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.

Monitoramento contínuo do potencial redox e de variáveis complementares em ambiente hipersazonal no Pantanal Norte

A análise conjunta do potencial redox com outras variáveis pode ser útil para o entendimento da dinâmica dos solos hidromórficos, ao longo de todo o ciclo hidrológico a que o Pantanal está submetido. Neste trabalho, foram estudados o potencial redox e algumas variáveis do solo (CO2, O2, temperatura, umidade e potencial matricial) pelo monitoramento contínuo e ininterrupto. Para isso, foram realizadas determinações nas profundidades de 10 e 30 cm num Planossolo Háplico alítico gleissólico, na fitofisionomia Cerrado sensu stricto. O trabalho foi realizado de fevereiro de 2010 a julho de 2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimônio Natural/Sistema Nacional de Unidades de Conservação - SNUC), Estância Ecológica SESC (Serviço Social do Comércio) Pantanal, município de Barão de Melgaço, nordeste do Pantanal de Mato Grosso. Os valores do potencial redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV (cheia), caracterizando ambiente anaeróbico na estação da cheia e ambiente oxidado nas demais estações do ciclo hidrológico, o que indica que o potencial redox é ferramenta versátil para compreender as reações de oxirredução nos solos hidromórficos do Pantanal mato-grossense, pois os valores diminuíram quando o teor de umidade era elevado. Além disto, o estudo evidenciou também que o monitoramento contínuo de variáveis complementares pode ser importante por permitir análise mais aprofundada das condições de hipersazonalidade, em que esses solos estão submetidos. Neste contexto, o potencial matricial e a umidade foram as variáveis de maior importância para explicar a variação do conjunto de dados obtidos ao longo do ciclo hidrológico, o que indica que esses parâmetros físicos são determinantes nos processos biológicos desse solo tropical com hipersazonalidade hídrica.

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.

Efeito da redução nos níveis de etileno e da umidade relativa no armazenamento de maçã 'Gala' em atmosfera controlada

Maçãs da cultivar Gala foram armazenadas durante oito meses em atmosfera controlada com 1 kPa O2 /3 kPa CO2, a 1°C, com o objetivo de avaliar o efeito da redução na umidade relativa do ar e de baixos níveis de etileno sobre a qualidade dos frutos. Os tratamentos foram combinações de níveis de umidade relativa e concentrações de etileno. A umidade relativa do ar foi mantida em torno de 97% para os tratamentos com alta umidade relativa, e em torno de 94% para aqueles com umidade reduzida nos dois meses iniciais e finais de armazenamento. Os tratamentos com baixos níveis de etileno consistiram de concentrações de 0,0 a 1,0 µL/L e de 0,0 a 1,5 µL/L, enquanto o tratamento sem absorção apresentava em torno de 100 µL/L. Após oito meses de armazenamento, a redução da umidade relativa a 94%, nos dois meses iniciais, ou para os dois finais, do armazenamento proporcionou firmeza de polpa mais elevada, porém com maior murchamento tanto na abertura das câmaras como após sete dias de exposição dos frutos à temperatura ambiente. A degenerescência interna e a coloração mais amarelada da epiderme foram constatadas com reduzida umidade relativa dos frutos à temperatura ambiente. A absorção de etileno manteve a firmeza da polpa sensivelmente mais elevada, a coloração da epiderme mais verde e a maior suculência dos frutos após oito meses de armazenamento.

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.

Respiração e produção de etanol e de etileno em mangas armazenadas sob diferentes concentrações de dióxido de carbono e oxigênio

O objetivo deste trabalho foi avaliar a respiração e produção de etanol e etileno em mangas armazenadas sob reduzidas concentrações de oxigênio (O2) e elevadas concentrações de dióxido de carbono (CO2). Mangas pré-climatéricas das cultivares Kent e Tommy Atkins foram armazenadas, sob fluxo contínuo, por 14 ou 21 dias, a 12°C em três concentrações de O2: 3%, 5% ou 21% em mistura com concentrações de 5%, 15%, 25%, 35%, 45%, 50% ou 70% de CO2. O tratamento-testemunha constou de armazenagem em ar sob fluxo contínuo. Após o período em atmosfera controlada (AC), as mangas foram transferidas e mantidas por 5 dias em ar a 20°C. Mangas sob concentrações de 50% e 70% de CO2 produziram mais etanol que nas demais concentrações de CO2. A redução para 3% de O2 na atmosfera de armazenagem aparentemente não teve efeito adicional ao CO2 na produção de etanol. A atividade respiratória de mangas em AC com CO2 acima de 45% foi muito mais intensa do que a respiração sob as concentrações de CO2 mais baixas; a produção de etileno, no entanto, esteve suprimida, e, mesmo após a transferência para ar, não se recuperou, permanecendo inferior aos demais tratamentos. A queda na atividade respiratória das mangas armazenadas a 50% e 70% de CO2, quando foram transferidas para ar a 20°C indica que as elevadas concentrações de CO2 causaram dano irreparável aos tecidos.

