Teses e Dissertações
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Item Curso diário do balanço de carbono e do metabolismo primário foliar em três espécies lenhosas tropicais cultivadas(Universidade Federal de Viçosa, 2014-08-08) Morais, Leandro Elias; Matta, Fábio Murilo da; Araujo, Wagner LuizA maioria dos estudos envolvendo variações diurnas do metabolismo vegetal tem-se concentrado em espécies herbáceas em condições controladas. Tem-se questionado a validade de extrapolação de modelos de alocação de carbono em plantas herbáceas para espécies lenhosas/perenes. Neste estudo, procurou-se explorar o curso diário de carboidratos e de outros metabólitos importantes quanto ao balanço energético em espécies lenhosas tropicais com taxas de crescimento (e origem evolutiva quanto à disponibilidade de irradiância) e capacidades fotossintéticas contrastantes, em condições de campo, na estação de crescimento ativo. Para tanto, utilizaram-se três espécies lenhosas, sendo duas evoluídas em ambientes de sombra e com baixa taxa de crescimento: café (Coffea arabica Citrus sinensis espécie evoluída em ambiente a pleno sol e com elevada taxa de crescimento, eucalipto (Eucalyptus grandis x urophylla Clone 3336). As plantas foram cultivadas em Viçosa, sudeste do Brasil, a pleno sol, sob práticas agronômicas usuais. Foram realizadas avaliações diárias de trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, teores de metabólitos e atividades enzimáticas. Observaram-se decréscimos consistentes, ao longo do dia, nos valores de vários parâmetros fotossintéticos (e.g., condutância estomática, taxa de assimilação líquida de CO2, taxa de transporte de elétrons e coeficiente de dissipação fotoquímico), particularmente em citrus e café, cujas taxas fotossintéticas foram grandemente limitadas por fatores difusionais. Essas espécies também exibiram os maiores incrementos diurnos nos parâmetros relacionados aos processos não assimilativos de CO2 (e.g., fotorrespiração e coeficiente de dissipação não fotoquímico) e as menores taxas de respiração noturna. Em eucalipto, foi observado um padrão típico de turnover de carboidratos, isto é, acúmulo de amido (e outros carboidratos como sacarose) ao longo do dia, seguido de degradação noturna, mas este padrão não foi observado em café. Citrus, aparentemente, apresentou um padrão intermediário de turnover de carboidratos, caracterizado por um giro de sacarose e polióis, mas não de amido. Ao longo do dia, não se verificou alteração nas concentrações de glicose-6- fosfato, glicose-1-fosfato, frutose-6-fosfato, proteínas e aminoácidos. Em café, houve aumento significativo nas concentrações diurnas de fenóis solúveis totais, seguido por um decréscimo ao longo da noite. Nas três espécies, foram observados acréscimos na concentração de isocitrato e, em eucalitpto, observou-se acúmulo de succinato e níveis não detectáveis de malato. Esse ácido orgânico não variou ao longo do dia em café e citrus, entretanto, nessas espécies, houve acúmulo de piruvato e de glicina. A atividade catalítica das enzimas envolvidas no ciclo de Calvin não variou ao longo do dia em todas as espécies. Comparada a café ou citrus, em eucalipto, observou-se maior conteúdo relativo e também maior atividade total da rubisco; em adição, constatou-se a maior atividade catalítica da pirofosforilase da ADP-glicose, -amilase e fosforilase do amido. Em eucalipto, também se observou maior atividade das invertases, e semelhantemente a citrus, observou-se acréscimo diurno na atividade da sintase da sacarose-fosfato. Em suma, as espécies aqui estudadas apresentaram divergências nos mecanismos associados à capacidade de manter o equilíbrio entre os processos fotoquímicos/bioquímicos acoplados com a variação diária das condições ambientais. Discutem-se essas divergências num contexto de fornecimento de carbono e energia para a otimização do ganho de carbono e do acúmulo de biomassa.Item Estoque de carbono do solo e fluxo de gases de efeito estufa no cultivo do café(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, 2013) Belizário, Maísa Honório; Cerri, Carlos ClementeO café é uma das principais culturas exploradas no Brasil, e está entre as mais importantes commodities agrícolas de exportação. A demanda por produtos agrícolas sustentáveis é cada vez maior, questão especialmente importante para a competitividade dos produtos de exportação. Portanto, conhecer os impactos das emissões de gases do efeito estufa (GEE) é fundamental para qualquer cultura agrícola, assim