Effect of temporal resolution of wind data on wind erosion prediction with the Revised Wind Erosion Equation (RWEQ)

In wind erosion modelling and assessment, wind speed is a crucial variable. Available records for large regions of the world generally show relatively low temporal resolution. The effect of using wind data of different temporal resolutions in RWEQ discrete and continuous versions was assessed. Wind erosion was measured during 82 high-wind events occurring between 2005 and 2008. Simulated and measured erosion values were compared. For wind erosion simulation during discrete periods, the model was loaded with wind speeds averaged in 5 minutes and 1 hour- intervals. For continuous simulation, a weather file for RWEQ/ 97 was developed and Weibull factors were calculated using both hourly and daily wind speeds. When the discrete version of RWEQ was used with hourly wind speeds instead of five-minute averages, the total simulated soil loss was reduced by 44%. The model efficiency was not significantly affected by wind speed data resolution. RWEQ continuous version, loaded with monthly Weibull parameters using hourly wind speeds, calculated zero erosion. Monthly Weibull distribution scale factors calculated using daily wind speeds were reduced by 32% on average with respect to hourly data. Increasing the Weibull scale parameter by up to 50% slightly improved the monthly simulated erosion rates. Using low resolution wind speed data reduces the model outputs. This may be corrected but a large amount of field information is needed.Fil: Panebianco, Juan Esteban. Consejo Nacional de Invest.cientif.y Tecnicas. Instituto D/cs D/l/tierra y Ambientales D/l/pampa; Argentina;Fil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Invest.cientif.y Tecnicas. Instituto D/cs D/l/tierra y Ambientales D/l/pampa; Argentina

Organic carbon, nitrogen and phosphorous removal by wind erosion in an entic haplustoll

Conocer la dinámica de pérdida de nutrientes debido a la severidad de las tormentas eólicas contribuiría a entender este proceso y a predecir el efecto de eventos extremos debido al calentamiento global. Es por ello que el objetivo del presente trabajo fue cuantificar la concentración de carbono orgánico (CO), nitrógeno total (NT) y fósforo total (PT) en el sedimento erosionado, sus relaciones de enriquecimiento y el cambio en la concentración de estas especies químicas en la superficie del suelo, luego de eventos simulados en un túnel de viento, utilizando velocidades y duraciones contrastantes. En un Haplustol éntico se simularon dos velocidades de viento: 10 y 20 m s-1 y dos duraciones: 1 y 3 min. Se analizó el flujo de masa horizontal, la concentración de NT, CO y PT en el sedimento erosionado, su relación de enriquecimiento (RE) y los cambios de concentración de estos elementos en la superficie del suelo antes y después de las simulaciones. Aumentó la concentración de NT con la velocidad de viento más baja, y la de PT con la velocidad de viento menor y de mayor duración. Sin embargo, el efecto de la velocidad y la duración de los eventos sobre la relación de enriquecimiento y la relación de concentración superficial, antes y después de las simulaciones, no determinaron una remoción selectiva de CO, NT y PT. A pesar que la relación de enriquecimiento de estas especies químicas fueron mayores a bajas velocidades, se pudo observar que a altas velocidades y cortas duraciones, el sedimento resultaba empobrecido en PT (RE<1), con mayores concentraciones en la superficie del suelo luego de dichos eventos.The knowledge of the dynamics of nutrient loss due to the severity of wind storms may contribute to understand their mechanisms and predict the effect of extreme events expected to increase due to global warming. So, our objective was to quantify the concentration of organic carbon (CO), total nitrogen (NT) and total phosphorus (PT) in the eroded sediment, their relative enrichment ratios and the change in the concentration of these chemical species on the soil surface after wind erosion simulations with a wind tunnel using contrasting speeds and durations. For this, in an Entic Haplustoll we simulated two wind speeds: 10 and 20 m s-1 and two durations: 1 and 3 min. We analysed the horizontal mass flow, the sediment concentration of NT, CO, and PT, the sediment enrichment ratios (RE), and surface concentration changes before and after the simulations. The sediments had a higher concentration of NT in the lowest velocity and of PT in the lowest velocity and longest duration. However, the effect of the speed and duration of the events on the enrichment ratios and the change in surface concentrations before and after the simulations, did not determine a selective removal of CO, NT and PT. Although the enrichment ratios of these chemical species were higher at low speeds, it was observed that at high speeds and short durations, the sediment is depleted in PT (RE<1), with higher concentrations in the soil surface after the events.Fil: Colazo, Juan Cruz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional la Pampa-san Luis. Estación Experimental Agropecuaria San Luis. Agencia de Extensión Rural Villa Mercedes; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Remoción de carbono orgánico, nitrógeno y fósforo por erosión eólica en un Haplustol éntico

