Dynamics of soil exploration by fine roots down to a depth of 10 m throughout the entire rotation in Eucalyptus grandis plantations

Although highly weathered soils cover considerable areas in tropical regions, little is known about exploration by roots in deep soil layers. Intensively managed Eucalyptus plantations are simple forest ecosystems that can provide an insight into the belowground growth strategy of fast-growing tropical trees. Fast exploration of deep soil layers by eucalypt fine roots may contribute to achieving a gross primary production that is among the highest in the world for forests. Soil exploration by fine roots down to a depth of 10 m was studied throughout the complete cycle in Eucalyptus grandis plantations managed in short rotation. Intersects of fine roots, less than 1 mm in diameter, and medium-sized roots, 1-3 mm in diameter, were counted on trench walls in a chronosequence of 1-, 2-, 3.5-, and 6-year-old plantations on a sandy soil, as well as in an adjacent 6-year-old stand growing in a clayey soil. Two soil profiles were studied down to a depth of 10 m in each stand (down to 6 m at ages 1 and 2 years) and 4 soil profiles down to 1.5-3.0 m deep. The root intersects were counted on 224 m(2) of trench walls in 15 pits. Monitoring the soil water content showed that, after clear cutting, almost all the available water stored down to a depth of 7 m was taken up by tree roots within 1.1 year of planting. The soil space was explored intensively by fine roots down to a depth of 3 m from 1 year after planting, with an increase in anisotropy in the upper layers throughout the rotation. About 60% of fine root intersects were found at a depth of more than 1 m, irrespective of stand age. The root distribution was isotropic in deep soil layers and kriged maps showed fine root clumping. A considerable volume of soil was explored by fine roots in eucalypt plantations on deep tropical soils, which might prevent water and nutrient losses by deep drainage after canopy closure and contribute to maximizing resource uses.

Water use of Juniperus virginiana trees encroached into mesic prairies in Oklahoma, USA

Juniperus virginiana (eastern redcedar) is encroaching into mesic prairies of the southern Great Plains, USA, and is altering the hydrologic cycle. We used the thermal dissipation technique to quantify daily water use of J. virginiana into a mesic prairie by measuring 19 trees of different sizes from different density stands located in north-central Oklahoma during 2011. We took the additional step to calibrate our measurements by comparing thermal dissipation technique estimates to volumetric water use for a subset of trees. Except for days with maximum air temperature below -3 degrees C, J. virginiana trees used water year round, reached a peak in late May, and exhibited reduced water use in summer when soil water availability was low. Overall daily average water use was 24 l (+/- 21.81 s.d.) per tree. Trees in low density stands used more water than trees with similar diameters from denser stands. However, there was no difference in water use between trees in different density stands when expressed on a canopy area basis. Approximately 50% of variation in water use that remained after accounting for the factors site, tree, and day was explained using a physiologically-based model that included daily potential evapotranspiration, maximum vapour pressure deficit, maximum temperature, solar radiation, and soil water storage between 0 and 10 cm. Our model suggested that a J. virginiana woodland with a closed canopy is capable of transpiring almost all precipitation reaching the soil in years with normal precipitation, indicating the potential for encroachment to reduce water yield for streamflow and groundwater recharge. Copyright (C) 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

On the spatial and temporal dependence of CO2 emission on soil properties in sugarcane (Saccharum spp.) production

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Prediction of soil shear strength in agricultural and natural environments of the Brazilian Cerrado

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Correlating soil porosity and respective geological unit in Paraíba do sul Valley, Brazil: a geostatistical methodology proposal

This manuscript aims proposing a methodology for correlating soil porosity to the respective geological units using geostatistical analysis techniques, including interpolation data by kriging. The site studied was in Lorena municipality, Paraíba do Sul Valley, southeastern Brazil. Specifically all studies were carried out within an area of 12 km2 located at Santa Edwirges farm. The database comprehended 41 soil samples taken at different geological and geomorphologic units at three different depths: surface, 50 cm and 100 cm depth. The geostatistical analyses results were correlated to a geological mapping specifically elaborated for the site. This mapping accounts for two different geological formations and a geological contact characterized by a shearing zone. The results indicate the existence of a significant relationship between the soil porosity and the respective geological units. The studies revealed that the residual soils from weathered granitic rocks tend to have higher porosities than the residual soils from weathered biotite gneiss rocks, while the soil porosity within the shearing zone is relatively un-sensitive to the respective geological formation. The spatial patterns observed were efficient to evaluate the relationship between the soil porosity, geology unit and the and geomorphology showing a good potential for correlating with others soil properties such as hydraulic conductivity, soil water retention curves and erosion potentials.

