Rate and processes of river network rearrangement during incipient faulting: The case of the Cahabon river, Guatemala

Deeply incised river networks are generally regarded as robust features that are not easily modified by erosion or tectonics. Although the reorganization of deeply incised drainage systems has been documented, the corresponding importance with regard to the overall landscape evolution of mountain ranges and the factors that permit such reorganizations are poorly understood. To address this problem, we have explored the rapid drainage reorganization that affected the Cahabon River in Guatemala during the Quaternary. Sediment-provenance analysis, field mapping, and electrical resistivity tomography (ERT) imaging are used to reconstruct the geometry of the valley before the river was captured. Dating of the abandoned valley sediments by the Be-10-Al-26 burial method and geomagnetic polarity analysis allow us to determine the age of the capture events and then to quantify several processes, such as the rate of tectonic deformation of the paleovalley, the rate of propagation of post-capture drainage reversal, and the rate at which canyons that formed at the capture sites have propagated along the paleovalley. Transtensional faulting started 1 to 3 million years ago, produced ground tilting and ground faulting along the Cahabon River, and thus generated differential uplift rate of 0.3 +/- 0.1 up to 0.7 +/- 0.4 mm . y(-1) along the river's course. The river responded to faulting by incising the areas of relative uplift and depositing a few tens of meters of sediment above the areas of relative subsidence. Then, the river experienced two captures and one avulsion between 700 ky and 100 ky. The captures breached high-standing ridges that separate the Cahabon River from its captors. Captures occurred at specific points where ridges are made permeable by fault damage zones and/or soluble rocks. Groundwater flow from the Cahabon River down to its captors likely increased the erosive power of the captors thus promoting focused erosion of the ridges. Valley-fill formation and capture occurred in close temporal succession, suggesting a genetic link between the two. We suggest that the aquifers accumulated within the valley-fills, increased the head along the subterraneous system connecting the Cahabon River to its captors, and promoted their development. Upon capture, the breached valley experienced widespread drainage reversal toward the capture sites. We attribute the generalized reversal to combined effects of groundwater sapping in the valley-fill, axial drainage obstruction by lateral fans, and tectonic tilting. Drainage reversal increased the size of the captured areas by a factor of 4 to 6. At the capture sites, 500 m deep canyons have been incised into the bedrock and are propagating upstream at a rate of 3 to 11 mm . y(-1) deepening at a rate of 0.7 to 1 5 mm . y(-1). At this rate, 1 to 2 million years will be necessary for headward erosion to completely erase the topographic expression of the paleovalley. It is concluded that the rapid reorganization of this drainage system was made possible by the way the river adjusted to the new tectonic strain field, which involved transient sedimentation along the river's course. If the river had escaped its early reorganization and had been given the time necessary to reach a new dynamic equilibrium, then the transient conditions that promoted capture would have vanished and its vulnerability to capture would have been strongly reduced.

Audit report on the Great River Regional Waste Authority for the year ended June 30, 2009

Audit report on the Great River Regional Waste Authority for the year ended June 30, 2009

Qualidade física do solo em pomar de laranjeira no noroeste do paraná com manejo da cobertura permanente na entrelinha

