Compared boron uptake and translocation in cotton cultivars

The mobility of boron (B), a commonly deficient micronutrient in cotton, has been shown to be low in the plant phloem. Nevertheless, studies have indicated that cotton cultivars can respond differently to B application. A greenhouse experiment was conducted to compare B absorption and mobility in cotton cultivars grown in nutrient solution. Treatments consisted of three cotton cultivars (FMT 701, DP 604BG and FMX 993), and five B rates (0.0, 2.5, 5.0, 10.0, and 20.0 µmol L-1). Plant growth and development were monitored for four weeks from the appearance of the first square. The time of onset and severity of B deficiency symptoms varied among cotton cultivars. Initial B uptake of cv. DP 604BG was lower than of the other cultivars, but a greater amount of available B in the nutrient solution was required to prevent deficiency symptoms in this cultivar. Boron deficiency impairs cotton growth, with no differences among cultivars, regardless of the time of appearance and intensity of B deficiency symptoms.

Remediação de um solo contaminado com petróleo por oxidação química

A remediação de uma amostra de Latossolo Vermelho-Amarelo contaminado artificialmente com petróleo (5.000 mg kg-1) foi estudada comparando diferentes oxidantes químicos: KMnO4 0,10 mol L-1; K2S2O8 0,10 mol L-1; H2O2 0,10 mol L-1; H2O2/Fe2+ 0,10/0,080 mol L-1 (reação de Fenton); e H2O2/Fe2+/UV 0,10/0,080 mol L-1 (reação de foto-Fenton). A remediação foi praticamente completa aos 30 min para o processo de foto-Fenton (99 %). Todos os outros oxidantes não atingiram essa taxa de dissipação até 180 min. O processo em que se usou H2O2 0,10 mol L-1 (70,51 %) foi o de menor eficiência. A adição de íons Fe aumentou a taxa de dissipação para 86,98 % (H2O2/Fe2+ 0,10/0,080 mol L-1). Os métodos convencionais apresentaram taxas de dissipação de 76,58 % (KMnO4 0,10 mol L-1) e 93,85 % (K2S2O8 0,10 mol L-1).

Aluminum in corn plants: influence on growth and morpho-anatomy of root and leaf

Aluminum (Al) toxicity is one of the most limiting factors for productivity. This research was carried out to assess the influence of Al nutrient solution on plant height, dry weight and morphoanatomical alterations in corn (Zea mays L.) roots and leaves. The experiment was conducted in a greenhouse with five treatments consisting of Al doses (0, 25, 75, 150, and 300 µmol L-1) and six replications. The solutions were constantly aerated, and the pH was initially adjusted to 4.3. The shoot dry matter, root dry matter and plant height decreased significantly with increasing Al concentrations. Compared to the control plants, it was observed that the root growth of corn plants in Al solutions was inhibited, there were fewer lateral roots and the development of the root system reduced. The leaf anatomy of plants grown in solutions containing 75 and 300 µmol L-1 Al differed in few aspects from the control plants. The leaf sheaths of the plants exposed to Al had a uniseriate epidermis coated with a thin cuticle layer, and the cells of both the epidermis and the cortex were less developed. In the vascular bundle, the metaxylem and protoxylem had no secondary walls, and the diameter of both was much smaller than of the control plants.

Potential acidity estimated by SMP pH in soils of the state of Pará

The use of SMP pH to estimate the potential acidity (H + Al) is more practical than the method of 0.5 mol L-1 calcium acetate for routine laboratory analyses. The objective was to fit an equation to estimate the H + Al from SMP pH values of soils of the State of Pará. From various regions of the state, 177 soil samples were collected, in which the SMP pH was determined in 0.01 mol L-1 CaCl2 solution and H + Al in 0.5 mol L-1 calcium acetate and the results were related by regression analysis. The equation H + Al = 77.77 + 20.61 SMP pH - 1.435 SMP pH² (R² = 0.90) expressed the H + Al values (in cmol c dm-3) best. When the SMP pH values were used in equations referring to other regions or states in Brazil, the H +Al values were over- or underestimated. The potential acidity in soils of Pará can be estimated by the method of SMP pH.

