Soil erosion mitigation following forest wildfires

This study aims to measure the effectiveness of four post-fire emergency techniques for reducing overland flow and soil erosion on the central-Portugal typical forest. The selection and development of these techniques was based on the review of the scientific background, but specially after checking throughout field rainfall simulation experiments which factors were the key for runoff and soil erosion on the specific case of high repellent soils. The forest residue mulch, a new treatment never tested before, was highly effective in reducing runoff and soil erosion in recently burnt eucalypt forest. The logging slash mulch had no obvious effect, but it was attributed to the small amounts of runoff and sediments that the untreated plots produced due to the extensive needle cast following a low severity fire. The hydromulch, a mixture of water, organic fibres, seeds, nutrients and a surfactant used in cutted slopes rehabilitation was also highly successful and was specially indicated for especially sensible areas. The utilization of polyacrylamides, a chemical agent with good performance in agricultural erosion, was not successful in post-fire runoff and soil erosion control, once that did not alter the most important key factor for soil erosion: the ground cover. The development of a new fibre optic turbidity sensor was a successful development on the soil erosion determination methodology, and its patent is being processed in the mean time.

Systematic winter sea-surface temperature biases in the northern Arabian Sea in HiGEM and the CMIP3 models

Analysis of 20th century simulations of the High resolution Global Environment Model (HiGEM) and the Third Coupled Model Intercomparison Project (CMIP3) models shows that most have a cold sea-surface temperature (SST) bias in the northern Arabian Sea during boreal winter. The association between Arabian Sea SST and the South Asian monsoon has been widely studied in observations and models, with winter cold biases known to be detrimental to rainfall simulation during the subsequent monsoon in coupled general circulation models (GCMs). However, the causes of these SST biases are not well understood. Indeed this is one of the first papers to address causes of the cold biases. The models show anomalously strong north-easterly winter monsoon winds and cold air temperatures in north-west India, Pakistan and beyond. This leads to the anomalous advection of cold, dry air over the Arabian Sea. The cold land region is also associated with an anomalously strong meridional surface temperature gradient during winter, contributing to the enhanced low-level convergence and excessive precipitation over the western equatorial Indian Ocean seen in many models.

Perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes por erosão hídrica em uma vertente coberta com diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar em Guariba - SP

A erosão em entressulcos resulta da desagregação causada pelo impacto das gotas de chuva na superfície do solo e pelo transporte superficial das partículas do solo desagregadas, onde se encontram a matéria orgânica e os nutrientes fundamentais para a produção agrícola. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes em uma vertente localizada em uma área de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, cultivada com cana-de-açúcar, que é colhida mecanicamente. As parcelas experimentais foram submetidas à ação de uma chuva simulada com intensidade de 60 mm h-1, durante 65 minutos. Foram feitas análises do sedimento erodido para a determinação do volume de solução, das perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes. Houve maiores perdas de solo, matéria orgânica e nutrientes nos sedimentos oriundos das parcelas com 0% e 25% de cobertura por palha de cana-de-açúcar. em média, essas perdas foram reduzidas nas parcelas com 75% e 100% de cobertura com palha de cana-de-açúcar. Os resultados permitiram concluir que uma cobertura com palha de cana-de-açúcar acima de 50%, da área colhida, reduz a perda de solo e de matéria orgânica, bem como diminui a concentração de nutrientes no sedimento erodido.

Perdas de solo e nutrientes por erosão num Argissolo com resíduos vegetais de cana-de-açúcar

O presente trabalho teve como objetivo determinar as perdas de solo, matéria orgânica (MO) e nutrientes (P, K, Ca e Mg) por erosão, em área cultivada com cana-de-açúcar, cuja palhada é mantida sobre a superfície do solo, localizada em Catanduva - SP, sob um Argissolo Vermelho--Amarelo. em parcelas experimentais, com 0 (CS0), 50 (CS50) e 100% (CS100) de cobertura sobre a superfície do solo, aplicou-se chuva simulada com intensidade de 60 mm h-1, durante 65 minutos. Análises do sedimento erodido indicaram taxas de enriquecimento da seguinte ordem: 2,7 a 1,9 (MO), 3,8 a 2,7 (P), 1,3 a 1,7 (K), 3,9 a 3,6 (Ca) e 2,9 a 2,6 (Mg) vezes em relação ao solo original para CS0 e CS50, respectivamente. A CS50 propiciou controle significativo da erosão de 69%, mas não reduziu a concentração de MO e nutrientes no sedimento erodido. A CS100 foi significativamente eficiente no controle da erosão (89%) e na redução das concentrações de MO (69%), P (88%), K (23%), Ca (74%) e Mg (75%) no sedimento.

