Microscopic and macroscopic polarization within a combined quantum mechanics and molecular mechanics model

A polarizable quantum mechanics and molecular mechanics model has been extended to account for the difference between the macroscopic electric field and the actual electric field felt by the solute molecule. This enables the calculation of effective microscopic properties which can be related to macroscopic susceptibilities directly comparable with experimental results. By seperating the discrete local field into two distinct contribution we define two different microscopic properties, the so-called solute and effective properties. The solute properties account for the pure solvent effects, i.e., effects even when the macroscopic electric field is zero, and the effective properties account for both the pure solvent effects and the effect from the induced dipoles in the solvent due to the macroscopic electric field. We present results for the linear and nonlinear polarizabilities of water and acetonitrile both in the gas phase and in the liquid phase. For all the properties we find that the pure solvent effect increases the properties whereas the induced electric field decreases the properties. Furthermore, we present results for the refractive index, third-harmonic generation (THG), and electric field induced second-harmonic generation (EFISH) for liquid water and acetonitrile. We find in general good agreement between the calculated and experimental results for the refractive index and the THG susceptibility. For the EFISH susceptibility, however, the difference between experiment and theory is larger since the orientational effect arising from the static electric field is not accurately described

Alterações químicas em solos ácidos após a aplicação de resíduos vegetais

O conhecimento do comportamento químico de solos ácidos durante a decomposição de resíduos vegetais tem grande importância no manejo destes solos. Em Londrina, foi avaliado, durante os anos de 1995 e 1996, o efeito da incubação (0, 15, 30, 60 e 90 dias) de resíduos de nabo, soja e trigo (doses de 2 e 4%) finamente moídos com amostras do horizonte Bw de três unidades de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Roxo e Latossolo Vermelho-Escuro) sobre o pH, carbono orgânico dissolvido (COD) e Al, Ca, Mg e K trocáveis e solúveis. Nos resíduos vegetais, foram determinados o COD e Ca, Mg e K totais e solúveis. Imediatamente após a aplicação dos resíduos vegetais (tempo zero), ocorreram aumentos no pH, no Ca, Mg e K trocáveis e solúveis, no Al solúvel e no COD e redução no Al trocável. A intensidade dessas alterações foi relacionada com o COD e Ca, Mg e K solúveis nos diferentes resíduos, na seguinte ordem: nabo > soja > trigo. Durante a incubação, o COD na solução do solo foi rapidamente diminuído. A redução do COD com o tempo de incubação não alterou o K, mas reduziu drasticamente o Al, Ca e Mg na solução do solo, demonstrando a importância do COD na manutenção de cátions polivalentes em solução por meio do mecanismo de complexação orgânica. A especiação química demonstrou que acima de 90% do Al total em solução estava na forma orgânica. A composição orgânica e inorgânica da fração hidrossolúvel de resíduos vegetais demonstrou ser a principal responsável pelas alterações químicas observadas nas amostras de solos ácidos.

Micorrizas arbusculares no crescimento pós-transplantio de mudas de árvores em solo com excesso de metais pesados