Phosphorus fractions in sandy soils of vineyards in southern Brazil

Phosphorus (P) applications to vineyards can cause P accumulation in the soil and maximize pollution risks. This study was carried out to quantify the accumulation of P fractions in sandy soils of vineyards in southern Brazil. Soil samples (layers 0-5, 6-10 and 11-20 cm) were collected from a native grassland area and two vineyards, after 14 years (vineyard 1) and 30 years (vineyard 2) of cultivation, in Santana do Livramento, southern Brazil, and subjected to chemical fractionation of P. Phosphorus application, especially to the 30-year-old vineyard 2, increased the inorganic P content down to a depth of 20 cm, mainly in the labile fractions extracted by anion-exchange resin and NaHCO3, in the moderately labile fraction extracted by 0.1 and 0.5 mol L-1 NaOH, and in the non-labile fraction extracted by 1 mol L-1 HCl, indicating the possibility of water eutrophication. Phosphorus application and grapevine cultivation time increased the P content in the organic fraction extracted by NaHCO3 from the 0-5 cm layer, and especially in the moderately labile fraction extracted by 0.1 mol L-1 NaOH, down to a depth of 20 cm.

Aplicação do método de mineralização de nitrogênio com lixiviação para solo tratado com lodo de esgoto e composto orgânico

A determinação da taxa de mineralização de nitrogênio (N) em solos tratados com resíduos é fundamental para definir as doses a serem aplicadas, fornecendo N às plantas na época adequada, sem perdas do elemento por lixiviação. Inúmeros estudos em solos tratados com resíduos utilizam o teste de mineralização de N sem lixiviação e a caracterização das formas mineralizadas pelo método volumétrico. Em razão da deficiente repetibilidade do teste e da baixa sensibilidade do método de determinação observada em estudos com lodo de esgoto e composto orgânico, adotaram-se o método pouco difundido de mineralização de N com lixiviação e a especificação das formas minerais de N, por meio de métodos espectrofotométricos. O teste foi realizado em colunas de PVC, com 30 mm de diâmetro, preenchidas com terra retirada da camada 0,20 m de um solo classificado como Nitossolo Háplico, álico, argiloso, misturada às seguintes doses de resíduos, em Mg ha-1 (base úmida): lodo de esgoto - L1: 3,6; L2: 7,2; e L3: 14,4; e composto de lodo de esgoto e material vegetal triturado proveniente da poda de árvores urbanas - C1: 7,2; C2: 14,4; e C3: 28,8. As colunas foram incubadas e lixiviadas periodicamente com solução 0,01 mol L-1 KCl e as formas minerais de N determinadas colorimetricamente. Maiores taxas de mineralização ocorreram nas menores doses aplicadas de lodo e composto, evidenciando efeito priming, indesejado à fertilidade de solos sob condições tropicais. Menores taxas ocorreram nas doses L2 e C2, com valores próximos àqueles sugeridos pela legislação, não suprindo a demanda de N almejada, indicando possível necessidade de revisão na norma vigente. De modo geral, as taxas de mineralização foram maiores para o composto orgânico, enquanto a velocidade de degradação do composto orgânico foi menor que para o lodo, revelando maior distribuição da disponibilidade de N para a cultura ao longo do tempo. O método de mineralização com lixiviação e a determinação das formas de N-minerais por colorimetria evidenciaram-se rápidos e eficientes; estudos com solos e resíduos diversos podem validá-los para seu uso em rotina.

Forms and accumulation of copper and zinc in a sandy typic hapludalf soil after long-term application of pig slurry and deep litter

Successive applications of pig slurry and pig deep litter may lead to an accumulation of copper (Cu) and zinc (Zn) fractions in the soil profile. The objective of this study was to evaluate the Cu and Zn forms and accumulation in a Sandy Typic Hapludalf soil after long-term application of pig slurry and deep litter. In March 2010, eight years after initiating an experiment in Braço do Norte, Santa Catarina (SC), Brazil, on a Sandy Typic Hapludalf soil, soil samples were collected from the 0-2.5, 2.5-5.0, 5-10 and 10-15 cm layers in treatments consisting of no manure application (control) and with applications of pig slurry and deep litter at two levels: the single and double rate of N requirement for maize and black oat succession. The soil was dried, ground in an agate mortar and analyzed for Cu and Zn contents by 0.01 mol L-1 EDTA and chemically fractionated to determine Cu and Zn. The applications of Pig deep litter and slurry at doses equivalent to 90 kg ha-1 N increased the contents of available Cu and Zn in the surface soil layer, if the double of this dose was applied in pig deep litter or double this dose in pig slurry, Cu and Zn migrated to a depth of 15 cm. Copper is accumulated mainly in the organic and residual fractions, and zinc preferentially in the fraction linked to clay minerals, especially in the surface soil layers.