como estudar o seu manejo para detectar alternativas mitigadoras. O objetivo deste estudo foi determinar o estoque de carbono no solo e o fluxo de gases de feito estufa no cultivo do café. Para tal foram avaliados o estoque de carbono do solo devido à conversão do uso da terra sob vegetação de Cerrado para a cultura do café; o uso de corretivo agrícola e sua influencia no fluxo de CO2 , assim como a influência do uso de fertilizantes nitrogenados na emissão de N2O. O carbono (C) do solo foi determinado para o solo original de cerrado (controle) e em áreas convertidas há 37, 15 e 8 anos, além de duas áreas que receberam adição 22.684 e 16.845 kg ha -1 de composto orgânico em 2006 (CRI) e 2010 (CRII), respectivamente. O estoque de C no solo foi maior na área Café 37 (91,34 Mg C ha-1) e o menor para o Cerrado (66,87 Mg C ha-1) a 0-30 cm. As áreas com Café 15, 8 anos, CRI e CRII não apresentaram diferença entre si, com estoque de carbono no solo de 85,21, 85,75, 73,29 e 76,95, Mg C ha-1 respectivamente. Após a conversão do solo para a produção de café, há um aumento considerável no estoque de C, porém ao longo do tempo este valor tende a decrescer, provavelmente por conta de práticas de manejo. O nitrogênio (N) é o nutriente exigido em grande quantidade pela cultura do café e é apontado dentre os fertilizantes que mais contribuem com a emissão de GEE na agricultura. A fim de se conhecer o fluxo de emissão das diferentes alternativas de adubação nitrogenada, avaliou-se o nitrato de cálcio (NC), nitrato de amônio (NA), ureia (UR) e ureia-NBPT (NBPT®), para dose única (100 kg ha-1) e parcelada (2 x 50 kg ha-1). A ureia em dose única foi a fonte de maior emissão (125,12 mg N-N 2 O m -2 ) e o nitrato de cálcio parcelado foi a de menor (1,93mg N-N2O m-2). O uso da calagem é essencial para corrigir a fertilidade de solos ácidos, como é o caso da maioria dos solos de cerrado. A calagem é uma importante fonte emissora de CO 2 na atividade agrícola. Para se conhecer o fluxo de emissão da calagem, avaliou-se uma área com calcário recém aplicado e outra área após 5 anos da calagem. Os fluxos acumulados foram de 64,7 e 58,7 g de C-CO2 m-2 , respectivamente. A área que recebeu calcário recentemente obteve maior emissão por efeitos indiretos. Buscando atender a exigências de sustentabilidade avaliou-se a emissão do sistema de produção por cada saca de café (60 kg). Para tal foram utilizados dados de combustível, fertilizantes nitrogenados, adubo orgânico, calcário e eletricidade. A fazenda emitiu um total de 2.698 t CO2 equivalente de GEE durante dois anos agrícolas. A fonte que mais contribuiu foi o uso óleo diesel (1.407 t CO2 eq) e a menor foi a eletricidade (41 t CO2 eq). Para produzir uma saca de café foram emitidos 0,68 kg de CO2 eq kg-1 de café.Item Impactos de sistemas de manejo do cafeeiro sobre a matéria orgânica e atributos físicos do solo no território do Caparaó-ES(Universidade Federal do Espírito Santo, 2012-07-12) Guimarães, Gabriel Pinto; Mendonça, Eduardo de SáPesquisas avaliando o impacto de diferentes sistemas de manejo do cafeeiro são essenciais para determinação da qualidade química e física do solo. Partindo da hipótese que o maior aporte de matéria orgânica melhora a qualidade química e física do solo, a presente pesquisa teve por objetivo avaliar o impacto de sistemas de produção de cafeeiro orgânico e orgânico arborizado nas diferentes frações da MOS, estoques de COT e NT e atributos físicos em dois Latossolo Vermelho- Amarelo Distrófico argiloso do Território do Caparaó- Espírito Santo. Na propriedade 1, localizada no distrito de Santa Clara, município de Iúna, foram avaliados os seguintes sistema: mata primária (MP1), café orgânico (ORG1) e café convencional (CON1). A propriedade 2, localizada no município Irupi, os sistemas avaliados foram: mata secundária (MS2), café orgânico consorciado com ingá (ORG/IN2), café orgânico consorciado com ingá e leucena (ORG/IN/LE2), café orgânico consorciado com cedro (ORG/CED2) e café convencional (CON2). As amostras de solo foram coletadas na projeção da copa nas profundidades 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm. O COT e estoque de C refletiram o histórico de manejo em relação às áreas de mata, com maior impacto na camada 0-10 cm. Nesta profundidade, para a propriedade 1, as reduções no COT em relação a mata primária foram de 34 e 55 % respectivamente para cafeeiro orgânico e cafeeiro convencional, para a propriedade 2, as reduções no COT em relação a mata secundária