Invader immunology: invasion history alters immune system function in cane toads (Rhinella marina) in tropical Australia.

Because an individual's investment into the immune system may modify its dispersal rate, immune function may evolve rapidly in an invader. We collected cane toads (Rhinella marina) from sites spanning their 75-year invasion history in Australia, bred them, and raised their progeny in standard conditions. Evolved shifts in immune function should manifest as differences in immune responses among the progeny of parents collected in different locations. Parental location did not affect the offspring's cell-mediated immune response or stress response, but blood from the offspring of invasion-front toads had more neutrophils, and was more effective at phagocytosis and killing bacteria. These latter measures of immune function are negatively correlated with rate of dispersal in free-ranging toads. Our results suggest that the invasion of tropical Australia by cane toads has resulted in rapid genetically based compensatory shifts in the aspects of immune responses that are most compromised by the rigours of long-distance dispersal.

Métodos de concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila visando sua identificação por difratometria de raios x

Além dos baixos teores normalmente encontrados na fração argila dos solos sob clima tropical e subtropical, o tamanho reduzido e a baixa cristalinidade dos minerais 2:1 secundários dificultam sua identificação por difratometria de raios X (DRX). Este estudo objetivou avaliar métodos químicos e físico de concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila para facilitar a identificação por DRX, incluindo a natureza dos minerais quanto ao local de formação de cargas permanentes (lâmina tetraedral ou octaedral). Coletaram-se amostras de dois Cambissolos originados de argilito da Formação Guabirotuba na Bacia Sedimentar de Curitiba (PR): horizontes A, Bi, C1 (1,2 a 1,5 m), C2 (2,2 a 2,5 m), C3 (3,2 a 3,5 m) e C4 (4,2 a 4,5 m). Após remoção da matéria orgânica e dispersão da terra fina seca ao ar, a fração argila foi submetida a tratamentos sequenciais com ditionito-citratobicarbonato (DCB) (amostra desferrificada - remoção de óxidos de Fe pedogenéticos) e com soluções de NaOH a quente, em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 4,0; 4,5 e 5,0 mol L-1), para extração de gibbsita e caulinita, em diferentes graus. A fração argila desferrificada também foi submetida à separação física (centrifugação) em argila grossa (0,2 a 2 m) e fina (< 0,2 m). Foram realizados tratamentos auxiliares para identificar as espécies minerais 2:1 na fração argila: saturação com Mg e solvatação com etilenoglicol; saturação com K e secagem ao ar e aquecimento a 550 ºC; e saturação com Li (teste de Greene-Kelly). Os resultados mostraram que o método clássico de extração da caulinita, com solução de NaOH 5,0 mol L-1 a quente, não deve ser aplicado para concentração de minerais 2:1 secundários, pois também removeu grande parte desses minerais. O tratamento com DCB e com solução de NaOH 3,5 mol L-1 possibilitou, com maior eficiência, a concentração e identificação de minerais 2:1 secundários por DRX nas amostras dos horizontes A, Bi e C1. Nas amostras tomadas em maiores profundidades (horizontes C2, C3 e C4), devido aos maiores teores desses minerais e ao menor tamanho dos cristais (argila fina), a solução menos concentrada de NaOH (1,5 mol L-1) foi mais eficiente para esse propósito. No horizonte A, os minerais 2:1 concentraram-se na fração argila grossa, compatível com o maior grau de intemperismo desse horizonte. Identificou-se esmectita com hidroxi-Al entrecamadas nos horizontes mais superficiais (A e Bi) e esmectita nas amostras do horizonte C. A saturação com Li permitiu a identificação das esmectitas dioctaedrais montmorilonita e beidelita/nontronita. As adaptações ao métodopadrão (NaOH 5 mol L-1) favoreceram a concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila dos solos; a concentração da solução de NaOH deve ser maior para horizontes com menor teor do mineral.

