Estoque e qualidade da matéria orgânica de um solo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o estoque e a qualidade da matéria orgânica (MOS) por meio de análises de ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C no estado sólido de amostras intactas de solo e de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) e fluorescência dos ácidos húmicos (AH) isolados de um Cambissolo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo. Numa situação, a cana-de-açúcar foi cultivada por 55 anos sem a queima por ocasião da colheita. A outra situação envolveu uma área cultivada com queima da palhada, na qual em uma parte foi realizada a adição de vinhaça (120 m³ ano-1) durante 35 anos e a outra não recebeu esse tratamento. O aumento no estoque de AH em 157 e 57 % nas camadas de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, respectivamente, na área cultivada durante 55 anos com preservação do palhiço, correspondeu ao aumento observado no grau de aromaticidade e diminuição da acidez da MOS, obtido por RMN 13C. Nas áreas com manejos que envolviam a preservação da MOS foram obtidos AH com maior concentração de radicais livres do tipo semiquinona, determinada por RPE, e maior intensidade de emissão de fluorescência. Mudanças significativas no processo de humificação da MOS e, portanto, na sua qualidade foram decorrentes da preservação do palhiço por ocasião da colheita. Por sua vez, a adição de vinhaça durante 35 anos ao canavial no qual foi realizada a queima do palhiço não alterou significativamente a qualidade da MOS, sugerindo rápida evolução do material orgânico solúvel adicionado ao solo.

Recuperação de atributos físicos de um Argissolo em função do seu revolvimento e do tempo de semeadura direta

A melhoria da qualidade estrutural do solo pelo uso continuado do sistema semeadura direta ocorre junto com o processo de sua (re)acidificação. Em algumas circunstâncias, ocorre também compactação superficial devido ao tráfego de máquinas, que necessita ser corrigida pela mobilização do solo. Assim, em experimento conduzido há 12 anos sob diferentes sistemas de manejo do solo, avaliou-se o tempo necessário para o solo readquirir os atributos físicos iniciais, alterados no processo de revolvimento do solo, por ocasião da reaplicação de calcário. O experimento foi realizado na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul - RS, em um Argissolo Vermelho distrófico típico. Os sistemas de manejo avaliados foram: (a) preparo convencional durante 12 anos, (b) sistema semeadura direta com revolvimento do solo para incorporar calcário a cada quatro anos, (c) sistema semeadura direta durante oito anos e (d) sistema semeadura direta durante 12 anos. Determinaram-se, imediatamente antes e 6, 12, 24, 36 e 48 meses depois da terceira reaplicação de calcário, a densidade, a porosidade total, a macroporosidade, a microporosidade, a estabilidade de agregados e o teor de C orgânico em três camadas (0,0-2,5; 2,5-7,5 e 7,5-15,0 cm) de solo. O revolvimento do solo para incorporação do calcário no sistema semeadura direta de quatro anos propiciou condições mais favoráveis de densidade e porosidade do solo, mas diminuiu a estabilidade de agregados. Houve necessidade de um período de quatro anos de cultivo do solo no sistema semeadura direta para o retorno da estabilidade de agregados à condição original. Os atributos físicos do solo foram mais uniformes no perfil no preparo convencional, porém com menor estabilidade de agregados na camada superficial, que foi relacionada ao teor de C orgânico.

Estudo da erosão na microbacia do Ceveiro (Piracicaba, SP): II - Interpretação da tolerância de perda de solo utilizando o método do Índice de Tempo de Vida

