Long-term C-CO2 emissions and carbon crop residue mineralization in an oxisol under different tillage and crop rotation systems

Soil C-CO2 emissions are sensitive indicators of management system impacts on soil organic matter (SOM). The main soil C-CO2 sources at the soil-plant interface are the decomposition of crop residues, SOM turnover, and respiration of roots and soil biota. The objectives of this study were to evaluate the impacts of tillage and cropping systems on long-term soil C-CO2 emissions and their relationship with carbon (C) mineralization of crop residues. A long-term experiment was conducted in a Red Oxisol in Cruz Alta, RS, Brazil, with subtropical climate Cfa (Köppen classification), mean annual precipitation of 1,774 mm and mean annual temperature of 19.2 ºC. Treatments consisted of two tillage systems: (a) conventional tillage (CT) and (b) no tillage (NT) in combination with three cropping systems: (a) R0- monoculture system (soybean/wheat), (b) R1- winter crop rotation (soybean/wheat/soybean/black oat), and (c) R2- intensive crop rotation (soybean/ black oat/soybean/black oat + common vetch/maize/oilseed radish/wheat). The soil C-CO2 efflux was measured every 14 days for two years (48 measurements), by trapping the CO2 in an alkaline solution. The soil gravimetric moisture in the 0-0.05 m layer was determined concomitantly with the C-CO2 efflux measurements. The crop residue C mineralization was evaluated with the mesh-bag method, with sampling 14, 28, 56, 84, 112, and 140 days after the beginning of the evaluation period for C measurements. Four C conservation indexes were used to assess the relation between C-CO2 efflux and soil C stock and its compartments. The crop residue C mineralization fit an exponential model in time. For black oat, wheat and maize residues, C mineralization was higher in CT than NT, while for soybean it was similar. Soil moisture was higher in NT than CT, mainly in the second year of evaluation. There was no difference in tillage systems for annual average C-CO2 emissions, but in some individual evaluations, differences between tillage systems were noticed for C-CO2 evolution. Soil C-CO2 effluxes followed a bi-modal pattern, with peaks in October/November and February/March. The highest emission was recorded in the summer and the lowest in the winter. The C-CO2 effluxes were weakly correlated to air temperature and not correlated to soil moisture. Based on the soil C conservation indexes investigated, NT associated to intensive crop rotation was more C conserving than CT with monoculture.

Soil CO2 flux: a method comparison of closed static chambers in a sugarcane field

A large variety of techniques have been used to measure soil CO2 released from the soil surface, and much of the variability observed between locations must be attributed to the different methods used by the investigators. Therefore, a minimum protocol of measurement procedures should be established. The objectives of this study were (a) to compare different absorption areas, concentrations and volumes of the alkali trapping solution used in closed static chambers (CSC), and (b) to compare both, the optimized alkali trapping solution and the soda-lime trapping using CSC to measure soil respiration in sugarcane areas. Three CO2 absorption areas were evaluated (7; 15 and 20 % of the soil emission area or chamber); two volumes of NaOH (40 and 80 mL) at three concentrations (0.1, 0.25 and 0.5 mol L-1). Three different types of alkaline traps were tested: (a), 80 mL of 0.5 mol L-1 NaOH in glass containers, absorption area 15 % (V0.5); (b) 40 mL of 2 mol L-1 NaOH retained in a sponge, absorption area 80 % (S2) and (c) 40 g soda lime, absorption area 15 % (SL). NaOH concentrations of 0.5 mol L-1 or lower underestimated the soil CO2-C flux or CO2 flux. The lower limit of the alkali trap absorption area should be a minimum of 20 % of the area covered by the chamber. The 2 mol L-1 NaOH solution trap (S2) was the most efficient (highest accuracy and highest CO2 fluxes) in measuring soil respiration.

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.

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.

