Fluxes of CO(2) above a plantation of Eucalyptus in southeast Brazil

Eddy-covariance measurements of net ecosystem exchange of CO(2) (NEE) and estimates of gross ecosystem productivity (GEP) and ecosystem respiration (R(E)) were obtained in a 2-4 year old Eucalyptus plantation during two years with very different winter rainfall In the first (drier) year the annual NEE GEP and RE were lower than the sums in the second (normal) year and conversely the total respiratory costs of assimilated carbon were higher in the dry year than in the normal year Although the net primary production (NPP) in the first year was 23% lower than that of the second year the decrease in the carbon use efficiency (CUE = NPP/GEP) was 11% and autotrophic respiration utilized more resources in the first dry year than in the second normal year The time variations in NEE were followed by NPP because in these young Eucalyptus plantations NEE is very largely dominated by NPP and heterotrophic respiration plays only a relatively minor role During the dry season a pronounced hysteresis was observed in the relationship between NEE and photosynthetically active radiation and NEE fluxes were inversely proportional to humidity saturation deficit values greater than 0 8 kPa Nighttime fluxes of CO(2) during calm conditions when the friction velocity (u) was below the threshold (0 25 ms(-1)) were estimated based on a Q(10) temperature-dependence relationship adjusted separately for different classes of soil moisture content which regulated the temperature sensitivity of ecosystem respiration (C) 2010 Elsevier B V All rights reserved

Can the Deforestation Breeze Change the Rainfall in Amazonia? A Case Study for the BR-163 Highway Region

The authors simulated the effects of Amazonian mesoscale deforestation in the boundary layer and in rainfall with the Brazilian Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) model. They found that both the area and shape (with respect to wind incidence) of deforestation and the soil moisture status contributed to the state of the atmosphere during the time scale of several weeks, with distinguishable patterns of temperature, humidity, and rainfall. Deforestation resulted in the development of a three-dimensional thermal cell, the so-called deforestation breeze, slightly shifted downwind to large-scale circulation. The boundary layer was warmer and drier above 1000-m height and was slightly wetter up to 2000-m height. Soil wetness affected the circulation energetics proportionally to the soil dryness (for soil wetness below similar to 0.6). The shape of the deforestation controlled the impact on rainfall. The horizontal strips lined up with the prevailing wind showed a dominant increase in rainfall, significant up to about 60 000 km(2). On the other hand, in the patches aligned in the opposite direction (north-south), there was both increase and decrease in precipitation in two distinct regions, as a result of clearly separated upward and downward branches, which caused the precipitation to increase for patches up to 15 000 km(2). The authors` estimates for the size of deforestation impacting the rainfall contributed to fill up the low spatial resolution in other previous studies.

Atmosphere and hydrological controls of the evapotranspiration over a floodplain forest in the Bananal Island region, Amazonia

This article discusses seasonal and interannual variations of the evapotranspiration (ET) rates in Bananal Island floodplain, Brazil. Measurements included ET and sensible heat flux using the eddy covariance method, atmospheric forcings (net radiation, Rn, vapor pressure deficit, VPD, wind speed and air temperature), soil moisture profiles, groundwater level and flood height, taken from November 2003 to December 2006. For the hydrological years (October-September) of 2003/2004, 2004/2005 and 2005/2006, the accumulated precipitation was 1692, 1471, 1914 mm and the accumulated ET was 1361, 1318 and 1317 mm, respectively. Seasonal analyses indicated that ET decreased in the dry season (average 3.7 mm day(-1)), despite the simultaneous increase in Rn, air temperature and VPD. The increase of ET in the wet season and particularly in the flood period (average 4.1 mm day(-1)) showed that the free water surface evaporation strongly influenced the energy exchange. Soil moisture, which was substantially depleted during the dry season, and adaptative vegetation mechanisms such as leaf senescence contributed to limit the dry season ET. Strong drainage within permeable sandy soils helped to explain the soil moisture depletion. These results suggest that the Bananal flooding area shows a different pattern in relation to the upland Amazon forests, being more similar to the savanna strictu senso areas in central Brazil. For example, seasonal ET variation was not in phase with Rn; the wet season ET was higher than the dry season ET; and the system stored only a tiny memory of the flooding period, being sensitive to extended drought periods.

