Disciplina Discipline CEN5749
Biogeoquímica do Nitrogênio em Ecossistemas Tropicais

Biogeochemistry of Nitrogen in Tropical Ecosystems

Área de Concentração: 64135

Concentration area: 64135

Criação: 04/12/2014

Creation: 04/12/2014

Ativação: 17/12/2014

Activation: 17/12/2014

Nr. de Créditos: 10

Credits: 10

Carga Horária:

Workload:

Teórica

(por semana)

Theory

(weekly)

Prática

(por semana)

Practice

(weekly)

Estudos

(por semana)

Study

(weekly)

Duração Duration Total Total
4 4 7 10 semanas 10 weeks 150 horas 150 hours

Docente Responsável:

Professor:

Marisa de Cassia Piccolo

Objetivos:

As taxas líquidas de mineralização e nitrificação e os estoques de N em solos tropicais são indicadores de fertilidade e afetam a capacidade de retenção de N no solo após as alterações decorrentes da mudança do uso-da-terra. Portanto, os objetivos desta disciplina são: 1-) processos do ciclo do N; 2-) fatores ambientais e humanos que influenciam os processos do ciclo do N; 3-) relacionar a interação entre a ciclagem do N e outros elementos (C, P, S entre outros); 4-) alterações no ciclo do N decorrentes da mudança do uso-da-terra; 5-) influências das práticas agrícolas na disponibilidade de N às plantas; 6-) métodos convencionais e isotópicos empregados nos processos do ciclo do N e 7-) consequências da atividade antrópica no ciclo do N através de “Estudo de caso: Ecossistema Natural X agroecossistema”.

Objectives:

The rates of net mineralization and nitrification and N stocks in tropical soils are indicators of fertility and affect the retention capacity of soil N after the alterations due to land use change. Therefore, the objectives of this course are: 1) the N cycle processes; 2) environmental and human factors that influence the processes of the N cycle; 3) the interaction between the N cycling and other elements (C, P, S and others); 4) changes in the N cycle after land use change; 5) the influence of agricultural practices on N availability to plants; 6) conventional and isotopic methods used in the processes of the N cycle and 7-) consequences of human activity on the N cycle "Cases studies: Natural Ecosystem X agroecosystem".

Justificativa:

O ciclo global do N tem sido altamente modificado pela atividade humana em relação aos outros elementos. A utilização de fertilizante nitrogenado e o cultivo de leguminosa podem transferir mais N da atmosfera para formas biologicamente disponíveis em relação ao que é fixado por todos os processos combinados. Adicionalmente, a queima da biomassa vegetal e a mudança do uso-da-terra podem imobilizar grandes quantidades de N recalcitrante para formas disponíveis. Este curso tem por objetivo principal o fornecimento de subsídios teóricos e práticos dos processos do ciclo do N, com a apresentação de resultados de estudos de pesquisas em Ecossistemas Tropicais Naturais e Alterados. Desta maneira serão abordadas as principais modificações que ocorrem nos processos do ciclo de N no sistema solo-planta-atmosfera e medidas mitigatórias serão sugeridas aos alunos, com o intuito de oferecer parâmetros para a tomada de decisões sobre as técnicas apropriadas a serem empregadas.

Rationale:

The global N cycle has been highly modified by human activity in relation to other elements. The use of nitrogen fertilizer and cultivation of leguminous, can transfer more N from the atmosphere to forms biologically available in relation to which is fixed for all the combined processes. Additionally, the burning of the vegetable biomass and land use change can immobilize large amounts of recalcitrant N to available forms. This course is primarily engaged in providing theoretical and practical benefits of the processes of the N cycle, showing the results of research studies in Native and Modified Tropical Ecosystems. We will discuss the more important changes that occur in the processes of the N cycle in the soil-plant-atmosphere and mitigation measures will be suggested to students in order to provide parameters for decision making on the proper techniques to be employed.

