Nitrogen dynamics in soil management systems. I - flux of inorganic nitrogen (NH4+ and NO3-)

In agricultural systems the N-NH4+ and N-NO3- contents is significantly affected by soil management. This study investigated the dynamics of inorganic nitrogen (N; NH4+ and NO3-) in an experimental evaluation of soil management systems (SMSs) adopted in 1988 at the experimental station of the ABC Foundation in Ponta Grossa, in the Central South region of the State of Paraná. The objective of this study was to evaluate the changes in N-NH4+ and N-NO3- flux in the surface layer of a Red Latosol arising from SMSs over a 12-month period. The experiment was arranged in a completely randomized block design in split plots, in three replications. The plots consisted of the following SMSs: 1) conventional tillage (CT); 2) minimum tillage (MT); 3) no-tillage with chisel plow every three years (NT CH); and 4) continuous no-tillage (CNT). To evaluate the dynamics of inorganic N, the subplots represented samplings (11 sampling times, T1 - T11). The ammonium N (N-NH4+) and nitric N (N-NO3-) contents were higher in systems with reduced tillage (MT and NT CH) and without tillage (CNT) than in the CT system. In the period from October 2003 to February 2004, the N-NH4+ was higher than the N-NO3- soil content. Conversely, in the period from May 2004 to July 2004, the N-NO3- was higher than the N-NH4+ content. The greatest fluctuation in the N-NH4+ and N-NO3- contents occurred in the 0-2.5 cm layer, and the highest peak in the N-NH4+ and N-NO3- concentrations occurred after the surface application of N. Both N-NH4+ and N-NO3- were strongly correlated with the soil organic C content, which indicated that these properties vary together in the system.

Distribution and vertical stratification of carbon and nitrogen in soil under different managements in the pampean region of Argentina

One of the expected benefits of no-tillage systems is a higher rate of soil C sequestration. However, higher C retention in soil is not always apparent when no-tillage is applied, due e.g., to substantial differences in soil type and initial C content. The main purpose of this study was to evaluate the potential of no-tillage management to increase the stock of total organic C in soils of the Pampas region in Argentina. Forty crop fields under no-tillage and conventional tillage systems and seven undisturbed soils were sampled. Total organic C, total N, their fractions and stratification ratios and the C storage capacity of the soils under different managements were assessed in samples to a depth of 30 cm, in three layers (0-5, 5-15 and 15-30 cm). The differences between the C pools of the undisturbed and cultivated soils were significant (p < 0.05) and most pronounced in the top (0-5 cm) soil layer, with more active C near the soil surface (undisturbed > no-tillage > conventional tillage). Based on the stratification ratio of the labile C pool (0-5/5-15 cm), the untilled were separated from conventionally tilled areas. Much of the variation in potentially mineralizable C was explained by this active C fraction (R² = 0.61) and by total organic C (R² = 0.67). No-till soils did not accumulate more organic C than conventionally tilled soils in the 0-30 cm layer, but there was substantial stratification of total and active C pools at no till sites. If the C stratification ratio is really an indicator of soil quality, then the C storage potential of no-tillage would be greater than in conventional tillage, at least in the surface layers. Particulate organic C and potentially mineralizable C may be useful to evaluate variations in topsoil organic matter.

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.

Contribution of macroporosity to water flux of a soil under different tillage systems

In view of the importance of the macroporosity for the water transport properties of soils, its quantitative assessment is a challenging task. Measurements of hydraulic conductivity (K) at different soil water tensions and the quantification of water-conducting macropores (θM) of a soil under different tillage systems could help understand the effects on the soil porous system and related hydraulic properties. The purpose of this study was to assess the effects of Conventional Tillage (CT), Chisel Plow (CP) and No Tillage (NT) on θM and on K; and to quantify the contribution of macroporosity to total water flux in a loam soil. A tension disc infiltrometer was used at two soil water pressure heads (-5 cm, and 0) to infer θM and K, during fallow. Macroporosity was determined based on the flow contribution between 0 and -5 cm water potentials (K0, K5, respectively), according to the Hagen-Poiseuille equation. The K0 values were statistically higher for CT than for NT and CP. The K5 values did not differ statistically among treatments. The mean K values varied between 0.20 and 3.70 cm/h. For CT, θM was significantly greater than for CP and NT, following the same trend as K0. No differences in θM were detected between CP and NT. With CT, the formation of water-conducting macropores with persistence until post-harvest was possible, while under CP preparation, the water-conducting macropores were not persistent. These results support the idea that tillage affects the soil water movement mainly by the resulting water-conducting macropores. Future studies on tillage effects on water movement should focus on macroporosity.