Patterns of water and heat flux across a biome gradient from tropical forest to savanna in Brazil

We investigated the seasonal patterns of water vapor and sensible heat flux along a tropical biome gradient from forest to savanna. We analyzed data from a network of flux towers in Brazil that were operated within the Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA). These tower sites included tropical humid and semideciduous forest, transitional forest, floodplain (with physiognomies of cerrado), and cerrado sensu stricto. The mean annual sensible heat flux at all sites ranged from 20 to 38 Wm(-2), and was generally reduced in the wet season and increased in the late dry season, coincident with seasonal variations of net radiation and soil moisture. The sites were easily divisible into two functional groups based on the seasonality of evaporation: tropical forest and savanna. At sites with an annual precipitation above 1900 mm and a dry season length less than 4 months (Manaus, Santarem and Rondonia), evaporation rates increased in the dry season, coincident with increased radiation. Evaporation rates were as high as 4.0 mm d(-1) in these evergreen or semidecidous forests. In contrast, ecosystems with precipitation less than 1700 mm and a longer dry season (Mato Grosso, Tocantins and Sao Paulo) showed clear evidence of reduced evaporation in the dry season. Evaporation rates were as low as 2.5 mm d(-1) in the transitional forests and 1 mm d(-1) in the cerrado. The controls on evapotranspiration seasonality changed along the biome gradient, with evaporative demand (especially net radiation) playing a more important role in the wetter forests, and soil moisture playing a more important role in the drier savannah sites.

Arthropoda de solo em um ecossistema semi-árido da região neotropical: composição, variabilidade temporal e estratificação

Caatinga is an important laboratory for studies about arthropods adaptations and aclimatations because its precipitation is highly variable in time. We studied the effects of time variability over the composition of Arthropods in a caatinga area. The study was carried out at a preservation area on Almas Farm, São José dos Cordeiros, Paraíba. Samples were collected in two 100 m long parallel transects, separated for a 30 m distance, in a dense tree dominated caatinga area, between August 2007 and July 2008. Samples were collected in each transect every 10 m. Ten soil samples were taken from each transect, both at 0-5 cm (A) and 5-10 cm (B) depth, resulting in 40 samples each month. The Berlese funnel method was used for fauna extraction. We registered 26 orders and the arthropods density in the soil ranged from 3237 to 22774 individuals.m-2 from January 2007 to March 2008, respectively. There was no difference between layers A and B regarding orders abundance and richness. The groups recorded include groups with few records or that had no records in the Caatinga region yet as Pauropoda, Psocoptera, Thysanoptera, Protura and Araneae. Acari was the most abundant group, with 66,7% of the total number of individuals. Soil Arthropods presented a positive correlation with soil moisture, vegetal cover, precipitation and real evapotranspiration. Increases in fauna richness and abundance were registered in February, a month after the beginning of the rainy season. A periodic rain events in arid and semiarid ecosystems triggers physiological responses in edafic organisms, like arthropods. Edafic arthropods respond to time variability in the Caatinga biome. This fauna variation has to be considered in studies of this ecosystem, because the variation of Arthropods composition in soil can affect the dynamics of the food web through time

Sensibilidade de Metarhizium anisopliae à temperatura e umidade em três tipos de solos

Este trabalho teve como objetivo investigar o efeito da temperatura e do teor de umidade do solo na sobrevivência de Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok. em três tipos de solos. Foram utilizados o Latossolo Vermelho textura argilosa, Latossolo Vermelho textura média e Argissolo Vermelho Amarelo textura arenosa média. As temperaturas empregadas foram 21,5; 26,8 e 31,5°C, e os teores de umidade foram 35, 65 e 100% de saturação. A sobrevivência do fungo foi avaliada após zero, 20, 40, 60, 80, 100 e 120 dias de incubação em cada temperatura estudada. Na análise do efeito do teor de umidade, a sobrevivência foi avaliada após zero, 14, 28, 42, 56, 70, 84, 98 e 112 dias de incubação à temperatura de 27,0±1,0°C. em ambos os ensaios, foi determinado o número de unidades formadores de colônias (UFC) em placa de Petri. Houve influência significativa da temperatura e do teor de umidade na sobrevivência do fungo. O maior crescimento e a maior sobrevivência ocorreram nas temperaturas de 21,5 e 26,8°C, enquanto que, no solo incubado a 31,5°C, o fungo cresceu pouco, e a população declinou rapidamente. No teor de 65% de umidade, houve rápido crescimento do fungo, mas no 112° dia foi observado um declínio da população nos três tipos de solos. Nos teores de 35 e 100% de umidade, o crescimento foi menor, mas obteve-se maior sobrevivência do fungo no solo.

