Magnetic susceptibility to identify landscape segments on a detailed scale in the region of Jaboticabal, São Paulo, Brazil

The agricultural potential is generally assessed and managed based on a one-dimensional vision of the soil profile, however, the increased appreciation of sustainable production has stimulated studies on faster and more accurate evaluation techniques and methods of the agricultural potential on detailed scales. The objective of this study was to investigate the possibility of using soil magnetic susceptibility for the identification of landscape segments on a detailed scale in the region of Jaboticabal, São Paulo State. The studied area has two slope curvatures: linear and concave, subdivided into three landscape segments: upper slope (US, concave), middle slope (MS, linear) and lower slope (LS, linear). In each of these segments, 20 points were randomly sampled from a database with 207 samples forming a regular grid installed in each landscape segment. The soil physical and chemical properties, CO2 emissions (FCO2) and magnetic susceptibility (MS) of the samples were evaluated represented by: magnetic susceptibility of air-dried fine earth (MS ADFE), magnetic susceptibility of the total sand fraction (MS TS) and magnetic susceptibility of the clay fraction (MS Cl) in the 0.00 - 0.15 m layer. The principal component analysis showed that MS is an important property that can be used to identify landscape segments, because the correlation of this property within the first principal component was high. The hierarchical cluster analysis method identified two groups based on the variables selected by principal component analysis; of the six selected variables, three were related to magnetic susceptibility. The landscape segments were differentiated similarly by the principal component analysis and by the cluster analysis using only the properties with higher discriminatory power. The cluster analysis of MS ADFE, MS TS and MS Cl allowed the formation of three groups that agree with the segment division established in the field. The grouping by cluster analysis indicated MS as a tool that could facilitate the identification of landscape segments and enable the mapping of more homogeneous areas at similar locations.

Uncertainties in the prediction of spatial variability of soil CO2 emissions and related properties

The soil CO2 emission has high spatial variability because it depends strongly on soil properties. The purpose of this study was to (i) characterize the spatial variability of soil respiration and related properties, (ii) evaluate the accuracy of results of the ordinary kriging method and sequential Gaussian simulation, and (iii) evaluate the uncertainty in predicting the spatial variability of soil CO2 emission and other properties using sequential Gaussian simulations. The study was conducted in a sugarcane area, using a regular sampling grid with 141 points, where soil CO2 emission, soil temperature, air-filled pore space, soil organic matter and soil bulk density were evaluated. All variables showed spatial dependence structure. The soil CO2 emission was positively correlated with organic matter (r = 0.25, p < 0.05) and air-filled pore space (r = 0.27, p < 0.01) and negatively with soil bulk density (r = -0.41, p < 0.01). However, when the estimated spatial values were considered, the air-filled pore space was the variable mainly responsible for the spatial characteristics of soil respiration, with a correlation of 0.26 (p < 0.01). For all variables, individual simulations represented the cumulative distribution functions and variograms better than ordinary kriging and E-type estimates. The greatest uncertainties in predicting soil CO2 emission were associated with areas with the highest estimated values, which produced estimates from 0.18 to 1.85 t CO2 ha-1, according to the different scenarios considered. The knowledge of the uncertainties generated by the different scenarios can be used in inventories of greenhouse gases, to provide conservative estimates of the potential emission of these gases.

Comportamento dos óxidos de ferro da fração argila e do fósforo adsorvido, em diferentes sistemas de colheita de cana-de-açúcar