Os efeitos adversos dos metais pesados para as diversas formas de vida dificultam a recuperação de solos contaminados por estes elementos. Neste trabalho, avaliaram-se os efeitos da inoculação com fungos micorrízicos arbusculares no crescimento e absorção de metais de mudas de cinco espécies arbóreas, transplantadas para misturas que continham diferentes proporções de um solo contaminado (PSC). Mudas de Senna multijuga (L.C. Rich.) Irwin et Barneby (cássia verrugosa), Luehea grandiflora Mart. et Zucc. (açoita-cavalo), Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong (tamboril), Albizia lebbeck (L.) Benth. (albizia) e Senna macranthera (Collard.) Irwin et Barneby (fedegoso), inoculadas e sem inoculação, foram transplantadas para as misturas de solos e desenvolvidas por 180 dias, no período de abril a novembro de 1996, em vasos, em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da UFLA, Lavras (MG). Verificou-se que a elevação na PSC na mistura reduziu o desenvolvimento das mudas e a colonização micorrízica (CM), sendo isto causado pela elevada absorção de metais pelas plantas, especiamente, de Cd e Zn. A inoculação favoreceu o crescimento das mudas após transplantio, sendo esse efeito mais evidente nas misturas de solo com baixa PSC. A CM foi reduzida de 70 a 90% no solo não contaminado para valores próximos de zero na mistura com alta PSC. Os níveis críticos de toxidez (redução de 10% na matéria seca das plantas inoculadas) dos metais no solo foram, em mg dm-3, de 83, 57, 153, 256 e 16, para o Zn, e de 1,3; 0,9; 0,8; 4,0 e 1,6, para Cd, para açoita-cavalo, cássia verrugosa, fedegoso, tamboril e albizia, respectivamente. Observando esses níveis críticos, as plantas não inoculadas apresentaram produção de matéria seca relativa, média para todas as espécies, de apenas 39%, evidenciando os benefícios da inoculação para o crescimento pós-transplantio das mudas. Esses benefícios relacionaram-se com menores teores de metais na parte aérea. Mesmo desconhecendo os mecanismos envolvidos nestas respostas, os resultados deste trabalho evidenciaram a importância das micorrizas arbusculares para o crescimento de mudas de árvores e para a recuperação de áreas tropicais contaminadas com metais pesados.

Compositional and structural variabilities of Mg-rich iron oxide spinels from tuffite

Maghemite (γFe2O3) from tuffite is exceptionally rich in Mg, relatively to most of those reportedly found in other mafic lithosystems. To investigate in detail the compositional and structural variabilities of this natural magnetic iron oxide, sets of crystals were isolated from samples collected at different positions in a tuffite weathering mantle. These sets of crystal were individually powdered and studied by X-ray diffractometry, Mössbauer spectroscopy, magnetization measurements and chemical analysis. Lattice parameter of the cubic cell (a0) was found to vary from 0.834(1) to 0.8412(1) nm. Lower a0-values are characteristic of maghemite whereas higher ones are related to a magnetite precursor. FeO content ranges up to 17 mass % and spontaneous magnetization ranges from 8 to 32 J T-1 kg-1. Zero-field room temperature Mössbauer spectra are rather complex, indicating that the hyperfine field distributions due to Fe3+ and mixed valence Fe3+/2+ overlap. The structural variabilities of the (Mg, Ti)-rich iron oxide spinels is essentially related to the range of chemical composition of its precursor (Mg, Ti)-rich magnetite, and probably to the extent to which it has been oxidized during transformation in soil.

Variabilidade dos parâmetros da equação que relaciona a condutividade hidráulica com a umidade do solo no método do perfil instantâneo

A condutividade hidráulica é uma das mais importantes propriedades do solo para estudos que envolvem a infiltração da água, o movimento da água dentro do perfil, bem como para as raízes das plantas e para a drenagem interna. O conhecimento da função condutividade hidráulica versus umidade (K(θ)) é essencial para esses estudos; no entanto, a informação disponível sobre a variabilidade dos parâmetros empíricos dessa função é escassa. Com o objetivo de conhecer a variabilidade desses parâmetros, realizaram-se, neste trabalho, em doze locais do mesmo solo, observações da condutividade hidráulica em função da umidade do solo pelo método do perfil instantâneo, dentro de uma área de 1.000 m². A equação utilizada para K(θ) foi K = K0.exp[γ(θ-θ0)], em que K0 e θ0 são os valores de K e θ, respectivamente, para o tempo zero de redistribuição da água. As medições de umidade e potencial mátrico foram feitas ao longo de 50 dias, aproximadamente, em nove profundidades entre 0,2 e 1,0 m. Os resultados mostraram que coeficientes de variação em torno de dois a três foram obtidos para os valores de K0 na maioria das profundidades e que os valores de γ apresentaram coeficientes de variação menores, em torno de 0,2 a 0,5, maiores na superfície e menores em profundidade. Concluiu-se que os valores de umidade versus tempo ajustaram-se muito bem a uma equação potencial e os de potencial total versus profundidade muito bem a uma equação polinomial de segundo grau. Os resultados indicaram que a relação de K versus θ, determinada pelo método do perfil instantâneo em uma área de alguns metros quadrados, não foi representativa de área muito maior.

