Os riachos tropicais possuem grande importância devido à sua biodiversidade, provisão de serviços ecossistêmicos essenciais para o ser humano, mas também por serem considerados um dos ecossistemas mais ameaçados pelas mudanças no uso da terra e no clima. A floresta ripária é um componente importante para a dinâmica e funcionamento dos riachos, auxiliando na manutenção de seus processos ecossistêmicos, controlando a entrada de luz e matéria orgânica. No entanto, devido ao longo processo de restauração da floresta ripária, justificam-se intervenções diretas para restaurar os riachos, como, por exemplo, a manipulação da complexidade estrutural do riacho. O objetivo deste projeto BEPE tem como objetivo examinar a saúde de riachos com floresta ripária restaurada de diferentes idades e após a adição de large wood ao riacho com base em uma combinação de métricas estruturais e funcionais recomendadas para capturar a complexidade das características e processos ecológicos do ecossistema do riacho. O estudo está sendo realizado na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (EECFI), da Universidade de São Paulo. Para avaliação dos efeitos da restauração do córrego, serão analisados a qualidade da água, o metabolismo e o perifíton. Os projetos de restauração da University of Maryland Center for Environmental Science serão complementares ao projeto de doutorado e serão muito úteis para complementar e processar os dados já obtidos. Ao final, espera-se que seja possível compreender como as florestas ripárias restauradas e a manipulação da complexidade estrutural do riacho podem melhorar e manter a qualidade da água, os processos ecológicos e suas funções ecossistêmicas. (AU)

Esta pesquisa dá continuidade a um experimento de cultivo de cobertura de longa duração iniciado na safra de 2006 na Fazenda Experimental Lageado em Botucatu - SP. Este é um experimento que faz parte da Global Long-Term Agricultural Experiment Network organizada pela Rothamsted Research. Em regiões tropicais, a rotação de culturas e a adoção de culturas de cobertura são necessárias para aumentar a matéria orgânica do solo (MOS) em sistemas agrícolas de conservação, como sistemas de plantio direto. No entanto, os cenários de mudanças climáticas exigem um melhor entendimento de quais sistemas de produção têm maior potencial para mitigar as emissões e promover a adaptação agrícola. Nossa hipótese é que os sistemas de cultivo de longo prazo que adotam culturas de cobertura consorciadas aumentarão o sequestro de carbono e a resiliência agrícola sob as mudanças climáticas. O objetivo é avaliar a dinâmica da SOM em sistemas consorciados usando dois modelos baseados em processos: DayCent e Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS). Os tratamentos consistem em quatro sistemas de cultivo (I - soja-milho-pousio; II - soja-milho-forrageira; III - soja-milho-adubação verde; IV - soja-milho-forrageira+adubação verde). Os modelos serão parametrizados e calibrados a partir de dados de solo, clima e práticas de manejo obtidos em experimentos. Dados de matéria orgânica particulada (POM) e matéria orgânica associada a minerais (MOAM) nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm e gás emissões (N2O, NO e CO2) em profundidades de 0-20 cm serão usadas para avaliar os modelos. A parceria entre a UNESP e a Rothamsted nesta proposta elucidará ainda mais o efeito de práticas de manejo sustentável em sistemas agrícolas tropicais. (AU)

A mineração de ferro (Fe) é uma das atividades econômicas mais importantes e o crescimento populacional, elevação da renda média global e as mudanças na matriz energética têm aumentado a demanda por metais. O Brasil é segundo maior produtor de Fe do mundo, mais da metade das barragens existentes no país são classificadas de "alto risco" ou com "alto potencial de dano associado". Nesse sentido, a agromineração do rejeito de mineração de ferro é uma excelente alternativa de disposição do material, possibilitando sua exploração econômica através de uma estratégia de baixo custo com reduzido impacto ambiental. Fatores internos e externos influenciam na capacidade das raízes em absorver metais, alguns são intrínsecos à planta e outros externos, relacionados ao solo. A biodisponibilidade do metal do rejeito de interesse pode ser aumentada através do uso de aditivos, como fertilizantes, agentes quelantes e microrganismos benéficos. Por conseguinte, o presente trabalho tem como objetivo determinar o efeito da aplicação de aditivos de solo (fertilizantes, agentes quelantes e microrganismos benéficos) na geoquímica de ferro e avaliar a influência de diferentes protocolos de agromineração, utilizando técnicas isoladas e combinadas, na biodisponibilidade do Fe no rejeito. Em parceria com a Universidade de Santiago de Compostela, será realizado o fracionamento geoquímico de Fe na fase sólida, bem como a caracterização da matéria orgânica acumulada nos rejeitos de mineração após o cultivo da espécie fitoextratora. (AU)

