Solos e Nutrição de Plantas
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Item Microbiota solubilizadora de fosfato em solo de cafezal agroflorestal cultivado sob os princípios da agricultura natural(Universidade Federal de Viçosa, 2023-04-03) Souza, Inácio Gonçalves de; Cardoso, Irene Maria; http://lattes.cnpq.br/5903316315222093Os sistemas agroflorestais (SAFs) manejados sob os princípios da agricultura natural, possuírem alta diversidade de plantas e não utilizarem agrotóxicos e adubos químicos ou orgânicos. Assim os SAFs favorecerem os organismos do solo, agentes importantes na disponibilização de fósforo (P) em solos tropicais. Objetivou-se analisar modificações na dinâmica do P provocadas pela microbiota do solo de um cafezal agroflorestal cultivado sob os princípios da agricultura. Especificamente, objetivou-se caracterizar quimicamente o solo; identificar e analisar os pools de P; avaliar o potencial de solubilização de P dos microrganismos do solo; quantificar os fungos e bactérias totais e solubilizadores de P presentes no solo; e quantificar a atividade de fosfatases no solo. Realizou-se revisão bibliográfica sobre fósforo, agroecologia e agricultura natural e analisou-se solos de uma mata nativa e de cafezais localizados em Araponga, Minas Gerais, sob diferentes manejos: SAF manejado sob os princípios da agricultura natural, SAF com adubação orgânica e cafezal a pleno sol com manejo convencional (uso de adubos químicos e agrotóxicos). Os solos das áreas estudadas foram amostrados à profundidade de 0-5 cm. Determinou-se o pH em H2O, a acidez potencial, os teores de K, Ca, Mg, Al e P, a capacidade de troca catiônica total e efetiva, a saturação por bases e por alumínio e a matéria orgânica. O fracionamento de P foi feito, obtendo-se P solúvel, P lábil, P inorgânico e P orgânico moderadamente lábeis, P extraído com HCl, P ocluso e P total. Analisou-se o potencial de solubilização de P através da incubação de solo com fosfato natural; a quantificação dos fungos e bactérias totais e solubilizadores de fosfato a partir da incubação de placas com solo; e as fosfatases ácidas e alcalinas, feita a partir da quantificação de p-nitrofenol liberado pela atividade de fosfatases. Os dados foram submetidos à Análise de Variância e comparados por teste Tukey a 10%. Os resultados indicam que o SAF orgânico apresentou os maiores valores de P em formas lábeis e moderadamente lábeis, maior P total, menor P ocluso, o segundo maior potencial de solubilização de fosfato e a maior porcentagem de bactérias solubilizadoras. A mata e o SAF orgânico apresentaram o maior teor de matéria orgânica, mas a mata apresentou baixos teores de nutrientes disponíveis, baixo pH e acidez potencial elevada, além de maior potencial de solubilização de fosfato e maior porcentagem de fungos solubilizadores. SAF natural apresentou atributos químicos do solo similares ao sistema convencional, com exceção da porcentagem de saturação por bases, que foi superior; menor potencial de solubilização de fosfato; baixo teor de P e maior atividade de fosfatases ácidas e alcalinas, indicando a importância do P orgânico para as plantas nessa área. A adubação com esterco animal, o aporte de materiais de podas e o consórcio com árvores podem ter contribuído para os bons indicadores químicos de qualidade do solo avaliados em SAF orgânico. O aporte constante de materiais lábeis e pouco lábeis no SAF natural resultou em maior atividade de fosfatases e em condições de solo similares ou superiores ao convencional à pleno sol. Embora o SAF natural apresente baixos teores de P, as plantas de café não apresentaram sintomas de deficiência nutricional e são produtivas, o que sugere que os microrganismos do solo funcionaram como "by-pass" e podem ter fornecido o P diretamente para as plantas e que as plantas ciclaram o P de camadas mais profundas do solo, deixando-o disponível nas camadas superficiais na forma de P orgânico, não quantificável pelo método Mehlich-1. Portanto o manejo de cafezais em sistema agroflorestal com adubação orgânica ou natural favoreceram a fertilidade do solo. O aporte de adubação orgânica de origem animal (SAF orgânico) favoreceu a disponibilidade de fósforo, os microrganismos solubilizadores de fosfato, em especial as bactérias, e o potencial de solubilização de fosfato pela microbiota do solo, enquanto o aporte de resíduos vegetais no SAF natural favoreceu a ação das fosfatases ácidas e alcalinas e possibilitou solos de qualidade semelhantes ou melhores do que os solos manejados com insumos químicos. Assim, com o sistema de produção de café natural, além dos benefícios ambientais, o agricultor tem menos custos com insumos externos e maior valor agregado no café, que é reconhecido pela alta