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Dissertações |
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MÁRCIO JOSÉ PEREIRA
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Desenvolvimento agronômico e acúmulo de nutrientes em sorgo inoculado com bactérias promotoras de crescimento de plantas
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Orientador : FERNANDO JOSE FREIRE
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MEMBROS DA BANCA :
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FERNANDO JOSE FREIRE
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FELIPE JOSÉ CURY FRACETTO
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MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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Data: 31/01/2025
Ata de defesa assinada:
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O uso de bactérias promotoras de crescimento de plantas pode ser uma alternativa para disponibilizar N e P, e aumentar a eficiência dos fertilizantes nitrogenados e fosfatados, potencializando a produtividade da cultura do sorgo. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da inoculação de estirpes de bactéria na promoção de crescimento e produtividade da cultura do sorgo forrageiro. O experimento foi realizado em campo com a variedade de sorgo forrageiro BRS Ponta Negra, por um período de 104 dias. Utilizou-se o delineamento experimental em blocos casualizados, com 8 tratamentos e 4 repetições, totalizando 32 parcelas experimentais. Os tratamentos, consistiram na combinação da inoculação das sementes do sorgo com duas estirpes de bactérias e a adubação mineral, sendo eles: TA= testemunha absoluta; TN= testemunha nitrogenada, adubada com 100% do N recomendado; BM= Bacillus megaterium, BS= Bacillus subtillis, BM+BS= B. megaterium + B. subtillis, BM+N= B. megaterium + nitrogênio, BS+N= B. subtillis + nitrogênio e BM+BS+N= B. megaterium + B. subtillis, + nitrogênio. Para realizar a inoculação, as sementes de sorgo foram condicionadas em becker, e logo após, foram adicionados 37 mL da suspensão adesiva bacteriana (1,0 mL por semente), foram agitadas e mantidas na suspensão adesiva por 12 horas. Aos 82dias após o plantio (DAP) foram analisadas as seguintes variáveis: teores de clorofilas, N e P na folha índice. Aos 104 DAP na colheita foram avaliados a altura da planta, diâmetro do colmo, área foliar e índice de área foliar, produtividade de biomassa e o acúmulo de N e P no colmo, folhas, panícula e total. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância (ANOVA) em função dos tratamentos. Nas variáveis com efeitos foram significativos (Teste F, p ≤ 0,05), optou-se pela aplicação do teste de comparação de Scott-Knott (p ≤ 0,05). O uso de B. megaterium ede B. subtillis não apresentaram efeitos nos parâmetros biométricos avaliados, na área foliar e índice de área foliar em relação a testemunha nitrogenada. Entretanto, incrementos significativos foram obtidos quando comparados a utilização de B. megaterium e B. subtilis associadas ao N, com a testemunha nitrogenada, houve aumento de 27,18% e 17,43%, respectivamente, na clorofila total. Resultados positivos também ocorreram na produtividade de biomassa, a maior produtividade de MFPA (64,72 t ha-1) foi obtida com a inoculação de B. subtilis associada ao fertilizante nitrogenado, com incremento de 22,90% em relação a TN (52,66 t ha-1). A aplicação de B. megaterium também apresentou incremento na MFPA (60,45 t ha-1), com aumento de 14,79% em relação a TN. A inoculação de B. subtilis associada ao N permitiu os maiores acúmulos totais de N e P, incrementos de 28,11% e 34,46% respectivamente em relação a testemunha nitrogenada. A inoculação de B. subtillis associada ao N promoveu maior eficiência na absorção do N e P aplicado obtendo desempenho superior a testemunha nitrogenada, e consequentemente permitiu maior produtividade e maior acúmulo de nutrientes nas plantas de sorgo forrageiro.
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The use of plant growth promoting bacteria can be an alternative to provide N and P, and increase the efficiency of nitrogen and phosphate fertilizers, enhancing the productivity of sorghum crops. In view of the above, the objective of this study was to evaluate the effect of inoculating bacterial strains in promoting growth and productivity of forage sorghum. The experiment was carried out in the field in forage sorghum, using the BRS Ponta Negra variety, for a period of 104 days. A randomized block experimental design was used, with 8 treatments and 4 replications, totaling 32 experimental plots. The treatments consisted of a combination of inoculation of sorghum seeds with two strains of bacteria and mineral fertilization. In the experiment, eight treatments with inoculants combined with nitrogen fertilization were evaluated: TA = absolute control; TN = nitrogen control, fertilized with 100% of the recommended N; BM = Bacillus megaterium, BS = Bacillus subtillis, BM + BS = B. megaterium + B. subtillis, BM + N = B. megaterium + nitrogen, BS + N = B. subtillis + nitrogen and BM + BS + N = B. megaterium + B. subtillis, + nitrogen. To perform the inoculation, the sorghum seeds were conditioned in a beaker, and immediately after, 37 mL of the bacterial adhesive suspension (1.0 mL per seed) were added, shaken and kept in the adhesive suspension for 12 hours. At 82 days after planting (DAP), the following variables were analyzed: chlorophyll, N and P contents in the index leaf. At 104 DAP at harvest, the plant height, stem diameter, leaf area and leaf area index, biomass productivity and accumulation of N and P in the stem, leaves, panicle and total were evaluated. The data obtained were subjected to analysis of variance (ANOVA) as a function of the treatments. In the variables with significant effects (F test, p ≤ 0.05), it was chosen to apply the Scott Knott comparison test (p ≤ 0.05). The use of B. megaterium and B. subtillis did not show any effects on the evaluated biometric parameters, leaf area and leaf area index in relation to the nitrogen control. However, significant increases were obtained when comparing the use of B. megaterium and B. subtilis associated with N, with the nitrogen control, there was an increase of 27.18% and 17.43%, respectively, in total chlorophyll. Positive results also occurred in biomass productivity, the highest MFPA productivity (64.72 t ha-1) was obtained with the inoculation of B. subtilis associated with nitrogen fertilizer, with an increase of 22.90% in relation to TN (52.66 t ha-1). The application of B. megaterium also showed an increase in BFPA (60.45 t ha-1), with an increase of 14.79% in relation to TN. The inoculation of B. subtilis associated with N allowed the highest total accumulations of N and P, increases of 28.11% and 34.46% respectively in relation to the nitrogen control. The inoculation of B. subtilis associated with N promoted greater efficiency in the absorption of the applied N and P, obtaining superior performance to the nitrogen control, and consequently allowed greater productivity and greater accumulation of nutrients in the forage sorghum plants.
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STEFFANY DAIANA DA COSTA BERTO
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EFEITO RESIDUAL DE ADUBAÇÃO SILICATADA NA MORFOFISIOLOGIA E BIOQUÍMICA DA CANA-SOCA SOB ESTRESSE HÍDRICO
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Orientador : EDIVAN RODRIGUES DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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EDIVAN RODRIGUES DE SOUZA
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YGOR JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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AIRON JOSE DA SILVA
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Data: 24/02/2025
Ata de defesa assinada:
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O uso do silício (Si) tem se destacado como um recurso eficaz na redução dos impactos do estresse hídrico em plantas. No entanto, ainda há a necessidade de investigar as fontes, efeitos residuais e as doses ideais para a cultura da cana-de-açúcar. Nesse sentido, essa pesquisa teve como objetivo avaliar as respostas fisiológicas, nutricionais e de crescimento da cultura ao efeito residual do fertilizante derivado de sílica amorfa (FSA) na mitigação dos danos causados pelo estresse hídrico em cana-soca. O experimento foi conduzido em blocos inteiramente casualizados com esquema fatorial 4 x 2, com quatro repetições, durante um período de 150 dias após o corte (DAC) correspondente a quatro doses residuais de fertilizante derivado de sílica amorfa, correspondente a 0,0; 78,0; 117,0 e 156,0 kg ha-1 de Si e dois níveis de umidade do solo (40% e 80% da capacidade máxima de retenção de água). Realizaram-se avaliações nos parâmetros de crescimento (altura - AC e diâmetro de colmo – DC, número de plantas – NP e área foliar - AF), biomassa (massa fresca -MFF e massa seca das folhas – MSF; massa fresca -MFC e massa seca do colmo – MSC), bioquímicos (fluorescência da clorofila, eficiência quântica fotoquímica - Fv/Fm, quantificação de clorofila – Chl a+b e carotenoides), fisiológicos (relações hídricas e trocas gasosas) e nutricionais (teores de Si, N, P, K e C na planta). O regime hídrico de 80% da CMRA com dose de 156 kg ha-1 promoveu aumentos na AC (+27,60%), DC (+5,87%), AF (+126,10%), MSF (+34,05%) e MSC (+78,40%) em comparação à 40% da CMRA. Aos 140 DAC a razão Fv/Fm apresentou valores de 0,66 e 0,71 para 40 e 80% da CMRA, respectivamente, na dose de 156 kg ha-1. Os teores de Chl a+b apresentaram aumentos de 66,28% (40% da CMRA) e 55,21% (80% da CMRA) na dose 156 kg ha-1 comparada à 0 kg ha-1. Aos 140 DAC o regime hídrico de 80% da CMRA com 156 kg ha-1 promoveu aumentos na fotossíntese (+16,93%), transpiração (+25,35%) e concentração interna de CO2 (+34,46%), em relação a 40% CMRA. Os teores foliares de Si foram 2,47 e 6,64 g kg-1 para as doses 0 e 156 kg ha-1, respectivamente. A dose de 156 kg ha-1 combinada com 40% da CMRA promoveu aumento nos teores de N (+27,14%), P (+84,60%) comparada a dose de 0 kg ha-1. A ordem de extração e exportação de macronutrientes e Si pela variedade RB041443 foi: K > N > Si > Ca > P > Mg em ambas CMRA. Conclui-se que o efeito residual das doses crescentes de silício atenuou os impactos do estresse hídrico na cana-soca, promovendo ajustamento osmótico, redução no extravasamento de eletrólitos e potencial hídrico foliar, melhorias nas trocas gasosas, pigmentos fotossintéticos e fluorescência da clorofila, maior acúmulo de biomassa e elevação dos teores foliares de nutrientes. Esses resultados oferecem base técnica para aprimorar o manejo sustentável da cana-de-açúcar em regiões com distribuição pluviométrica irregular, refletindo em maior tolerância ao déficit hídrico e melhor desempenho produtivo.
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The use of silicon (Si) has stood out as an effective tool for reducing the impacts of water stress on plants. However, there is still a need to investigate the sources, residual effects and ideal doses for sugarcane cultivation. In this sense, this research aimed to evaluate the physiological, nutritional and growth responses of the crop to the residual effect of fertilizer derived from amorphous silica (FSA) in mitigating the damage caused by water stress in ratoon sugarcane. The experiment was conducted in randomized blocks with a 4 x 2 factorial scheme, with four replications, during a period of 150 days after cutting (DAC) corresponding to four residual rates of fertilizer derived from amorphous silica, corresponding to 0.0; 78.0; 117.0, and 156.0 kg ha-1 of Si and two levels of soil moisture (40% and 80% of the maximum water retention capacity). Evaluations were carried out on growth parameters (height - SH and stalk diameter - SD, number of plants - NP and leaf area - LA), biomass (fresh mass - LFM and leaves dry mass - LDM; fresh mass - SFM, and stalk dry mass – SDM), biochemical (chlorophyll fluorescence, photochemical quantum efficiency - Fv/Fm, chlorophyll quantification – Chl a+b and carotenoids), physiological (water relations and gas exchange) and nutritional (Si, N, P, K and C in the plant). The water regime of 80% of MWRC with a dose of 156 kg ha-1 promoted increases in SH (+27.60%), SD (+5.87%), LA (+126.10%), LDM (+34.05%) and SDM (+78.40%), respectively, compared to 40% of MWRC. At 140 DAC the Fv/Fm ratio presented values of 0.66 and 0.71 for 40 and 80% of MWRC, respectively, at a dose of 156 kg ha-1. Chl a+b levels showed increases of 66.28% (40% of MWRC) and 55.21% (80% of MWRC) at a rate of 156 kg ha-1 compared to 0 kg ha-1. At 140 DAC, the water regime of 80% of MWRC with 156 kg ha-1 promotes increases in photosynthesis (+16.93%), transpiration (+25.35%) and internal CO2 concentration (+ 34.46%), in relation to 40% MWRC. The leaf Si contents were 2.47 and 6.64 g kg-1 for rates 0 and 156 kg ha-1, respectively. A rate of 156 kg ha-1 combined with 40% MWRC promoted an increase in contents of N (+27.14%), P (+84.60%) compared to a rate of 0 kg ha-1, respectively. The order of extraction and export of macronutrients and Si by the variety RB041443 was: K > N > Si > Ca > P > Mg, in both MWRC. It is concluded that the residual effect of increasing silicon rates mitigated the impacts of water stress in ratoon sugarcane by promoting osmotic adjustment, reducing electrolyte leakage and leaf water potential, and improving gas exchange, photosynthetic pigments, and chlorophyll fluorescence. These effects contributed to greater biomass accumulation and increased foliar nutrient content. These findings provide a technical basis for improving the sustainable management of sugarcane in regions with irregular rainfall distribution, resulting in greater drought tolerance and improved crop performance.
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LAURA MARIANA NASCIMENTO DE SANTANA
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Variabilidade espacial e temporal de elementos terras raras em tecnossolos construídos a partir de rejeitos de mineração de scheelita no semiárido brasileiro
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Orientador : YGOR JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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YGOR JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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VALDOMIRO SEVERINO DE SOUZA JUNIOR
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LUIZ HENRIQUE VIEIRA LIMA
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Data: 27/02/2025
Ata de defesa assinada:
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No Semiárido do Nordeste brasileiro, encontra-se a maior mina de scheelita da América do Sul, em operação desde a década de 1940. Porém, os rejeitos se acumulam em depósitos a céu aberto há décadas. Assim, a construção de tecnossolos usando esses rejeitos surge como alternativa para recuperar solos degradados, reconstruir paisagens e gerenciar resíduos de forma sustentável. No entanto, a natureza diversa dos rejeitos de mineração pode influenciar diretamente na geoquímica desses solos. Nesse contexto, dados sobre a geoquímica de elementos terras raras (ETRs) em tecnossolos no Brasil, especialmente no semiárido, ainda são escassos. Sendo assim, este trabalho avaliou a variabilidade espacial e temporal de ETRs em tecnossolos formados a partir de rejeitos de scheelita em uma cronossequência. O estudo ocorreu em Currais Novos, Rio Grande do Norte, na Mina Brejuí. Foram selecionados perfis de tecnossolos derivados de rejeitos da mineração de scheelita em uma cronossequência de 40 anos (2, 10 e 40 anos). Amostras deformadas e não deformadas dos horizontes e/ou camadas dos perfis e das superfícies (0 – 30 cm) foram coletadas para análises físicas, químicas e mineralógicas. Além disso, o rejeito original (tempo zero) também foi coletado e caracterizado. A concentração de ETRs nas rochas formadoras dos rejeitos da Mina Brejuí está relacionada à sua composição mineralógica. Tactito, gnaisse e mármore contêm minerais ricos em ETRs, principalmente feldspatos, biotita, alanita, apatita, epidoto, vesuvianita, titanita e carbonatos, com destaque para o gnaisse. A distribuição espacial e temporal dos ETRs nos tecnossolos foi heterogênea, com maiores concentrações em perfis jovens, associadas à fração argila e à maior CTC. Os tecnossolos apresentaram concentrações médias totais de ETRs superiores às identificadas em solos do Rio Grande do Norte. Em comparação aos solos de referência do Nordeste, os tecnossolos apresentaram concentrações mais altas de ETRPs e menores de ETRLs, refletindo a influência dos rejeitos. Os ETRLs mostraram maior mobilidade, enquanto os ETRPs, menos móveis, exibiram leve enriquecimento nos tecnossolos mais antigos, indicando retenção em minerais secundários. O fracionamento (LaN/SmN e GdN/YbN) evidenciou retenção diferencial entre ETRLs e ETRPs. A variabilidade espacial em pequena escala indicou redistribuição gradual e padrões mais homogêneos nos tecnossolos mais evoluídos, ressaltando a importância de mapear e monitorar a distribuição de ETRs para compreender seu comportamento geoquímico e orientar o manejo de tecnossolos derivados de rejeitos de mineração.
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In the Semi-arid region of Northeastern Brazil lies the largest scheelite mine in South America, which has been in operation since the 1940s. However, mining waste has been accumulating in open-air deposits for decades. Thus, the construction of technosols using these wastes emerges as an alternative for the rehabilitation of degraded soils, landscape reconstruction, and sustainable waste management. Nevertheless, the heterogeneous nature of mining waste can directly influence the geochemistry of these soils. In this context, data on the geochemistry of rare earth elements (REEs) in technosols in Brazil — particularly in the semi-arid region — remain scarce. Therefore, this study assessed the spatial and temporal variability of REEs in scheelite mine waste technosols over a 40-year period. This study was carried out in Currais Novos, Rio Grande do Norte, at the Brejuí Mine. Profiles of technosols derived from scheelite mining waste were selected across a 40-year chronosequence (2, 10, and 40 years). Undisturbed and disturbed samples from the horizons and/or layers of the soil profiles, as well as from the surface layer (0 – 30 cm), were collected for physical, chemical, and mineralogical analyses. Additionally, freshly generated waste material (time zero) was also collected and characterized. The spatial and temporal distribution of REEs in the technosols proved heterogeneous, with higher concentrations in younger profiles, associated with the clay fraction and greater cation exchange capacity. Minerals inherited from waste, combined with pedogenetic processes under semi-arid conditions, generated high spatial variability of REEs, as evidenced by distinct distribution patterns over the 40 years. Tactite, gneiss, and marble contain REE-rich minerals—chiefly feldspars, biotite, allanite, apatite, epidote, vesuvianite, titanite, and carbonates—with the highest enrichment in gneiss. Over the chronosequence, light REEs (LREEs) showed greater mobility, whereas heavy REEs (HREEs), less mobile, displayed slight enrichment in older technosols, suggesting retention in secondary minerals. Fractionation indices (LaN/SmN and GdN/YbN) highlighted differential retention between LREEs and HREEs. Compared to reference soils from Northeastern Brazil, the technosols had higher HREE concentrations and lower LREE values, reflecting the influence of mining waste. At small spatial scales, progressive redistribution and more homogeneous patterns were observed in the most developed technosols, underscoring the need to map and monitor REE distribution to understand their geochemical behavior and guide the management of mining-waste-derived technosols.