Na agricultura, a obtenção de maiores produtividades das culturas com base no manejo sustentável do solo tem levado a uma busca gradativa do conhecimento das variáveis envolvidas nos sistemas de produção. Determinar as causas da variabilidade dos atributos passa a ser uma etapa do planejamento estratégico no setor sucroenergético. Este trabalho teve por objetivo estudar a variabilidade espacial dos óxidos de ferro da fração argila e sua relação com atributos físicos e químicos do solo, em diferentes sistemas de colheita de cana-de-açúcar na Região de Ribeirão Preto, SP. Duas parcelas de 1 ha foram delimitadas em áreas com sistema de colheitas mecanizada e manual. Foram retiradas, em cada área, amostras de solos em 126 pontos, na profundidade de 0,00-0,25 m. Os resultados das análises mineralógicas e químicas foram submetidos às análises geoestatísticas, obtendo-se a dependência espacial, os semivariogramas e os mapas de krigagem dos atributos estudados. Para analisar a correlação espacial entre os atributos estudados, foram construídos semivariogramas cruzados. A variabilidade espacial dos atributos químicos é maior em áreas com colheita de cana crua, quando comparada com áreas de colheita de cana queimada, ao contrário dos atributos mineralógicos, que apresentaram os maiores alcances na área de cana crua. Os atributos matéria orgânica, diâmetro médio do cristal da goethita apresentaram correlação espacial negativa, enquanto a argila apresentou correlação positiva com a adsorção de fósforo nos dois sistemas de colheita de cana-de-açúcar avaliados.

Efeito do preparo do solo e resíduo da colheita de cana-de-açúcar sobre a emissão de CO2

O solo é um dos principais compartimentos de carbono no ecossistema terrestre, capaz de armazenar quantidades expressivas desse elemento e, portanto, a compreensão dos fatores que contribuem para as perdas de CO2 em solos agrícolas é fundamental para determinar estratégias de redução das emissões desse gás e ajudar a mitigar o efeito estufa. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do preparo do solo e da deposição de resíduos da cultura da cana-de-açúcar na emissão de CO2, temperatura e umidade do solo, durante a reforma do canavial, ao longo de um período de 15 dias. Os manejos avaliados foram: sem preparo do solo e mantendo os resíduos da colheita sobre a superfície do solo (SPCR); sem preparo do solo e sem resíduo (SPSR) e com preparo do solo e sem resíduo (CPSR). A menor média de emissão de CO2 do solo (FCO2) foi observada no manejo SPCR (2,16 µmol m-2 s-1), quando comparado aos manejos SPSR (2,90 µmol m-2 s-1) e CPSR (3,22 µmol m-2 s-1), indicando que as maiores umidades e menores variações da temperatura do solo, observadas em SPCR, foram os fatores responsáveis por tal diminuição. Durante o período de estudo, a menor média diária da FCO2 foi registrada em SPCR (1,28 µmol m-2 s-1) e a maior em CPSR (6,08 µmol m-2 s-1), após a ocorrência de chuvas. A menor perda de C-CO2 do solo foi observada no manejo SPCR (367 kg ha-1 de C-CO2), diferindo significativamente (p<0,05) dos manejos: SPSR (502 kg ha-1 de C-CO2) e CPSR (535 kg ha-1 de C-CO2). A umidade do solo foi a variável que apresentou valores mais diferenciados entre os manejos, sendo positivamente correlacionada (r = 0,55; p<0,05) com as variações temporais da emissão de CO2 nos manejos SPCR e CPSR. Em adição, a temperatura do solo diferiu (p<0,05) somente no manejo SPCR (24 ºC), quando comparada aos manejos SPSR (26 ºC) e CPSR (26,5 ºC), sugerindo que, para as condições deste estudo, o resíduo da cana-de-açúcar retido sobre a superfície propiciou uma temperatura do solo, em média, 2 ºC mais amena.

Iron oxides and quality of organic matter in sugarcane harvesting systems

Improvements in working conditions, sustainable production, and competitiveness have led to substantial changes in sugarcane harvesting systems. Such changes have altered a number of soil properties, including iron oxides and organic matter, as well as some chemical properties, such as the maximum P adsorption capacity of the soil. The aim of this study was to characterize the relationship between iron oxides and the quality of organic matter in sugarcane harvesting systems. For that purpose, two 1 ha plots in mechanically and manually harvested fields were used to obtain soil samples from the 0.00-0.25 m soil layer at 126 different points. The mineralogical, chemical, and physical results were subjected to descriptive statistical analyses, such as the mean comparison test, as well as to multivariate statistical and principal component analyses. Multivariate tests allowed soil properties to be classified in two different groups according to the harvesting method: manual harvest with the burning of residual cane, and mechanical harvest without burning. The mechanical harvesting system was found to enhance pedoenvironmental conditions, leading to changes in the crystallinity of iron oxides, an increase in the humification of organic matter, and a relative decrease in phosphorus adsorption in this area compared to the manual harvesting system.

