, foi feito um estudo de mapeamento em 2D utilizando duas técnicas complementares de µ-XRF (equipamento de bancada e luz síncrotron) para verificação da distribuição espacial de Se, Ba, Br, S e P em amêndoas de castanha-do-brasil. Por fim, o presente estudo que constitui em tese de doutorado, representa uma oportunidade para aumentar o conhecimento de componentes importantes da região Amazônica que é o solo como recurso natural importante à vida e a castanha-do-brasil, visando fornecer subsídios para formuladores de políticas públicas, para reformulações de recomendações nutricionais da castanha e derivados, informações críticas para engenheiros agrônomos, planejadores de segurança de alimentos e nutrição, ampliando as possibilidades para futuras pesquisas na região. As informações a serem fornecidas são necessárias para um melhor uso do solo e da castanha-do-brasil como fonte de subsistência, visando evitar problemas de deficiência de Se ou eventual toxidez com Se, Ba e As pela população.

Castanha-do-brasil. Nutrição. XRF. Bioacessibilidade. Geoquímica. Amazônia.

A compactação é o principal processo de degradação física do solo. O processo é definido como uma redução no volume do solo parcialmente saturado induzida por causas antropogênicas que reduzem o espaço dos poros pela expulsão do ar. Nos últimos anos, novas técnicas e métodos, tanto de laboratório quanto de campo, têm contribuído para um novo enfoque da avaliação da estrutura dos solos agrícolas. A avaliação ocorre com base na pressão de pré-consolidação (σp), que é determinada a partir da curva de compressão obtida pelo ensaio de compressão uniaxial. O presente trabalho teve como objetivos determinar qual é o tempo adequado de aplicação das pressões durante o ensaio de compressão uniaxial, visando aperfeiçoar o tempo de duração destes (artigo 1) e verificar se a aplicação de pressões prévias iguais e maiores que σp induzem mudanças na resistência mecânica do solo (artigo 2). Foram coletadas amostras com estrutura preservada em três solos um Cambissolo Háplico Tb Distroférrico Típico (CXbd), um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico Típico (LVAd) e um Argissolo Vermelho-Amarelo Distroférrico Típico (PVAd), nos horizontes A e B. As amostras foram equilibradas nas tensões de águas de 10, 33, 100 e 1500 kPa. No primeiro artigo, as amostras foram empregadas no ensaio de compressão uniaxial com aplicações de pressões durante uma hora em cada etapa do ensaio. No segundo artigo as amostras receberam pressões prévias de 65%, 90% e 125% da σp predita antes dos ensaios de compressão uniaxial. A curva de deformação em função do tempo ajustou-se adequadamente a modelos potência, indicando que existe arbitrariedade na definição da deformação máxima já que o modelo é assintótico. A aplicação de pressões por tempos superiores a quatro minutos não parece razoável para determinação da σp em solos parcialmente saturados. A aplicação de pressões prévias a 65/% da σp não resultou em aumento da resistência mecânica do solo e a aplicação de pressões prévias equivalentes a 125% da σp provocou aumento da resistência mecânica do solo para tensões de água de 33, 100 e 1500 kPa.

A utilização de manejos que maximizam a produção agrícola e garantem o fornecimento dos serviços ambientais se torna cada vez mais necessária diante de um cenário em que a demanda por alimentos aumenta, mas os recursos naturais tornam-se escassos. Dentro desse contexto, a avaliação da qualidade física do solo (QFS) por metodologias que se mostrem sensíveis para detectar as alterações torna-se fundamental. Os objetivos são: (i) avaliar a potencialidade do uso da resistividade elétrica (ρ) para estimativa da umidade volumétrica (θ) em solos tropicais e (ii) estudar o efeito do manejo conservacionista na qualidade física e dinâmica de água do solo. O primeiro artigo aborda o uso do método geofísico para estimativa da θ em Latossolo, no qual avaliou-se em laboratório a variação da ρ em função da perda de água em amostras que foram compactadas artificialmente atingindo crescentes de grau de compactação (GC). No segundo e terceiro trabalho avaliou-se como o preparo profundo do solo de um Argissolo, que apresenta uma camada adensada, pode ser benéfico para a dinâmica de água do solo. Além disso, avaliou-se como o uso de diferentes porta-enxertos de Citrus pode implicar em alterações nos serviços ambientais devido a modificações na estrutura do solo. Assim, para os dois artigos os tratamentos constituíram de três porta-enxertos (Cravo Santa Cruz – CSC; Tangerineira “Sunki Tropical” – ST; e Citrandarin Índio – CI) e mata nativa. Para o segundo artigo utilizou-se a ρ para avaliação da dinâmica espaço-temporal da θ, e a partir das imagens geradas foi possível inferir sobre o desenvolvimento radicular e absorção de água pelos porta-enxertos. No terceiro artigo, o conceito de porosidade drenável (PD), que permite compreender sobre o processo de recarga subterrânea, foi incorporada ao Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) a fim de elucidar impactos do manejo adotado nos aspectos agrícola – a partir da análise de água disponível para planta - e ambiental – por meio da PD. Em ambos solos estudados, a ρ mostrou-se como potencial ferramenta, apresentando boa acurácia para a estimativa da θ em solos desenvolvidos sob clima tropical. Após testes de modelos, a relação θ-ρ foi em geral melhor descrita pelo modelo potencial. A θ mostrou maior influência na ρ do que a compactação do solo. Dentre os porta-enxertos avaliados, o CSC apresentou maior absorção de água, devido a maior distribuição do sistema radicular O preparo profundo do Argissolo foi benéfico para a QFS, pois favoreceu a redistribuição de água no perfil do solo, evidenciado pela menor θ nas camadas mais profundas nos tratamentos que não foram submetidos às operações de preparo. Além disso, permitiu aumento na PD, principalmente para a camada 0.35-0.40 que apresenta um adensamento natural, logo, favorece o potencial de recarga de água nas áreas submetidas ao manejo conservacionista.

XXX

XXX

Soil erosion models are a potentially powerful tool. They tell us where and when erosion and deposition occur, along with their magnitude. They simulate erosion and sediment transport responses to land use and climate changes. They identify erosion hot spots in large areas while mathematically describing complex non-stationary processes. But how confident are we in the capability of erosion models to fulfill their potential, and how do we establish such trust? As any model of real-world phenomena, soil erosion models must be tested against empirical evidence to have their performance evaluated. However, evaluating soil erosion models is complicated: the empirical observations we call data are often inference-laden signifiers of incompletely accessible phenomena. Hence, in the first paper of this thesis I studied some of the theoretical and practical issues regarding the evaluation of soil erosion models. I undertook a scientometric analysis to investigate how model evaluation has been approached in soil erosion research and performed a meta-analysis of model performance to understand the mechanisms that influence model predictive accuracy. I reviewed how soil erosion models have been evaluated at different temporal and spatial scales, focusing on the methods and sources of data used for model testing. I presented a case study to illustrate how model realizations can be tested as hypotheses in face of the epistemic uncertainty in models and the observational data. I concluded that model evaluation topics are often neglected in soil erosion research and that calibration seems to be the main mechanism of improvement of model performance. Finally, I discussed philosophical aspects of hypothesis testing in environmental modelling. I disputed the notion that erosion models could be validated and called for change of attitude about model evaluation; highlighting the importance of pursuing multiple lines of evidence to investigate the usefulness, consistency, and fit-for-purposeness of a model. In paper 02 I performed a methodological investigation of sediment fingerprinting as a tool for modelling sediment provenance in large river catchments. I studied how pedogenetic processes can lead to the expression of the geochemical signals used for sediment fingerprinting source apportionments, and how this expression is controlled by sediment particle size. I argued that understanding the underlying processes leading to source signal development could improve the selection of geochemical tracers for sediment fingerprinting purposes. I demonstrated how this could be achieved by testing my approach for source stratification and element selection against a set of artificial mixtures. Moreover, I described how particle size affects sediment transport on large river systems, concluding that different types of sampling strategies and source stratification methods might be necessary for modelling the provenance of particular size fractions. In paper 03 I build on some of the methods developed in paper 02 in order to create framework for evaluating soil erosion models with sediment fingerprinting source apportionments. I applied the Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) methodology to the Sediment Delivery Distributed (SEDD) model at a large catchment (~6600 km²) in Southeast Brazil. I assessed the model usefulness for identifying the main sediment sources in the catchment by evaluating behavioral model realizations against sediment fingerprinting source apportionments. From a falsificationist perspective, the SEDD model could not be rejected, as many model realizations provided adequate system representations of catchment sediment loads. Moreover, I found that the partial agreement between fingerprinting and SEDD results provided some conditional corroboration of the models capability to simulate sediment provenance in the catchment – at least with some degree of spatial aggregation. However, this approach led to highly uncertain grid-based estimates of soil erosion and sediment delivery rates, which brought me to question the model usefulness for quantifying sediment transport dynamics. I concluded that multiple sources of data can – and should be – incorporated into the evaluation of spatially-distributed soil erosion models. Finally, I argued that although my results were case-specific, similar levels of error could be expected in soil erosion models elsewhere. This thesis demonstrates how uncertainty permeates all facets of soil erosion modelling and the things we call observational data. Any deterministic “validation” of soil erosion models should be strongly refuted, and modelers such be made accountable for translating uncertainty to decision-makers.

Objetivou-se nesse trabalho compreender como a Educação em Solos tem afetado a produção de conhecimentos no Brasil e propor uma forma de abordagem sobre o tema solo em museus, a partir da perspectiva da Educação Ambiental Crítica e da Museologia Social. Para isso, no primeiro artigo, realizou-se uma revisão sistemática de literatura sobre os temas Educação em Solos e Percepção pública do solo, utilizando análises quantitativas e qualitativas para identificar os potenciais e limitações das pesquisas científicas. Posteriormente, no segundo artigo, é realizado um relato de experiência no qual é descrito o processo de produção de uma exposição sobre o tema solo, denominada “O VALOR DA TERRA”, ressaltando os conhecimentos produzidos durante percurso de planejamento, materialização da narrativa e avaliação da exposição. A partir desse trabalho, observou-se que os trabalhos de Educação em Solos e Percepção pública do solo tem contribuído consideravelmente para a produção de conhecimentos no Brasil, tanto quantitativamente quanto qualitativamente. Foram encontrados 107 trabalhos sobre os temas desde 1998, em diversas instituições, principalmente, universidades públicas. Esses trabalhos têm auxiliado na compreensão sobre como determinados grupos percebem o solo e quais as perspectivas da abordagem do tema na educação formal. Assim, muitos trabalhos propõem métodos ou recursos para o ensino de solo, investigam o tema nas literaturas da educação básica, promovem cursos de formação de professores e analisam documentos oficiais que norteiam a Educação no Brasil. Apesar de suas contribuições, em muitos trabalhos não são identificados seus referenciais teóricos, o que pode sinalizar uma redução da Educação à mera difusão de conhecimentos para a sociedade. Com a proposta de uma exposição crítica sobre o tema solos, balizada nos princípios da Educação Ambiental Crítica e na Museologia, observou-se que a prática pedagógica propiciou a visão do solo de forma mais integrada, propiciando a reflexão crítica sobre a relação homem-natureza. 