O tráfego de máquinas e a compactação do solo ocorrem próximo à copa das plantas de citros, aumentando as restrições físicas do solo ao crescimento das raízes. Estratégias de manejo incluem o uso de coberturas permanentes do solo nas entrelinhas de pomares de laranjeira, mas são desconhecidos os seus efeitos na qualidade física do solo. O objetivo deste estudo foi quantificar o impacto de sistemas de manejo com cobertura permanente do solo em alguns indicadores de qualidade física do solo em um pomar de laranjeira. O estudo foi realizado em um experimento de longa duração de laranjeira 'Pêra' sobre limoeiro 'Cravo' com sistemas de cobertura permanente do solo nas entrelinhas, no município de Alto Paraná, noroeste do Paraná, em um Argissolo Vermelho distrófico latossólico, com horizonte superficial de textura arenosa. Os tratamentos de cobertura permanente nas entrelinhas com a gramínea mato-grosso ou batatais (Paspalum notatum) manejada com roçada e a leguminosa amendoim forrageiro (Arachis pintoi) foram comparados ao manejo tradicional, em que a vegetação espontânea foi dessecada com herbicida pós-emergente. O delineamento experimental utilizado foi de bloco ao acaso com três repetições. Em maio de 2003, a amostragem de solo foi realizada sob rodado e entrerrodado das máquinas nas entrelinhas do pomar. As amostras indeformadas de solo obtidas no centro da camada de 0-15 cm de profundidade foram utilizadas para determinação dos seguintes indicadores: conteúdo de água na capacidade de campo, porosidade total do solo e densidade do solo, a partir dos quais foram estimados os indicadores capacidade de aeração do solo e capacidade de armazenamento de água do solo. Amostras de solo deformadas foram coletadas nas camadas de 0-5 e 10-15 cm de profundidade, para determinação dos teores de C orgânico do solo e cálculo da taxa de estratificação de C orgânico do solo. Os indicadores de qualidade do solo, capacidade de armazenamento de água do solo, capacidade de aeração do solo e taxa de estratificação de C orgânico do solo foram eficientes na avaliação de sistemas de manejo de solo em citros. A manutenção da vegetação das entrelinhas vegetadas com a gramínea mato-grosso ou batatais melhora a qualidade física do solo, independentemente das posições rodado e entrerrodado. A qualidade física do solo é afetada negativamente na posição rodado sob o manejo com amendoim forrageiro e nas posições rodado e entrerodado no manejo tradicional da vegetação espontânea com herbicida pós-emergente.

Audit report on the Disaster Grants – Public Assistance program of the Iowa River - Flint Creek Levee District in Des Moines County and Louisa County, Iowa for the year ended June 30, 2009

Audit report on the Disaster Grants – Public Assistance program of the Iowa River - Flint Creek Levee District in Des Moines County and Louisa County, Iowa for the year ended June 30, 2009

Caracterização química e mineralógica de agregados de diferentes classes de tamanho de Latossolos Bruno e Vermelho localizados no estado do Paraná

O teor e a forma dos minerais da fração argila são determinantes na definição da morfologia dos agregados do solo. Objetivando estudar a mineralogia da fração argila e as propriedades químicas de diferentes classes de agregados de Latossolos (Latossolo Bruno Ácrico húmico - LBd e Latossolo Vermelho Distroférrico húmico - LVdf) originados de rochas basálticas no Estado do Paraná, coletaram-se amostras indeformadas em diferentes profundidades (horizontes Bw1 e Bw2) em perfis de solos localizados em duas toposseqüências (quatro perfis no LBd e três no LVdf). Após secagem e separação das amostras indeformadas em seis classes de agregados (2-4; 1-2; 0,5-1; 0,25-0,5; 0,105-0,25; < 0,105 mm) determinaram-se os teores de Si solúvel em ácido acético 0,5 mol L-1 e de K, Ca, Mg e Al trocáveis. A fração argila das diferentes classes de agregados também foi estudada por diferentes técnicas: difratometria de raios X, análise térmica e análises químicas. Verificou-se homogeneidade nos teores trocáveis de elementos entre as classes de tamanho de agregados dos horizontes Bw1 e Bw2 dos perfis dos Latossolos Bruno e Vermelho. A intensa e contínua pedogênese dos Latossolos não foi suficiente para homogeneizar a mineralogia da fração argila (característica mais estável que a dos teores trocáveis) dos agregados. A maior variação nos teores de minerais, em função da classe de tamanho dos agregados, foi para o perfil localizado na posição mais alta da toposseqüência do LBd: variação de 35 % nos teores de gibbsita no horizonte Bw1 e 44 % nos teores de caulinita no horizonte Bw2. Considerando, ainda, o efeito da classe de tamanho dos agregados sobre a mineralogia dos horizontes Bw1 e Bw2 do LBd e LVdf, verificaram-se variações em algumas características cristalográficos da goethita e hematita - diâmetro médio do cristal (DMC) e intensidade de substituição isomórfica de Fe por Al - e da caulinita (DMC).