Characterization of sustained BOLD activation in the rat barrel cortex and neurochemical consequences.

To date, only a couple of functional MR spectroscopy (fMRS) studies were conducted in rats. Due to the low temporal resolution of (1)H MRS techniques, prolonged stimulation paradigms are necessary for investigating the metabolic outcome in the rat brain during functional challenge. However, sustained activation of cortical areas is usually difficult to obtain due to neural adaptation. Anesthesia, habituation, high variability of the basal state metabolite concentrations as well as low concentrations of the metabolites of interest such as lactate (Lac), glucose (Glc) or γ-aminobutyric acid (GABA) and small expected changes of metabolite concentrations need to be addressed. In the present study, the rat barrel cortex was reliably and reproducibly activated through sustained trigeminal nerve (TGN) stimulation. In addition, TGN stimulation induced significant positive changes in lactate (+1.01μmol/g, p<0.008) and glutamate (+0.92μmol/g, p<0.02) and significant negative aspartate changes (-0.63μmol/g, p<0.004) using functional (1)H MRS at 9.4T in agreement with previous changes observed in human fMRS studies. Finally, for the first time, the dynamics of lactate, glucose, aspartate and glutamate concentrations during sustained somatosensory activation in rats using fMRS were assessed. These results allow demonstrating the feasibility of fMRS measurements during prolonged barrel cortex activation in rats.

Dinâmica da matéria orgânica de um neossolo quartzarênico de cerrado convertido para cultivo em sucessão de soja e milheto

O uso e o manejo de Neossolos Quartzarênicos podem influenciar a matéria orgânica do solo (MOS), mas a magnitude dessas alterações ainda é pouco pesquisada nas condições de Cerrado. O objetivo deste trabalho foi estudar as variações que ocorrem na MOS em um Neossolo Quartzarênico, por consequência da conversão da vegetação original para o uso agrícola e cultivo sequencial de soja e milheto em sucessão. Em uma área de cultivo comercial em Alto Garças, MT, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0-5, 0-10, 0-20 e 0-40 cm, em talhões que estavam sob sucessão soja-milheto durante 1, 2, 6, 8 e 10 anos e, como referência da vegetação original, amostras foram tomadas em área adjacente sob Cerrado nativo. Foram determinados os teores de carbono orgânico total (COT), carbono e nitrogênio total e o teor de carbono nas frações ácidos húmicos, ácidos fúlvicos e na matéria orgânica leve (MOL), além da relação isotópica do carbono na MOS. A conversão do Cerrado para cultivo agrícola elevou o teor de COT do solo, sobretudo em razão do aporte de MOL e fragmentos de carvão. O manejo desse solo com a sucessão soja-milheto, mesmo com o uso de gradagens pesadas, não causou reduções nos teores de COT, ao longo do tempo. Contudo, observou-se variação na distribuição do carbono nas diferentes frações da MOS ao longo do tempo de cultivo, indicando alterações significativas na qualidade da MOS. Notou-se aumento no percentual de carbono na forma de MOL e redução dos teores de carbono na forma de ácidos fúlvicos ao longo do tempo de cultivo, sugerindo a perda seletiva dos compostos mais solúveis. A relação isotópica do carbono do solo aumentou com o tempo de cultivo, indicando maior contribuição do carbono derivado do milheto para a manutenção dos teores de MOS. Os atributos da MOS relativos à camada de 0-20 cm foram mais sensíveis às variações em razão do tempo de cultivo do que os mesmos atributos avaliados nas demais camadas estudadas. As variáveis relacionadas ao fracionamento da MOS evidenciaram-se mais sensíveis às variações por causa do tempo de cultivo do que simplesmente do teor de COT do solo, apresentando o potencial de uso dessas variáveis como indicadores de qualidade do solo.