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LEONARDO CRISTIANO DA SILVA FREITAS
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Caracterização de saprolitos e solums rasos derivados de rochas cristalinas no semiárido pernambucano
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Orientador : JEAN CHEYSON BARROS DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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JEAN CHEYSON BARROS DOS SANTOS
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ANTONIO CARLOS DE AZEVEDO
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LUCAS RESMINI SARTOR
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Data: 27/02/2025
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Os solums rasos, solums com profundidades inferiores a 50 cm, ocupam vastas áreas do semiárido pernambucano. No contexto atual de mudanças climáticas, a busca por estratégias de uso da terra sustentáveis, que atendam às demandas de pequenos agricultores em regiões semiáridas, tem ganhado destaque. Dentre os componentes das paisagens semiáridas, destacam-se os solums rasos; entretanto, sua potencialidade agrícola é frequentemente subestimada devido à profundidade limitada, sendo considerado inadequado para a agricultura por muitas agências de fomento. Embora diferentes características do regolito sejam reconhecidas por contribuírem para a potencialidade agrícola dos solos, a influência do saprolito subjacente aos solums rasos ainda é pouco conhecida. Dessa forma, o objetivo, por meio deste estudo, é Caracterizar os atributos morfológicos, mineralógicos, físicos e químicos de solums rasos e respectivos saprolitos derivados de rochas cristalinas no semiárido pernambucano. Para isso, foram coletadas amostras de solums rasos e respectivos saprolitos provenientes de diferentes rochas cristalinas em três perfis localizados nos municípios de Gravatá, Serra Talhada e Floresta (PE), visando abarcar um gradiente climático com diferentes contextos semiáridos. Em campo, foi realizada a descrição morfológica e a classificação do conjunto solum-saprolito. Em seguida, foram coletadas amostras deformadas e indeformadas para as análises físicas, químicas e mineralógicas em laboratório, seguindo as metodologias padrão da Embrapa (2017). Nas propriedades físicas, destacou-se o aumento dos teores de argila nos horizontes saprolíticos do Neossolo, enquanto no Planossolo e Luvissolo os maiores teores ocorreram Bt, permanecendo alto nos saprolitos. A areia total foi mais elevada no horizonte A e nos saprolitos, com predomínio da fração grossa. A ADA acompanhou os teores de argila, sendo mais alta nos horizontes Bt e Cr1 de P2 e P3, e menor em P1. O grau de floculação foi baixo em todos os perfis, especialmente em P3, indicando maior risco de dispersão e erosão. A densidade do solo foi menor nos horizontes do solum de P1 e P2, e em todos os horizontes de P3, com maiores limitações no saprolito. A porosidade foi maior nos horizontes do Solum e reduzida no saprolito. Os atributos químicos revelaram altos teores de bases trocáveis nos horizontes saprolíticos, com uma CTC potencial variando de 98,8 mmolc kg-1,no Neossolo Litólico, a 504,5 mmolc kg-1,no Luvissolo Crômico, além de baixas concentrações de Al³⁺, baixa porcentagem de sódio trocável (PST) e valores elevados de fósforo, especialmente no Cr2 do Planossolo Háplico, chegando a 387 mg kg-1. Essas características indicam que os saprolitos podem melhorar a capacidade de retenção de nutrientes e a disponibilidade de elementos essenciais para o desenvolvimento das culturas em áreas de solums rasos. A presença de raízes no saprolito reforçam a importância desses horizontes abaixo dos solums rasos. A mineralogia demostrou que os saprolitos contêm argila do tipo 2:1, como esmectitas e vermiculitas, e minerais primários, do grupo das micas e feldspatos, que podem funcionar como uma reserva de nutrientes. Conclui-se que, embora os solums rasos apresentem limitações específicas, sobretudo relacionadas aos atributos físicos, os horizontes saprolíticos revelam características químicas favoráveis que podem contribuir para a ampliação do uso agrícola desses solos no semiárido. Tais potencialidades são relevantes para camponeses e pequenos agricultores que manejam essas áreas no polígono das secas.
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Shallow solums, defined as solums with depths of less than 50 cm, occupy vast areas of the semi-arid region of Pernambuco. In the current context of climate change, the search for sustainable land use strategies that meet the needs of small farmers in semi-arid regions has gained prominence. Among the components of semi-arid landscapes, shallow solums stand out; however, their agricultural potential is often underestimated due to their limited depth, leading many funding agencies to consider them unsuitable for agriculture. Although various characteristics of the regolith are recognized as contributing to the agricultural potential of soils, the influence of the saprolite underlying shallow solums remains poorly understood. Therefore, this study aims to characterize the morphological, mineralogical, physical, and chemical attributes of shallow solums and their respective saprolites derived from crystalline rocks in the semi-arid region of Pernambuco. To this end, samples of shallow soils and their respective saprolites were collected from different crystalline rocks in three profiles located in the municipalities of Gravatá, Serra Talhada, and Floresta (PE), aiming to cover a climatic gradient with different semi-arid contexts. In the field, morphological descriptions and classifications of the solum–saprolite systems were carried out. Deformed and undeformed samples were then collected for physical, chemical, and mineralogical analyses in the laboratory, following the standard methodologies of Embrapa (2017). In the physical properties, an increase in clay content was observed in the saprolitic horizons of the Entisol, while in the Planosol and Luvisol, the highest clay contents were found in the Bt horizon and remained high in the saprolites. Total sand was higher in the A horizon and in the saprolites, with a predominance of the coarse fraction. Dispersed clay content followed the clay levels, being higher in the Bt and Cr1 horizons of profiles 2 and 3, and lower in profile 1. The degree of flocculation was low in all profiles, especially in profile 3, indicating a greater risk of dispersion and erosion. Soil bulk density was lower in the solum horizons of profiles 1 and 2, and in all horizons of profile 3, with greater limitations found in the saprolite. Porosity was higher in the solum horizons and reduced in the saprolite. The chemical attributes revealed high levels of exchangeable bases in the saprolitic horizons, with a potential CEC ranging from 98.8 mmolc kg⁻¹ in the Litholic Entisol to 504.5 mmolc kg⁻¹ in the Chromic Luvisol, as well as low concentrations of Al³⁺, low exchangeable sodium percentage (ESP), and high phosphorus values, especially in the Haplic Planosol, reaching 387 mg kg⁻¹. These characteristics indicate that saprolites can enhance nutrient retention capacity and the availability of essential elements for crop development in areas with shallow solums. The presence of roots in the saprolite reinforces the importance of these horizons beneath shallow solums. Mineralogical analysis showed that the saprolites contain 2:1 clay minerals, such as smectites and vermiculites, as well as primary minerals from the mica and feldspar groups, which can serve as nutrient reserves. It is concluded that, although shallow solums present specific limitations, particularly related to physical attributes, the saprolitic horizons reveal favorable chemical characteristics that can contribute to expanding the agricultural use of these soils in the semi-arid region. These potentialities are especially relevant for peasants and small farmers who manage such areas in the drought polygon.
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LOHANA SILVA TORQUATO
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Metais pesados em solos de manguezais dos estados da Bahia e Pernambuco
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Orientador : CAROLINE MIRANDA BIONDI
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MEMBROS DA BANCA :
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CAROLINE MIRANDA BIONDI
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YGOR JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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GABRIEL HENRIQUE MÁXIMO CLARINDO SILVA
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Data: 27/02/2025
Ata de defesa assinada:
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A crescente contaminação do ecossistema manguezal tem enfatizado a necessidade de compreender os impactos ambientais decorrentes da ação humana. Os estados da Bahia e Pernambuco possuem 25% e 7%, respectivamente, da área total de manguezais do nordeste do Brasil. Esses estados possuem áreas de intensa atividade industrial e urbana no entorno dos manguezais, e fazem parte de importantes sistemas de abastecimento de água das regiões metropolitanas, no entanto, ainda são escassas as avaliações de riscos associados à interferência antrópica nesses ambientes. Dessa forma, o trabalho tem por objetivo determinar teores de metais pesados em solos de manguezais da Bahia e Pernambuco e avaliar sua distribuição ao longo dos rios, relacionando com frações granulométricas do solo. Para caracterização da área, foram realizadas coletas de amostras de solos de manguezais em áreas com histórico de contaminação no rio Botafogo e Canal de Santa Cruz, em Pernambuco, e rios Subaé, São Paulo e Paraguaçu, na Bahia. Em cada estuário, selecionaram-se três pontos de coleta: inferior, médio e superior do estuário, totalizando 15 áreas georreferenciadas. Em cada área foram coletadas três amostras compostas a 10 m da margem e três a 30 m da margem, totalizando 6 parcelas, nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm. As amostras foram preparadas e analisadas para determinar os teores ambientalmente disponíveis de cádmio (Cd), cromo (Cr), cobre (Cu), chumbo (Pb), níquel (Ni) e zinco (Zn) por meio do método USEPA 3051a, com digestão em micro-ondas e determinação por Espectroscopia de Emissão Atômica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). A granulometria do solo foi realizada pelo método da micropipeta após pré-tratamento para a remoção de sais e matéria orgânica. Os resultados indicam que, no estado da Bahia, houve elevadas concentrações de Cd em todos os pontos analisados no rio Subaé, chegando a 2,83 mg kg-1, excedendo valores orientadores para sedimentos, demonstrando a necessidade de investigação e monitoramento da área. O rio São Paulo e Paraguaçu apresentaram níveis seguros de toxicidade determinados pelas agências ambientais internacionais e nacionais. Em Pernambuco, os teores médios de metais obtidos no rio Botafogo chegaram a: Cd (0,10 mg kg-1), Cr (35,30 mg kg-1), Cu (10,80 mg kg-1), Ni (8,88 mg kg-1), Pb (18,80 mg kg-1) e Zn (31,50 mg kg-1), no entanto, não classificam efeito tóxico provável por nenhum dos metais, ficando dentro dos valores de referência. O Canal de Santa Cruz apresentou concentrações ainda menores, evidenciando baixa contaminação. Verificou-se que, o rio Subaé, na Bahia, apresentou a maior contaminação por Cd, chegando a 2,80 mg kg-1, o metal de maior risco toxicológico. Em Pernambuco, os teores de metais foram mais baixos, com o Canal de Santa Cruz apresentando níveis inferiores aos do rio Botafogo, indicando baixa contaminação. Conclui-se que os impactos dos metais estudados são moderados, no entanto, ressalta-se a necessidade do monitoramento contínuo na região para mitigação de impactos decorrentes da contaminação por metais pesados e direcionamento do estudo para acionamento de políticas públicas.
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The increasing contamination of the mangrove ecosystem has emphasized the need to understand the environmental impacts resulting from human action. The states of Bahia and Pernambuco hold 25% and 7%, respectively, of the total mangrove area in the Northeast of Brazil. These states have areas of intense industrial and urban activity around the mangroves and are part of important water supply systems for metropolitan regions. However, assessments of risks associated with anthropogenic interference in these environments are still scarce. In this way, the objective of this study is to determine heavy metal contents in mangrove soils of Bahia and Pernambuco and to evaluate their distribution along the rivers, relating them to the granulometric fractions of the soil. For area characterization, soil samples were collected from mangrove areas with a history of contamination in the Botafogo River and Santa Cruz Channel, in Pernambuco, and the Subaé, São Paulo, and Paraguaçu rivers, in Bahia. In each estuary, three sampling points were selected: lower, middle, and upper estuary, totaling 15 georeferenced areas. In each area, three composite samples were collected 10 m from the bank and three 30 m from the bank, totaling 6 plots, at depths of 0–5 and 5–10 cm. The samples were prepared and analyzed to determine the environmentally available contents of cadmium (Cd), chromium (Cr), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni), and zinc (Zn), using the USEPA 3051A method, with microwave digestion and determination by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). Soil granulometry was performed by the micropipette method after pretreatment for the removal of salts and organic matter. The results indicate that, in the state of Bahia, high concentrations of Cd were found at all analyzed points in the Subaé River, reaching 2.83 mg kg⁻¹, exceeding guideline values for sediments, demonstrating the need for investigation and monitoring of the area. The São Paulo and Paraguaçu rivers presented safe toxicity levels determined by international and national environmental agencies. In Pernambuco, the average metal contents obtained in the Botafogo River reached: Cd (0,10 mg kg⁻¹), Cr (35,30 mg kg⁻¹), Cu (10,80 mg kg⁻¹), Ni (8,88 mg kg⁻¹), Pb (18,80 mg kg⁻¹), and Zn (31,50 mg kg⁻¹), however, they do not classify as probable toxic effect for any of the metals, remaining within the reference values. The Santa Cruz Channel showed even lower concentrations, evidencing low contamination. It was verified that the Subaé River, in Bahia, showed the highest contamination by Cd, reaching 2,80 mg kg⁻¹, the metal with the greatest toxicological risk. In Pernambuco, metal contents were lower, with the Santa Cruz Channel showing lower levels than the Botafogo River, indicating low contamination. It is concluded that the impacts of the studied metals are moderate; however, the need for continuous monitoring in the region is emphasized, in order to mitigate impacts resulting from heavy metal contamination and guide the study towards the activation of public policies.
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CAIO NUNES GONÇALVES
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Lodo de esgoto e seu biochar: Efeitos em atributos químicos e microbiológicos do solo e no desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar
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Orientador : ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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FELIPE JOSÉ CURY FRACETTO
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RENATO LEMOS DOS SANTOS
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Data: 28/02/2025
Ata de defesa assinada:
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O crescimento populacional tem impulsionado um aumento significativo na geração diária de resíduos, pressionando os recursos ambientais e ocasionando processos degradativos que resultam na redução dos teores de matéria orgânica nos solos. Esse problema é agravado pelo cultivo da cana-de-açúcar, especialmente em solos arenosos, exigindo ações mitigadoras. A aplicação de resíduos orgânicos surge como solução, com destaque para o lodo de esgoto e o biochar, que têm grande potencial agrícola. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi de avaliar os impactos do uso do lodo de esgoto e seu biochar nas características químicas e biológicas de um solo arenoso, bem como no desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido em casa de vegetação com delineamento inteiramente casualizado contendo 7 tratamentos (biochar de lodo de esgoto na dose 20 t ha-1 (B20); lodo de esgoto na dose 40 t ha-1 (L40); fertilizante mineral (NPK); 40 t ha-1 da combinação de biochar + lodo nas proporções 50%:50% (B50:L50), 75%:25% (B75:L25), 25%:75% (B25:L75); e testemunha). As coletas de solo foram realizadas aos 7, 15, 30, 60 e 120 dias para avaliação dos parâmetros microbiológicos (carbono da biomassa (Cmic), respiração basal (C-CO2), quociente metabólico (qCO2) e microbiano (qMic)) e químicos (amônio (NH4+), nitrato (NO3-) e fósforo (P) disponível). Também foi realizada a avaliação do carbono orgânico total (COT) e particulado (CMOP) e de seus estoques, além da coleta da folha diagnóstica para avaliação nutricional e da planta para estimativa da produção de matéria seca. O desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar foi avaliado por meio de análises biométricas, constituídas por altura do colmo (AC), diâmetro do colo (DC) e número de perfilhos (NP), com quatro medições a cada 30 dias após o plantio. O lodo de esgoto isoladamente (L40) demonstrou melhores estimativas de Cmic (273,34 mg kg-1), qCO2 (0,27 mg C-CO2 mg-1 Cmic dia-1) e qMic (2,71%) aos 15 dias, indicando que houve uma maior eficiência microbiana na utilização do C proveniente dessa fonte orgânica e nessa dose aplicada. Os maiores valores nos teores de NH4+ e NO3- foram para os tratamentos B25:L75 (12,15 mg kg-1 aos 7 dias) e L40 (38,51 mg kg-1 aos 30 dias), respectivamente. Para os teores de P, todos os tratamentos com lodo de esgoto e biochar foram eficientes na sua disponibilização, com destaque para o B75:L25 (62,36 mg kg-1) aos 15 dias. O tratamento B20 apresentou os maiores teores de COT (14,72 g kg-1) e estoque de COT (45,32 ton ha-1) em relação aos demais, exceto quando comparado ao L40. Por outro lado, o B20 mostrou o menor valor para CMOP e estoque de CMOP, com cerca de 41,52% e 34,66% menor que a testemunha, respectivamente, o que demonstra a grande estabilidade do biochar utilizado. Houve uma limitação na nutrição da cana-de-açúcar, com resultados inferiores aos teores mínimos recomendados. Porém, os resultados foram similares ao NPK e superiores à testemunha, o que confirma o valor nutricional do lodo de esgoto e do seu biochar. Os parâmetros biométricos não apresentaram diferenças significativas, exceto para a AC, com maiores valores para B20 (209 cm) e NPK (206 cm) aos 120 dias. Para a matéria seca, todos os tratamentos foram superiores à testemunha, sendo notado uma diferença de até 99,40% entre o B75:25 e testemunha, maior e menor valor de média, respectivamente. Conclui-se que a dose aplicada de lodo de esgoto e do seu biochar podem influenciar as características químicas e microbiológicas do solo, com destaque para o L40, o qual possibilitou resultados positivos na maioria dos parâmetros avaliados.
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Population growth has led to a significant increase in daily waste generation, putting pressure on environmental resources and causing degradation processes that result in reduced organic matter content in soils. This problem is aggravated by sugarcane cultivation, especially in sandy soils, requiring mitigating measures. The application of organic waste has emerged as a solution, with particular emphasis on sewage sludge and biochar, which have great agricultural potential. In this context, the objective of this study was to evaluate the impacts of the use of sewage sludge and its biochar on the chemical and biological characteristics of a sandy soil, as well as on the initial development of sugarcane. The experiment was conducted in a greenhouse with a completely randomized design containing 7 treatments (sewage sludge biochar at a dose of 20 t ha-1 (B20); sewage sludge at a dose of 40 t ha-1 (L40); mineral fertilizer (NPK); 40 t ha-1 of the combination of biochar + sludge in the proportions 50%:50% (B50:L50), 75%:25% (B75:L25), 25%:75% (B25:L75); and control). Soil samples were collected at 7, 15, 30, 60 and 120 days to evaluate microbiological (biomass carbon (Cmic), basal respiration (C-CO2), metabolic quotient (qCO2) and microbial (qMic)) and chemical (ammonium (NH4+), nitrate (NO3-) and available phosphorus (P)) parameters. Total organic carbon (TOC) and particulate organic carbon (CMOP) and their stocks were also evaluated, in addition to the collection of diagnostic leaves for nutritional evaluation and of the plant to estimate dry matter production. The initial development of sugarcane was evaluated through biometric analyses, consisting of stalk height (AC), stem diameter (DC) and number of tillers (NP), with four measurements every 30 days after planting. Sewage sludge alone (L40) showed better estimates of Cmic (273.34 mg kg-1), qCO2 (0.27 mg C-CO2 mg-1 Cmic day-1) and qMic (2.71%) at 15 days, indicating that there was greater microbial efficiency in the use of C from this organic source and at this applied dose. The highest values of NH4+ and NO3- were for treatments B25:L75 (12.15 mg kg-1 at 7 days) and L40 (38.51 mg kg-1 at 30 days), respectively. For P levels, all treatments with sewage sludge and biochar were efficient in its availability, with emphasis on B75:L25 (62.36 mg kg-1) at 15 days. Treatment B20 presented the highest TOC contents (14.72 g kg-1) and TOC stock (45.32 ton ha-1) in relation to the others, except when compared to L40. On the other hand, B20 showed the lowest value for CMOP and CMOP stock, with approximately 41.52% and 34.66% lower than the control, respectively, which demonstrates the great stability of the biochar used. There was a limitation in the nutrition of sugarcane, with results lower than the minimum recommended levels. However, the results were similar to NPK and higher than the control, which confirms the nutritional value of sewage sludge and its biochar. The biometric parameters did not show significant differences, except for AC, with higher values for B20 (209 cm) and NPK (206 cm) at 120 days. For dry matter, all treatments were superior to the control, with a difference of up to 99.40% being noted between B75:25 and the control, with the highest and lowest average values, respectively. It is concluded that the applied dose of sewage sludge and its biochar can influence the chemical and microbiological characteristics of the soil, with emphasis on L40, which allowed positive results in most of the parameters evaluated.
