Soil aggregation and organic carbon of Oxisols under coffee in agroforestry systems

Intensive land use can lead to a loss of soil physical quality with negative impacts on soil aggregates, resistance to root penetration, porosity, and bulk density. Organic and agroforestry management systems can represent sustainable, well-balanced alternatives in the agroecosystem for promoting a greater input of organic matter than the conventional system. Based on the hypothesis that an increased input of organic matter improves soil physical quality, this study aimed to evaluate the impact of coffee production systems on soil physical properties in two Red-Yellow Oxisols (Latossolos Vermelho-Amarelos) in the region of Caparaó, Espirito Santo, Brazil. On Farm 1, we evaluated the following systems: primary forest (Pf1), organic coffee (Org1) and conventional coffee (Con1). On Farm 2, we evaluated: secondary forest (Sf2), organic coffee intercropped with inga (Org/In2), organic coffee intercropped with leucaena and inga (Org/In/Le2), organic coffee intercropped with cedar (Org/Ced2) and unshaded conventional coffee (Con2). Soil samples were collected under the tree canopy from the 0-10, 10-20 and 20-40 cm soil layers. Under organic and agroforestry coffee management, soil aggregation was higher than under conventional coffee. In the agroforestry system, the degree of soil flocculation was 24 % higher, soil moisture was 80 % higher, and soil resistance to penetration was lower than in soil under conventional coffee management. The macroaggregates in the organic systems, Org/In2, Org/In/Le2, and Org/Ced2 contained, on average, 29.1, 40.1 and 34.7 g kg-1 organic carbon, respectively. These levels are higher than those found in the unshaded conventional system (Con2), with 20.2 g kg-1.

Perennial grasses for recovery of the aggregation capacity of a reconstructed soil in a coal mining area in southern Brazil

The construction of a soil after surface coal mining involves heavy machinery traffic during the topographic regeneration of the area, resulting in compaction of the relocated soil layers. This leads to problems with water infiltration and redistribution along the new profile, causing water erosion and consequently hampering the revegetation of the reconstructed soil. The planting of species useful in the process of soil decompaction is a promising strategy for the recovery of the soil structural quality. This study investigated the influence of different perennial grasses on the recovery of reconstructed soil aggregation in a coal mining area of the Companhia Riograndense de Mineração, located in Candiota-RS, which were planted in September/October 2007. The treatments consisted of planting: T1- Cynodon dactylon cv vaquero; T2 - Urochloa brizantha; T3 - Panicum maximun; T4 - Urochloa humidicola; T5 - Hemarthria altissima; T6 - Cynodon dactylon cv tifton 85. Bare reconstructed soil, adjacent to the experimental area, was used as control treatment (T7) and natural soil adjacent to the mining area covered with native vegetation was used as reference area (T8). Disturbed and undisturbed soil samples were collected in October/2009 (layers 0.00-0.05 and 0.10-0.15 m) to determine the percentage of macro- and microaggregates, mean weight diameter (MWD) of aggregates, organic matter content, bulk density, and macro- and microporosity. The lower values of macroaggregates and MWD in the surface than in the subsurface layer of the reconstructed soil resulted from the high degree of compaction caused by the traffic of heavy machinery on the clay material. After 24 months, all experimental grass treatments showed improvements in soil aggregation compared to the bare reconstructed soil (control), mainly in the 0.00-0.05 m layer, particularly in the two Urochloa treatments (T2 and T4) and Hemarthria altissima (T5). However, the great differences between the treatments with grasses and natural soil (reference) indicate that the recovery of the pre-mining soil structure could take decades.

Arbuscular mycorrhizal fungal communities and soil aggregation as affected by cultivation of various crops during the sugarcane fallow period

Management systems involving crop rotation, ground cover species and reduced soil tillage can improve the soil physical and biological properties and reduce degradation. The primary purpose of this study was to assess the effect of various crops grown during the sugarcane fallow period on the production of glomalin and arbuscular mycorrhizal fungi in two Latosols, as well as their influence on soil aggregation. The experiment was conducted on an eutroferric Red Latosol with high-clay texture (680 g clay kg-1) and an acric Red Latosol with clayey texture (440 g kg-1 clay) in Jaboticabal (São Paulo State, Brazil). A randomized block design involving five blocks and four crops [soybean (S), soybean/fallow/soybean (SFS), soybean/millet/soybean (SMS) and soybean/sunn hemp/soybean (SHS)] was used to this end. Soil samples for analysis were collected in June 2011. No significant differences in total glomalin production were detected between the soils after the different crops. However, total external mycelium length was greater in the soils under SMS and SHS. Also, there were differences in easily extractable glomalin, total glomalin and aggregate stability, which were all greater in the eutroferric Red Latosol than in the acric Red Latosol. None of the cover crops planted in the fallow period of sugarcane improved aggregate stability in either Latosol.