Radiation and energy balance of lettuce culture inside a polyethylene greenhouse

The objective of this paper was to describe the radiation and energy balance, during the lettuce (Lactuca sativa, L. cv. Verônica) crop cycle inside a polyethylene greenhouse. The radiation and energy balance was made inside a tunnel greenhouse with polyethylene cover (100 mum) and in an external area, both areas with 35 m². Global, reflected and net radiation, soil heat flux and air temperature (dry and humid) were measured during the crop cycle. A Datalogger, which operated at 1 Hz frequency, storing 5 minutes averages was utilized. The global (K¯) and reflected (K­) radiations showed that the average transmission of global radiation (K¯in / K¯ex) was almost constant, near to 79.59%, while the average ratio of reflected radiation (K­in / K­ex) was 69.21% with 8.47% standard-deviation. The normalized curves of short-wave net radiation, in relation to the global radiation (K*/ K¯), found for both environments, were almost constant at the beginning of cycle; this relation decreased in the final stage of culture. The normalized relation (Rn/ K¯) was bigger in the external area, about 12%, when the green culture covered the soil surface. The long-wave radiation balance average (L*) was bigger outside, about 50%. The energy balance, estimated in terms of vertical fluxes, showed that, for the external area, in average, 83.07% of total net radiation was converted in latent heat evaporation (LE), and 18% in soil heat flux (G), and 9.96% in sensible heat (H), while inside of the greenhouse, 58.71% of total net radiation was converted in LE, 42.68% in H, and 28.79% in G.

Dynamics and vertical distribution of a Hrabeiella periglandulata (Annelida) population in South Moravia, Czech Republic

The objective of this work was to evaluate the density, dynamics and vertical distribution of a Hrabeiella periglandulata population in a forest soil at Brno, Czech Republic. From December 2003 to November 2004, two plots covered by mixed stands and two covered by coniferous stands were sampled monthly. Six soil cores per plot were taken down to 15 cm and subdivided into layers, which were subjected to wet funnel extraction. Missing in one of the coniferous stands H. periglandulata was abundant in the mixed stand with the highest soil pH. In this stand, monthly sampling continued until November 2005, with three additional samplings up to January 2007. Mean annual density was 2,672±1,534 individuals m-2. Population dynamics differed from those reported from Germany. Highest densities were reached in early summer, lowest between August and December. Due to aggregated horizontal distribution, differences between monthly values were often nonsignificant. No significant correlation with climatic data was found. Nevertheless, the observed dynamics corresponded to the climatic conditions, showing particularly the negative effect of drought. The population was evenly distributed in the sampled soil profile, only avoiding the organic layer. Except for a locality in Poland, this is the easternmost record of the species.

Distribuição horizontal e vertical de fósforo em sistemas de cultivos exclusivos de soja e de integração lavoura-pecuária-floresta