A erosão acelerada do solo, um processo basicamente induzido pela ação antrópica, muito contribui para a degradação da qualidade das terras aráveis em todo o mundo, além de constituir a principal fonte não pontual de poluição dos recursos hídricos superficiais. Considerando a demanda efetiva pelo desenvolvimento de indicadores para avaliação do impacto da erosão na qualidade do solo em sistemas de produção agrícola, este trabalho teve por objetivo desenvolver um índice, com valor prognóstico, para ser aplicado como uma ferramenta de planejamento na interpretação da tolerância de perda de solo em áreas agrícolas. Foi desenvolvido o método designado "Índice de Tempo de Vida do Solo", para se proceder ao diagnóstico da erosão em uma área predominantemente utilizada com a cultura da cana-de-açúcar no município de Piracicaba (SP). Na realização do trabalho, foram empregados geotécnicas e métodos de análise geoestatística, sendo o processamento e a análise dos dados efetivados em ambiente de sistema de informação geográfica do tipo matricial. As taxas anuais médias de perda de solo foram estimadas em trabalho anterior, empregando a equação universal de perda de solo (EUPS), com ajuste dos fatores do modelo às condições locais da área de estudo. Nos cálculos do índice de tempo de vida do solo, foi presumida uma taxa de renovação de 0,2 mm ano-1 e foram analisadas duas profundidades, de 50 e de 100 cm, consideradas mínimas para o uso agrícola. A avaliação da espessura do solum revelou que, na área de estudo, predominam solos pouco profundos, com médias ponderadas pelas áreas de ocorrência de 78 cm, solos ocupados com cana-de-açúcar, e de 72 cm, solos ocupados com outros usos. A aplicação do índice de tempo de vida revelou que, adotando a profundidade crítica de 50 cm, o tempo de vida médio do solo nas áreas ocupadas com cana-de-açúcar é de 178 anos, e que, mantida a expectativa atual de perdas, pouco mais de 70 anos serão suficientes para degradar o recurso em cerca de 50 % da área cultivada com cana-de-açúcar (meia-vida do solo). Para a profundidade crítica de 100 cm, a situação se agrava, e o tempo de vida médio do solo nas áreas ocupadas com cana-de-açúcar cai para apenas 102 anos e a meia-vida para 42 anos. A aplicação do método possibilitou ainda estimar em cerca de 19 e de 74 % as proporções da área cultivada com cana-de-açúcar em que a atual situação já é de impacto permanente instalado (tempo de vida do solo zero), isto é, locais onde as taxas de perda de solo são superiores à taxa de renovação, e a espessura do solo já é inferior às profundidades críticas consideradas, no caso 50 m e 100 cm, respectivamente. Nas condições atuais de uso e manejo, a situação de conservação de recursos, em particular do solo, pôde ser caracterizada em apenas 7,6 ha ou em menos de 1 % da área com cana-de-açúcar. A taxa de renovação do solo foi superior às taxas estimadas de perdas por erosão. Em mais de 99 % da área ocupada com cana-de-açúcar, portanto, as taxas estimadas de perda de solo por erosão superam a taxa de renovação do solo (p > r), caracterizando a degradação de recursos. O índice proposto mostrou-se uma ferramenta promissora para interpretação da tolerância da perda de solo aplicada ao planejamento do uso agrícola em bases sustentáveis.

Propriedades redox de ácidos húmicos isolados de um solo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo

A matéria orgânica do solo é o maior reservatório de C nos sistemas naturais. Em tais sistemas a qualidade e a estabilidade do C podem ser estimadas pelo aumento da concentração das frações humificadas que, dentre outros fatores, está condicionada ao balanço entre as perdas e os ganhos que envolvem as reações de oxidação e de redução da matéria orgânica do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a eletroquímica, usando titulações redox iodimétricas, de ácidos húmicos isolados de solos cultivados continuamente com cana-de-açúcar submetida ou não à queima da palha para a colheita ou à adição anual de vinhaça. Os ácidos húmicos apresentaram valores do potencial formal padrão do eletrodo entre 0,760 e 0,779 V a 25 ºC. A capacidade de oxidação dos ácidos húmicos variou de 1,01 a 3,44 mol c kg-1 a pH 5,0 e de 1,64 a 6,44 molc kg-1 a pH 7,0. Observou-se correlação positiva e significativa entre a capacidade de oxidação dos ácidos húmicos e suas concentrações de grupos funcionais fenólicos, quinonas e semiquinonas.

