Net primary productivity, POC export, Th234 and U238 activities and abundance of autotrophs during U.S.C.G.C. Healy cruises HLY0802 and HLY0803

Seasonal patterns in the partitioning of phytoplankton carbon during receding sea ice conditions in the eastern Bering Sea water column are presented using rates of 14C net primary productivity (NPP), phototrophic plankton carbon content, and POC export fluxes from shelf and slope waters in the spring (March 30-May 6) and summer (July 3-30) of 2008. At ice-covered and marginal ice zone (MIZ) stations on the inner and middle shelf in spring, NPP averaged 76 ± 93 mmol C/m**2/d, and in ice-free waters on the outer shelf NPP averaged 102 ± 137 mmol C/m**2/d. In summer, rates of NPP were more uniform across the entire shelf and averaged 43 ± 23 mmol C/m**2/d over the entire shelf. A concomitant shift was observed in the phototrophic pico-, nano-, and microplankton community in the chlorophyll maximum, from a diatom dominated system (80 ± 12% autotrophic C) in ice covered and MIZ waters in spring, to a microflagellate dominated system (71 ± 31% autotrophic C) in summer. Sediment trap POC fluxes near the 1% PAR depth in ice-free slope waters increased by 70% from spring to summer, from 10 ± 7 mmol C/m**2/d to 17 ± 5 mmol C/m**2/d, respectively. Over the shelf, under-ice trap fluxes at 20 m were higher, averaging 43 ± 17 mmol C/m**2/d POC export over the shelf and slope estimated from 234Th deficits averaged 11 ± 5 mmol C/m**2/d in spring and 10 ± 2 mmol C/m**2/d in summer. Average e-ratios calculated on a station-by-station basis decreased by ~ 30% from spring to summer, from 0.46 ± 0.48 in ice-covered and MIZ waters, to 0.33 ± 0.26 in summer, though the high uncertainty prevents a statistical differentiation of these data.

Seawater carbonate chemistry, chlorophyll a and photosynthetic carbon fixation rate under different light and pCO2 conditions during experiments, 2010

We carried out short term pCO2/pH perturbation experiments in the coastal waters of the South China Sea to evaluate the combined effects of seawater acidification (low pH/high pCO2) and solar UV radiation (UVR, 280-400 nm) on photosynthetic carbon fixation of phytoplankton assemblages. Under photosynthetically active radiation (PAR) alone treatments, reduced pCO2 (190 ppmv) with increased pH resulted in a significant decrease in the photosynthetic carbon fixation rate (about 23%), while enriched pCO2 (700 ppmv) with lowered pH had no significant effect on the photosynthetic performance compared to the ambient level. The apparent photosynthetic efficiency decreased under the reduced pCO2 level, probably due to C-limitation as well as energy being diverged for up-regulation of carbon concentrating mechanisms (CCMs). In the presence of UVR, both UV-A and UV-B caused photosynthetic inhibition, though UV-A appeared to enhance the photosynthetic efficiency under lower PAR levels. UV-B caused less inhibition of photosynthesis under the reduced pCO2 level, probably because of its contribution to the inorganic carbon (Ci)-acquisition processes. Under the seawater acidification conditions (enriched pCO2), both UV-A and UV-B reduced the photosynthetic carbon fixation to higher extents compared to the ambient pCO2 conditions. We conclude that solar UV and seawater acidification could synergistically inhibit photosynthesis.

Poda de verano en manzanos Red Delicious : efecto sobre la calidad de la fruta y las hojas de los dardos

En el Alto Valle del Río Negro y Neuquén, Argentina (latitud 38° 55´ Sur) se realizó un estudio en árboles cv. Red Delicious, conducidos en espaldera, de 4 m de altura, distanciamiento de 4 x 3 m y una orientación de la plantación Este - Oeste. Durante diciembre los árboles se podaron, eliminando 2/3 de cada crecimiento del año o fueron dejados sin podar (testigo). En la cosecha, en cada árbol y a ambos lados de la fila se determinaron tres alturas sobre el nivel del suelo (1.0 m, 2.5 m y 3.8 m) para la medición de la Radiación Fotosintéticamente Activa (PAR) y muestreo de frutos y hojas de dardos. En el fruto se evaluó: peso, contenido de sólidos solubles, firmeza de pulpa y porcentaje de color rojo de la piel. También se midió el Peso Específico de Hoja (PEH). La utilización de la poda de verano actúa en forma directa sobre el aumento del color rojo de la piel de los frutos y sobre la pérdida de la firmeza de la pulpa. El PAR afecta en un 50 % los parámetros de calidad y madurez de la fruta y en un 63 % el PEH; a su vez el PAR es afectado significativamente por la poda sólo en la parte superior del lado sur y en la parte media e inferior del lado norte. De esta manera se logrará ahorrar aproximadamente un 50 % del costo de la mano de obra de la poda estival total.