O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição horizontal e vertical do fósforo no solo e a produtividade de soja em sistemas de cultivos exclusivos e de integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF). Foram avaliados os tratamentos: floresta plantada de eucalipto; lavoura de soja e milho safrinha consorciado com Urochloa brizantha 'Marandu'; pastagem de U. brizantha; sistema de ILPF; e duas áreas controle, com floresta nativa e pousio. O solo foi coletado nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm, para determinação das características químicas. As avaliações foram realizadas no segundo ano agrícola após a implantação do experimento. No sistema de ILPF, solo e produtividade foram avaliados em quatro transectos equidistantes, no centro do renque e a 3, 6, 10 e 15 m do renque, nas faces norte e sul. Os teores de P disponível (Mehlich-1) foram maiores nas camadas superficiais do solo, nos sistemas com soja/milho safrinha e com ILPF. No ILPF, os teores de P disponível não diferiram entre as distâncias do renque das árvores, e a produtividade de soja não diferiu da observada no sistema com soja/milho safrinha. Portanto, com dois anos de implantação, o sistema ILPF ainda não é capaz de interferir marcadamente nas características químicas do solo e na produtividade da soja.

Avaliação radiográfica da idade óssea em crianças infectadas pelo HIV por via vertical

OBJETIVO: O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desenvolvimento de crianças infectadas pelo vírus da imunodeficiência adquirida (HIV) por contaminação vertical, comparando-se dois métodos determinantes da idade óssea. MATERIAIS E MÉTODOS: Analisou-se uma amostra de 100 crianças, com idades variando de 4 anos e 2 meses a 11 anos e 9 meses, que realizaram radiografias de mão e punho tecnicamente padronizadas e que, posteriormente, foram analisadas segundo os critérios dos métodos de Greulich e Pyle (1959) e de Eklöf e Ringertz (1967). RESULTADOS: Os resultados obtidos mostraram diferenças estatísticas entre os métodos de análise radiográfica do desenvolvimento esquelético utilizados, com destaque para a maior sensibilidade em relação ao método de Eklöf e Ringertz (p < 0,05). O grupo feminino apresentou diferenças estatisticamente significantes entre os casos controle e HIV+ (sete casos) quando avaliados por este método (p < 0,05). CONCLUSÃO: Constatou-se, com a presente pesquisa, que houve a influência do HIV sobre o desenvolvimento esquelético neste grupo de pacientes.

Avaliação dos efeitos do ultrassom terapêutico sobre a cafeína e verificação da liberação em sistema de difusão vertical

Currently, the physiotherapists use the phonoforesis, which consists in the therapeutical ultrasound (US) used to increase the drug molecules migration through the skin, however, the US can shows oxidative effects, and is used, for example, in chemical reactions acceleration. The present study aimed to perform the electrochemical evaluation and the diffusion investigation of gel/caffeine 5% solutions submitted to therapeutical US (continuous mode, 1.0 W cm-2 and 1 MHz). It this study, it has been verified diffusion increase and a possible oxidation of the caffeine molecules, when subjected to therapeutical US.

Dispersão vertical e horizontal de conídios de Stenocarpella macrospora e Stenocarpella maydis

Em experimentos conduzidos no campo, quantificaram-se a dispersão vertical e horizontal dos conídios de Stenocarpella maydis e S. macrospora liberados de palha de milho (Zea mays) naturalmente infetada. Verificou-se que 93% do número total de conídios de S. maydis e 88% de S. macrospora foram capturados durante o dia, diferindo estatisticamente do período noturno. O número de conídios de S. maydis e S. macrospora capturados no ar foi inversamente proporcional à distância da posição vertical e horizontal das armadilhas da fonte de inóculo. Os conídios foram capturados até uma altura de 2 m acima e distantes 120 m da fonte de inóculo. No entanto, em ambos experimentos, a freqüência e o número de esporos coletados foram maiores até 25 cm acima e 20 m distante da fonte de inóculo. Além disto, a dispersão dos conídios isolados ou agrupados no cirro, ocorreu livremente no ar, não necessitando estarem veiculados a gotículas d'água.

