Sequestration of carbon by soil

Soil carbon is a major component of the terrestrial carbon cycle. The soils of the world contain more carbon than the combined total amounts occurring in vegetation and the atmosphere. Consequently, soils are a major reservoir of carbon and an important sink. Because of the relatively long period of time that carbon spends within the soil and is thereby withheld from the atmosphere, it is often referred to as being sequestered. Increasing the capacity of soils to sequester C provides a partial, medium-term countermeasure to help ameliorate the increasing CO2 levels in the atmosphere arising from fossil fuel burning and land clearing. Such action will also help to alleviate the environmental impacts arising from increasing levels of atmospheric CO2. The C sequestration potential of any soil depends on its capacity to store resistant plant components in the medium term and to protect and accumulate the humic substances (HS) formed from the transformations or organic materials in the soil environment. The sequestration potential of a soil depends on the vegetation it supports, its mineralogical composition, the depth of the solum, soil drainage, the availability of water and air, and the temperature of the soil environment. The sequestration potential also depends on the chemical characteristics of the soil organic matter and its ability to resist microbial decomposition. When accurate information for these features is incorporated in model systems, the potentials of different soils to sequester C can be reliably predicted. It is encouraging to know that improved soil and crop management systems now allow field yields to be maintained and soil C reserves to be increased, even for soils with depleted levels of soil C. Estimates of the soil C sequestration potential are discussed. Inevitably HS are the major components of the additionally sequestered C. It will be important to know more about the compositions and associations of these substances in the soil if we are able to predict reasonably accurately the ability of any soil type to sequester C in different cropping and soil management systems.

Economic Instruments and Regulatory Approaches in Implementing Riparian Revegetation Options: Observations of the Queensland System

Riparian vegetation can be an effective measure for preventing degradation of streambanks and riparian areas. However, riparian revegetation imposes large costs on landholders associated with tree establishment and removal of land from cropping, while providing benefits to downstream landholders, fishers, the local community and environmentalists. Appropriate policy instruments are required to promote sustainable and balanced use of riparian zones. This article analyses the capacity of existing legislation and other instruments to promote restoration of degraded riparian zones on private land. The role of legislation. economic instruments, community engagement and extension programs, in persuading landholders to revegetate riparian areas and improve riparian vegetation cover; is examined in the context ofa small degraded catchment in an intensive farming area in tropical north Queensland. It is found that while legislation and regulations can control undesirable modification of riparian areas, in general they are unable to make a useful contribution to restoration of these areas; incentives and assistance measures appear to offer greater potential.

Productivity growth in pre-1990 Mongolian agriculture: Spiralling disaster or emerging success?

The reasons for the spectacular collapse of so many centrally-planned economies are a source of ongoing debate. In this paper, we use detailed farm-level data to measure total factor productivity (TFP) changes in Mongolian grain and potato farming during the 14-year period immediately preceding the 1990 economic reforms. We measure TFP growth using stochastic frontier analysis (SFA) and data envelopment analysis (DEA) methods. Our results indicate quite poor overall performance, with an average annual TFP change of - 1.7% in grain and 0.8% in potatoes, over the 14-year period. However, the pattern of TFP growth changed substantially during this period, with TFP growth exceeding 7% per year in the latter half of this period. This suggests that the new policies of improved education, greater management autonomy, and improved incentives, which were introduced in final two planning periods in the 1980s, were beginning to have a significant influence upon the performance of Mongolian crop farming. Crown Copyright (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Adoption and maintenance of contour bunds and hedgerows in a dynamic environment - Experience in the Philippine uplands

The widespread adoption of soil conservation technologies by farmers (notably contour hedgerows) observed in Guba, Cebu City, Philippines, is not often observed elsewhere In the country. Adoption of these technologies was because of the interaction of such phenomena as site-specific factors, appropriate extension systems, and technologies. However, lack of hedgerow maintenance, decreasing hedgerow quality, and disappearance of hedgerows raised concerns about sustainability. The dynamic nature of upland farming systems suggests the need for a location-specific farming system development framework, which provides farmers with ongoing extension for continual promotion of appropriate conservation practices.