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ANDRÉ VINÍCIUS CRISPINIANO DE OLIVEIRA
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Metais pesados em solos dos biomas brasileiros monitorados pelo Programa de Pesquisa em Biodiversidade
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Orientador : CAROLINE MIRANDA BIONDI
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MEMBROS DA BANCA :
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CAROLINE MIRANDA BIONDI
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ANA CAROLINA BORGES LINS E SILVA
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CLARISSA BUARQUE VIEIRA
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Data: 28/02/2025
Ata de defesa assinada:
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Os metais pesados podem representar risco à micro e macrofauna devido à sua toxicidade e potencial de bioacumulação, entrando na cadeia trófica e prejudicando a saúde humana. Sua presença pode ser natural, decorrente do intemperismo de rochas, ou advinda de atividades antrópicas. O Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação criou, em 2004, o Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBIO), para atender às metas da Convenção sobre Diversidade Biológica, em resposta a crescente preocupação global em relação ao uso e conservação dos recursos naturais, tornando-se uma importante iniciativa de monitoramento da biodiversidade no Brasil. O presente trabalho teve como objetivo realizar uma análise abrangente sobre a presença de metais pesados nos biomas brasileiros, a partir de duas abordagens complementares: (i) uma revisão bibliométrica da literatura científica relacionada à ocorrência de metais pesados nos seis biomas do Brasil; e (ii) a avaliação dos teores totais e ambientalmente disponíveis de metais pesados no solo do Parque Estadual de Dois Irmãos (PEDI), localizado no município de Recife, Pernambuco, representando um fragmento do bioma Mata Atlântica. . O estudo bibliométrico incluiu a análise de 400 publicações em bancos de dados distintos. O período selecionado para a mineração das publicações foi entre 1950 a 2024. Os biomas Amazônia, Mata Atlântica e Cerrado se destacaram como os biomas mais pesquisados com 176, 104 e 83 trabalhos, respectivamente. E os metais mais estudados foram zinco, com 220 trabalhos, seguidos do cobre, com 208, e do manganês, com 178 menções, devido ao fato de serem considerados micronutrientes para as plantas. A segunda parte do trabalho, que aborda os teores de metais pesados encontrados nos solos do PEDI, foi baseada na obtenção de dados primários. Inicialmente, foram realizadas análises químicas e granulométricas com o intuito de caracterizar os solos. Posteriormente foram quantificados os valores teores totais de metais pesados através da metodologia de fluorescência de raios-X com o aparelho S1 TITAN, modelo 800, e determinados os teores ambientalmente disponíveis de Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn utilizando o método 3051A (EPA, 1998). Os solos analisados apresentaram baixos valores de pH, baixas saturações por bases e textura variando entre arenosa e muito arenosa. Os teores totais disponíveis no solo do PEDI variaram entre 0,002 a 107,00 mg kg-1 para Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. Os teores ambientalmente disponíveis dos metais variaram entre 0,35 a 32,60 mg kg-1 para os elementos estudados. Além disso, foi possível observar diferenças significativas entre os estágios sucessionais da floresta. Os teores de metais pesados na área do PEDI foram inferiores aos valores de referência de qualidade do solo, indicando a inexistência de contaminação, por esses metais, na área de estudo.
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Heavy metals may pose risks to micro and macrofauna due to their toxicity and bioaccumulation potential, entering the trophic chain and harming human health. Their presence may be natural, resulting from rock weathering, or derived from anthropogenic activities. The Ministry of Science, Technology, and Innovation established, in 2004, the Biodiversity Research Program (PPBIO), to meet the goals of the Convention on Biological Diversity, in response to the growing global concern regarding the use and conservation of natural resources, becoming an important biodiversity monitoring initiative in Brazil. This study aimed to conduct a comprehensive analysis on the presence of heavy metals in Brazilian biomes, based on two complementary approaches: (i) a bibliometric review of scientific literature related to heavy metal occurrence in Brazil’s six biomes; and (ii) the assessment of total and environmentally available concentrations of heavy metals in the soil of Dois Irmãos State Park (PEDI), located in the municipality of Recife, Pernambuco, representing a fragment of the Atlantic Forest biome. The bibliometric study included the analysis of 400 publications from different databases. The selected period for mining the publications ranged from 1950 to 2024. The Amazon, Atlantic Forest, and Cerrado biomes stood out as the most researched, with 176, 104, and 83 studies, respectively. The most studied metals were zinc (220 studies), followed by copper (208), and manganese (178 mentions), due to being considered micronutrients for plants. The second part of the study, addressing heavy metal concentrations in PEDI soils, was based on primary data collection. Initially, chemical and granulometric analyses were carried out to characterize the soils. Subsequently, total heavy metal concentrations were quantified using X-ray fluorescence (XRF) with the S1 TITAN 800 device, and environmentally available concentrations of Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn were determined using Method 3051A (EPA, 1998). The analyzed soils exhibited low pH values, low base saturation, and texture ranging from sandy to very sandy. The total concentrations in PEDI soils varied between 0.002 and 107.00 mg kg⁻¹ for Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn. The environmentally available concentrations of the metals ranged from 0.35 to 32.60 mg kg⁻¹ for the studied elements. Additionally, significant differences were observed between the forest’s successional stages. The heavy metal levels in PEDI were below the soil quality reference values, indicating no contamination by these metals in the study area.
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DANIEL RIBEIRO DE LIRA
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Comparação entre fluorescência de raios X portátil e ICP-OES na determinação de metais em solos
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Orientador : CLISTENES WILLIAMS ARAUJO DO NASCIMENTO
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MEMBROS DA BANCA :
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CLISTENES WILLIAMS ARAUJO DO NASCIMENTO
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ALFREDO ALVAREZ MONTERO
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PAULA RENATA MUNIZ ARAÚJO
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Data: 28/02/2025
Ata de defesa assinada:
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A determinação de metais pesados no solo é fundamental para estudos de ambientes sob suspeita de contaminação. A espectrometria, usando equipamento baseados em absorção atômica (AA), emissão óptica (ICP-OES) ou massa (ICP-MS), é a técnica mais amplamente utilizada para essa finalidade. No entanto, para determinação, faz-se necessária a abertura da amostra com ácidos concentrados, gerando resíduos perigosos e destruição da amostra. O objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho de um equipamento de Fluorescência de raios-x portátil FRXp na determinação dos elementos Ba, Cr, Cu, Fe, Pb, Mn, Ti, V e Zn em solos, comparativamente a um ICP-OES. Foram utilizadas 142 amostras da região metropolitana do Recife, as quais foram destorroadas e peneiradas (200 mesh) e tiveram os teores dos metais determinados pelos dois equipamentos. Os resultados indicaram que o FRXp apresentou alta correlação para Ba, Cu e Mn e valores aproximados para Cu e Mn. No entanto, V, Zn e Cr apresentaram coeficientes de determinação baixos e fracas correlações na validação, demonstrando que o FRXp não foi eficaz para sua quantificação apesar da calibração ultilizada. A maior discrepância foi observada para Ni, cujos valores foram inconclusivos devido abaixo teor do elemento nas amostras FRXp. As diferenças entre os métodos podem ser atribuídas a efeitos de matriz (química ou física) e aos limites de detecção do FRXp. Conclui-se que, embora o FRXp tenha potencial para análises de Ba, Cu e Mn, sua precisão depende da calibração rigorosa e de abordagens individualizadas para cada metal, tipos de solo e teor do elemento na amostra.
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The determination of heavy metals in soil is fundamental for studies of environments under suspicion of contamination. Spectrometry, using equipment based on atomic absorption (AA), optical emission (ICP-OES) or mass (ICP-MS), is the most widely used technique for this purpose. However, for determination, it is necessary to open the sample with concentrated acids, generating hazardous waste and destroying the sample. The aim of this study was to evaluate the performance of portable X-ray fluorescence equipment FRXp in determining the elements Ba, Cr, Cu, Fe, Pb, Mn, Ti, V and Zn in soils, compared to ICP-OES. A total of 142 soil samples from the metropolitan region of Recife were used, which were crushed and sieved (200 mesh), and had their metal concentrations determined using both instruments. The results indicated that FRXp showed a high correlation for Ba, Cu and Mn and approximate values for Cu and Mn. However, V, Zn and Cr showed low coefficients of determination and weak correlations in the validation, demonstrating that the FRXp was not effective for their quantification despite the calibration used. The greatest discrepancy was observed for Ni, whose values were inconclusive due to the low content of the element in the FRXp samples. The differences between the methods can be attributed to matrix effects (chemical or physical) and the detection limits of FRXp. It is concluded that, although FRXp has potential for Ba, Cu and Mn analysis, its accuracy depends on rigorous calibration and individualized approaches for each metal, soil type and element content in the sample.
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BRUNO BISPO DOS SANTOS
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Eficiência agronômica de duas granulometrias de um co-produto de mineradora para utilização como remineralizador de solo
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Orientador : ANA DOLORES SANTIAGO DE FREITAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA DOLORES SANTIAGO DE FREITAS
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EVERARDO VALADARES DE SA BARRETTO SAMPAIO
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JEAN CHEYSON BARROS DOS SANTOS
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Data: 10/03/2025
Ata de defesa assinada:
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A diminuição de nutrientes nos solos ameaça a segurança alimentar global e tem sido seriamente subestimada, principalmente para o potássio (K). Este é particularmente o caso de solos altamente intemperizados em países tropicais, onde os fertilizantes minerais geralmente são pouco acessíveis. Uma maneira de reabastecer macro e micronutrientes são os pós de rocha. Os minerais que formam as rochas contêm a maioria dos nutrientes essenciais para as plantas, mas taxas de intemperismo lentas e inconsistentes restringiram seu uso no passado. Atualmente, o uso de remineralizadores configura-se como uma possibilidade, já que esses insumos se comportam como um tipo de rejuvenescedor dos solos pobres ou lixiviados, onde o pó de rocha é utilizado para a reposição dos nutrientes. No Brasil, uma ampla gama de exigências são propostas para validar a utilização de pós de rocha em cultivos, que vão desde a capacidade de melhoria do crescimento da planta até benefícios mais estratégicos. Sendo assim, esse trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência agronômica de um pó de rocha em duas granulometrias (<2,00mm e <0,85mm), seis doses (0, 100, 200, 300, 400 e 500% da recomendação de K2O para as culturas de milho e soja) e dois solos, para classificação como remineralizador de solo. Um ensaio de incubação foi feito em delineamento experimental em blocos casualizados, com arranjo fatorial triplo 2*6*2, com cinco repetições. O pó foi incubado por 150 dias em porções de 100 g de solo, com amostragens aos 7, 30, 60, 90, 120 e 150 dias. Um experimento em vasos, em casa de vegetação, foi montado com as mesmas granulometrias e doses e seis cultivos sucessivos de milho ou soja, além de tratamentos recebendo KCl, considerado como fonte referência, em dose equivalente à recomendada. Os vasos receberam uma única aplicação inicial do pó e do fertilizante e água diariamente, para manter a umidade em 80 % da capacidade de campo. A parte aérea das plantas de cada cultivo foi coletada 45 dias após o plantio, seca, pesada, moída e analisada quanto a K, Ca e Mg . Para o K, a granulometria <0,85mm foi mais eficiente na disponibilidade para as plantas, mas não houve diferenças suficientes para definir a melhor granulometria quanto a cálcio e magnésio. No ensaio de incubação dos solos não houve alterações no pH e K.
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Nutrient depletion in soils threatens global food security and has been seriously underestimated, particularly for potassium (K). This is particularly the case in highly weathered soils in tropical countries, where mineral fertilizers are often poorly accessible. One way to replenish macro and micronutrients is through rock powders. The minerals that form rocks contain most of the essential nutrients for plants, but slow and inconsistent weathering rates have restricted their use in the past. Currently, the use of remineralizers is emerging as a possibility, since these inputs behave as a type of rejuvenator for poor or leached soils, where rock powder is used to replenish nutrients. In Brazil, a wide range of requirements are proposed to validate the use of rock powders in crops, ranging from the ability to improve plant growth to more strategic benefits. Therefore, this study aims to evaluate the agronomic efficiency of a rock powder in two particle sizes (<2.00 mm and <0.85 mm), six doses (0, 100, 200, 300, 400 and 500% of the K2O recommendation for corn and soybean crops) and two soils, for classification as a soil remineralizer. An incubation trial was carried out in a randomized block experimental design, with a 2*6*2 triple factorial arrangement, with five replicates. The powder was incubated for 150 days in 100 g portions of soil, with sampling at 7, 30, 60, 90, 120 and 150 days. An experiment in pots, in a greenhouse, was set up with the same particle sizes and doses and six successive crops of corn or soybean, in addition to treatments receiving KCl, considered as a reference source, at a dose equivalent to the recommended one. The pots received a single initial application of powder and fertilizer and water daily to maintain moisture at 80% of field capacity. The aerial parts of the plants of each crop were collected 45 days after planting, dried, weighed, ground and analyzed for K, Ca and Mg. For K, the particle size <0.85 mm was more efficient in availability to the plants, but there were not enough differences to define the best particle size for calcium and magnesium. In the soil incubation test, there were no changes in pH and K.
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ARIANE SILVA PEREIRA
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Sinergia entre micorriza, bactérias solubilizadoras de fosfato e biochar no milho.
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Orientador : GISELLE GOMES MONTEIRO FRACETTO
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MEMBROS DA BANCA :
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GISELLE GOMES MONTEIRO FRACETTO
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MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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CÍNTIA CAROLINE GOUVEIA DA SILVA
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Data: 12/03/2025
Ata de defesa assinada:
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O milho (Zea mays L.) é amplamente cultivado no Brasil, cuja produção alcançou mais de 130 milhões de toneladas em 2023. No entanto, essa alta produtividade demanda o uso intensivo de fertilizantes e irrigação. Uma solução para reduzir a dependência de fertilizantes e, assim, seus impactos negativos sobre o meio ambiente, é a utilização de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e de bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF) como inoculantes microbianos, assim como a adição de biochar no solo, para melhorar a saúde da matéria orgânica. Dessa forma, as hipóteses do trabalho foram: I) a inoculação de BSF aumenta a biodisponibilidade de P no cultivo de milho sob condições de casa de vegetação; II) a inoculação de FMA favorece a absorção de fósforo em milho; e III) a aplicação de biochar de lodo de esgoto no substrato de cultivo tem efeitos positivos no desenvolvimento do milho. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da co-inoculação de FMA e BSF, juntamente com a adição de biochar de lodo de esgoto ao substrato de cultivo das plantas. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e o delineamento experimental foi inteiramente casualizado em arranjo fatorial, com oito tratamentos de inoculação e duas doses de biochar, baseados em quatro repetições. Após 62 dias, o experimento foi coletado e as amostras de solo, parte aérea da planta e raízes foram armazenadas. Foram avaliados os parâmetros de crescimento vegetal, teores de nutrientes na planta e no solo, atividade enzimática e aspectos microbiológicos como colonização micorrízica, carbono e fósforo da biomassa microbiana e respiração basal. Os resultados corroboraram parcialmente a hipótese de que a co-inoculação de FMA e BSF favorece o crescimento e a absorção de nutrientes, uma vez que a co-inoculação resultou em maior taxa de colonização micorrízica e aumento na absorção de nitrogênio, mas não promoveu maior acúmulo de fósforo na planta, o que pode ter relação com a diminuição na atividade da fosfatase alcalina. Ainda, o biochar apresentou efeito negativo em relação ao desenvolvimento das micorrizas arbusculares e na produção de proteínas solo relacionadas a glomalina, apesar de ter promovido maior carbono na biomassa microbiana nos solos com B. cereus e FMA.
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Corn (Zea mays L.) is widely cultivated in Brazil, with its production reaching over 130 million tons in 2023. However, this high productivity requires intensive use of fertilizers and irrigation. A solution to reduce fertilizer dependency and its negative impacts is the inoculation of microorganisms, such as arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and phosphate solubilizing bacteria (PSB), as well as the addition of biochar, which can enhance the activity of these microorganisms in soil. Thus, this study hypothesizes were: (I) PSB inoculation increases P bioavailability in maize cultivation under greenhouse conditions; (II) AMF inoculation enhances phosphorus uptake in maize; and (III) the application of sewage sludge biochar to the cultivation substrate has positive effects on maize development. The study aims to evaluate the effect of co-inoculation of AMF and PSB, along with the addition of sewage sludge biochar to the plant-growing substrate. The experiment was conducted in a greenhouse at the Federal Rural University of Pernambuco, using a completely randomized experimental design with a factorial arrangement, comprising eight inoculation treatments and two doses of biochar, with four replications. After 62 days, the experiment was collected, and soil, aerial plant parts, and roots were stored. Plant growth parameters, nutrient content in plants and soil, enzymatic activity, and microbiological aspects such as mycorrhizal colonization, microbial biomass carbon and phosphorus, and basal respiration were evaluated. The results partially supported the hypothesis that the co-inoculation of AMF and PSB promotes growth and nutrient absorption, as the co-inoculation resulted in higher mycorrhizal colonization rates and increased nitrogen absorption, but did not promote higher phosphorus accumulation in the plant. Moreover, biochar had a negative effect on AM development and the production of glomalin-related soil proteins, despite promoting higher carbon in the microbial biomass in soils with B. cereus and AMF.
