Balanço de energia no polo de desenvolvimento agrícola norte de Minas Gerais usando imagens Modis.

A quantificação dos componentes do balanço de energia em largas escalas é importante para o gerenciamento racional dos recursos hídricos em bacias hidrográficas com mudanças de uso da terra. Neste trabalho objetivamos analisar esses componentes usando imagens Modis em conjunto com dados climáticos no polo agrícola Norte de Minas Gerais, durante o ano de 2015, com aplicação do algoritmo Safer. Considerando-se toda a área estudada, as partições do saldo de radiação (Rn) para os fluxos de calor latente (λE), sensível (H) e no solo (G) foram, em média, 44%, 51% e 5%, respectivamente. Os destaques foram os municípios de Matias Cardoso e Capitão Eneas, que se apresentaram como o mais úmido e o mais seco, respectivamente, de acordo com suas partições de energia.

Energy balance model applied to pasture experimental areas in São Paulo State, Brazil.

The Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving (SAFER) was used to estimate biophysical parameters and theenergy balance components in two different pasture experimental areas, in the São Paulo state, Brazil. The experimentalpastures consist in six rotational (RGS) and three continuous grazing systems (CGS) paddocks. Landsat-8 images from2013 and 2015 dry and rainy seasons were used, as these presented similar hydrological cycle, with 1,600 mm and 1,613mm of annual precipitation, resulting in 19 cloud-free images. Bands 1 to 7 and thermal bands 10 and 11 were used withweather data from a station located nearthe experimental area. NDVI, biomass, evapotranspiration and latent heat flux(λE) temporal values statistically differ CGS from RGS areas. Grazing systems influences the energy partition and theseresults indicate that RGS benefits biomass production, evapotranspiration and the microclimate, due higher LE values.SAFER is a feasible tool to estimate biophysical parameters and energy balance components in pasture and has potentialto discriminate continuous and rotation grazing systems in a temporal analysis.

Desenvolvimento de funções de pedotransferência para regiões do nordeste brasileiro.

Modelos para simulação do fluxo de água no solo e previsão de produtividade de culturas requerem informações sobre parâmetros das curvas de retenção e condutividade hidráulica do solo. Funções de pedotransferência (PTFs) se constituem numa alternativa para obtenção dessas informações, a partir de dados de textura e estrutura disponíveis em levantamentos de solos. Neste trabalho, foram ajustadas PTFs para os parâmetros do modelo de van Genuchten (vG), utilizando dados de 838 curvas de retenção de diferentes locais do Nordeste. As PTFs apresentaram boa qualidade de ajuste para os parâmetros θr e θs em contraste com a baixa capacidade preditiva para logα e n. Tais resultados sugerem a viabilidade do seu uso em modelos de simulação do balanço hídrico simplificado e para algumas aplicações práticas de irrigação. No entanto, para uso em modelos complexos de fluxo de água é importante avaliar a sensibilidade das variáveis prognósticas (produtividade agrícola, concentração de solutos) a variações nos parâmetros de vG. A alta variabilidade observada tanto nas propriedades morfológicas como nos parâmetros de vG para a região de estudo sugere o agrupamento dos dados em classes texturais ou tipos de solos.

Energy balances in sugar cane, coffee and natural vegetation in the northeastern side of the São Paulo state, Brazil