Resultados obtidos no projeto temático FAPESP 2016/14227-5 mostram que: 1) a água das lagoas alcalinas do Pantanal de Nhecolândia sistematicamente apresentam altas concentrações de As dissolvido (até 3000 µg L-1) Altas concentrações de As dissolvido são geralmente encontradas nas lagoas nas quais ocorre a maior atividade autotrófica(lagoas verdes) e que consequentemente tem maior produção de matéria orgânica. A presença de matéria orgânica natural (NOM) tem demonstrado desempenhar um papel importante na complexação, modificação do estado de oxidação, biodisponibilidade e mobilidade de elementos traços. A NOM poderia, portanto, ser um ponto chave no ciclo do Arsênio nas lagoas alcalinas, pois pode influenciar a mobilidade, biodisponibilidade, e especiação. O presente projeto visa caracterizar e quantificar as interações entre as espécies de arsênio, As(III) e As(V), e a matéria orgânica natural dos lagos salino-alcalinos do Pantanal e assim entender melhor seu papel no ciclo biogeoquímico do As neste ecossistema. A matéria orgânica dissolvida foi coletada de quatro lagoa salino-alcalinos: dois previamente classificados como eutróficos turvos (ET) (lagos verdes), um oligotrófico turvo (OT) (lago preto) e um oligotrófico vegetado claro (CVO) (lago cristalino). As amostras estão atualmente armazenadas no Laboratório "IM2NP" da Université de Toulon (França), onde um estudo exploratório foi realizado sobre a relação As/ Matéria Orgânica Dissolvida sobre essas amostras. Os diferentes tipos de amostras (solução bruta de NOM e soluções geradas a partir da ultrafiltração tangencial de frações coloidais de NOM) serão analisados com a interações das espécies As(III) e As(V) por meio de microtitulação ácido-base e quenching de fluorescência. (AU)

A Interface dos biomas Amazônia-Cerrado representa um dos mais importantes locais de mudanças de uso do solo no Brasil. A mudança de uso do solo de ecossistemas naturais para campos agrícolas leva a significativa depleção da saúde do solo e emissões de gases de efeito estufa (GEE). Na microrregião de Canarana - parte nordeste do estado de Mato Grosso, vários estudos sobre os efeitos da mudança de uso da terra, manejo do solo e GEE foram realizados desde o início dos anos 2000; a maioria deles sob a supervisão do Dr. Paulo Brando - University of California Irvine (UCI) e/ou Dr. Christopher Neill - Woodwell Climate Research Center. Propomos uma integração dos dados coletados pelo doutorando e de outros estudos para avaliar os impactos da mudança de uso do solo e intensificação do uso do solo aos parâmetros químico, físico, biológicos e emissões de GEE na região. Estudos adicionais realizados na transição Amazônia-Cerrado transição serão reunidos para investigar a relação de intensificação (uso e manejo do solo) e emissões de GEE em diferentes tipos de solo. Amostras de solo foram coletadas na Fazenda Tanguro (municípios de Canarana e Querência) em áreas de vegetação nativa, recentemente desmatadas, soja monocultura, duplo cultivo soja e milho e pastagem. As profundidades do solo avaliados foram: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 60-70, 80-90, 90-100, 100-150, 150-200, 200 - 300, 300-400, 400-500, 500-600, 600-700 e 700-800 cm. Foram determinados a densidade do solo, condutividade hidráulica saturada, estimativa de porosidade do solo e concentração total de C, N e isotópico composição 13C/12C (0) e 15N/14N (0). O Carbono lábil, biomassa microbiana C e -N, e a atividade da ²glucosidade, urease e desidrogenase foram avaliadas até 30 cm. O pH do solo foi determinado em solução de CaCl2 0,01 mol L-1. Cálcio, magnésio, fósforo (P disponível) e potássio foram extraídos usando o método de resina de troca iônica. O alumínio trocável foi determinado por titulação com KCl 1 mol L-1 e acidez potencial por pH SMP. As concentrações de N inorgânico foram analisadas em um análise de injeção de fluxo automatizada. A análise dos dados será realizada em duas etapas. Em primeiro lugar, as novas informações serão organizadas e combinados com o grande banco de dados existente da região. Estatística multivariada será utilizada para avaliar o banco de dados. Em segundo lugar, as emissões de GEE na transição Amazônia-Cerrado serão simuladas usando o processo orientado modelo biogeoquímico de desnitrificação-decomposição (DNDC). Modelos lineares mistos serão usados para quantificar as emissões de N2O em função do tipo de solo, uso e manejo, local (município) e clima condições e tempo (anos). Esses resultados contribuirão para uma melhor compreensão da dinâmica do carbono e nitrogênio (solo, vegetação e atmosfera)na região e fornecerão informações uteis para os formuladores de políticas publicas, visando reduzir a degradação do solo e as emissões de GEE decorrentes da mudança e do manejo da terra. (AU)