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TACIANA DA SILVA PARAIZO
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Melhoria dos atributos físicos e microbiológicos do solo cultivado com eucalipto
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Orientador : ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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FELIPE JOSÉ CURY FRACETTO
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RENISSON NEPONUCENO DE ARAUJO FILHO
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Data: 27/06/2025
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O surgimento de áreas degradadas é um processo complexo que envolve o desgaste dos atributos do solo e resulta em mudanças indesejáveis em suas propriedades físicas, químicas e biológicas. O cultivo do eucalipto surge como uma forma de valorizar e recuperar essas áreas, devido, principalmente, às suas características de rápido desenvolvimento e poucas exigências nutricionais. As hipóteses do estudo são: i) O tempo de cultivo do eucalipto influencia positivamente na maior distribuição dos macroagregados grandes e extragrandes: ii) Os atributos microbiológicos são influenciados positivamente pelo tempo de cultivo do eucalipto; iii) O tempo de cultivo de eucalipto aumenta os estoques de carbono, no solo e no interior dos agregados. Este estudo teve como objetivo avaliar as variações dos atributos físicos, químicos e microbiológicos nos diferentes tempos de cultivo do eucalipto na melhoria do solo. Foram realizadas coletas para análise de atributos físicos, químicos e microbiológicos, em uma empresa de base florestal, na região metropolitana de Maceió-AL. As coletas foram realizadas em áreas com quatro diferentes tempos de cultivo: três, seis, nove e onze anos. Foram coletadas ainda, amostras de solo de área com cultivo de cana-de-açúcar, para ser utilizada como referência. Em cada área foram realizadas coletas nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm de amostras deformadas e indeformadas. Foram analisadas as propriedades químicas e o carbono orgânico e seu estoque no solo. Além disso, determinou-se a classificação de agregados e os estoques de C em seu interior, o carbono da biomassa microbiana, a respiração basal, o quociente metabólico e microbiano, a abundância de glomalina e a atividade das enzimas (betaglocusidase, arilsulfatase e fosfatase alcalina. Com apenas três anos de plantio de eucalipto já houve aumento no estoque de carbono nos solos, além disso, obteve-se uma maior quantidade de macroagregados extragrandes nos seis anos de cultivo na camada mais superficial, indicando uma melhora na estrutura do solo. Já na camada mais profunda, a maior quantidade de macroagregados extragrandes sob 11 anos de cultivo, indica uma maior estabilização do ecossistema. Em três anos de cultivo, houve maior tendência na atividade enzimática. A correlação entre a glomalina total e a massa proporcional de agregados grandes sob 11 anos de cultivo de eucalipto indica uma maior tendência de regeneração dos solos. Os resultados deste estudo demonstram que o cultivo do eucalipto, mesmo em períodos relativamente curtos, contribui significativamente para a recuperação de solos degradados, promovendo o aumento dos estoques de carbono total e sua estabilização dentro dos macroagregados além de favorecer a eficiência metabólica da microbiota e a formação de estruturas físicas mais estáveis. A melhoria simultânea de atributos físicos e microbiológicos ao longo do tempo evidencia o papel do eucalipto como agente restaurador, capaz de desencadear processos regenerativos no solo e fortalecer sua resiliência ecológica.
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The emergence of degraded areas is a complex process involving the depletion of soil attributes and resulting in undesirable changes in its physical, chemical, and biological properties. Eucalyptus cultivation emerges as a way to enhance and restore these areas, mainly due to its rapid growth characteristics and low nutritional requirements. The study hypotheses are: i) The duration of eucalyptus cultivation positively influences the greater distribution of large and extra-large macroaggregates; ii) Microbiological attributes are positively influenced by the duration of eucalyptus cultivation; iii) The duration of eucalyptus cultivation increases carbon stocks, both in the soil and within aggregates. This study aimed to evaluate the variations in physical, chemical, and microbiological attributes at different eucalyptus cultivation periods for soil improvement. Samples for physical, chemical, and microbiological analyses were collected at a forestry-based company in the metropolitan region of Maceió-AL. Collections were made in areas with four different cultivation periods: three, six, nine, and eleven years. Soil samples were also collected from an area cultivated with sugarcane, to be used as a reference. In each area, samples were collected from the 0-10, 10-20, and 20-40 cm layers, both disturbed and undisturbed. Chemical properties and organic carbon and its stock in the soil were analyzed. Additionally, aggregate classification and C stocks within them, microbial biomass carbon, basal respiration, metabolic and microbial quotient, glomalin abundance, and enzyme activities (beta-glucosidase, arylsulfatase, and alkaline phosphatase) were determined. After only three years of eucalyptus planting, there was already an increase in soil carbon stock; moreover, a greater amount of extra-large macroaggregates was obtained after six years of cultivation in the most superficial layer, indicating an improvement in soil structure. In the deeper layer, the greater amount of extra-large macroaggregates after 11 years of cultivation indicates greater ecosystem stabilization. After three years of cultivation, there was a greater tendency for enzymatic activity. The correlation between total glomalin and the proportional mass of large aggregates after 11 years of eucalyptus cultivation indicates a greater tendency for soil regeneration. The results of this study demonstrate that eucalyptus cultivation, even over relatively short periods, contributes significantly to the recovery of degraded soils, promoting an increase in total carbon stocks and their stabilization within macroaggregates, as well as favoring the metabolic efficiency of the microbiota and the formation of more stable physical structures. The simultaneous improvement of physical and microbiological attributes over time highlights the role of eucalyptus as a restorative agent, capable of triggering regenerative processes in the soil and strengthening its ecological resilience.
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JULIO CÉSAR CALIXTO COSTA
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Uso de braquiária como planta de cobertura em cultivo de cana-de-açúcar em solo arenoso: melhoria na agregação e no estoque de carbono.
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Orientador : ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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WILLIAM RAMOS DA SILVA
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CLEVER BRIEDIS
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Data: 31/07/2025
Ata de defesa assinada:
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O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com relevância na produção de biocombustíveis e alimento, com impacto no cenário socioeconômico. Embora o principal polo produtor seja a região Centro-Sul, estados do Nordeste como Alagoas, Pernambuco e Paraíba também se destacam. A expansão do monocultivo intensificou problemas edáficos, sobretudo em áreas com solos arenosos – caracterizados por baixa matéria orgânica, baixa retenção hídrica e alta permeabilidade. Nesse cenário, recomenda-se o uso de material orgânico via práticas conservacionistas, como o uso de cobertura vegetal, especialmente com gramíneas do gênero Brachiaria, devido à boa adaptação, ciclagem de nutrientes e alta produção de biomassa. Assim, torna-se essencial investigar esses sistemas em solos arenosos, com ênfase nas diferentes densidades de semeadura do capim-braquiária, a fim de otimizar o manejo e promover a sustentabilidade da produção agrícola por meio da escolha de densidades mais adequadas. Diante do exposto, objetivou-se avaliar o efeito da braquiária como planta de cobertura em cultivo de cana-de-açúcar sobre a melhoria da agregação e no estoque de carbono em solo arenoso. O estudo foi desenvolvido na Usina Giasa, situada em Pedras de Fogo – PB, utilizando delineamento de blocos casualizados sob parcelas subdivididas e quatro repetições. A parcela principal foi constituída pelas densidades de semeadura de capim-braquiária, sendo elas: 0 (D0), 10 (10), 30 (D30) e 50 (D50) kg ha-1 de sementes plantadas. As subparcelas constituiu-se pelas profundidades de coleta, sendo: 0-10 (P1); 10-20 (P2) e 20-40 cm (P3). Foram coletados blocos indeformados e amostras deformadas de solo. Realizou-se a caracterização físico-química da área experimental. Avaliaram-se o teor e o estoque de carbono orgânico total (COT), particulado (COP) e associado a minerais (COAM), além da distribuição dos macroagregados por classes de tamanho, por meio de tamisamento úmido. Os dados foram submetidos à análise de variância através do programa SISVAR, com aplicação do teste F e, quando significativo a 5%, aplicou-se o teste LSD para comparação de médias. Os teores e estoques das frações de carbono foram analisados de forma isolada, para avaliar o efeito de densidade de semeadura. Houve significância estatística para as diferentes frações de carbono nos teores e estoques, com destaque para a densidade de semeadura D10 e D30. É observado que, independentemente do tratamento, o COAM representa a maior parcela do C, variando de 88,51% (D30) a 90,73% (D10). Houve influência da densidade de semeadura em relação ao diâmetro médio geométrico e ponderado, e da profundidade no índice de estabilidade de agregados. Na classe de macroagregados extragrandes as densidades D10 e D30 destacaram-se pode exibir as maiores proporções. De forma geral, é observado que, em todas as classes de macroagregados analisadas e nas distintas profundidades, os maiores estoques de COT e COP estão associados às densidades de semeadura com 10 e 30 kg ha-1 de capim-braquiária. A distribuição de macroagregados extragrandes é maior nas camadas mais superficiais do solo. O uso de capim-braquiária como planta de cobertura no cultivo de cana-de-açúcar impacta positivamente a melhoria da agregação do solo e no acúmulo de C nas frações, sob condições arenosas e em curto prazo. Densidades entre 10 e 30 kg ha-1 de capim-braquiária são recomendadas para utilização em sistemas com uso de cobertura por exibirem melhor desempenho em relação a maioria das variáveis estudadas.
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Brazil is the world’s largest producer of sugarcane, playing a pivotal role in the supply of both biofuels and food, with strong implications for the socioeconomic landscape. Although the main production hub is located in the Center-South region, Northeastern states such as Alagoas, Pernambuco, and Paraíba also stand out. The expansion of monocropping has intensified soil-related problems, particularly in sandy soils—characterized by low organic matter content, low water retention capacity, and high permeability. In this context, the application of organic material through conservation practices, such as the use of cover crops, is recommended. Grasses of the genus Brachiaria are particularly suitable due to their high adaptability, efficient nutrient cycling, and substantial biomass production. Therefore, investigating these systems in sandy soils is essential, with emphasis on different seeding densities of Brachiaria grass, in order to optimize management practices and promote the sustainability of agricultural production through the selection of the most appropriate densities. Based on this premise, the objective of the present study was to evaluate the effect of Brachiaria as a cover crop in sugarcane cultivation on soil aggregation and carbon storage in sandy soil. The study was conducted at the Giasa Sugar Mill, located in Pedras de Fogo, Paraíba State, using a randomized block design in a split-plot arrangement with four replications. The main plots consisted of seeding densities of Brachiaria grass: 0 (D0), 10 (D10), 30 (D30), and 50 (D50) kg ha-1 of sown seeds. The subplots were defined by soil sampling depths: 0-10 cm (P1), 10-20 cm (P2), and 20-40 cm (P3). Both undisturbed soil blocks and disturbed soil samples were collected. The experimental area was subjected to physical and chemical characterization. Total organic carbon (TOC), particulate organic carbon (POC), and mineral-associated organic carbon (MAOC) contents and stocks were determined, along with the distribution of macroaggregates by size classes using wet sieving. Data were analyzed through analysis of variance (ANOVA) with the SISVAR software. The F-test was applied, and when significant at the 5% level, the LSD test was used for mean comparison. The contents and stocks of carbon fractions were analyzed individually to assess the effect of seeding density. Significant effects were observed for the different carbon fractions in both contents and stocks, with D10 and D30 standing out. Regardless of treatment, MAOC accounted for the largest share of carbon, ranging from 88.51% (D30) to 90.73% (D10). Seeding density influenced the mean geometric and mean weighted diameters, while depth affected the aggregate stability index. In the extra-large macroaggregate class, D10 and D30 exhibited the highest proportions. Overall, across all macroaggregate size classes and sampling depths, the highest stocks of TOC and POC were associated with seeding densities of 10 and 30 kg ha -1 of Brachiaria grass. The proportion of extra-large macroaggregates was greater in the surface layers. The use of Brachiaria as a cover crop in sugarcane cultivation positively influenced soil aggregation and carbon accumulation in its fractions under sandy soil conditions in the short term. Seeding densities between 10 and 30 kg ha-1 of Brachiaria are recommended for cover crop systems, as they provided superior performance in most of the evaluated variables.
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GISELY MOREIRA VITALINO
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Comunidade bacteriana cultivável de uma cronossequência de Tecnossolos no semiárido tropical
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Orientador : MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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GISELLE GOMES MONTEIRO FRACETTO
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MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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FELIPE MARTINS DO RÊGO BARROS
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Data: 31/07/2025
Ata de defesa assinada:
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As atividades agrícolas, industriais e a mineração promovem a retirada de camadas e a deposição de resíduos no solo, os quais passam por alterações resultando na formação de solo. Na mineração de scheelita, bacias são construídas para deposição de rejeitos, que ao longo do tempo são revegetadas, formando Tecnossolos, com características diferenciadas dos solos naturais. Os Tecnossolos da mineração de scheelita apresentam reserva de nutrientes e aumento progressivo de carbono orgânico, cujo estoque pode ser superior ao encontrado em outras classes de solos. Portanto, a construção de Tecnossolos pode favorecer a agricultura, a recuperação de pastagens degradadas e a fixação de carbono. Além disso, com a bioprospecção, a obtenção de microrganismos que promovem o desenvolvimento do solo e beneficiam cultivos pode ser possível, principalmente na região semiárida tropical. Assim, essa pesquisa teve os seguintes objetivos: i - isolar bactérias a partir de uma cronossequência de Tecnossolos, em diferentes meios de cultura; ii - avaliar a diversidade genética dos isolados obtidos dos diferentes tempos de formação dos Tecnossolos por meio do gene 16S rRNA. A coleta de amostras de solo foi realizada em junho de 2022, na Mina Brejuí, Rio Grande do Norte, Brasil, a região está inserida no clima semiárido quente (BSh). Perfis de solo foram selecionados em cronossequência de 2, 5, 10 e 40 anos e o rejeito foi considerado como tempo zero. Foram coletadas três amostras do rejeito e em cada tempo houve coleta de amostras de solo em três horizontes representativos do perfil de solo. As bactérias foram isoladas em diferentes meios seletivos, para obtenção de potenciais solubilizadores de fosfato, produtores de celulases, fixadores de carbono e nitrogênio, sendo estimado o número de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de solo e NMPo Número Mais Provável. Em seguida, todas as estirpes tiveram o DNA extraído por meio de kit de extração HiYieldTM Genomic DNA Mini Kit da RBC, seguindo o protocolo do fabricante, e foram caracterizadas genotipicamente por BOX-PCR. Os isolados que amplificaram o BOX foram selecionados para identificação molecular por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA. Para a anotação das sequências, a análise de similaridade foi realizada pelo BLAST, utilizando o banco de dados NCBI. O isolamento resultou na obtenção de 378 bactérias de todos os meios e tempos, sendo obtidos valores elevados de UFC g-1 de solo, com o Carbono Orgânico (CO) sendo o atributo que mais explicou a variação das populações. O agrupamento por meio da amplificação do BOX-A1R apresentou 97,33% dos grupos compostos por um isolado, o que pode demonstrar a alta diversidade de bactérias cultiváveis nesses solos. A identificação por meio do gene 16S rRNA resultou nos filos mais abundantes em todos os tempos Pseudomonadota, Actinomycetota e Bacillota, respectivamente. Os gêneros mais abundantes foram Pseudomonas, Streptomyces, Stenotrophomonas, Pantoea, Priestia e Bacillus, que estão associados a ciclagem de nutrientes, decomposição da matéria orgânica do solo e solubilização de minerais. Estes resultados demonstram que as comunidades bacterianas cultiváveis podem ter contribuído na formação dos Tecnossolos, pois elas apresentam elevada diversidade genética e estão associadas a diferentes funções. Além disso, essas bactérias podem ser fontes de insumos promissores para a agricultura, sendo capazes de dar suporte para os cultivos da região semiárida tropical, assim como na biotecnologia e indústria. Entretanto, mais pesquisas sobre esta coleção de isolados com a finalidade de obtenção dos seus potenciais de aplicação nestes setores são necessárias.
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Agricultural, industrial, and mining activities promote the removal of layers and the deposition of residues in the soil, which undergo changes resulting in soil formation. In scheelite mining, basins are constructed for the deposition of tailings, which, over time, are revegetated, forming Technosols with characteristics that differ from those of natural soils. Technosols from scheelite mining have nutrient reserves and a progressive increase in organic carbon, whose stock may be higher than that found in other soil classes. Therefore, the construction of Technosols can benefit agriculture, aid in the recovery of degraded pastures, and facilitate carbon fixation. Additionally, bioprospecting may enable the identification of microorganisms that promote soil development and benefit crops, particularly in tropical semiarid regions. Thus, this research had the following objectives: i - to isolate bacteria from a chronosequence of Technosols in different culture media; ii - to evaluate the genetic diversity of isolates obtained from different formation times of Technosols using the 16S rRNA gene. Soil samples were collected in June 2022 at the Brejuí Mine, Rio Grande do Norte, Brazil, a region with a hot semi-arid climate (BSh). Soil profiles were selected from chronosequences of 2, 5, 10, and 40 years, and the tailings were considered as time zero. Three samples were collected from the tailings, and at each time, soil samples were collected from three horizons representative of the soil profile. Bacteria were isolated in different selective media to obtain potential phosphate solubilizers, cellulase producers, and carbon and nitrogen fixers, estimating the number of Colony Forming Units (CFU) per gram of soil and the Most Probable Number (MPN). Next, DNA was extracted from all strains using RBC's HiYieldTM Genomic DNA Mini Kit, following the manufacturer's protocol, and they were genotypically characterized by BOX-PCR. Isolates that amplified the BOX were selected for molecular identification by sequencing the 16S rRNA gene. For sequence annotation, similarity analysis was performed using BLAST with the NCBI database. The isolation resulted in the recovery of 378 bacteria from all media and times, with high values of CFU g -1 of soil. Organic Carbon (OC) was the attribute that best explained the variation in populations. Clustering using BOX-A1R amplification revealed that 97.33% of the groups consisted of a single isolate, indicating the high diversity of cultivable bacteria in these soils. Identification using the 16S rRNA gene revealed that the most abundant phyla at all times were Pseudomonadota, Actinomycetota, and Bacillota, respectively. The most abundant genera were Pseudomonas, Streptomyces, Stenotrophomonas, Pantoea, Priestia, and Bacillus, which are associated with nutrient cycling, decomposition of soil organic matter, and mineral solubilization. These results demonstrate that cultivable bacterial communities may have contributed to the formation of Technosols, as they exhibit high genetic diversity and are associated with different functions. In addition, these bacteria may be promising sources of inputs for agriculture, capable of supporting crops in the tropical semiarid region, as well as in biotechnology and industry. However, further research on this collection of isolates is needed to determine their potential applications in these sectors.
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GABRIELLE CUSTÓDIO MÉLO
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Indicadores microbiológicos, frações do carbono e estoques de carbono e nitrogênio em solo sob sistema silvipastoril no Agreste Meridional de Pernambuco.
