Electrical Conductivity and Chemical Composition of Soil Solution: Comparison of Solution Samplers in Tropical Soils

ABSTRACT Soil solution samplers may have the same working principle, but they differ in relation to chemical and physical characteristics, cost and handling, and these aspects exert influence on the chemical composition of the soil solution obtained. This study was carried out to evaluate, over time, the chemical composition of solutions extracted by Suolo Acqua, with the hydrophilic membrane (HM) as a standard, using soils with contrasting characteristics, and to determine the relationship between electrical conductivity (EC) and concentration of ions and pH of soil solution samples. This study was carried out under laboratory conditions, using three soils samples with different clay and organic matter (OM) contents. Soil solution contents of F−, Cl−, NO−3, Br−, SO42−, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, were analyzed, as well as inorganic, organic, and total C contents, pH, and EC, in four successive sampling times. Soil solution chemical composition extracted by the Suolo Acqua sampler is similar to that collected by the HM, but the Suolo Acqua extracted more Na+ and soluble organic C than the HM solution. Solution EC, cation and anion concentrations, and soluble C levels are higher in the soil with greater clay and OM contents (Latossolo and Cambissolo in this case). Soil solution composition varied over time, with considerable changes in pH, EC, and nutrient concentrations, especially associated with soil OM. Thus, single and isolated sampling of the soil solution must be avoided, otherwise composition of the soil solution may not be correctly evaluated. Soil solution EC was regulated by pH, as well as the sum of cation and anion concentrations, and the C contents determined in the soil liquid phase.

Determinação da tensão de água em solo agrícola usando um sensor de dissipação de calor

Um estudo foi realizado sob condições de laboratório e de campo objetivando avaliar um sensor de solo utilizado para determinação da temperatura e da tensão da água no solo. Devido à solubilidade do gesso, material poroso utilizado na fabricação dos sensores, houve redução em área da seção transversal e volume, e aumento da porosidade efetiva desses sensores, em relação aos valores observados antes do início dos testes. Os valores médios da temperatura observados com os sensores foram praticamente iguais aos observados com um termômetro de referência com precisão de 0,1°C. Quando sensores saturados foram instalados a 5 cm de profundidade em um solo franco-argilo-siltoso secado ao ar, em relação a valores de Delta T, o tempo de resposta do sensor à secagem foi um pouco superior a 24 horas. Valores de Delta T observados, tanto no laboratório quanto no campo, apresentaram maior variabilidade na faixa representativa de solo seco, em comparação com o solo úmido. Sob condições de campo, não houve diferença estatística (teste F; 5%) entre as médias de Delta T obtidas com os sensores de dissipação de calor instalados a 10 cm de profundidade e as médias de tensão obtidas com tensiômetros e transformadas para Delta T.

Critical values of nitrogen indices in tomato plants grown in soil and nutrient solution determined by different statistical procedures

The objective of this study was to establish critical values of the N indices, namely soil-plant analysis development (SPAD), petiole sap N-NO3 and organic N in the tomato leaf adjacent to the first cluster (LAC), under soil and nutrient solution conditions, determined by different statistical approaches. Two experiments were conducted in randomized complete block design with four repli-cations. Tomato plants were grown in soil, in 3 L pot, with five N rates (0, 100, 200, 400 and 800 mg kg-1) and in solution at N rates of 0, 4, 8, 12 and 16 mmol L-1. Experiments in nutrient solution and soil were finished at thirty seven and forty two days after transplanting, respectively. At those times, SPAD index and petiole sap N-NO3 were evaluated in the LAC. Then, plants were harvested, separated in leaves and stem, dried at 70ºC, ground and weighted. The organic N was determined in LAC dry matter. Three statistical procedures were used to calculate critical N values. There were accentuated discrepancies for critical values of N indices obtained with plants grown in soil and nutrient solution as well as for different statistical procedures. Critical values of nitrogen indices at all situations are presented.