Controle de Rhyzopertha dominica pela atmosfera controlada com CO2, em trigo

A utilização de gases inertes como fumigantes no controle de pragas é uma alternativa ao uso de fosfina. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de uma atmosfera com CO2 no controle de Rhyzoperta dominica (Fabr.) (Coleoptera: Bostrichidae) em grãos de trigo armazenado. O trabalho constou de cinco concentrações de CO2 (0, 30 , 40, 50 e 60%, completadas com N2), três períodos de exposição (5, 10, 15 dias), três populações de R. dominica (Fabr.) (Coleoptera: Bostrichidae) (Campo Mourão, PR, Sete Lagoas, MG e Santa Rosa, RS) e sete fases de desenvolvimento do inseto (ovo, larva de 1º, 2º, 3º e 4º ínstar, pupa e adulto) com três repetições. As diferentes fases da R. dominica foram acondicionadas em tecido organza e levadas para câmaras de expurgo de 200 litros com 75% deste volume repletos de grãos. As câmaras foram vedadas com borracha de silicone para garantir a hermeticidade. Após a vedação das câmaras injetavam-se os gases contendo diferentes teores de CO2. Os resultados mostraram que todos os teores de CO2 causaram 100% de mortalidade de adultos das três populações nos três períodos de exposição utilizados. Em pupas a mortalidade atingiu 100% no teor de 60% de CO2 para as três populações no período de 15 dias de exposição; porém, todos os teores de CO2 utilizados no período de 15 dias de exposição causaram 100% de mortalidade das pupas da população de Santa Rosa. Para o adequado controle de larvas de diferentes ínstares são necessários teores de CO2 iguais ou acima de 50%. Nos períodos de 10 e 15 dias de exposição, todos os teores de CO2 causaram 100% de mortalidade dos ovos das três populações avaliadas.

Eficácia e pH de caldas de glifosato após a adição de fertilizantes nitrogenados e utilização de pulverizador pressurizado por CO2

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a eficácia e o pH de caldas de glifosato após a adição de fertilizantes nitrogenados e utilização de pulverizador pressurizado por CO2. Em campo, foram aplicadas duas doses de glifosato (360 e 720 g ha-1), isoladas ou combinadas a duas concentrações de ureia (2,5 e 5,0 g L-1) ou sulfato de amônio (7,5 e 15,0 g L-1). Em laboratório, mensurou-se o pH de caldas de glifosato após o uso de diferentes concentrações do produto e dos fertilizantes nitrogenados e após a utilização do pulverizador pressurizado por CO2. Em todas as avaliações do experimento em campo, a menor dose de glifosato teve maior eficácia biológica após a adição de sulfato de amônio (15 g L-1) à calda. A ureia (5 g L-1) proporcionou efeitos benéficos somente na avaliação aos 28 dias após a aplicação. Em laboratório, o aumento da concentração de glifosato promoveu gradativa acidificação da calda de pulverização, com estabilização do pH da solução em 4,5. O sulfato de amônio causou pequena acidificação da calda herbicida, enquanto a ureia não alterou o pH. O uso do pulverizador pressurizado por CO2 pouco alterou o pH da calda de glifosato. A maior eficácia do glifosato após a adição de fertilizantes nitrogenados à calda está pouco relacionada com alterações no pH da solução.

CO2-response function of radiation use efficiency in rice for climate change scenarios

The objective of this work was to evaluate a generalized response function to the atmospheric CO2 concentration [f(CO2)] by the radiation use efficiency (RUE) in rice. Experimental data on RUE at different CO2 concentrations were collected from rice trials performed in several locations around the world. RUE data were then normalized, so that all RUE at current CO2 concentration were equal to 1. The response function was obtained by fitting normalized RUE versus CO2 concentration to a Morgan-Mercer-Flodin (MMF) function, and by using Marquardt's method to estimate the model coefficients. Goodness of fit was measured by the standard deviation of the estimated coefficients, the coefficient of determination (R²), and the root mean square error (RMSE). The f(CO2) describes a nonlinear sigmoidal response of RUE in rice, in function of the atmospheric CO2 concentration, which has an ecophysiological background, and, therefore, renders a robust function that can be easily coupled to rice simulation models, besides covering the range of CO2 emissions for the next generation of climate scenarios for the 21st century.