Caracterização das chuvas erosivas em Urussanga, SC, com relação ao padrão de distribuição temporal

O estudo da distribuição temporal de chuvas é realizado com objetivo de caracterizar o padrão de chuva mais frequente. O conhecimento das características físicas das chuvas com relação aos padrões de precipitação permite realizar modelagem matemática de eventos hidrológicos em condições mais próximas às condições reais. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as chuvas erosivas em Urussanga, SC, com relação aos padrões hidrológicos de distribuição temporal. Foram usados os pluviogramas da estação meteorológica de Urussanga (latitude 28,31º S, longitude 49,19º W e altitude de 49 m) relativos ao período de outubro de 1980 a março de 2012. As chuvas erosivas foram classificadas em padrões avançado, intermediário e atrasado, se a maior intensidade ocorre no terço de duração inicial, intermediário e final, respectivamente. Foram determinadas as características de altura pluvial, duração da chuva, energia cinética, intensidade máxima em 30 min, erosividade e frequência de chuvas mensais de cada padrão de chuva. Verificou-se a ocorrência de 1.221 chuvas erosivas, das quais 651 com perfil avançado; 416, intermediário; e 154, atrasado. A duração média das chuvas erosivas é de 14,4 h. A média total de intensidade média para as chuvas erosivas foi de 17,4 mm h-1. A maior concentração de chuvas (32,9 %) foi observada no intervalo de duração de 6 a 12 h. Para duração inferior a 18 h, ocorre maior frequência de chuvas do padrão avançado; já para acima de 18 h, as frequências de chuvas do padrão avançado e intermediário são semelhantes.

Soil Aggregation, Organic Carbon Concentration, and Soil Bulk Density As Affected by Cover Crop Species in a No-Tillage System

Soil aggregation and the distribution of total organic carbon (TOC) may be affected by soil tillage and cover crops. The objective of this study was to determine the effects of crop rotation with cover crops on soil aggregation, TOC concentration in the soil aggregate fractions, and soil bulk density under a no-tillage system (NTS) and conventional tillage system (CTS, one plowing and two disking). This was a three-year study with cover crop/rice/cover crop/rice rotations in the Brazilian Cerrado. A randomized block experimental design with six treatments and three replications was used. The cover crops (treatments) were: fallow, Panicum maximum, Brachiaria ruziziensis, Brachiaria brizantha, and millet (Pennisetum glaucum). An additional treatment, fallow plus CTS, was included as a control. Soil samples were collected at the depths of 0.00-0.05 m, 0.05-0.10 m, and 0.10-0.20 m after the second rice harvest. The treatments under the NTS led to greater stability in the soil aggregates (ranging from 86.33 to 95.37 %) than fallow plus CTS (ranging from 74.62 to 85.94 %). Fallow plus CTS showed the highest number of aggregates smaller than 2 mm. The cover crops affected soil bulk density differently, and the millet treatment in the NTS had the lowest values. The cover crops without incorporation provided the greatest accumulation of TOC in the soil surface layers. The TOC concentration was positively correlated with the aggregate stability index in all layers and negatively correlated with bulk density in the 0.00-0.10 m layer.

Las tecnologías avanzadas de la información y la comunicación (TIC) y el nuevo paradigma temporal

Se presenta el paradigma temporal desde la perspectiva actual de la sociedad de la información y el conocimiento. Se analiza el tiempo virtual en el ámbito de las TIC. Se estudia el tiempo en los medios de comunicación y la oferta de "tiempo real", lo inmediato, en la sociedad global y su relación con las demandas de información de los usuarios y ciudadanos. Se propone un esfuerzo ético y de transparencia en plena era global y en un mundo marcado por las tecnologías y el tiempo de la información.

Variabilidad temporal de algunas propiedades químicas en un suelo sometido a distintas sucesiones de cultivo

El presente trabajo ha sido realizado en la Finca Experimental "La Poveda" en Arganda del Rey (Madrid), con las siguientes coordenadas geográficas: latitud 40º19' N; longitud 3º19' W Gr; y altitud 550 m. El objetivo principal consiste en el estudio de la variabilidad temporal de algunas propiedades químicas en un suelo sometido a distintas sucesiones de cultivo. Para el estudio de la variabilidad temporal de las características químicas el muestreo se realizó en los meses de febrero y septiembre de 1993 y febrero y septiembre de 1994. La materia orgánica del sistema Prado/Veza-Avena presenta el menor coeficiente de variación con respecto a los sistemas monocultivo de Cebada y Veza-Avena/Girasol. El menor contenido de materia orgánica a lo largo del tiempo lo presenta el sistema Cebada/Cebada. Los sistemas Prado/Veza-Avena y Veza-Avena/Girasol presentaron contenidos de materia orgánica 42,86% y 40,54% superiores al del sistema Cebada/Cebada.