Alterações de atributos do solo pela calagem superficial e incorporada a partir de pastagem natural

A aplicação superficial de calcário pode ser uma alternativa para a correção da acidez do solo sob plantio direto. Este trabalho avaliou as modificações em alguns atributos químicos provocadas pela aplicação de calcário superficial e incorporado ao solo a partir de pastagem natural. O experimento foi feito na área Experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (RS), num Argissolo Acinzentado distrófico plíntico. Os tratamentos, com 0,0, 2,0, 8,5 e 17,0 t ha-1 de calcário incorporado na camada de 0-20 cm e em superfície, foram distribuídos em blocos ao acaso, com quatro repetições. Aos 24 meses, reaplicou-se em superfície a dose no tratamento de 2,0 t ha-1. Aos 6, 18, 36 e 48 meses da aplicação do calcário, coletaram-se amostras de solo nas profundidades de 0,0-2,5; 2,5-5,0; 5,0-10,0 e 10,0-15,0 cm. Avaliaram-se os atributos químicos relacionados com a acidez do solo. A correção da acidez do solo foi proporcional à dose de calcário aplicada, independentemente do modo de aplicação. A aplicação de calcário superficial criou uma frente de correção da acidez em profundidade proporcional à dose e ao tempo. Foram necessários 36 meses para que a saturação com alumínio atingisse nível próximo de zero na camada de 0,0-2,5 cm com a aplicação de 2,0 + 2,0 t ha-1; 36 meses para a camada 2,5-5,0 cm com 8,5 t ha-1; e 48 meses para a camada 5,0-10,0 cm com 17,0 t ha-1.

Sistemas consorciados de aveia preta e ervilhaca comum como cobertura de solo e seus efeitos na cultura do milho em sucessão

Com o aumento do cultivo do milho no sistema plantio direto (SPD), várias espécies vegetais de inverno estão sendo avaliadas, visando à obtenção de uma cobertura de solo que beneficie o milho cultivado em sucessão e o SPD. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de três densidades de semeadura de aveia preta e ervilhaca comum em sistemas consorciados e em cultivos isolados e de três níveis de adubação nitrogenada (zero, 60 e 160 kg ha-1) aplicados em cobertura sobre a cultura do milho em sucessão. O experimento foi realizado em campo na Estação Experimental Agronômica da UFRGS em Eldorado do Sul (RS), no ano agrícola 1998/99. O rendimento total de matéria seca da cobertura de solo foi similar entre os sistemas consorciados de aveia e ervilhaca e os cultivos isolados. O aumento da dose de N aplicada no milho e o incremento da proporção de sementes de ervilhaca no consórcio da cobertura de solo elevaram a quantidade de N acumulado por planta de milho. Na produtividade de grãos de milho, percebeu-se interação de doses de N aplicadas e sistemas de cobertura de solo. Sem aplicação de N, houve aumento de 321 kg ha-1 na produtividade de grãos, para cada 10% de substituição de aveia por ervilhaca nos sistemas de consórcio. Com 60 kg ha-1 de N, a resposta foi quadrática; com 160 kg ha-1, não houve efeito das coberturas de solo no inverno sobre a produtividade de grãos. A produtividade de grãos de milho cultivado em sucessão à aveia em cultivo isolado ou em consórcio com ervilhaca aumentou linearmente com o aumento da dose da adubação nitrogenada; em sucessão à ervilhaca em cultivo isolado, não houve resposta do milho à adubação nitrogenada.

Articles convenus entre le Roi et le prince-évêque, l'église et l'état de Liège, pour l'exécution du traité du 24 mai 1772 et en conformité de l'article séparé relatif à l'art 1er dudit traité. [Ratification du 11 décembre.]