Determinação do volume de madeira em povoamento de eucalipto por escâner a laser aerotransportado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de se estimar o diâmetro à altura do peito (DAP) com os dados de altura e de número de árvores derivados do escâner a laser aerotransportado (LiDAR, "light detection and ranging"), e determinar o volume de madeira de talhão de Eucalyptus sp. a partir dessas variáveis. O número total de árvores detectadas foi obtido com uso da filtragem de máxima local. A altura de plantas estimada pelo LiDAR apresentou tendência não significativa à subestimativa. A estimativa do DAP foi coerente com os valores encontrados no inventário florestal; porém, também mostrou tendência à subestimativa, em razão do comportamento observado quanto à altura. A variável número de fustes apresentou valores próximos aos observados nas parcelas do inventário. O LiDAR subestimou o volume total de madeira do talhão em 11,4%, em comparação ao volume posto na fábrica. A tendência de subestimação da altura das árvores (em média, cerca de 5%) impactou a estimativa do volume individual de árvores e, consequentemente, a do volume do talhão. No entanto, é possível gerar equações de regressão que estimam o DAP com boa precisão, a partir de dados de altura de plantas obtidos pelo LiDAR. O modelo parabólico é o que possibilita as melhores estimativas da produção volumétrica dos talhões de eucalipto.

Fertilidade do solo e estado nutricional do cafeeiro cultivado em atmosfera enriquecida com CO2

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de concentrações de CO2 atmosférico nos atributos químicos do solo, na linha (cafeeiro) e na entrelinha (braquiária), e nos teores de macronutrientes em folhas do cafeeiro. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e seis repetições. Os tratamentos consistiram de dois níveis de CO2 atmosférico, 390 e 550 μmol mol-1. A amostragem de solo foi realizada na linha e na entrelinha do cafeeiro, em 2013 e 2014, nas camadas de 0-5,0, 5,0-10, 10-20 e 20-40 cm, e de 0-10, 10-20 e 20-40 cm, respectivamente. Avaliaram-se pH, teores de Ca2+, Mg2+, K, P e S disponíveis, saturação por bases e matéria orgânica do solo. Em 2013 e 2014, houve redução nos teores de P na linha do cafeeiro, com o aumento da concentração de CO2. Em 2014, houve redução nos teores de K disponível no solo e aumento dos teores de K na folha do cafeeiro sob 550 μmol mol-1 de CO2. Em cafeeiro cultivado em atmosfera enriquecida com CO2, o teor de P disponível no solo é o que mais reduz, o que indica a necessidade de reposição adequada deste nutriente.

Emissão de etileno e de CO2 em mamão 'Sunrise Solo' e 'Golden'

Frutos de mamoeiro 'Sunrise Solo' e 'Golden' foram armazenados a 10º C e a 25º C e monitorados diariamente quanto às emissões de CO2 e de C2H4, observando-se a evolução do índice de cor de casca. A não-alteração do índice de cor de casca, ao longo dos 20 dias de conservação a 10º C, refletiu a influência da refrigeração na retenção do metabolismo dos mamões. Houve dois incrementos da respiração e da emissão de etileno, no quarto dia e entre o oitavo e o nono dia, nos frutos armazenados a 25º C. A temperatura de 10º C deteve a respiração climatérica do mamão e a emissão de etileno, comprovando que o seu metabolismo se reduz, permitindo que os frutos apresentem aspecto imaturo após 20 dias de armazenamento.

Qualidade de caqui 'Rama forte' após armazenamento refrigerado, influenciada pelos tratamentos 1-MCP e/ou CO2

Avaliaram-se os efeitos dos tratamentos com CO2 e 1-MCP (1-metilciclopropeno) sobre a adstringência (índice de tanino), firmeza da polpa e distúrbios da epiderme em caqui 'Rama Forte'. Frutos foram tratados com 1-MCP por 24 h, logo após a colheita e/ou com alto CO2 (70%) por 24 ou 48 h, um dia após a colheita ou após o armazenamento refrigerado (AR). Os caquis foram armazenados sob atmosfera modificada a 0 ºC, por 45 dias, e a seguir mantidos a 23 ºC, por 9 dias. Frutos-controle (não tratados com 1-MCP nem com CO2) amoleceram em três dias e perderam aproximadamente 50% da adstringência em 6 dias após o AR. A exposição ao CO2 acelerou a redução da adstringência. Esse efeito do CO2 foi menor em frutos tratados com 1-MCP, especialmente quando o CO2 foi aplicado após o AR, por apenas 24 h. O tratamento com 1-MCP inibiu o amolecimento e a redução da adstringência, especialmente nos frutos não tratados com CO2. O amolecimento de frutos tratados com 1-MCP foi maior quando a exposição ao CO2 ocorreu antes do AR. A combinação dos tratamentos com 1-MCP e alto CO2 reduziu a incidência de podridões e manchas translúcidas, mas não alterou o desenvolvimento de pintas pretas ('estrias'). Os resultados indicam que é possível induzir perda da adstringência sem excessiva perda da firmeza da polpa de caquis 'Rama Forte' após o AR pela associação dos tratamentos com 1-MCP logo após a colheita e alto CO2 após o AR.