Análise espectral e temporal da cultura do café em imagens Landsat

A definição da resposta espectral da cultura do café é uma das etapas na identificação de lavouras cafeeiras em imagens de satélites de sensoriamento remoto, para fins de mapeamento e estimativa de área plantada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das imagens adquiridas pelos satélites da série Landsat, no mapeamento da cultura do café para a previsão de safras. Foi feita uma análise temporal do comportamento espectral de lavouras de café-formação e café-produção por meio de imagens livres de nuvens adquiridas nos anos de 1999 e 2001. Também foi analisado o comportamento espectral das classes pastagem e mata, que compõem os alvos de maior ocupação na área de estudo. As imagens do período seco foram mais eficientes no mapeamento de lavouras de café-formação e café-produção. As imagens da banda 4 dos dois sensores apresentaram melhor diferenciação espectral entre café e os demais alvos da cena. A reflectância do café-produção apresentou grande variabilidade entre lavouras, que pode ser atribuída à idade, espaçamento de plantas, cultivar, indicando a necessidade de trabalho em campo para a correta identificação das lavouras de café nas imagens Landsat.

Modelagem de incertezas na análise espaço-temporal dos níveis freáticos em uma bacia hidrográfica

O objetivo deste trabalho foi avaliar a oscilação dos níveis freáticos em uma bacia hidrográfica, no período seco, e modelar a variabilidade espaço-temporal desses níveis por meio de técnicas geoestatísticas multivariadas. A área de estudo foi o alto da Bacia do Rio Jardim, Distrito Federal. O regime hídrico dessa região é marcado pela sazonalidade, com períodos chuvosos (outubro a abril) e secos (maio a setembro) distintos, que determinam o comportamento dos níveis freáticos. Quanto aos fenômenos com indexação espaço-temporal, a geoestatística propõe soluções pelo modelo linear de co-regionalização, permitindo a quantificação e mapeamento das reservas hídricas subterrâneas. Quantificaram-se o volume perdido de água e o risco associado às estimativas pelas medidas de incerteza, criando-se cenários críticos do volume do aqüífero explorado na seca. Na seca, observou-se decréscimo de água nesse aqüífero. O mapa do quantil 10% indicou áreas favoráveis ao uso da água, em que os níveis freáticos oscilaram menos. O mapa do quantil 90% indicou áreas com grandes oscilações dos níveis freáticos que contribuem mais para drenagem e recarga do aqüífero.

Maize yield and rainfall on different spatial and temporal scales in Southern Brazil

This study aimed to establish relationships between maize yield and rainfall on different temporal and spatial scales, in order to provide a basis for crop monitoring and modelling. A 16-year series of maize yield and daily rainfall from 11 municipalities and micro-regions of Rio Grande do Sul State was used. Correlation and regression analyses were used to determine associations between crop yield and rainfall for the entire crop cycle, from tasseling to 30 days after, and from 5 days before tasseling to 40 days after. Close relationships between maize yield and rainfall were found, particularly during the reproductive period (45-day period comprising the flowering and grain filling). Relationships were closer on a regional scale than at smaller scales. Implications of the crop-rainfall relationships for crop modelling are discussed.

Variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas sob sistema plantio direto

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial e temporal da produtividade de soja, milho e trigo, em uma lavoura comercial de 57 ha, não irrigada, manejada há mais de dez anos sob sistema plantio direto, em um Latossolo Vermelho distrófico típico, em Palmeira das Missões, RS. A coleta de dados de produtividade de seis cultivos, entre 2000 e 2005, foi realizada por colhedora equipada com monitor de produtividade. Análises estatísticas e geoestatísticas foram realizadas a fim de avaliar a variabilidade espacial e a presença de dependência espacial ao longo dos anos. A produtividade da soja, do milho e do trigo alcançada apresenta variabilidade com continuidade espacial, correlacionando-se entre si, ao longo dos anos. Em anos de deficit hídrico, verifica-se aumento da variabilidade espacial da produtividade. A cultura do milho é mais eficiente do que a da soja em detectar a variabilidade espacial da produtividade existente na lavoura.