RESUMO

Mercúrio é um metal presente no meio ambiente que pode causar sérios riscos a saúde humana. Vários fatores podem alterar a concentração de Hg no meio ambiente e entender esses fatores é essencial para a remediação de áreas contaminadas. O Hg no solo pode ser adsorvido aos óxidos de Fe e Al, complexado com matéria orgânica, podendo ainda ser lixiviado e volatilizado. Como o Hg é um elemento muito dinâmico, as alterações das fases associados ao mercúrio ocorre de forma muito rápida. Por isso, nesse projeto de tese, serão avaliadas a diferentes fases do solo que podem estar associadas ao Hg além de analisar qual forma de Hg predomina em cada uma. Os solos usados serão : Typic Hapludox and Rhodic Acrudox, em duas profundidades: 0 - 0.2m e 0.2 - 04m e metade das amostras terão pH corrigido para avaliar o efeito do pH na dinâmica de Hg.  Além do solo artificialmente contaminado, solos naturalmente contaminados com Hg em uma área de mineração serão usados. Extrações sequenciais serão feitas e comparadas com extrações discretas, o que pode significar economia de tempo e reagente nos laboratórios caso os resultados obtidos apresentem correlação positiva. A bioacessibilidade de Hg é outro fator que ajuda a entender como o Hg afeta o organismo humano e portanto serão feitos quatro testes de bioacessibilidade, dois provenientes de uma nova metodologia e dois provenientes de referências pré estabelecidas. A comparação entre os quatro tem como objetivo correlacionar resultados e propor um método simples de avaliar a bioacessibilidade do Hg, já que a metodologia proposta é mais simples e mais acessível e não foi testada para Hg, ainda.

ABSTRACT

Mercury is a metal present in environment that can cause serious risks to human health. Several factors can change Hg concentration in the environment and understanding these factors is essential for contaminated areas remediation. Hg in soil can be adsorbed to Fe and Al oxides, complexed with organic matter, and can be leached and volatilized. Since Hg is a very dynamic element, modifications in soil phases associated to mercury occur very rapidly. Therefore, in this thesis project,two different soils will be evaluated in order to assess different soil phases that may be associated with Hg besides analyzing which form of Hg predominates in each one. The soils used will be: Typic Hapludox and Rhodic Acrudox, in two soil depths: 0 - 0.2m and 0.2 - 04m and half of the samples will have their pH adjusted to evaluate the effect of pH in Hg dynamics. In addition to the artificially contaminated soil, soil samples from a natural contamination of Hg in a mining area will be used. Sequential extractions will be performed and compared with discrete extractions, which can mean time and reagents savings in laboratories if the results obtained show positive correlation. The bioaccessibility of Hg is another factor that helps to understand how Hg affects the human organism and therefore will be made four bioaccessibility tests, two from a new methodology and two from pre-established references. The comparison between the four aims to correlate results and propose a simple method to evaluate the bioaccessibility of Hg, since the proposed methodology is simpler and more accessible and has not been tested for Hg yet.

O selênio (Se) é essencial a saúde de humanos e animais. Entretanto, uma grande parcela da população mundial sofre com a deficiência de Se. Nesse sentido, a biofortificação agronômica com Se têm-se mostrado uma eficiente abordagem para o aumento da sua ingestão. Apesar de não ser essencial ao metabolismo das plantas, o Se pode conferir benefícios ao desenvolvimento e produção das culturas. As plantas possuem diferentes capacidades acumulativas e respostas aos efeitos benéficos do Se. Como análogo do enxofre (S), o Se compartilha das mesmas vias de absorção, translocação e assimilação do S. Assim, foram realizados dois experimento em condições de casa de vegetação com o objetivo de: (a) avaliar o efeito da interação Se x S sobre o crescimento, fotossíntese, sistema antioxidante e qualidade nutricional de plantas de rúcula cultivadas sob diferentes tratamentos de Se e S aplicados via solo e foliar; e (b) comparar o efeito dos tratamentos Se e S nas respostas fisiológicas e bioquímicas entre  plantas acumuladoras (rúcula) versus plantas não acumuladoras (alface) de Se. Os resultados do primeiro experimento demonstraram que a aplicação foliar de Se foi o método mais eficiente para aumentar a concentração de Se em plantas de rúcula. Apesar do efeito regulador que o S impõe sobre a absorção de Se, tenha reduzido a concentração de Se na parte aérea, a adubação sulfatada mostrou-se essencial para manutenção produtiva e qualidade nutricional, além de melhorar as defesas antioxidantes e atividade fotossintética de plantas de rúcula enriquecidas com Se. Indicando a importância da manutenção de níveis adequados de S e Se em plantas biofortificadas. Os resultados do segundo experimento indicam que a maior tolerância que a rúcula apresentou ao tratamento com Se do que a alface, pode ser devido à maior capacidade redox, demonstrada pela maior atividade de APX e maior conteúdo de GSH e NPT. Além disso, níveis superiores de Se em proteínas foram observados em plantas de rúcula do que em alface, indicando que os acumuladores de Se podem ter maior tolerância a selenoaminoácidos em proteínas, o que presumivelmente afeta a função normal de enzimas e proteínas.

Mining activities have been growing worldwide in order to meet industrial demands and technological development. However, mining activities have a negative impact on the environment, which needs to be repaired. Thus, this study was aimed at monitoring the rehabilitation process of the areas after iron mining, using biochemical soil attributes. The experimental design consisted of recently mined areas, areas at 2 and 3 years after revegetation and areas with native vegetation. Analyses were made of carbon and nitrogen of microbial biomass, soil basal respiration, metabolic quotient, acid phosphatase activity, fluorescence diacetate hydrolysate, urease and β-glucosidase, as well as metabolic activity of soil bacterial communities. There was average gain of 46% of Cmic in areas with 2 and 3 years of rehabilitation, in comparison to exposed soil area. Area 3A showed an 86% increase of microbial biomass nitrogen in comparison to exposed soil area, and recovery of 39% Nmic was found in the reference area. In FDA activity, there were significant increases corresponding to the recovery of 53% and 68% activity observed in the reference area in only 2 and 3 years rehabilitation, respectively. For urease, there were increases of 52% and 66% in comparison to value observed in exposed soil area, with 2 and 3 years of rehabilitation respectively. Acid phosphatase was also increased as function of rehabilitation time, with area 3A increasing by 90% in comparison to exposed soil area, and a recovery of 28% in comparison to the reference area. The results indicate that recovery is occurring positively and that, in the short to the medium term, the ecological functions of the soil can be totally recovered. Addition, the present study highlights the positive effects of carbon input into the soil, by revegetation, on resumption of biogeochemical cycles and soil health, particularly, of areas affected by mining activities.

O Cerrado Brasileiro é um dos biomas com maior produção de commodities do país, através da adoção de práticas de manejo como plantio direto, rotação de culturas, consórcios, diversidade de plantas, e integração com animais, principalmente as atividades integradas ou Sistemas Integrado de Produção Agropecuária (SIPA). O pastejo em área de cultivo pode contribuir com os atributos químicos, físicos e biológicos do solo O objetivo deste trabalho consiste em avaliar os atributos bioquímicos do solo em condições de aumento de diversidade de planta e entrada de animais. O estudo foi realizado na Fazenda Girassol, localizada no município de Pedra Preta - Mato Grosso, com temperatura média anual de 24,7 ^o C, e pluviosidade média anual de 1533 mm, o solo da área é classificado como Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos foram: D0 – U. brizantha cv. BRS Paiaguás cultivo solteiro; D1 – Paiaguás e feijão caupi; D2 – Paiaguás, feijão caupi e niger; D3 - Paiaguás com feijão caupi, niger, trigo mourisco e nabo forrageiro; SP - Paiaguás cultivo solteiro sem animais). Os atributos bioquímicos avaliados foram: carbono da biomassa microbiana (CMB), respiração basal do solo (RBS), atividade enzimática (fosfatase ácida, hidrólise do diacetato de fluoresceína, urease e β-glicosidase) e glomalina total do solo. O CBM (233,63 - 333,39 μg g^-1) e glomalina não diferiram entre os tratamentos pelo de teste Tukey 5% após implantação de SIPA. As enzimas fosfatase ácida, β-glicosidase e urease foram os atributos mais sensíveis em ao manejo adotado. O curto prazo da pesquisa não torna claro qual o manejo é mais apropriado para região, mas traz indicativos que o pastejo e a diversidade de plantas melhoram as atividades microbianas do solo, como foi observado no tratamento D3, adotado manejo de SIPA com as espécies: Paiaguás, feijão caupi, niger, trigo mourisco e nabo forrageiro que teve as maiores atividades enzimáticas.

A composição mineral e orgânica dos solos influencia muitos atributos químicos e físicos do solo. Em solos intemperizados os óxidos são importantes constituintes da fração coloidal do solo. Os atributos químicos dos solos são amplamente estudados tendo a metodologia de determinação de óxidos do solo através do ataque sulfúrico a mais utilizada. A partir da digestão ácida é possível obter os teores de teores de SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂ e suas relações moleculares Ki e Kr que permite avaliar os estágios de intemperização de solos. A busca por análises elementares indestrutíveis e sem uso de fortes reagentes químicos, tem sido crescente. A técnica de fluorescência de raios-X vem suprir essa necessidade, mostrando ser uma alternativa válida para uso tanto em laboratório, quanto em campo. Valida-se o pXRF como alternativa de metodologia e detecção por outros aparelhos como ICP, para uma variedade de elementos, sendo ele uma técnica de determinação rápida, não destrutiva, sem produção de resíduos. É necessário uma padronização no preparo das amostras e ampliação de estudos de limites de detecção de elementos ainda não estudados, que podem ser encontrados em altas ou baixas concentrações em solos. Faz-se necessário uma descrição de metodologias a serão utilizadas nas análises com pXRF, inferindo sobre a umidade do solo, granulometria da amostra, tempo e modo de leitura, aumentando a acurácia da técnica que está sendo amplamente utilizada em substituição ou comparação com análises de solo de rotina.