Morfologia de agregados de Latossolos Bruno e Vermelho do estado do Paraná, avaliada por imagens obtidas em scanner

A forma e o tamanho das estruturas definem a maioria das características dos solos, principalmente a porosidade total e a distribuição dessa porosidade em macro e microporos. Objetivou-se neste trabalho o estudo da morfologia de diferentes classes de tamanho de agregados de duas toposseqüências de Latossolos (Latossolo Bruno distrófico húmico - LBd e Latossolo Vermelho distroférrico húmico - LVdf), ambos sob condições naturais e originados de rochas basálticas no Paraná, por meio de análise de imagens. Foram coletadas amostras indeformadas de dois horizontes (Bw1 e Bw2) nas toposseqüências do LBd (quatro perfis) e do LVdf (três perfis). Após secagem, as amostras foram separadas em seis classes de tamanho de agregados (2-4 mm;1-2 mm; 0,5-1 mm; 0,25-0,5 mm; 0,105-0,25 mm; e < 0,105 mm), determinando-se a distribuição percentual e o diâmetro médio geométrico (DMG). As imagens dos agregados das quatro maiores classes foram obtidas com scanner e processadas pelo programa de computador UTHSCSA Image Tool. Os agregados do LBd e do LVdf foram predominantemente poliedrais e rugosos, o que deve contribuir para aumentar a superfície externa destes. Os maiores valores de DMG, área e perímetro dos agregados foram verificados para o LBd, sobretudo para o horizonte mais profundo (Bw2). O grau de arredondamento aumentou com a diminuição da classe de tamanho dos agregados para ambos os solos, ou seja, agregados menores tendem a ser mais esféricos e menos rugosos. A qualidade da fração argila teve efeito não apenas no tamanho dos agregados, mas também na morfologia externa destes. Para algumas classes de tamanho de agregados dos horizontes do LBd e do LVdf, o aumento no DMG e na área, o crescimento preferencial em um eixo (alongamento) e a redução da rugosidade externa dos agregados foram favorecidos pelo maior teor de caulinita na fração argila. Efeito oposto foi verificado para os óxidos de Fe e Al.

Estimativa da resistência mecânica à penetração de um latossolo vermelho sob cultura perene no norte do estado do Paraná

Uma das propriedades físicas importantes para o manejo e estudo da qualidade física dos solos é sua resistência à penetração, uma vez que esta propriedade se apresenta relacionada a diversos atributos do solo indicadores do grau de compactação. O objetivo deste trabalho foi estimar a resistência mecânica do solo à penetração de um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultura perene, em três condições de umidade gravimétrica, a partir da densidade, umidade, teor de argila (Arg) e matéria orgânica do solo. A resistência mecânica do solo à penetração foi avaliada mediante o uso do penetrômetro de impacto, e os dados obtidos em impactos dm-1 foram convertidos em resistência dinâmica (MPa). No momento da determinação da resistência mecânica do solo, foram coletadas 30 amostras por profundidade: 0-0,10; 0,1-0,3; 0,3-0,5 m, para determinação de três diferentes teores de umidade gravimétrica (Ug) (Ug1 < 0,20 kg kg-1 , 0,20 < Ug2 < 0,30 kg kg-1 e Ug3 > 0,30 kg kg-1 ), composição granulométrica, teor de matéria orgânica (MO) e densidade do solo (Ds). Foram aplicados testes de distribuição normal para seleção das variáveis participantes dos modelos, por meio do teste W. Em seguida, foram realizadas análises de correlação simples entre as variáveis e análise de regressão múltipla por Stepwise. Para obtenção dos modelos, realizou-se uma análise com quatro variáveis independentes, representadas por: X1 = Ug, X2 = Ds, X3 = MO, X4 = Arg, e a variável dependente (Y), caracterizada pela resistência do solo à penetração (RP). Após obtenção dos modelos finais, testaram-se os efeitos de multicolinearidade por meio do VIF (Fator de Incremento de Variância), sendo os valores de VIF menores que 10 indicativos de que o efeito da multicolineridade não influencia os resultados da regressão. Foi utilizado o nível de significância do valor F da variável de 15 % de probabilidade para a inclusão e exclusão de variáveis no modelo. Os resultados permitiram concluir que as equações que melhor estimaram a resistência do solo à penetração foram: para Ug < 0,20 kg kg-1 : RPE = 1,12 + 2,04Ds + 0,17MO (R² = 0,92); para (0,20 < Ug < 0,30 kg kg-1): RPE = 2,93 - 17,85Ug + 2,98Ds (R² = 0,95); para Ug > 0,30 kg kg-1: RPE = 3,20 - 13,78Ug + 4,43Ds (R² = 0,97). Em todas as situações estudadas, os coeficientes de variação variaram de altos (situação UG1) a muito altos (situação UG2 e Ug3), caracterizando alta variabilidade espacial da RP; logo, a utilização dos modelos selecionados deve ser feita com cautela, pois ocorre importante dispersão de pontos estimados por meio dos modelos, em relação aos valores medidos.