foram de 23% para cafeeiros orgânicos consorciados e 35% para cafeeiro convencional. No entanto, os manejos orgânicos aumentaram em 45 % na propriedade 1 e 35% na propriedade 2 o teor de COT em relação ao cafeeiro convencional na camada 0-10 cm. Para o NT, as reduções médias em relação à mata primária foram de 45 e 55 % respectivamente para cafeeiro orgânico e cafeeiro convencional na profundidade 0-10 cm. Na propriedade 2, não ocorreu diferença entre sistemas cafeeiros e mata, no entanto, os sistemas orgânicos apresentaram teores e estoques superiores que o cafeeiro convencional em todas as profundidades,sendo de 51% o aumento do teor de NT na camada 0- 10 cm. Os estoques de C acumulado foram reduzidos nos sistemas cafeeiros em 28,6% e 17,4 % respectivamente em relação às matas primária e secundária. Os estoques de N tenderam a acompanhar os estoques de C na propriedade 1, no entanto, os consórcios com cafeeiros orgânicos apresentaram estoques de N próximos ao da mata secundária e superiores que o cafeeiro convencional. O manejo do café acarretou redução nos diferentes compartimentos de C estudados. As áreas de mata apresentaram melhor qualidade física do solo em relação aos sistemas cafeeiros, no entanto os sistemas orgânicos apresentaram melhoria na qualidade física do solo em relação ao manejo convencional, refletido pelos maiores valores de grau de floculação, agregação, umidade e menor resistência do solo à penetração.Item Caracterização de biocarvões de palha de café e casca de eucalipto produzidos a 350 e 600 °C(Universidade Federal do Espírito Santo, 2016-08-31) Barbosa, Cristiane Francisca; Passos, Renato RibeiroBiocarvão é o produto da decomposição térmica de materiais orgânicos sob baixa concentração de oxigênio e em temperaturas controladas. Os benefícios agronômicos e ambientais do seu uso estão associados a temperatura de pirólise e a matéria prima utilizada para o seu processamento. Este estudo teve por objetivo avaliar a influência da matéria prima e da temperatura de pirólise na caracterização final do produto e nas alterações de suas características químicas e físicas. Para isso, os biocarvões foram provenientes de duas temperaturas (350 °C e 600 °C) e dois resíduos (palha de café - PC e casca de eucalipto - CE). O processo de pirólise lenta foi realizado em um reator metálico de leito fixo hermeticamente fechado, com tempo de permanência do material na temperatura final de 60 minutos. Os rendimentos em biocarvão, bio-óleo e gases foram quantificados e nos biocarvões foram determinados: os teores elementares de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O), pH, capacidade de troca catiônica (CTC), teor de cinzas (Cz) e de nutrientes (Ca, Mg, K e P). As mudanças morfológicas decorrentes do processo de pirólise foram investigadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Determinou-se a densidade aparente (Da) pelo método da proveta, e a capacidade de retenção de água dos biocarvões a (- 33kPa) em extrator de placa porosa. Os resultados experimentais mostraram que a pirólise da CE a temperatura de 350 °C proporcionou maior rendimento em biocarvão. O tipo de matéria prima não influenciou os teores de C dos biocarvões, apenas os teores de H, O e N. Biocarvões obtidos da PC apresentaram maiores teores de Mg, P e K, maior CTC e pH mais alcalino. Biocarvões de CE apresentaram maiores teores de Ca e cinzas. A pirólise a 600 °C obteve biocarvões com maior relação C/N, menores teores de H, N e O, menor CTC, maior teor de cinzas e nutrientes, pH mais alcalino e maior aromaticidade. A análise de espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) evidenciou uma diminuição de grupos funcionais e aumento de grupos aromáticos com a elevação da temperatura. As micrografias de MEV demonstraram que os biocarvões obtidos a 600 °C apresentaram poros mais desenvolvidos, com menor espessura da parede e maior desarranjo strutural. A densidade dos biocarvões variou em função da matéria prima utilizada, os biocarvões de CE apresentaram maior densidade, em relação aos de PC.Item Sistemas agroflorestais com café: fixação e neutralização de carbono e outros serviços ecossistêmicos(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-10) Oliveira, Ana Carolina Campanha de; Muggler, Cristine CaroleOs sistemas agroecológicos emergem como adequados à promoção da sustentabilidade e fortalecimento da agricultura familiar. Dentre as práticas agroecológicas com o potencial de promover uma matriz sustentável a partir de aspectos