Projetos de Pesquisa – Linha 2
2.1. NÃO OFERTADA Avaliação do risco de contaminação ambiental e estudo da interação entre os poluentes e os constituintes minerais e orgânicos do solo.
Coordenador: Vander de Freitas Melo
O potencial de periculosidade dos poluentes inorgânicos (principalmente metais pesados) e orgânicos (pesticidas, hidrocarbonetos, etc.) aumenta quando estão disponíveis à absorção pelas plantas e quando sua quantidade excede a máxima capacidade de retenção pelo solo, tornando-se potencialmente lixiviáveis, com consequente aporte em corpos d’água. O objetivo do projeto é estudar o comportamento de poluentes no solo, no que diz respeito à sua interação com os componentes da fase sólida. As linhas centrais de análise serão o: fracionamento dos poluentes nos constituintes orgânicos e inorgânicos do solo, determinar a capacidade destes constituintes em adsorver/dessorver os poluentes e estudar os fatores envolvidos nestes processos, bem como, avaliar diferentes técnicas de remediação ambiental. As ações estão voltadas para áreas impactadas por atividades antrópicas, como mineração e áreas agrícolas e urbanas no Paraná. Além do estudo de áreas impactadas, em 2009 estabeleceu-se uma rede de pesquisa entre instituições de ensino e pesquisa para determinar os valores de referência de qualidade para metais pesados (teores naturais) em solos do Paraná, em resposta a determinação da Resolução Conama 420/2009.
2.2. Ciência e tecnologia voltada à utilização racional e sustentável do solo, água e energia em áreas agrícolas e urbanas.
Coordenador: Jorge Luiz Moretti de Souza
A competitividade do agronegócio e a necessidade de desenvolvimento sustentável gera demandas de uso racional dos recursos naturais. Mediante tais demandas, o projeto tem como objetivo desenvolver trabalhos que contribuam cientificamente e tecnologicamente com a utilização racional e sustentável do solo, água e energia em áreas agrícolas e urbanas do Centro-Leste Paranaense. As principais ações do projeto são: (i) levantar dados e parâmetros sobre atributos físico-hídricos do solo, evapotranspiração, coeficiente de cultivo, precipitação provável, modelos de produção água-cultura, manejo de irrigação, características fisiológicas de culturas e econômicos para a utilização da irrigação (tarifas horo-sazonais, fontes de energia, custo de produção em geral); (ii) formar um banco de dados ambientais, econômicos e sociais; (iii) desenvolver metodologias, rotinas e modelos computacionais voltados à área de engenharia de água e solo, principalmente envolvendo relações hídricas, balanços hídricos e energéticos em sistemas agrícolas; (iii) realizar estudos de casos (cenários) com os modelos computacionais desenvolvido em atividades agrícolas, associado aos riscos ambientais, econômicos e sociais; (iv) analisar a percepção sobre os recursos ambientais solo e água por técnicos, docentes e usuários do meio rural e urbano; (v) desenvolver material didático e metodológico que possa ser utilizado nas disciplinas do ensino fundamental à pós-graduação, bem como no treinamento de técnicos e docentes que atuam no meio rural e urbano.
2.3. Impacto de sistemas agrícolas na qualidade da água e do solo.
Coordenador: Nerilde Favaretto
A atividade agrícola pode causar sérios impactos ambientais, como degradação da qualidade da água e do solo. O objetivo do projeto é avaliar a qualidade da água superficial em sistemas agrícolas com ênfase no uso intensivo de adubação orgânica de origem animal. As ações estão voltadas a três subprojetos: (i) análise do escoamento superficial em pequenas glebas experimentais sob sistema plantio direto com aplicação de dejeto líquido bovino, (ii) ) análise do escoamento superficial e subsuperficial em agroecossistemas complexos (sistemas de integração), e (iii) análise da qualidade da água superficial e do potencial de contaminação em microbacia hidrográfica. Serão determinados vários indicadores de qualidade de água (pH, CE, DBO, DQO, N-nitrato, N-amônio, N-total, P total, P solúvel, P biodisponível, P particulado, pesticidas), de qualidade física de solo (estabilidade de agregados, infiltração, condutividade hidráulica, densidade, porosidade, curva de retenção), bem como a estimativa do potencial de transporte de P do solo para água. Os principais resultados serão publicação de informações científicas relacionadas com qualidade e perda de água por escoamento superficial, produção de sedimento por erosão hídrica e qualidade física do solo em diferentes sistemas de uso e manejo solo com adição de dejeto de animais, bem como a qualidade da água e o potencial de contamição ao nível de microbacia.
2.4. Qualidade do solo em sistemas complexos de produção agrícola.
Coordenador: Fabiane Machado Vezzani
Quanto maior a complexidade do sistema de produção agropecuário, maior é o potencial do solo em exercer suas funções na natureza e suportar um modelo sustentável de produção. Os objetivos do projeto são: (i) estudar as relações entre as plantas e o solo em sistemas complexos de produção agropecuária, no que se refere às ações biológicas, à construção da estrutura física e à ciclagem dos elementos químicos, e (ii) desenvolver tecnologias que favoreçam o fluxo de energia e de nutrientes, promovam a diversidade das relações tróficas e potencializem a capacidade produtiva dos agroecossistemas, garantindo a qualidade ambiental, a sustentabilidade econômica e a permanência do agricultor na terra. As ações estão voltadas para trabalhos a campo, avaliações laboratoriais e construções de cunho teórico. O projeto envolve sistemas de produção de grãos, integrados de lavoura-pecuária, agroflorestais e ecossistemas naturais no Centro-Leste do Paraná. Atributos físicos (estrutura), químicos (disponibilidade de nutrientes) e biológicos do solo (biodiversidade e matéria orgânica) são avaliados de maneira integrada, em consonância ao desenvolvimento de formas e fórmulas para medir Qualidade do Solo. Os principais resultados esperados são o entendimento da Qualidade do Solo em sistemas de produção de base ecológica; o desenvolvimento de ferramentas que direcionem a tomada de decisão na conversão para uma agricultura de base ecológica; e a ampliação da produção científica em Agroecologia.