Imagens do sensor MODIS associadas a um modelo agronômico para estimar a produtividade de soja

O objetivo deste trabalho foi estimar a produtividade de soja no Rio Grande do Sul, nas safras de 2000/2001 a 2002/2003, por meio de um modelo agronômico implementado em um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Duas abordagens foram utilizadas: o modelo agronômico (AGRO), com valores de índice de área foliar (IAF) obtidos da literatura; e o modelo agronômico-espectral (AGROESPEC), com valores de IAF estimados a partir das imagens MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer). As estimativas de produtividade obtidas pelo modelo foram comparadas àquelas fornecidas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), com o uso do teste t para pares de observação. Nas safras 2000/2001 e 2001/2002, não foram observadas diferenças significativas. Para 2002/2003, o modelo subestimou o valor de produtividade em 7,87 e 7,04%, nas abordagens AGRO e AGROESPEC, respectivamente, em comparação à produtividade fornecida pelo IBGE. Ambas as abordagens do modelo permitiram avaliação objetiva e quantitativa do efeito das condições meteorológicas sobre a produtividade de soja. Entretanto, o AGROESPEC forneceu estimativas mais detalhadas, no que se refere à variação espacial da produtividade, em razão do emprego dos valores de IAF estimados a partir das imagens MODIS.

Mapeamento da temperatura da superfície terrestre com uso do sensor AVHRR/NOAA

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adequação do uso do sensor AVHRR/NOAA (Advanced Very High Resolution Radiometer/National Oceanic and Atmospheric Administration) para mapeamento da temperatura da superfície terrestre (TST) no Estado do Rio Grande do Sul, por meio da comparação entre três algoritmos clássicos. Foram comparados os métodos de Becker & Li, Sobrino et al. e Kerr et al. para estimativa das TST mínimas, utilizando imagens noturnas e logo após o amanhecer. Os dados de emissividade e TST foram obtidos por meio de combinações matemáticas da radiação detectada nas faixas do visível, infravermelho próximo e termal do sensor AVHRR/NOAA. O sensor AVHRR é adequado para o mapeamento de TST para as condições do tipo de cobertura do solo que predominam no Rio Grande do Sul, visto que a TST estimada pelos três métodos testados foi próxima à temperatura do ar medida nos locais selecionados. O método de Sobrino et al. foi o mais adequado.

Comportamento do NDVI obtido por sensor ótico ativo em cereais

O objetivo deste trabalho foi avaliar, com um sensor ótico ativo, o comportamento do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI - "normalized difference vegetation index"), nas culturas de trigo, triticale, cevada e milho. Cinco experimentos foram conduzidos no Paraná e São Paulo, com variação de classes de solo, doses e fontes de N, e variedades de trigo. As seguintes variáveis foram avaliadas: NDVI, teor de N foliar, matéria seca e produtividade das culturas. Análises de regressões foram realizadas entre as doses de N aplicadas e NDVI, teor de N foliar, matéria seca e produtividade. Análises de correlação entre as variáveis foram realizadas. O trigo, triticale e cevada apresentaram resposta às aplicações de doses crescentes de N, pelo aumento nas leituras do NDVI, no teor de N foliar e na produtividade. Medido pelo sensor ótico ativo utilizado, o NDVI apresenta alto potencial para manejo do N nas culturas do trigo, triticale e cevada, e baixo potencial para a cultura do milho. Há interferência das variedades de trigo nas leituras do sensor ótico ativo.

Avaliação de fluxos de calor e evapotranspiração pelo modelo SEBAL com uso de dados do sensor ASTER

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da aplicação do modelo SEBAL em estimar os fluxos de energia em superfície e a evapotranspiração diária, numa extensa área de cultivo de arroz irrigado, no município de Paraíso do Sul, RS, tendo como parâmetros dados do sensor ASTER. As variáveis estudadas constituem importantes parâmetros do tempo e do clima em estudos agrometeorológicos e de racionalização no uso da água. As metodologias convencionais de estimativa desses parâmetros são pontuais e geralmente apresentam incertezas, que aumentam quando o interesse é o comportamento espacial desses parâmetros. Aplicou-se o algoritmo "Surface Energy Balance Algorithm for Land" (SEBAL), em uma imagem do sensor "Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer" (ASTER). As estimativas obtidas foram comparadas com medições em campo, realizadas por uma estação micrometeorológica localizada no interior da área de estudo. As estimativas mais precisas foram as de fluxo de calor sensível e de evapotranspiração diária, e a estimativa que apresentou maior erro foi a do fluxo de calor no solo. A metodologia empregada foi capaz de reproduzir os fluxos de energia em superfície de maneira satisfatória para estudos agrometeorológicos e de rendimento de culturas.