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Orientador : MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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FELIPE JOSÉ CURY FRACETTO
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MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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ALEXANDRE CARNEIRO LEAO DE MELLO
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Data: 05/08/2025
Ata de defesa assinada:
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Atividades antrópicas foram e são responsáveis pela emissão exponencial de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, contribuindo para as mudanças climáticas. Uma das iniciativas de mitigação do CO₂ atmosférico envolve o armazenamento de carbono no solo em sistemas de manejo conservacionistas, como os silvipastoris, que podem ser favorecidos com a utilização de leguminosas arbóreas. A compreensão dos estoques de carbono no solo está diretamente ligada à dinâmica do carbono orgânico e à atividade dos microrganismos, responsáveis pela ciclagem de nutrientes e pela formação da matéria orgânica do solo (MOS). Assim, objetivou-se com esta pesquisa quantificar os estoques de nitrogênio e de carbono total, bem como o carbono associado às frações da MOS, além de avaliar indicadores microbiológicos em um sistema silvipastoril composto por capim-braquiária (Urochloa decumbens Stapf.) em consórcio ou não com a leguminosa arbórea sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.). O estudo foi realizado em Garanhuns-PE, em uma área total de 9,18 ha, utilizando delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Foram avaliados sistema silvipastoril com filas duplas de sabiá espaçadas de 25 m, monocultivo de sabiá e monocultivo de braquiária com e sem adubação. No sistema silvipastoril, foram consideradas quatro distâncias em relação à fileira dupla de leguminosas: 0 m (entre as fileiras duplas), 3 m, 6 m e 12,5 m. As amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm para estimativa das concentrações e estoques de carbono e nitrogênio, do carbono presente nas frações da matéria orgânica do solo (MOS), da biomassa microbiana e da respiração basal do solo. A profundidade teve efeito (p < 0,1) para os indicadores microbiológicos, para as concentrações de C e N, assim como para as frações do carbono orgânico. Os diferentes tipos de pastagem tiveram efeito (p < 0,1) sobre o estoque acumulado de N na profundidade de 0-40 cm. O efeito dos sistemas e das distâncias em relação a fila dupla de leguminosas (p < 0,1) foi observado para a fração de carbono extraído em água quente. As distâncias em relação à fileira dupla de leguminosas tiveram efeito sobre os estoques de 0-100 cm de carbono extraído em água quente, assim como sobre os estoques de 40-100 cm de carbono orgânico particulado. O carbono da biomassa microbiana variou entre ±199 mg kg⁻¹ (20-40 cm) e ±140 mg kg⁻¹ (60-100 cm) no sistema silvipastoril. A respiração basal permaneceu abaixo de ±46 mg kg-1 dia-1 ao longo de toda a profundidade e, juntamente com o qCO₂, não indicou estresse oxidativo por parte da microbiota. No sistema silvipastoril, os estoques acumulados foram de ±119 Mg ha⁻¹ de C (0-100 cm) e ±7,90 Mg ha⁻¹ de N, sendo ±4,55 Mg ha⁻¹ em 0-40 cm, não diferindo do observado na braquiária adubada. No sistema silvipastoril, as menores distâncias em relação à fila dupla de leguminosas favoreceram maiores estoques de carbono lábil (0-100 cm), enquanto o carbono orgânico particulado totalizou cerca de 6,27 Mg ha⁻¹, com destaque para o acúmulo em 40-100 cm a 6 m das fileiras (±2,73 Mg ha⁻¹). Sistemas silvipastoris com leguminosas elevam os estoques de N e favorecem o sequestro de C no solo. Além disso, esses sistemas promovem menores fluxos de CO₂ e favorecem os processos de estabilização da matéria orgânica, por meio do carbono associado a minerais e a fração humina.
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Anthropic activities have been and continue to be responsible for the exponential emission of carbon dioxide (CO₂) into the atmosphere, contributing to climate change. One of the mitigation strategies for atmospheric CO₂ involves soil carbon storage under conservation management systems, such as silvopastoral systems, which can be enhanced by the use of leguminous trees. Understanding soil carbon stocks is directly related to the dynamics of soil organic carbon and to microbial activity, which drive nutrient cycling and the formation of soil organic matter (SOM). Thus, the objective of this study was to quantify nitrogen and total carbon stocks, as well as carbon associated with SOM fractions, and to evaluate microbiological indicators in a silvopastoral system composed of signal grass (Urochloa decumbens Stapf.) intercropped with the leguminous tree sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.). The study was carried out in Garanhuns, Pernambuco, Brazil, in an experimental area of 9,18 ha, using a randomized block design with three replicates evaluating: silvopastoral system formed by signal grass and double lines of sabia spaced 25m, sabiá monoculture, and signal grass monoculture with and without fertilization. In the silvopastoral system, four distances were considered concerning the double row of legumes: 0 m (between the double rows), 3 m, 6 m, and 12,5 m. Soil samples were collected at 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, and 60-100 cm layers to estimate carbon and nitrogen concentrations and stocks, SOM fractions, microbial biomass, and basal respiration. Soil depth had an effect (p < 0,1) on microbiological indicators, C and N concentrations, and soil organic carbon fractions. Systems influenced (p < 0,1) the accumulated N stock in the 0-40 cm layer, and both systems and distances from the double row of legumes affected the hot-water-extractable carbon fraction (p < 0,1). Distances from the double row of legumes affected the 0-100 cm stocks of hot-water-extractable carbon, as well as the 40-100 cm stocks of particulate organic carbon. Microbial biomass carbon ranged from ±199 mg kg⁻¹ (20-40 cm) to ±140 mg kg⁻¹ (60-100 cm) in the silvopastoral system. Basal respiration remained below ±46 mg kg⁻¹ day⁻¹ throughout the profile and, together with qCO₂, did not indicate oxidative stress for the microbiota. In the silvopastoral system, the accumulated stocks were ±119 Mg ha⁻¹ of C (0-100 cm) and ±7.90 Mg ha⁻¹ of N, with ±4.55 Mg ha⁻¹ in the 0-40 cm layer, equivalent to the observed for fertilized signal grass monoculture. Shorter distances from the double row of legumes favored greater labile carbon stocks (0-100 cm), while particulate organic carbon totaled about 6.27 Mg ha⁻¹, with the highest accumulation at 40-100 cm observed 6 m from the rows (±2.73 Mg ha⁻¹). Silvopastoral systems with legumes increase N stocks and favor soil C sequestration. In addition, these systems promote lower CO₂ flows and favor the stabilization processes of organic matter, through carbon associated with minerals and the humin fraction.
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JÚLIO CÉSAR SOARES DO NASCIMENTO
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Siltito glauconítico como fonte de potássio para a cana-de-açúcar cultivada nos tabuleiros costeiros do Nordeste
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Orientador : EMIDIO CANTIDIO ALMEIDA DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXANDRE CAMPELO DE OLIVEIRA
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EMIDIO CANTIDIO ALMEIDA DE OLIVEIRA
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YGOR JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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Data: 29/08/2025
Ata de defesa assinada:
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O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, sendo o potássio (K) o elemento mais requerido pela cultura. No Nordeste, a principal região cultivada com cana-de-açúcar está localizada nos tabuleiros costeiros, caracterizada pela ocorrência de solos arenosos e pobres em K. O KCl é a principal fonte utilizada na adubação potássica, mas enfrenta limitações como dependência de importações e baixa eficiência. A rochagem, com uso de pó de rocha, pode fornecer esse nutriente e melhorar a fertilidade. O Siltito Glauconítico (SG), rico em potássio, foi utilizado como alternativa ao KCl durante o primeiro ciclo da cana-de-açúcar. O material foi avaliado em substituição parcial e total do KCl, em campo, em solo da região de Tabuleiros Costeiros do Nordeste. Os tratamentos foram constituídos de níveis de substituição do K-KCL na dose de150 kg ha -1 de K2O. A substituição foi dos níveis de 25%, 50%, 75%, 100% do KCL pelo SG. Também foi adicionado o tratamento controle sem aplicação do K. Além da substituição também foram adicionados os níveis de 125 e 150 % da dose recomendada na forma de SG. Os tratamentos foram aplicados de forma localizada no fundo do sulco de plantio em blocos ao acaso, contendo 4 repetições. Na planta foram avaliados na planta as trocas gasosas e eficiência fotossintética, crescimento e ganho de biomassa, teor de K na folha. No solo foi avaliado disponibilidade do elemento aos 240 dias após a aplicação (DAA). Ao final do ciclo da cana-de-açúcar foram avaliados a produtividade de colmos e de açúcar, além dos atributos agroindustriais da cultura. Os dados foram analisados quanto aos critérios da análise de variância (ANOVA), em seguida os dados qualitativos (substituição da fonte) tiveram suas médias comparadas seguida os dados qualitativos (substituição da fonte) tiveram suas médias comparadas entre si pelo teste de Tukey (p ≤ 0,05) e os dados quantitativos (doses de K2O) tiveram suas médias avaliadas na forma de regressão, com os modelos selecionados a partir de teste F e os coeficientes avaliados individualmente pelo teste T (p ≤ 0,05). O SG afetou positivamente as trocas gasosas, o crescimento e a produtividade de colmos, nos quais a substituição parcial em 25% e a dose 225 kg ha-1 de K2O entregaram melhores resultados, semelhantes a aplicação somente de KCl. O SG afetou negativamente os atributos agroindustriais. Na folha, os teores de K foi maior no tratamento com 150 kg ha-1 de K2O via 100% KCl. A adubação potássica de maneira geral não afetou a disponibilidade de K no solo, ganho de biomassa e a produtividade de açúcar. A melhor estratégia de adubação foi a aplicação da dose 150 kg ha-1 de K2O com substituição do KCl em 25% pelo SG, sendo possível reduzir o aporte de K via KCl e complementar via SG sem comprometer o crescimento e a produtividade da cana-de-açúcar no ciclo de cana planta.
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Brazil is the world's largest producer of sugarcane, and potassium (K) is the nutrient most required by this crop. In the Northeast, the main sugarcane-growing region is located on the coastal tablelands, characterized by sandy soils with low K content. Potassium chloride (KCl) is the main source used for potassium fertilization, but it faces limitations such as dependence on imports and low efficiency. Rock dust application (rock remineralization) can supply this nutrient and improve soil fertility. Glauconitic siltstone (GS), rich in potassium, was used as an alternative to KCl during the first sugarcane growth cycle. The material was evaluated as a partial and total replacement for KCl in a field experiment conducted on soils from the Coastal Tablelands region of the Northeast. The treatments consisted of replacement levels of K from KCl at the rate of 150 kg ha⁻¹ of K₂O. The replacement levels were 25%, 50%, 75%, and 100% of KCl substituted with GS. A control treatment without K application was also included. In addition to substitution, treatments with 125% and 150% of the recommended dose of K₂O applied as GS were included. Treatments were applied in bands at the bottom of the planting furrow in a randomized block design with four replications. In the plants, gas exchange and photosynthetic efficiency, growth and biomass accumulation, and leaf K content were evaluated. In the soil, K availability was assessed 240 days after application (DAA). At the end of the sugarcane cycle, stalk and sugar yield were measured, along with agro-industrial traits. Data were analyzed using analysis of variance (ANOVA). Subsequently, qualitative data (source replacement) were compared using Tukey’s test (p ≤ 0.05), and quantitative data (K₂O doses) were analyzed through regression models, which were selected based on the F-test, with coefficients evaluated individually using the T-test (p ≤ 0.05). GS positively affected gas exchange, growth, and stalk yield, with the best results achieved by the 25% replacement level and the 225 kg ha⁻¹ K₂O dose, both comparable to the exclusive application of KCl. GS negatively affected agro-industrial traits. In the leaves, K content was highest in the treatment with 150 kg ha⁻¹ of K₂O applied entirely as KCl. Overall, potassium fertilization did not affect soil K availability, biomass accumulation, or sugar yield. The best fertilization strategy was applying 150 kg ha⁻¹ of K₂O with 25% of KCl replaced by GS, making it possible to reduce KCl input and complement it with GS without compromising sugarcane growth and yield in the plant cane cycle.
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Teses |
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MARCONDES DE SA SOUZA
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DRIS e CND em mangueiras na fase de pós-colheita e suas relações com a fertilidade do solo no Submédio do Vale do São Francisco
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Orientador : FERNANDO JOSE FREIRE
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MEMBROS DA BANCA :
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FERNANDO JOSE FREIRE
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ITALO HERBERT LUCENA CAVALCANTE
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EDUARDO CEZAR MEDEIROS SALDANHA
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JAILSON CAVALCANTE CUNHA
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JEFREJAN SOUZA REZENDE
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Data: 24/01/2025
Ata de defesa assinada:
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O objetivo da pesquisa foi avaliar o estado nutricional das cultivares de mangueira Tommy Atkins, Kent e Palmer pelos métodos DRIS e CND, e verificar a correlação dos índices DRIS com atributos de diferentes tipos de solo na região do Submédio do Vale do São Francisco. O estudo foi realizado em pomares comerciais de mangueira de cinco fazendas da empresa Agrobras Agrícola Tropical do Brasil Ltda. Foram selecionados 85 talhões de mangueira, sendo 33 de Tommy Atkins, 32 de Kent e 20 de Palmer. O banco de dados foi constituído por produtividade e teores foliares dos nutrientes N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Mo e Ni. Para separação da população de referência, foram utilizados três critérios como ponto de corte do banco de dados, com base na média da produtividade + desvio padrão: critério 1 (média); critério 2 (média + 0,5 desvio padrão); e critério 3 (média + desvio padrão). A população de alta produtividade foi utilizada para o estabelecimento das normas DRIS. Foram calculadas as médias, desvios-padrão e variâncias de cada nutriente e de todas as relações bivariadas possíveis entre os nutrientes. Também foram calculadas todas as razões de variâncias entre os grupos de baixa e de alta produtividade. A relação bivariada com a maior razão de variância foi selecionada como norma DRIS. Após o estabelecimento das normas DRIS, foram calculadas as funções DRIS e finalmente os índices DRIS. Para o uso do método CND, foram calculados: o valor de preenchimento, a média geométrica dos nutrientes estudados, a relação multivariada entre os nutrientes, as normas CND e os índices CND. Também foi calculado o índice de balanço nutricional médio (IBNm). Os índices DRIS e CND foram interpretados de acordo com o Potencial de Resposta à Adubação (PRA). Teores ótimos de cada nutriente foram estimados por análise de regressão entre a concentração do nutriente na folha e seu respectivo índice DRIS e CND. As faixas ótimas foram estabelecidas com base no teor ótimo ± 2/3 do desvio padrão do nutriente na população de referência. O teste Qui-quadrado foi aplicado para avaliar se houve associação entre os diagnósticos DRIS e CND. A análise de componentes principais (PCA) foi utilizada para verificar a relação entre índices DRIS e atributos do solo de três fazendas. O critério 2 se mostrou como melhor método de divisão do banco de dados. As normas DRIS específicas para cada uma das cultivares estudadas foram estabelecidas. Teores ótimos e faixas ótimas de nutrientes, no nível foliar, foram estabelecidos para cada cultivar. Os métodos DRIS e CND mostraram alta concordância no diagnóstico nutricional, mas o método DRIS se mostrou mais sensível na detecção de desequilíbrios nutricionais, uma vez que esteve mais correlacionado com os índices nutricionais em comparação com o CND. Os nutrientes mais limitantes por deficiência foram Cu, Mn, Zn e Mo, enquanto os nutrientes mais limitantes por excesso foram Cu e Mn. Os índices DRIS ICu e os IK, IS, IMn e INi exibiram correlações positivas e negativas com os teores de P, K, Ca, Mg, Cu, Mn, Zn e T, respectivamente, para as condições de solo mais argilosos (Agrobras 01) e mais arenosos (Hidrotec). Estudos futuros devem ser feitos com o intuito de estabelecer normas DRIS específicas considerando não apenas a cultivar, mas também cada tipo de solo. Experimentos devem focar na validação das normas DRIS estabelecidas.
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The objective of this research was to evaluate the nutritional status of the mango cultivars Tommy Atkins, Kent and Palmer using the DRIS and CND methods, and to verify the correlation of the DRIS indices with attributes of different soil types in the Sub-Middle region of the São Francisco Valley. The study was carried out in commercial mango orchards on five farms of the company Agrobras Agrícola Tropical do Brasil Ltda. 85 mango plots were selected, 33 of which were from Tommy Atkins, 32 from Kent and 20 from Palmer. The database consisted of productivity and leaf contents of the nutrients N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Mo and Ni. To separate the reference population, three criteria were used as the database cutoff point, based on the mean productivity + standard deviation: criterion 1 (mean); criterion 2 (mean + 0.5 standard deviation); and criterion 3 (mean + standard deviation). The high-productivity population was used to establish the DRIS standards. The means, standard deviations and variances of each nutrient and of all possible bivariate relationships between nutrients were calculated. All variance ratios between low and high productivity groups were also calculated. The bivariate relationship with the highest variance ratio was selected as the DRIS norm. After establishing the DRIS norms, the DRIS functions and finally the DRIS indices were calculated. To use the CND method, the following were calculated: the filling value, the geometric mean of the nutrients studied, the multivariate relationship between nutrients, the CND norms and the CND indices. The average nutritional balance index (IBNm) was also calculated. The DRIS and CND indices were interpreted according to the Fertilization Response Potential (FRP). Optimal levels of each nutrient were estimated by regression analysis between the nutrient concentration in the leaf and its respective DRIS and CND index. The optimal ranges were established based on the optimal content ± 2/3 of the standard deviation of the nutrient in the reference population. The chi-square test was applied to assess whether there was an association between the DRIS and CND diagnoses. Principal component analysis (PCA) was used to verify the relationship between DRIS indices and soil attributes of three farms. Criterion 2 proved to be the best method for dividing the database. Specific DRIS standards for each of the studied cultivars were established. Optimal nutrient contents and optimal ranges, at the leaf level, were established for each cultivar. The DRIS and CND methods showed high agreement in nutritional diagnosis, but the DRIS method proved to be more sensitive in detecting nutritional imbalances, since it was more correlated with the nutritional indices compared to CND. The most limiting nutrients by deficiency were Cu, Mn, Zn and Mo, while the most limiting nutrients by excess were Cu and Mn. The DRIS indices ICu and IK, IS, IMn and INi showed positive and negative correlations with the P, K, Ca, Mg, Cu, Mn, Zn and T contents, respectively, for the more clayey (Agrobras 01) and more sandy (Hidrotec) soil conditions. Future studies should be conducted with the aim of establishing specific DRIS standards considering not only the cultivar, but also each soil type. Experiments should focus on validating the established DRIS standards.