qualidade. Palavras-chave: Manejo agroecológico. Sistemas agroflorestais. Fracionamento de fósforo. Agricultura orgânica. Microbiota solubilizadora de fosfato. Atividade de fosfatases.Item Síntese, caracterização e utilização de nanopartículas magnéticas de carbono-ferritas(Universidade Federal de Viçosa, 2022-12-22) Davila, Rafael Biscotto; Fontes, Mauricio Paulo Ferreira; http://lattes.cnpq.br/8271007522508054As ferritas são materiais com ampla gama de aplicações, uma vez que suas propriedades podem ser ajustadas de acordo com os usos desejados adotando-se diferentes composições químicas e condições de síntese. Por sua vez, nanopartículas magnéticas de ferritas apresentam características ainda mais peculiares que permitem sua aplicação tanto em pesquisa básica quanto em pesquisa aplicada nas mais diversas áreas, que vão desde a eletrônica até a medicina. Assim, o presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento e a síntese de nanopartículas magnéticas empregando um novo método que utiliza a serragem como uma das matérias-primas. Foram produzidas nanopartículas constituídas das ferritas simples de Zn, Mn, Ni e Co e das ferritas mistas de Mn-Zn, Ni-Zn, Co-Zn, Ni-Mn, Co-Mn e Co-Ni utilizando-se diferentes condições de síntese. Os materiais produzidos foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A superfície específica foi determinada pelo método BET e as propriedades magnéticas foram estudadas utilizando o magnetômetro de amostra vibrante (VSM). As ferritas obtidas com o novo processo podem ser consideradas compósitos, visto que é possível identificar duas fases distintas, o biocarvão produzido a partir da serragem e as partículas magnéticas obtidas com os espinélios de Fe, o que levou à inovadora denominação de carbono-ferritas. Os materiais apresentaram pequeno tamanho (nanopartículas) e elevada magnetização de saturação (M s ). A maior parte das amostras apresentou baixa magnetização remanescente (M r ) e baixa coercitividade (H c ), levando ao comportamento de materiais magnéticos macios, o que permite que sejam testados em núcleos de transformadores, indutores, motores, geradores e demais dispositivos onde as perdas de energia precisam ser baixas. Algumas amostras apresentaram comportamento de materiais magnéticos duros (M r e H c elevados), importante em equipamentos eletrônicos, ímãs permanentes e demais aplicações onde é desejável manter a magnetização no material. Em função da estrutura altamente porosa e elevada superfície específica, as carbono-ferritas foram testadas para avaliar a capacidade de adsorver o chumbo (Pb). A remoção desse metal pesado em água, ação de grande impacto ambiental, foi realizada com sucesso, pois a capacidade de adsorção das amostras produzidas foi até quatro vezes maior que a do carvão ativado comercial utilizado para comparação. Palavras-chave: Nanomagnetismo. Serragem. Espinélios de Fe sintéticos. Adsorvente magnético. Metal pesado.Item Plant material controls soil organic matter formation and the magnitude of priming effect(Universidade Federal de Viçosa, 2020-03-31) Almeida, Luís Fernando Januário; Silva, Ivo Ribeiro da; http://lattes.cnpq.br/1430037122937567Soil organic matter (SOM) has the capacity to store large amounts of carbon (C). In this context, SOM is a potential sink of atmospheric C and an alternative for global warming mitigation. Although SOM is widely investigated, the processes governing its formation and retention in soils are not completely understood. Thus, we aimed in the present study to understand how the chemical composition of plant litter drives the formation of new SOM and the mineralization of “native” SOM. The research was divided in two parts that originated two chapters: I) Quantitative parametrization of molecular diversity and microbial respiration of biochemical fractions of eucalypt plant tissues; and II) Forest litter constraints on the pathways controlling soil organic matter formation. For the chapter I we fractionated eucalypt plant components through proximate analysis (PA), which has been widely used to determine litter chemistry in decomposition studies. The fractions obtained had their biochemical composition characterized by 13 C-NMR spectroscopy and thermochemolysis coupled to gas chromatography-mass spectrometry. After this characterization, artificial plant organs were “reconstructed” and incubated in soil samples for 200-days under controlled conditions. Our results showed that the chemical composition of substrate drives the respiration of plant material at the early stages of decomposition. Conversely, at the late stages of decomposition substrate properties had no significant influence on C- CO 2 release. For the chapter II we incubated soil samples with