Infusing the use of seasonal climate forecasting into crop management practice in North East Australia using discussion support software

Seasonal climate forecasting offers potential for improving management of crop production risks in the cropping systems of NE Australia. But how is this capability best connected to management practice? Over the past decade, we have pursued participative systems approaches involving simulation-aided discussion with advisers and decision-makers. This has led to the development of discussion support software as a key vehicle for facilitating infusion of forecasting capability into practice. In this paper, we set out the basis of our approach, its implementation and preliminary evaluation. We outline the development of the discussion support software Whopper Cropper, which was designed for, and in close consultation with, public and private advisers. Whopper Cropper consists of a database of simulation output and a graphical user interface to generate analyses of risks associated with crop management options. The charts produced provide conversation pieces for advisers to use with their farmer clients in relation to the significant decisions they face. An example application, detail of the software development process and an initial survey of user needs are presented. We suggest that discussion support software is about moving beyond traditional notions of supply-driven decision support systems. Discussion support software is largely demand-driven and can compliment participatory action research programs by providing cost-effective general delivery of simulation-aided discussions about relevant management actions. The critical role of farm management advisers and dialogue among key players is highlighted. We argue that the discussion support concept, as exemplified by the software tool Whopper Cropper and the group processes surrounding it, provides an effective means to infuse innovations, like seasonal climate forecasting, into farming practice. Crown Copyright (C) 2002 Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

A review on the role of duckweed in nutrient reclamation and as a source of animal feed

The family of lemnacae colloquially known as duckweed contains the world's smallest species of flowering plants (macrophytes). Aquatic and free-floating, their most striking qualities are a capacity for explosive reproduction and an almost complete lack of fibrous material. They are widely used for reducing chemical loading in facultative sewage lagoons, but their greatest potential lies in their ability to produce large quantities of protein rich biomass, suitable for feeding to a wide range of animals, including fish, poultry and cattle. Despite these qualities there are numerous impediments to these plants being incorporated into western farming systems. Large genetically determined variations in growth in response to nutrients and climate, apparent anti-nutritional factors, concerns about sequestration of heavy metals and possible transference of pathogens raise questions about the safety and usefulness of these plants. A clear understanding of how to address and overcome these impediments needs to be developed before duckweed is widely accepted for nutrient reclamation and as a source of animal feed.

Farm exposures, parental occupation, and risk of Ewing's sarcoma in Australia: a national case-control study

Objective: It has been suggested that parental occupation, particularly farming, increased the risk of Ewing's sarcoma in the offspring. In a national case-control study we examined the relationship between farm and other parental occupational exposures and the risk of cancer in the offspring. Methods: Cases were 106 persons with confirmed Ewing's sarcoma or peripheral primitive neuroectodermal tumor. Population-based controls (344) were selected randomly via telephone. Information was collected by interview (84% face-to-face). Results: We found an excess of case mothers who worked on farms at conception and/or pregnancy (odds ratio (OR) = 2.3, 95% confidence interval (CI) 0.5-12.0) and a slightly smaller excess of farming fathers; more case mothers usually worked as laborers, machine operators, or drivers (OR = 1.8, 95% CI 0.9-3.9). Risk doubled for those whose mothers handled pesticides and insecticides, or fathers who handled solvents and glues, and oils and greases. Further, more cases lived on farms (OR = 1.6, 95% CI 0.9-2.8). In the 0-20 years group, the risk doubled for those who ever lived on a farm (OR = 2.0, 95% CI 1.0-3.9), and more than tripled for those with farming fathers at conception and/or pregnancy (OR = 3.5, 95% CI 1.0-11.9). Conclusions: Our data support the general hypothesis of an association of Ewing's sarcoma family of tumors with farming, particularly at younger ages, who represent the bulk of cases, and are more likely to share etiologic factors.