Influência da época de colheita e do armazenamento em atmosfera controlada na qualidade da maçã 'Braeburn'

Foi avaliado o efeito da época de colheita e das condições de armazenamento em atmosfera controlada sobre a firmeza da polpa, acidez titulável, ºBrix e, principalmente, sobre a ocorrência de degenerescência da polpa em maçãs (Malus domestica cv. Braeburn). Os tratamentos consistiram na combinação da data de colheita (27/3/1997 e 9/4/1997) com condição de armazenamento (temperatura de 0,5°C com: 1 kPa de O2/4,0 kPa de CO2; 1 kPa de O2/3,0 kPa de CO2; 1 kPa de O2/2,0 kPa de CO2; 21 kPa de O2/0,0 kPa de CO2, e temperatura de -0,5°C com: 1kPa de O2/3,0 kPa de CO2; 1 kPa de O2/2,0 kPa de CO2). Após oito meses de armazenamento, não foi observada suscetibilidade da maçã cv. Braeburn à baixa temperatura de armazenamento (-0,5ºC) e os frutos armazenados em ambiente refrigerado apresentaram baixa qualidade para o consumo. As condições de atmosfera controlada de 1 kPa de O2 associadas com 2 e 3 kPa de CO2 e a -0,5ºC apresentaram menor incidência de podridões, rachaduras e degenerescência senescente. Os frutos colhidos tardiamente, em 9/4/1997, apresentaram maior incidência de podridões, polpa farinhenta, degenerescência com cortiça e rachaduras. Nos parâmetros firmeza da polpa, acidez titulável e teor de sólidos solúveis totais não se observaram diferenças entre as condições de atmosfera controlada, após sete dias de exposição à temperatura de 25ºC.

Utilização de atmosfera modificada na conservação de morangos em pós-colheita

Foram realizados dois experimentos com o objetivo de testar a utilização de três composições iniciais de atmosferas (3 kPa O2 + 10 kPa CO2, 5 kPa O2 + 15 kPa CO2 e do ar ambiente) com dois tempos de armazenagem (7 e 14 dias) a 0ºC, para a conservação de morangos (Fragaria x ananassa Duch.) cv. Oso Grande. Os frutos eram provenientes de uma lavoura comercial do Município de Farroupilha, RS. No primeiro experimento, utilizaram-se vidros de 1.700 mL de capacidade para a armazenagem, e no segundo, empregaramse sacos de polietileno, de 53 cm x 90 cm e 90 mim de espessura. As atmosferas com 3 kPa O2 + 10 kPa CO2 ou 5 kPa O2 + 15 kPa CO2 apresentaram bom potencial para a conservação dos frutos por até 7 dias. A modificação da atmosfera em embalagens de polietileno empregando concentrações iniciais de ar ambiente aumentou o período de conservação e manteve a qualidade dos frutos por até 7 dias. Os benefícios decorrentes da utilização dessas atmosferas foram a manutenção da firmeza da polpa, da coloração dos frutos, dos teores de açúcares totais, e de ácido ascórbico.

Síntese de trans-resveratrol e controle de podridão em maçãs com uso de elicitores em pós-colheita

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de elicitores abióticos na biossíntese de resveratrol e na indução de resistência à podridão póscolheita de maçãs 'Gala' e 'Fuji'. Foram realizados os tratamentos: radiação ultravioleta, fosfito e acibenzolar-Smetil - aplicados antes do armazenamento - e ozônio - aplicado intermitente durante o armazenamento. As condições de armazenamento foram: 'Gala', 1,5 kPa de O2 e 2,5 kPa de CO2, a 0,5±0,1ºC, por oito meses, e 'Fuji', 1,0 kPa de O2 e <0,5 kPa de CO2, a 0,5±0,1ºC, por sete meses. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, com oito repetições de 25 frutos. Na casca dos frutos, determinou-se: trans-resveratrol, polifenóis totais, antocianinas totais e diâmetro de lesão, após inoculação de Penicillium sp. no ferimento. Analisou-se na polpa: firmeza de polpa, acidez titulável, sólidos solúveis totais, açúcares redutores e nãoredutores. Os elicitores não alteram a concentração de polifenóis totais e antocianinas, com exceção do acibenzolar-Smetil que reduz o conteúdo de antocianinas na maçã 'Gala'. Os elicitores induzem, na 'Fuji', mas não na maçã 'Gala', a síntese de trans-resveratrol na seqüência: acibenzolar-Smetil> fosfito> irradiação UV-C> ozônio. Na maçã 'Gala', o fosfito reduz a ocorrência de podridão, porém, em ambas as cultivares, não há correlação entre síntese de trans-resveratrol e controle de podridão.