different eucalypt plant organs for 200 days. These plant organs represented forest litter fractions with distinct chemical composition and usual input location in soil (above and belowground). For each treatment, we determined the amount of litter-derived C incorporated into different SOM fractions as well as the priming effect caused by the fresh litter amendments. Our results indicate that the aboveground litter were respired at higher rates but caused less native SOM degradation as compared to root litter. Additionally, aboveground litter contributed to net gains in both POM and MAOM, while root litter only led to net gains in POM. Generally, SOM formation via microbial incorporation of aboveground litter through in vivo pathways appears to be more efficient and causes less degradation of “native” MAOM than roots. Keywords: Substrate biochemistry. Microbial respiration. In vivo pathway. Ex vivo pathway. Priming effect. 13 C-CP/MAS-NMR spectroscopy. Aboveground litter. Root litter. Particulate organic matter. Mineral-associated organic matter.Item Produtividade e estado nutricional e suas relações com a reflectância espectral do cafeeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-25) Souza, Joésio Leandro de; Neves, Júlio César Lima; http://lattes.cnpq.br/0532471127770284Para a obtenção de um manejo nutricional adequado da cultura faz-se necessário, além da análise de solo, a utilização de outras técnicas visando abranger os efeitos de outros fatores importantes para a produção vegetal. Neste contexto, a análise foliar tornou-se uma ferramenta muito útil, tendo em vista que possibilita a avaliação dos nutrientes absorvidos pela cultura permitindo que ações de manejo sejam adotadas durante o ciclo, especialmente em culturas perenes, visando o ajuste fino do suprimento nutricional. Uma das técnicas que pode ser utilizada para subsidiar o manejo nutricional é o sensoriamento remoto, com base em índices de vegetação obtidos por meio da reflectância espectral da cultura. O objetivo deste trabalho consistiu em relacionar o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) com a produtividade, teores foliares de nutrientes e atributos da fertilidade do solo em lavouras irrigadas de café arábica visando subsidiar o manejo nutricional da cultura. O estudo foi realizado com base em um banco de dados contendo informações obtidas em nove fazendas produtoras de café arábica (Coffea arabica), localizadas nas mesorregiões do Noroeste de Minas e Triângulo Mineiro/Alto Paranaíba. As sequencias temporais das imagens espectrais das lavouras de café foram obtidas nos sites do USGS Earth Explorer da NASA e Copernicus Open Acess Hub, com as correções atmosféricas, sendo selecionadas as imagens do satélite Sentinel-2 obtidas nas datas mais próximas das datas de amostragem foliar da cultura. As imagens obtidas foram cortadas de acordo com o tamanho das fazendas utilizando o programa ArcGis 10.1, através das coordenadas geográficas de cada parcela. O NDVI foi obtido através do processamento das imagens, utilizando as faixas de comprimento de onda do infravermelho próximo e vermelho. Utilizando o método de análise numérica Chance Matemática Relativa (CHMR) foram obtidos os relacionamentos da produtividade em função do NDVI e do NDVI em função dos teores foliares dos nutrientes e de atributos da fertilidade do solo. Conclui-se que a utilização do NDVI, associado ao método CHMR, permitiu a obtenção de faixas de suficiência dos teores de nutrientes foliares e de atributos da fertilidade do solo, condizentes com as relatadas na literatura, sendo alternativa viável para subsidiar o manejo nutricional da cultura de café arábica. Palavras-Chave: Café - Faixas de suficiência Nutricional. Café - NDVI. Café - Chance Matemática Relativa. Café - Manejo Nutricional.Item Soil and tree X-ray spectroscopy analysis of Brazilian tropical mangrove ecosystem(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-23) Alves, Elton Eduardo Novais; Costa, Liovando Marciano da; http://lattes.cnpq.br/5049602032518474The present research has been performed in Concha D’Ostras Sustainable Development Reserve (CDSDR), Guarapari, Espírito Santo state, Southeast Brazil. We assess the mangrove soil and tree chemical composition and speciation by X-ray fluorescence (XRF) and absorption (XANES) spectroscopy techniques, collected in synchrotron radiation laboratories at Stanford University, California (SSRL), and CNPEM, Campinas-SP (LNLS). The present thesis was structured in four chapters, being three chapters have been wrote as scientific manuscripts. The Chapter I contains basic informations about the main research topics: 1) Mangrove ecosystems; 2) Spectroscopy techniques; and 3) Dendrochemistry studies. In the