Caracterização potenciométrica de substâncias húmicas extraídas de solos da Antártica Marítima

Monitoring of soil carbon storage may indicate possible effects of climate change on the terrestrial environment and it is therefore necessary to understand the influence of redox potential and chemical characteristics of humic substances (HS) of Antarctic soil. Five soils from King George Island were used. HS were extracted, quantified and characterized by potentiometry and the content of total carbon and nitrogen determined. HS of these soils had greater aliphatic character, low content of phenolic groups, lower acidity and lower formal standard electrode potential, compared to HS of soils from other regions, suggesting they are more likely to be oxidized.

Taxa de emissão de CO2 de um latossolo fertirrigado com ácido fosfórico por gotejamento

A aplicação de fertilizantes fosfatados por meio de fertirrigação com sistemas de irrigação localizada pode causar obstrução de emissores. Para evitar esse problema, pode ser utilizado o ácido fosfórico como fonte de fósforo às plantas. Porém, têm sido pouco investigados os efeitos da irrigação relacionados às perdas de CO2 do solo para a atmosfera, em conseqüência da decomposição do carbono orgânico e da infiltração de água no solo. Neste trabalho, investigou-se, no período de um mês, o efeito da fertirrigação com ácido fosfórico nas taxas de emissão de CO2 de um latossolo desprovido de vegetação, na Área Experimental de Irrigação da UNESP, Câmpus de Jaboticabal - SP. Utilizou-se de um sistema de irrigação por gotejamento, com delineamento experimental em blocos casualizados, constando de cinco repetições e cinco tratamentos (0; 30; 60; 90 e 120 kg ha-1de P2O5), aplicados via fertirrigação com ácido fosfórico. Verificou-se que as taxas de emissão de CO2 aumentaram significativamente após as fertirrigações, porém não houve efeito da dose do ácido fosfórico sobre as taxas. A umidade do solo mostrou-se um fator importante na relação entre as variações das taxas de emissão e a temperatura do solo ao longo do período estudado.

Variabilidade espacial da emissão de CO2 em Latossolos sob cultivo de cana-de-açúcar em diferentes sistemas de manejo

Neste trabalho, foi determinada a estrutura da variabilidade espacial da emissão de CO2, temperatura e umidade de solos desprovidos de vegetação em duas localidades sob cultivo da cana-de-açúcar, em sistemas de manejos de cana crua e de cana queimada, no nordeste do Estado de São Paulo. A emissão de CO2 e a temperatura do solo foram registradas utilizando-se de câmara de fluxo portátil e sensor de temperatura do sistema LI-6400. A umidade foi avaliada utilizando sistema portátil TDR. A maior emissão foi observada no local sob manejo de cana queimada, com valor médio de 2,05 μmol m-2 s-1, porém a dependência espacial na emissão de CO2 foi encontrada somente na área sob manejo de cana crua. Os mapas de krigagem da emissão de CO2, temperatura e umidade do solo sob manejo de cana queimada mostraram correspondência à declividade do terreno, com as maiores emissões e temperaturas localizadas na parte mais alta, sendo as maiores umidades do solo encontradas na parte mais baixa do local estudado. Os resultados indicam correlação linear positiva da emissão de CO2 com a temperatura, e negativa com a umidade do solo somente no local com manejo de cana queimada, e não no sistema de cana crua, onde a presença de palhada certamente impede a ação direta da radiação solar e o escoamento de chuvas.