On the artificial creation of the EL2 center by means of boron implantation in gallium arsenide

In the present work, an analysis of the dark and optical capacitance transients obtained from Schottky Au:GaAs barriers implanted with boron has been carried out by means of the isothermal transient spectroscopy (ITS) and differential and optical ITS techniques. Unlike deep level transient spectroscopy, the use of these techniques allows one to easily distinguish contributions to the transients different from those of the usual deep trap emission kinetics. The results obtained show the artificial creation of the EL2, EL6, and EL5 defects by the boron implantation process. Moreover, the interaction mechanism between the EL2 and other defects, which gives rise to the U band, has been analyzed. The existence of a reorganization process of the defects involved has been observed, which prevents the interaction as the temperature increases. The activation energy of this process has been found to be dependent on the temperature of the annealing treatment after implantation, with values of 0.51 and 0.26 eV for the as‐implanted and 400 °C annealed samples, respectively. The analysis of the optical data has corroborated the existence of such interactions involving all the observed defects that affect their optical parameters

Mudanças na matéria orgânica do solo causadas pelo tempo de adoção de um sistema agrossilvopastoril com eucalipto

Sistemas agrossilvopastoris (SASPs) representam práticas de manejo agroflorestal que têm como principal objetivo permitir maior diversidade e sustentabilidade do sistema. A matéria orgânica do solo (MOS) é uma das principais propriedades indicadoras da sustentabilidade de um sistema de cultivo, principalmente em solos sob condições tropicais. Os objetivos deste trabalho foram estudar o impacto dos SASPs de cultivo do eucalipto em diferentes frações de C e N da MOS ao longo do tempo. Para isso, foi amostrada uma cronossequência composta por seis tempos de implantação dos SASPs. O tempo zero foi representado pela área de referência (Cerrado), e os demais, com dois, três, quatro, sete e 10 anos de implantação. Foram coletadas amostras de solo das camadas de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm, na linha e na entrelinha de cultivo do eucalipto. Foi feita a caracterização física e química desses solos, assim como as determinações de C orgânico total (COT), N total (NT), C na matéria orgânica leve (MOL), N na MOL e C oxidável por permanganato de potássio, como uma medida de labilidade do C (CL). A partir desses dados foram calculados o IMC CL, que é um Índice de Manejo do C, e o IMC CMOL, que é uma modificação do índice original. O estoque total de C orgânico no solo (COS) (0-100 cm) na linha de plantio do eucalipto foi mantido ao longo do tempo, enquanto na entrelinha houve tendência de perda inicial de C, sem que esses estoques retornassem aos valores originais (Cerrado) no final do décimo e último ano estudado. O estoque total de N mostrou comportamento semelhante na linha e na entrelinha de cultivo do eucalipto. Após perda inicial acentuada de N, houve tendência de acúmulo desse elemento ao longo do tempo de implantação dos SASPs. Contudo, esse acúmulo não foi sustentável e, ao final do período estudado, esses valores eram menores que os originais. A fração da MOL foi a que apresentou as maiores alterações, confirmando sua sensibilidade a alterações de manejo. As perdas de C e N da MOL também foram maiores para a entrelinha de plantio de eucalipto do que para a linha. O C lábil (CL), assim como o índice calculado a partir dele (IMC CL), não possibilitou ajustes dos seus resultados como variável do tempo de implantação dos SASPs. Entretanto, o IMC modificado, calculado a partir do C da MOL (IMC CMOL), apresentou bons ajustes para todas as camadas estudadas; além disso, apresentou correlação mais elevada com o COT, mostrando-se mais indicado para a comparação dos sistemas de manejo estudados. Pôde-se perceber a importância de estudar camadas mais profundas do solo, já que elas podem apresentar perdas de C significativas e de difícil recuperação. A implantação dos SASPs acarretou diminuição dos estoques de COT das camadas superficiais, e o tempo necessário para a recuperação dos estoques originais ficou além do período máximo estudado. A fração mais sensível ao manejo adotado foi a MOL livre.