Soluções baseadas em terra para mitigar a crise global das mudanças climáticas exigem a adoção de práticas de gestão agrícola sustentável. Os sistemas consorciados - milho-forrageiras cultivadas simultaneamente - são estratégias-chave para aumentar o sequestro de carbono (C) do solo e a resiliência agrícola a eventos climáticos extremos. A complexa dinâmica biogeoquímica do C e do nitrogênio (N) é um desafio para a modelagem da matéria orgânica do solo (MOS), especialmente em bases ecossistêmicas. O modelo Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) visa enfrentar esse desafio enquadrando o fluxo de moléculas de C e N da serapilheira - materiais acima e abaixo do solo com qualidade química contrastante - através da decomposição e transformação microbiana - como estequiometria C:N - na estabilização em superfícies de matriz mineral - persistência - com base em frações quantificáveis de particulados (POM) e de matéria orgânica associada a minerais (MAOM). A fim de ampliar nosso conhecimento da dinâmica de C e N em sistemas tropicais consorciados fertilizados com N e a resposta a cenários climáticos, propomos como primeiro objetivo inserir nossos dados (POM e MAOM) no modelo MEMS e estimar a dinâmica da SOM. Isso pode apoiar a tomada de decisões de manejo sustentável e estimativas de créditos de C negociáveis, especialmente na agricultura tropical altamente intensiva. Para isso, é necessário adotar técnicas rápidas, econômicas e ecologicamente corretas que permitam rastrear as propriedades físicas e químicas do solo. As técnicas espectroscópicas são métodos físicos confiáveis que utilizam dados hiperespectrais baseados na interação de ondas eletromagnéticas [espectroscopia de infravermelho médio MIR 400-4000 cm-1 de comprimento de onda] com amostras de solo. Acoplar espectros de solo com ferramentas de aprendizado de máquina [por exemplo, Regressão Parcial dos Mínimos Quadrados (PLS); Análises de Componentes Principais (ACP)] tem se mostrado viável para o diagnóstico rápido de propriedades do solo, como teor de C e N no solo a granel ou em frações da MOS. Portanto, o segundo objetivo é prever C e N do solo com informações de espectros MIR e usar os dados para alimentar o modelo MEMS. (AU)