Microclima de la canopia de la vid : influencia del manejo del suelo y coberturas vegetales.

Para determinar la influencia del manejo del suelo sobre el microclima de la canopia se estableció un experimento en un viñedo de Cabernet Sauvignon conducido en doble cordón de pitones en espladero alto. Se aplicaron tres tratamientos: Testigo (TR)-suelo sin maleza; (CVP)-cobertura de suelo espontánea y control del desarrollo vegetativo por desbrozado y (CA)-cobertura de flora espontánea y control del desarrollo vegetativo con aplicación de herbicida de contacto desecante. Se midió la radiación fotosintéticamente activa (PAR), la composición espectral de la radiación directa y reflejada, y la temperatura a nivel de racimos en el interior de la canopia. El TR reflejó más radiación en la zona del UV y del visible. El CVP reflejó entre un 8 y 9%, el CA entre el 16 y 18% y el TR entre 18 y 19%. En la radiación reflejada, la relación rojo/rojo lejano fue mayor en CA y TR, mientras que la relación azul/rojo fue mayor en CVP. La temperatura en el interior de la canopia fue mayor en TR (30,8°C) que en CVP (26,7°C). La utilización de coberturas vegetales de raíces superficiales y permanentemente desbrozadas sería de utilidad para reducir la radiación reflejada y la temperatura de la canopia sin competir con el viñedo por agua y nutrimentos.

Manejo de suelo mediante coberturas vegetales establecidas

El objetivo de esta investigación fue determinar los efectos de las coberturas vegetales en el microclima de la planta de vid. Se compararon cinco coberturas de diferente ciclo vegetativo con respecto al manejo de suelo sin labranza mediante aplicación de herbicidas. El estudio se desarrolló en un viñedo cv. Malbec conducido en espaldera alta, situado en Agrelo, Luján de Cuyo, Mendoza, Argentina. Se determinaron parámetros microclimáticos, temperatura, humedad relativa y radiación a nivel de racimos, temperatura del suelo, cantidad y calidad de la radiación reflejada por la cobertura. También se midió la expresión vegetativa y de uvas y el potencial enológico. Se verificó una significativa disminución de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) reflejada por las coberturas con una menor relación “Rojo/Rojo lejano" comparada con el suelo descubierto. Sin embargo, el efecto no se percibió dentro de la canopia debido a que las coberturas permanentes de trébol rojo (Trifolium pratensis) y agropiro alargado (Agropyron elongatum) restringieron el vigor de las cepas, disminuyendo el crecimiento de brotes y el tamaño de hojas, lo cual se tradujo en una mayor recepción directa de la RFA a nivel de racimos. No hubo una significativa variación en cuanto a temperatura máxima, mínima y amplitud térmica a nivel de racimos. No obstante ello, los tratamientos con mayor cobertura de suelo tendieron a reducir levemente la temperatura mínima a nivel de racimos. La humedad relativa en la canopia no fue significativamente afectada. El trébol rojo, el agropiro alargado, la mezcla centeno-cebadilla (Secale cereale-Bromus catharticus) y el sorgo del Sudán (Sorghum sudanensis) redujeron notablemente la amplitud térmica del suelo. El efecto fue determinado principalmente por la disminución de la temperatura máxima. Las coberturas vegetales con alguna dificultad para desarrollarse durante su ciclo vegetativo tuvieron un comportamiento intermedio o uno muy similar al de un suelo descubierto. La introducción de una cobertura permanente con buena invasión del sitio interfilar permitió modificar indirectamente las características microclimáticas de la canopia, a través del control del crecimiento vegetativo y de los rendimientos de la planta de vid, modificando el equilibrio vigor / producción del viñedo, y por lo tanto la composición de las uvas y del vino elaborado.