Rugosidade da superfície do solo sob diferentes sistemas de manejo e influenciada por chuva artificial

A rugosidade da superfície do solo é influenciada pelo manejo, formada em especial pelo tipo de preparo e reduzida pela ação da chuva, principalmente. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes sistemas de manejo do solo e da aplicação de chuva artificial na rugosidade da superfície do solo. Os tratamentos estudados resultaram da combinação de três sistemas de manejo do solo, semeadura direta (SD), preparo convencional (PC) e cultivo mínimo (CM), com três doses de resíduo vegetal seco de soja (Glycine max L. Merrill): 0, 2 e 4 Mg ha-1. Nas unidades experimentais foram aplicadas sete chuvas, com intensidade de precipitação pluvial de 60 mm h-1 e duração de 60 min cada, totalizando 420 mm de lâmina de chuva. A rugosidade foi avaliada imediatamente antes e após o preparo do solo e imediatamente após a aplicação de cada uma das sete chuvas artificiais. Obtiveram-se valores do índice de rugosidade ao acaso entre 1,88 e 5,41 mm na semeadura direta; entre 3,88 e 8,30 mm no preparo convencional; e entre 8,99 e 17,45 mm no cultivo mínimo. Concluiu-se que: as operações de preparo do solo aumentaram a rugosidade da sua superfície, em geral; o cultivo mínimo foi o sistema de preparo do solo que proporcionou os maiores valores de rugosidade ao acaso; e nos tratamentos semeadura direta com cobertura do solo a ação da chuva não promoveu decaimento do microrrelevo do solo.

Densidade, agregação e frações de carbono de um Argissolo sob pastagem natural submetida a níveis de ofertas de forragem por longo tempo

O ajuste da quantidade de animais à oferta de forragem é fundamental para a sustentabilidade de pastagens naturais. O manejo da oferta de forragem, além de interferir nas espécies vegetais que compõem a pastagem, também pode se refletir nos atributos do solo, como densidade, agregação e conteúdo de carbono. Neste estudo, avaliaram-se a densidade do solo, o diâmetro médio ponderado de agregados e frações de carbono sob pastagem natural, manejada por 22 anos com diferentes intensidades de pastejo, representadas por níveis de oferta de forragem de 4, 8, 12 e 16 kg de matéria seca para cada 100 kg de peso de animal vivo. Duas áreas excluídas de pastejo foram incluídas como testemunhas. Verificaram-se alterações nos atributos do solo, estando elas relacionadas às intensidades de pastejo. Essas alterações ocorreram, principalmente, na superfície (0-10 cm), observando-se aumento da densidade do solo com a redução na oferta de forragem. O diâmetro médio ponderado de agregados do solo e a massa de raízes na camada de 0 a 10 cm apresentaram comportamento inversamente proporcional ao da oferta de forragem. A labilidade do carbono decresce nos tratamentos conforme diminui a oferta de forragem. O índice de estoque de C indica que na oferta de 12 % aumenta-se o estoque de C no solo em relação à testemunha, enquanto as demais ofertas diminuem. O índice de manejo de carbono demonstra que as maiores ofertas de forragem (12 e 16 %) proporcionam melhor qualidade ao sistema em pastagem natural, ao passo que na menor oferta (4 %) o sistema está perdendo qualidade e comprometendo a sustentabilidade - demonstrado pela redução substancial desse índice.

Integer filling facfor phases and isospin in vertical diatomic artificial molecules

Integer filling factor phases of many-electron vertically coupled diatomic artificial quantum dot molecules are investigated for different values of the interdot coupling. The experimental results are analyzed within local-spin density functional theory for which we have determined a simple lateral confining potential law that can be scaled for the different coupling regimes, and Hartree-Fock theory. Maximum density droplets composed of electrons in both bonding and antibonding or just bonding states are revealed, and interesting isospin-flip physics appears for weak interdot coupling when the systematic depopulation of antibonding states leads to changes in isospin.

Dissociation of vertical semiconductor diatomic artificial molecules

We investigate the dissociation of few-electron circular vertical semiconductor double quantum dot artificial molecules at 0 T as a function of interdot distance. A slight mismatch introduced in the fabrication of the artificial molecules from nominally identical constituent quantum wells induces localization by offsetting the energy levels in the quantum dots by up to 2 meV, and this plays a crucial role in the appearance of the addition energy spectra as a function of coupling strength particularly in the weak coupling limit.