Accumulation of phosphorus fractions and contamination potential in vineyard soils in the southern region of the state of Santa Catarina, Brazil

In vineyards, if phosphate is applied both before planting and at intervals during growth without consideration of technical criteria, the soil P fractions may be increased and their proportions altered. This study was carried out to evaluate the accumulation of P fractions and the parameters of the adsorption isotherm in a sandy Typic Hapludalf soil in vineyards with a history of successive and excessive phosphate fertilization. In December 2010, two vineyards were selected, one 4 and the other 15 years old, in Urussanga, State of Santa Catarina (Brazil). Three trenches were dug in each area and soil was collected from the 0-5, 5-10 and 10-20 cm depth ranges. The soil samples were dried in a forced-air oven, sieved and subjected to chemical analyses, P chemical fractionation and P adsorption isotherms. Excessive phosphate fertilization, before and during cultivation, particularly in the older vineyard and, consequently, with a longer history of phosphate fertilization, increased the inorganic P concentrations to the depth of 20 cm, especially in labile fractions extracted by anion exchange resin and NaHCO3 in the non-labile fraction, as well as in the non-labile fraction extracted by 1.0 mol L-1 HCl. The application of phosphate fertilizers and the long cultivation period increased the P levels in the organic labile fraction extracted by 0.5 mol L-1 NaHCO3, and especially in the moderately labile fraction extracted by 0.1 and 0.5 mol L-1 NaOH. Phosphate fertilization of older vineyards, i.e., cultivated for 15 years, increased the amounts of P desorbed in water, indicating a risk of contamination of surface waters and groundwater. The phosphate fertilization before planting, without considering the results of soil analysis, and during cultivation, disregarding the results of soil analysis, leaf analysis and expected yield, led to a reduction in the maximum P adsorption capacity in the 0-5 cm layer of vineyard 2, indicating saturation of part of the reactive particle adsorption sites.

Structural and magnetic characterization of maghemites prepared from Al-substituted magnetites

Synthetic aluminum-substituted maghemites were characterized by total chemical analysis, powder X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy (ME), and vibrating sample magnetometry (VSM). The aim was to determine the structural, magnetic, and hyperfine properties of γ-Fe2-xAl xO3 as the Al concentration is varied. The XRD results of the synthetic products were indexed exclusively as maghemite. Increasing Al for Fe substitution decreased the mean crystalline dimension and shifted all diffraction peaks to higher º2θ angles. The a0 dimension of the cubic unit cell decreased with increasing Al according to the equation a o = 0.8385 - 3.63 x 10-5 Al (R²= 0.94). Most Mössbauer spectra were composed of one sextet, but at the highest substitution rate of 142.5 mmol mol-1 Al, both a doublet and sextet were obtained at 300 K. All hyperfine parameters from the sub-spectra were consistent with high-spin Fe3+ (0.2 a 0.7 mms-1) and suggested a strong superparamagnetic component associated with the doublet. The magnetic hyperfine field of the sextets decreased with the amount of Al-substitution [Bhf (T) = 49.751 - 0.1202Al; R² = 0.94] while the linewidth increased linearly. The saturation magnetization also decreased with increasing isomorphous substitution.

Efeito do preparo do solo e resíduo da colheita de cana-de-açúcar sobre a emissão de CO2