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TALMO HENRIQUE DOS SANTOS SILVA
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Volume elementar representativo em solo coeso, sob diferentes usos, tratado com poliacrilamida: relação com os atributos físicos associados à estrutura
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Orientador : BRIVALDO GOMES DE ALMEIDA
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MEMBROS DA BANCA :
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BRIVALDO GOMES DE ALMEIDA
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ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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ANDRÉ MACIEL NETTO
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MARCUS METRI CORREA
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WAGNER LUÍS DE SOUZA SILVA
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Data: 20/02/2025
Ata de defesa assinada:
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No Brasil existem solos que apresentam horizontes pedogenéticos subsuperficiais adensados que, quando secos, apresentam forte coesão, restringindo o crescimento de plantas; mas, quando úmidos, sua estrutura se torna muito instável, passando à friável. Esses solos ocorrem predominantemente na unidade geomorfológica denominada Tabuleiros Costeiros, que se estende por grande parte do litoral brasileiro. Uma alternativa promissora para melhorar a condição coesa destes solos é o uso de polímeros. Dentre aqueles utilizados na agrícola, os à base de acrilamida, como a poliacrilamida (PAM), têm ganho destaque nas últimas décadas. A melhoria da qualidade física de solos coesos sob PAM tem sido avaliada pelo uso de parâmetros mais sensíveis às alterações da estrutura do solo. Porém, a precisão e exatidão dos resultados desses parâmetros físicos têm relação direta com a escolha correta do tamanho da amostra, devendo-se considerar um volume de solo que seja estatisticamente representativo e adequado para a sua caracterização. A identificação do menor volume para o qual se pode obter uma medida confiável para um determinado parâmetro é a base para a definição do termo “Volume Elementar Representativo (VER)”. Nesse contexto, o objetivo da pesquisa foi definir o VER para uma área sob duas diferentes coberturas vegetais: uma sob mata nativa; e outra em pousio; para avaliar a redução da coesão dos solos e melhoria da sua qualidade física via uso da PAM. O experimento foi conduzido em áreas da estação experimental de Itapirema, do Instituto Agronômico de Pernambuco, em Goiana, Zona da Mata Norte de Pernambuco. Assim, na área experimental, foram selecionadas duas subáreas, em função da cobertura vegetal, sendo: uma sob mata nativa (controle); e outra atualmente em pousio, há aproximadamente 10 anos, antes cultivada com cana-de-açúcar. Nessas subáreas, a partir da abertura de perfis, foram realizados três tipos de amostragem: i) cilindros volumétricos, com aproximadamente 20; 50; 100, 150; 200 e 250 cm3; ii) em blocos de solos; iii) amostras não estruturadas. No laboratório, as amostras em cilindros e em blocos foram subdivididas em dois grupos, para aplicação dos tratamentos, por capilaridade, sendo: controle, apenas H2O; e com PAM, na concentração de 0,1 g L-1. Na sequência, uma parte dos blocos foi utilizada para sua subdivisão em agregados, com tamanhos específicos, em função dos ensaios para determinação dos atributos físicos dos solos. As amostras em cilindro foram destinadas aos ensaios de porosidade total (Pt) e sua distribuição em classes de tamanho de poros (macro, meso, micro e criptoporosidade); condutividade hidráulica saturada (Ksat); curva característica de retenção de água no solo (CCRAS); resistência do solo à penetração de raízes (Rp) e densidade do solo (Ds). As amostras em agregados foram usadas para determinar a resistência tênsil de agregados (Rt). Os resultados apontam que o VER para os atributos físico-hídricos do solo foi definido para 100 cm3, o qual apresentou menor variação nos dados obtidos entre os volumes estudados. Em relação à Rt, o tamanho indicado foi para agregados > 2 cm de diâmetro, sendo o VER definido para agregados com 3 cm, onde os valores de Rt, a partir desse diâmetro, são menos heterogêneos. Além disso, o uso da PAM foi eficaz em promover a melhoria da estabilidade estrutural dos solos coesos das duas subáreas, refletida em outros atributos físicos, como a redução da Rt para os agregados menores. Da mesma forma, o uso da PAM aumentou e uniformizou a distribuição de água no solo, caracterizada pelo aumento da água disponível às plantas, confirmada pela mudança no comportamento das CCRAS, associada aos poros menores (microporos e criptoporos), que aumentam a retenção de água. Entretanto, a aplicação do PAM elevou a Rp e, em alguns casos, a Ds, contribuindo para a redução dos poros maiores, como os macroporos e mesoporos.
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In Brazil, some soils have dense subsurface pedogenetic horizons that, when dry, exhibit strong cohesion, restricting plant growth; however, when wet, their structure becomes highly unstable, transitioning to a friable state. These soils predominantly occur in the geomorphological unit known as the Coastal Tablelands, which extends across much of the Brazilian coastline. A promising alternative for improving the cohesive condition of these soils is the use of polymers. Among those used in agriculture, acrylamide-based polymers, such as polyacrylamide (PAM), have gained prominence in recent decades. The improvement of the physical quality of cohesive soils treated with PAM has been evaluated using parameters that are more sensitive to changes in soil structure. However, the precision and accuracy of the results of these physical parameters are directly related to the correct choice of sample size, requiring consideration of a soil volume that is statistically representative and suitable for characterization. Identifying the smallest volume that provides a reliable measurement for a given parameter is the basis for defining the term “Representative Elementary Volume (REV)”. In this context, the objective of the research was to define the REV for an area under two different vegetation covers: one under native forest and another in fallow, in order to assess the reduction of soil cohesion and the improvement of its physical quality through the use of PAM. The experiment was conducted in areas of the Itapirema Experimental Station of the Agronomic Institute of Pernambuco, in Goiana, in the Northern Forest Zone of Pernambuco. Thus, in the experimental area, two subareas were selected based on vegetation cover: one under native forest (control) and another currently in fallow for approximately 10 years, previously cultivated with sugarcane. In these subareas, after profile excavation, three types of sampling were conducted: volumetric cylinders of approximately 20, 50, 100, 150, 200, and 250 cm3; soil blocks; and unstructured samples. In the laboratory, the samples in cylinders and blocks were subdivided into two groups for treatment application by capillarity: control (only H2O) and PAM at a concentration of 0,1 g L-1. Subsequently, part of the blocks was used for subdivision into aggregates of specific sizes, depending on the tests for determining soil physical attributes. The cylinder samples were used for tests on total porosity (Pt) and its distribution into pore size classes (macro, meso, micro, and cryptoporosity); saturated hydraulic conductivity (Ksat); soil water retention characteristic curve (CCRAS); soil penetration resistance to roots (Rp); and soil bulk density (Ds). The aggregate samples were used to determine aggregate tensile strength (Rt). The results indicate that the REV for soil physical-hydraulic attributes was defined as 100 cm3, which showed the least variation in data among the studied volumes. Regarding Rt, the recommended size was for aggregates >2 cm in diameter, with the REV defined for aggregates of 3 cm, where Rt values from this diameter onward were more homogeneous. Furthermore, PAM was effective in improving the structural stability of cohesive soils in both subareas, as reflected in other physical attributes, such as a reduction in Rt for smaller aggregates. Similarly, PAM use increased and standardized soil water distribution, characterized by an increase in available water for plants, confirmed by changes in CCRAS behavior associated with smaller pores (micropores and cryptopores), which enhance water retention. However, PAM application increased Rp and, in some cases, Ds, contributing to the reduction of larger pores, such as macropores and mesopores.
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VENÂNCIO DE LIMA VELOSO
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Uso de biochar na remediação de solos contaminados: efeitos na disponibilidade de metais pesados, fitoestabilização e segurança alimentar
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Orientador : CLISTENES WILLIAMS ARAUJO DO NASCIMENTO
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MEMBROS DA BANCA :
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CLISTENES WILLIAMS ARAUJO DO NASCIMENTO
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EDIVAN RODRIGUES DE SOUZA
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LEÔNIDAS CARRIJO AZEVEDO DE MELO
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KARINA PATRICIA VIEIRA DA CUNHA
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NIELSON MACHADO DOS SANTOS
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Data: 21/02/2025
Ata de defesa assinada:
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A contaminação do solo por metais pesados é um problema ambiental significativo, resultante principalmente da exploração de recursos minerais e atividades industriais, com graves impactos na saúde pública e na sustentabilidade. A persistência desses poluentes nos solos exige a investigação de estratégias eficazes e acessíveis para mitigar seus efeitos, especialmente em países em desenvolvimento, onde os recursos para remediação são escassos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial do biochar na remediação de solos contaminados por metais pesados, com foco na redução da mobilidade desses poluentes, na melhoria da fertilidade do solo e na produção de biomassa vegetal. Foram conduzidos experimentos de incubação do solo com diferentes tipos de biochar oriundos de palha de arroz, bagaço de cana, lodo de esgoto e torta de filtro, visando avaliar aqueles com maior potencial de imobilização dos metais no solo. Posteriormente, foram cultivadas hortaliças em solo poluído por Cd e adicionado de biochar e foi cultivado sorgo em solo poluído por escória de metalurgia e tratado com diferentes tipos de biochar. As amostras de solo e plantas foram analisadas para determinar os teores de metais pesados, nutrientes e biomassa. Os resultados demonstraram que a aplicação de biochar reduziu a disponibilidade de cádmio (Cd) e chumbo (Pb) no solo, transferindo-os para frações menos biodisponíveis e diminuindo sua absorção pelas plantas. Houve também melhora na fertilidade do solo, com aumento do pH, da matéria orgânica do solo e da disponibilidade de nutrientes. O crescimento das plantas também foi promovido, com aumento da biomassa vegetal e absorção de silício, que potencializou a tolerância aos efeitos dos metais pesados. O biochar de lodo de esgoto (BLE) e o de torta de filtro (BTF) apresentaram os melhores resultados. Este trabalho evidenciou o potencial do biochar como uma ferramenta sustentável para a remediação de solos contaminados, promovendo a segurança alimentar e a proteção ambiental.
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Soil contamination by heavy metals is a significant environmental and agricultural issue, arising from mineral resource exploitation and industrial activities, with severe impacts on public health and sustainability. The persistence of these pollutants in soils, particularly in underdeveloped countries, necessitates the investigation of effective and accessible strategies to mitigate their effects. This study aimed to evaluate the potential of biochar in remediating soils contaminated by heavy metals, focusing on reducing the mobility of these pollutants, improving soil fertility, and promoting the growth of cultivated plants. Additionally, it examined the effects of modifications applied to biochar on its influence on these attributes. Soil incubation experiments were conducted using different types of biochar (rice husk, sugarcane bagasse, sewage sludge, and filter cake), assessing which biochars showed the highest potential for metal immobilization in soil. Subsequently, vegetables were cultivated in soil polluted by cadmium (Cd) and amended with biochar, and sorghum was grown in soil contaminated by metallurgical slag and treated with biochars. Soil and plant samples were analyzed to determine the levels of heavy metals, nutrients, and biomass. Furthermore, the influence of silicon (Si) in mitigating metal toxicity was evaluated. The results demonstrated that biochar application reduced the availability of cadmium (Cd) and lead (Pb) in soil by transferring them to less bioavailable fractions and decreasing their absorption by plants. Improvements in soil fertility were observed, including increases in pH, soil organic matter, and nutrient availability. Plant growth was also enhanced, with increased biomass production and silicon absorption, which augmented tolerance to heavy metal effects. Biochars derived from sewage sludge (BLE) and filter cake (BTF) yielded the best results. This study highlighted the potential of biochar as a sustainable tool for remediating contaminated soils and promoting food security and environmental protection. Combining biochar with phytoremediation emerges as an effective strategy for recovering degraded areas.
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ALINE ROMA TOMAZ
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POOLS OF SOIL ORGANIC MATTER AND DECOMPOSITION OF PLANT RESIDUES IN A CACTUS-SORGHUM INTERCROPPING SYSTEM WITH MULCHING IRRIGATED WITH RECLAIMED WATER IN THE AGRESTE REGION OF PERNAMBUCO
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Orientador : ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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ABELARDO ANTONIO DE ASSUNCAO MONTENEGRO
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CLEVER BRIEDIS
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THIAGO MASSAO INAGAKI
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TELMO JORGE CARNEIRO AMADO
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Data: 24/02/2025
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Em condições de clima semiárido os teores de matéria orgânica do solo (MOS) são baixos devido a menor produção de biomassa vegetal, as quais são influenciadas principalmente pelos índices pluviométricos desta região. Logo, a adoção de práticas conservacionistas, como o uso de cobertura morta, diversidade de cultivos e irrigação com água de reuso, podem garantir a sustentabilidade do sistema. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica da MOS em nível de compartimentos em sistemas de consórcio palma (Opuntia stricta) e sorgo (Sorghum sudanense) irrigados com água de reuso de esgoto tratado e com diferentes taxas de cobertura no semiárido, bem como a dinâmica do processo de decomposição da cobertura do solo. O experimento foi conduzido na unidade de reuso de Mutuca, localizado em Pesqueira-PE e consistiu-seem blocos casualizados com 4 repetições, sendo um arranjo fatorial 4x2 em parcelas subdividas com 4 lâminas de irrigação, 0, 80, 100 e 120% da ETc do sorgo e ausência e presença de cobertura morta (8 Mg ha-1). Além disso, foram realizadas coletas de solo sob vegetação de Caatinga nativa. As coletas de solo foram realizadas nas profundidades de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m. Foram determinados os teores de COS e N e dos seguintes reservatórios da MOS: C extraído em água quente (C-AQ), C oxidado em permanganato de potássio (C-OXP), C orgânico particulado (COP), associado aos minerais (COAM) e as substâncias húmicas (SH) (ácidos húmicos (AH), ácidos fúlvicos (AF) e humina (HU)). A decomposição do resíduo vegetal foi avaliada utilizando o método do litter bags por 165 dias. No resíduo remanescente, foram determinados os teores de C e N. Além disso, as coletas de solo em 0-0.10 m e 0.10-0.20 m aos 0, 10, 25, 65 e 165 dias foram realizadas para determinar os teores de NO3-, NH4+ trocáveis, P disponível, C da biomassa microbiana (C-mic) e a respiração basal (C-CO2), obtendo-se assim o quociente microbiano (qmic-C) e o quociente metabólico (q-CO2). Também foi realizada a Espectroscopia de fluorescência induzida por laser nas amostras de solo e calculado o índice de aromatização (ALIFS) da MOS. Observou-se que a associação entre água de reuso e cobertura morta contribui para o incremento nos estoques de COS e dos diferentes reservatórios da MOS. Os maiores estoques de COS foram observados nos tratamentos com 8 Mg ha⁻¹ de cobertura morta, associados às lâminas de 80 e 100%. Para os reservatórios, verificou-se o mesmo comportamento, com maiores estoques COP, C-OXP e C-AQ nessas lâminas com cobertura morta. Nas condições deste estudo, os maiores estoques COS estão na fração estável da MOS, especialmente na fração COAM e nas SH, destacando-se a fração HU. Em relação a decomposição, os tratamentos irrigados apresentaram as maiores taxas de decomposição e a maior velocidade de decomposição do material vegetal ocorreu após 10 dias sob a lâmina de 80% (16%) e após 25 dias para a lâmina de 100% (16%). Após 165 dias foram decompostos 45, 48, 47 e 49% para as lâminas de 0, 80, 100 e 120%, respectivamente, e o resíduo teve meia-vida de 175 dias. Foram observados maiores teores de NH4+ e NO3- no soloa 0-0,10 m. As lâminas de 80 e 100% apresentaram menores índices de aromatização e maiores teores de COS. Dessa forma, a adoção de água de reuso para irrigação de consórcio de palma e sorgo é uma alternativa de manejo sustentável, que contribui para o incremento dos estoques de COS e dos reservatórios da MOS, para a saúde do solo e desenvolvimento de sua comunidade microbiana, permitindo o desenvolvimento de uma agricultura com baixa emissão de CO2 sob as condições do clima semiárido Brasileiro.
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In semiarid climate conditions, soil organic matter (SOM) contents is low due to the lower plant biomass input, which are influenced by the rainfall indices of this region. The agricultural systems adopted in this region, i.e., intensive soil preparation and monoculture, have caused the decline of soil carbon stocks (SOC). Thus, this study aimed to evaluate the dynamics of SOM and it’s pools in intercropping systems of palm (Opuntia stricta) and sorghum (Sorghum sudanense) irrigated with sewage reused water and with different mulch rates in the semiarid region, as well as the dynamics of the soil mulch decomposition process. The experiment was conducted at the Mutuca farm reuse unit, located in Pesqueira-PE and consisted of randomized blocks at 4 replications, in a 4x2 factorial arrangement in split plots with four irrigation levels, 0, 80, 100, and 120% of the ETc of sorghum and two levels of crop residue inputs, absence (0 Mg ha-1) and presence of mulch (8 Mg ha-1). In addition, soil sampling were carried out in the native Caantiga forest non-disturbed (reference treatment). Soil sampling were performed at 0-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.40 m depth. The SOC and N contents of the soil and the following MOS reservoirs were determined: C extracted in hot water (HWEO-C), C oxidized in potassium permanganate (POX-C), particulate organic C (POC), associated with minerals (MAOC) and humic substances (HS) (humic acids (HA), fulvic acids (FA) and humin (HU)). The decomposition of the plant residue was evaluated using the litter bag method during 165 days. In the remaining residue, the C and N contents were determined. Additionally, soil samples were collected at 0-0.10 m and 0.10-0.20 m depth and 0, 10, 25, 65, and 165 days were performed to determine the contents of exchangeable NO3-, NH4+, available P, microbial biomass C (C-mic) and basal respiration (C-CO2), thus obtaining the microbial quotient (qmic-C) and the metabolic quotient (q-CO2). Laser-induced fluorescence spectroscopy was also performed on the soil samples and the aromatization index (ALIFS) of SOM was evaluated. The association between reused water and mulch contributes to the increase in SOM stocks and the different SOM reservoirs. The highest SOM stocks were observed in the treatments with 8 Mg ha⁻¹ of mulch, associated with 80% and 100% depth. For the reservoirs, the same behavior was observed, triggering higher POC, POX-C, and HWEO-C stocks in these mulched layers. Under the study conditions, the highest SOC stocks are in the stable fraction of SOM, especially in the MAOC and HS fractions, emphasizing the HU fraction. Regarding decomposition, the irrigated treatments presented the highest decomposition rates, highlighting the plant material decomposition that occurred after 10 days under the 80% irrigation level (16%) and after 25 days for the 100% depth (16%). After 165 days, 45, 48, 47, and 49% were decomposed for the 0, 80, 100, and 120% depths, respectively, and the residue had a half-life of 175 days. Higher NH4+ and NO3- contents were exhibited in the soil at 0-0.10 m depth. The 80 and 100% irrigation level presented lower aromatization rates and higher SOC contents. Consequently, the adoption of reused water for irrigation of palm and sorghum consortium was a sustainable management alternative, which contributes to the increase of SOC stocks and SOM pools, thereby allowing the soil health and development of the soil microbial community, providing the development of agriculture with low CO2 emissions under the conditions of the Brazilian semiarid climate.