Comparison between artificial neural networks and maximum likelihood classification in digital soil mapping

Soil surveys are the main source of spatial information on soils and have a range of different applications, mainly in agriculture. The continuity of this activity has however been severely compromised, mainly due to a lack of governmental funding. The purpose of this study was to evaluate the feasibility of two different classifiers (artificial neural networks and a maximum likelihood algorithm) in the prediction of soil classes in the northwest of the state of Rio de Janeiro. Terrain attributes such as elevation, slope, aspect, plan curvature and compound topographic index (CTI) and indices of clay minerals, iron oxide and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), derived from Landsat 7 ETM+ sensor imagery, were used as discriminating variables. The two classifiers were trained and validated for each soil class using 300 and 150 samples respectively, representing the characteristics of these classes in terms of the discriminating variables. According to the statistical tests, the accuracy of the classifier based on artificial neural networks (ANNs) was greater than of the classic Maximum Likelihood Classifier (MLC). Comparing the results with 126 points of reference showed that the resulting ANN map (73.81 %) was superior to the MLC map (57.94 %). The main errors when using the two classifiers were caused by: a) the geological heterogeneity of the area coupled with problems related to the geological map; b) the depth of lithic contact and/or rock exposure, and c) problems with the environmental correlation model used due to the polygenetic nature of the soils. This study confirms that the use of terrain attributes together with remote sensing data by an ANN approach can be a tool to facilitate soil mapping in Brazil, primarily due to the availability of low-cost remote sensing data and the ease by which terrain attributes can be obtained.

Doses de enxofre e tempo de incubação na dinâmica de formas de enxofre no solo

A disponibilidade de enxofre (S) depende da dinâmica de suas formas no solo. Visando estudar o equilíbrio entre as reservas de S lábil e S não lábil, amostras de 10 solos foram incubadas com cinco doses de sulfato de cálcio (0, 20, 50, 80 e 120 mg dm-3 de S), durante 1, 8, 15, 30, 60 e 90 d. Para a determinação do S lábil, utilizou-se membrana de resina de troca aniônica em forma de lâmina. O S extraído com 48 h de agitação foi denominado de enxofre rapidamente lábil (SRL). O teor obtido com tempo de agitação superior a 48 h foi denominado de enxofre lentamente lábil e o não lábil (SLL+SNL), pela diferença entre o S do solo (extraído após calcinação) e SRL. A resistência que o solo oferece à passagem do S da reserva do SRL para a do SLL+SNL foi denominada de capacidade-tampão do S lábil (CTSL), sendo obtida pelo inverso do coeficiente angular das equações lineares do teor de SRL em função do teor de SLL+SNL. Constatou-se que tempo de incubação (reatividade) e as doses de S, na forma de sulfato de cálcio, influenciam a dinâmica do S entre as reservas de SRL e SLL+SNL. A CTSL é sensível às mudanças no equilíbrio entre as reservas de S no solo. O aumento da CTSL dos solos relacionou-se, principalmente, com a capacidade máxima de adsorção de sulfato, teor de carbono orgânico, goethita e gibbsita da fração argila dos solos estudados.

Magnetoresistance at artificial interfaces in the itinerant SrRuO3 ferromagnet

The magnetoresistance across interfaces in the itinerant ferromagnetic oxide SrRuO3 have been studied. To define appropriately the interfaces, epitaxial thin films have been grown on bicrystalline and laser-patterned SrTiO3 substrates. Comparison is made with results obtained on similar experiments using the double-exchange ferromagnetic oxide La2/3Sr1/3MnO3. It is found that in SrRuO3, interfaces induce a substantial negative magnetoresistance, although no traces of the low-field spin tunneling magnetoresistance are found. We discuss these results on the basis of the distinct degree of spin polarization in ruthenates and manganites and the different nature of the surface magnetic layer formed at interfaces.