socioeconômicos, ambientais e éticos, destacam-se os Sistemas Agroflorestais (SAFs). Na região da Zona da Mata de Minas Gerais, os sistemas agroflorestais foram apontados como alternativa para enfrentar problemas crônicos relacionados à perda de qualidade do solo, à segurança alimentar e à diversificação da produção. Estes problemas ocorreram, principalmente, em consequência da adoção, a partir da década de 70, de políticas governamentais que incentivaram tecnologias baseadas na “revolução verde”. No município de Araponga, localizado na Zona da Mata de Minas Gerais, SAFs com café foram implantados em processo de experimentação participativa hà quase 20 anos atrás, como alternativa para reverter o quadro de degradação observado nos agroecossistemas. Neste sentido, o presente estudo objetivou aprofundar as pesquisas relacionadas tanto ao desenho e função das espécies encontradas nos SAFs com café (Coffea arábica), quanto ao potencial de estoque de carbono destes agroecossistemas, com vistas a consolidá-los como promotores de serviços ecossistêmicos que contribuem tanto com a recuperação estrutural e funcional do bioma Mata Atlântica, quanto para a mitigação dos efeitos das mudanças climáticas e para o fortalecimento da agricultura familiar. Para isto, estruturou-se a dissertação em quatro capítulos. O capíulo 1 tratou da introdução geral. No capítulo 2 buscou-se caracterizar os SAFs com café agroecológicos da Zona da Mata, em relação aos seus desenhos e entender de que forma estes desenhos favorecem na prestação de serviços ecossistêmicos. Esta caracterização envolveu tanto análises fitossociológicas sobre a densidade e diversidade de espécies e distribuição espacial e diamétrica das árvores, quanto análises sobre a função das espécies nos sistemas e os principais objetivos dos SAFs. No capítulo 3 avaliou-se os SAFs com café a partir da sua capacidade de estocar carbono. Neste sentido foi calculado o estoque de carbono da biomassa aérea de árvores e arbustos de sistemas agroflorestais com café a partir da utilização de diferentes metodologias visando encontrar um valor médio mais confiável para cada componente avaliado. No capítulo 4 foram apresentadas as considerações finais. Foram avaliados quatro SAFs com café no município de Araponga. Cada um destes sistemas apresentou objetivos e espécies arbóreas bem heterogêneas entre si. Dentre os principais objetivos dos SAFs destacaram-se a conservação e recuperação do solo, diversificação da produção (incluindo além da produção de café, a produção de alimentos e madeira para utilização dentro da propriedade) e a formação de quebra-vento para a lavoura. Os SAFs, em geral, apresentaram uma distribuição espacial das árvores agregada e possuem em média 180 árvores por hectare. Encontrou-se em média 20 espécies por SAF, distribuídas em 15 famílias botânicas. A diversidade florística avaliada nestes sistemas foi considerada alta, com índice de Shannon Weaver (H’) de 3,36 e Equabilidade de Pielou (J) de 0,81. A análise da estrutura diamétrica dos SAFs mostrou que 61% dos indivíduos arbóreos presentes se encontram distribuídos nas classes de diâmetro menores, que vão de 4,5 a 19,5 cm de DAP. Os principais usos das espécies arbóreas dos SAFs envolvem a utilização de madeira para lenha e contruções, produção de alimento e remédios caseiros, tanto para o homem quanto para animais e atração de fauna, com ênfase na utilização de espécies melíferas. Ao calcular o estoque de carbono nos componentes arbóreo e arbustivo dos SAFs, encontrou-se, em média 18,60 toneladas de carbono por hectare na biomassa arbórea, 6,80 toneladas de carbono por hectare na biomassa dos cafeeiros e 0,1 toneladas de carbono por hectare na biomassa das bananeiras, totalizando um estoque de carbono calculado para a biomassa acima do solo de 25,55 toneladas de carbono por hectare. Pode-se concluir que os SAFs além de oferecer uma produção diversificada fornecem inúmeros outros serviços ecossistêmicos contemplando tanto serviços de provisão, como serviços de suporte, de regulação e culturais. Além disso, constatou-se que SAFs com café apresentam diversidade de espécies comparável à áreas de florestas naturais. Quanto ao carbono, a incorporação de árvores ou arbustos em SAFs podem apresentar um estoque similar às áreas com vegetação natural e, aumentam, consideravelmente, o estoque de carbono em comparação com o café solteiro ou pastagens, contribuindo, assim, para a minimização da concentração dos gases de efeito estufa na atmosfera.