(resumo do exame de qualificação)

O selênio (Se) é um elemento essencial para humanos e animais, que está envolvido em múltiplas funções biológicas. Atualmente, calcula-se que aproximadamente 1 bilhão de pessoas em todo o mundo têm deficiência de Se. Este fato é diretamente ligado aos teores de Se no solo, os quais são baixos em solos brasileiros. Diante do exposto, destaca-se que a biofortificação através do transporte de Se entre o solo, planta e animal (humano) tem sido um método atualmente aceito para aumentar o nível de Se no corpo humano. No entanto, para que a adição de Se em programas de biofortificação seja realizada de forma eficiente e segura, é fundamental que o comportamento sortivo do Se em agroecossistemas tropicais seja compreendido, bem como as possíveis influências de ânions competitivos no processo de sorção do Se no solo. Assim, foram realizados, primeiramente, estudos buscando entender o comportamento sortivo de Se em solos tropicais, avaliando a influência de outros ânions na adsorção de Se (e.g., fosfato, sulfato). Além disso, em outro estudo, diferentes fertilizantes foram testados como veículos para adição de Se visando a biofortificação agronômica de arroz com Se cultivado em condições de campo. Para isto, realizou-se três estudos; i) Adsorption of selenite in tropical soils as affected by soil management, ionic strength, and soil properties; ii) Sorção de selenato (Se VI) e selenito (Se IV) em solos tropicais com diferentes concentrações de sulfato (SO₄^2-); e iii) Efeito de diferentes fertilizantes associados ao selênio na biofortificação agronômica de arroz. Os resultados prévios obtidos demonstraram que o Se (IV) tende a ser adsorvido predominantemente por complexo de esfera interna, além de ser menos influenciado por ânions competidores, comportamento contrário ao observado para selenato Se (VI), que além de ter sua adsorção influenciada diretamente pela presença de ânions competidores, como o SO₄^2-,tende a sermenos adsorvido e mais dessorvido, ficando portanto mais biodisponível no solo. Quanto a influência dos fertilizantes associados ao Se na biofortificação de arroz, verificou-se que o teor de Se nos grãos de arroz polido é fortemente variável em função do fertilizante associado ao Se, sendo verificado, de modo geral, maiores teores de Se nos grãos de arroz quando o Se foi associado com a ureia e teores reduzidos quando este foi associado com o sulfato de amônia. Com os estudos realizados, conclui-se que, em programas que visem a biofortificação agronômica com Se em solos do Cerrado brasileiro, deve-se considerar o Se(VI) como a forma mais biodisponível para a aplicação via solo. Também, o fertilizante que será usado para adicionar o Se e/ou como veículo deste deve ser considerado, visto que esse influencia diretamente no sucesso da biofortificação agronômica, sendo que o Se adicionado na ureia foi mais eficiente para a biofortificação do arroz no presente estudo.   

O Se é um elemento essencial para os seres humanos e animais. A sua função no organismo animal está relacionada a atividade de mais de 25 selenoproteínas formadas a partir dos aminoácidos selenocisteína e selenometionina. No entanto, a ingestão adequada de Se por humanos depende fundamentalmente da qualidade nutricional dos alimentos consumidos. Em muitas regiões do planeta, principalmente as tropicais, o teor de Se no solo é baixo sendo o principal fator responsável pela baixa disponibilidade do elemento para as plantas, as quais produzem alimentos pobres em Se. Nesse contexto, a biofortificação agronômica de alimentos com Se tem sido uma estratégia viável, uma vez que, essa tecnologia pode ser usada para enriquecer alimentos considerados básicos para população como os cereais, reduzindo-se assim, a incidência de doenças em populações vulneráveis. O objetivo do trabalho foi estudar estratégias de fornecimento de Se sobre a produtividade de grãos, variáveis fisiológicas, qualidade nutricional e a distribuição espacial de Se e outros nutrientes nos grãos de arroz biofotificados. Para isso, estudos foram conduzidos em campo nos municípios de Lambari-MG (safras 2015/2016 e 2016/2017) e Patos de Minas-MG (safra 2016/2017). Os tratamentos constituíram da aplicação de doses de Se variando de 5 a 120 g ha^-1 em parcelas de 10 m². A aplicação de selenato de sódio (Se VI) foi realizada via solo como solução salina (Lambari-MG, safra 2015/2016) ou revestindo o mono amônio fosfato (Lambari-MG e Patos de Minas-MG, safra 2016/2017) na linha de cultivo do arrozeiro. Via foliar, aplicou-se Se VI e Se IV (selenito de sódio) como solução salina (Lambari-MG e Patos de Minas-MG, safra 2016/2017). Em casa de vegetação, plantas de arroz foram tratadas com elevadas doses de Se visando a produção de grãos biofortificados com teores adequados às análises de mapeamento por µXRF. As variáveis fisiológicas em todos os tratamentos, foram realizadas nas folhas. Para isso, tomou-se como referência um período de 10 dias após a aplicação do Se via foliar. Após a colheita, determinou-se a produtividade de grãos e os teores de Se, macro e micronutrientes nos grãos. Os resultados mostraram que as doses de Se fornecidas afetaram positivamente algumas variáveis fisiológicas e melhorou a qualidade nutricional dos grãos polidos em relação ao teor de Se. Apenas uma pequena porcentagem do Se fornecido às plantas foi assimilado pelos grãos. Contudo, quantidades adequadas de Se no grão polido foram alcançadas, possibilitando um consumo seguro de Se para humanos. A distribuição espacial dos elementos no grão se mostrou bastante variável, sendo a maior concentração de Se encontrada no endosperma. Outros elementos como Fe, Ca, Zn, K e Mn estão localizados na casca ou no embrião. Assim, conclui-se que, a biofortificação agronômica do arroz com Se mostrou-se promissora em solos tropicais. Contudo, o processo de descasca e polimento do grão pode levar a perdas significativas de micronutrientes como Zn e Fe.

A soja (Glycine max L.) é uma cultura amplamente difundida no mundo e utilizada de várias formas na alimentação humana e animal, principalmente devido ao seu alto valor proteico. Com isso, essa cultura é uma possível alternativa de estudos para biofortificação com selênio (Se), visando aumentar a concentração desse elemento nos grãos. Em função disso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a aplicação de fertilizante fosfatado revestido com Se na biofortificação da cultura da soja. O experimento foi conduzido em casa de vegetação na Universidade Federal de Lavras – Lavras, MG. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 3 x 2, sendo duas fontes de fertilizante fosfatado (fosfato monoamônio convencional e fosfato monoamônio de eficiência aumentada), três doses de Se (0; 0,1 e 0,2 mg dm^-3) e duas cultivares de soja (58I60 Lança e M5917). Foram realizadas avaliações de altura de planta, número de nós, número de ramificações, número de vagens, massa seca de folha, massa seca de caule, massa seca de vagem, determinação de maconutrientes, determinação de micronutrientes, determinação de Se e produtividade. Além disso, foi feito a coleta da solução do solo aos 7, 14, 28 e 56 dias após a semeadura para a determinação de P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, Zn e Se.  Os dados obtidos foram testados quanto a sua normalidade pelo teste de Shapiro-Wilk, submetidos a análise de variância, e quando significativo, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5%. Para o teor e acúmulo de Se nos grãos houve diferença significativa pelo teste F para a interação entre fontes de fertilizantes fosfatados e doses de Se aplicadas. Os teores de Se nos grãos de soja aumentaram a medida que houve aumento na dose de aplicação do elemento. A produtividade de soja foi influenciada pelas doses de forma isolada, sendo que a dose de 0,2 mg dm^-3 de Se diminuiu a produtividade da cultura. Com isso, concluiu-se que o revestimento de fertilizante fosfatado com Se é eficiente na biofortificação de grãos de soja com Se. Além disso, a dose de 0,1 mg dm^-3 foi a mais indicada entre as doses testadas, visto que essa dose favoreceu a biofortificação dos grãos sem reduzir a produtividade da cultura.

A variabilidade da composição elementar, das características mineralógicas e da morfologia dos solos derivados de quartzito refletem seu material de origem, os diferentes graus de intemperismo e processos de formação. Através da espectrometria de fluorescência de raios-X portátil (pXRF) e da difratometria de raios-X (DRX) na terra fina seca ao ar (TFSA) e nas frações areia, silte e argila, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de utilizar a composição elementar obtida por meio do pXRF como ferramenta para investigar os graus de intemperismo e processos pedogênicos de solos desenvolvidos de quartzito, além de correlacionar dados elementares com propriedades físico-químicas dos solos e avaliar a concentração dos elementos e sua relação com a mineralogia das frações areia, silte e argila de solos com diferentes graus de intemperismo. Em uma topossequencia foram descritos e amostrados os horizontes de cinco perfis de solos: Neossolo Litólico, Neossolo Regolítico, Cambissolo Háplico, Latossolo Amarelo e Organossolo Háplico. Análises laboratoriais foram realizadas para caracterização físico-química da TFSA e separação das frações areia, silte e argila. Estas, por sua vez, foram analisadas com o pXRF e apenas as frações areia, silte e argila analisadas mineralogicamente por DRX. Os solos apresentaram altos teores de SiO2 sendo maior quantidade presente na fração areia, devido ao quartzo, mineral predominante no quartzito e na fração areia de solos tropicais. O teor de Al2O3 foi sempre maior na fração argila. Os teores de K tendem a ser maiores nos horizontes C na TFSA. Quartzo, mica e caulinita são os minerais dominantes na fração silte. CaO e Sr foram positivamente correlacionados com os teores trocáveis de Ca2 + e Mg2 +, saturação por bases, pH e capacidade de troca de cátions. Fe, Al, Ti, Ca, K, Cu, Rb e Zr acumularam-se no solo em comparação com o material de origem. A variabilidade do conteúdo elementar em solos com graus diferentes de intemperismo e lixiviação pode ser facilmente analisada por pXRF e, este equipamento associado à DRX, permite correlacionar os teores de elementos químicos aos minerais presentes nas frações granulométricas do solo.