Evaluation of Electrical Resistivity in a Tropical Sandy Soil Compacted

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sensibilidade de Metarhizium anisopliae à temperatura e umidade em três tipos de solos

Este trabalho teve como objetivo investigar o efeito da temperatura e do teor de umidade do solo na sobrevivência de Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok. em três tipos de solos. Foram utilizados o Latossolo Vermelho textura argilosa, Latossolo Vermelho textura média e Argissolo Vermelho Amarelo textura arenosa média. As temperaturas empregadas foram 21,5; 26,8 e 31,5°C, e os teores de umidade foram 35, 65 e 100% de saturação. A sobrevivência do fungo foi avaliada após zero, 20, 40, 60, 80, 100 e 120 dias de incubação em cada temperatura estudada. Na análise do efeito do teor de umidade, a sobrevivência foi avaliada após zero, 14, 28, 42, 56, 70, 84, 98 e 112 dias de incubação à temperatura de 27,0±1,0°C. em ambos os ensaios, foi determinado o número de unidades formadores de colônias (UFC) em placa de Petri. Houve influência significativa da temperatura e do teor de umidade na sobrevivência do fungo. O maior crescimento e a maior sobrevivência ocorreram nas temperaturas de 21,5 e 26,8°C, enquanto que, no solo incubado a 31,5°C, o fungo cresceu pouco, e a população declinou rapidamente. No teor de 65% de umidade, houve rápido crescimento do fungo, mas no 112° dia foi observado um declínio da população nos três tipos de solos. Nos teores de 35 e 100% de umidade, o crescimento foi menor, mas obteve-se maior sobrevivência do fungo no solo.

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração

Funções de pedotransferência são regressões utilizadas para estimar atributos edáficos dependentes a partir de atributos independentes e de fácil determinação. Nesse sentido, são propostas na literatura diversas funções de pedotransferência que visam predizer a resistência do solo à penetração. Objetivou-se, portanto, com este trabalho, desenvolver e comparar a eficiência de cinco funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração, presentes na literatura, por meio do ajuste de dados obtidos tanto com o penetrômetro de impacto (campo) quanto com o penetrômetro eletrônico (laboratório), em um Latossolo manejado sob diferentes modos (convencional e plantio direto). Foram coletadas amostras indeformadas de solo na entrelinha das culturas, nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, logo após a semeadura, no florescimento e na colheita, para determinação dos atributos físico-hídricos do solo e também da resistência do solo à penetração, com o uso do penetrômetro eletrônico. A resistência do solo à penetração, obtida com o penetrômetro de impacto, foi determinada conforme a variação do conteúdo de água no solo ao longo do ciclo das culturas. As curvas ajustadas de resistência do solo à penetração tiveram a precisão e a acurácia testadas por meio de parâmetros estatísticos e foram comparadas pelo teste F. Houve sobreposição dos valores estimados pelo ajuste das curvas, evidenciando que a maneira de obtenção da resistência do solo à penetração (campo ou laboratório) não influenciou a relação entre a resistência à penetração e os atributos do solo. As equações RP = aUg b; RP = a(1-Ug)b; RP = ae bUg e RP = a + be não diferiram e foram as mais precisas e acuradas na predição da resistência do solo à penetração.

Funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração

A estimativa da curva de resistência do solo à penetração (CRP) a partir de variáveis de fácil obtenção, como o conteúdo de água, representa uma medida útil não só para a quantificação do estado de compactação, mas também para facilitar a interpretação da resistência do solo à penetração obtida em diferentes condições de campo. O objetivo deste trabalho foi estimar a CRP em solos de diferentes granulometrias e densidades, a partir de dados obtidos com o penetrômetro de impacto. O experimento foi realizado no laboratório de Pedologia da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP. Foram utilizadas quatro classes de solos: Neossolo Quartzarênico, Argissolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho distrófico e Latossolo Vermelho acriférrico, os quais foram coletados na camada de 0-0,20 m. Colunas de PVC, com dimensões de 0,25 m de diâmetro e 0,6 m de altura, foram preenchidas de forma a obter duas condições de compactação: menor densidade e maior densidade do solo. O conteúdo de água nos solos, inicialmente elevado até o ponto de saturação, foi monitorado diariamente por meio de um medidor eletrônico tipo TDR (Profile Probe PR2 acoplado ao Moisture Meter HH2). A resistência do solo à penetração foi mensurada por meio de um penetrômetro de impacto adaptado para vaso. Os pares de dados entre a resistência do solo à penetração e o conteúdo de água foram ajustados, e as CRP foram submetidas ao teste de significância. A relação entre a resistência do solo à penetração e o conteúdo de água foi descrita pelo modelo exponencial decrescente: em que RP representa a resistência do solo à penetração (MPa); Ug é o conteúdo de água (kg kg-1); e A, B e C são os coeficientes da equação. Foram obtidos coeficientes de determinação que variaram de 0,79 a 0,96.

Influência do teor de água na superfície do solo sobre a eficácia e seletividade do flazasulfuron, na cultura de cana-de-açúcar

Objetivou-se avaliar a eficácia e a seletividade do herbicida flazasulfuron aplicado em pré-emergência de Panicum maximum, Brachiaria plantaginea e Digitaria horizontalis e das plantas de cana-de-açúcar, em solos argilosos com diferentes teores de água na superfície, após os primeiros cinco dias da aplicação. Foram testadas as seguintes doses de flazasulfuron isolado: 37,5; 50,0; e 75,0 g ha-1. O herbicida foi misturado, na menor dose (37,5 g ha-1), com ametrine e diuron, ambos a 1.000 g ha¹, e com acetochlor na dose de 1.536 g ha-1. Esses tratamentos foram comparados aos padrões comerciais: isoxaflutole (112,5 g ha-1), tebuthiuron (1.000 g ha-1), sulfentrazone (800 g ha-1) e diuron + hexazinone (1.500 g ha-1). Mantiveram-se as testemunhas capinada e infestada. Todos os herbicidas foram seletivos aos cultivares de cana-de-açúcar testados (RB 845257 e RB 855536). O herbicida flazasulfuron, bem como alguns padrões comerciais, proporcionou ótimos níveis de controle das plantas daninhas onde o solo se encontrava com bons teores de água nesse período. Os resultados foram insatisfatórios - sobretudo para o flazasulfuron isolado ou em misturas com ametrine, acetochlor e diuron - para o controle de P. maximum e B. plantaginea em solo com menor teor de água na superfície. Com a dose de 37,5 g ha-1 do flazasulfuron, o controle de B. plantaginea aos 90 dias após a aplicação, foi de 42,5% em função da redução do teor de água de 22% (CC) a 7,1%, na camada de 0 a 2,5 cm do solo. O controle aumentou para 97,5% quando a variação foi de 25% a 21%.

Effects of Silicon and Drought Stress on Tuber Yield and Leaf Biochemical Characteristics in Potato

Silicon has beneficial effects on many crops, mainly under biotic and abiotic stresses. Silicon can affect biochemical, physiological, and photosynthetic processes and, consequently, alleviates drought stress. However, the effects of Si on potato (Solanum tuberosum L.) plants under drought stress are still unknown. The objective of this study was to evaluate the effect of Si supply on some biochemical characteristics and yield of potato tubers, either exposed or not exposed to drought stress. The experiment was conducted in pots containing 50 dm(3) of a Typic Acrortox soil (33% clay, 4% silt, and 63% sand). The treatments consisted of the absence or presence of Si application (0 and 284.4 mg dm(-3)), through soil amelioration with dolomitic lime and Ca and Mg silicate, and in the absence or presence of water deficit (-0.020 MPa and -0.050 MPa soil water potential, respectively), with eight replications. Silicon application and water deficit resulted in the greatest Si concentration in potato leaves. Proline concentrations increased under lower water availability and higher Si availability in the soil, which indicates that Si may be associated with plant osmotic adjustment. Water deficit and Si application decreased total sugars and soluble proteins concentrations in the leaves. Silicon application reduced stalk lodging and increased mean tuber weight and, consequently, tuber yield, especially in the absence of water stress.