Towards the on-farm conservation of the assassin bug Pristhesancus plagipennis (Walker) (Hemiptera : Reduviidae) during winter using crop plants as refuges

Habitat instability associated with seasonal crop succession in broad-acre farming systems presents a problem for the conservation and utilisation of beneficial insects in annual field crops. The present paper describes two experiments used to measure the potential of seven plant species to be utilised as winter refuges to support and conserve the predatory bug Pristhesancus plagipennis (Walker). In the first experiment, replicated plots of canola (Brassica napus ), red salvia (Salvia coccinea ), niger (Guizotia abyssinica ), linseed (Linum usitatissimum ), lupins (Lupinus angustifolius ), and lucerne (Medicago falcata ) were planted in a randomized experiment during Autumn 1998. Upon crop establishment, adults and nymphs of P. plagipennis were released into treatment plots and their numbers were assessed, along with those of their potential prey, throughout the ensuing winter months. Post-release sampling suggested that canola and niger retained a proportion of adult P. plagipennis , while niger, lucerne and canola retained some nymphs. The other plant species failed to support P. plagipennis nymphs and adults postrelease. In the second experiment, niger was compared with two lines of sunflower (Helianthus annus ). Both sunflower lines harboured significantly higher (P < 0.05) densities of P. plagipennis nymphs than did niger. The more successful refuge treatments (sunflower, niger and canola) had an abundance of yellow flowers that were attractive to pollinating insects, which served as supplementary prey on which P. plagipennis were observed to feed. Sunflower and niger also supported high densities of the prey insect Creontiades dilutus (Stal) and provided protective leafy canopies which supplied shelter during the winter months. The potential and limitations for using each plant species as a winter refuge to retain P. plagipennis during winter are discussed.

Field hydraulic properties of an Alfisol under various fallow systems in southwestern Nigeria

The effects of various fallow management systems and cropping intensities on water infiltration were measured on an Alfisol at Ibadan in southwestern Nigeria. The objective was to determine the influence of the land use systems (a combination of crop-fallow sequences and intercropping types) on soil hydraulic properties obtained by disc permeameter and double-ring infiltration measurements. The experiment was established in 1989 as a split-plot design with four replications. The main plots were natural fallow, planted Pueraria phaseoloides and planted Leucaena leucocephala. The subplots were 1 year of maize/cassava intercrop followed by 3-year fallow (25% cropping intensity), or 2-year fallow (33% cropping intensity), or 1-year fallow (50% cropping intensity), or no fallow period (100% cropping intensity). Water infiltration rates and sorptivities were measured under saturated and unsaturated flow. Irrespective of land use, infiltration rates at the soil surface (121-324 cm h(-1)) were greater than those measured at 30 cm depth (55-144 cm h(-1)). This indicated that fewer large pores were present below 30 cm depth compared with 0-30 cm, depth. Despite some temporal variation, sorptivities with the highest mean value of 93.5 cm h(-1/2) increased as the cropping intensity decreased, suggesting a more continuous macropore system under less intensive land use systems. This was most likely due to continuous biopores created by perennial vegetation under long fallow systems. Intercropped maize and cassava yields also increased as cropping intensity decreased. The weak relationship between crop yields and hydraulic conductivity/infiltration rates suggests that the rates were not limiting.

Liberação de nutrientes pela palhada de milheto em diferentes estádios fenológicos

Trabalho apresentado no XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo (2007 : Gramado, RS)