Perdas de nutrientes por erosão e sua distribuição espacial em área sob cana-de-açúcar

O presente trabalho teve como objetivo principal determinar as perdas de nutrientes por erosão em entressulcos, sulcos e global (entressulcos + sulcos, A), em área cultivada com cana-de-açúcar submetida à queima da palhada na sua pré-colheita, na Fazenda Santa Bárbara, localizada em Guariba - SP, sob um Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef). Parcelas experimentais foram submetidas à chuva simulada com intensidade de 80 mm h-1, durante 65 minutos. Análises do sedimento erodido indicaram altas taxas de enriquecimento: 1,62 (matéria orgânica, MO); 4,30 (P); 1,17 (K); 1,33 (Ca) e 1,24 (Mg) vezes em relação ao solo original. As perdas de solo e nutrientes, em função do tipo de erosão, obedeceram à seguinte ordem: sulcos > global > entressulcos. Análises geoestatísticas indicaram que as perdas de solo (A), MO, P, K e Ca por erosão apresentaram forte grau de dependência espacial, enquanto as perdas de Mg tiveram moderado grau de dependência espacial. Mapas da distribuição dos padrões de variabilidade espacial das perdas por erosão indicaram que o cultivo de cana-de-açúcar conserva as propriedades químicas e físicas do solo na maior parte da área.

Modelos para estimativa do subfator cobertura-manejo (CiII) relativo à erosão entressulcos

A análise de um modelo de erosão é um crítico passo no desenvolvimento de uma ferramenta de predição da erosão aplicável e válida; isso é crucial para avaliar o desempenho dos modelos existentes para assegurar que as estimativas de um modelo condizem com a realidade. O objetivo do presente trabalho foi avaliar modelos para a predição do subfator cobertura e manejo (CiII) relativo à erosão entressulcos. Um experimento fatorial completo foi conduzido com cinco doses de resíduo de milho (0; 0,05; 0,15; 0,40 e 0,80 kg m-2), quatro declives e duas repetições, sob condições de prévio umedecimento para determinar as taxas de erosão entressulcos (Di) e enxurrada (R). Num primeiro experimento, foi avaliada a erodibilidade entressulcos (Ki) e o subfator cobertura e manejo (CiII), em parcelas experimentais de 0,5 x 0,75 m, em solo recentemente preparado. Num segundo experimento, foram avaliados Di, R, Ki e CiII, também em parcelas de 0,5 x 0,75 m, em solo recém- preparado. Os valores de Di, R, Ki e CiII, obtidos no segundo experimento, foram utilizados na avaliação dos modelos testados. Os modelos CiII = e-2,50 CS/100 e CiII = e -2,238 CS/100 apresentaram boas estimativas para o subfator CiII.

Associação do herbicida tebuthiuron com a cobertura de palha no controle de plantas daninhas no sistema de cana-crua

O objetivo da presente pesquisa foi verificar a eficácia do herbicida tebuthiuron no controle de plantas daninhas quando associadas à presença de palha de cana-de-açúcar. Para isso, conduziu-se um experimento em condições controladas em casa de vegetação, utilizando-se vasos com quatro repetições, onde, além das testemunhas com e sem palha, o tebuthiuron foi aplicado em diferentes situações: sobre 5 t de palha ha-1; sobre o solo posteriormente recoberto com 5 t de palha ha-1; sobre o solo sem cobertura de palha; e com ou sem simulação de distintas quantidades de chuva aplicada antes ou após a aplicação do produto. A dose de Combine 500 SC (tebuthiuron) aplicada foi de 1.000 g i.a. ha-1, com consumo de calda equivalente a 200 L ha-1. As plantas daninhas presentes no experimento foram Brachiaria plantaginea, Brachiaria decumbens e Ipomoea grandifolia. Avaliou-se a porcentagem de controle das plantas daninhas aos 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 DAA nos tratamentos em que o tebuthiuron foi aplicado em pré-emergência e aos 3, 10, 17, 24, 31 e 38 DAA, quando o herbicida foi aplicado em pós-emergência; e a biomassa seca aos 56 ou 38 DAA. Verificou-se que, independentemente da planta daninha avaliada, os maiores índices de controle foram alcançados quando o tebuthiuron foi aplicado sobre a palha, simulando-se em seguida precipitação correspondente a 2,5 ou 30 mm de chuva, e nos tratamentos em que o herbicida foi aplicado diretamente no solo desnudo ou recoberto com palha. Dessa forma, para I. grandifolia, B. plantaginea e B. decumbens, os índices mais elevados de controle foram alcançados quando o tebuthiuron atingiu o solo, tanto aplicado diretamente como quando lixiviado da palha pela chuva simulada após a aplicação.