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.

Qualidade de maçãs 'Fuji' armazenadas em atmosfera controlada e influência do clima na degenerescência da polpa

O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de frutos e a relação entre condições climáticas durante o desenvolvimento dos frutos e incidência de degenerescência da polpa no armazenamento em atmosfera controlada (AC) de maçãs 'Fuji'. Foram utilizados frutos de três pomares (Vacaria, RS, e São Joaquim e Lages, SC) e de dois anos agrícolas (2006/2007 e 2007/2008). Durante o desenvolvimento dos frutos, os pomares foram monitorados diariamente, quanto a temperaturas mínimas, médias e máximas, umidade relativa e precipitação. Os frutos foram armazenados por oito meses em diferentes condições de AC, a -0,5±0,1ºC e umidade relativa de 97%. Foram estimadas as correlações de Pearson entre as variáveis relativas às condições climáticas e a incidência de degenerescência da polpa após o armazenamento sob AC. Frutos armazenados sob 1,2 kPa de O2 e 2,0 kPa de CO2 apresentaram maior acidez titulável, firmeza de polpa e textura e menores taxas respiratória e de produção de etileno; exibiram, porém, alta incidência de degenerescência da polpa, em comparação aos armazenados sob 1,2 kPa de O2 e <0,5 kPa de CO2. A incidência de degenerescência da polpa diminui com o aumento nas temperaturas médias diárias, ocorridas entre 90 e 210 dias após o pleno florescimento.

Atmosfera modificada e refrigeração para conservação pós-colheita de uva 'Niagara Rosada'

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da atmosfera modificada na conservação pós-colheita da uva 'Niagara Rosada' armazenada sob refrigeração, em dois experimentos. No primeiro experimento avaliou-se o acondicionamento de cachos nas seguintes embalagens: papelão ondulado (testemunha); tereftalato de polietileno (PET); cloreto de polivinila (PVC) 17 μm; polietileno linear de baixa densidade (PELBD) 25 μm; e PELBD 50 μm. Em outro experimento, avaliaram-se os sistemas de acondicionamento: sacolas de plástico abertas (testemunha); polietileno de baixa densidade (PEBD) 25 μm; PEBD 25 μm, com injeção de mistura gasosa (21% O2/5% CO2); PEBD 25 μm (21% O2/10% CO2); PEBD 25 μm (21% O2/20% CO2). Os cachos foram armazenados a 1±1°C e 90±5% de umidade relativa (UR) por 28 dias, seguido de armazenamento em condições do ambiente (25±2°C e 80±5% UR). Os cachos foram avaliados quanto à perda de massa de matéria fresca, firmeza, cor das bagas, esbagoamento, sólidos solúveis totais (SST), acidez titulável (AT), relação SST/AT e incidência de podridões. O filme PELBD 50 μm, a partir do 14º dia a 1°C, seguido por mais três dias a 25°C, causou a fermentação dos cachos. As embalagens PELBD 25 μm, com ou sem injeção de mistura gasosa, e PVC 17 μm reduzem a perda de massa de matéria fresca dos cachos, mas não reduzem o esbagoamento e a incidência de podridões.

'Royal Gala' apple quality stored under ultralow oxygen concentration and low temperature conditions

The objective of this work was to evaluate the interaction of ultralow oxygen concentrations (ULO) with storage temperatures and carbon dioxide partial pressures and its influence on fruit quality preservation and on the occurrence of physiological disorders in 'Royal Gala' apples. The experiment was carried out in a completely randomized design, with four replicates 25-fruit. ULO conditions (1.0 kPa O2 + 2.0 kPa CO2; 0.8 kPa O2 + 1.5 kPa CO2; 0.8 kPa O2 + 1.0 kPa CO2; 0.6 kPa O2 + 1.5 kPa CO2; and 0.6 kPa O2 + 1.0 kPa CO2) were tested at 0, 0.5 and 1.0°C, in a 5x3 factorial arrangement. Fruit quality and ripening analyses were performed after eight-month storage plus seven days of shelf-life at 20°C. Oxygen partial pressures below 0.8 kPa increased the occurrence of internal breakdown and mealiness. The best ULO condition was 1.0 kPa O2 + plus 2.0 kPa CO2 at 1.0°C. The interaction of ULO conditions and storage temperatures shows the need of increasing O2 partial pressure at higher storage temperatures.

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.