Termoablação a laser de tumores hepáticos: atualização

A termoablação por raio laser de tumores hepáticos tem despontado como alternativa válida de tratamento em pacientes que não são candidatos a ressecção cirúrgica. O procedimento pode ser realizado por via percutânea, laparoscópica ou por laparotomia, e orientado por métodos de imagem. O objetivo deste trabalho é apresentar o mecanismo de ação deste método, bem como as suas indicações, contra-indicações, complicações e resultados clínicos, baseados em revisão bibliográfica.

Prevenção da xerostomia e da mucosite oral induzidas por radioterapia com uso do laser de baixa potência

OBJETIVO: Verificar se o uso do laser de InGaAlP com comprimento de onda de 685 nm pode reduzir a incidência de xerostomia, gravidade da mucosite oral e da dor associada à mucosite em pacientes portadores de câncer de cabeça e pescoço submetidos a radioterapia. MATERIAIS E MÉTODOS: Sessenta pacientes portadores de carcinoma de cabeça e pescoço foram submetidos a radioterapia com dose diária de 1,8 a 2,0 Gy e dose final de 45 a 72 Gy. O volume salivar foi medido nos dias um, 15, ao final do tratamento e após 15 e 30 dias, e a mucosite oral em avaliações semanais. Vinte e nove pacientes se submeteram a radioterapia sem laser e 31 foram submetidos a radioterapia e laser com dose diária de 2 joules/cm² em pontos pré-determinados da mucosa oral e glândulas parótida e submandibular. RESULTADOS: No grupo submetido a radioterapia e laser, a incidência de mucosite (p < 0,001) e dor (p < 0,016) foram significativamente menores e o volume salivar se manteve maior (p < 0,001) durante e após o tratamento. CONCLUSÃO: Os pacientes submetidos à associação de radioterapia e laser tiveram menor incidência de xerostomia, mucosite oral e dor quando comparados ao grupo de radioterapia sem laser, com resultados com significância estatística.

Low-level laser therapy for the prevention of low salivary flow rate after radiotherapy and chemotherapy in patients with head and neck cancer

Abstract Objective: To determine whether low-level laser therapy can prevent salivary hypofunction after radiotherapy and chemotherapy in head and neck cancer patients. Materials and Methods: We evaluated 23 head and neck cancer patients, of whom 13 received laser therapy and 10 received clinical care only. An InGaAlP laser was used intra-orally (at 660 nm and 40 mW) at a mean dose of 10.0 J/cm2 and extra-orally (at 780 nm and 15 mW) at a mean dose of 3.7 J/cm2, three times per week, on alternate days. Stimulated and unstimulated sialometry tests were performed before the first radiotherapy and chemotherapy sessions (N0) and at 30 days after the end of treatment (N30). Results: At N30, the mean salivary flow rates were significantly higher among the laser therapy patients than among the patients who received clinical care only, in the stimulated and unstimulated sialometry tests (p = 0.0131 and p = 0.0143, respectively). Conclusion: Low-level laser therapy, administered concomitantly with radiotherapy and chemotherapy, appears to mitigate treatment-induced salivary hypofunction in patients with head and neck cancer.

Determinação de traços de Co e Co2 "em linha" por cromatografia em fase gasosa

The present work describes a rapid and sensitive method for the determination of carbon monoxide and carbon dioxide at low concentration levels, on line, in ethylene and hydrogen lines. These gases were separated in a column filled with Porapak Q, converted to methane and quantified by a flame ionization detector. Some modifications were made in the injection system and in the lines of the carrier gas. The detection limits of 2,6 ppbV and 4,85 ppbV for CO and CO2, respectively, were reached after modifications.