Desempenho operacional de um protótipo "aerossolo"

O desempenho operacional de máquinas e equipamentos agrícolas é de fundamental importância para o conhecimento do comportamento desses em condições de trabalho. O presente estudo teve por objetivo avaliar o desempenho operacional de um protótipo "Aerossolo", tracionado por um trator Valtra BM100 4x2 TDA, com potência no motor de 73,6 kW (100 cv). O equipamento é de arrasto, constituído por comando hidráulico, cabeçalho com luva telescópica para regulagem longitudinal, duas seções dispostas lateralmente, contando com 28 lâminas em cada uma delas, lastros de concreto, rodas de transporte e rolo destorroador. O trabalho foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da UNESP -Jaboticabal, em delineamento em blocos casualizados, no esquema fatorial 3 x 3, com quatro repetições. A combinação dos nove tratamentos deu-se por três condições de lastragens (0; 960 e 1.307 kg) e três ângulos das seções (0º; 7º e 14º). Os resultados evidenciaram aumento de 32,4% no consumo operacional (L há-1) relacionado à maior lastragem, bem como em 26,8% com o maior ângulo das seções, ambos comparados à condição sem lastro e com menor ângulo, respectivamente. A profundidade de trabalho, a força de tração e a potência na barra aumentaram com o aumento do ângulo das seções e com a adição de lastros.

Temporal variability of soil CO2 emission after conventional and reduced tillage described by an exponential decay in time model

To study Assessing the impact of tillage practices on soil carbon losses dependents it is necessary to describe the temporal variability of soil CO2 emission after tillage. It has been argued that large amounts of CO2 emitted after tillage may serve as an indicator for longer-term changes in soil carbon stocks. Here we present a two-step function model based on soil temperature and soil moisture including an exponential decay in time component that is efficient in fitting intermediate-term emission after disk plow followed by a leveling harrow (conventional), and chisel plow coupled with a roller for clod breaking (reduced) tillage. Emission after reduced tillage was described using a non-linear estimator with determination coefficient (R²) as high as 0.98. Results indicate that when emission after tillage is addressed it is important to consider an exponential decay in time in order to predict the impact of tillage in short-term emissions.

Soil CO2 emission as related to incorporation of sugarcane crop residues and aggregate breaking after rotary tiller

Soil tillage is a process that accelerates soil organic matter decomposition transferring carbon to atmosphere, mainly in the CO2 form. In this study, the effect of rotary tillage on soil CO2 emission was investigated, including the presence of crop residues on the surface.Emissions were evaluated during 15 days after tillage in 3 plots: 1) non-tilled and without crop residues on soil surface (NTwo), 2) rotary tiller without the presence of crop residues on soil surface (RTwo), and 3) rotary tiller with the presence of crop residues in soil surface (RTw). Emissions from the RTw plot were higher than the other plots, (0.777 g CO2 m-2 h-1), with the lowest emissions recorded in the NTwo plot (0.414 g CO2 m-2 h-1). Total emission indicates that the difference of C-CO2 emitted to atmosphere corresponds to 3% of the total additional carbon in the crop residues in the RTw plot compared to RTwo. The increase in the RTwo emission in comparison to NTwo was followed by changes in the aggregate size distribution, especially those with average diameter lower than 2 mm. The increase in emission from the RTw plot in relation to RTwo was related to a decrease in crop residue mass on the surface, and its higher fragmentation and incorporation in soil. When the linear correlation between soil CO2 emission, and soil temperature and soil moisture is considered, only the RTw treatment showed significant correlation (p<0.05) with soil moisture.

Crop residues on short-term CO2 emissions in sugarcane production areas

The proper management of agricultural crop residues could produce benefits in a warmer, more drought-prone world. Field experiments were conducted in sugarcane production areas in the Southern Brazil to assess the influence of crop residues on the soil surface in short-term CO2 emissions. The study was carried out over a period of 50 days after establishing 6 plots with and without crop residues applied to the soil surface. The effects of sugarcane residues on CO2 emissions were immediate; the emissions from residue-covered plots with equivalent densities of 3 (D50) and 6 (D100) t ha-1 (dry mass) were less than those from non-covered plots (D0). Additionally, the covered fields had lower soil temperatures and higher soil moisture for most of the studied days, especially during the periods of drought. Total emissions were as high as 553.62 ± 47.20 g CO2 m-2, and as low as 384.69 ± 31.69 g CO2 m-2 in non-covered (D0) and covered plot with an equivalent density of 3 t ha-1 (D50), respectively. Our results indicate a significant reduction in CO2 emissions, indicating conservation of soil carbon over the short-term period following the application of sugarcane residues to the soil surface.