Os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) são reconhecidos como potencial solução baseada na natureza para aumentar o sequestro de carbono (C) no solo em relação aos sistemas de sucessão de culturas (SC). Entretanto, o entendimento incompleto dos mecanismos fundamentais responsáveis por este fenômeno limita nossa capacidade de desenvolver estratégias para otimizar o sequestro de C no solo em ambientes tropicais. Conceitualmente, entende-se que a heterogeneidade da estrutura do solo em microescala tem efeitos substanciais na proteção física do C do solo. Recentemente, um método proposto de marcação química dos constituintes orgânicos do solo por vapores de Tetróxido de Ósmio com o subsequente imageamento pela microtomografia computorizada de raios-X (TCX) permite análises quantitativas desses efeitos através da determinação tridimensional (3D) da rede de poros dentro de agregados e da elucidação de suas interações com a proteção do C em amostras intactas de solo. Nesta proposta será detalhado o plano de trabalho para o desenvolvimento de estágio de pesquisa no exterior de modo a complementar as atividades previstas no projeto FAPESP - BG E&P Brasil Ltda (Grupo Shell) (#20/15230-5) intitulado "Centro de Pesquisa para a Inovação em Gases do Efeito Estufa (RCG2I)". Baseando-se na hipótese de que a adoção do sistema ILP resulta em uma rede de poros intra-agregados mais complexa que favorece o sequestro de C no solo em comparação ao sistema SC, objetivou-se nesta projeto explorar as interações entre a estrutura do solo, tal como representada pelas características da rede de poros (isto é, porosidade total, distribuição do tamanho de poros, conectividade e tortuosidade), e sua influência na proteção física do C sequestrado por ocasião da adoção em longo prazo do sistema ILP em comparação ao SC. Este estágio de pesquisa está previsto para execução em 12 meses, período durante o qual serão coletadas amostras indeformadas de solo a partir de experimentos de longa duração sob os sistemas ILP e SC no Brasil. As amostras serão encaminhadas para as avaliações de TCX no "Advanced Photon Sources" em Lemont/Illinois, EUA, seguido das etapas de processamento de imagens e análise de dados supervisionadas pelo grupo de pesquisa liderado pela Prof. Alexandra Kravchenko da Universidade Estadual de Michigan. Dentre os resultados esperados incluem a obtenção de dados estatísticos sobre as microestruturas da arquitetura do espaço poroso que determinam a proteção e o acúmulo de C no sistema ILP comparado ao SC, fornecendo base científica para o desenvolvimento orientado de estratégias de manejo para aumentar o sequestro de C do solo na agricultura brasileira. Por fim, o estágio de pesquisa no exterior será estratégico para criação de um programa científico inovador e emergente no LNBR/CNPEM, reforçando ao mesmo tempo a colaboração entre grupos de pesquisa em iniciativas futuras, nos quais acadêmicos e pesquisadores de ambas as instituições terão a oportunidade de compartilhar experiências em várias áreas de conhecimento e desenvolver propostas conjuntas utilizando técnicas avançadas baseadas em luz síncrotron para decifrar os mecanismos que governam o sequestro e a estabilidade do C em solos tropicais. (AU)

Na região chamada MATOPIBA, localizada no nordeste do Brasil, grandes áreas de vegetação nativa (NV; bioma Cerrado) tem sido convertidas em áreas agrícolas sob plantio direto (NT; por exemplo, produção de soja e algodão) nos últimos anos. No entanto, pouco se sabe sobre os impactos de longo prazo dessa mudança no uso da terra (MUT) na dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) e nas emissões de gases de efeito estufa (ex. CO2). Este projeto tem como objetivo i) avaliar os impactos que o MUT de NV para NT impõe a dinâmica MOS na região do MATOPIBA; e ii) utilizar o conjunto de dados obtido para simular a dinâmica da MOS baseado em práticas de manejo (ex. níveis de fertilização e gestão de plantas de cobertura) capazes de reduzir a emissão de gases do efeito estufa oriundos da agricultura. O trabalho de campo foi realizado nos municípios de Tasso Fragoso - MA, Luís Eduardo Magalhães - BA e Correntina - BA. Amostras de solo foram coletadas em parcelas emparelhadas (NV e NT) em cada local até a profundidade de 1 m para determinação de C e N da MOS e suas frações (ex. matéria orgânica particulada, matéria orgânica associada a minerais, e matéria orgânica extraível com água). Adicionalmente, análises microbianas (ex. biomassa microbiana, ²-glucosidase e fosfatase ácida) foram avaliadas nas camadas superiores do solo (0-20 cm). Com base neste conjunto de dados, a modelagem da MOS será realizada usando o modelo MEMS 2.0. Todas as etapas de modelagem (interpretação do conjunto de dados, treinamento no modelo, parametrização, simulação e validação) serão realizadas na Colorado State University. Os dados serão integrados por meio de estatística multivariada visando obter uma interpretação descritiva; e o coeficiente de correlação, coeficiente de massa residual e coeficiente de determinação serão usados para avaliar a sensibilidade do modelo. Espera-se quantificar e prever com precisão os impactos induzidos pela MUT na dinâmica da MOS na região de MATOPIBA. (AU)