Chapter II, we compared the biogeochemistry of better preserved (P1) and contaminated (P2) tropical Brazilian mangrove soils in terms of elemental composition, pH and reduction- oxidation (redox) potential (Eh), and S speciation. XRF analysis showed unique depth-distributions of S, Fe, Cl, Ca, K, Ti, Cr, Br, Sr, and Zr in each area. Sulfur K-edge XANES spectroscopy showed that the mangrove location and conservation state influenced the soil S speciation. Pyrite (FeS 2 ) was the dominant S mineral (~50% of S) found in both soil profiles, and more abundant organic and elemental S (S-org and S 0 ) in profile P1 indicated greater microbiological activity in the better preserved mangrove site. A decrease in the proportion of SO 42- with depth in P1 following a decrease on Eh. However, in profile P2 we verified an increase in the SO 42- in deeper soil layers, indicating greater influx of from seawater. In essence, S speciation was directly influenced by seawater encroachment. In the Chapter III we evaluated the effect of tender X-ray radiation (2.4-2.6 keV) in the sulfur species present in environmental samples under cryo-temperature (115±5 K) to minimize the radiation-damage during S K-edge XANES analysis. We performed six sequential S K-edge XANES (2.4 to 2.6 keV) in pure standards (S 8 and FeSO 4 .7H 2 O), environmental samples (Pyrite, Frozen and Lyophilized Mangrove Soil), and a mixture of S 8 + Starch. Tender X-ray synchrotron radiation-damage resulted in the reduction of sulfur only in the carbon rich sample (S 8 + Starch). The cold finger at 115 K was effective in minimize the radiation-damage. Thus, it is recommended to use the cold finger during the S K-edge XANES data for those samples that are rich in organic carbon for environmental studies. Powder samples are recommended (as lyophilized soil) because they are simpler to mount, in order to obtain more homogenous sample, and avoid the analysis of gaseous sulfur species, which is important when the objective is to study only the solid state phases in the sample. In the Chapter IV we aimed to assess the Ca distribution and speciation into Avicennia mangrove tree, using μXRF and Ca K-edge μXANES analysis (5 μm beam size) combined with multivariate analysis during data process. Increment cores were extracted from the Avicennia mangrove at CDSDR and were analyzed by XRF and XANES techniques at SSRL. The Ca content was greater in internal part of wood (heartwood) than in the external part (sapwood) and showed a systematic distribution into tree-rings, being possible to use this data to identify “chemical-rings” in the sample. The PCA and cluster multivariate analysis showed that Ca species are distinct in the sapwood (more calcium oxalate and carbonate) and heartwood (more calcium sulfate), which can be related to a Ca role in the plant, as structural (heartwood) or a labile form (sapwood). This study showed that multivariate analysis of Ca speciation data and the Ca distribution in the tree-ring, using a microprobe X- ray spectroscopy, provide valuable information about chemical records in the mangrove tropical tree-rings.Item Transferência de carbono de resíduos de leguminosas e não leguminosas para a matéria orgânica do solo e liberação de nutrientes(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-21) Silva, Jônatas Pedro da; Soares, Emanuelle Mercês Barros; http://lattes.cnpq.br/1612165214387616A formação e estabilização da matéria orgânica do solo (MOS) consistem em importantes preocupações num contexto global, em razão das mudanças do padrão climático, e sustentabilidade dos sistemas agrícolas. Neste contexto, a composição bioquímica dos resíduos vegetais, entre outros fatores, desempenha importante papel nas transformações da MOS, regulando parte desses processos de transformação, transferindo além de C outros nutrientes via processo de mineralização. Assim, esse estudo teve como objetivo avaliar a influência da composição bioquímica de diferentes resíduos culturais nas transformações das frações da MOS – Matéria organica particulada (MOP) e associada aos minerais (MAM), e a liberação de nutrientes desses resíduos orgânicos no solo. Foi realizado um experimento por meio da incubação dos resíduos culturais no solo em condições controladas. Os tratamentos foram definidos por esquema fatorial 2x7x4, assim representados: i) com e sem a adição de resíduo C 4 – Milheto (Pennisetum americanum (L)); ii) seis resíduos culturais de espécies C 3 – Crotalária (Crotalaria juncea), Feijão de Porco (Canavalia ensiformes), Girassol (Helianthus annuus), Mucuna Preta (Mucuna pruriens), Eucalipto (Eucalyptus), um mix de resíduos de crotalária + eucalipto, e um controle sem resíduo; e iii) quatro tempos de avaliação (0, 0,08, 