Estrutura de um nitossolo vermelho latossólico eutroférrico sob sistema plantio direto, preparo convencional e floresta

Alterações estruturais causadas no solo pelos sistemas de manejo podem resultar em compactação e interferir no desenvolvimento radicular das culturas. Com o objetivo de avaliar os influxos do tipo de manejo sobre a estrutura do solo, por meio de métodos qualitativo (perfil cultural) e quantitativo (densidade), realizou-se um estudo em solo derivado do basalto, com textura argilosa a muito argilosa, no município de Maringá (PR), Terceiro Planalto Paranaense, coordenadas 23 º 29 ' S e 51 º 59 ' W, submetido aos sistemas de manejo convencional com sucessão de milho (Zea mays L. ) e soja (Glycine max); e plantio direto com rotação de trigo (Triticum spp.), milho (Zea mays L.), feijão (Phaseolus vulgaris), aveia-preta (Avena strigosa) e soja durante 20 anos. Próximo desses locais, selecionou-se área de floresta como testemunha. Amostras indeformadas foram coletadas a partir dos volumes homogêneos de solo, verificados na descrição do perfil cultural: duas amostras em solo sob floresta, duas em plantio direto e três amostras em solo com manejo convencional. A análise física associada às análises morfológicas das estruturas do solo para as profundidades de 0 a 20 cm e 20 a 40 cm permite concluir que: (a) o tipo de manejo do solo agrícola determina quantidades distintas de horizontes antrópicos; (b) a condição apresentada pelo volume estrutural infere a forma de exploração do solo pelas raízes; (c) os processos de compactação no solo sob manejo convencional ocorrem tanto em profundidade como em lateralidade; (d) o sistema plantio direto mostrou-se mais favorável do ponto de vista da qualidade estrutural; (e) o método do perfil cultural é eficiente em avaliações morfológicas do solo.

The combined use of reflectance, emissivity and elevation Aster/Terra data for tropical soil studies

Reflectance, emissivity and elevation data of the sensor ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)/Terra were used to characterize soil composition variations according to the toposequence position. Normalized data of SWIR (shortwave infrared) reflectance and TIR (thermal infrared) emissivity, coupled to a soil-fraction image from a spectral mixture model, were evaluated to separate bare soils from nonphotosynthetic vegetation. Regression relationships of some soil properties with reflectance and emissivity data were then applied on the exposed soil pixels. The resulting estimated values were plotted on the ASTER-derived digital elevation model. Results showed that the SWIR bands 5 and 6 and the TIR bands 10 and 14 measured the clay mineral absorption band and the quartz emissivity feature, respectively. These bands improved also the discrimination between nonphotosynthetic vegetation and soils. Despite the differences in pixel size and field sampling size, some soil properties were correlated with reflectance (R² of 0.65 for Al2O3 in band 6; 0.61 for Fe2O3 in band 3) and emissivity (R² of 0.65 for total sand fraction in the 10/14 band ratio). The combined use of reflectance, emissivity and elevation data revealed variations in soil composition with topography in specific parts of the landscape. From higher to lower slope positions, a general decrease in Al2O3 and increase in total sand fraction was observed, due to the prevalence of Rhodic Acrustox at the top and its gradual transition to Typic Acrustox at the bottom.

Fitodisponibilidade de cobre e produção de matéria seca por plantas de milho em resposta à aplicação de dejetos de suínos

Os resíduos da produção de suínos têm grande potencial como condicionadores químicos de solos para a produção vegetal. O objetivo deste trabalho foi avaliar: (a) a produção de matéria seca pela cultura do milho após a adição de dejeto de suínos e de doses crescentes de Cu; (b) como os teores de Cu e de matéria orgânica no solo podem interferir na absorção e translocação deste elemento para a parte aérea do milho. Este estudo foi realizado em casa de vegetação da Universidade Estadual de Maringá (UEM). O milho foi cultivado em amostra de um Latossolo Vermelho eutroférrico textura argilosa, com dois teores de matéria orgânica (34,09 e 8,60 g dm-3 provenientes de duas profundidades de coleta). O experimento foi constituído de 14 tratamentos: solo com dois teores de matéria orgânica submetidos a sete tratamentos: testemunha, dejeto de suíno; NPK + dejeto de suíno; NPK + dejeto de suíno + 100 mg dm-3 de Cu; NPK + dejeto de suíno + 200 mg dm-3 de Cu; NPK + dejeto de suíno + 300 mg dm-3 de Cu; NPK + dejeto de suíno + 400 mg dm-3 de Cu. A dose de dejeto de suíno aplicada foi igual para todos os tratamentos e equivalente a 120.000 L ha-1. Constatou-se que o teor de matéria orgânica do solo influenciou na produção de matéria seca da parte aérea do milho. As raízes absorveram parte do excesso de Cu adicionado, mas não houve translocação do elemento, na mesma proporção, para a parte aérea.