Validação de modelo para predição do potencial produtivo de trigo com sensor óptico ativo

O objetivo deste trabalho foi validar um modelo baseado no índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), para a predição da variabilidade espacial da biomassa acumulada na parte aérea e da produtividade de grãos de trigo. Foram realizadas leituras georreferenciadas de NDVI e biomassa, no final do afilhamento, e produtividade. O modelo proposto permitiu relacionar classes de variabilidade espacial do NDVI e da biomassa, com 81% de correspondência entre elas. Entretanto, a relação entre as classes de variabilidade espacial da produtividade e do NDVI foi menor, com 48% de correspondência.

Sensor óptico no auxílio à recomendação de adubação nitrogenada em cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de um sensor óptico ativo terrestre como auxiliar na recomendação da aplicação de nitrogênio em taxa variável, na cultura da cana-de-açúcar. Foram instalados experimentos em delineamento de blocos ao acaso, com uso de diferentes doses de N (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1). A resposta da cana-de-açúcar ao N foi avaliada por diferentes métodos - sensor óptico, clorofilômetro e teor foliar de N -, quando a altura média dos colmos atingiu 0,2, 0,4 e 0,6 m. Observou-se baixa correlação entre o teor foliar de N e a quantidade de clorofila nas folhas mensuradas por clorofilômetro. Portanto, essas características foram insuficientes para avaliar a eficiência do sensor óptico, uma vez que os valores mensurados se elevaram conforme o aumento da dose de N. A estratégia de recomendação com base na resposta da cultura, estimada pelo sensor óptico em faixa de cana-de-açúcar que recebeu a dose adequada de N, mostrou-se mais condizente com a produtividade obtida. O sensor óptico é ferramenta útil para auxiliar na recomendação de N para a cultura da cana-de-açúcar, ao se considerar a variabilidade espacial da sua demanda.

Imagens multipolarizadas do sensor Palsar/Alos na discriminação das fases fenológicas da cana‑de‑açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das imagens multipolarizadas do sensor‑radar Palsar/Alos em diferenciar as fases fenológicas da cana‑de‑açúcar. Valores digitais de quatro imagens do sensor, dos meses de fevereiro, maio, agosto e outubro de 2008, com polarizações HH (emissão e recebimento de onda na polarização horizontal) e HV (emissão de onda na polarização horizontal e recebimento na vertical), foram convertidos para coeficientes de retroespalhamento (σ°), para a análise de dados de cana‑de‑açúcar, cultivadas em talhões na região nordeste do Estado de São Paulo. Foram selecionadas três variedades, em diferentes estágios fenológicos: RB85‑5156, seis talhões; RB86‑7515, dez talhões; e RB92‑5345, dez talhões. As diferenças entre as fases fenológicas foram avaliadas para cada uma das variedades e, também, entre as variedades. A utilização simultânea ou não dos dados do sensor Palsar/Alos, obtidos em duas polarizações, foi capaz de discriminar as diferentes fases de crescimento da cana‑de‑açúcar, com exceção da fase de crescimento dos colmos e a fase de maturação, em que não foi observada diferença significativa.

Séries temporais de NDVI do sensor SPOT Vegetation e algoritmo SAM aplicados ao mapeamento de cana‑de‑açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar o mapeamento de área de cana‑de‑açúcar por meio de série temporal, de seis anos de dados do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), oriundos do sensor Vegetation, a bordo do satélite "système pour l'observation de la Terre" (SPOT). Três classes de cobertura do solo (cana‑de‑açúcar, pasto e floresta), do Estado de São Paulo, foram selecionadas como assinaturas espectro‑temporais de referência, que serviram como membros extremos ("endmembers") para classificação com o algoritmo "spectral angle mapper" (SAM). A partir desta classificação, o mapeamento da área de cana‑de‑açúcar foi realizado com uso de limiares na imagem-regra do SAM, gerados a partir dos valores dos espectros de referência. Os resultados mostram que o algoritmo SAM pode ser aplicado a séries de dados multitemporais de resolução moderada, o que permite eficiente mapeamento de alvo agrícola em escala mesorregional. Dados oficiais de áreas de cana‑de‑açúcar, para as microrregiões paulistas, apresentam boa correlação (r² = 0,8) com os dados obtidos pelo método avaliado. A aplicação do algoritmo SAM mostrou ser útil em análises temporais. As séries temporais de NDVI do sensor SPOT Vegetation podem ser utilizadas para mapeamento da área de cana‑de‑açúcar em baixa resolução.