0,25 e 0,41 ano após o início da incubação). Os tratamentos foram distribuídos em um delineamento com blocos ao acaso, com quatro repetições. Para o referido estudo foram avaliados os fluxos de C-CO 2 em cada tratamento e o efeito priming resultante da adição desses resíduos; a massa de matéria seca remanescente (mSR) após 0,08, 0,25 e 0,41 ano, estimando a taxa de decomposição e os valores de tempo de meia-vida (t 0,5 ) dos resíduos. Os teores de macro e microntrientes presentes nos resíduos foram quantificados nos quatro tempos de avaliação para determinação da mineralização desses elementos. Foram determinado os incrementos de compostos orgânicos no solo por meio da análise de polissacarídeos (PST) e fenóis solúveis em água (FSA). A transferência de C desses resíduos para a MOS foi avaliada aos 0,41 ano após a incubação, por meio do fracionamento físico do solo para a separação da MOP e MAM. Os modelos descrevendo a cinética de mSR e conteúdo de nutrientes remanescentes (cNR), ao longo do tempo foram ajustados por meio de regressões. Além disso, os dados de PST e FSA foram submetidos à análise de variância fatorial (ANOVA) dentro de cada tempo. O C associado as frações MOP e MAM derivados dos resíduos e do solo também foi submetido à análise de variância fatorial (ANOVA) e as médias de PST e FSA e do C-MOP e C-MAM, quando analisadas em função dos resíduos, foram comparadas pelo teste de Scott-Knott (p = 0,05), quando comparadas em função do fator adição ou não de milheto utilizou-se o teste t de Student (LSD) (p = 0,05). De maneira geral, houve grande contribuição dos resíduos sem associação com o milheto para as emissões iniciais de C-CO 2 , e com o passar do tempo esses fluxos foram sendo estabilizadas. Porém, a adição do milheto em conjunto com os resíduos promoveu um efeito priming positivo nos períodos iniciais, favorecendo a degradação da MOS nativa. O tempo de incubação bem como a composição dos resíduos regulam os teores de compostos orgânicos e dos nutrientes disponíveis no solo provenientes de cada tipo de resíduo. Em manejos onde é realizado a cobertura vegetal do solo (ou adubação verde) com espécies leguminosas (Crotalária, Feijão de porco, Mucuna), não-leguminosas (Girassol e Eucalipto) e combinação de ambas (Mix) há contribuição de C dos diferentes resíduos para as frações da matéria orgânica do solo. Porém quando associados com resíduos de milheto as contribuições de C para as frações da MOS são significativamente maiores, principalmente na fração mais estável da MOS (MAM).Item Disponibilidade de ferro, manganês, zinco e cobre no solo por Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA(Universidade Federal de Viçosa, 2019-03-27) Faria, Arlindo Ferreira de; Alvarez Venegas, Víctor Hugo; http://lattes.cnpq.br/6079726282377495Estudos de correlação e calibração são necessários para determinar a eficiência de um extrator em estimar a disponibilidade dos nutrientes no solo. Nos primeiros estudos são testados diferentes extratores, sendo selecionados aqueles que melhor se correlacionam com o método padrão, que é a quantidade absorvida pelas plantas. Posteriormente são definidas as doses recomendáveis do nutriente a serem adicionadas ao solo e os níveis críticos. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar os extratores DTPA, Mehlich-1 e Mehlich-3 com relação ao potencial de avaliação da disponibilidade de Fe, Mn, Zn e Cu; determinar os níveis críticos e as taxas de recuperação desses micronutrientes pelas plantas e por cada extrator. Para isso foram realizados três experimentos. No primeiro utilizou-se o fatorial: 3 × 6, correspondendo a três Latossolos Vermelho-amarelo do Estado de Minas Gerais e seis doses dos micronutrientes em mg/dm 3 : Fe (0,0; 20,0; 40,0; 80,0; 120,0 e 200,0); Mn (0,0; 15,0; 30,0; 60,0; 90,0 e 120,0); Zn (0,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 e 50,0) e de Cu (0,0; 2,0; 4,0; 8,0; 12,0 e 20,0) que foram aplicadas nos três solos. Para o segundo experimento foi utilizado o fatorial 3 × 4 × 6, correspondendo a três solos, quatro micronutrientes e seis doses dos micronutrientes Fe, Mn, Zn e Cu que se derivaram da matriz baconiana 6 + 6 + 6 + 6. Foram utilizados os mesmos três solos e as mesmas doses do experimento um. Utilizou-se as seguintes doses de referência: 40 mg/dm 3 para o Fe; 30 mg/dm 3 para o Mn, 10 mg/dm 3 para o Zn e 4 mg/dm 3 para o Cu. O fatorial do terceiro experimento foi 12 × 6, correspondendo a 12 solos e seis doses dos micronutrientes em mg/dm 3 : Fe (0,0; 8,0; 16,0; 32,0; 48 e 80); Mn (0,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 e 50,0); Zn (0,0; 2,0; 4,0; 8,0; 12,0 e 20,0) e de Cu (0,0; 1,5; 3,0; 6,0; 9,0 e 15,0) que foram aplicadas em cada solo. As fontes utilizadas foram