Under land and climate change scenarios, agriculture has experienced water competitions among other sectors in the São Paulo state, Brazil. On the one hand, in several occasions, in the northeastern side of this state, nowadays sugar-cane is expanding, while coffee plantations are losing space. On the other hand, both crops have replaced the natural vegetation composed by Savannah and Atlantic Coastal Forest species. Under this dynamic situation, geosciences are valuable tools for evaluating the large-scale energy and mass exchanges between these diffe rent agro-ecosystems and the lower atmosphere. For quantification of the energy balance components in these mixed agro-ecosystems, the bands 1 and 2 from the MODIS product MOD13Q1 we re used throughout SA FER (Surface Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) algorithm, which was applied together with a net of 12 automatic weather stations, during the year 2015 in the main sugar cane and coffee growing regions, located at the no rtheastern side of the state. The fraction of the global solar radiation (R G ) transformed into net radiation (Rn) was 52% for sugar cane and 53% for both, coffee and natural vegetation. The respective annual fractions of Rn used as λ E were 0.68, 0.87 and 0.77, while for the sensible heat (H) fluxes they were 0.27, 0.07 and 0.16. From April to July, heat advection raised λ E values above Rn promoting negative H, however these effects were much and less strong in coffee and sugar cane crop s, respectively. The smallest daily Rn fraction for all agro-ecosystems was for the soil heat flux (G), with averages of 5%, 6% and 7% in sugar cane, coffee and natural vegetation. From the energy balance analyses, we could conclude that, sugar-cane crop presented lower annual water consumption than that for coffee crop , what can be seen as an advantage in situations of water scarcity. However, the replacement of natural vegetation by su gar cane can contribute for warming th e environment, while when this occur with coffee crop there was noticed co oling conditions. The large scale modeling satisfactory results confirm the suitability of using MODIS products togeth er with weather stations to study the energy balance components in mixed agro-ecosystems under land-use and climate change conditions.

Torta de filtro e turfa na mitigação de solo contaminado por metais pesados e Boro e o uso do girassol como fitoextrator.

A maioria das plantas testadas para remediar áreas contaminadas tem sido para fins alimentares ou florestais. Hoje, o interesse aumentou para culturas energéticas, cuja biomassa poderá ser utilizada para biodiesel, biogás ou calor. Os objetivos deste experimento foram avaliar o potencial remediador de plantas de girassol cultivadas em um Neossolo Litólico contaminado com metais pesados e boro e o efeito da aplicação de compostos orgânicos na fitodisponibilidade de metais e de boro. As doses de compostos orgânicos, torta de filtro e turfa, foram de 0,0, 20; 40 e 80 t ha -1 de C orgânico equivalente em, g por vaso, a: 0,0, 37,4, 74,8 e 112,2 para a torta e 0,0, 60,5, 121,0 e 181,5 para a turfa. Plantas de girassol foram crescidas até o estádio de florescimento. Amostras de solo bem como as da parte aérea (caule e flor) e raízes das plantas de girassol foram submetidas às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes e metais pesados. As plantas não apresentaram sintomas de toxidez. A produção de massa seca de todas as partes da planta aumentou com o aumento da adição de matéria orgânica, sendo que a adição de torta de filtro foi o tratamento mais efetivo. A aplicação de matéria orgânica não influenciou a concentração de B e de metais pesados disponíveis no solo, mas os valores estavam altos. Concluiu-se que o girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada estudada, além de ser considerado fitoextrator de B.

Uso de compostos orgânicos para remediar solo contaminado por metais pesados e boro.

Até o momento, a maioria das plantas testadas para remediar áreas contaminadas tinha fins alimentares ou florestais. Hoje, o enfoque é para o uso de plantas energéticas, convertendo a biomassa em biodiesel, biogás e calor. Os objetivos deste experimento foram avaliar o desempenho do girassol como remediadora de um NEOSSOLO contaminado com metais pesados e boro e o efeito da aplicação de compostos orgânicos na disponibilidade de metais e de boro para o girassol. A torta de filtro e a turfa foram aplicadas em 4 doses, baseadas no teor de C orgânico de cada material: 0,0, 20; 40 e 80 t ha-1 . Cultivou-se o girassol até o florescimento. Amostra de solo retirada de cada parcela bem como a parte aérea (caule e flor) e as raízes foram submetidas às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes e metais pesados. As plantas não apresentaram sintomas de toxidez de B e de metais pesados. O tipo de matéria orgânica influenciou significativamente a produção de massa seca do caule, flor e raiz, sendo que a adição de torta de filtro promoveu maior produção. Embora, a aplicação de matéria orgânica não tenha influenciado a concentração de B e de metais pesados disponíveis no solo, tanto no solo como na planta, os seus teores estavam elevados.Concluiu-se que o girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada com sucata automobilística e que a turfa e torta de filtro não foram eficientes como mitigadores de metais pesados e B.

Outras formas de degradação do solo.