Eficácia do herbicida mesotrione aplicado no sistema de cana crua

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Perdas de solo, água e nutrientes por erosão hídrica em uma vertente com palha de cana-de-açúcar

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

Efeito de adjuvantes na dinâmica de ametryn em palha de cana-de-açúcar

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Avaliação do efeito da inclinação e umidade antecedente na qualidade e quantidade das parcelas escoadas, percoladas e armazenadas em telhado verde extensivo

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

Dinâmica, eficácia e seletividade do diclosulam em condições de cana crua

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da influência do substrato utilizado na qualidade e quantidade das parcelas de água escoada, percolada e armazenada em três estruturas experimentais de telhado verde extensino

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação do efeito da inclinação e umidade antecedente na qualidade e quantidade das parcelas escoadas, percoladas e armazenadas em telhado verde extensivo

This study investigated the effect of slope and antecedent soil moisture on the water depth stored and percolated on extensive green roofs built in pilot scale. For this purpose, slopes of 10, 20 and 30% were investigated. Moisture was measured before and after each test in order to determine the differential moisture (∆U). The experimental runoff and percolated flow were analyzed by varying moisture and slope. Apparent color and turbidity were measured on runoff and percolated flow for each one of the modules. The results yielded that for the slopes of 10% the smaller values of runoff was obtained (average of 1,01% ± 0,7%). For the others slopes (20% and 30%), the runoffs were around 35% ± 15%. The sum of runoff and percolated water results in 77% (average) for slope of 10% and 80% for 20% and 30%. The slope and moisture have explained 87% of data for retained water and 81% for runoff. For percolated flow the inverse trend was observed. The retained water was 11,6±1,4mm for the module with 10% of slope, around 10,0±1,2 mm for the module with 20% of slope, and about 9,5±1,1 mm for the module with 30%. The results pointed out that both slope and antecedent moisture are crucial for runoff reduction and for material transportation.

Using landscape metrics to analyze micro-scale soil erosion processes

Methods of recording soil erosion using photographs exist but they are not commonly considered in scientific studies. Digital images may hold an expressive amount of information that can be extracted quickly in different manners. The investigation of several metrics that were initially developed for landscape ecology analysis constitutes one method. In this study we applied a method of landscape metrics to quantify the spatial configuration of surface micro-topography and erosion-related features, in order to generate a possible complementary tool for environmental management. In a 3.7 m wide and 9.7 m long soil box used during a rainfall simulation study, digital images were systematically acquired in four instances: (a) when the soil was dry; (b) after a short duration rain for initial wetting; (c) after the first erosive rain; and (d) after the 2nd erosive rain. Thirteen locations were established in the box and digital photos were taken at these locations with the camera positioned at the same orthogonal distance from the soil surface under the same ambient light intensity. Digital photos were converted into bimodal images and seven landscape metrics were analyzed: percentage of land, number of patches, density of patches, largest patch index, edge density, shape index, and fractal dimension. Digital images were an appropriate tool because they can generate data very quickly. The landscape metrics were sensitive to changes in soil surface micro-morphology especially after the 1st erosive rain event, indicating significant erosional feature development between the initial wetting and first erosive rainfall. The method is considered suitable for spatial patterns of soil micro-topography evolution from rainfall events that bear similarity to landscape scale pattern evolution from eco-hydrological processes. Although much more study is needed for calibrating the landscape metrics at the micro-scale, this study is a step forward in demonstrating the advantages of the method.