Influência de silicato e calcário na nutrição, produtividade e qualidade da batata sob deficiência hídrica

A aplicação de silicato de Ca e Mg pode diminuir a acidez do solo e aumentar a disponibilidade de Ca, Mg, P e Si às plantas. O Si, mesmo não sendo essencial do ponto de vista fisiológico, traz inúmeros benefícios para o crescimento e o desenvolvimento vegetal, especialmente sob estresse. Este trabalho teve por objetivo avaliar a nutrição, a produtividade e a qualidade de tubérculos e batata cultivada em solo corrigido com calcário ou silicato sob dois níveis de umidade no solo. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de calcário dolomítico ou silicato de Ca e Mg, visando elevar a saturação por bases do solo a 60 %, e por duas tensões de água no solo: 0,020 MPa (sem deficiência hídrica) e 0,050 MPa (com deficiência hídrica). O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em vasos contendo 50 kg dm-3 de Latossolo Vermelho de textura média. O delineamento foi inteiramente ao acaso em fatorial 2 x 2, com oito repetições. A deficiência hídrica teve pouca influência na nutrição da batateira, porém reduziu a produção de tubérculos comercializáveis. O silicato de Ca e Mg proporcionou os mesmos níveis de correção do solo e de fornecimento desses nutrientes que o calcário dolomítico, além de maior disponibilidade de P e Si no solo e maior absorção desses elementos pelas plantas de batata, podendo ser utilizado em substituição ao calcário. O fornecimento de Si à cultura da batata, mediante a aplicação de silicato, proporcionou maior altura de plantas, menor acamamento das hastes e maior produção de tubérculos comercializáveis.

Resistência à penetração em latossolos: valor limitante à produtividade de arroz de sequeiro

Este trabalho objetivou avaliar o valor de resistência à penetração limitante à produtividade de arroz de sequeiro (Oryza sativa cv. IAC 165) no conteúdo de água retida, na tensão de 0,05 e 0,01 MPa. Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho, textura média (LVd) e, Latossolo Vermelho, textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 0,00-0,20m, passadas em peneira de 0,004m e compactados em camadas de 0,03m, em vasos de 0,20m de altura e 0,25m de diâmetro (0,00982m³). Os valores de resistência à penetração foram determinados com o penetrômetro de anel dinamométrico. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 2, com três repetições. No conteúdo de água retida, na tensão de 0,01MPa, o valor de resistência do solo à penetração limitante à produtividade de grãos de arroz de sequeiro foi de 2,38 e 2,07MPa, respectivamente, para o LVd e LVef. No conteúdo de água retida na tensão de 0,05MPa foram obtidas maiores produções no menor valor de resistência à penetração. O arroz de sequeiro foi menos produtivo no conteúdo de água retida na tensão de 0,05MPa.

Efeito do conteúdo de água e da compactação do solo na produção de soja

A compactação do solo tem sido fator físico limitante ao crescimento das plantas. Este trabalho objetivou avaliar a produção de soja (Glycine max cv. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 48) em razão do conteúdo de água e da compactação do solo. Usou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x2, ou seja, quatro níveis de resistência à penetração (entre 0,27 e 4,32 MPa) e dois níveis de retenção de água pelo solo (0,05 e 0,01 MPa). Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho textura média (LVd) e Latossolo Vermelho textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 020 cm, passadas em peneira de 0,4 cm e compactadas em camadas de 3 cm, em vasos de 20 cm de altura e 25 cm de diâmetro (9,82 L). Os níveis de resistência à penetração foram determinados com o penetrômetro de anel dinamométrico. O nível crítico de resistência do solo à penetração, em relação à produção de grãos, foi de 1,66 e 2,22 MPa, no LVd, e 3,05 e 2,81 MPa, no LVef, para o conteúdo de água retida na tensão de 0,05 e 0,01 MPa, respectivamente. A maior produção de grãos foi obtida na tensão de 0,01 MPa. A produção de grãos de soja é afetada em níveis críticos de resistência do solo à penetração superiores a 2 MPa em latossolos com conteúdo de água retida na tensão de 0,01 MPa.