Estudo da dinâmica espaço-temporal do bioma Pantanal por meio de imagens MODIS

O objetivo deste trabalho foi avaliar dados multitemporais, obtidos pelo sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (MODIS), para o estudo da dinâmica espaço-temporal de duas sub-regiões do bioma Pantanal. Foram utilizadas 139 imagens "enhanced vegetation index" (EVI), do produto MOD13 "vegetation index", dados de altimetria oriundos do "shuttle radar topography mission" (SRTM) e dados de precipitação do "tropical rainfall measuring mission" (TRMM). Para a redução da dimensionalidade dos dados, as imagens MODIS-EVI foram amostradas com base nas curvas de nível espaçadas em 10 m. Foram aplicadas as técnicas de análise de autocorrelação e análise de agrupamentos aos dados das amostras, e a análise de componentes principais na área total da imagem. Houve dependência tanto temporal quanto espacial da resposta espectral com a precipitação. A análise de agrupamentos apontou a presença de dois grupos, o que indicou a necessidade da análise completa da área. A análise de componentes principais permitiu diferenciar quatro comportamentos distintos: as áreas permanentemente alagadas; as áreas não inundáveis, compostas por vegetação; as áreas inundáveis com maior resposta de vegetação; e áreas com vegetação ripária.

Modelo autologístico espaço-temporal com aplicação à análise de padrões espaciais da leprose-dos-citros

O objetivo deste trabalho foi propor estratégias de modelagem aplicadas aos dados de incidência de leprose-dos-citros, por meio do uso de um modelo autologístico espaço-temporal. A adequação do modelo autologístico foi avaliada quanto à: análise de dados provenientes de avaliações feitas em diferentes momentos; detecção de padrões espaciais da doença, pela avaliação de diferentes estruturas de vizinhança; consideração do efeito defasado no tempo de covariáveis de vizinhança; e ao efeito do ácaro transmissor na probabilidade de nova infecção. O modelo autologístico espaço-temporal adotado estendeu o modelo logístico usual, em que a estrutura de vizinhança é descrita por meio da construção de covariáveis, a partir da resposta observada em plantas vizinhas à planta avaliada, na mesma avaliação, ou em avaliações anteriores. Os dados de incidência de leprose nas plantas de citros foram coletados em pontos referenciados no espaço, durante aproximadamente dois anos. Os modelos detectam o efeito da presença do vetor e os padrões espaciais na ocorrência de novas infecções, tanto para covariáveis de vizinhança da mesma avaliação, quanto para covariáveis de vizinhança da avaliação anterior. Além disso, os modelos considerados permitem quantificar as variações na probabilidade de ocorrência da doença de acordo com o estado da doença e com a incidência do ácaro transmissor.

Temporal changes of an alfalfa succession and related soil physical properties on the Loess Plateau, China

The objective of this work was to investigate the relationship between changes in the plant community and changes in soil physical properties and water availability, during a succession from alfalfa (Medicago sativa L.) to natural vegetation on the Loess Plateau, China. Data from a succession sere spanning 32 years were collated, and vegetative indexes were compared to changes related to soil bulk density and soil water storage. The alfalfa yield increased for approximately 7 years, then it declined and the alfalfa was replaced by a natural community dominated by Stipa bungeana that began to thrive about 10 years after alfalfa seeding. Soil bulk density increased over time, but the deterioration of the alfalfa was mainly ascribed to a severe reduction in soil water storage, which was lowest around the time when degradation commenced. The results indicated that water consumption by alfalfa could be reduced by reducing plant density. The analysis of the data also suggested that soil water recharge could be facilitated by rotating the alfalfa with other crops, natural vegetation, or bare soil.

Variação temporal de propriedades físicas do solo e crescimento radicular de feijoeiro em quatro sistemas de manejo

Os objetivos deste trabalho foram determinar a variação temporal da porosidade, da densidade e da resistência à penetração do solo, em quatro sistemas de manejo, e estudar seus efeitos sobre o crescimento radicular do feijoeiro (Phaseolus vulgaris). O experimento foi conduzido em Argissolo, em delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições. Os tratamentos foram: plantio direto há 10 anos, preparo convencional, plantio em solo escarificado recentemente (Esc. recente) e plantio direto sobre área escarificada há 1 ano (Esc. 1 ano). A escarificação reduziu a densidade média do solo e aumentou a porosidade total durante o ciclo do feijoeiro. A maior densidade ocorreu na camada de 0,10-0,15 m dos sistemas plantio direto e Esc. 1 ano. A resistência à penetração foi a propriedade que melhor caracterizou e diferenciou os sistemas de manejo, as camadas com impedimento e o efeito do tempo de amostragem, porém não afetou o crescimento radicular do feijoeiro. Os efeitos da escarificação sobre a densidade e a resistência à penetração desapareceram um ano após a escarificação, o que indica a reconsolidação do solo.