Formas de aplicação de inoculante e seus efeitos sobre a nodulação da soja

Atualmente, tem-se difundido a aplicação de inoculante no sulco de semeadura na cultura da soja, mas há poucas informações que dão suporte a essa prática e comprovam sua eficiência em diferentes ambientes manejados sob plantio direto. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de inoculantes na cultura da soja, via semente e sulco de semeadura, em solo já cultivado ou não com soja. Foram realizados dois experimentos em campo a partir de dezembro de 2004 em Latossolo Vermelho-Amarelo, seguindo o mesmo método e tratamentos, porém em dois locais distintos, com ou sem cultivo anterior de soja. Foram testados oito tratamentos: (1) inoculação via semente (inoculante + fungicida + micronutriente); (2) sem inoculação (fungicida + micronutriente); (3) testemunha (semente pura, sem tratamento); (4) aplicação no sulco-dose 1 (dose do inoculante recomendada no sulco); (5) aplicação no sulco-dose 2 (duas vezes a dose recomendada no sulco); (6) aplicação no sulco-dose 3 (três vezes a dose recomendada no sulco); (7) sulco-dose 1 + inoculação via semente; e (8) adubação com N (200 kg ha-1 N). Foram avaliados massa de matéria seca de nódulos e número de nódulos totais e nódulos viáveis e não-viáveis aos 30 e 75 dias após emergência. A melhor nodulação foi obtida com aplicação de inoculante + fungicida + micronutriente via semente no solo ainda não cultivado. No solo previamente cultivado com soja, destacaram-se os tratamentos uma e duas vezes a dose do inoculante no sulco. Menores valores de massa seca de nódulos na soja foram obtidos no tratamento com adubação mineral. A aplicação via sulco do inoculante mostrou-se uma prática viável, em razão da semelhança dos resultados obtidos com a aplicação tradicional via semente.

Revestimentos comestíveis na conservação pós-colheita de morangos cultivar Camarosa produzidos em sistema orgânico e convencional

As perdas pós-colheita de frutas promovem a elevação do custo dos produtos e diminuem a oferta ao consumidor. Suas principais causas estão na colheita, transporte e armazenamento inadequados. A aplicação de revestimentos comestíveis juntamente com a redução da temperatura de armazenamento constitui um dos métodos empregados para a conservação pós-colheita de produtos com vida útil curta, como frutas e hortaliças. O morango é um fruto consumido preferencialmente in natura. Desta forma, torna-se promissora a utilização de revestimento comestível para aumentar seu período de armazenamento e comercialização, sem alteração do sabor, da cor e do aroma dos frutos. A produção orgânica frente a convencional de frutos podem apresentar diferenças, sendo interessante o estudo envolvendo as formas de cultivo. Este estudo teve como objetivo avaliar a conservação pós-colheita de morangos cv. Camarosa, oriundos de cultivo orgânico e convencional revestidos com coberturas comestíveis. Os morangos foram revestidos com fécula de mandioca, gelatina e cera de carnaúba, armazenados durante 10 dias a 10 ºC. A cada 2 dias de armazenamento foram determinados perda de massa, sólidos solúveis, pH, acidez titulável, firmeza, antocianinas totais e podridão fúngica. Análise sensorial foi realizada para verificar a aceitação dos morangos e para avaliar a influência da informação nesta aceitação. A perda de massa foi maior no cultivo orgânico a partir do 8º dia de armazenamento, chegando a 11,47% contra 8,88% do cultivo convencional no final do 10º dia de armazenamento. O revestimento que possibilitou menor perda de massa foi o de cera de carnaúba em relação ao controle. A contaminação fúngica iniciou-se no 4º dia de armazenamento em ambos os tipos de cultivo. No 8º dia de armazenamento observou-se diferenças na podridão entre os tipos de cultivo, sendo o orgânico visualmente mais contaminado. O revestimento de cera de carnaúba apresentou menor podridão fúngica em relação aos outros revestimentos, porém não diferiu da amostra controle. Das variáveis físico-químicas avaliadas, apenas o teor de sólidos solúveis apresentou diferenças entre os tipos de cultivo, sendo o morango convencional o que obteve maiores valores. O teor de antocianinas dos morangos revestidos com fécula de mandioca diferiu do controle, porém o revestimento com fécula não diferiu dos revestidos com gelatina e cera de carnaúba. Foram verificadas diferenças na firmeza dos frutos em relação aos revestimentos. Ao longo do tempo foi observado diferenças no pH, teor de antocianinas e firmeza. O revestimento com cera de carnaúba se mostrou mais adequado em relação aos demais revestimentos, porém sua aparência mostrou-se com pouco brilho e esbranquiçado. Os frutos avaliados apresentaram vida útil pós-colheita de aproximadamente 6 dias. Os morangos, do ponto de vista microbiológico, se mostraram aptos para consumo. A aceitação dos morangos foi boa, não tendo ix diferenças significativas entre morango orgânico e convencional. O fornecimento da informação de “morango orgânico” e a apresentação de um texto adicional informativo não influenciaram na aceitação dos morangos. Entre os revestimentos testados o de cera de carnaúba se mostrou mais aplicável, os demais nas condições testadas não mostraram bons resultados.