2002

Efluxo de CO2 do solo em sistemas agroflorestais com palma de óleo na Amazônia Oriental.

Objetivou-se avaliar a variação temporal do efluxo de CO2 do solo em cultivo de palma de óleo (Elaeis guineensis) em sistemas agroflorestais (SAFs) e em floresta sucessional de 20 anos. As medições foram durante onze meses com uso de um sistema portátil que analisa o fluxo de gás por ondas do infravermelho (IRGA) LI-6400. Os sistemas avaliados foram dois SAFs: mais diversificado (espécies frutíferas e florestais) e menos diversificado (leguminosas arbóreas), e uma floresta sucessional de 20 anos. Nas coletas de 11/08/2015, 17/09/2015 e 08/10/2015, por todo o período de menor umidade do solo, não houve diferença significativa entre os sistemas avaliados. O período de maior efluxo de CO2 no sistema menos diversificado foi o de maior umidade (06/02/2015 a 10/07/2015). O maior efluxo de CO2 no sistema mais diversificado foi no período de transição da umidade do solo nas coletas de junho a agosto. O efluxo de CO2 da floresta sucessional manteve-se praticamente constante durante o período de coleta, sendo maior nas coletas de transição de menor umidade do solo para maior umidade do solo (28/01/2016 e 16/02/2016). O efluxo de CO2 tende a ser maior no período de maior umidade do solo e nos cultivos de palma de óleo com sistemas agroflorestais em relação à floresta sucessional.

Um novo método para estudos dinâmicos, in situ, da infiltração da água na região não-saturada do solo.

A agricultura é a atividade humana que mais afeta o meio ambiente. Imensas quantidades de insumos agrícolas são aplicados sobre o solo e grande parte destes degrada os recursos hídricos. Para uma investigação adequada do efeito destes insumos, estudam-se as propriedades hidráulicas do solo, que influem no transporte de solutos neste meio. Medir tais propriedades e modelar os parâmetros correlatos são tarefas extremamente complexas, devido ao tempo requerido, dinheiro, instrumentação e escala. As metodologias convencionais inferem as propriedades hidráulicas em amostras que estão em equilíbrio, através de técnicas invasivas e sob restrições especiais. esta tes contribui com a Ciência do Ambiente, via Ciência do Solo, propondo um novo método de estudo da infiltração da água na região não-saturada do solo, utilizando a tomografia computadorizada (TC). O tomógrafo foi aqui desenvolvido e construído. A TC, neste trabalho, mediu a umidade durante o fluxo não-saturado e, através da solução numérica da equação de Richards e do modelo Rossi-Nimmo, obtiveram-se a curva de retenção, a sortividade, e a difusividade. Resultados qualitativos, como imagens 2D e 3D, e resultados quantitativos demonstraram a boa correlação do método proposto com o método tradicional de medida da curva de retenção. Amostras de solo estruturado foram analisadas em laboratório e em camp.

Distribuicao do sistema radicular da mangueira sob irrigacao localizada em solo arenoso de Tabuleiros Costeiros.

O trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição de raízes de mangueiras sob irrigação localizada (gotejamento e microaspersão) em solo arenoso de Tabuleiros Costeiros. Foram feitas trincheiras a partir do tronco nas direções longitudinal e ortogonal à fileira de plantas e, pelo método do monólito, as raízes puderam ser extraídas do solo e, uma vez separadas, foram digitalizadas com uso de computador e ?scanner?. Com uso do software Rootedge, foi possível a obtenção dos comprimentos e diâmetros dos segmentos de raízes de todas as amostras, permitindo um mapeamento desses parâmetros nos perfis amostrados. Os resultados mostraram distribuições de raízes assimétricas em relação ao tronco para os dois sistemas de irrigação localizada com possibilidade de maior atividade do sistema radicular para as plantas sob gotejamento (oito gotejadores de 4L.h-1 por planta) em relação às plantas sob microaspersão (um emissor por planta de vazão 70L.h-1). Os resultados enfatizaram o uso da fertirrigação como a maneira mais adequada de fertilização em irrigação localizada e permitiram definir regiões do sistema radicular para instalação adequada de sensores de água do solo.