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.

Variações de curto prazo nas emissões de CO2 do solo em diferentes sistemas de manejo do cafeeiro

Soil CO2 emissions represent an important component of carbon global cycle. However, information about short-term alterations of CO2 fluxes in soils of tropical regions are scarce. So, the objective of this study was to evaluate such variations in coffee plantations in Latosol (Oxisol). The CO2 emissions were not affected by environmental abiotic factors, such as temperature and soil water evaporation, but they were significantly correlated with the carbon content of microbial biomass (R=0.90, P<0.05). It happens a close relationship between root activity and soil CO2 emission in coffee plantations.

CO2, CH4 and N2O fluxes in an Ultisol treated with sewage sludge and cultivated with castor bean

Organic residue application into soil alter the emission of gases to atmosphere and CO2, CH4, N2O may contribute to increase the greenhouse effect. This experiment was carried out in a restoration area on a dystrophic Ultisol (PVAd) to quantify greenhouse gas (GHG) emissions from soil under castor bean cultivation, treated with sewage sludge (SS) or mineral fertilizer. The following treatments were tested: control without N; FertMin = mineral fertilizer; SS5 = 5 t ha-1 SS (37.5 kg ha-1 N); SS10 = 10 t ha-1 SS (75 kg ha-1 N); and SS20 = 20 t ha-1 SS (150 kg ha-1 N). The amount of sludge was based on the recommended rate of N for castor bean (75 kg ha-1), the N level of SS and the mineralization fraction of N from SS. Soil gas emission was measured for 21 days. Sewage sludge and mineral fertilizers altered the CO2, CH4 and N2O fluxes. Soil moisture had no effect on GHG emissions and the gas fluxes was statistically equivalent after the application of FertMin and of 5 t ha-1 SS. The application of the entire crop N requirement in the form of SS practically doubled the Global Warming Potential (GWP) and the C equivalent emissions in comparison with FertMin treatments.

Nitrous oxide and methane fluxes in south Brazilian gleysol as affected by nitrogen fertilizers

Nitrogen fertilizers increase the nitrous oxide (N2O) emission and can reduce the methane (CH4) oxidation from agricultural soils. However, the magnitude of this effect is unknown in Southern Brazilian edaphoclimatic conditions, as well as the potential of different sources of mineral N fertilizers in such an effect. The aim of this study was to investigate the effects of different mineral N sources (urea, ammonium sulphate, calcium nitrate, ammonium nitrate, Uran, controlled- release N fertilizer, and urea with urease inhibitor) on N2O and CH4 fluxes from Gleysol in the South of Brazil (Porto Alegre, RS), in comparison to a control treatment without a N application. The experiment was arranged in a randomized block with three replications, and the N fertilizer was applied to corn at the V5 growth stage. Air samples were collected from a static chambers for 15 days after the N application and the N2O and CH4 concentration were determined by gas chromatography. The topmost emissions occurred three days after the N fertilizer application and ranged from 187.8 to 8587.4 µg m-2 h-1 N. The greatest emissions were observed for N-nitric based fertilizers, while N sources with a urease inhibitor and controlled release N presented the smallest values and the N-ammonium and amidic were intermediate. This peak of N2O emissions was related to soil NO3--N (R² = 0.56, p < 0.08) when the soil water-filled pore space was up to 70 % and it indicated that N2O was predominantly produced by a denitrification process in the soil. Soil CH4 fluxes ranged from -30.1 µg m-2 h-1 C (absorption) to +32.5 µg m-2 h-1 C (emission), and the accumulated emission in the period was related to the soil NH4+-N concentration (R² = 0.82, p < 0.001), probably due to enzymatic competition between nitrification and metanotrophy processes. Despite both of the gas fluxes being affected by N fertilizers, in the average of the treatments, the impact on CH4 emission (0.2 kg ha-1 equivalent CO2-C ) was a hundredfold minor than for N2O (132.8 kg ha-1 equivalent CO2-C). Accounting for the N2O and CH4 emissions plus energetic costs of N fertilizers of 1.3 kg CO2-C kg-1 N regarding the manufacture, transport and application, we estimated an environmental impact of N sources ranging from 220.4 to 664.5 kg ha-1 CO2 -C , which can only be partially offset by C sequestration in the soil, as no study in South Brazil reported an annual net soil C accumulation rate larger than 160 kg ha-1 C due to N fertilization. The N2O mitigation can be obtained by the replacement of N-nitric sources by ammonium and amidic fertilizers. Controlled release N fertilizers and urea with urease inhibitor are also potential alternatives to N2O emission mitigation to atmospheric and systematic studies are necessary to quantify their potential in Brazilian agroecosystems.