Matéria orgânica do solo e emissão de C-CO2 em diferentes manejos e cultivos agrícolas

O manejo do solo deve ser realizado de tal forma que garanta a produção sustentável ao longo dos anos. Dentre as técnicas empregas, o manejo agroecológico e o plantio direto favorecem a manutenção da cobertura do solo e o aporte de matéria orgânica. Partindo da hipótese de que o maior aporte de resíduos culturais aumenta o conteúdo e estoque de matéria orgânica no solo, bem como reduz a emissão de C-CO2, o objetivo geral da pesquisa foi avaliar o impacto do manejo na matéria orgânica do solo e na emissão de C-CO2, nos períodos secos e chuvosos em diferentes cultivos agrícolas. O capítulo 1 foi desenvolvido na comunidade de Feliz Lembrança, Alegre–ES, onde foram avaliados sistemas de manejo em pastagem (PAST), café a pleno sol (PS) e café em sistema agroflorestal (SAF) e uma mata nativa (MN). O capítulo 2 foi desenvolvido no Incaper de Domingos Martins, onde se avaliou tratamentos de plantio direto de hortaliças sob palhada de gramínea (PD-G), leguminosa (PD-L), consórcio gramínea/leguminosa (PD-GL) e convencional utilizando enxada rotativa no pré-plantio (PC)em um delineamento de blocos casualizados. Amostras de solos em diferentes camadas foram coletadas para caracterização química e da matéria orgânica. Foram realizadas medições de emissão de C-CO2, temperatura do solo, umidade do solo e C biomassa microbiana do solo in situ. Foi utilizada análise de variância multivariada, vinculada a teste de aleatorização e aplicação de contrastes ortogonais no capítulo 1 e análise de variância aplicando teste F e teste de médias no capítulo 2. O SAF apresentou maior conteúdo de C orgânico total (19,8 g/kg) na camada de 0 a 5 cm e a PAST em subsuperfície. O menor estoque de C e N e os maiores valores de quociente metabólico foram encontrados no PS. O SAF reduziu a emissão de C-CO2 em 1,93 Mg ha-1 ano-1 em relação ao PS. O C orgânico total variou de 34,94 a 50,48 g/kg no PD-GL enquanto no sistema PC essa variação foi de 27,11 a 43,74 g/kg no perfil amostrado. A emissão média anual foi de 15,89 Mg C-CO2 ha-1 ano-1para a PD-G enquanto o PD-GL foi de 13,77; PD-L de 13,09 e PC de 11,20 Mg C-CO2 ha-1 ano-1. No PC, o balanço de C foi negativo (-2,15Mg ha-1), além de apresentar as menores médias anuais de umidade do solo e C biomassa microbiana e maior Qmet anual. Sistemas com contínuo e diversificado aporte de matéria orgânica promovem redução na emissão de C-CO2, bem como atuam no sequestro de C atmosférico.