A hidropedologia estuda as relações solo-água em escalas espaciais e temporais, a partir da integração entre a pedologia, a física do solo e a hidrologia. Conhecer as propriedades e a distribuição dos solos na paisagem é essencial para o planejamento e gestão dos recursos hídricos, tanto para exercer medidas experimentais eficientes, como para interpretar a dinâmica da água na paisagem. O presente trabalho foi desenvolvido na sub-bacias Posses, sub-bacia piloto pioneira no pagamento por serviços ecossistêmicos no Brasil. Os objetivos deste trabalho contemplam: 1) realizar o levantamento, a classificação e o mapeamento digital dos solos da sub-bacia Posses, comparando diferentes algoritmos; 2) desenvolver equações de calibração de sensores de capacitância específicas para as classes de solos e horizontes monitorados na sub-bacia e; 3) levantar informações a respeito do padrão temporal da umidade em seis profundidades de Argissolos, em consonância com os atributos físico-hídricos do solo, em áreas de pastagem e reflorestamento. Para a confecção do mapa digital de solos, 74 perfis foram descritos, amostrados e classificados; três diferentes algoritmos foram comparados com base na validação cruzada. Amostras de solo indeformadas foram coletadas nos horizontes A e B das classes de solo predominantes na sub-bacia para a calibração dos sensores de capacitância em laboratório e diferentes modelos de regressão foram investigados. O comportamento temporal da umidade do solo foi monitorado em 4 perfis de Argissolos, sob pastagens e reflorestamento, com sensores PR2/profile probe, do período de 08/2014 a 03/2018. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas nos horizontes A e B dos quatro locais monitorados, para caracterização físico-hídrica. O modelo Random Forest, incluindo amostragem adicional, apresentou o melhor desempenho, e foi utilizado para confecção do mapa de solos da sub-bacia das Posses, onde há forte predominância de Argissolos. Os sensores de capacitância foram calibrados ajustando equações polinomiais com acurácias de 0.02 m³ m^-3. A partir das análises das séries temporais da umidade nos perfis dos Argissolos, constatou-se que a umidade do solo foi superior nas camadas de 10 e 20 cm do solo na área de reflorestamento, em relação às pastagens, e uma maior similaridade no padrão de variação da umidade entre os quatro locais com o aumento da profundidade do solo.  As maiores diferenças no padrão de variação da umidade foram observadas nos períodos de menor ocorrência de chuvas. Nas profundidades abaixo de 30 cm, a umidade se manteve alta ao longo de todas as séries temporais, reflexo da alta capacidade de retenção de água dos Argissolos da sub-bacia das Posses e da elevada e bem distribuída precipitação.

O solo é fonte de nutrientes e água para as plantas, sendo ainda um importante compartimento terrestre de armazenamento de carbono. As perdas de solo, água, carbono e nutrientes por erosão hídrica são potenciais fontes de degradação do solo e do ambiente, sobretudo nas regiões tropicais, onde os solos apresentam naturalmente baixa fertilidade. As características do solo e a vegetação também influenciam na taxa de erosão, nesse aspecto a adoção de práticas conservacionistas pode reduzir as perdas e assegurar a qualidade e produtividade dos solos, entretanto é necessário conhecer o comportamento de cada cultura no que diz respeito à proteção que esta promove ao solo contra os agentes erosivos para elaborar adequadamente o plano de manejo da área. A Olivicultura é nova no Brasil e os estudos a envolvendo não avaliam o impacto da cultura no solo, sobretudo quanto a ocorrência de erosão e as perdas de nutrientes e carbono nessas áreas, havendo ainda uma lacuna a ser preenchida. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo avaliar as perdas de solo, nutrientes, carbono e frações da matéria orgânica em solo de parcela experimental de erosão e em sedimento, além de determinar as perdas de nutrientes na água do escoamento superficial em cultura de Oliveira (Olea europaea), no Sul de Minas Gerais. O experimento encontra-se no pomar da Universidade Federal de Lavras, localizada no município de Lavras, sul de Minas Gerais, O solo foi classificado como Cambissolo e os tratamentos envolveram plantas de cobertura e manejo da vegetação espontânea durante três anos de avaliação. Após cada evento chuvoso foi coletado o sedimento e água do escoamento para análise em laboratório. O estudo da matéria orgânica foi realizado por meio do fracionamento granulométrico para obtenção de matéria orgânica particulada e complexada, frações estas essenciais para determinação do índice de manejo de carbono (IMC). Os macro e micronutrientes presentes na água e no solo do material transportado por erosão foram determinados via leitura do filtrado em ICP-EOS, sendo realizada prévia digestão do material sedimentar coletado. Os resultado parciais apontam o IMC como um adequado indicador de qualidade do manejo empregado.

A simbiose pode ser definida como uma associação permanente ou duradoura entre organismos e podem ser caracterizadas como mutualísticas, quando os dois organismos são beneficiados, ou ainda parasíticas, quando um dos indivíduos é beneficiado e o outro prejudicado. Os simbiontes do solo são de extrema importância no funcionamento do planeta, pois participam de processos como a mineralização da matéria orgânica do solo (MOS) e de xenobióticos, o controle biológico de pragas e doenças, a ciclagem de nutrientes e formação de húmus e equilíbrio biológico do ecossistema. As bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN) e os fungos micorrízicos arbusculares (FMA), destacam-se entre os organismos simbiotróficos, pois contribuem com o aporte nutricional de seus respectivos hospedeiros vegetais e em contrapartida recebem fotoassimilados. As BFN são notadas por sua eficiência em fixar nitrogênio atmosférico e assim o disponibilizam para as plantas, com destaque para as leguminosas, as quais podem forma estruturas denominadas nódulos, quando em simbiose com as BFN nodulíferas. Os FMA`s são conhecidos, principalmente por sua eficiência em disponibilizar o fósforo para as plantas e por colonizarem até 80% das espécies vegetais existentes. Existe ainda uma tripla simbiose denominada de tripartipe, caracterizada pela associação de plantas leguminosas, FMA e BFN. A associação tripartite permite a formação de nódulos, o qual auxilia na proteção das BFN com auxílio nutricional dos FMAs, que conseguem maior aporte de P para o sistema, e das leguminosas, que por sua vez fornece fotoassimilados para ambos simbiontes. Tendo em vista os benefícios nutrionais dessas relações o primeiro artigo desse artigo trabalho objetiva avaliar o estado nutricional dos microrganismos da associação tripartite, uma vez que  tal investigação poderia ajudar a gerenciar esses organismos na agricultura. Este estudo utilizou microanálises de raios-X para quantificar e localizar elementos minerais em estruturas formadas em uma simbiose tripartida, utilizando o feijão-de-lima (Phaseolus lunatus L. Walp) cultivado em vasos, aos quais foram adicionados isolados de fungos AM (Glomus macrocarpum e Acaulospora colombiana) e de NFB (Bradyrhizobium japonicum). Plantas de controle não inoculadas também foram incluídas. A quantificação dos elementos minerais nos componentes simbióticos foi realizada utilizando-se espectroscopia de energia dispersiva de raio-X (EDX) e para identificar estruturas utilizou-se a microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise de EDX detectou 13 elementos sendo os mais abundantes N, Ca e Se, ocorrendo em todos os tecidos, Fe nas raízes, Ni e Al na epiderme e P e Mo nos nódulos. A quantificação elementar em estruturas fúngicas não foi possível. A distribuição dos elementos foi relacionada à sua função simbiótica. A microanálise por raios-X pode ser eficientemente aplicada para o diagnóstico nutricional em simbiose tripartida. Quanto ao segundo artigo utilizou-se FMAs para investigar a compartimentalização de selênio, o qual é um elemento essencial aos seres humanos, animais e benéfico para plantas altas. A importância desse trabalho se deve ao caráter benéfico ou tóxico do Se para os organismos, devido às suas concentrações disponíveis no solo, que por sua vez é distribuída de forma desigual e merece atenção para mitigar os efeitos de sua translocação para os seres vivos. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi identificar os possíveis mecanismos de FMAs na absorção e compartimentalização de Se em seus esporos como estratégia de proteção às plantas. O presente estudo utilizou microanálises de fluorescência de raio-X sincrotron (S-XRF) para quantificar e visualizar a distribuição de Se nas estruturas de FMA. Foi cultivado o capim braquiária (Urochloa decumbens) em vasos, em casa de vegetação, durante 30 dias, utilizando os isolados fúngicos (Acaulospora morrowiae, Dentiscutata heterogama e Rhizophagus clarus), plantas controle não inoculadas e cinco doses de selenato de sódio (0, 2, 4 6 e 8 mg Se kg^-1 de solo). Um pequeno experimento paralelo foi conduzido em meio ágar utilizando placas de petri com as mesmas cinco doses de Se aplicadas no experimento em vaso, o que permitiu que sete esporos de fungos de Dentiscutata heterogama crescessem por 15 dias a 37 ° C. Todas as amostras foram armazenadas em água destilada até a análise do S-XRF. A colonização micorrízica e o acúmulo de Se na parte aérea foram avaliados. Nossos resultados obtiveram altas taxas de colonização, acima de 45% para todos os tratamentos com fungos. O acúmulo de Se na parte aérea foi maior nas plantas inoculadas com A. morrowiae e D. heterogama, principalmente na dose de 8 mg kg^-1, indicando um possível efeito protetor proporcionado por R. clarus em Brachiaria decumbens ao evitar acúmulo de Se. A análise por S-XRF identificaram uma vesícula de AMF de R. clarus, dentro de um fragmento de um raiz, mostrando uma compartimentalização de Se dez vezes maior que a concentração de Se nos tecidos radiculares. A análise por S-XRF também permitiu a identificação de Se em esporos de D. heterogama cultivados em placa de Petri, com uma concentração em massa de esporos de 35,14 mg kg-1 de Se, reafirmando o potencial desses microrganismos para evitar maiores danos às plantas causadas pela toxicidade do selênio. Diante dos trabalhos executados foi possível investigar os simbiontes do solo desde a sua composição até aos seus potenciais efeitos protetores às plantas, o que permite uma contribuição científica para futuros programas biofortificação e ou fitoremediação de áreas com alto teor de Se.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação do mineral polialita em diferentes associações com o cloreto de potássio sobre a fertilidade do solo, nutrição de plantas, produção de plantas de cafeeiro e qualidade de bebida em áreas sob irrigação e sequeiro no Alto Paranaíba, MG. O experimento foi conduzido em lavoura de café (Coffea arabica) plantada em área de Latossolo, no Município de Coromandel, no Estado de Minas Gerais. O delineamento experimental foi em blocos inteiramente casualizados, em esquema fatorial 4 x 2, com 6 repetições. O primeiro fator foi constituído por 3 combinações de KCl e polissulfato (T1- 2/3 de polissulfato e 1/3 de KCl; T2 - 1/3 de polissulfato e 2/3 de KCl e; T3 - 100% de KCl) e 1 tratamento controle (T4 – sem aplicação de fertilizante). O segundo fator foi constituído por 2 sistemas de manejo (irrigado e sequeiro).  As unidades experimentais foram constituídas por três linhas de dez plantas cada uma, tendo-se considerado as dez plantas centrais como parcela útil. A aplicação do fertilizante polissulfato em associação com cloreto de potássio em lavoura cafeeira promoveu o aumento dos teores de K⁺ no solo, além de disponibilizar cálcio, magnésio e enxofre, principalmente sob irrigação com dose de 210 kg ha^-1 de K₂O. A aplicação de fontes contendo potássio, tanto em associação com polissulfato ou somente cloreto de potássio podem elevar os níveis de potássio nas folhas. Além disso, a aplicação do polissulfato demostrou um aumento dos teores de enxofre nas folhas do cafeeiro. A aplicação de 210 kg ha^-1 de K₂O sob sistema irrigado, demostrou uma maior disponibilidade de potássio nos grãos de café. A utilização do polissulfato em associação ao cloreto de potássio resultou em uma maior atividade da polifenoloxidase, melhorando a qualidade da bebida dos grãos de café.