Influencia de la intercepción lumínica en el desarrollo vegetativo y productivo de durazneros cv. Elegant Lady

El presente ensayo fue establecido en el Alto Valle del Río Negro, Argentina (38°55´ Sur), sobre durazneros cv. Elegant Lady conducidos en vaso, de 5 m de altura, con un distanciamiento de 4 m entre plantas y 4,8 m entre filas. Se realizaron tres tratamientos en un diseño totalmente aleatorizado, simulando diferentes intensidades de luz: restricción lumínica con mallas de sombreo del 80%, poda en verde y un control sin intervención. En cada una de las plantas se diferenciaron 4 sectores orientados hacia los 4 puntos cardinales y 3 alturas distintas de la copa del árbol. La radiación fotosintéticamente activa (RFA) fue medida en cada sector 25, 15 y 6 días antes de la cosecha. La RFA interceptada estuvo influenciada por la restricción lumínica y por la altura. Las variables vegetativas y de producción se relacionaron entre sí linealmente, y ambas dependieron principalmente de la RFA interceptada. Los modelos que explican el comportamiento entre la RFA y las variables de calidad son de tipo asintóticos. A partir de los 25 días anteriores a la cosecha, la RFA necesaria para alcanzar frutos con un peso y color adecuados para su comercialización debe ser del 30%. En el rango de 0 a 15% de RFA interceptada, pequeñas variaciones de RFA dan como resultado grandes cambios en las variables de peso, color de cobertura e intensidad de color del fruto.

Crecimiento, captura de luz y componentes del rendimiento del haba cv. Alameda creciendo en Azul, provincia de Buenos Aires

La fijación de N por los cultivos de leguminosas puede ser un buen componente dentro de un plan general de mejora de la eficiencia del sistema agrícola. Para lograrlo, se debe establecer la adecuación de los cultivos a los ambientes específicos. El objetivo de este trabajo es evaluar el crecimiento del haba Alameda en el agroclima de Azul. Para alcanzar dicho objetivo se realizaron ensayos de campo en condiciones no limitantes utilizando el haba cv. Alameda desde el invierno de 2008 en la chacra experimental de la Facultad de Agronomía de Azul (Universidad del Centro de la Provincia de Buenos Aires), con cinco fechas de siembra desde mediados de julio a mediados de noviembre; también se realizó un seguimiento de algunos índices agrometeorológicos. La fecha de siembra tuvo una fuerte influencia sobre la producción de biomasa, rendimiento en grano y sus componentes. Ese efecto fue asociado con los cambios en la captura de radiación fotosintéticamente activa. Las fechas de siembra tempranas interceptaron más radiación a lo largo de la estación de crecimiento que las fechas de siembra de primavera. La primera y la segunda fechas de siembras (mediados de julio y mediados de agosto, respectivamente) tuvieron los valores más altos en producción. Las siembras de primavera (cuarta fecha: mediados de octubre; quinta fecha: mediados de noviembre) presentaron los rendimientos más bajos en granos, los que decrecieron a medida que se atrasó la fecha de siembra, con menor número de vainas por m2 y más bajo peso de mil semillas.

(Table 2) Contents of chlorophyll a, organic carbon, nitrogen, and phosphorus and their molar ratios in dried matter of Ahnfeltia tobuchiensis agar containing seaweed from the Izmena Bay, Kunashir Island (South Kurils)

A complex study of influence of various environmental factors on rates of oxygen (M_O2 ), ammonium (M_NH4), and phosphate (M_PO4) metabolism in Ahnfeltia tobuchiensis has been carried out in situ in the Izmena Bay of the Kunashir Island. The following environmental factors have been included into the investigation: photosynthetically active radiation (PAR); ammonium (NH4); phosphate (PO4); and contents of carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P), and chlorophyll a (Chl) in tissue. Population of agar-containing seaweed A. tobuchiensis forms a layer with thickness up to 0.5 m, which occupies about 23.3 km**2; biomass is equal to 125000 tons. Quantitative assessment of organic matter production and nutrient consumption during oxygen metabolism has been carried out for the whole population. It has been shown that daily oxygen metabolism depends on PAR intensity, concentrations of PO4 and NH4 in seawater, and contents of N and P in tissues (r**2=0.78, p<0.001). Average daily NH4 consumption is 0.21 µmol/g of dry weight/hour and depends on NH4 and O2 concentrations in seawater and on ? and Chl a contents in algal tissues (r**2=0.64, p<0.001). Average daily PO4 consumption is 0.01 µmol/g of dry weight/hour and depends on NH4 concentrations in seawater and on P contents in algal tissues (r**2=0.40, p<0.001).