Florescimento e frutificação do maracujazeiro-amarelo submetido à iluminação artificial, irrigação e sombreamento

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

Variabilidade espacial da emissão de CO2, da temperatura e umidade de um latossolo desprovido de vegetação sob diferentes lâminas de molhamento

The irrigation application is one of the most useful techniques in tropical environments, especially during dry seasons. In this study, CO2 efflux, temperature and soil moisture were studied in a field sampled with a grid having 48 points distributed in 35 x 25 m, under irrigation promoted by a sprinkler located at the center of the area, provoking different levels of water deposition, with maximum irrigation levels of 44.4 and 62.2 mm in points closer to the sprinkler. The results show that the emissions, temperature and moisture were strongly affected by the two irrigations events, having a total water level added of 106,6 mm for the points next to the sprinkler and zero for the most distant points from it. The maps of space variation of the variables, as well as the linear correlation between them, indicate that the emissions were positively related to the soil moisture and negative correlated to the soil temperature only after the irrigations events. The special variability models of soil CO2 emission changed from exponential to spherical after the irrigations events. Such results indicate that soil moisture is among possible controlling factors of the soil CO2 emission, because even with reductions in soil temperature provoked by the wetness, emissions increased strongly.

Variabilidade espacial de atributos físicos do solo em diferentes formas do relevo sob cultivo de cana-de-açúcar

A utilização intensiva de máquinas e implementos agrícolas no nordeste do estado de São Paulo tem contribuído para aumentar as áreas com problemas de compactação, provavelmente pela ausência de um cronograma de trabalho bem definido ou de modelos capazes de estimar a capacidade de suporte do solo. O trabalho foi desenvolvido em Guariba (SP), com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial da resistência à penetração do solo, umidade e densidade do solo em um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar. Os solos foram amostrados nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10 m, perfazendo um total de 100 pontos, nas profundidades de 0,0-0,2 e 0,2-0,4 m. O coeficiente de variação indicou baixa variabilidade para umidade e densidade do solo nas duas profundidades e alta para resistência à penetração do solo. Observou-se um grau forte de dependência espacial para todas variáveis, exceto para densidade do solo na profundidade de 0,2-0,4 m que apresentou grau moderado de dependência espacial. Os altos valores para a resistência à penetração e densidade do solo, principalmente na profundidade de 0,2-0,4 m, indicaram compactação nesta camada. Pequenas variações nas formas do relevo condicionam variabilidade diferenciada nos atributos físicos dos solos.

Taxa de emissão de CO2 de um latossolo fertirrigado com ácido fosfórico por gotejamento

A aplicação de fertilizantes fosfatados por meio de fertirrigação com sistemas de irrigação localizada pode causar obstrução de emissores. Para evitar esse problema, pode ser utilizado o ácido fosfórico como fonte de fósforo às plantas. Porém, têm sido pouco investigados os efeitos da irrigação relacionados às perdas de CO2 do solo para a atmosfera, em conseqüência da decomposição do carbono orgânico e da infiltração de água no solo. Neste trabalho, investigou-se, no período de um mês, o efeito da fertirrigação com ácido fosfórico nas taxas de emissão de CO2 de um latossolo desprovido de vegetação, na Área Experimental de Irrigação da UNESP, Câmpus de Jaboticabal - SP. Utilizou-se de um sistema de irrigação por gotejamento, com delineamento experimental em blocos casualizados, constando de cinco repetições e cinco tratamentos (0; 30; 60; 90 e 120 kg ha-1de P2O5), aplicados via fertirrigação com ácido fosfórico. Verificou-se que as taxas de emissão de CO2 aumentaram significativamente após as fertirrigações, porém não houve efeito da dose do ácido fosfórico sobre as taxas. A umidade do solo mostrou-se um fator importante na relação entre as variações das taxas de emissão e a temperatura do solo ao longo do período estudado.

Influência de silicato e calcário na nutrição, produtividade e qualidade da batata sob deficiência hídrica