O Selênio (Se) apesar de ser benéfico às plantas é um elemento essencial aos humanos e animais e estima-se que cerca de um bilhão de pessoas no mundo são deficientes neste elemento. Devido à semelhança química entre Se e enxofre (S), quando aplicados na forma de selenato e sulfato ao solo, estes elementos competem entre si pelos mesmos sítios de adsorção e pelos transportadores de sulfato no interior da planta. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a combinação de doses de S com Se no desenvolvimento do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.). O cultivo das plantas foi conduzido em casa de vegetação, em vasos de 5 dm³ preenchidos com Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), utilizando delineamento experimental inteiramente casualizados em esquema fatorial 3 x 5, sendo três doses de S (0, 45 and 90 mg dm^-3) e cinco doses de Se (0, 0,5; 1,0; 2,0 and 4,0 mg dm^-3), com quatro repetições. As plantas foram conduzidas até a maturação e após a colheita, a parte aérea e os grãos foram pesados e analisados quanto ao teor de Se e S. Os testes de adsorção e dessorção de Se foram realizados, adicionando uma solução de selenato de sódio preparada em solução eletrolítica de cloreto de sódio em amostras de LVdf incubadas com S nas mesmas doses adicionadas aos vasos na proporção solo:solução de 1:10. Os resultados mostraram que o fornecimento de Se até a dose 2,0 mg dm^-3 estimula o crescimento vegetativo da planta, enquanto que o aumento nas doses de Se reduz a produção de grãos. A aplicação de 90 mg dm^-3 de S minimiza possíveis efeitos tóxicos do Se as plantas. Existe uma relação sinérgica entre o Se e o S que estimula a absorção e o acúmulo de Se nos órgaos da planta. A dose 0,5 mg dm^-3 de Se proporciona um acúmulo de Se nos grãos acima da recomendação média diária para o consumo humano. Os resultados dos testes de adsorção e dessorção foram ajustados as isotermas de Langmuir e Freundlich e indicam que há incremento das quantidades de Se adsorvido e dessorvido com o aumento das concentrações de Se adicionadas em solução. Os tratamentos sem S apresentam maior adsorção de Se em relação aos tratamentos com S. A maior adsorção de Se nos tratamentos sem S influencia diretamente na redução do teor e acúmulo de Se no feijoeiro. 

Não informado

Não informado

Serpentinito e esteatito são rochas ultrabásicas metamorfizadas, constituídas de proporções variáveis de serpentina, talco e magnetita, dentre outros minerais incomuns. Solos derivados dessas rochas são tipicamente improdutivos devido ao excesso de Mg, baixo teor de P e elevados níveis de metais pesados, mas em países tropicais esses solos são ainda pouco estudados. Este trabalho visou compreender o processo de formação de oito solos derivados de esteatito-serpentinito no complexo ultramáfico do Morro das Almas, em Bom Sucesso - MG, e avaliar sua composição mineral e geoquímica. Os solos foram estratificados em quatro tipos básicos, em grau crescente de intemperismo: a) Neossolos Litólicos (3 perfis); b) Cambissolos (2 perfis); c) Latossolos (2 perfis) e b) Plintossolo Pétrico (1 perfil). Todos os solos apresentaram elevada densidade de partículas, mas baixa densidade de solo, devido à elevada porosidade de empilhamento associada à estrutura granular. O pH e teor de Mg trocável  foram relativamente elevados, e houve ainda baixos teores de P e Al. A suscetibilidade magnética aumentou fortemente com o grau de intemperismo conforme indicado pelos teores de Fe-ditionito. Análises de fluorescência de raios-x mostraram que os Neossolos e Cambissolos possuem altos teores de MgO total (94 a 200 g kg^-1) e teores ainda maiores de Fe₂O₃, enquanto os Latossolos e Plintossolo são ainda mais concentrados em Fe₂O₃, embora ainda possuam teores significativos de MgO (6 a 30 g kg^-1). Os teores de SiO₂ e Al₂O₃ são relativamente baixos, embora a sílica seja mais expressivo nos Neossolos e Cambissolos, pobres em alumina, e o contrário ocorra nos demais solos. Tal composição incomum se deve à mineralogia das frações granulométricas, incluindo argilas, que possuem importante quantidade de talco nos Cambissolos e Neossolos, com presença bem menor de caulinita e óxidos secundários de Fe, enquanto os demais solos são altamente concentrados em hematita. A serpentina não foi encontrada nos solos, embora presente na rocha, e o quartzo ocorre em baixa quantidade na areia. O alto teor de MgO é devido a fragmentos de esteatito-serpentinito estarem preservados por uma crosta de óxido de ferro, visível macro- e microscopicamente. Altos teores totais de Cr₂O₆ (até 50 g kg^-1 de solo) sugerem que parte dos picos de difração atribuídos à hematita se devem a cromita (FeCrO₄), enquanto os teores de NiO (até 6 g kg^-1 de solo) são provavelmente devidos à substituição de Mg por Ni no talco, formando garnierita. O declive e aspecto influenciam fortemente a formação do solo sua composição, e essa interação complexa resulta em formações variadas de floresta ombrófila de cânion, floresta semi-decidual e cerrado numa área pequena de 3,1 km².

O ser humano depende da produção agropecuária para a satisfação de suas necessidades. As civilizações florescem onde sejam adequadas as condições para a criação de animais e o cultivo de alimentos, fibras e combustíveis. Uma das causas, porém, para a decadência das civilizações é o mau uso da terra e os problemas resultantes da erosão.

O desenvolvimento do capitalismo provocou profundas mudanças na agricultura. De provedora de necessidades humanas imediatas, ela passou a fornecedora de matérias primas demandadas pelos mercados. Esta mudança, muito mais do que semântica, alterou a forma como as terras são exploradas. Os sistemas agrícolas tradicionais, dependentes dos ciclos naturais e pouco intensivos em recursos, cederam espaço aos modernos sistemas agrícolas intensivos, cuja maciça inversão de capitais em recursos técnicos livrou-a dos limites naturais impostos pelo ambiente.

É certo que há imensa variabilidade nos sistemas agrícolas, quase que num contínuo de adaptações às inúmeras realidades ambientais, sociais e econômicas do mundo moderno, mas os sistemas tradicionais tendiam à sustentabilidade, cujos limites estreitos eram compatíveis com realidade hoje distante, de escassa população e isolamento geográfico das nações. As mudanças econômicas e demográficas dos últimos dois séculos criaram marcante dicotomia na agricultura: de um lado os agricultores que obtiveram êxito na tarefa de modernizar-se e de incorporar-se aos mercados internacionais, e de outro lado aqueles que permaneceram fiéis a tradições culturais seculares e, em razão de crescentes pressões, ou persistem penosamente ou abandonaram a agricultura. Esta é uma realidade particularmente visível nos países subdesenvolvidos dos trópicos.

Em princípios do século XX os Estados Unidos da América já desenvolviam intensa atividade agropecuária, o que, paralelamente à riqueza gerada, aumentava ano a ano os problemas relacionados à erosão das terras. Nas décadas seguintes, a pesquisa agronômica e a extensão rural norte-americanas caminharam paulatinamente na direção de um sistema de classificação de terras que auxiliasse os agricultores a compatibilizar a exploração agropecuária com as potencialidades e limitações das terras.

As bases do sistema são os extensos e detalhados levantamentos pedológicos que cobrem todo o território norte-americano, e que permitem inferir, a partir das características de cada classe de solo, seu comportamento quanto ao risco de erosão. O sistema usa a classificação pedológica para inferir outra, utilitária, quanto à capacidade de uso das terras sem riscos de depauperamento por erosão. Portanto, trata-se de um sistema de classificação com caráter eminentemente agrícola e apenas com essa finalidade deve ser utilizado.

Pensada e desenhada para as características da agricultura norte-americana, mecanizada e intensiva em recursos, ainda assim a capacidade de uso disseminou-se e hoje é utilizada corriqueiramente até mesmo em países cuja agricultura não apresenta o mesmo paradigma tecnológico. Por isso mesmo, são comuns as críticas ao sistema quanto à sua rigidez e inadaptação à realidade dos agricultores mais pobres.

Quanto a esta “inadaptação”, entende-se que cada sistema agrícola tem capacidade própria para lidar com as potencialidades e restrições que o ambiente impõe, o que exige critérios adaptados de classificação de terras para cada realidade particular.

No Sistema de Avaliação da Aptidão Agrícola das Terras (SAAAT), adaptado no Brasil a partir dos esforços de inúmeros pesquisadores brasileiros e estrangeiros (RAMALHO Fº et al, 1983), a diversidade técnica da agricultura foi incorporada às regras de classificação por meio dos chamados níveis de manejo (A, B e C). Mas capacidade de uso e aptidão agrícola não são alternativas para um mesmo fim, mas complementam-se, pois classificam terras com objetivos distintos: a capacidade de uso agrupa terras capazes de suportar a mesma intensidade de uso sem que haja degradação, enquanto a aptidão agrícola agrupa terras com aptidão para usos específicos.

Por essas razões, o objetivo geral deste trabalho é desenvolver, testar a campo e validar novos critérios de enquadramento das terras nas classes de capacidade de uso, adaptados às características dos sistemas agrícolas menos intensivos no uso de tecnologia moderna. Para tanto, inspirou-se na ideia dos níveis de manejo. O objetivo específico é mapear a capacidade de uso das terras de Minas Gerais utilizando os novos critérios.