Infiltração da água no solo no sistema pedológico Campus do Arenito, cidade gaúcha, noroeste do estado do Paraná

Considerando a importância do conhecimento do comportamento hídrico das coberturas pedológicas para os estudos de prevenção e contenção dos processos erosivos, o presente trabalho foi realizado em uma vertente com sistema pedológico "Latossolo Vermelho eutrófico/Argissolo Vermelho eutrófico", oriundo do arenito Caiuá, localizado na fazenda experimental da Universidade Estadual de Maringá, município de Cidade Gaúcha, noroeste do Estado do Paraná. Após abordagem morfológica detalhada do sistema pedológico, realizaram-se ensaios de infiltrometria nos principais horizontes diagnósticos e suas respectivas transições em seis perfis de solos dispostos ao longo da vertente. A dinâmica hídrica da cobertura latossólica encontra-se marcada por um comportamento distinto entre a superfície e a subsuperfície. Os horizontes superficiais Ap, AB e, ou, BA exibem ao longo do tempo uma alternância de condições de umidade, ora mais úmidos, ora mais secos, devido à distribuição e intensidade das chuvas. Em profundidade, no horizonte Bw, as condições hídricas dependem da movimentação da água vertical e lateral, não respondendo, portanto, diretamente às variações atmosféricas como na superfície. Na cobertura argissólica, o bloqueio da drenagem vertical ocorre no topo do Bt, gerando acima (horizonte AE) uma zona mais constantemente úmida. De modo geral, os horizontes superficiais dos Argissolos não apresentam as alternâncias de umedecimento e secamento verificadas nos Latossolos; permanecem sempre mais úmidos do que aqueles, em razão dos fluxos hídricos laterais de montante.

Audit report on the Great River Regional Waste Authority for the year ended June 30, 2010

Audit report on the Great River Regional Waste Authority for the year ended June 30, 2010

Biodiversity of rhizobia associated with cowpea cultivars in soils of the lower half of the São Francisco River Valley

The biodiversity of rhizobium in soils of the São Francisco Valley is unknown and can be studied using cowpea as trap plants. The objective of this study was to verify the diversity of diazotrophic bacteria that nodulate cowpea in soils of the lower half of the São Francisco River Valley by morphological and genotypic characterization. Seven soil samples (A1, A2, A3, A4, C1, C2 and MC) were collected to capture bacteria associated to five cowpea cultivars (IPA 206, BRS Pujante, BRS Marataoã, Canapu Roxo, and Sempre Verde), in a 5x7 factorial design with three replications. Thirty days after plant emergence, the nodules were collected and the bacteria isolated and analyzed in relation to their growth characteristics in YMA medium. The 581 isolates were grouped in 49 morphologic groups. Of this total, 62.3 % formed colonies in up to three days, 33.4 % grew from the 6th day on, and 4.3 % began to grow 4 to 5 days after incubation. Regarding the formation of acids and alkalis, 63 % acidified the medium, 12 % made it alkaline and 25 % maintained the medium at neutral pH. The highest diversity was observed in the A3 sample and in isolates associated with the cultivars Canapu Roxo and BRS Pujante. Thirty-eight representative isolates were chosen for the genotypic characterization, clustered in four groups based on the restriction analysis of 16s rDNA. This grouping was strongly correlated with the sampling site; 13 rhizobium isolates had an electrophoretic profile distinct from the standard rhizobium strains used in this study.

Boron extraction and vertical mobility in Paraná State oxisol, Brazil

The deficiency or excess of micronutrients has been determined by analyses of soil and plant tissue. In Brazil, the lack of studies that would define and standardize extraction and determination methods, as well as lack of correlation and calibration studies, makes it difficult to establish limits of concentration classes for analysis interpretation and fertilizer recommendations for crops. A specific extractor for soil analysis is sometimes chosen due to the ease of use in the laboratory and not in view of its efficiency in determining a bioavailable nutrient. The objectives of this study were to: (a) evaluate B concentrations in the soil as related to the fertilizer rate, soil depth and extractor; (b) verify the nutrient movement in the soil profile; (c) evaluate efficiency of Hot Water, Mehlich-1 and Mehlich-3 as available B extractors, using sunflower as test plant. The experimental design consisted of complete randomized blocks with four replications and treatments of five B rates (0, 2, 4, 6, and 8 kg ha-1) applied to the soil surface and evaluated at six depths (0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.15, 0.15-0.20, 0.20-0.30, and 0.30-0.40 m). Boron concentrations in the soil extracted by Hot Water, Mehlich-1 and Mehlich-3 extractors increased linearly in relation to B rates at all depths evaluated, indicating B mobility in the profile. The extractors had different B extraction capacities, but were all efficient to evaluate bioavailability of the nutrient to sunflower. Mehlich-1 and Mehlich-3 can therefore be used to analyze B as well as Hot Water.