Conteúdo:

As aulas serão ministradas durante 10 semanas, das 8:30 às 12:00. O período da tarde (das 14:00 às 17:00) será reservado às aulas práticas, leituras de artigos científicos referentes as aulas teóricas e discussões sobre o tema em questão. A avaliação será realizada através de uma síntese sobre os temas apresentados nas aulas teóricas e práticas, ou com uma avaliação escrita após cada aula. Seminários serão apresentados por pesquisadores americanos e franceses à medida que coincida a visita destes ao Laboratório de Ciclagem de Nutrientes (LCN); como também de pesquisadores e professores de Instituições que mantemos projetos em cooperação. Aulas teóricas: 1ª e 2ª Aula *Ciclo global do N: Processos que interligam os compartimentos: Desnitrificação; Volatilização; Fixação Biológica; Imobilização; Mineralização (Amonificação, Nitritação, Nitratação, e Nitrificação) e Lixiviação. 3ª e 4ª Aula *Fatores ambientais e atividades humanas que influenciam os processos do ciclo do N: aeração, pH, temperatura, umidade, calagem, fertilizantes, relação C/N, qualidade dos resíduos culturais ou da serapilheira, plantio direto e plantio convencional, agregação do solo e mudanças climáticas. 5ª e 6ª Aula *Uso de técnicas convencionais e isotópicas no estudo do ciclo do N (variação natural e enriquecimento isotópico) 7ª e 8ª Aula *Medidas mitigatórias para evitar a poluição do sistema solo-planta-atmosfera. 9ª e 10ª Aula *Estudo de caso: Ecossistema Natural (Floresta Amazônica, Mata Atlântica, Cerrado e Campo Nativo) e Agroecossistema (pastagem,cana-de-açúcar com queima e sem queima, rotação de culturas sob plantio direto e convencional. Aulas práticas: 1ª e 2ª Aula *Coleta de amostras de solo e gases provenientes da respiração edáfica, *Preparo das amostras de solo para análises do N total, N mineral e atividade microbiana. 3ª e 4ªAula *Determinação do N total em amostras de solo e planta, *Determinação do N mineral em amostras de solo, *Determinação das taxas líquidas de mineralização e nitrificação do N do solo, *Análise do sistema radicular das plantas, *Agregação do solo. 5ª e 6ª Aula *Análise da atividade microbiana do solo, *Análise dos gases de N provenientes da respiração edáfica do solo e, *Análise do N na forma de amônia volatilizado do solo. 7ª e 8ª Aula *Uso de técnicas isotópicas no estudo do ciclo do N (variação natural e enriquecimento isotópico).

Content:

The course will be realized during 10 weeks, 8:30 to 12:00 a.m. The afternoon ( 2:00-5:00 p.m.) will be reserved to: laboratory class, review of scientific papers, and discussion of the subject related. The evaluation will be conducted through an overview of the topics presented in the lectures and practices, or with a written evaluation after each class. Seminars will be presented by American and French researchers that the Laboratory of Nutrient Cycling (LCN) have research projects in collaboration. Lectures: 1st and 2nd Class * Cycle the global N: Processes between compartments: denitrification; volatilization; biological fxation; immobilization; mineralization (ammonification, nitritation, nitration, and nitrification) and leaching. 3rd and 4th Class * Environmental Factors and human activities that influence the processes of the N cycle, aeration, pH, temperature, moisture, liming, fertilizers, C N ratio, quality of crop residues or litter, tillage and conventional tillage, soil aggregation and climate change. 5th and 6th Class * Use of conventional and isotopic techniques in the study of the N cycle (natural variation and isotopic enrichment) .7th and 8th * Mitigation measures to prevent pollution of the plant-soil-atmosphere system. 9th and 10th * Case Study: Natural Ecosystem (Amazon Rainforest, Atlantic Forest, Cerrado, Native Forest) and Agroecosystem (pasture, raw and burnt sugar cane, crop rotation under tillage and conventional tillage. Practical classes: 1st and 2nd Class * Collect soil samples and gases from soil respiration, * Preparation of soil samples for analysis of total N, mineral N and microbial activity. 3rd and 4th Class * Determination of total nitrogen in the plant and soil samples, * Determination of mineral N in soil samples,* Determination of net rates of mineralization and nitrification of soil N, * Analysis of the root system of plants,* Aggregation of soil. 5th. and 6th Class * Lesson Analysis of soil microbial activity, * Analysis of N gases from soil and soil respiration, * Analysis of N as volatilized ammonia from soil. 7th and 8th Class * Use of isotopic techniques to study of the N cycle (natural variation and isotopic enrichment).

Forma de Avaliação:

A avaliação será realizada através de uma síntese sobre os temas apresentados nas aulas teóricas e práticas, ou através de uma avaliação escrita após cada aula.

Type of Assessment:

The evaluation will be conducted through an overview of the topics presented in the lectures and practices, or through a written evaluation after each class.

Observação:

Uma lista de referências atualizada será apresentada no oferecimento da disciplina.

Notes/Remarks:

An updated list of references will be seen on the offers of the course.

Bibliografia:

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