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BELCHIOR OLIVEIRA TRIGUEIRO DA SILVA
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Compartimentos da matéria orgânica do solo em resposta ao uso de cobertura morta e reuso de esgoto tratado no Semiárido
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Orientador : ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ADEMIR DE OLIVEIRA FERREIRA
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WILLIAM RAMOS DA SILVA
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ABELARDO ANTONIO DE ASSUNCAO MONTENEGRO
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EVERARDO VALADARES DE SA BARRETTO SAMPAIO
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CLEVER BRIEDIS
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Data: 25/02/2025
Ata de defesa assinada:
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O semiárido possui condições edafoclimáticas que inviabilizam o acúmulo de matéria orgânica do solo (MOS). A MOS é um atributo chave para se avaliar a saúde e qualidade solo. Diante disso, práticas conservacionistas como o uso de cobertura morta, consórcios com espécies adaptadas e reuso de água de esgoto tratada devem ser utilizadas na região Semiárida Brasileira. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento e produtividades da palma forrageira(Opuntia stricta) e de consórcios com capim-buffel (Cenchrus ciliaris L) e sorgo (Sorghum sudanense (Piper) Stapf), bem como determinar os conteúdos e estoques de C lábil e recalcitrante no solo em áreas com 0, 8 e 12 Mg ha-1 de cobertura morta, irrigadas com água de esgoto tratada. Para isso, foi realizada uma pesquisa na Fazenda Primavera, Parnamirim-PE. O experimento foi dividido em dois momentos distintos: um que avaliou a palma forrageira sem consórcio e outro considerando consórcios. Foram feitas coletas de solo na área experimental e na área de vegetação nativa (VN) (Caatinga) em 0-10, 10-20 e 20-40 cm. A VN foi utilizada como base comparativa. Foram realizadas análises de carbono total (COT), carbono particulado (COP) e associado aos minerais (COAM), carbono extraído em água quente (C-aq H2O) e carbono extraído em permanganato (C-KMnO4) e seus respectivos estoques (Est). Além disso, foi quantificado a produção de matérias fresca (MF) e seca (MS) da palma, sorgo e capim-buffel, bem como avaliações biométricas da palma. Os resultados para o primeiro momento mostraram que o manejo com água de esgoto tratada e o uso de 8 e 12 Mg ha-1 de cobertura morta favorecem maiores produtividades e EstC, superando os resultados de áreas sem cobertura, sobretudo quando se utiliza 12 Mg ha-1. Para EstC o comportamento foi VN > PS12 > PS8 > VE > SC. Para EstCOP o PS12 > PS8 > VE > SC > VN, para EstCOAM o VN > PS12 = PS8 = VE < SC. Para EstC-aq H2O e EstC-KMnO4, os tratamentos não apresentaram diferença estatística em comparação com a VN e nem entre si. A produtividade MF e MS da palma com 12 Mg ha-1 de cobertura morta chegou a ser maior em 3,3 e 3,4 vezes em relação à SC, respectivamente. Em relação ao segundo momento: a nível de estoque total (0-40 cm) o uso de 8 Mg ha-1 de cobertura favorece um valor maior em 37% em relação a 0 Mg ha-1 (com sorgo), para capim-buffel não se observa aumentos significativos com o uso de taxa de cobertura. A produtividade do consórcio foi maior para palma+sorgo com 12 Mg ha-1 de cobertura morta. A MF variou entre 104,7 e 169,5 Mg ha-1, (palma+sorgo) e para palma+capim-buffel, a MF ficou entre 73,6 e 108,7 Mg ha-1 (ambos 8 e 12 Mg ha-1 de cobertura, respectivamente). Para MS palma+sorgo variou entre 4 e 10 Mg ha-1 e para palma+buffel a MS variou entre 3 e 5 Mg ha-1, ambas em relação ao tratamento sem cobertura. Os diferentes cortes de sorgo e capim-buffel, evidenciam que o uso de 12 Mg ha-1 favorece maior produtividade, sobretudo o segundo corte, chegando a valores de 12,2 e 4,6 Mg ha-1 (MF e MS de sorgo, respectivamente) e 11,9 e 5,3 Mg ha-1 (MFe MS de capim-buffel, respectivamente). Sendo assim, em condições de semiárido, as práticas conservacionistas supracitadas são alternativas viáveis para promover o desenvolvimento sustentável.
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Semiarid region has edaphoclimatic conditions that prevent the accumulation of soil organic matter (SOM). SOM is a key attribute for assessing soil health and quality. Therefore, conservation practices such as the use of mulch, intercropping with adapted species, and reuse of treated sewage water should be used in the Brazilian semiarid region. Thus, the objective of this study was to evaluate the development and productivity of forage cactus (Opuntia stricta) and intercropping with buffel grass (Cenchrus ciliaris L.) and sorghum (Sorghum sudanense (Piper) Stapf.), as well as to determine the contents and stocks of labile and recalcitrant C in the soil in areas with 0, 8, and 12 Mg ha-1 of mulch, irrigated with treated sewage water. For this purpose, a survey was carried out at Fazenda Primavera, Parnamirim-PE. The experiment was divided into two distinct moments: one that evaluated forage cactus without intercropping and another considering intercropping. Soil samples were collected in the experimental area and in the native vegetation area (VN) (Caatinga) at 0-10, 10-20 and 20-40 cm. VN was used as a comparative basis. Analyses of total carbon (TOC), particulate carbon (POC) and associated with minerals (MAOC), carbon extracted in hot water (C-aq H2O) and carbon extracted in permanganate (C-KMnO4) and their respective stocks (Est) were performed. In addition, the production of fresh matter (FM) and dry matter (DM) of forage cactus, sorghum and buffel grass was quantified, as well as biometric evaluations of forage cactus. The results for the first moment showed that management with treated sewage water and the use of 8 and 12 Mg ha-1 of mulch favor higher productivity and EstC, surpassing the results of areas without mulch, especially when using 12 Mg ha-1. For EstC the behavior was NV > SS12 > SS8 > SV > NC. For EstPOC SS12 > SS8 > SV > NC > NV, for EstMAOC NV > SS12 = SS8 = SV < NC. For EstC-aq H2O and EstC-KMnO4, the treatments did not present statistical difference compared to NV or among themselves. The FM and DM productivity of the cactus forage with 12 Mg ha-1 of mulch was 3.3 and 3.4 times higher in relation to NC. Regarding the second moment: at the total stock level (0-40 cm), the use of 8 Mg ha-1 of mulch favors a value 37% higher than 0 Mg ha-1 (with sorghum); for buffelgrass, no significant increases were observed with the use of mulch rate. The productivity of the intercrop was higher for forage cactus+sorghum with 12 Mg ha-1 of mulch. The FM ranged from 104.7 to 169.5 Mg ha-1 (forage cactus+sorghum), and for forage cactus+buffelgrass, the DM was between 73.6 and 108.7 Mg ha-1 (both 8 and 12 Mg ha-1 of mulch, respectively). For forage cactus+sorghum, the DM ranged from 4 to 10 Mg ha-1, and for cactus forage+buffelgrass, the MS ranged from 3 to 5 Mg ha-1, both in relation to the treatment without mulch. The different cuts of sorghum and buffel grass show that the use of 12 Mg ha-1 favors greater productivity, especially the second cut, reaching values of 12.2 and 4.6 Mg ha-1 (FM and DM of sorghum, respectively) and 11.9 and 5.3 Mg ha-1 (FM and DM of buffel grass, respectively). Therefore, in semi-arid conditions, the above-mentioned conservation practices are viable alternatives to promote sustainable development.
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AMANDA MICHELE SANTOS DE LIMA
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Adubação foliar com níquel e ureia em cana-de-açúcar
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Orientador : EMIDIO CANTIDIO ALMEIDA DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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EMIDIO CANTIDIO ALMEIDA DE OLIVEIRA
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FERNANDO JOSE FREIRE
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JOSÉ LAVRES JÚNIOR
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ANDRÉ RODRIGUES DOS REIS
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EDUARDO CEZAR MEDEIROS SALDANHA
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Data: 28/02/2025
Ata de defesa assinada:
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A produção de biomassa da cana-de-açúcar é limitada pelo fornecimento de nitrogênio (N) e a baixa recuperação do N-fertilizante pelas plantas reduz o potencial produtivo dos canaviais. A adubação foliar com N de forma complementar à adubação via solo nas fases de maior demanda pelo nutriente é uma alternativa para aumento da recuperação do N-fertilizante e da conversão do N em biomassa. A ureia é a principal fonte de N para adubação via folha e estimula a atividade da enzima urease. Esse estímulo depende da disponibilidade de níquel (Ni), elemento ativador da enzima, cujos limites de dose ainda não foram definidos para a cana-de-açúcar. O aumento da dose de ureia foliar para complementar a adubação de solo pode ser viabilizado pela combinação de ureia e Ni, sem risco de queima foliar. O objetivo do estudo foi avaliar a adição de Ni na pulverização foliar com ureia no estímulo do metabolismo de nitrogênio, no desenvolvimento vegetativo, e o potencial desse manejo nutricional na redução da dose de N via solo, sem comprometer a produtividade da cana-de-açúcar. Os estudos foram conduzidos em casa de vegetação e campo, em delineamento de blocos ao acaso com 4 repetições, e arranjo de tratamentos em fatorial, com doses crescentes de ureia e Ni, realizando coletas sequenciais após a pulverização foliar. As variáveis avaliadas foram atividade da urease (AU), teor de ureia (TU), teor de amônio solúvel (AS), teor de aminoácidos (AA), peroxidação lipídica (MDA), índices de clorofila, teor de N e Ni, biometria da parte aérea, rendimento industrial. Os dados foram submetidos à análise de variância (p ≤ 0,05) e regressão linear. A adição de Ni não aumentou a atividade da urease da cana-de-açúcar. Ureia e Ni de forma isolada aumentaram o teor de N e Ni, AS, AA e TU. Ni comprometeu a eficiência fotossintética de forma reversível. Houve remobilização de N e Ni para porções mais novas na planta. A queima to tecido foliar não foi amenizada pelo Ni, e não foram causadas pela alta concentração de amônio. O Ni atuou na redução do teor de amônio em plantas que receberam 29 % de ureia. O aumento da dose de ureia e Ni não aumenta os teores dos nutrientes no tecido. O estresse associado aos tratamentos foi leve. Houve aumento do rendimento em açúcar com a combinação de ureia + Ni. O manejo combinado de ureia+Ni utilizando doses baixas apresentaram o melhor desempenho, sem risco de distúrbios bioquímicos. A combinação de ureia e Ni para estímulo da produção da cultura ainda precisa ser avaliado em mais ciclos da cultura, e no início do crescimento de colmos para aumentar o potencial produtivo e viabilizar a redução da adubação via solo.
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Sugarcane biomass production is limited by nitrogen (N) supply, and the low recovery of N-fertilizer by plants reduces the efficiency of N management in cropping systems. Foliar N fertilization, complementing soil-applied N during periods of high nutrient demand, is an alternative to enhance N-fertilizer recovery and improve N conversion into biomass. Urea is the primary N source for foliar fertilization, stimulating urease enzyme activity. This stimulation depends on the availability of nickel (Ni), an enzyme activator, whose optimal dosage limits for sugarcane remain undefined. Increasing foliar urea doses to complement soil fertilization may be feasible through urea and Ni combination, without causing leaf burn. This study aimed to evaluate the addition of Ni in foliar urea spraying to stimulate nitrogen metabolism, vegetative growth, and its potential to reduce soil N application without compromising sugarcane productivity. The study was conducted in both greenhouse and field conditions, following a randomized block design with four replications and a factorial treatment arrangement, consisting of increasing urea and Ni doses, with sequential sampling after foliar spraying. The evaluated variables included urease activity (UA), urea content (UC), soluble ammonium (SA), amino acid content (AA), lipid peroxidation (MDA), chlorophyll indices, N and Ni content, shoot biometrics, and industrial yield. Data were subjected to analysis of variance (p ≤ 0.05) and linear regression. Ni addition did not increase urease activity in sugarcane. Urea and Ni individually increased N and Ni content, SA, AA, and UC. Ni temporarily reduced photosynthetic efficiency. N and Ni were remobilized to younger plant tissues. Leaf tissue burn was not mitigated by Ni and was not caused by high ammonium concentration. Ni reduced ammonium levels in plants receiving 29% urea. Increasing urea and Ni doses did not enhance nutrient accumulation in plant tissues. Treatment-associated stress was mild. Sugar yield increased with the urea + Ni combination. The best performance was observed with low urea + Ni doses, without inducing biochemical disturbances. The combined urea and Ni management strategy for enhancing sugarcane production requires further evaluation in additional crop cycles and anticipated to the arly stalk growth phase to enhance yield potential and enable the reduction of soil fertilization. to assess its potential for reducing soil N fertilization.
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ELISIANE MARTINS DE LIMA
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Desenvolvimento de produto a base de biochar e trichoderma spp. provenientes e aplicados no sistema de produção de uva
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Orientador : ERIKA VALENTE DE MEDEIROS
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MEMBROS DA BANCA :
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ERIKA VALENTE DE MEDEIROS
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CARLOS ALBERTO FRAGOSO DE SOUZA
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CLAUDE HAMMECKER
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JAMILLY ALVES DE BARROS
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JOSE ROMUALDO DE SOUSA LIMA
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Data: 26/03/2025
Ata de defesa assinada:
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O crescimento populacional tem aumentado a demanda por alimentos gerando grandes volumes de resíduos agrícolas e agroindustriais. O manejo sustentável desses resíduos representa um desafio para a implementação de práticas agrícolas eficientes e sustentáveis. Neste sentido, o reaproveitamento de resíduos, especialmente na forma de biochar, produto rico em carbono, pode beneficiar as propriedades do solo e reduzir impactos ambientais. Embora o biochar se destaque pela versatilidade em sistemas agrícolas e ambientais, a interação com microrganismos do solo, especialmente com o gênero Trichoderma, ainda precisa ser melhor compreendida. Espécies de Trichoderma são amplamente reconhecidos pela eficiência no controle biológico de fitopatógenos e pelo papel como promotores do crescimento vegetal. No entanto, estudos que abordem a interação do biochar e do Trichoderma são escassos, necessitando de maiores investigações para compreender os impactos na microbiota edáfica. Para preencher essa lacuna, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do biochar produzido a partir do engaço da uva e resíduos da fermentação da uva, aplicado em conjunto com Trichoderma aureoviride URM 5158 e Trichoderma hamatum URM 6656 em solos cultivados com videiras. Os experimentos foram conduzidos no campo em blocos ao acaso com nove tratamentos e três repetições. Foram avaliados atributos químicos e microbiológicos dos solos e a produtividade das videiras. Os resultados demonstraram que a aplicação de biochar e Trichoderma em solo cultivado com uvas Cabernet Sauvignon, promoveram alterações na estrutura e na diversidade das comunidades microbianas. Curiosamente, as variáveis químicas do solo, como pH, Na⁺ e K⁺, atribuídas a entradas de biochar no solo, desempenharam um papel modulador na estrutura das comunidades microbianas, favorecendo determinados grupos em detrimento de outros. A nível de filo, as comunidades fúngicas foram predominantemente compostas por Ascomycota, Basidiomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, filos essenciais na decomposição da matéria orgânica e ciclagem de nutrientes. Por outro lado, ao avaliar os efeitos da aplicação de biochar e Trichoderma em videiras da variedade Malbec, sobre os atributos químicos e enzimáticos do solo, nossos resultados revelaram que ambos os tratamentos promoveram alterações significativas nas propriedades do solo. Os maiores incrementos foram observados com a co-aplicação do biochar da fermentação da uva (GFB) e T. hamatum (GFB+Th), resultando em aumentos expressivos de 569,23% no carbono da biomassa microbiana (MBC), no carbono orgânico total (TOC) 60,73% e no teor de potássio (K) 86,70%. Além disso, a aplicação isolada do biochar GFB elevou a atividade da fosfatase ácida em 38,76%, enquanto sua co-aplicação com T. hamatum aumentou a atividade da β-glicosidase em 56,46%. Esses achados são relevantes para a viticultura, pois indicam que o uso combinado de biochar e Trichoderma pode se apresentar como estratégia eficaz para melhorar a saúde do solo, promovendo o equilíbrio microbiológico e a disponibilidade de nutrientes.
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Population growth has increased the demand for food, leading to the generation of large volumes of agricultural and agro-industrial residues. The sustainable management of these residues poses a challenge to the implementation of efficient and sustainable agricultural practices. In this context, the reuse of residues particularly in the form of biochar, a carbon-rich product can enhance soil properties and reduce environmental impacts. Although biochar stands out for its versatility in agricultural and environmental systems, its interaction with soil microorganisms, especially those belonging to the Trichoderma genus, still needs to be better understood. Trichoderma species are widely recognized for their efficiency in the biological control of phytopathogens and their role as plant growth promoters. However, studies addressing the interaction between biochar and Trichoderma remain scarce, requiring further investigation to understand their impacts on soil microbiota. To fill this gap, the present study aimed to evaluate the effects of biochar produced from grape stalks and fermentation residues, applied in combination with Trichoderma aureoviride URM 5158 and Trichoderma hamatum URM 6656, in soils cultivated with grapevines. Field experiments were conducted using a randomized block design with nine treatments and three replicates. Chemical and microbiological soil attributes and grapevine productivity were evaluated. The results showed that the application of biochar and Trichoderma in soil cultivated with Cabernet Sauvignon grapes led to changes in the structure and diversity of microbial communities. Interestingly, soil chemical variables such as pH, Na⁺, and K⁺ attributed to the biochar input played a modulatory role in the structure of microbial communities, favoring certain groups over others. At the phylum level, fungal communities were predominantly composed of Ascomycota, Basidiomycota, Chytridiomycota, and Glomeromycota key phyla in organic matter decomposition and nutrient cycling. On the other hand, when evaluating the effects of biochar and Trichoderma application on Malbec grapevines with regard to soil chemical and enzymatic attributes, our results revealed that both treatments significantly altered soil properties. The greatest increases were observed with the co-application of grape fermentation biochar (GFB) and T. hamatum (GFB+Th), resulting in expressive increases of 569.23% in microbial biomass carbon (MBC), 60.73% in total organic carbon (TOC), and 86.70% in potassium (K) content. Additionally, the isolated application of GFB biochar increased acid phosphatase activity by 38.76%, while its co-application with T. hamatum enhanced β-glucosidase activity by 56.46%. These findings are relevant to viticulture, as they indicate that the combined use of biochar and Trichoderma may serve as an effective strategy for improving soil health by promoting microbiological balance and increasing nutrient availability.
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FRANKLONE LIMA DA SILVA
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Forma e granulometria da sílica amorfa no acúmulo de Si em arroz, milho e soja, e quantificação de Si nas plantas via FRX portátil
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Orientador : CLISTENES WILLIAMS ARAUJO DO NASCIMENTO
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MEMBROS DA BANCA :
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CLISTENES WILLIAMS ARAUJO DO NASCIMENTO
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EDIVAN RODRIGUES DE SOUZA
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CÁCIO BOECHAT
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LEILSON COSTA GRANJEIRO
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LUIZ HENRIQUE VIEIRA LIMA
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Data: 16/04/2025
Ata de defesa assinada:
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O silício (Si) tem se consolidado como um elemento de elevada importância na agricultura moderna, especialmente por seu papel na mitigação de estresses abióticos e bióticos, na melhoria da arquitetura vegetal e na promoção do balanço nutricional em diferentes culturas. Considerando a baixa disponibilidade natural de Si em solos tropicais, a variabilidade na eficiência de fertilizantes silicatados e a ausência de métodos rápidos para monitoramento do elemento em tecidos vegetais, esta tese objetivou avaliar aspectos críticos do uso agronômico do Si, abordando: a) a eficiência na disponibilização de Si de fertilizantes com distintas granulometrias e composições mineralógicas; b) a resposta varietal de culturas ao Si; e, c) a validação de método analítico portátil para sua quantificação. No primeiro estudo, avaliou-se o efeito da forma física e da granulometria de fertilizantes à base de sílica amorfa (FSA), bem como a influência de diferentes camadas sedimentares de uma mina sobre a solubilidade de Si e seu acúmulo em arroz (Oryza sativa L.). O segundo experimento avaliou a resposta de 10 cultivares de milho (Zea mays L.) e 7 de soja (Glycine max L.) à fertilização silicatada (600 kg ha⁻¹ de FSA), sob condições controladas. Por fim, no terceiro estudo, 374 amostras vegetais de diferentes espécies foram analisadas por FRXp, sendo os dados comparados com os obtidos pelo método padrão de digestão alcalina assistida por autoclave, para validação do equipamento portátil. A solubilidade do Si aumentou com a redução do tamanho de partícula (0,7 a 1,2 g kg⁻¹), mas o maior acúmulo na planta (12,7 g kg⁻¹) foi obtido com a formulação em grânulo. Já os fertilizantes compostos por diferentes misturas minerais apresentaram solubilidade superior (até 34,1 g kg⁻¹) e acúmulo de até 18,9 g kg⁻¹ de Si, com benefícios colaterais sobre a absorção de macro e micronutrientes. Os resultados evidenciaram que a composição geoquímica da matéria-prima influencia mais a eficiência agronômica do que a granulometria isolada. As avaliações genotípicas revelaram ampla variação na absorção de Si: no milho, os teores variaram de 2,5 a 4,0 g kg⁻¹, e na soja de 3,3 a 6,4 g kg⁻¹. Cultivares mais responsivas apresentaram incrementos de até 51 % (milho) e 73% (soja) em relação à testemunha. O Si também incrementou o acúmulo de Ca, Mn, Fe, Zn e Cu, indicando efeitos nutricionais indiretos dependentes da cultivar. A técnica de FRXp apresentou elevada correlação com o método de referência (R² = 0,94), com erro médio absoluto de 0,43 g kg⁻¹ e erro percentual médio de 8%. A técnica permitiu análises rápidas, não destrutivas e sem uso de reagentes, com elevado grau de reprodutibilidade. A integração dos resultados desta tese reforça o potencial do Si como insumo estratégico para sistemas agrícolas mais produtivos, resilientes e sustentáveis, abordando desde a eficiência das fontes silicatadas até a resposta genética e o monitoramento analítico.