Avaliação da voz em pacientes submetidos à cordectomia com laser de CO2

OBJETIVO: Avaliar a voz de pacientes portadores de carcinomas iniciais glóticos submetidos à cordectomia com laser de CO2. MÉTODO: Foram avaliados 15 pacientes com diagnóstico de carcinoma espinocelular Tis e T1 glóticos. A avaliação foi feita por meio da análise perceptivo auditiva da voz, pela análise acústica computadorizada e videolaringoestroboscópica. Os pacientes responderam a um questionário de avaliação geral da voz e um protocolo de qualidade de vida relacionado à voz (QVV). Os resultados foram comparados aos de um grupo controle de indivíduos com laringes normais. RESULTADOS: A análise perceptivo-auditiva da voz revelou que a maioria dos pacientes submetidos à cordectomia apresentou algum grau de disfonia, à custa de rouquidão e soprosidade. Considerando os parâmetros acústicos analisados e os valores do grupo controle, observou-se a tendência de um pequeno incremento da freqüência fundamental, mas sem diferença estatisticamente significante; os valores de jitter, shimmer e da proporção harmônico-ruído apresentaram-se significantemente alterados. Os aspectos analisados na videolaringoestroboscopia mostraram-se melhores nas cordectomias menos extensas. Os escores do QVV sugerem que os pacientes tiveram um discreto impacto na qualidade de vida relacionada à voz. CONCLUSÕES: Apesar da presença de alterações na qualidade vocal dos pacientes submetidos à cordectomia com laser de CO2, os resultados funcionais tendem a ser bem aceitos pelos pacientes, com discreta repercussão na qualidade de vida.

Efluxo de CO2 do solo em floresta de transição Amazônia Cerrado e em área de pastagem

O objetivo deste trabalho foi (a) estimar o efluxo de CO2 do solo em uma Floresta de Transição Amazônica Cerrado e em uma área de Pastagem localizadas no norte do Mato Grosso, e (b) verificar a influência da umidade e temperatura do solo, e serrapilheira acumulada no efluxo de CO2. As medições foram realizadas com aparelho de absorção de CO2 por infravermelho (EGM/WMA-2 PP System, Hitchin Hertz, UK) de maio/2005 a abril/2006. Os valores médios do efluxo de CO2 do solo na Floresta e na área de Pastagem foram de 5,45 e 4,95 µmolm-2s-1, respectivamente. Uma resposta satisfatória do efluxo de CO2 do solo e a serrapilheira acumulada, ocorreu somente na estação seca. Na estação seca o comportamento do efluxo de CO2 do solo foi semelhante na Floresta de Transição Amazônica Cerrado e na área de Pastagem, e na estação úmida os ecossistemas apresentaram comportamentos distintos, e o efluxo de CO2 do solo na área de Pastagem foi superior ao na Floresta de Transição. É essencial que se avalie a influência de outros fatores no efluxo de CO2 em ecossistemas localizados em um mesmo ecótono para a obtenção de novas respostas que contribuíam para esclarecer as dúvidas da emissão de CO2 em nível mundial.