Emissão de CO2 do solo associada à calagem em área de conversão de laranja para cana-de-açúcar

A emissão de CO2 do solo (FCO2) em áreas agrícolas é resultante da interação de diversos fatores, sendo alterada pela prática de manejos do solo e da cultura, além das condições edafoclimáticas locais. Neste estudo, objetivou-se quantificar a FCO2 em função da calagem e posição da aplicação (antiga linha e entrelinha) da cultura da laranja em área de conversão para a cultura da cana-de-açúcar, no município de Frutal-MG. Os tratamentos avaliados foram: Linha/CC (linha com aplicação de calcário); Entrelinha/CC (entrelinha com aplicação de calcário); Linha/SC (linha sem aplicação de calcário), e Entrelinha/SC (entrelinha sem aplicação de calcário). FCO2, temperatura do solo (Ts) e umidade do solo (Us) foram avaliadas durante 12 dias. O maior valor médio da FCO2 ao longo do período de estudo foi observado no tratamento Linha/CC (9,63 µmol m-2 s-1); e o menor, no tratamento Entrelinha/CC (5,92 µmol m-2 s-1), segundo teste de Tukey. A FCO2 foi negativamente correlacionada à Us na Linha/CC (r = - 0,56; p < 0,05) e na Linha/SC (r = - 0,66; p < 0,05). Entre a FCO2 e a Ts, verificou-se correlação positiva e significativa na Linha/CC (r = 0,76; p < 0,001), na Linha/SC (r = 0,89; p < 0,001) e na Entrelinha/SC (r = 0,66; p < 0,05). Observou-se que a calagem e a posição de aplicação (linha e entrelinha) influenciaram nas emissões de CO2 do solo.

Tratamento conservador de trauma renal grave após litotripsia extracorpórea por ondas de choque

Subcapsular and perinephric hematomas are relatively common after shock-wave lithotripsy, but high-grade kidney injuries are extremely rare. We present the first case of a high-grade kidney injury after shock-wave lithotripsy managed conservatively. A 57-year-old white female patient with left 1.5cm superior ureteral calculi was submitted to shock-wave lithotripsy.

Transplantation and survival of mouse inner ear progenitor/stem cells in the organ of Corti after cochleostomy of hearing-impaired guinea pigs: preliminary results

In mammals, damage to sensory receptor cells (hair cells) of the inner ear results in permanent sensorineural hearing loss. Here, we investigated whether postnatal mouse inner ear progenitor/stem cells (mIESCs) are viable after transplantation into the basal turns of neomycin-injured guinea pig cochleas. We also examined the effects of mIESC transplantation on auditory functions. Eight adult female Cavia porcellus guinea pigs (250-350g) were deafened by intratympanic neomycin delivery. After 7 days, the animals were randomly divided in two groups. The study group (n=4) received transplantation of LacZ-positive mIESCs in culture medium into the scala tympani. The control group (n=4) received culture medium only. At 2 weeks after transplantation, functional analyses were performed by auditory brainstem response measurement, and the animals were sacrificed. The presence of mIESCs was evaluated by immunohistochemistry of sections of the cochlea from the study group. Non-parametric tests were used for statistical analysis of the data. Intratympanic neomycin delivery damaged hair cells and increased auditory thresholds prior to cell transplantation. There were no significant differences between auditory brainstem thresholds before and after transplantation in individual guinea pigs. Some mIESCs were observed in all scalae of the basal turns of the injured cochleas, and a proportion of these cells expressed the hair cell marker myosin VIIa. Some transplanted mIESCs engrafted in the cochlear basilar membrane. Our study demonstrates that transplanted cells survived and engrafted in the organ of Corti after cochleostomy.