[Acte royal. 1773-12-11. Versailles]

Influência de algumas características do solo nos teores de boro disponível

Este trabalho objetivou avaliar a utilização da água quente e CaCl2 5 mmol L-1 como extratores de B disponível, usando forno de microondas como fonte de aquecimento, e estudar a influência de algumas características do solo nos teores de B extraído. A dosagem de B nos extratos foi feita com azometina-H. Executou-se um experimento em casa de vegetação em fatorial completo 17 solos x 6 doses de B (0, 0,15, 0,30, 0,60, 0,90 e 1,50 mg dm-3), com três repetições, em blocos ao acaso, usando o milho como planta-teste. Os solos foram analisados por meio dos dois extratores e os teores de B e a produção de matéria seca da parte aérea foram medidos. Foram feitas análises de regressão e correlação para as diversas variáveis, trabalhando com os dados de todas as doses ou apenas com a dose zero. Verificou-se que os extratores revelaram capacidades semelhantes na determinação do B disponível; o CaCl2 5 mmol L-1 recuperou 8% a mais do B aplicado, em relação à água quente; a elevação dos teores de ferro livre, de argila e de matéria orgânica e dos valores de equivalente de umidade reduziram significativamente a taxa de recuperação do B aplicado, por ambos os extratores. Os teores de B no solo acima de 0,1 mg dm-3 (por CaCl2 5 mmol L-1) e de 7,8 mg kg-1 na planta acarretaram decréscimo da produção de matéria seca.

Uso alternativo da grade aradora superpesada na correção da acidez do solo em profundidade e na produção da aveia preta

A máxima eficiência da calagem depende, além da qualidade do material corretivo, de uma incorporação adequada quanto à profundidade e homogeneidade. Diante disto, objetivou-se avaliar o efeito dos modos de incorporação de calcário na produção da aveia preta e na correção da acidez no perfil do solo. Para isto, foi realizado um experimento em um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, na região do Triângulo Mineiro, em Uberlândia (MG), no período de maio de 1995 a fevereiro de 1996. O delineamento experimental foi em parcelas subdivididas, com as parcelas principais organizadas em blocos, com três repetições. As parcelas foram constituídas pelos modos de incorporação do calcário: grade aradora pesada e grade niveladora GP+GN (14x34"); modo tradicional, com aração (4x26") e grade niveladora A+GN (60x22"); grade aradora superpesada e grade niveladora GSP+GN (14x34"); nas subparcelas, pelas doses de calcário dolomítico, como se segue: D0 = zero de calcário; D1 = dose para elevar V = 70%; D2 = dose para elevar V = 100%, que corresponderam a 0; 6,0 e 9,2tha-1, respectivamente. O modo de incorporação do calcário influiu na eficiência da calagem no perfil do solo. A gradagem pesada não foi adequada para a incorporação do calcário. O arado de disco mais a gradagem niveladora tiveram desempenho satisfatório, atingindo até 0,20m de profundidade. A gradagem superpesada proporcionou maior uniformidade e profundidade de incorporação, com neutralização da acidez do solo até 0,30m de profundidade.

Análise de sensibilidade no processamento de dados de experimentos de perfil instantâneo