Pigments, phytoplankton and its production parameters in the Obskaya Guba and adjacent Kara Sea in the latest September 2007

Material was collected in the Ob River estuary and the adjacent shallow Kara Sea shelf between 71°14.0'N and 75°33.0'N at the end of September 2007. Latitudinal zonation in phytoplankton distribution was demonstrated; this zonation was determined by changes in salinity and concentration of nutrients. Characteristic of the phytocenosis in the southern desalinated zone composed of freshwater diatom and green algae species were high population density (1500000 cells/l), biomass (210 ?g C/l), chlorophyll concentration (4.5 ?g/l), and uniform distribution in the water column. High primary production (~40 ?g C/l/day) was recorded in the upper 1.5 m layer. The estuarine frontal zone located to the north had a halocline at depth 3-5 m. Freshwater species with low abundance (250000 cells/l), biomass (24 ?g C/l), and chlorophyll concentration (1.5 ?g/l) dominated above the halocline. Marine diatom algae, dinoflagellates, and autotrophic flagellates formed a considerable part of the phytocenosis below the halocline; community characteristics were two-fold lower as compared with the upper layer. Maximal values of primary production (~10 ?g C/l/day) were recorded in the upper 1.5 m layer. The phytocenosis in the seaward zone was formed by marine alga species and was considerably poorer as compared with the frontal zone. Assimilation rates of carbon per chlorophyll a at the end of the vegetation season within the studied area were low, average 0.4-1.0 ?g C/?g Chl/hour in the upper layer and 0.03-0.1 ?g C/?g Chl/hour below the pycnocline.

Diurnal and seasonal measurements of seawater chemistry, temperature and PAR in Hurricane Hole, U.S. Virgin Islands - 2010-2012

Risk analyses indicate that more than 90% of the world's reefs will be threatened by climate change and local anthropogenic impacts by the year 2030 under "business-as-usual" climate scenarios. Increasing temperatures and solar radiation cause coral bleaching that has resulted in extensive coral mortality. Increasing carbon dioxide reduces seawater pH, slows coral growth, and may cause loss of reef structure. Management strategies include establishment of marine protected areas with environmental conditions that promote reef resiliency. However, few resilient reefs have been identified, and resiliency factors are poorly defined. Here we characterize the first natural, non-reef coral refuge from thermal stress and ocean acidification and identify resiliency factors for mangrove-coral habitats. We measured diurnal and seasonal variations in temperature, salinity, photosynthetically active radiation (PAR), and seawater chemistry; characterized substrate parameters; and examined water circulation patterns in mangrove communities where scleractinian corals are growing attached to and under mangrove prop roots in Hurricane Hole, St. John, US Virgin Islands. Additionally, we inventoried the coral species and quantified incidences of coral bleaching, mortality, and recovery for two major reef-building corals, Colpophyllia natans and Diploria labyrinthiformis, growing in mangrove-shaded and exposed (unshaded) areas. Over 30 species of scleractinian corals were growing in association with mangroves. Corals were thriving in low-light (more than 70% attenuation of incident PAR) from mangrove shading and at higher temperatures than nearby reef tract corals. A higher percentage of C. natans colonies were living shaded by mangroves, and no shaded colonies were bleached. Fewer D. labyrinthiformis colonies were shaded by mangroves, however more unshaded colonies were bleached. A combination of substrate and habitat heterogeneity, proximity of different habitat types, hydrographic conditions, and biological influences on seawater chemistry generate chemical conditions that buffer against ocean acidification. This previously undocumented refuge for corals provides evidence for adaptation of coastal organisms and ecosystem transition due to recent climate change. Identifying and protecting other natural, non-reef coral refuges is critical for sustaining corals and other reef species into the future.

Impacts of passive warming chambers on soil parameters in Antarctica

Passive chambers are used to examine the impacts of summer warming in Antarctica but, so far, impacts occurring outside the growing season, or related to extreme temperatures, have not been reported, despite their potentially large biological significance. In this review, we synthesise and discuss the microclimate impacts of passive warming chambers (closed, ventilated and Open Top Chamber-OTC) commonly used in Antarctic terrestrial habitats, paying special attention to seasonal warming, during the growing season and outside, extreme temperatures and freeze-thaw events. Both temperature increases and decreases were recorded throughout the year. Closed chambers caused earlier spring soil thaw (8-28 days) while OTCs delayed soil thaw (3-13 days). Smaller closed chamber types recorded the largest temperature extremes (up to 20°C higher than ambient) and longest periods (up to 11 h) of above ambient extreme temperatures, and even OTCs had above ambient temperature extremes over up to 5 consecutive hours. The frequency of freeze-thaw events was reduced by ~25%. All chamber types experienced extreme temperature ranges that could negatively affect biological responses, while warming during winter could result in depletion of limited metabolic resources. The effects outside the growing season could be as important in driving biological responses as the mean summer warming. We make suggestions for improving season-specific warming simulations and propose that seasonal and changed temperature patterns achieved under climate manipulations should be recognised explicitly in descriptions of treatment effects.