Não informado

O objetivo desse trabalho foi avaliar atributos físico-hídricos e físico-mecânicos de um Latossolo distrófico típico sob sistema de integração-lavoura-pecuária-floresta (ILPF) com 1 ano de implantação (ILPF 1 ano), ILPF com 6 anos de implantação (ILPF 6 anos), pastagem e cerrado nativo (CN), nos horizontes A, AB, BA topo, BA base e Bw e propor modelos de capacidade de suporte de carga (MCSC) para horizontes A, AB, BA topo e BA base  identificando, através dos MCSC, qual manejo influencia mais na compactação do solo. Para as curvas de retenção de água no solo foi coletada 1 amostra indeformada, totalizando 60 amostras (1 amostra x 3 pontos x 4 tratamentos x 5 horizontes) e obtidas a porosidade total, a microporosidade, macroporosidade e a densidade do solo. Determinou-se ainda, a capacidade de campo, o ponto de murcha permanente e a capacidade de água disponível. Para a estabilidade de agregados em água foram coletados torrões e calculou-se o diâmetro médio geométrico e a para condutividade hidráulica saturada (Ks) foram coletadas 3 amostras indeformadas no horizonte A,  totalizando 36 amostras (3 amostras x 3 pontos x 4 tratamentos x 1 horizonte), a Ks foi determinada pelo permeâmetro de carga constante. Foi realizada a análise de componentes principais (PCA) para representar os atributos físico-hídricos nos diferentes tratamentos e horizontes. Para determinar a resistência do solo à penetração (RP) e a pressão de pré-consolidação (sp) foi coletada 1 amostra indeformada, totalizando 120 amostras (1 amostra x 3 pontos x 4 tratamentos x 5 horizontes x 2 sucções matriciais). Para os MCSC foram coletadas 5 amostras indeformadas totalizando 240 amostras (5 amostras x 3 pontos x 4 tratamentos x 4 horizontes). Para os atributos físicos-hídricos a pastagem degradou mais a estrutura do solo no horizonte A e seus impactos atingiram até o BA topo. No horizonte BA topo observou-se que a degradação da estrutura do solo nos diferentes tratamentos seguiu a seguinte ordem decrescente:  CN < ILPF 6 anos < ILPF1 ano < pastagem. Os sistemas integrados ILPF 1 ano e ILPF 6 anos exerceram menor impacto na estrutura do solo e apresentaram propriedades físico-hídricas do solo semelhantes ao CN a partir do horizonte AB. Todos os tratamentos alteraram a Ks no horizonte A. Para os atributos físico-mecânicos a umidade do solo influenciou a RP e a sp. A sp demonstrou influência dos manejos em todos os horizontes. Os horizontes A e AB da pastagem foram os mais sofreram degradação da estrutura. Os sistemas integrados ILPF 1 ano e ILPF 6 anos alteraram menos as propriedades físico-mecânicas do solo quando comparados à pastagem. Nos MCSC observou-se que a compactação do solo causada pela pastagem e pelo ILPF 1  ano foi maior nos horizontes superficiais. O CN possui uma menor capacidade de suporte de carga nos horizontes A e B. Não houve diferença significativa nos MCSC da pastagem, ILPF 1 ano e ILPF 6 anos nos horizontes A e B.

Os estudos sobre a fertilização com níquel (Ni) em plantas cultivadas são notavelmente novos, embora os seus efeitos positivos já venham sendo relatados desde o início dos anos 80. Esse elemento, emergente como um micronutriente, compõe as enzimas urease em plantas e hidrogenase em microrganismos. Nesse cenário, as plantas leguminosas, por sua associação simbiótica com bactérias diazotróficas, podem ser uma das espécies mais afetadas pela deficiência de Ni em solos agrícolas. A mais importante espécie leguminosa cultivada atualmente é a soja, uma importante fonte de alimento no cenário mundial. Assim, práticas que levem a uma produção mais eficiente e sustentável dessa espécie são visadas para garantir a segurança alimentar atual e futura. No primeiro artigo, seguimos as evidências da deficiência de Ni apresentadas na literatura e as associamos com os baixos teores naturais desse elemento comumente encontrados em solos agrícolas, e, dessa forma, confirmamos a ocorrência da deficiência de Ni em plantas de soja. Contudo, nessa espécie, a deficiência de Ni ocorreu de forma oculta. Para detectar esse evento, cultivamos 17 genótipos de soja, que são comumente cultivados pelos agricultores, com e sem o suprimento de Ni em casa de vegetação e campo, avaliando a sua fisiologia, metabolismo e produção. Por meio disso, notamos que a fertilização com esse micronutriente maximizou todos os pontos avaliados, mesmo sem expressar sintomas foliares da deficiência de Ni. No segundo artigo, a partir da seleção de genótipos realizada anteriormente, a qual discriminou esses quanto a sua responsividade a fertilização com Ni. Ao genótipo mais responsivo, oferecemos a fertilização com seis doses desse micronutriente de forma a estabelecer as concentrações que proporcionariam as faixas de deficiência, desenvolvimento adequado e toxidez. Assim como esperado, o genótipo testado demandou uma maior concentração de Ni para atingir o seu máximo desenvolvimento, e curiosamente, as bactérias fixadoras de nitrogênio, associadas a esses também. Para chegar a essa conclusão, avaliamos tanto como o genótipo se desenvolvia em função das doses de Ni, bem como as concentrações de Ni e atividade dos nódulos radiculares. Com os trabalhos desenvolvidos, fornecemos não só formas de detectar a deficiência oculta de Ni que ocorre nos novos genótipos de soja que vêm sendo cultivados, mas também como contornar essa limitação pela oferta de doses adequadas para o máximo desenvolvimento dessas plantas.

Phosphorus (P) is rapidly sorbed on highly weathered tropical soils. Most phosphate fertilizers used in Brazil have high solubility, providing fast P release and greater susceptibility to P fixation in soils. Thereby, I developed a new approach to add value to poultry litter residue by producing a biochar-based organomineral fertilizer aiming to increase the P use efficiency in acidic tropical soils. For this purpose, monoammonium phosphate (MAP), triple superphosphate (TSP) and phosphoric acid (H₃PO₄) with and without the addition of magnesium oxide (MgO) were mixed with poultry litter to produce biochar-based fertilizers (BBFs) by pyrolysis at 500 °C. Three studies were carried out to characterize and evaluate the agronomic efficiency of the BBFs. In the first part of the study, it was evaluated mineral composition, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, P release kinetics in water of the BBFs and a bioassay with maize in a greenhouse using a clayey Oxisol. The addition of MgO dramatically reduced the release kinetics of P in water from BBFs due to the formation of low solubility compounds. However, these BBFs promoted maize biomass production close to TSP and also raised the pH and soil Mg content after cultivation. In the second part of the study, it was evaluated two BBFs (biochar poultry litter + TSP + MgO, identified as PLB-TSP-MgO, and biochar poultry litter + H₃PO₄ + MgO, identified as PLB-H₃PO₄-MgO) in relation to (i) the soluble fractions, (ii) diffusion of P in the soil using a visualization technique over time, and (iii) the agronomic efficiency in granular and powder form in the maize crop. The P water solubility of BBFs was dramatically reduced, but the solubility of citric acid and neutral ammonium citrate + water is similar to the TSP. The method of visualization showed that the P diffusion process of BBFs in soil is slower than the TSP, characteristic of slow-release fertilizers. BBFs have agronomic efficiency similar to TSP when applied in powder. The PLB-H₃PO₄-MgO, applied as a granule, promoted maize biomass production equivalent to TSP, despite the smaller proportion of the granule that dissolved during maize cultivation (~ 16% versus 40% of TSP), preserving P available in the granule for future harvests. In the third part of the study, the BBFs were applied at different doses in an Oxisol and incubated for a period before cultivation of Urochloa brizantha for three growth cycles to evaluate the agronomic efficiency and thereafter, a sequential extraction procedure was used to determine the P distribution among different P pools. The shoot dry matter yield in the first cropping cycle was higher at the highest P rate for TSP_planting (no incubation). However, in subsequent crop cycles, all BBFs showed higher biomass yield as compared to TSP_planting. The PLB-H₃PO₄ addition positively influenced the dynamics of the P fractions in the soil with an increase in the labile and moderately labile P fractions in soil after cultivation.

A presente pesquisa foi realizada com objetivo de estudar as relações entre as perdas de solos e água por erosão hídrica, os aspectos fitotécnicos, em sistemas de manejo do cultivo da oliveira em consorcio ou não com plantas de cobertura na região Sul do estado de Minas Gerais, estudar diferentes metodologias de monitoramento das plantas de cobertura usando imagens de câmeras digitais multiespectral e convencional embarcadas em veículo aéreo não tripulado (VANT). A avaliação das perdas de solo e agua foi feita usando as parcelas padrão da erosão, e o monitoramento da cobertura vegetal foi feito usando os índices de vegetação calculados a partir das bandas de imagens geradas pelos VANT. Os resultados obtidos mostram que os índices de vegetação gerados à partir de imagens obtidas por VANT mostraram ser mais práticos e eficientes, permitindo o monitoramento com maior frequência e abrangência de área durante o ciclo das culturas.Além de isso o índice de cobertura vegetal total apresentou melhor desempenho na predição de perda de solo e na determinação de Fator C da Equação Universal de Perda do Solo (USLE).O manejo de plantas de coberturas consorciadas com o cultivo da oliveira concilia entre os aspectos fitotécnicos e ambientais do cultivo na região tropical visando à redução das perdas de solo e água por erosão hídrica notadamente em solos rasos, de baixa condutividade hidráulica e declivosos.

A deposição do rejeito de mineração de ferro proveniente do rompimento da barragem de Fundão, em Mariana-MG, provocou impacto em toda extensão da bacia do rio Doce, alterando características físico-químicas dos solos, elevando a mortalidade de organismos aquáticos e suprimindo extensas áreas de vegetação, porém, seu efeito sobre as comunidades microbianas do solo é desconhecido. O objetivo deste estudo foi avaliar a composição de comunidades de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em ecossistemas impactados por diferentes espessuras de deposição de rejeito de mineração de ferro e ecossistemas não impactados adjacentes. Amostras de solo foram coletadas em áreas de Mata Atlântica não impactada (MA-Ref), Mata Altântica com deposição de aproximadamente 0,4 m de profundidade de rejeito (MA-0,4) e com deposição de mais de 1 m de rejeito (MA->1); e plantio de eucalipto não impactado (PE-Ref), plantio de eucalipto com deposição de aproximadamente 0,4 m de rejeito (PE-0,4) e com deposição de mais de 1 m de rejeito (PE->1). Esporos de FMAs foram extraídos de solo e coletados esporocapos epígeos sobre o rejeito de mineração, estes foram montados em lâminas permanentes e identificados morfologicamente. Recuperou-se um total de 38 morfoespécies de FMAs nos ecossitemas avaliados. Glomeraceae foi a família que apresentou maior riqueza, seguida por Acaulosporaceae. Apenas quatro espécies de FMAs foram compartilhadas entre todas as áreas amostradas, e ≅ 18% foram exclusivamente amostradas em um ecossistema. A composição taxonômica dos FMAs permitiu diferenciar ecossistemas impactados ou não pela deposição de rejeito. A densidade de esporos por famílias de FMAs apresentou diferenças entre ecossistemas impactados pelo rejeito. Classes de frequência de ocorrência das espécies demonstram dominância de Glomeraceae, enquanto que duas ou três espécies apresentaram abundância relativa dos esporos superior a 15% em cada ecossistema. Rhizophagus irregularis cf. foi excluvivamente amostrada em áreas impactadas pela deposição de rejeito, apresentando, sempre, abundância relativa superior a 10%. Grandes massas de esporocarpos de Sclerocystis coremioides foram coletadas sobre o rejeito, ampliando o conhecimento a cerca ocorrência dessa espécie em ecossistemas impactados. A presença de ≅ 88% das espécies de FMAs nas áreas impactadas, e compartilhamento de ≅ 55% das espécies entre áreas com e sem deposição de rejeito, indica que processos de dispersão foram eficientes, e que a maioria dos taxa amostrados nos ambientes não impactados são competentes em se estabelecer em áreas com deposição de rejeito de mineração, podendo auxiliar no processo de estabelecimento da vegetação, sucessão e auxiliando no processo de reabilitação das áreas impactadas.