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Silicon (Si) has been increasingly recognized as an element of significant importance in modern agriculture, particularly due to its role in mitigating abiotic and biotic stresses, improving plant architecture, and promoting nutritional balance in various crops. Given the low natural availability of Si in tropical soils, the variability in the efficiency of silicate fertilizers, and the absence of rapid methods for monitoring Si in plant tissues, this thesis aimed to evaluate critical aspects of the agronomic use of Si by addressing: (a) the efficiency of Si release from fertilizers with different particle sizes and mineralogical compositions; (b) the varietal response of crops to Si; and (c) the validation of a portable analytical method for its quantification. In the first study, the effect of physical form and particle size of amorphous silica-based fertilizers (ASF), as well as the influence of different sedimentary layers from a mining site on Si solubility and its accumulation in rice (Oryza sativa L.), were evaluated. The second experiment assessed the response of 10 maize (Zea mays L.) and 7 soybean (Glycine max L.) cultivars to silicate fertilization (600 kg ha⁻¹ of ASF) under controlled conditions. Finally, in the third study, 374 plant samples from various species were analyzed using portable X-ray fluorescence (pXRF), and the results were compared with those obtained through the standard method of autoclave-assisted alkaline digestion to validate the portable device. Si solubility increased with decreasing particle size (0.7 to 1.2 g kg⁻¹), but the highest accumulation in plants (12.7 g kg⁻¹) was achieved with the granular formulation. Fertilizers composed of different mineral mixtures exhibited superior solubility (up to 34.1 g kg⁻¹) and accumulation (up to 18.9 g kg⁻¹ of Si), along with collateral benefits for the uptake of macro- and micronutrients. The results demonstrated that the geochemical composition of raw material has a greater influence on agronomic efficiency than particle size alone. Genotypic evaluations revealed wide variation in Si uptake: in maize, concentrations ranged from 2.5 to 4.0 g kg⁻¹, and in soybean from 3.3 to 6.4 g kg⁻¹. The most responsive cultivars showed increases of up to 51% (maize) and 73% (soybean) compared to the control. Si also enhanced the accumulation of Ca, Mn, Fe, Zn, and Cu, indicating indirect nutritional effects that are cultivar-dependent. The pXRF technique showed a high correlation with the reference method (R² = 0.94), with a mean absolute error of 0.43 g kg⁻¹ and a mean percentage error of 8%. This technique enabled rapid, non-destructive analyses without the use of reagents, and with a high degree of reproducibility. The integration of the results from this thesis reinforces the potential of Si as a strategic input for more productive, resilient, and sustainable agricultural systems, addressing the efficiency of silicate sources, genetic response, and analytical monitoring.
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ROSECLÊNIA ALVES SANTOS
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CONTAMINANTES ORGÂNICOS E INORGÂNICOS E INFLUÊNCIA DA GEOQUÍMICA DE FERRO EM SOLOS DE MANGUEZAL DO ESTUÁRIO DO RIO IPOJUCA, NE BRASIL
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Orientador : YURI JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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YURI JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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JEAN CHEYSON BARROS DOS SANTOS
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PAULA RENATA MUNIZ ARAÚJO
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ABELARDO ANTONIO DE ASSUNCAO MONTENEGRO
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TIAGO OSORIO FERREIRA
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Data: 08/08/2025
Ata de defesa assinada:
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Os manguezais prestam valiosos serviços ecossistêmicos, desempenham funções ecológicas essenciais. Contudo, encontram-se crescentemente ameaçados por pressões antrópicas, em especial a contaminação por compostos tóxicos oriundos de atividades urbanas, industriais e portuárias. Neste contexto, entre os mais relevantes, estão os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs), os Elementos Terras Raras (ETRs) e os metais pesados, todos com importante dinâmica geoquímica associada aos solos de manguezal. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contaminação, a distribuição vertical e as possíveis fontes de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) em solos de manguezal impactado pelo derramamento de petróleo na costa nordeste do Brasil, avaliando os fatores edáficos e geoquímicos que influenciam sua retenção e mobilidade, bem como analisar a presença, o comportamento e os padrões de distribuição de Elementos Terras Raras (ETRs) e metais pesados associados à dinâmica redox e à geoquímica do ferro nesses solos. No manguezal, foram coletados oito perfis de solo ao longo do curso do Rio Ipojuca, Pernambuco-Brasil, seccionando-os em seis camadas. Utilizou-se abordagens analíticas integradas (cromatografia gasosa, espectrometria de massas, análises físicas, químicas e do solo e extração sequencial de Fe). Os resultados indicaram contaminação moderada por HPAs, com predomínio de compostos de alto peso molecular (HMW), vinculados a fontes pirogênicas e petrogênicas. A distribuição dos HPAs mostrou maior concentração nas camadas superficiais, influenciada por características edáficas como o teor de carbono orgânico total (COT) e a granulometria. Os ETRs e metais pesados apresentaram correlação com formas de ferro amorfas e sulfetos, evidenciando o papel da geoquímica do ferro na sua retenção e mobilidade. A alternância entre condições redox nos solos de manguezal, típica de ambientes com influência de marés, mostrou-se determinante para os processos de coprecipitação e liberação desses contaminantes. Este estudo contribui para o avanço do conhecimento sobre o funcionamento geoquímico de manguezais tropicais e seus riscos ambientais associados, oferecendo subsídios para ações de monitoramento, remediação e conservação desses ecossistemas.
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Mangroves provide valuable ecosystem services and perform essential ecological functions. However, they are increasingly threatened by anthropogenic pressures, particularly contamination from toxic compounds originating from urban, industrial, and port activities. In this context, some of the most relevant contaminants are Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), Rare Earth Elements (REEs), and heavy metals, all of which exhibit significant geochemical dynamics in mangrove soils. This study aimed to assess the contamination, vertical distribution, and potential sources of PAHs in mangrove soils impacted by the oil spill that occurred along the northeastern coast of Brazil. It also sought to evaluate the soil and geochemical factors influencing their retention and mobility, as well as to analyze the presence, behavior, and distribution patterns of REEs and heavy metals associated with redox dynamics and iron geochemistry in these soils. Eight soil profiles were collected along the Ipojuca River estuary in Pernambuco, Brazil, and sectioned into six layers. Integrated analytical approaches were used, including gas chromatography, mass spectrometry, and physical, chemical, and sequential iron extraction analyses. The results indicated moderate PAH contamination, with a predominance of high molecular weight (HMW) compounds linked to both pyrogenic and petrogenic sources. The vertical distribution of PAHs showed higher concentrations in surface layers, influenced by edaphic characteristics such as total organic carbon (TOC) content and particle size. REEs and heavy metals were correlated with amorphous iron forms and sulfides, highlighting the role of iron geochemistry in their retention and mobility. The alternation between redox conditions in mangrove soils, typical of tidal environments, was crucial for the coprecipitation and release processes of these contaminants. This study contributes to advancing the understanding of geochemical processes in tropical mangroves and their associated environmental risks, providing a scientific basis for monitoring, remediation, and conservation strategies for these sensitive ecosystems.
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ANGELO JAMIL MAIA
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Estratégias para monitoramento da degradação do solo utilizando espectroscopia no infravermelho
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Orientador : YURI JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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YURI JACQUES AGRA BEZERRA DA SILVA
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VALDOMIRO SEVERINO DE SOUZA JUNIOR
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ADRIAN L COLLINS
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MARIA EUGENIA ORTIZ ESCOBAR
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TALES TIECHER
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Data: 29/08/2025
Ata de defesa assinada:
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A degradação do solo representa um desafio global crítico, ameaçando a segurança alimentar, a biodiversidade e a estabilidade ambiental por meio de processos como a depleção de matéria orgânica, erosão, contaminação por elementos potencialmente tóxicos (PTEs), salinização e desertificação. As abordagens tradicionais de monitoramento do solo, embora precisas, são onerosas, exigem muita mão de obra e são logisticamente complexas, o que ressalta a necessidade de métodos de avaliação mais eficientes. A espectroscopia no infravermelho (IRS) surgiu como uma alternativa promissora, oferecendo uma avaliação do solo rápida, não destrutiva e de baixo custo. Este trabalho avaliou abordagens metodológicas inovadoras para o monitoramento da degradação do solo com IRS, com ênfase na predição de atributos do solo como PTEs e propriedades relacionadas à salinidade. A pesquisa foi composta por três eixos: 1. uma revisão abrangente que sintetiza o conhecimento científico atual sobre aplicações da IRS no monitoramento da degradação do solo, com a adição de estudos de caso compostos por conjuntos de dados diversos; 2. uma avaliação das abordagens no infravermelho próximo (NIR), infravermelho médio (MIR) e de fusão espectral (NIR+MIR) para a predição de teores de metais em Tecnossolos derivados de resíduos de mineração de scheelita, ao longo de diferentes períodos de acúmulo (2, 10 e 40 anos); 3. uma avaliação de Redes Neurais Convolucionais (CNN) para a predição das concentrações de Ba, Cd, Cu e Pb utilizando uma biblioteca espectral global de solos no infravermelho médio. As abordagens de modelagem por regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR) e CNN foram comparadas sistematicamente em diferentes conjuntos de dados. Os resultados demonstraram um potencial significativo para o monitoramento da degradação do solo com IRS em múltiplos contextos. A revisão revelou avanços substanciais nas capacidades de modelagem da IRS por meio da integração com aprendizado de máquina, aplicações bem-sucedidas em ambientes diversos apoiadas por bibliotecas espectrais e desenvolvimentos promissores na avaliação do solo em relação a carbono, poluentes, erodibilidade e propriedades relacionadas à salinidade. Nos Tecnossolos, os espectros MIR e de fusão superaram o NIR, com os melhores desempenhos obtidos para Cu (R² = 0,69; RPD = 1,81) e Sr (R² = 0,67; RPD = 1,76). A modelagem com a biblioteca espectral global mostrou desempenho superior das CNNs em relação ao PLSR, alcançando predições excelentes para Cd (R² = 0,81; RPD = 2,32) e resultados confiáveis para Ba, Cu e Pb (R² > 0,70; RPD > 1,8). Elementos com fortes associações geoquímicas com componentes potencialmente ativos espectralmente apresentaram melhor desempenho preditivo nos estudos. Esses resultados reforçam a IRS como uma ferramenta eficiente para o monitoramento ambiental, apoiando a gestão sustentável da terra e o desenvolvimento de sistemas rápidos de avaliação da contaminação do solo.
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Mostrar Abstract
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Soil degradation represents a critical global challenge, threatening food security, biodiversity, and environmental stability through processes including organic matter depletion, erosion, contamination by potentially toxic elements (PTEs), salinization, and desertification. Traditional soil monitoring approaches, while accurate, are costly, labor-intensive, and logistically demanding, raising a need for more efficient assessment methods. Infrared spectroscopy (IRS) has emerged as a promising alternative, offering rapid, non-destructive, and cost-effective soil assessment. This work evaluated innovative methodological approaches for monitoring soil degradation with IRS, with emphasis on predicting soil attributes such as PTEs and salinity-related properties. The research is comprised three axes: 1. a comprehensive review synthesizing current scientific knowledge on IRS applications for soil degradation monitoring, with the addition of case studies comprised of diverse datasets; 2. an assessment of near-infrared (NIR), mid-infrared (MIR), and spectral fusion (NIR+MIR) approaches for predicting metals’ contents in Technosols derived from scheelite mining residues across different accumulation periods (2, 10, and 40 years); 3. an evaluation of Convolutional Neural Networks (CNN) for predicting Ba, Cd, Cu, and Pb concentrations using a global mid-infrared soil spectral library. Both Partial Least Squares regression (PLSR) and CNN modeling approaches were systematically compared across diverse datasets. The results demonstrated significant potential for IRS-based soil degradation monitoring across multiple settings. The comprehensive review revealed substantial advances in IRS modeling capabilities through machine learning integration, successful applications across diverse environments supported by spectral libraries, and promising developments in the soil assessment of carbon, pollutants, erodibility, and salinity-related properties. For the Technosols, MIR and fusion spectra outperformed NIR, with the best performances for Cu (R2 = 0.69, RPD = 1.81) and Sr (R2 = 0.67, RPD = 1.76). The global spectral library modeling showed a superior performance for CNN over PLSR, achieving excellent predictions for Cd (R2 = 0.81, RPD = 2.32) and reliable results for Ba, Cu, and Pb (R2 > 0.70, RPD > 1.8). Elements with strong geochemical associations with potential spectrally active components exhibited better predictive performance across studies. These findings reinforce IRS as an efficient tool for environmental monitoring, supporting sustainable land management and the development of rapid soil contamination assessment systems.
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ARIANDERSON FERNANDO ALVES DOS SANTOS
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Demanda e eficiência nutricional de variedades de cana-de-açúcar fertirrigadas em diferentes solos e ciclos de cultivo no semiárido da Bahia
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Orientador : FERNANDO JOSE FREIRE
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MEMBROS DA BANCA :
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FERNANDO JOSE FREIRE
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EMIDIO CANTIDIO ALMEIDA DE OLIVEIRA
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MARIO DE ANDRADE LIRA JUNIOR
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IGOR TENORIO MARINHO DA ROCHA
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RENATO LEMOS DOS SANTOS
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Data: 29/08/2025
Ata de defesa assinada:
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A partir da década de 1980, o semiárido baiano consolidou-se como uma região estratégica para o cultivo de cana-de-açúcar, entretanto, sua viabilidade depende da irrigação, com destaque para a fertirrigação. Contudo, os dados utilizados para recomendações de adubação ainda são baseados em condições edafoclimáticas que não contemplam essa região, tornando necessários estudos regionais, avaliando-se o desempenho de variedades muito produtivas cultivadas em solos de elevada fertilidade natural. Esse estudo teve como premissa que a demanda nutricional, produção de biomassa e eficiência de utilização de nutrientes de variedades altamente produtivas de cana-de-açúcar cultivadas em solos férteis do semiárido baiano, especialmente sob manejo com fertirrigação, se diferencia por variedade, ciclo de cultivo e tipo de solo. Assim, objetivo da pesquisa foi avaliar a demanda nutricional, o acúmulo de biomassa e a eficiência de utilização de nutrientes de variedades de cana- de-açúcar sob fertirrigação, em dois ciclos de cultivo e três classes de solo na AGROVALE, Juazeiro/BA. As variedades avaliadas foram VAT902012 e RB961003 nos ciclos de cana-planta e cana-soca, nos solos Vertissolo Háplico Órtico, Cambissolo Háplico Solódico e Cambissolo Háplico Tb Eutrófico. A parte aérea dessas variedades foram amostradas aos 60, 120, 160, 200, 260 e 360 dias após o plantio ou rebrota, avaliando-se a produção de matéria fresca e seca e o acúmulo de nutrientes. Os resultados demonstraram que a variedade VAT902012 apresentou maior acúmulo de biomassa, sobretudo no ciclo de cana-planta, enquanto a RB961003 destacou-se pela maior eficiência nutricional. O ciclo de cana-planta acumulou mais nutrientes e biomassa, mas a cana-soca apresentou maior eficiência de utilização dos nutrientes. Entre os solos, o Vertissolo proporcionou maior acúmulo de biomassa nas plantas, enquanto os Cambissolos foram mais efetivos no aproveitamento nutricional pelas plantas. O K e o N foram os nutrientes mais demandados, com o Zn e o Mn também sendo muito acumulado. A eficiência nutricional das variedades dependeu da interação entre solo, ciclo de cultivo e demanda específica do nutriente, sugerindo a necessidade de manejo diferenciado na quantidade e época de aplicação dos nutrientes na fertirrigação para maior sustentabilidade agrícola no semiárido, proporcionando maior longevidade ao canavial.
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From the 1980s onwards, the semi-arid region of Bahia was projected as a promising area for sugarcane cultivation. However, the region is very dependent on irrigation and the most commonly used technique is fertigation. The distribution of fertilizers in this type of irrigation is used according to the accumulation of nutrients. The data currently used in the region are based on crops under different conditions, such as rainfed and conventional irrigation, different cultivars, or even data from regions with completely different climates from the semi-arid northeastern region. In addition, soils and the possibility of perennial crops, with longer cycles, require more detailed studies that can guide the adequate supply of fertilizers. Thus, it is believed that the sugarcane varieties and cultivation cycles (plant and ratoon) have different nutritional demands, interfering with the efficient management of nutrients in fertigation, especially in different soils. In this context, the objective of this work is to evaluate nutrient demand, biomass accumulation and nutritional efficiency of sugarcane varieties cultivated under fertigation in different cultivation cycles and soils. The study will be carried out in the agricultural area of Usina Agro Indústrial do Vale do São Francisco S.A – AGROVALE, located in the mesoregion of Vale do São Francisco in the semi-arid region of Bahia. The experimental area will be composed of three types of soils, Orthic Haplic Vertisol, Sodic Haplic Cambisol and Tb Eutrophic Haplic Cambisol. Where the nutritional demand and efficiency of two sugarcane varieties (VAT902012 and RB961003) will be evaluated during two cycles (cane plant and ratoon). The soils will be characterized physically and chemically and the varieties will be sampled at 60, 120, 160, 200, 260 and 360 days after planting (DAP), where the biomass will be measured and the levels of N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Si and Na. Nutrient demands by sugarcane development stage will be measured by variety, crop cycle and soil type. Combining these data with those of biomass production, the nutritional efficiency of the varieties per cycle and per cultivation environment will be calculated. The project should generate important information that could guide the use of fertilizers in sugarcane in the semi-arid region of Pernambuco. Agricultural use cannot be dissociated from environmental concern because it is what guides the sustainability of the ecosystem. The inadequate use of fertilizers due to the high demand for nutrients in a high productivity system needs to be carefully evaluated, so that its management is rigorously sustainable.
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