Cobertura permanente de solo com leguminosas herbáceas perenes no cultivo de bananeiras no médio Vale do Jequitinhonha

A região da Caatinga é caracterizada pelas altas temperaturas durante o ano e má distribuição das chuvas. Em virtude desses fatores de clima regional, tem-se a necessidade de adoção por práticas que elevem à eficiência e sustentabilidade agrícola local. Assim, objetivou-se avaliar a aptidão de leguminosas herbáceas perenes como cobertura permanente de solo no cultivo de bananeira. Foram conduzidos três experimentos, para avaliação das leguminosas, utilizou-se um delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas no espaço e para algumas variáveis, sub-subdividida no tempo, sendo: Fator “A” os dois diferentes ambientes de plantio: municípios de Itaobim/MG e Virgem da Lapa/MG; Fator “B”, nas subparcelas, dois manejos de cobertura do solo e para algumas variáveis, três manejos, constituídos pelas leguminosas: cudzu tropical (Pueraria phaseoloides) calopogônio (Calopogonium mucunoides) e solo descoberto (solo capinado); Fator “C” épocas de coleta de dados. Para avaliação das bananeiras, foram dois experimentos em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas sudivididas no espaço, sendo: nas parcelas, fator “A” constituído por três manejos de cobertura do solo, pelas leguminosas: cudzu tropical e o calopogônio, e solo descoberto (solo capinado); fator “B”, nas subparcelas, plantas de bananeiras em três idades morfofisiológicas (diferentes ciclos e tamanhos); Para algumas variáveis que foram submetidas a coletas periódicas, utilizou-se o esquema de parcelas subsubdivididas no tempo, acrescentando-se o fator “C”, datas das coletas nas sub-subparcelas, tendo como referência os dias após semeadura (DAS) das leguminosas. Foram avaliadas as seguintes variáveis: taxa de cobertura do solo; potencial de deposição de folhas e a ciclagem de nutrientes; capacidade de inibição da vegetação espontânea; conservação da temperatura e promoção da retenção de umidade do solo. Também foi avaliado o crescimento vegetativo e produtividade das bananeiras. Como resultados principais, notou-se que as leguminosas proporcionaram eficiente cobertura do solo, o calopogônio apresentou o maior acúmulo de N, P, K, e Ca, via deposição de material senescente, tal como maior inibição das plantas espontâneas nos pomares de bananeiras. Essa cobertura também promoveu uma eficiente redução da temperatura do solo, possibilitando menor variação térmica nas camadas de maior concentração radicular da bananeira, e consequentemente, obtendo maior acúmulo de umidade no solo. As bananeiras cultivadas sobre coberturas vivas de solo apresentaram aumento gradativo no crescimento e peso de cacho. Os resultados reforçam o potencial uso dessas espécies na fruticultura, principalmente em regiões de severas restrições hídricas, como forma de adubação e otimização de diversos processos biológicos em seu ambiente de cultivo.

Participação do nitrogênio na indução de injúrias foliares e na eficácia do herbicida glyphosate

Com o objetivo de avaliar diferentes aspectos da participação do nitrogênio na indução de injúrias foliares e na eficácia do herbicida glyphosate, foram desenvolvidos três experimentos, sendo dois em casa de vegetação, com as espécies Avena strigosa e Ipomoea triloba + Sorghum halepense, e um em campo, com Brachiaria decumbens. Avaliou-se a aplicação de glyphosate combinado com ureia (U), com sulfato de amônio (SA) e com U+AS, além de fertilização prévia do solo com nitrogênio e pulverização de caldas concentradas com até 20% de N. A pulverização de caldas concentradas com até 20% de N não dessecou adequadamente as espécies A. strigosa e B. decumbens, provocando danos máximos de cerca de 30%. A utilização de solução de SA ou de U+SA como veículo de pulverização do glyphosate elevou o controle de I. triloba. As soluções nitrogenadas aceleraram a atividade do glyphosate para dessecação de S. halepense, porém, sem diferenças visíveis aos 28 dias após aplicação. A escolha da dose adequada de glyphosate (1.800 g ha-1) para dessecação de B. decumbens foi fundamental para obtenção de elevado controle, sendo que a única alternativa que elevou a eficácia da menor dose do produto foi a fertilização prévia do solo com 150 kg ha-1 de SA.