The land-atmosphere water flux in the tropics

Tropical vegetation is a major source of global land surface evapotranspiration, and can thus play a major role in global hydrological cycles and global atmospheric circulation. Accurate prediction of tropical evapotranspiration is critical to our understanding of these processes under changing climate. We examined the controls on evapotranspiration in tropical vegetation at 21 pan-tropical eddy covariance sites, conducted a comprehensive and systematic evaluation of 13 evapotranspiration models at these sites, and assessed the ability to scale up model estimates of evapotranspiration for the test region of Amazonia. Net radiation was the strongest determinant of evapotranspiration (mean evaporative fraction was 0.72) and explained 87% of the variance in monthly evapotranspiration across the sites. Vapor pressure deficit was the strongest residual predictor (14%), followed by normalized difference vegetation index (9%), precipitation (6%) and wind speed (4%). The radiation-based evapotranspiration models performed best overall for three reasons: (1) the vegetation was largely decoupled from atmospheric turbulent transfer (calculated from X decoupling factor), especially at the wetter sites; (2) the resistance-based models were hindered by difficulty in consistently characterizing canopy (and stomatal) resistance in the highly diverse vegetation; (3) the temperature-based models inadequately captured the variability in tropical evapotranspiration. We evaluated the potential to predict regional evapotranspiration for one test region: Amazonia. We estimated an Amazonia-wide evapotranspiration of 1370 mm yr(-1), but this value is dependent on assumptions about energy balance closure for the tropical eddy covariance sites; a lower value (1096 mm yr(-1)) is considered in discussion on the use of flux data to validate and interpolate models.

GPS receivers for georeferencing of spatial variability of soil attributes

A caracterização da variabilidade espacial dos atributos do solo é indispensável para subsidiar práticas agrícolas de maneira sustentável. A utilização da geoestatística para caracterizar a variabilidade espacial desses atributos, como a resistência mecânica do solo à penetração (RP) e a umidade gravimétrica do solo (UG), é, hoje, prática usual na agricultura de precisão. O resultado da análise geoestatística é dependente da densidade amostral e de outros fatores, como o método de georreferencimento utilizado. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo comparar dois métodos de georreferenciamento para a caracterização da variabilidade espacial da RP e da UG, bem como a correlação espacial dessas variáveis. Foi implantada uma malha amostral de 60 pontos, espaçados em 20 m. Para as medições da RP, utilizou-se de penetrógrafo eletrônico e, para a determinação da UG, utilizou-se de trado holandês (profundidade de 0,0-0,1 m). As amostras foram georreferenciadas, utilizando-se do método de Posicionamento por Ponto Simples (PPS), com de (retirar) receptor GPS de navegação, e Posicionamento Relativo Semicinemático, com receptor GPS geodésico L1. Os resultados indicaram que o georreferenciamento realizado pelo PPS não interferiu na caracterização da variabilidade espacial da RP e da UG, assim como na estrutura espacial da relação dos atributos.

Test of a microlysimeter for measurement of soil evaporation

A quantificação da evaporação do solo é requerida em estudos de balanço hídrico de culturas e em aplicações que visam a aumentar a eficiência do uso da água pelos cultivos. O objetivo deste trabalho foi testar um modelo de microlisímetro (ML) para medir a evaporação do solo em condições irrigada e não irrigada. Os MLs foram construídos utilizando tubos de PVC rígido, medindo 100 mm de diâmetro interno, 150 mm de profundidade e 2,5 mm de espessura da parede. Quatro MLs foram assentados sobre a superfície de dois lisímetros de pesagem de alta precisão conduzidos com solo nu, previamente instalados no Iapar, em Londrina-PR. Os lisímetros tinham dimensões de 1,4 m de largura, 1,9 m de comprimento e 1,3 m de profundidade, e estavam sendo conduzidos com e sem irrigação. A evaporação medida nos MLs (E ML) foi comparada com a medida nos lisímetros (E L), durante quatro períodos do ano. As diferenças entre E ML e E L foram mínimas para condições de baixa e elevada demanda atmosférica, e também para condições de solo irrigado ou não irrigado, indicado que o modelo de ML testado neste trabalho é adequado para medir a evaporação do solo.

