Heathland restoration on former agricultural land: effects of artificial acidification on the availability and uptake of toxic metal cations

Lowland heath is an internationally important habitat type that has greatly declined in abundance throughout Western Europe. In recent years this has led to a growing interest in the restoration of heathland on agricultural land. This generally requires the use of chemical treatments to return soil chemical conditions to those appropriate for the support of heathland ecosystems. However, the potential for negative impacts on the environment due to the potential of these treatments to increase the availability of trace metals via raised soil acidity requires investigation. A large-scale field study investigated the effect of two chemical treatments used in heathland restoration, elemental sulphur and ferrous sulphate, on soil acidity and whether it is possible to predict the effect of the treatments on availability of two potentially toxic cations (Al and Cd) in the soil along with their subsequent accumulation in the shoots of the grass Agrostis capillaris. Results showed that both treatments decreased soil pH, but that only elemental sulphur produced a pH similar to heathland soil. The availability of Al, measured by extraction with 1 M ammonium nitrate, could not be predicted by soil pH, depth in the soil and total Al concentration in the soil. By contrast, availability of Cd could be predicted from these three variables. Concentrations of both Al and Cd in the shoots of A. capillaris showed no significant relationship with the extractable concentration in the soil. Results are discussed in light of the possible environmental impacts of the chemical restoration techniques.

The horizontal spread of a vertical malady: cosmopolitanism and history in Pernambuco’s recent cinematic sensation

Brazil’s recent cinematic sensation, O som ao redor/Neighboring Sounds (Kleber Mendonça Filho, 2012), displays an effective integration of form and content, as exemplified by its vertical figuration that crystallizes the devastating effects of property development and global capitalism. This chapter will attempt to unravel a two-way drive within this vertical motif: a movement off the ground, resulting in global cosmopolitanism; and another into the ground, in search of the social history and film history at its base. As I hope to demonstrate, despite the characters’ late postmodernist disconnect from local context and history, O som ao redor offers a perspicacious insight into regional and national history that contributes an original and exciting addition to Brazilian and world cinema.

An unexpected legacy and its contribution to early Indian typography

Reprinted from Matrix 7 (Winter 1987) with revisions

Bifurcations and bistability in cavity-assisted photoassociation of Bose-Einstein-condensed molecules

We study the photoassociation of Bose-Einstein condensed atoms into molecules using an optical cavity field. The driven cavity field introduces a dynamical degree of freedom into the photoassociation process, whose role in determining the stationary behavior has not previously been considered. The semiclassical stationary solutions for the atom and molecules as well as the intracavity field are found and their stability and scaling properties are determined in terms of experimentally controllable parameters including driving amplitude of the cavity and the nonlinear interactions between atoms and molecules. For weak cavity driving, we find a bifurcation in the atom and molecule number occurs that signals a transition from a stable steady state to nonlinear Rabi oscillations. For a strongly driven cavity, there exists bistability in the atom and molecule number.

Sagnac rotational phase shifts in a mesoscopic electron interferometer with spin-orbit interactions

The Sagnac effect is an important phase coherent effect in optical and atom interferometers where rotations of the interferometer with respect to an inertial reference frame result in a shift in the interference pattern proportional to the rotation rate. Here, we analyze the Sagnac effect in a mesoscopic semiconductor electron interferometer. We include in our analysis the Rashba spin-orbit interactions in the ring. Our results indicate that spin-orbit interactions increase the rotation-induced phase shift. We discuss the potential experimental observability of the Sagnac phase shift in such mesoscopic systems.

Quantum control of electromagnetically induced transparency dispersion via atomic tunneling in a double-well Bose-Einstein condensate

Electromagnetically induced transparency (EIT) is an important tool for controlling light propagation and nonlinear wave mixing in atomic gases with potential applications ranging from quantum computing to table top tests of general relativity. Here we consider EIT in an atomic Bose-Einstein condensate (BEC) trapped in a double-well potential. A weak probe laser propagates through one of the wells and interacts with atoms in a three-level Lambda configuration. The well through which the probe propagates is dressed by a strong control laser with Rabi frequency Omega(mu), as in standard EIT systems. Tunneling between the wells at the frequency g provides a coherent coupling between identical electronic states in the two wells, which leads to the formation of interwell dressed states. The macroscopic interwell coherence of the BEC wave function results in the formation of two ultranarrow absorption resonances for the probe field that are inside of the ordinary EIT transparency window. We show that these new resonances can be interpreted in terms of the interwell dressed states and the formation of a type of dark state involving the control laser and the interwell tunneling. To either side of these ultranarrow resonances there is normal dispersion with very large slope controlled by g. We discuss prospects for observing these ultranarrow resonances and the corresponding regions of high dispersion experimentally.