Emprego de análise multivariada para estratificação vertical de florestas ineqüiâneas

O objetivo do presente estudo foi propor um método de estratificação vertical da floresta ineqüiânea, empregando técnicas de análise multivariada. Os dados de altura total foram obtidos em dez parcelas de 20 x 50 m cada, remedidas em junho de 2001. As parcelas foram instaladas na Mata da Silvicultura, em 1994, município de Viçosa (20º 45' S e 42º 55' W), Estado de Minas Gerais. As árvores individuais foram organizadas em ordem crescente de altura total, separadas em classes com amplitude de 1 m, e em seguida foi elaborada uma matriz X de dados de alturas totais, em que cada variável x ij representou a altura total da i-ésima árvore classificada na j-ésima classe de altura total. Essa matriz X foi o input para as análises de agrupamento e discriminante. Utilizaram-se a distância euclidiana e o método de ligação completa. A aplicação da análise de agrupamento resultou em agrupamentos hierárquicos e seqüenciais, isto é, as classes de altura foram agrupadas seqüencialmente em ordem crescente. A análise do dendrograma permitiu estratificar o povoamento em três grupos distintos, denominados de estratos de altura total (inferior, médio e superior). A análise discriminante demonstrou que a classificação foi 100% correta. O estrato inferior reuniu 1.068 (71,63%) indivíduos arbóreos, o estrato médio 324 (21,73%) e o estrato superior 99 (6,64%). As espécies Anadenanthera macrocarpa, Apuleia leiocarpa, Pseudopiptadenia contorta e Piptadenia gonoacantha apresentaram maior densidade absoluta (DA) e distribuição regular nos três estratos. O método de estratificação empregado no presente estudo provou ser mais uma ferramenta técnica e operacionalmente viável, que pode ser empregada nas análises estruturais de florestas, principalmente para estudos fitossociológicos e para elaboração e execução de planos de manejo florestal sustentável.

Avaliação dos níveis de vibração vertical no assento de um trator agrícola de pneus utilizando um sistema de aquisição automática de dados

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG-UNESP), SP, no laboratório de vibração e acústica em uma área experimental, com os objetivos de: a) determinar os níveis de vibração vertical no assento e na base do assento de um trator agrícola, executando a operação de gradagem para diferentes velocidades de trabalho; b) caracterizar a faixa de freqüência que apresenta os maiores picos de vibração vertical no assento do operador do trator; e c) analisar o conforto do operador, comparando os níveis de vibração obtidos com as principais normas vigentes. O sistema de aquisição de dados foi constituído por sensores de vibração, por condicionadores e amplificadores e por um conversor analógico-digital, instalados em um microcomputador e embarcados no trator ensaiado. Posteriormente os dados foram tratados pelo programa ORIGIN 50. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que: os níveis de aceleração encontrados na parte superior do assento foram consideravelmente inferiores aos níveis da base para as três velocidades, sendo a terceira marcha a que apresentou os maiores níveis de vibração; a faixa de freqüência que apresentou os maiores picos de vibração vertical foi entre 2 e 4 Hz; os valores de aceleração ponderada global encontraram-se bem acima dos limites definidos pela norma ISO 2631 para um período de 8 horas de trabalho; e houve crescimento dos níveis de vibração com o aumento da velocidade do sistema trator-implemento.

Estratificação vertical em floresta ombrófila densa de terra firme não explorada, Amazônia Oriental

Este estudo foi conduzido na Unidade de Manejo Florestal (UMF) da Fazenda Tracajás (02º35'53"S e 47º47'10"W), no município de Paragominas, Estado do Pará, Brasil, e teve como objetivo a estratificação vertical da floresta ombrófila densa de terra firme não explorada, empregando-se análises de agrupamento e discriminante. A floresta foi estratificada em três áreas homogêneas, denominadas classes I, II e III de estoques volumétricos. Em cada classe de estoque volumétrico foram instaladas, aleatoriamente, cinco parcelas de 100 x 100 m (1,0 ha) cada uma, cujas alturas totais de árvores individuais com dap > 15 cm foram utilizadas na estratificação vertical da floresta. As árvores individuais foram organizadas em ordem crescente de altura total e classificadas em classes de 1 m de amplitude, desde a altura total mínima até a altura total máxima. Elaborou-se uma matriz X de altura total, em que cada variável x ij representou a altura total da i-ésima árvore classificada na j-ésima classe de altura total. A matriz X foi utilizada como input nas análises de agrupamento e discriminante. A aplicação da análise de agrupamento, utilizando o método de Ward, resultou em agrupamentos hierárquicos e seqüenciais das classes de altura em estratos de altura total (inferior, médio e superior). A análise discriminante, utilizando o método de Fisher, evidenciou que a classificação foi 100% correta. A subdivisão da estrutura vertical da floresta em estratos de altura total com o emprego da análise multivariada mostrou-se um método eficiente e exeqüível de estratificação vertical de florestas ineqüiâneas.