Contribution of humic substances from different composts to the synthesis of humin in a tropical soil

The contribution of humic substances of different composts to the synthesis of humin in a tropical soil was evaluated. Increasing doses (0, 13, 26, 52, and 104 Mg ha-1) of five different composts consisting of agroinpowderrial residues were applied to a Red-Yellow Latosol. These composts were chemically characterized and 13C NMR determined and the quantity of the functional alkyl groups of humic acids applied to the soil as compost was estimated. Thirty days after application of the treatments, organic matter samples were collected for fractionation of humic acids (HA), fulvic acids (FA) and humin (HU), from which the ratios HA/FA and (HA + FA)/HU were calculated. The application of the composts based on castor cake resulted in the highest HU levels in the soil; alkyl groups of the HA fraction of the composts were predominant in the organic components added to the HU soil fraction.

Emission of nitrous oxide and carbon dioxide from semi-arid tropical soils in Chiapas México

The semi-arid region of Chiapas is dominated by N2 -fixing shrubs, e.g., Acacia angustissima. Urea-fertilized soil samples under maize were collected from areas covered and uncovered by A. angustissima in different seasons and N2O and CO2 emissions were monitored. The objective of this study was to determine the effects of urea and of the rainy and dry season on gas emissions from semi-arid soil under laboratory conditions. Urea and soil use had no effect on CO2 production. Nitrons oxide emission from soil was three times higher in the dry than in the rainy season, while urea fertilization doubled emissions. Emissions were twice as high from soil sampled under A. angustissima canopy than from arable land, but 1.2 lower than from soil sampled outside the canopy, and five times higher from soil incubated at 40 % of the water-holding capacity (WHC) than at soil moisture content, but 15 times lower than from soil incubated at 100 WHC. It was found that the soil sampling time and water content had a significant effect on N2O emissions, while N fertilizer and sampling location were less influent.

Pedological and isotopic relations of a highland tropical peatland, Mountain Range of the Espinhaço Meridional (Brazil)

The evolution of organic matter sources in soil is related to climate and vegetation dynamics in the past recorded in paleoenvironmental Quaternary deposits such as peatlands. For this reason, a Histosol of the mineralotrophic peatland from the Pau-de-Fruta Special Protection Area - SPA, Espinhaço Meridional, State of Minas Gerais, was described and characterized to evidence the soil constituent materials and properties as related to changes in environmental conditions, supported by the isotopic and elementary characterization of soil C and N and 14C ages. Samples were collected in a depression at 1,350 m asl, where Histosols are possibly more developed due to the great thickness (505 cm). Nowadays, the area is colonized by vegetation physiognomies of the Cerrado Biome, mainly rocky and wet fields (Campo Rupestre and Campo Úmido), aside from fragments of Semidecidual Seasonal Forest, called Capões forests. The results this study showed that early the genesis of the analyzed soil profile showed a high initial contribution of mostly herbaceous organic matter before 8,090 ± 30 years BP (14C age). In the lower-mid Holocene, between 8,090 ± 30 years AP (14C age) to ± 4,100 years BP (interpolated age), the vegetation gradually became more woody, with forest expansion, possibly due to increased humidity, suggesting the existence of a more woody Cerrado in the past than at present. Drier climate conditions than the current were concluded ± 2,500 years BP (interpolated age) and that after 430 years BP (14C age) the forest gave way to grassland, predominantly. After the dry season, humidity increased to the current conditions. Due to these climate fluctuations during the Holocene, three decomposition stages of organic matter were observed in the Histosols of this study, with prevalence of the most advanced (sapric), typical of a deposit in a highly advanced stage of pedogenetic evolution.