Delaware Reservoirs’ Drought Risk Assessment: A Paleo View

The Delaware River provides half of New York City's drinking water, is a habitat for wild trout, American shad and the federally endangered dwarf wedge mussel. It has suffered four 100‐year floods in the last seven years. A drought during the 1960s stands as a warning of the potential vulnerability of the New York City area to severe water shortages if a similar drought were to recur. The water releases from three New York City dams on the Delaware River's headwaters impact not only the reliability of the city’s water supply, but also the potential impact of floods, and the quality of the aquatic habitat in the upper river. The goal of this work is to influence the Delaware River water release policies (FFMP/OST) to further benefit river habitat and fisheries without increasing New York City's drought risk, or the flood risk to down basin residents. The Delaware water release policies are constrained by the dictates of two US Supreme Court Decrees (1931 and 1954) and the need for unanimity among four states: New York, New Jersey, Pennsylvania, and Delaware ‐‐ and New York City. Coordination of their activities and the operation under the existing decrees is provided by the Delaware River Basin Commission (DRBC). Questions such as the probability of the system approaching drought state based on the current FFMP plan and the severity of the 1960s drought are addressed using long record paleo‐reconstructions of flows. For this study, we developed reconstructed total annual flows (water year) for 3 reservoir inflows using regional tree rings going back upto 1754 (a total of 246 years). The reconstructed flows are used with a simple reservoir model to quantify droughts. We observe that the 1960s drought is by far the worst drought based on 246 years of simulations (since 1754).

Aplicação de calcário e culturas de cobertura na implantação do sistema plantio direto em cerrado

Este estudo objetivou avaliar a correção do solo no estabelecimento do sistema plantio direto em Latossolo Vermelho localizado em região típica de Cerrado, Selvíria - MS. Os tratamentos consistiram em cinco formas de aplicação de calagem, em dose única ou parcelada, e duas culturas de cobertura. A calagem sem incorporação, independentemente do modo de aplicação, corrigiu a acidez do solo e aumentou os teores de Ca e Mg na camada de 0-0,05 m; nas demais profundidades, não houve alterações significativas desses atributos. A incorporação do calcário na camada de 0-0,2m modificou, uniformemente, os valores de pH, Ca, Mg e soma de bases do solo até à profundidade de 0,2 m. O sorgo como cultura de cobertura possibilitou maiores teores de Ca e Mg quando a dose de calcário foi subdividida em três aplicações.

Influência da disponibilidade hídrica e da acidez do solo no teor de prolina livre de guandu

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da disponibilidade hídrica e da acidez do solo, no teor de prolina livre da parte aérea das cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x3x4 (cultivar x disponibilidade hídrica x acidez), com quatro repetições. em condições de restrição hídrica severa, a cultivar IAC Fava Larga pode ser considerada tolerante, em virtude do maior acúmulo de prolina livre. A presença de alumínio no solo, associada à restrição hídrica severa, apresentou efeito sinergístico sobre os teores de prolina livre.

Indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar os indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em plantas jovens de cana-de-açúcar. As plantas foram submetidas a três tratamentos de disponibilidade hídrica, medidos em percentagem de capacidade de campo (CC) - sem estresse (70% CC), estresse moderado (55% CC) e estresse severo (40% CC); e três tratamentos de acidez no solo, medidos em termos de saturação por bases (V) - baixa acidez (V = 55%), média acidez (V = 33%) e alta acidez (V = 23%). O experimento foi realizado em casa de vegetação a 29,7±4,3ºC e 75±10% UR. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias, foram determinados os teores de solutos compatíveis - trealose, glicina betaína e prolina - na folha diagnóstico e o crescimento inicial da parte aérea. Os solutos compatíveis trealose, glicina betaína e prolina são indicadores do efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. O acúmulo dos solutos compatíveis nos tecidos foliares das plantas não é capaz de impedir a redução na produção de matéria seca da cana-de-açúcar, resultante do agravamento nas condições de disponibilidade hídrica e de acidez no solo.