Soil CO2 efflux in central Amazonia: environmental and methodological effects

Soil respiration plays a significant role in the carbon cycle of Amazonian rainforests. Measurements of soil respiration have only been carried out in few places in the Amazon. This study investigated the effects of the method of ring insertion in the soil as well as of rainfall and spatial distribution on CO2 emission in the central Amazon region. The ring insertion effect increased the soil emission about 13-20% for sandy and loamy soils during the firsts 4-7 hours, respectively. After rainfall events below 2 mm, the soil respiration did not change, but for rainfall greater than 3 mm, after 2 hours there was a decrease in soil temperature and respiration of about 10-34% for the loamy and sand soils, with emissions returning to normal after around 15-18 hours. The size of the measurement areas and the spatial distribution of soil respiration were better estimated using the Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) data. The Campina reserve is a mosaic of bare soil, stunted heath forest-SHF and tall heath forest-THF. The estimated total average CO2 emissions from the area was 3.08±0.8 µmol CO2 m-2 s-1. The Cuieiras reserve is another mosaic of plateau, slope, Campinarana and riparian forests and the total average emission from the area was 3.82±0.76 µmol CO2 m-2 s-1. We also found that the main control factor of the soil respiration was soil temperature, with 90% explained by regression analysis. Automated soil respiration datasets are a good tool to improve the technique and increase the reliability of measurements to allow a better understanding of all possible factors driven by soil respiration processes.

Geoquímica de rios de água preta do sudeste do Amazonas: origem, fluxo dos elementos e consumo de CO2

Neste trabalho foi examinada a composição química das águas dos afluentes da margem direita do rio Madeira que drenam as rochas do Escudo Brasileiro. O estudo foi realizado no município de Apuí no sudeste do estado do Amazonas, Brasil. Foram analisados pH, condutividade, as concentrações de SiO2 e de íons dissolvidos (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, HCO3-, Cl-, NO3- e SO4(2-)) em quatro épocas do ano segundo o índice pluviométrico: chuvosa, transição para a estiagem, estiagem e transição para a chuvosa. As águas são diluídas, mais concentradas em HCO3- e SiO2 e representam o típico ambiente de intensa lixiviação que afeta as rochas na Amazônia. Apesar da química das águas terem influência da sazonalidade, foram identificadas variações em função da litologia. As taxas de exportação de cátions e de erosão química das rochas são baixas e refletem a estabilidade tectônica da região e o manto intempérico que dificulta a interação da água com o substrato rochoso.

Effect of CO2 and 1-octen-3-ol attractants for estimating species richness and the abundance of diurnal mosquitoes in the southeastern Atlantic forest, Brazil

Studies have shown that both carbon dioxide (CO2) and octenol (1-octen-3-ol) are effective attractants for mosquitoes. The objective of the present study was to evaluate the attractiveness of 1-octen-3-ol and CO2 for diurnal mosquitoes in the southeastern Atlantic forest. A Latin square experimental design was employed with four treatments: CDC-light trap (CDC-LT), CDC-LT and 1-octen-3-ol, CDC-LT and CO2 and CDC-LT with 1-octen-3-ol and CO2. Results demonstrated that both CDC-CO2 and CDC-CO2-1-octen-3-ol captured a greater number of mosquito species and specimens compared to CDC-1-octen-3-ol; CDC-LT was used as the control. Interestingly, Anopheles (Kerteszia) sp. was generally attracted to 1-octen-3-ol, whereas Aedes serratus was the most abundant species in all Latin square collections. This species was recently shown to be competent to transmit the yellow fever virus and may therefore play a role as a disease vector in rural areas of Brazil.