Caracterização química e atividade microbiana de coprólitos de Chibui bari (Oligochaeta) e do solo adjacente

Chibui bari é um oligochaeta edáfico nativo da região amazônica, considerado como minhocuçu em razão do seu grande tamanho (até 60 cm de comprimento). Seus excrementos ou coprólitos são liberados em montículos com formato de torre, com altura de até 30 cm e com matéria seca de até 2,0 kg. O objetivo desta pesquisa foi comparar a disponibilidade de nutrientes, o teor de C orgânico e a atividade microbiana dos coprólitos de Chibui bari com o solo adjacente de áreas de floresta secundária, seringal de cultivo e pastagem, localizadas na Universidade Federal do Acre - UFAC, em Rio Branco, Acre. As coletas foram realizadas considerando o delineamento em blocos casualizados, com três tratamentos, constituídos por: a) coprólitos de Chibui bari e por amostras compostas de solos retiradas no raio de 10 cm de cada coprólito coletado, nas profundidades de b) 0-10 cm e c) 10-20 cm. Os resultados foram submetidos à análise de variância, e as médias dos tratamentos, comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Além disso, efetuou-se análise de correlação simples entre as variáveis. Os coprólitos apresentaram maiores valores de pH, P disponível, bases trocáveis (Ca2+, Mg2+, K+), C orgânico e atividade microbiana. O teor de Al3+ foi menor nos coprólitos do que no solo na camada de 0-20 cm em 55 % (pastagem), 62 % (seringal) e 70 % (floresta). Verificaram-se, ainda, correlações positivas dos valores de C orgânico total (COT) com os de pH, P, K+, Ca2+ e Mg2+ e correlações negativas de Al3+ com COT, pH, P, K+, Ca2+ e Mg2+ nas três áreas avaliadas.

Decomposição e liberação de nutrientes da parte aérea de plantas de milheto e sorgo

O milheto pode ser usado como planta de cobertura para o solo e recicladora de nutrientes em solos de baixa fertilidade natural. O objetivo deste trabalho foi avaliar a taxa de decomposição e a liberação de nutrientes pela parte aérea de plantas de milheto e sorgo deixada sobre o solo. Os tratamentos consistiram de plantas de milheto, com as cultivares pérola ENA 2 e BRS 1501, e plantas de sorgo do híbrido BRS 310. Após o corte, no final do ciclo, amostras da parte aérea foram acondicionadas em bolsas de decomposição distribuídas na superfície das parcelas. A decomposição da matéria seca e a liberação de nutrientes foram monitoradas por meio de coletas dos resíduos, contidos nas bolsas de decomposição, realizadas aos 10, 20, 30, 60, 90 e 120 dias após o corte das plantas. A massa do milheto ENA 2 apresentou menor velocidade de decomposição, com t½ (tempo de meia-vida) =112 dias, sendo maior que a do BRS 1501 (98 dias) e do sorgo (96 dias). Houve rápida liberação de N pelo sorgo, enquanto nas cultivares de milheto a liberação foi gradativa, sendo o K e o Mg os nutrientes liberados mais rapidamente em todas as plantas de cobertura utilizadas. Os resultados indicam que a cultivar de milheto ENA 2 apresenta maior t½ para matéria seca, sendo mais favorável para uso em áreas de clima tropical, como planta de cobertura e recicladora de nutrientes, com liberação gradativa de N, P e Ca para o solo.

Determination of hydraulic properties of a tropical soil of Hawaii using column experiments and inverse modeling

A method for determining soil hydraulic properties of a weathered tropical soil (Oxisol) using a medium-sized column with undisturbed soil is presented. The method was used to determine fitting parameters of the water retention curve and hydraulic conductivity functions of a soil column in support of a pesticide leaching study. The soil column was extracted from a continuously-used research plot in Central Oahu (Hawaii, USA) and its internal structure was examined by computed tomography. The experiment was based on tension infiltration into the soil column with free outflow at the lower end. Water flow through the soil core was mathematically modeled using a computer code that numerically solves the one-dimensional Richards equation. Measured soil hydraulic parameters were used for direct simulation, and the retention and soil hydraulic parameters were estimated by inverse modeling. The inverse modeling produced very good agreement between model outputs and measured flux and pressure head data for the relatively homogeneous column. The moisture content at a given pressure from the retention curve measured directly in small soil samples was lower than that obtained through parameter optimization based on experiments using a medium-sized undisturbed soil column.