Soil CO2 emission of sugarcane fields as affected by topography

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Carbohydrate Composition and Water-Stable Aggregation of an Oxisol as Affected by Crop Sequence under No-Till

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spatial variability of soil penetration resistance influenced by season of sampling

O objetivo deste trabalho foi analizar a distribuição espacial da compactação do solo e a influência da umidade do solo na resistência à penetração. Esta última variável foi descrita pelo índice de cone. O solo estudado foi Nitossolo e os dados de índice de cone foram obtidos usando um penetrômetro. A resistência do solo foi avaliada a 5 profundidades diferentes, 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm e mais de 40 cm, porém o conteúdo de umidade do solo foi medido a 0-20 cm e 20-40 cm. As condições hídricas do solo variaram nas diferentes amostragems. Os coeficientes de variação para o índice de cone foram 16,5% a 45,8% e os do conteúdo de umidade do solo variaram entre 8,96% e 21,38%. Os resultados sugeriram elevada correlação entre a resistência do solo, estimada pelo índice de cone e a profundidade do solo. Sem embargo, a relação esperada com a umidade do solo não foi apreciada. Observou-se dependência espacial em 31 de 35 séries de dados de índice de cone e umidade do solo. Esta dependência foi ajustada por modelos exponenciais com efeito pepita variável de 0 a 90% o valor do patamar. em séries de dados o comportamento foi aleatório. Portanto, a técnica das distâncias inversas foi utilizada para cartografar a distribuição das variáveis que não tiveram estrutura espacial. Na krigagem constatou-se uma suavização dos mapas comparados com esses das distâncias inversas. A krigagem indicadora foi utilizada para cartografar a variabilidade espacial do índice de cone e recomendar melhor manejo do solo.

Efficacy of herbicides applied to Digitaria horizontalis plants under different water conditions

Este projeto objetivou relacionar a eficiência de controle de herbicidas inibidores da ACCase aplicados em pós-emergência em plantas de Digitaria horizontalis submetidas a diferentes teores de água no solo. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, com a aplicação de três diferentes herbicidas (fluazifop-p-butil, haloxyfop-methyl e sethoxydim + óleo mineral Assist). O delineamento experimental utilizado para cada herbicida foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, constituído de um fatorial 3 x 4, sendo a combinação de três manejos hídricos (-0,03, 0,07 e -1,5 MPa) e quatro doses desses produtos (100, 50, 25 e 0% da dose recomendada). A aplicação dos herbicidas foi feita em dois estádios vegetativos: 4-6 folhas e 2-3 perfilhos. As avaliações visuais de fitotoxicidade foram realizadas aos 14 dias após a aplicação e avaliou-se a matéria seca das plantas ao final do estudo. A eficiência de controle não foi influenciada pelos manejos hídricos quando se aplicou a dose recomendada de todos os herbicidas na fase inicial de desenvolvimento das plantas (estádio de 4-6 folhas). em aplicações tardias (estádio de 2-3 perfilhos), as plantas mantidas sob estresse hídrico apresentaram menor fitotoxicidade.

Least limiting water range and crop yields as affected by crop rotations and tillage

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effect of water stress on herbicide efficiency applied to Urochloa decumbens

M.R. Rocha-Pereira, A.E. Klar, D. Martins, G.S. Ferreira de Souza, and J. Villalba. 2012. Effect of water stress on herbicide efficiency applied to Urochloa decumbens. Cien. Inv. Agr. 39(1): 211-220. This project aimed to measure the control efficiency of Acctil Coenzime A Carboxilase (ACCase)-inhibiting herbicides post-emergence applied to Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster under different soil water contents. The experiment was conducted in a greenhouse at the Department of Plant Production, Faculty of Agronomic Sciences, UNESP, Botucatu, Silo Paulo. The experimental design was a completely randomized design with four replications, consisting of a 9 x 4 factorial, combined with three water management systems (-0.03, -0.07 and -1.5 MPa) and three herbicides (fluazifop-p-butyl, haloxyfop-methyl and sethoxydim + oil using four doses (100, 50, 25 and 0% of the recommended dose). Herbicide applications were conducted at two vegetative stages for all species: a 4-6 leaf stage and a 2-3 tiller stage. The physiological parameters evaluated were as follows: photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration, leaf temperature and plant dry matter. The visual assessments of phytotoxicity were performed 28 days after herbicide application. The control efficiency was lower in plants grown under soil water potential conditions of -1.5 MPa, regardless of the herbicide used during the two application stages; however, none reached 100% control. Fractionation of the recommended herbicide doses reduced effectiveness, with the exception of the 50%-dose application of sethoxydim and fluazifop-p-butyl herbicides, which were also effective in the 4-6 leaf plant control under normal water conditions.