The impact of CO2 on collection of Aedes aegypti (Linnaeus) and Culex quinquefasciatus Say by BG-Sentinel(r) traps in Manaus, Brazil

Carbon dioxide (CO2) is an important component for activating and attracting host-seeking mosquitoes. The BG-Sentinel(r) trap is a well-established monitoring tool for capturing Culicidae, but CO2 role for the trap effectiveness has not been evaluated in highly urbanised areas. The objective was to evaluate the effectiveness of BG-Sentinel traps baited with and without CO2 for capturing urban mosquitoes. Fifteen areas were selected within the city of Manaus, Brazil, where four BG-Sentinels were operated for 24 h, two of them with CO2 and two without CO2. Captured Aedes aegypti females were dissected for the determination of their parity status. A significantly higher proportion of traps (from 32-79%) were positive for female Ae. aegypti when using the BG-Sentinel with CO2 (χ2 = 11.0271, p ≤ 0.001). Catches of female Culex spp were six times higher in CO2 traps (Mann-Whitney U test = 190.5; p = 0.001). Parity rates were similar for both traps. This study showed that CO2 has primarily an enhancing effect on the efficacy of BG-Sentinel for capturing Culex spp in Manaus. For Ae. aegypti, the positivity rate of the trap was increased, when CO2 was added.

Biomassa microbiana e produção de C-CO2 e N mineral de um podzólico vermelho-escuro submetido a diferentes sistemas de manejo: Microbial biomass and C-CO2 and mineral nitrogen production in paleudult soil cultivated under different management systems

Os sistemas de manejo, com diferenças no revolvimento do solo e na composição dos resíduos vegetais, alteram as propriedades biológicas do solo, com reflexos na qualidade do solo e na produtividade das culturas. Com vistas em medir estas alterações nas propriedades biológicas do solo, a biomassa e a atividade microbiana foram avaliadas em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul (RS), utilizando diferentes preparos (convencional, reduzido e plantio direto) e dois sistemas de sucessões de culturas (aveia preta + vica/milho + caupi e aveia/milho). As avaliações foram realizadas em quatro épocas, durante 12 meses, e em duas profundidades (0-5 e 5-15 cm). O carbono da biomassa microbiana foi analisado pelo método de fumigação-incubação, e a atividade microbiana, pela produção de C-CO2 e N mineral, após 60 dias de incubação. As diferenças na biomassa e na atividade microbiana, entre os sistemas de manejo, foram mais pronunciadas na camada de 0-5 cm. Nesta camada de solo, observaram-se os maiores valores de biomassa e de atividade nos preparos conservacionistas e no sistema aveia + vica/milho + caupi. Dentre as variáveis estudadas, a mineralização de N mostrou-se a mais sensível aos manejos, à profundidade e à época de amostragem.

Efeito de sistemas de preparo e de cultura na dinâmica da matéria orgânica e na mitigação das emissões de CO2

Neste estudo, ajustou-se um modelo exponencial de primeira ordem aos dados de carbono orgânico (CO) e N total (NT) do solo, do 5º e 9º ano de um experimento instalado em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul (RS). Determinaram-se os parâmetros da dinâmica da matéria orgânica e simularam-se os estoques de CO e NT do solo em três sistemas de preparo (convencional-PC, reduzido-PR e plantio direto-PD) e três sistemas de cultura (aveia/milho-A/M, aveia + ervilhaca/milho-A + E/M e aveia + ervilhaca/milho + caupi A + E/M + C). A taxa de decomposição da matéria orgânica do solo diminuiu de 0,054 ano-1, no sistema com lavração e gradagem (PC), para 0,039 ano-1, no solo escarificado (PR), e 0,029 ano-1, no solo não revolvido (PD). Estimou-se que os estoques de CO e NT do solo em 1990 (30,78 Mg ha-1 e 2.200 kg ha-1) diminuirão para 16,11 Mg ha-1 e 1.396 kg ha-1 na combinação PC - A/M. Por sua vez, no sistema PD - A + E/M + C, os estoques de CO e NT do solo em 1990 (32,52 Mg ha-1 e 2.690 Mg ha-1) tenderão a aumentar a estoques estáveis de 54,83 Mg ha-1 e 7.966 kg ha-1, respectivamente. Os sistemas de manejo sem revolvimento do solo e alto aporte de resíduos apresentaram efeito positivo na mitigação das emissões de CO2. Enquanto o sistema PC-A/M apresentou um efluxo líquido (emitido pelo solo > fixado pelas culturas por fotossíntese) de 2,08 Mg CO2 ha-1 para atmosfera no ano de 1994, o sistema PD - A + E/M + C mostrou um influxo líquido (emitido pelo solo < fixado pelas culturas) de CO2 de 1,79 Mg ha-1 ano-1. Atingidos os estoques estáveis de CO no solo estimados pelo modelo, o solo no sistema PD - A + E/M + C terá seqüestrado aproximadamente 142 Mg CO2 ha-1, em comparação ao sistema PC-A/M.