Sugarcane response to nitrogen rates, measured by a canopy reflectance sensor

Abstract:The objective of this work was to evaluate whether a canopy sensor is capable of estimating sugarcane response to N, as well as to propose strategies for handling the data generated by this device during the decision-making process for crop N fertilization. Four N rate-response experiments were carried out, with N rates varying from 0 to 240 kg ha-1. Two evaluations with the canopy sensor were performed when the plants reached average stalk height of 0.3 and 0.5 m. Only two experiments showed stalk yield response to N rates. The canopy sensor was able to identify the crop response to different N rates and the relationship of the nutrient with sugarcane yield. The response index values obtained from the canopy sensor readings were useful in assessing sugarcane response to the applied N rate. Canopy reflectance sensors can help to identify areas responsive to N fertilization and, therefore, improve sugarcane fertilizer management.

Gas exchange, phisiological indexes and ionic accumulation in Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer seedlings in nutrients solution

"Araticum-de-terra-fria" (Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer) has been consider a good alternative in rootstock production for the main commercial Annonaceae species. Although this species develops in different soil and climate conditions, there is no understanding by the physiological responses of this species at different nutritional levels. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different ionic strengths on development of vegetative species known as "Araticum-de-terra-fria". It was evaluated in seedlings grown in different ionic strengths (25% I, 50% I, 75% I and 100% I) of the complete nutrient solution Hoagland and Arnon (1950) nº 2, for 140 days, the following characteristics: Gas Exchange (CO2 assimilation rate, stomatal conductance, internal CO2 concentration, transpiration rate, water use efficiency, Rubisco carboxylation efficiency); Vegetative growth characteristics (diameter, leaf number, dry matter); Physiological Indexes (leaf area ratio, specific leaf area, relative growth rate, net assimilation rate, leaf weight ratio) and Ionic Accumulation (nutrients leaf analysis). Seedlings grown under 50% I showed the highest values of Leaf CO2 assimilation rate, water use efficiency, carboxylation efficiency, growth, relative growth rate, net assimilation rate and ionic accumulation in the total dry matter. So it is concluded that "Araticum-de-terra-fria" seedlings grown under intermediate nutrient concentrations of complete nutrient solution Hoagland and Arnon (1950) nº 2, explored more adequately their physiological potential that justify their adaptation in different nutritional conditions and allow reducing the amount of mineral nutrition of seedlings production.

Characterization of nutrient deficiency in Hancornia speciosa Gomes seedlings by omitting micronutrients from the nutrient solution

Hancornia speciosa Gomes (Mangaba tree) is a fruit tree belonging to the Apocynaceae family and is native to Brazil. The production of seedlings of this species is limited by a lack of technical and nutritional expertise. To address this deficiency, this study aimed to characterize the visual symptoms of micronutrient deficiency and to assess growth and leaf nutrient accumulation in H. speciosa seedlings supplied with nutrient solutions that lack individual micronutrients. H. speciosa plants were grown in nutrient solution in a greenhouse according to a randomized block design, with four replicates. The treatments consisted of a group receiving complete nutrient solution and groups treated with a nutrient solution lacking one of the following micronutrients: boron (B), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn), and molybdenum (Mo). The visual symptoms of nutrient deficiency were generally easy to characterize. Dry matter production was affected by the omission of micronutrients, and the treatment lacking Fe most limited the stem length, stem diameter, root length, and number of leaves in H. speciosa seedlings as well as the dry weight of leaves, the total dry weight, and the relative growth in H. speciosa plants. The micronutrient contents of H. speciosa leaves from plants receiving the complete nutrient solution treatment were, in decreasing order, Fe>Mn>Cu>Zn>B.