Minimização da erosão em função do tamanho e localização das áreas de floresta no contexto do programa "conservador das águas"

Com os crescentes conflitos de uso da água no Brasil, a implantação de políticas para a mitigação desses problemas tornou-se crucial. Nesse sentido, o conceito de Pagamentos por Serviços Ambientais (PSA) tem se difundido ao redor do mundo e, consequentemente, no Brasil. O município de Extrema, em Minas Gerais, implantou a primeira iniciativa municipal brasileira de PSA, conhecida como programa "Conservador das Águas". Neste trabalho, objetivou-se avaliar a perda de solo na sub-bacia das Posses, onde se iniciou o programa "Conservador das Águas", visando determinar a potencialidade que o conceito adotado nesse programa terá para a conservação do solo e otimizar o provimento desse serviço ambiental em função do tamanho e da localização da área de floresta. Quatorze diferentes cenários de uso e cobertura do solo foram analisados, utilizando-se um Sistema de Informações Geográficas e a Revised Universal Soil Loss Equation. A expectativa de perda de solo na sub-bacia das Posses antes e após a implementação do programa "Conservador das Águas" foi de 30,63 e 7,06 Mg ha-1 ano-1, respectivamente. A otimização da conservação do solo pode ser feita adotando-se práticas conservacionistas na pastagem e alocando-se a área de floresta de maneira mais otimizada.

Influence of liming on residual soil respiration and chemical properties in a tropical no-tillage system

Because of the climate changes occurring across the planet, especially global warming, the different forms of agricultural soil use have attracted researchers´ attention. Changes in soil management may influence soil respiration and, consequently, C sequestration. The objectives of this study were to evaluate the long-term influence of liming on soil respiration and correlate it with soil chemical properties after two years of liming in a no-tillage system. A randomized complete block design was used with six replications. The experimental treatments consisted of four lime rates and a control treatment without lime. Two years after liming, soil CO2 emission was measured and the soil sampled (layers 0-5, 5-10, 10-20, and 20-30 cm). The P, Ca2+ e Mg2+ soil contents and pH and base saturation were determined. CO2 emission from soil limed at the recommended rate was 24.1 % higher, and at twice the recommended rate, 47.4 % higher than from unlimed soil. Liming improved the chemical properties, and the linear increase in soil respiration rate correlated positively with the P, Ca2+ and Mg2+ soil contents, pH and base saturation, and negatively with H + Al and Al3+ contents. The correlation coefficient between soil respiration rate and chemical properties was highest in the 10-20 cm layer.

Indicativos de descontinuidade litológica de regolitos derivados de granitos em uma microbacia sob floresta Amazônica, em Juruena - MT

As paisagens tropicais são caracterizadas por possuírem complexas coberturas superficiais que trazem consigo os registros de processos que ocorreram durante os períodos geológicos antecedentes. Porém, é comum as camadas verticais de uma paisagem apresentarem características morfológicas aparentemente homogêneas, dificultando, assim, a identificação da natureza do material de origem dos seus estratos. Objetivou-se estudar regolitos (solum + saprolito) derivados de granitos do Complexo Xingu em uma microbacia sob vegetação de floresta amazônica, a partir de atributos indicadores de sua formação. Predominam na área estudada Latossolos Vermelho-Amarelos e Plintossolos. Foram coletadas amostras em quatro pontos da paisagem: um no platô, dois na encosta e um no sopé; as profundidades de coleta foram de 0-0,6, 0,6-1,0 m e, a partir de 1,0 m, a cada metro de profundidade até atingir 8,0 m, ou a rocha. Os resultados das relações Ki, Kr, Zr/Ti e areia fina/areia grossa (AF/AG) foram discutidos, permitindo identificar alguns aspectos dos processos de formação dos regolitos da microbacia. Os regolitos dos pontos 1 (platô) e 3 (encosta 2) possuem material de origem ex-situ; o ponto 2 (encosta 1) possui a sua gênese dentro de uma sequência normal de intemperismo, sem aporte de material externo; e o ponto 4, localizado no sopé da paisagem, apresentou algumas diferenças nos materiais próximos da superfície - indicativo de deposição de material das partes mais altas do relevo. Dos atributos utilizados, a relação Zr/Ti, juntamente com a relação AF/AG, foi mais eficiente na identificação de descontinuidades de material de origem dos regolitos.