Estrutura horizontal e vertical do componente arbóreo em fase de regeneração natural na mata Santa Luzia, no município de Catende-PE

O estudo foi desenvolvido no fragmento denominado Mata Santa Luzia, situado no Município de Catende, PE, nas coordenadas 8º72'49" S e 35º72'47" W, altitude de 239 m, com os objetivos de avaliar a regeneração natural total de espécies arbóreas no fragmento florestal e verificar a diversidade e estrutura das espécies nessa área. Para a estimativa da regeneração natural das espécies arbóreas no fragmento, foram locadas de forma sistemática 15 subparcelas permanentes de 25 m² (5 x 5 m), equidistantes em 50 m. O nível de inclusão adotado foi de CAP < 15 cm e as medições de altura (h), divididas em três classes, em que a classe 1 contemplou indivíduos com 1,0 < h < 2,0 m, a classe 2 com indivíduos 2,0 < h < 3,0 m e a classe 3 com indivíduos com h > 3,0 m. No fragmento foram amostrados 107 indivíduos vivos, pertencentes a 25 famílias botânicas e 36 táxons. Dessas, 33 foram identificadas em nível de espécie, duas em nível de gênero e uma se apresentou como indeterminada. As cinco espécies com maiores valores para regeneração natural total (RNT) foram assim distribuídas: Rheedia gardneriana Planch. & Triana (9,9%), Cupania racemosa (Vell.) Radlk (7,7%), Brosimum discolor Schott (7,4%), Vismia guianensis (Aubl.) Pers. (6,1%) e Protium heptaphyllum (Aubl.) Marchand (5,9%). Provavelmente, essas espécies no futuro serão as principais responsáveis pela manutenção da estrutura e fisionomia da floresta.

Dispersão, distribuição espacial e estratificação vertical da comunidade arbórea em um fragmento florestal no Planalto Catarinense

Este estudo teve como objetivo identificar as estratégias de dispersão de propágulos, a distribuição espacial e a estratificação vertical de espécies arbóreas em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em Lages, SC. Para amostragem da vegetação arbórea, foram alocadas 25 parcelas de 400 m² (20 m x 20 m) e todos os indivíduos arbóreos dentro das parcelas com diâmetro a altura do peito (DAP, medido a 1,30 m do solo) maior ou igual a 5 cm foram identificados e tiveram sua altura estimada. Para complementar a lista florística, foram feitos caminhamentos aleatórios no fragmento objetivando identificar espécies arbóreas não amostradas nas parcelas. As espécies foram classificadas segundo: i) a sua síndrome de dispersão em zoocórica, anemocórica ou autocórica; ii) o padrão de distribuição espacial dos indivíduos, considerando-se a distribuição aleatória, agregada e uniforme; iii) a posição no estrato vertical da floresta, como sendo dos estratos superior, intermediário ou inferior. Do total de 87 espécies amostradas, 80,5% foram classificadas como zoocóricas, 16,1% como anemocóricas e 3,4% como autocóricas. Verificou-se a predominância de espécies com distribuição espacial aleatória e pertencente ao estrato superior, com altura superior ou igual a 12,45 m. Os resultados indicam a importância da fauna silvestre para a manutenção do funcionamento ecológico do fragmento estudado, uma vez que a maior parte das espécies são zoocóricas. O conhecimento desses atributos das populações arbóreas pode subsidiar estratégias de conservação e manejo de fragmentos florestais na região, uma vez que permite conhecer melhor a ecologia das espécies.