FeCl 3 .6H 2 O, MnCl 2 .4H 2 O, Zn(NO 3 ) 2 .6H 2 O e Cu(NO 3 ) 2 .3H 2 O. Os experimentos foram realizados em blocos casualizados com quatro repetições. A unidade experimental foi de um vaso plástico contendo 2,0 dm 3 de solo, onde cultivou-se quatro plantas de milho. A calagem foi realizada nos solos que dela necessitou. O solos ficaram incubados por um período de 15 d com o calcário. Após o período de incubação, as amostras de solo receberam as doses dos quatro micronutrientes, ficando incubadas por 7 d. Após esse período, coletaram-se subamostras para a determinação dos teores de Fe, Mn, Zn e Cu por Mehlich-1, Mehlich- 3 e DTPA. Em cada experimento as plantas foram colhidas com 33 d de cultivo. As análises estatísticas consistiram de análises de variância, regressão e correlação. Os extratores com maior acidez, Mehlich-1 e Mehlich-3, conseguiram extrair maiores teores dos quatro micronutrientes do que o DTPA. No experimento um e dois os maiores níveis críticos dos quatro micronutrientes no solo foram obtidos com o Mehlich-1. No terceiro experimento, os maiores níveis críticos dos quatro micronutrientes no solo foram obtidos com o Mehlich-3. Os teores dos micronutrientes Mn, Zn e Cu recuperados pelos extratores foram altamente correlacionados entre si. As correlaçoes mais elevadas dos teroes de Fe recuperados ocorreram entre Mehlich-1 e Mehlich-3. Nos três experimentos, o DTPA foi mais eficiente em predizer a disponibildiade de Fe para as plantas de milho. Os três extratores apresentaram capacidade de avaliar a disponibilidade de Mn, Zn e de Cu bem próximas, tendo uma ligeira vantagem o Mehlich-3. O extrator Mehlich-3 apresenta potencial para ser utilizado em análises de rotina de micronutrientes, uma vez que indicou boa correlação entre os conteúdos dos micronutrientes com os teores recuperados por ele. Entretanto, há necessidade de mais estudos com relação ao Fe.Item Qualidade do solo e diversidade de fungos em resposta ao cultivo de forrageiras e à interação planta-fungo(Universidade Federal de Viçosa, 2017-12-21) Moreira, Guilherme Musse; Fernandes, Raphael Bragança Alves; http://lattes.cnpq.br/1128636979267117As forrageiras são plantas de grande importância para o Brasil. Além de proporcionar o desenvolvimento da pecuária no país, essas plantas também são condicionadoras de várias propriedades do solo. Adicionalmente, os microorganismos associados a elas também podem desempenhar um papel preponderante sobre a estrutura do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes espécies de forrageiras sobre a alteração dos parâmetros físicos, químicos e microbiológicos do solo e identificar as características e grupos de fungos mais relevantes. Para alcançar esta proposta, foram conduzidos dois experimentos em campo e em casa de vegetação. Em condições de campo, avaliou-se solo cultivado com 17 espécies forrageiras, incluindo gramíneas e leguminosas. As plantas foram cultivadas por mais de dez anos na área experimental do Departamento de Agrostologia da Universidade Federal de Viçosa. As características avaliadas foram submetidas a análises multivariadas, univariadas, de bioinformática e de inteligência artificial. Os resultados indicam que o carbono da matéria orgânica particulada, o carbono da matéria orgânica associado aos minerais, a proteína do solo relacionada à glomalina, total e facilmente extraível, os teores de Ca e Mg, a densidade do solo e a microporosidade foram os mais importantes entre os parâmetros avaliados. Os resultados da análise de agrupamento indicam que as características orgânicas do solo são mais influenciadas pelas espécies Mombaça, Colonião, Camarões, Marandu, Xaraés, Massai, Tanzânia, Puerária e Andropogon, enquanto as características físicas do solo foram mais alteradas pelas forrageiras Amendoim, Decumbens e Humidícola. Por sua vez, as características químicas são alteradas pela leguminosa Estilosantes. Em relação à diversidade de fungos do solo associados às forrageiras estudadas, observou-se homogeneidade nos índices de diversidade entre as espécies forragens, indicando que o manejo e não a espécie forrageira deve ter maior influência sobre essa característica. No entanto, houve variações nos perfis de microbiota do solo. A rede neural permitiu identificar os grupos mais importantes de fungos entre todas as forrageiras e em cada espécie. Os grupos de fungos mais importantes pertencentes à ordem Mortierellales e à família Nectriaceae. Além disso, foi proposto um índice para expressar o nível de importância de cada grupo de fungos encontrado. Em condições de casa de vegetação, avaliamos o efeito das plantas (amendoim forrageiro, Arachis pintoi e braquiária, Brachiaria brizantha) e inóculos (fungo Piroformospora indica e um mix com