Distribuição de fósforo no bulbo molhado, aplicado via fertirrigação por gotejamento com ácido fosfórico

Foram investigados a distribuição do fósforo, o pH e a umidade do solo no bulbo molhado em um Latossolo sem vegetação, após fertirrigação com ácido fosfórico, durante 21 dias. O experimento foi instalado na UNESP/Jaboticabal - SP, em blocos casualizados, com cinco repetições. Os tratamentos foram 0; 30; 60; 90 e 120 kg ha-1 de P2O5, dividindo-se as doses em quatro aplicações semanais, via fertirrigação. Após a última aplicação, foram abertas trincheiras nos bulbos molhados e coletadas amostras de solo em quadrículas de 100 cm². O ácido fosfórico provocou aumento da acidez e elevados teores de fósforo no bulbo, principalmente até 30 cm de distância lateral e até 40 cm de profundidade, em relação ao ponto de gotejamento. O aumento da dose de ácido fosfórico (90 e 120 kg ha-1 de P2O5) provocou maiores teores de fósforo e maior acidificação do solo até 30 cm de distância lateral e até 40 cm de profundidade. A distribuição do fósforo e seu efeito no pH no volume de solo molhado não seguiram a distribuição de umidade no mesmo.

Resposta de cultivares de feijoeiro comum à calagem superficial em semeadura direta

Soil acidity in no tillage system, if not in high situations, can be neutralized by lime surface application, improving mineral nutrition and crop yield. Aiming to evaluate the agronomic performance of common bean cultivars, to surface lime application, in no tillage system, an experiment was conducted in Oxisol, Botucatu Municipal District, São Paulo State, Brazil. The experimental design was a complete randomized block in split plot with four replications, where the plots were formed by common bean cultivars (Carioca, IAC Carioca Ete, Perola, IAPAR 81 e Campeao 2) and subplots consisted of surface application of dolomitic limestone (zero, 1.8 t ha(-1), 3.6 t ha(-1) and 5.4 t ha(-1)). The surface lime application on the soil occurred in October 2002 and subsequently the sequence millet (spring) - beans (summer) - oat (autumn-winter) were planted under rainfed conditions. Bean cultivars sowing were done on December 17, 2003. It can be concluded that there is influence of cultivars and limestone surface application under no tillage, where IAPAR 81 showed better grain yield with the increase of lime rates, obtaining values of 2,025 kg ha(-1) without the lime application to 2,655 kg ha(-1) with 5.4 t ha(-1) lime rate, obtaining 31% yield increase.

Influência de silicato e calcário na nutrição, produtividade e qualidade da batata sob deficiência hídrica

A aplicação de silicato de Ca e Mg pode diminuir a acidez do solo e aumentar a disponibilidade de Ca, Mg, P e Si às plantas. O Si, mesmo não sendo essencial do ponto de vista fisiológico, traz inúmeros benefícios para o crescimento e o desenvolvimento vegetal, especialmente sob estresse. Este trabalho teve por objetivo avaliar a nutrição, a produtividade e a qualidade de tubérculos e batata cultivada em solo corrigido com calcário ou silicato sob dois níveis de umidade no solo. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de calcário dolomítico ou silicato de Ca e Mg, visando elevar a saturação por bases do solo a 60 %, e por duas tensões de água no solo: 0,020 MPa (sem deficiência hídrica) e 0,050 MPa (com deficiência hídrica). O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em vasos contendo 50 kg dm-3 de Latossolo Vermelho de textura média. O delineamento foi inteiramente ao acaso em fatorial 2 x 2, com oito repetições. A deficiência hídrica teve pouca influência na nutrição da batateira, porém reduziu a produção de tubérculos comercializáveis. O silicato de Ca e Mg proporcionou os mesmos níveis de correção do solo e de fornecimento desses nutrientes que o calcário dolomítico, além de maior disponibilidade de P e Si no solo e maior absorção desses elementos pelas plantas de batata, podendo ser utilizado em substituição ao calcário. O fornecimento de Si à cultura da batata, mediante a aplicação de silicato, proporcionou maior altura de plantas, menor acamamento das hastes e maior produção de tubérculos comercializáveis.