A aplicação de silicato de Ca e Mg pode diminuir a acidez do solo e aumentar a disponibilidade de Ca, Mg, P e Si às plantas. O Si, mesmo não sendo essencial do ponto de vista fisiológico, traz inúmeros benefícios para o crescimento e o desenvolvimento vegetal, especialmente sob estresse. Este trabalho teve por objetivo avaliar a nutrição, a produtividade e a qualidade de tubérculos e batata cultivada em solo corrigido com calcário ou silicato sob dois níveis de umidade no solo. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de calcário dolomítico ou silicato de Ca e Mg, visando elevar a saturação por bases do solo a 60 %, e por duas tensões de água no solo: 0,020 MPa (sem deficiência hídrica) e 0,050 MPa (com deficiência hídrica). O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em vasos contendo 50 kg dm-3 de Latossolo Vermelho de textura média. O delineamento foi inteiramente ao acaso em fatorial 2 x 2, com oito repetições. A deficiência hídrica teve pouca influência na nutrição da batateira, porém reduziu a produção de tubérculos comercializáveis. O silicato de Ca e Mg proporcionou os mesmos níveis de correção do solo e de fornecimento desses nutrientes que o calcário dolomítico, além de maior disponibilidade de P e Si no solo e maior absorção desses elementos pelas plantas de batata, podendo ser utilizado em substituição ao calcário. O fornecimento de Si à cultura da batata, mediante a aplicação de silicato, proporcionou maior altura de plantas, menor acamamento das hastes e maior produção de tubérculos comercializáveis.

Atividade e população microbiana envolvida nas transformações do enxofre em solos com diferentes vegetações

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

Efeito do conteúdo de água e da compactação do solo na produção de soja

A compactação do solo tem sido fator físico limitante ao crescimento das plantas. Este trabalho objetivou avaliar a produção de soja (Glycine max cv. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 48) em razão do conteúdo de água e da compactação do solo. Usou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x2, ou seja, quatro níveis de resistência à penetração (entre 0,27 e 4,32 MPa) e dois níveis de retenção de água pelo solo (0,05 e 0,01 MPa). Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho textura média (LVd) e Latossolo Vermelho textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 020 cm, passadas em peneira de 0,4 cm e compactadas em camadas de 3 cm, em vasos de 20 cm de altura e 25 cm de diâmetro (9,82 L). Os níveis de resistência à penetração foram determinados com o penetrômetro de anel dinamométrico. O nível crítico de resistência do solo à penetração, em relação à produção de grãos, foi de 1,66 e 2,22 MPa, no LVd, e 3,05 e 2,81 MPa, no LVef, para o conteúdo de água retida na tensão de 0,05 e 0,01 MPa, respectivamente. A maior produção de grãos foi obtida na tensão de 0,01 MPa. A produção de grãos de soja é afetada em níveis críticos de resistência do solo à penetração superiores a 2 MPa em latossolos com conteúdo de água retida na tensão de 0,01 MPa.

Estabilidade de agregados e resistência à penetração em Latossolos adubados por cinco anos com biossólido

O biossólido tem sido utilizado para fins agrícolas como fonte de nutrientes e condicionante dos atributos físicos do solo. Objetivou-se avaliar o efeito do biossólido na estabilidade de agregados e resistência à penetração de um Latossolo Vermelho distrófico textura média (LVd) e um Latossolo Vermelho eutroférrico argiloso (LVef), em Jaboticabal (SP). Utilizaram-se as doses de 0,0, 25,0, 47,5 e 50,0 Mg ha-1 de massa seca de biossólido que foi incorporado com grade até 0,1 m, antes da semeadura do milho. As amostras foram coletadas no quinto ano, após a colheita do milho, nas camadas de 0,0-0,1; 0,1-0,2; 0,2-0,3 m para determinação da composição granulométrica, matéria orgânica e estabilidade de agregados. A resistência do solo à penetração e umidade do solo foram determinadas até à profundidade de 0,4 m. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com cinco repetições. O diâmetro médio geométrico dos agregados foi maior na camada de 0,0-0,1 m e a partir da aplicação de 47,5 Mg ha-1 de biossólido nos dois solos. A aplicação de biossólido não influiu na resistência do solo à penetração, tampouco na umidade nos dois solos.

Avaliação do uso do DCP em areias para controle da capacidade de carga em fundações diretas e controle de compactação de aterros

This work presents results of field and laboratory tests using a Dynamic Cone Penetrometer, DCP. The tests were performed in order to evaluate the use of the equipment in sand for the control of bearing capacity of shallow foundations and fill compaction. For shallow foundations, the laboratory tests were conducted on sand placed in a metallic mould by the method of sand pluviation. Although the results show the inability to reproduce field conditions in the laboratory it was possible to verify the ability of the DCP to identify less resistant soil layers. The DCP tests for the analysis of compaction control were performed in a strong box with inside dimensions of 1,40 m x 1,40 m and 0,70 m in height. The soil layers were compacted with different densities though the use of a vibrating plate in order to obtain correlations between penetration index, DPI, and soil relative density. Other tests were also conducted to assess the influence of soil moisture on tests results. Among other findings, the results showed the great potential for the use of DCP to control the compaction of sand fills