três espécies de fungos micorrízicos arbusculares, Rizophagus clarus, Claroideoglomus etunicatum e Gigaspora albida,) sobre a alteração da estrutura de diferentes solos, neste caso, considerados substratos. Foram avaliados o desenvolvimento da planta e características físicas e microbiológicas do solo. Os resultados indicaram que as mudanças na meso e macroestructura dos substratos ocorreram predominantemente pela ação das raízes das plantas, especialmente a braquiária. Os inoculados utilizados influenciaram a qualidade microbiológica do solo, principalmente na presença de amendoim forrageiro. Os dados sugerem que o processo de alteração da estrutura do solo/substratos depende da ação das raízes das plantas e é potencializado com plantas agressivas, como as gramíneas. Por outro lado, na ausência de plantas, a presença de microorganismos, principalmente grupos autotróficos, alterou a micro e nanoestrutura do solo.Item Distribuição espacial de metais e metalóides nos solos do estado de minas gerais utilizando geoestatística e métodos de aprendizado de máquina(Universidade Federal de Viçosa, 2017-07-13) Veloso, Gustavo Vieira; Mello, Jaime Wilson Vargas de; http://lattes.cnpq.br/5446388671333942O Estado de Minas Gerais tem uma área de 588.384 km² que corresponde a um percentual de 6,9% do território brasileiro e de 63,5% da região sudeste do Brasil. Minas Gerais apresenta uma grande diversidade geológica. Essa variedade geológica sugere que os solos derivados desses materiais possuem elementos químicos nos mais diferentes teores no Estado. Nesse sentido, o objetivo desta pesquisa foi gerar mapas dos teores de metais e metaloides na camada superficial dos solos do Estado de Minas Gerais, utilizando-se de técnicas de aprendizado de máquina e krigagem Ordinária e comparar os resultados dos métodos. Os mapas de teores de 13 elementos traço (Al, As, B, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V e Zn) foram gerados a partir da Krigagem Ordinária desse elementos e de 5 outros constituintes do solo. Foi utilizado neste estudo um total de 648 amostras de solos georreferenciadas obtidas do „Banco de Solos‟ do Estado de Minas Gerais. A seleção das variáveis para a predição do teor de metais e metaloides seguiu procedimentos que visaram identificar as covariáveis com maior relevância, sendo usados métodos correlação linear e não linear. Para identificar a dependência espacial dos dados, foram realizados os seguintes testes de modelos teóricos de semivariograma: esférico, exponencial, estável e gaussiano. Seis algoritmos de predição dos teores foram usados neste estudo para o aprendizado de máquina, sendo estes: Cubist, SVMRadialSigma, Random Forest, ExtraTree, Ranger e Rborist. A verificação do desempenho desses algoritmos foi executada pela validação cruzada. Os resultados da seleção de covariáveis para o aprendizado de máquinas mostram coeficiente de determinação do algoritmo de treinamento (R 2 ) utilizado na seleção de covariáveis variaram de 0,03 a 0,43. As covariáveis categóricas litologia, geomorfologia e classe de solo apresentaram a maior importância na predição de 17 elementos. Covariáveis bioclimáticas foram importantes na predição dos teores de 16 elementos. Enquanto que, As covariáveis relacionadas à gamaespectrometria auxiliaram na predição dos teores de dez dos elementos analisados. Por sua vez, a magnetometria apresentou baixa importância para a predição do teor da maioria dos elementos nos solos, sendo importante somente para predição do Sr. Em geral, a transformação dos dados não promoveu um aumento na capacidade de predição dos elementos pelos modelos de aprendizado de máquinas, exceto para três elementos (Al, Sr e Zn). Na Krigagem Ordinária houver aumento do número de elementos com boa capacidade preditiva em alguns dos métodos de krigagem (Al, As, Co, Hg, Mn, Sb, Se, Sr e Zn. OS resultados de nRMSE variam entre 10% e 20%, obtendo resultados considerados bons, exceto por B e Mo. Os melhores resultados de nRMSE foram obtidos na predição com os dados sem transformações. A transformação dos dados em log1p gerou melhores resultados de treinamento apenas para Al e Zn. Para os elementos com os melhores resultados no método de aprendizado de máquinas foram: Ranger, SVMRadialSigma, RandomFlorest, Extratree. Os algoritmos Cubist e Rborist não alcançaram desempenho satisfatório na predição para nenhum elemento analisado. Os mapas espacializados pelos métodos de krigagem e aprendizado de máquinas apresentaram características similaridades para os elementos avaliados, com estimativas dos teores próximos. Os mapas especializados mostram maiores teores de As, Cd, Cr e Ni estão localizados na região do Quadrilátero Ferrífero, enquanto os elementos Cu, Fe, Mn, V e Zn