2.5. Uso e manejo do solo para sequestro de carbono, mitigação de emissão de gases de efeito estufa, matéria orgânica e qualidade estrutural do solo.
Coordenador: Jeferson Dieckow
O manejo do solo é crucial para a produção de alimentos além de contribuir para a mitigação do aquecimento global. O objetivo deste projeto é avaliar a contribuição de sistemas de uso e manejo do solo ao incremento dos estoques de C e N, a qualidade estrutural e a mitigação de emissão dos gases de efeito estufa (GEE) CO2, CH4 e N2O. Ações estão voltadas a sistemas de preparo (convencional e plantio direto), sistemas de rotação de culturas (gramíneas e leguminosas) e integração lavoura-pecuária e lavoura-pecuária floresta no subtrópico brasileiro. As avaliações compreendem: estoque de C e N no solo (até 1 m); fracionamento físico (proteção física e aumento do tempo de turnover); caracterização espectroscópica da matéria orgânica (fluorescência induzida por laser, infra-vermelho, ressonância magnética nuclear); produção de fitomassa e incremento de aporte de C; avaliação da estrutura (agregação e porosidade); emissão de GEE (câmara estática e cromatografia gasosa); fatores de emissão do IPCC para dejetos animais e fertilizantes nitrogenados; potencial de aquecimento global; avaliação de ciclo de vida. As informações geradas permitirão concluir sobre sistemas de manejo do solo que possuem maior potencial de mitigação do aquecimento global.
2.6. Qualidade Física do Solo, Manejo e Conservação, Compactação do Solo.
Coordenadora: Karina Cavalieri
O avanço da agricultura na maioria das regiões agrícolas do Brasil ocorreu com a retirada da mata nativa e com a introdução de sistemas de manejo que utilizavam sistemas de preparo intensivo, com elevado potencial de degradação do solo. O aumento da erosão e a ocorrência de compactação abaixo da camada arável, chamada “pé-de-arado”, motivaram agricultores e pesquisadores a buscarem medidas conservacionistas com o intuito de reduzir tal degradação e, ao mesmo tempo, fazer com que os sistemas agrícolas sejam produtivos e sustentáveis. O objetivo geral deste projeto é determinar propriedades físicas do solo e índices de qualidade física do solo que traduzam a funcionalidade, do ponto de vista físico, permitindo a adoção de estratégias que melhorem ou mantenham a qualidade física do solo e assim, contribuam para a sustentabilidade do mesmo. Especificamente procura-se i)trabalhar com propriedades físicas do solo, tais como, densidade do solo, porosidade do solo (macroporosidade, microporosidade,distribuição de poros, etc), resistência do solo à penetração de raízes, condutividade hidráulica saturada, permeabilidade do solo ao ar, resistência tênsil de agregados, entre outros que permitam a avaliação da estrutura do solo e seu funcionamento; ii)Determinar índices de qualidade física do solo, tais como, intervalo hídrico ótimo (IHO), índice S, índices de compressibilidade do solo (índice de compressão, pressão de preconsolidação, densidade relativa, etc), como indicadores quantitativos da sustentabilidade dos solos agrícolas; iii) determinar a densidade crítica do solo (Dsc) através do IHO; iv) integrar índices de qualidade física do solo que norteiem estratégias de manejo do solo; entre outros. Os resultados científicos serão publicados compreendendo temas sobre atributos físicos do solo em diferentes sistemas de manejo, compactação do solo, qualidade física do solo, entre outros.
2.7. NÃO OFERTADA Estudo e desenvolvimento de tecnologias para a Engenharia de Biossistemas
Coordenador: Robson Armindo
O objetivo neste projeto é estudar variáveis de água, solo, planta e atmosfera juntamente com tecnologias, já existentes no mercado, que visem o desenvolvimento de técnicas que contribuam para a conservação do solo e da água e para o aumento da eficiência do recurso energético, a fim de elevar a produtividade agrícola ou garantir os níveis atuais de produtividade valendo-se de práticas mais sustentáveis. Ademais, tem-se também por objetivo estudar os processos dinâmicos da água e combustíveis em solos saturados e não saturados, a fim de gerar modelos fisico-matemáticos para avaliar a produtividade das culturas e a qualidade ambiental dos solos onde ocorrem esses processos. Os temas de pesquisa que estão inseridos neste projeto são: i) Monitoramento da infiltração de água e combustíveis no solo; ii) Monitoramento no sistema água-solo-planta-atmosfera; iii) Variabilidade espacial e temporal; iv) Informática e automação no sistema água-solo-planta-atmosfera; v) Aeração e calor no solo; vi) Modelagem físico-matemática; e vii) Desenvolvimento de protótipos para engenharia de água e solo.