Técnicas agronômicas que possibilitam aumentar a eficiência dos sistemas produtivos frente às mudanças climáticas são cada vez mais necessárias na busca por uma agricultura mais sustentável. A restrição hídrica e o aumento da temperatura média anual já prejudicam significativamente a produtividade e a qualidade do café nas principais regiões de cultivo. A escassez de água para produção cafeeira, muitas vezes é ocasionada pela redução da capacidade de recarga de água dos solos devido manejo inadequado. Neste sentido, o presente estudo propõe utilização de técnicas de manejo do solo que possibilitem o uso eficiente da água armazenada no solo a exemplo dos condicionadores de solo e abertura de sulcos profundos para um melhor aproveitamento do recurso água por um maior volume de solo explorado. Foram instalados dois experimentos, um deles no município de Bom Sucesso localizado na Mesorregião fisiográfica Oeste de Minas, e outro no município de Nazareno localizado na Mesorregião fisiográfica Campo das Vertentes, em Minas Gerais. Para o primeiro, o preparo de um Argissolo Vermelho Amarelo, consistiu na abertura dos sulcos de plantio com dimensões de 0,40 m de largura e 0,60 m de profundidade, sendo feito o destorroamento do solo até os 0,60 m, mas preservando a posição dos horizontes. Os tratamentos consistiram na aplicação de fertilizantes e cobertura plástica na linha de cultivo, sendo: M: adubação mineral; O: adubação organomineral; MM: adubação mineral + cobertura plástica; OM: adubação organomineral + cobertura plástica; MZ: adubação mineral + mineral zeólita. Neste experimento foram avaliadas a influência dos manejos na variabilidade espaço-temporal do conteúdo de água no solo, assim como na sua disponibilidade às plantas, na distribuição do sistema radicular e sistema de poros. O segundo experimento foi conduzido em Cambissolo, cuja implantação de cafeeiros objetivou investigar a ação do preparo de sulco profundo associado a um adicional de corretivo agrícola nos índices de qualidade e na função normalizada de distribuição de poros por volume [S*(h)] no perfil do solo. Os tratamentos consistiram de: 40 (preparo convencional com sulcador a 0,40m); 60 (abertura de sulco com preparador de solo a 0,60m com correção convencional (60S) e calcário complementar (60C)); 80 (abertura de sulco com preparador de solo a 0,80m com correção convencional (80S) e calcário complementar (80C)) além de uma área preservada e, portanto não revolvida, Natural. Ambos os experimentos comprovaram sua eficácia para o cultivo de cafeeiros em áreas de solos rasos, com limitações ao desenvolvimento radicular, por contornar problemas advindos do déficit hídrico na fase inicial de desenvolvimento de cafeeiros. Como houve melhorias no sistema poroso dos solos ao longo dos perfis estudados, os manejos promoveram aumento de conteúdo de água disponível no perfil do solo e favoreceram o crescimento do sistema radicular das plantas.

O cobre é um micronutriente para todos os seres vivos, porém em altas concentrações pode causar efeitos negativos nas diversas formas de vida, causando poluição dos ecossistemas. A avaliação da toxicidade causada por um elemento-traço ou composto químico no ambiente, deve basear-se em parâmetros biológicos sensíveis ao contaminante. Os valores de EC50, 20 e 10 são indicados para mostrar a sensibilidade das espécies com o aumento da concentração do contaminante. O objetivo deste estudo é conhecer o comportamento de diferentes espécies mediante a diferentes concentrações de nitrato de cobre no solo. Para esse estudo foram utilizadas as espécies Triticum aestivum, Zea mays, Oryza sativa, Phaseolus vulgaris, Glycine max e Raphanus sativus cultivadas nas classes de solo, Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico e Latossolo Vermelho distroférrico. As espécies foram cultivadas em vasos contendo os solos e casa de vegetação. As concentrações de cobre foram de 0, 75, 150, 300, 600, 800, 1000, 1200 mg kg-1 de solo seco, com quatro repetições. O experimento foi em delineamento inteiramento casualizado. Foram realizadas mensurações de variáveis biológicas, como matéria seca da parte aérea, altura da planta, diâmetro do coleto e número de folhas, além de ter sido determinado o teor de cobre na parte aérea. O LVAd apresentou maior sensibilidade que o LVdf quando considerados os valores de EC50, as espécies Triticum aestivum, Zea mays, Oryza sativa foram mais sensíveis do que as espécies Phaseolus vulgaris, Glycine max e Raphanus sativus.

NÃO DEFINIDO

A Maghemita (Mh) é um mineral ferrimagnético que determina o magnetismo na fração argila, sobretudo em solos muito intemperizados de regiões tropicais e subtropicais. Seu conteúdo esta relacionado ao material de origem do solo, por isso pode ser utilizada como estratificador ambiental. Este estudo objetivou comparar os vários métodos para quantificação de Mh em solos, bem como caracterizar a Mh de solos desenvolvidos sobre diferentes materiais de origem; e avaliar a eficiência de sensores próximos (magnetômetro e fluorescência portátil de raios-X - pXRF) como suporte ao mapeamento digital na separação de Latossolos em área com geologia variável. Na primeira parte do estudo, a quantificação de Mh foi realizada a partir de quatro métodos: (1) área das reflexões obtidas por difratometria de raios-X (DRX) (método padrão); (2) refinamento Rietveld; (3) dissolução seletiva com H₂SO₄ e; (4) com base na suscetibilidade magnética. A caracterização da Mh pedogenética foi realizada a partir das curvas de histerese e dos parâmetros cristalográficos. Os métodos baseados na dissolução com H₂SO₄ superestimaram o conteúdo de Mh em relação ao método padrão baseado na DRX, já os teores de  Mh estimados por susceptibilidade magnética e refinamento Rietveld foram mais próximos aos obtidos pelo método padrão. Independentemente do material de origem, as partículas de Mh apresentam simples domínio, entretanto podem adquirir características de multidomínio devido à substituição isomórfica e à agregação com hematita. Na segunda parte do estudo, 39 solos foram classificados a campo e amostrados. Posteriormente analisados por pXRF e magnetômetro (suscetibilidade magnética). Para cada local de amostragem foram obtidos também os valores dos modelos digitais de terreno (MDT). Através da análise visual, os "boxplots" foram utilizados para identificar as melhores variáveis para distinguir as classes de solo, que foram ainda mapeadas usando a lógica fuzzy e posteriormente validadas. O modelo de regressão de mínimos quadrados ordinários foi usado para prever o conteúdo de areia e argila. Os MDT, pXRF e a suscetibilidade magnética foram utilizados como variáveis preditivas. Os MDT não foram capazes de distinguir a maioria dos Latossolos na área de estudo, enquanto os dados de susceptibilidade magnética juntamente com SiO₂ e Fe avaliados por pXRF,  auxiliaram na predição das classes de solo. Para estimar o teor de areia e argila, as variáveis obtidas com pXRF mostraram maior capacidade de previsão do que os adquiridos com MDT e suscetibilidade magnética, demonstrando o potencial desses sensores próximos como suporte ao mapeamento digital de solos.

O esterco de galinha (EG) possui N lábil que é facilmente perdido na compostagem, caso não sejam utilizados aditivos que ajudem a preservá-lo no composto. Objetivou-se avaliar o potencial de diferentes aditivos e inibidor da urease em reduzir as perdas de N durante a compostagem do esterco de galinha. Em uma primeira etapa, avaliaram-se os efeitos de doses de S elementar (0,25, 0,5, 1,0 e 2,0 %), bagaço de cana (5, 10, 30 e 60 %), serragem (5, 10, 25 e 40 %) e biocarvão (5, 10, 20 e 40 %), misturados ao EG, sobre o N no composto final. As misturas foram incubadas durante 60 dias. Ao final da incubação, avaliaram-se a massa de composto, condutividade elétrica (CE), pH e o teor de N total no material compostado. O S elementar na dose de 0,5% acidificou e enriqueceu o composto final com N em cerca de 50%, em relação ao controle (EG não tratado com S elementar). O emprego de biocarvão na mistura incubada acelera a sua biodegradação e permite, na dose de 40%, produzir composto mais concentrado em N. O aumento da relação C/N do composto pelo uso de bagaço de cana acelerou a compostagem e aumentou o teor de N no composto final. O uso de Sº pode ser combinado com o bagaço de cana, pois propiciam condições que minimizam as perdas de N na incubação e produzem um composto mais enriquecido em N. Em uma segunda etapa, objetivou-se avaliar a retenção de N pela inibição da urease e conseguinte diminuição da volatilização da amônia. Foram testadas sete doses de NBPT (0, 0,1, 0,25, 0,5, 1, 3 e 6%), visando reduzir o N volatilizado e o enriquecimento em N do EG compostado. As taxas de volatilização de N-amônia foram quantificadas pela captação do gás em espumas embebidas com ácido fosfórico e glicerina. As espumas foram coletadas aos 0, 1, 2, 5, 8, 13, 20 e 30 dias após o início da incubação. No início e ao final do experimento, foram determinados os teores de N total, N-nitrato e N-amônio, pH, CE e a massa remanescente do composto final. As doses de 0, 0,1, 0,25, 0,5 e 1% acarretaram um crescimento contínuo das taxas de volatilização da amônia até o final da incubação. Há queda considerável na amônia volatilizada quando o EG foi misturado ao NBPT nas doses de 3 e 6%. Todos os tratamentos apresentaram menores taxas de volatilização de amônia quando comparados ao controle (somente EG compostado). Para as doses de 0, 0,1, 0,25 e 0,5 % de NBPT, os valores de pH aumentaram ao final da incubação, bem como os teores de N-nitrato. Em contrapartida, os teores de N-amônio e a massa remanescente reduziram-se. Com relação às doses de 1, 3 e 6 %, observou-se redução dos valores de pH e dos teores de N-nitrato, bem como uma pequena perda de massa ao final da incubação. Assim, existe a possibilidade de a dose de 0,5 % de NBPT reduzir em cerca de 20% a volatilização de N na forma de amônia, concomitantemente ao  enriquecimento do material compostado com N, sem que as fases e processos envolvidos na compostagem fossem negativamente afetadas. É preciso avaliar o efeito do NBPT em condições de compostagem a campo, pois esse estudo se restringiu à decomposição do EG em condições controladas de laboratório.