apresentaram os maiores teores na região do triângulo mineiro. O elemento Co apresentou teores altos nas duas regiões, Quadrilátero Ferrífero e Triângulo mineiro. Os resultados mostraram que 11 elementos demostraram melhores pelos algoritmos de aprendizado de máquinas (Al, As, B, Co, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se e Zn). A espacialização dos teores dos metais e metaloides pelos algoritmos de aprendizado de máquinas, gerou mapas de 11 elementos com desempenhos superiores à krigagem. Os mapas gerados pelo método de espacialização por krigagem apresentam teores máximos superiores aos apresentados todos os elementos tirando o Pb. Os métodos de aprendizado de máquinas geram mapas com maior nível de detalhamento quando comparados com mapas gerados pela krigagem.Item Elementos traços em sedimentos e qualidade da água de rios afetados pelo rompimento da Barragem de Fundão, em Mariana, MG(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-21) Maia, Fábio Fernandes; Mello, Jaime Wilson Vargas de; http://lattes.cnpq.br/8402329899506814Os recursos hídricos são requeridos em quantidade e qualidade no processo de desenvolvimento econômico e social, bem como na manutenção do equilíbrio dos ecossistemas naturais. O Rio Doce é formado pela confluência dos rios do Carmo e Piranga, atravessa o leste de Minas Gerais e o estado do Espírito Santo, passando por municípios onde desempenha importantes funções na manutenção dos ecossistemas ripários e no abastecimento hídrico. Em novembro de 2015 a Barragem de Fundão, localizada no Distrito de Bento Rodrigues, município de Mariana, MG, se rompeu liberando cerca de 40 milhões de m³ de rejeitos da mineração de ferro nos rios Gualaxo do Norte, do Carmo e Doce, causando graves impactos ambientais e comprometendo o abastecimento hídrico em muitas localidades. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade das águas, a presença de elementos traços em sedimentos e investigar a mobilidade destes elementos para as águas dos rios do Carmo, Doce e Piranga. Amostras de água e sedimentos foram coletadas em 12 trechos dos rios do Carmo, Piranga e Doce. Para as amostras de água foram obtidos os parâmetros de qualidade da água: pH, oxigênio dissolvido, cor verdadeira, turbidez, Escherichia coli, sólidos suspensos totais e as concentrações de Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb e Zn solúveis, por meio de digestão ácida estabelecida pelo método USEPA SW-846 3015A. Nos sedimentos foram quantificados os teores totais de Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, V e Zn, por digestão ácida estabelecida pelo método USEPA SW-846 3051 e as frações: trocável, redutível, oxidável e residual, deste mesmos elementos químicos por extração sequencial BCR seguida por digestão ácida. O Rio Doce e seus formadores estão enquadrados na Classe 2, de acordo com legislação ambiental vigente. Para os três rios avaliados os valores obtidos para pH, cor verdadeira e sólidos suspensos totais ficaram na faixa de tolerância estabelecida para a Classe 2 e os valores obtidos para oxigênio dissolvido e E. coli acima dos limites estabelecidos para a classe. Apenas as águas do Rio Piranga atenderam ao valor estabelecido para turbidez. Nos rios do Carmo e Piranga as concentrações de As dissolvido ficaram acima do limite estabelecido para a prática da pesca e da aquicultura, porém dentro da faixa de tolerância para o uso em irrigação e abastecimento hídrico. Nestes rios as concentrações de Fe solúvel excederam o valor máximo estabelecido para a Classe 2. Mn dissolvido excedeu o valor máximo em apenas dois trechos do Rio Doce e Zn dissolvido em apenas um trecho do Rio do Carmo indicando contaminações localizadas destes elementos. Os sedimentos dos rios do Carmo e Doce apresentaram composição química similar considerando os elementos analisados. Foram encontrados teores de Cd acima do valor de investigação (VI) e teores de Hg acima do valor de prevenção (VP). Para os sedimentos do Rio Piranga foram encontrados teores de Cd, Cr, Ni e Zn acima do VP e teores de Co e Mo acima do valor de referência de qualidade (VRQ). O gelfloc coletado no Rio do Carmo apresentou maiores teores de As, Al, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Ni, Pb, V e Zn em relação ao sedimento coletado no mesmo trecho, porém o conteúdo de Hg neste material foi 4 vezes menor. Para a maior parte dos elementos analisados, exceto Ca, Mg e Mn (para os rios do Carmo e Doce) e As, Co e Mn (para o Rio Piranga), as maiores frações foram extraídas da fase residual, o que se traduz em baixa mobilidade destes elementos para a água dos rios, por consequência de estarem constituindo a rede cristalina dos minerais ou ocorrendo na forma de concreções pouco solúveis.