O uso de sistemas integrados de produção agropecuária (SIPAs) vêm sendo difundidos na agricultura com intuito de evitar o desgaste ou a degradação do solo, com os benefícios do acúmulo de matéria orgânica e o condicionamento físico do solo e, para tal, o uso do gesso agrícola se torna um recurso interessante pois pode ser usado como fonte de enxofre (S) e de cálcio (Ca) e como condicionador de subsuperfície, resultando em maior desenvolvimento radicular das culturas. Assim, o objetivo é avaliar qual dentre as metodologias de recomendação de uso de gesso agrícola em diferentes sistemas de produção sustentável proporciona melhores condições para a estrutura de solo arenoso na região do Cerrado. Serão analisadas as metodologias de Metodologia de Raij et al. (1996), Metodologia de Sousa, Lobato e Rein (2005) e Metodologia de Caires e Guimarães (2016) em dois sistemas sustentáveis de produção agropecuária: sistema de semeadura direta (SSD), sistema agropastoril (SAP). Serão realizadas as seguintes avaliações: superfície específica (SE), granulometria a laser (GL), espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) na camada de 0-0,10 m, atributos físicos nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,20 e 0,20-0,40m e atributos químicos nas camadas de 0-0,20m e 0,20-0,40m em abril de 2020 sendo que já foram realizadas avaliações dos atributos físicos em outubro de 2017 e dos atributos químicos em outubro de 2017, abril de 2018 e 2019. (AU)

Os sistemas agrícolas associados ao uso de equipamentos inadequados de preparo do solo resultam em rápida degradação do solo e consequentemente resultando em menores produtividades. O uso de forrageiras mais rústicas, como as do gênero Urochloa, tem amenizado o problema da degradação, porém, com a exploração frequente e inadequada desses solos, nem mesmo estas forrageiras têm alcançado um bom desenvolvimento nessas condições; tornando evidente a necessidade de estudos relacionados à recuperação de áreas degradadas. Essas áreas utilizadas para produção agrícola têm sido exploradas cada vez mais resultando em solos degradados e consequentemente refletindo em uma menor produtividade, uma vez que seus atributos físicos e químicos podem ser influenciados negativamente pelo mau uso do solo. O presente projeto tem como objetivo avaliar o efeito de cultivos consorciados entre soja e forrageiras tropicais nas alterações das propriedades físicas e químicas do solo e também avaliar os dados utilizando outras métodos matemáticos de um Argissolo Vermelho Amarelo distrófico em sistema de semeadura direta. O experimento foi realizado na Faculdade de Ciências Agrárias e Tecnológicas - UNESP/FCAT, no município de Dracena/SP, com delineamento experimental em blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial 4x2, sendo considerados quatro níveis do fator SPD, compostos por quatro tratamentos principais e dois tratamentos secundários, sendo eles: 1 - Testemunha com plantio convencional de soja; 2 - Plantio direto de soja com forragem de Uroclhoa Ruziziensis; 3 - Plantio direto de soja com forragem de Uroclhoa Brizantha cv. Paiaguás; 4 - Plantio direto de soja com forragem de Uroclhoa Brizantha cv. Piatã; As subparcelas serão diferentes adubações, descritas a seguir: 1 - com adubação potássica de cobertura com humics e 2 - com adubação potássica de cobertura + Heringer® Humics. As avaliações que já foram realizadas são: estabilidade de agregados, porosidade do solo, infiltração de água, resistência mecânica a penetração, umidade do solo e a produção da cultura. As análises de solo foram feitas em três camadas do solo, de 0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m. Ainda pretende avaliar na Universidade da Coruna o fracionamento de matéria orgânica por infravermelhos e a porosimetria com intrusão de mercúrio. Os resultados serão analisados efetuando-se a análise de variância, correlação simples e contrastes a 5 % de probabilidade para a comparação de médias. E também será utilizado a analise multifractal. (AU)