No Brasil a cafeicultura é uma atividade de grade expressividade. Isso porque, a cadeia produtiva de café é a força motriz do desenvolvimento sócio-econômico de muitas regiões brasileiras, garantindo a produção e distribuição de riquezas, além de gerar empregos. Dentre os estados brasileiros, Minas Gerais e o Espírito Santo são os maiores produtores dessa espécie. Embora essas regiões sejam grandes produtoras de café, a expansão das atividades produtivas depende da incorporação de novas áreas para o cultivo de café. Deste modo, a concorrência com outras culturas de valor econômico agregado, força os produtores introduzir as lavouras de café em áreas com solos mais restritivos fisicamente, em razão de sua gênese, como é o caso dos solos adensados. Por tanto, o uso de técnicas que viabilizem a produção de café nessas áreas é fundamental para o desenvolvimento adequado do cafeeiro, principalmente em regiões onde a ocorrência de veranicos ou escassez de chuvas. Mediante a esse contexto, os objetivos do estudo foram: i) Estabelecer condições físico-hídricas de Latossolos coesos que podem afetar o manejo da irrigação, bem como predizer consequências, servindo como subsídio de manejo para a cafeicultura irrigada estabelecida nestes solos do norte do estado do Espírito Santo, Brasil. ii) Estudar a dinâmica da água em perfis de um Cambissolo submetido a diferentes sistemas de preparo na linha de plantio associado ao uso da braquiária na entre linha de cafeeiros. No experimento 1, situado nos municípios de São Mateus e Jaguaré, no norte do Espirito, foram estudadas duas classes de solos sob cafeicultura irrigada: Latossolo Amarelo distrocoeso irrigado por aspersão e Latossolo Vermelho Amarelo distrófico irrigado por gotejamento. Nesse caso, as variáveis avaliadas foram: densidade do solo, curva de retenção de água, resistência a penetração das raízes e intervalo hídrico ótimo. Já o experimento 2 foi conduzido em um Cambissolo que está situado no município de Nazareno, estado de Minas Gerais, Brasil. Onde foram avaliados cinco tratamentos, dispostos da seguinte forma: Sulco de plantio do café preparado a 0,40 m de profundidade (PS40); Sulco de plantio do café revolvido a 0,60 m de profundidade (PS60); Sulco de plantio do café revolvido a 0,80 m de profundidade (PS80); Entrelinha com cobertura de braquiária (EL,) e o Cerrado nativo (CN) que representa a condição de equilíbrio. Foram avaliadas a infiltração de água em diferentes tensões, a condutividade de água em solo saturado, a condutividade de água em solo não-saturado e retenção de água. Os resultados demostram que no Latossolo coeso o uso do IHO permitiu identificar a faixa de umidade que a irrigação deve ser manejada para que a planta expresse o seu máximo potencial produtivo. Enquanto que no Cambissolo, o revolvimento promovido pela enxada rotativa associado à subsolagem nas profundidades de 0,60 m e 0,80 m melhorou a infiltração, armazenamento e movimento de água até 0,50 m de profundidade. 

Na principal região cafeeira de Minas Gerais vem sendo desenvolvido um sistema de manejo que se caracteriza pelo uso conjunto de práticas de conservação do solo e da água visando a melhoria das condições químicas e físicas do solo. O sistema de manejo preconiza, dentre outras práticas, a cobertura vegetal das entrelinhas do cafeeiro com o capim Brachiaria, preparo de sulco de plantio com 60 cm de profundidade e aplicação de elevadas doses de gesso sobre a superfície do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a agregação do solo através da sonificação por ultrassom, 8 anos após a implantação do sistema de manejo em um Latossolo Vermelho. Para este trabalho foram avaliadas as doses de gesso de 0; 14; 28; 56 Mg ha^-1. Foram utilizados o equivalente a 5 g de agregados secos (peso seco em estufa a 105 °C), na fração de 4 - 8 mm de diâmetro para as avaliações. Os resultados foram ajustados para obtenção de índices de estabilidade de agregados. O gesso contribuiu indiretamente para a formação de macroagregados, e diretamente na estabilização de microagregados através da ação complexante do Ca²⁺. Ressalta-se que para a implantação desse sistema de manejo deve-se levar em consideração a adição do gesso para o melhor condicionamento do solo.

Nos últimos anos, grande parte do Brasil vem sofrendo com o aumento no número de queimadas devido às alterações climáticas associadas a negligência humana. O aquecimento do solo durante a ocorrência de tais queimadas pode gerar alterações significativas sobre as propriedades químicas, físicas e mineralógicas. Entretanto, as mudanças geradas não ocorrem da mesma forma e intensidade em todas as situações, como relatado na literatura, ocorrendo principalmente devido a intensidade do aquecimento, ou seja, a temperatura máxima alcançada e o tempo de exposição, e as características dos solos. A interação e grau de influência do conteúdo de matéria orgânica do solo (MOS) e mineralogia sobre as propriedades dos solos têm sido os principais fatores envolvidos na forma com que as alterações ocorrem. Os efeitos do aquecimento sobre solos característicos de clima temperado já foram amplamente estudados. Entretanto, pouco se sabe sobre como a ocorrência de queimadas podem afetar as propriedades de solos tropicais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações sobre as propriedades químicas, físicas e mineralógicas de seis Latossolos submetidos ao aquecimento em laboratório. O aquecimento de amostras coletadas na camada superficial do solo (0 – 5 cm), foi realizado em forno mufla por 30 min nas temperaturas de (°C): 100, 200, 300, 400, 500 e 600. As avaliações sobre o efeito de diferentes temperaturas nas propriedades químicas e mineralógicas dos solos foram: MOS, atributos eletroquímicos, disponibilidade de macro e micronutrientes, capacidade de troca catiônica (CTC), saturação por bases (V) acidez potencial (H+Al), mineralogia, grau de intemperismo e cor dos solos. Para avaliar as propriedades físicas, foram realizadas análises de repelência à água, estabilidade e resistência tensil dos agregados. A MOS foi completamente carbonizada a partir de 400°C. Mas o aumento na disponibilidade de nutrientes, CTC e redução do pH ocorreram a temperaturas mais baixas (200°C). Temperaturas ≥ 400°C resultam em drásticas alterações nas propriedades químicas e mineralógicas, como redução na disponibilidade de nutriente e CTC, alteração e perda de minerais e formação de Maghemita e Hematita, principalmente, além de aumentar o grau de cristalinidade dos óxidos. Somente um solo manifestou hidrofobicidade severa em sua condição natural, entretanto, o aquecimento a 200°C foi suficiente para reduzir o tempo de penetração da gota de água (WDPT). Os demais solos se comportaram como hidrofílicos em condição natural, reduzindo o tempo necessário para a infiltração completa da gota de água com o aquecimento. A estabilidade dos agregados em água aumentou com o aquecimento do solo, enquanto a resistência tensil reduziu. Neste trabalho, os efeitos do aquecimento sobre as propriedades químicas e físicas são influência não só da perda de MOS, mas também das alterações mineralógicas, indicando grande contribuição dos óxidos de Ferro e Alumínio sobre as condições de fertilidade e balanço químico de Latossolos.

INOCULAÇÃO DE FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES NATIVOS NA PRODUTIVIDADE E QUALIDADE DA CANA-DE-AÇÚCAR

O arsênio é um elemento-traço tóxico aos organismos e a contaminação dos solos por esse elemento é um assunto de importância pública. Assim, desenvolver estudos ecotoxicológicos para arsênio, envolvendo solos locais, contribui para o fortalecimento da base de dados utilizada em tomadas de decisões relacionadas a assuntos ambientais. Por isso, objetivou-se com este trabalho selecionar e utilizar dentre 11 endpoints, obtidos em ensaios ecotoxicológicos de crescimentos de plantas, os mais adequados no estudo da toxicidade do arsênio em solos tropicais. Além disso, buscou-se evidenciar o efeito da contaminação por arsênio nos organismos do solo e testar a adequabilidade do valor de prevenção atualmente vigente no Brasil para arsênio quando a este fim. Para isso, dois solos naturais (Latossolo e Cambissolo) e um artificial (Solo Tropical Artificial – SAT) foram contaminados para se obter um gradiente de concentrações de arsênio (0; 8; 14,5; 26; 46,5; 84; 150; 270 mg de As kg^-1) e utilizados nos ensaios com plantas e organismos do solo. Nos ensaios com plantas foram cultivadas 6 culturas (Zea mays, Oryza sativa, Sorghum bicolor, Phaseolus vulgaris, Helianthus annuus e Raphanus sativus) e avaliados o efeito do arsênio sobre a primeira contagem de plantas emergidas, altura, área foliar, diâmetro do caule, germinação total, índice de velocidade de emergência, massa seca total, número de folhas, sobrevivência de plantas, índice SPAD e contagem final de plantas emergidas. Esses endpoints foram ranqueados quanto a sensibilidade (valor do EC₅₀) e confiabilidade (amplitude do intervalo de confiança) para a seleção dos mais adequados. Esses parâmetros, juntamente com os teores de arsênio na parte aérea e os fatores de bioconcentração, foram utilizados para evidenciar a toxicidade do arsênio às culturas. Em geral, maior toxicidade foi observada para o solo SAT, seguido do Latossolo e Cambissolo. Dos endpoints avaliados, a primeira contagem de plantas emergidas e a massa seca total foram considerados os mais adequados, pois apresentam os menores valores de EC₅₀ com os menores intervalos de confiança. As espécies P. vulgaris e Z. mays foram as mais e menos sensíveis a toxicidade do arsênio, respectivamente. Ambas, também acumularam os menores teores de arsênio nos tecidos. Nos ensaios com organismos do solo, foram avaliados o efeito do arsênio sobre a reprodução e sobrevivência das espécies Eisenia andrei, Enchytraeus crypticus, Folsomia candida e Hypoaspis aculeifer. Não se observou efeito sobre a reprodução e sobrevivência de nenhum dos organismos testes no Cambissolo e, assim como no ensaio com plantas, maior toxicidade do arsênio foi observada para o solo SAT. A espécie menos afetada foi H. aculeifer e as mais afetadas foram E. crypticus no solo SAT e F. candida no Latossolo. Os resultados demonstraram que o valor de prevenção atualmente vigente no Brasil para arsênio é protetivo para solos com maior capacidade de adsorção. 

Não informado

NÃO DEFINIDO

NãO DEFINIDO

NÃO INFORMADO