Dentre as propriedades físicas do solo, a condutividade hidráulica é uma das mais importantes, quando se estudam fenômenos que estão ligados ao movimento da água no solo. O método para determinar a função condutividade hidráulica versus umidade ou função K(θ) de um solo, denominada método de perfil instantâneo, tem como maior vantagem o fato de se basear em medições diretas no campo, sem necessidade de aguardar o estabelecimento de um equilíbrio dinâmico. No caso de experimentos desse tipo, não se conhecem estudos sobre sua sensibilidade em relação a erros nos dados experimentais; tampouco se conhece a influência que uma observação experimental a mais ou a menos possa ter sobre a parametrização da função K(θ) O presente trabalho visou analisar a sensibilidade do método de perfil instantâneo a variações nas observações realizadas in situ Utilizaram-se dados de dois experimentos de perfil instantâneo realizados no campus "Luiz de Queiroz", da Universidade de São Paulo, em Piracicaba (SP). Por meio de um algoritmo computacional para a análise dos dados experimentais, verificou-se a sensibilidade do resultado do cálculo dos parâmetros da função K(θ) para variações nos valores de entrada. Foi analisado o efeito das seguintes alterações no conjunto original de dados: retirada de uma leitura completa do conjunto de dados; retirada de leituras finais; erro no coeficiente angular de calibração do TDR; erro no intercepto da curva de calibração do TDR; erro em uma das leituras do TDR. Pelos resultados do levantamento, concluiu-se que o método do perfil instantâneo, conjuntamente com a rotina computacional utilizada para processar os valores observados no campo, apresenta alta sensibilidade a pequenas incertezas no ajuste de funções aos valores da umidade Versus tempo; é também muito sensível à leitura do tempo zero, que, portanto, deveria ser desconsiderada. Erros ou incertezas nos ajustes dos valores do potencial total Versus a profundidade têm menor influência no resultado final. Se houver comportamento não estritamente exponencial entre condutividade hidráulica e umidade, a sensibilidade do método para pequenas alterações no conjunto de dados de entrada aumenta. Respectivos erros no coeficiente angular e no intercepto de um TDR com equação de calibração linear alteram os respectivos coeficiente angular (γ) ou intercepto (ln(K*)) da relação entre condutividade hidráulica e umidade, quando o potencial matricial é obtido por tensiometria.

Soybean response to starter nitrogen and Bradyrhizobium inoculation on a Cerrado oxisol under no-tillage and conventional tillage systems

In Brazil, Bradyrhizobium inoculation has successfully replaced the use of N fertilizer on soybean [Glycine max (L) Merr.] crops. However, with the expansion of no-tillage cropping systems in the Cerrados region, the idea that it is necessary to use small N rates at the sowing to overcome problems related with N immobilization has become widespread, mainly when soybean is cultivated after a non-legume crop. In this study we examined soybean response to small rates of N fertilizer under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) systems. Four experiments (a completely randomized block with five replicates) were carried out in a red yellow oxisol, during the periods of 1998/1999 and 1999/ 2000, under NT and CT. The treatments consisted of four urea rates (0, 20, 30 and 40 kg ha-1 N). All treatments were inoculated with Bradyrhizobium japonicum strains SEMIA 5080 and SEMIA 5079, in the proportion 1 kg of peat inoculant (1,5 x 10(9) cells g-1) per 50 kg of seeds. In both experiments, soybean was cultivated after corn and the N fertilizer was band applied at sowing. In all experiments, N rates promoted reductions of up to 50 % in the nodule number at 15 days after the emergence. Regardless of the management system, these reductions disappeared at the flowering stage and there was no effect of N rates on either the number and dry weight of nodules or on soybean yields. Therefore, in the Brazilian Cerrados, when an efficient symbiosis is established, it is not necessary to apply starter N rates on soybean, even when cultivated under notillage systems.

Estimativa da capacidade de campo de Latossolos e Neossolos Quartzarênicos pela determinação do equivalente de umidade

A quantidade de água retida no solo determinada pelo equivalente de umidade (EU) aproxima-se da umidade na capacidade de campo (CC), em solos de regiões temperadas, com presença predominante de argilas de atividade alta. Nos solos característicos das regiões tropicais e úmidas, esse critério, que fixa o potencial matricial da CC em -33 kPa, deve ser alterado para potenciais maiores, da ordem de -10 a -6 kPa. O objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade de estimar a CC em Latossolos e Neossolos Quartzarênicos por meio da determinação do EU. Para isso, realizou-se um levantamento bibliográfico em teses defendidas na Universidade Federal de Viçosa a partir de 1968, considerando adequados os dados que incluíam classificação do solo, teor de argila, EU e CC. Foram selecionados oitenta Latossolos e oito Neossolos Quartzarênicos. Os dados analisados resultaram na equação CC = 0,081 + 0,888 EU (R² = 0,910), em que CC e EU são expressos em kg kg-1. O intercepto, diferente de zero e positivo, confirma que a CC ocorre, nestes solos, a potenciais maiores que -33 kPa.