Adubação nitrogenada para alto rendimento de milho em plantio direto na região centro-sul do Paraná

O N é um dos nutrientes demandados em maior quantidade pela cultura do milho e o seu suprimento adequado tem implicações técnicas, quanto ao desempenho e à lucratividade da cultura, e ambientais pelo alto potencial de lixiviação do nitrato. Resultados de 61 experimentos, realizados por 13 anos, numa parceria entre a Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária (FAPA) e a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), foram analisados e interpretados visando o desenvolvimento de uma tecnologia de indicação de N para alto rendimento da cultura do milho em plantio direto e adaptado ao uso de plantas de cobertura na região centro-sul do Paraná. As quantidades de N (ureia) a serem aplicadas no milho foram estimadas a partir da demanda de N em diferentes faixas de rendimento de grãos da cultura (6-8, 8,1-10, 10,1-12 e 12,1-14 t ha-1), da disponibilidade de N à cultura em solos com diferentes teores de matéria orgânica (MO) na camada de 0-10 cm (< 40, 40-60 e > 60 g kg-1), do efeito de plantas de cobertura (gramínea, leguminosa, consórcio gramínea-leguminosa e nabo forrageiro) na disponibilidade de N, e da eficiência do N mineral aplicado. As doses de N indicadas (DNI) tiveram boa relação com as doses de máxima eficiência econômica (DMEE) calculadas para condições distintas de MO no solo, planta de cobertura e expectativa de rendimento (DNI = 39 + 0,80 DMEE, R² = 0,74, n = 20, p = 0,03), o que confirma a adequação das doses para a cultura na região. As doses também apresentaram boa relação com a indicação de N vigente nos Estados do RS e SC (DNI: PR = -14 + 1,06 RS/SC, R² = 0,88, n = 12, p = 0,02), o que valida o uso da indicação do centro-sul do PR, que apresenta expectativas de rendimento mais elevadas, para sub-regiões do RS/SC que apresentam alto potencial de rendimento da cultura. Da mesma forma, a indicação do RS/SC pode ser utilizada para sub-regiões do PR que apresentam menor aptidão climática à cultura do milho.

Suscetibilidade magnética do horizonte B de solos do Estado do Paraná

Os minerais ferrimagnéticos maghemita (γFe2O3) e magnetita (Fe3O4) possuem alta relação com a disponibilidade de cátions metálicos e com a capacidade do solo em adsorver ânions como o fosfato. Uma percentagem expressiva dos solos brasileiros apresenta magnetização espontânea. No Estado do Paraná essa área corresponde a aproximadamente 50 %. A determinação da suscetibilidade magnética por unidade de massa (ΧBF) é o método mais simples de identificar a presença e quantificar esses minerais nos solos. A BF é uma técnica rápida, barata, não destrutiva e de boa reprodutibilidade, que pode ser utilizada como critério nos estudos pedogenéticos em que os minerais ferrimagnéticos estão presentes. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência do material de origem nos valores de ΧBF da terra fina seca ao ar (TFSA) de amostras do horizonte B de solos do Paraná. As amostras foram coletadas em todo o Estado, num total de 45 pontos. Na TFSA foram determinados os valores de BF e da porcentagem da frequência dependente da suscetibilidade magnética (ΧFD). Os valores de suscetibilidade magnética dos solos formados sobre rochas eruptivas básicas foram significativamente maiores (1.000 a 7.800 x 10-8 m³ kg-1) que os encontrados em solos formados sobre rochas metamórficas e sedimentares (menores do que 500 x 10-8 m³ kg-1), demonstrando a influência do material de origem na presença de minerais ferrimagnéticos. Os valores de ΧFD indicaram a presenca de partículas superparamagnéticas (maghemita) na maioria dos solos paranaenses.