Medicinal Mushroom Growth as Affected by Non-Axenic Casing Soil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Photosynthetic limitations caused by different rates of water-deficit induction in Glycine max and Vigna unguiculata

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

WATER NEEDS FOR WINTER BEAN CROP

Um estudo sobre o uso de água do feijoeiro de inverno (Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca) foi realizado num solo Latossol Vermelho Amarelo de textura argilosa. Um sistema de sulcos de infiltração foi usado para proceder a irrigação com o intuito de manter o solo em potenciais de água superiores a -40,0 KPa. Duas doses de aplicação de N em cobertura (0 a 30 Kg N/ha) foram colocados 25 dias após o plantio. Os principais objetivos do estudo foram: avaliar a interação entre as duas doses de N com a evapotranspiração e medir os coeficientes de cultura (Kc). A evapotranspiração média máxima (ETm) foi 1,71 mm/dia, ou 157,16 mm nos 92 dias de observações; os valores de ETm para as fases vegetativa (1), florescimento (2) e formação de vagens (3) foram 1,48; 2,35 e 1,50 mm/dia, respectivamente, para a dose de 30 Kg/ha e 1,48, 1,88 e 1,45 mm/dia para o tratamento sem aplicação de N em cobertura. Os coeficientes de cultura (Kc = ETm/ETo) foram 0,62 e 0,78 para a fase 1, 0,80 e 1,10 para a 2, 0,45 e 0,55 para a 3 e 0,61 e 0,80 para o ciclo todo, respectivamente, baseados no método de FAO-Penman e do Tanque Classe A. Este mostrou melhores resultados para estimar o máximo uso de água pelo feijoeiro de inverno. Os tratamentos de N não afetaram a evapotranspiração significativamente. Entretanto, a evapotranspiração, medida pelo método do balanço de água, foi 59,78 e 27,12% maior no estágio do florescimento que no estádio vegetativo, respectivamente, nas doses de 30 e 0 Kg N/ha.

Comparison between climatological and field water balances for a coffee crop

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

FRACTAL CHARACTERISTICS OF THE HORIZONTAL MOVEMENT OF WATER IN SOILS

Observed deviations from traditional concepts of soil-water movement are considered in terms of fractals. A connection is made between this movement and a Brownian motion, a random and self-affine type of fractal, to account for the soil-water diffusivity function having auxiliary time dependence for unsaturated soils. The position of a given water content is directly proportional to t(n), where t is time, and exponent n for distinctly unsaturated soil is less than the traditional 0.50. As water saturation is approached, n approaches 0.50. Macroscopic fractional Brownian motion is associated with n < 0.50, but shifts to regular Brownian motion for n = 0.50.

The effect of soil moisture and cabbage amendment on the thermoinactivation of Phytophthora nicotianae

The analysis of the effect of soil water matric potential and temperature regimes on the inactivation of chlamydospores of Phytophthora nicotianae in cabbage amended soils was evaluated using three matric potentials (0, -10, and -30 kPa), temperature regimes of 1.5 h at 44 degreesC, 5 h at 41 degreesC and 8 h at 35 degreesC, or 3 h at 47 degreesC, 5 h at 44 degreesC and 8 h at 35 degreesC, with a baseline temperature of 25 degreesC during the rest of the day. The results indicated that survival of P. nicotianae was lowest in saturated soil; and as temperature increased, survival of the pathogen decreased at all soil water matric potentials evaluated. Cabbage amendments can enhance the effect of the heat treatment, further decreasing the pathogen population. The soil water matric potentials evaluated represent optimum levels for the study of thermal inactivation. However, under field conditions lower potentials may be found. Extending the range of soil water matric potentials and the treatment time would allow better comparisons with the field data. There is a clear indication that one irrigation period prior to solarization would provide enough moisture to inactivate the primary inoculum of P. nicotianae in the top soil under field conditions; however, other factors may affect the effectiveness of solarization, reducing or enhancing its potential.