Rotação de culturas no sistema plantio direto em Tibagi (PR): II - Emissões de CO2 e N2O

A atividade agrícola pode alterar a quantidade e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS), resultando em emissões de dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O) do solo para a atmosfera. O sistema plantio direto (SPD) com a utilização de leguminosas em sistemas de rotação é uma estratégia que deve ser considerada tanto para o aumento da quantidade de MOS como para seu efeito na redução das emissões dos gases de efeito estufa. Com o objetivo de determinar os fluxos de gases do efeito estufa (CO2 e N2O) do solo, um experimento foi instalado em Tibagi (PR), em um Latossolo Vermelho distroférrico textura argilosa. Os tratamentos, dispostos em faixas não casualizadas com parcelas subdivididas, foram: sistema plantio direto por 12 anos com sucessões milho/trigo e soja/trigo (PD12 M/T e PD12 S/T, respectivamente) e por 22 anos (PD22 M/T e PD22 S/T, respectivamente). As emissões de CO2 do solo foram aproximadamente 20 % mais elevadas no PD22 em relação ao PD12. As emissões de CO2 apresentaram correlação significativa (R² = 0,85; p < 0,05) com a temperatura do solo, com emissões médias 40 % menores, registradas nos meses com temperaturas mais baixas. As emissões mais elevadas de N2O foram observadas após a colheita das culturas de verão, sobretudo na sucessão milho/trigo, em relação à sucessão soja/trigo. As emissões de N2O foram aproximadamente 25 % maiores após aplicação do fertilizante nitrogenado na cultura do trigo nas duas sucessões e apresentaram correlação significativa (R² = 0,88; p < 0,01) com o grau de saturação de água no solo (Sr %).

Postharvest nitrous oxide emissions from a subtropical oxisol as influenced by summer crop residues and their management

Nitrous oxide (N2O) is the most important non-CO2 greenhouse gas and soil management systems should be evaluated for their N2O mitigation potential. This research evaluated a long-term (22 years) experiment testing the effect of soil management systems on N2O emissions in the postharvest period (autumn) from a subtropical Rhodic Hapludox at the research center FUNDACEP, in Cruz Alta, state of Rio Grande do Sul. Three treatments were evaluated, one under conventional tillage with soybean residues (CTsoybean) and two under no-tillage with soybean (NTsoybean) and maize residues (NTmaize). N2O emissions were measured eight times within 24 days (May 2007) using closed static chambers. Gas flows were obtained based on the relations between gas concentrations in the chamber at regular intervals (0, 15, 30, 45 min) analyzed by gas chromatography. After soybean harvest, accumulated N2O emissions in the period were approximately three times higher in the untilled soil (164 mg m-2 N) than under CT (51 mg m-2 N), with a short-lived N2O peak of 670 mg m-2 h-1 N. In contrast, soil N2O emissions in NT were lower after maize than after soybean, with a N2O peak of 127 g m-2 h-1 N. The multivariate analysis of N2O fluxes and soil variables, which were determined simultaneously with air sampling, demonstrated that the main driving variables of soil N2O emissions were soil microbial activity, temperature, water-filled pore space, and NO3- content. To replace soybean monoculture, crop rotation including maize must be considered as a strategy to decrease soil N2O emissions from NT soils in Southern Brazil in a Autumn.