O solo é um dos principais compartimentos de carbono no ecossistema terrestre, capaz de armazenar quantidades expressivas desse elemento e, portanto, a compreensão dos fatores que contribuem para as perdas de CO2 em solos agrícolas é fundamental para determinar estratégias de redução das emissões desse gás e ajudar a mitigar o efeito estufa. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito do preparo do solo e da deposição de resíduos da cultura da cana-de-açúcar na emissão de CO2, temperatura e umidade do solo, durante a reforma do canavial, ao longo de um período de 15 dias. Os manejos avaliados foram: sem preparo do solo e mantendo os resíduos da colheita sobre a superfície do solo (SPCR); sem preparo do solo e sem resíduo (SPSR) e com preparo do solo e sem resíduo (CPSR). A menor média de emissão de CO2 do solo (FCO2) foi observada no manejo SPCR (2,16 µmol m-2 s-1), quando comparado aos manejos SPSR (2,90 µmol m-2 s-1) e CPSR (3,22 µmol m-2 s-1), indicando que as maiores umidades e menores variações da temperatura do solo, observadas em SPCR, foram os fatores responsáveis por tal diminuição. Durante o período de estudo, a menor média diária da FCO2 foi registrada em SPCR (1,28 µmol m-2 s-1) e a maior em CPSR (6,08 µmol m-2 s-1), após a ocorrência de chuvas. A menor perda de C-CO2 do solo foi observada no manejo SPCR (367 kg ha-1 de C-CO2), diferindo significativamente (p<0,05) dos manejos: SPSR (502 kg ha-1 de C-CO2) e CPSR (535 kg ha-1 de C-CO2). A umidade do solo foi a variável que apresentou valores mais diferenciados entre os manejos, sendo positivamente correlacionada (r = 0,55; p<0,05) com as variações temporais da emissão de CO2 nos manejos SPCR e CPSR. Em adição, a temperatura do solo diferiu (p<0,05) somente no manejo SPCR (24 ºC), quando comparada aos manejos SPSR (26 ºC) e CPSR (26,5 ºC), sugerindo que, para as condições deste estudo, o resíduo da cana-de-açúcar retido sobre a superfície propiciou uma temperatura do solo, em média, 2 ºC mais amena.

Pedogênese e classificação de latossolos desenvolvidos de itabiritos no Quadrilátero Ferrífero, MG

Localizado na porção centro-oeste do Estado de Minas Gerais, o Quadrilátero Ferrífero abrange uma área de aproximadamente 7.000 km². Desde o século XVII, a região é conhecida como uma província aurífera e ferrífera, sendo por essa razão uma das regiões mais bem estudadas do Brasil no contexto geológico. A região é de topografia muito acidentada, onde predominam solos pouco evoluídos pedogeneticamente, com destaque para Cambissolos Háplicos, Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos. Em menor proporção e em rampas de colúvio (relevo suave ondulado), ocorrem Latossolos Vermelhos muito ricos em Fe, anteriormente denominados Latossolos Ferríferos. Neste trabalho, foram realizados estudos para caracterizar física, química e mineralogicamente amostras de nove perfis de Latossolos Vermelhos férricos e perférricos, desenvolvidos de itabirito e rochas afins no Quadrilátero Ferrífero, com os objetivos de melhor entender sua gênese e avaliar critérios taxonômicos que permitam sua diferenciação no SiBCS, em níveis categóricos mais baixos. Os elevados valores de densidade de partículas são peculiares nesses solos e, ao lado da estrutura forte, muito pequena e granular, são fatores que contribuem para subestimar os teores de argila e superestimar os de silte, resultando em relação silte/argila maior do que aquela proposta pelo SiBCS para os Latossolos. A variação dos teores de SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, MnO, P2O5 e de alguns elementos-traço aponta para a diversidade na composição química do itabirito ou, ainda, provável mistura com rochas filíticas da região. Os valores das relações Fe2O3/TiO2 (não molecular) e TiO2/Fe2O3 (molecular) revelaram-se diferentes daqueles sugeridos na literatura para separação de Latossolos Vermelhos desenvolvidos de itabirito daqueles de rochas máficas. As frações areia, silte e argila apresentaram grande variação na atração magnética, com as duas primeiras frações evidenciando maior magnetização, em razão da presença de magnetita. Os valores de substituição isomórfica de Fe por Al variaram 0,07 a 0,11 e 0,09 a 0,38 mol mol-1 nas estruturas da hematita e magnetita, respectivamente.

Electronic structure and properties of Cu2O

The structural and electronic properties of Cu2O have been investigated using the periodic Hartree-Fock method and a posteriori density-functional corrections. The lattice parameter, bulk modulus, and elastic constants have been calculated. The electronic structure of and bonding in Cu2O are analyzed and compared with x-ray photoelectron spectroscopy spectra, showing a good agreement for the valence-band states. To check the quality of the calculated electron density, static structure factors and Compton profiles have been calculated, showing a good agreement with the available experimental data. The effective electron and hole masses have been evaluated for Cu2O at the center of the Brillouin zone. The calculated interaction energy between the two interpenetrated frameworks in the cuprite structure is estimated to be around -6.0 kcal/mol per Cu2O formula. The bonding between the two independent frameworks has been analyzed using a bimolecular model and the results indicate an important role of d10-d10 type interactions between copper atoms.