Conocer la dinámica de pérdida de nutrientes debido a la severidad de las tormentas eólicas contribuiría a entender este proceso y a predecir el efecto de eventos extremos debido al calentamiento global. Es por ello que el objetivo del presente trabajo fue cuantificar la concentración de carbono orgánico (CO), nitrógeno total (NT) y fósforo total (PT) en el sedimento erosionado, sus relaciones de enriquecimiento y el cambio en la concentración de estas especies químicas en la superficie del suelo, luego de eventos simulados en un túnel de viento, utilizando velocidades y duraciones contrastantes. En un Haplustol éntico se simularon dos velocidades de viento: 10 y 20 m s-1 y dos duraciones: 1 y 3 min. Se analizó el flujo de masa horizontal, la concentración de NT, CO y PT en el sedimento erosionado, su relación de enriquecimiento (RE) y los cambios de concentración de estos elementos en la superficie del suelo antes y después de las simulaciones. Aumentó la concentración de NT con la velocidad de viento más baja, y la de PT con la velocidad de viento menor y de mayor duración. Sin embargo, el efecto de la velocidad y la duración de los eventos sobre la relación de enriquecimiento y la relación de concentración superficial, antes y después de las simulaciones, no determinaron una remoción selectiva de CO, NT y PT. A pesar que la relación de enriquecimiento de estas especies químicas fueron mayores a bajas velocidades, se pudo observar que a altas velocidades y cortas duraciones, el sedimento resultaba empobrecido en PT (RE<1), con mayores concentraciones en la superficie del suelo luego de dichos eventos.The knowledge of the dynamics of nutrient loss due to the severity of wind storms may contribute to understand their mechanisms and predict the effect of extreme events expected to increase due to global warming. So, our objective was to quantify the concentration of organic carbon (CO), total nitrogen (NT) and total phosphorus (PT) in the eroded sediment, their relative enrichment ratios and the change in the concentration of these chemical species on the soil surface after wind erosion simulations with a wind tunnel using contrasting speeds and durations. For this, in an Entic Haplustoll we simulated two wind speeds: 10 and 20 m s-1 and two durations: 1 and 3 min. We analysed the horizontal mass flow, the sediment concentration of NT, CO, and PT, the sediment enrichment ratios (RE), and surface concentration changes before and after the simulations. The sediments had a higher concentration of NT in the lowest velocity and of PT in the lowest velocity and longest duration. However, the effect of the speed and duration of the events on the enrichment ratios and the change in surface concentrations before and after the simulations, did not determine a selective removal of CO, NT and PT. Although the enrichment ratios of these chemical species were higher at low speeds, it was observed that at high speeds and short durations, the sediment is depleted in PT (RE<1), with higher concentrations in the soil surface after the events.EEA San LuisFil: Colazo, Juan Cruz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria San Luis; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Wind erosion and PM10 emission in two agricultural soils of La Pampa Province, Argentina

El objetivo de este estudio fue evaluar la erosión eólica y la emisión de partículas finas (PM10) en dos suelos agrícolas de textura Franca (F) y Arenosa franca (AF) respectivamente. Se realizaron mediciones durante dos años consecutivos sobre dos parcelas experimentales de 80x 200m ubicadas en sentido norte-sur. El transporte horizontal de masa promedio (Q) en el suelo F (6,95E-05 kg m-2 s-1) fue mayor que en el AF (4,19E-06 kg m-2 s-1), posiblemente debido a las mayores velocidades de viento en F y a la mayor cobertura vegetal en AF. En F,Q aumentó de forma lineal con la distancia, mientras que en AF se estabilizó entre los 100 y 150m, indicando que en suelos de textura fina el máximo Q puede alcanzarse a una distancia mayor que en suelos de textura más gruesa. La emisión de PM10 fue mayor en F (5,05E-09 kg m-2 s-1) que en AF (6,64E-10 kg m-2 s-1), debido por un lado al alto Q ocurrido en F y, por el otro, a la diferente composición del material transportado por saltación, compuesto predominantemente por agregados de partículas finas en el suelo de textura más fina (F) que se fragmentan progresivamente emitiendo PM10. Por el contrario, en el suelo de textura más gruesa (AF) el material de saltación está compuesto predominantemente por partículas individuales que se fragmentan en menor medida. Esto causó que la eficiencia de emisión fuera mayor en F en todas las tormentas. Sin embargo, este parámetro mostró cambios en función de las condiciones meteorológicas (velocidad media del viento) y edáficas (distribución del tamaño de agregados superficiales) predominantes durante cada evento erosivo, inclusive en el mismo suelo.The objective of this study was to evaluate the wind erosion and emission of fine particles (PM10) on two agricultural soils: a loam soil (F) and sandy loam soil (AF). Measurements were made during two consecutive years at two experimental plots of 80 x 200m oriented north-south. The horizontal mass transport (Q) and the PM10 emission were quantified. The average Q in F (6.955E-05 kg m-2 s-1) was higher than in AF (4.19E-06 kg m-2 s-1) due to the higher wind speeds and lower vegetation cover in F. In F the mass transport increased linearly with distance, while in AF it stabilized between 100 and 150m, indicating that on fine-textured soils the maximum Q could be reached at greater distances than at coarser textured soils. The PM10 emission was higher in F (5.05E09 kg m-2 s-1) than in AF (6.64E-10 kg m-2 s-1), probably on one hand due to the high Q occurred in F and on the other hand, to the different composition of the material transported by saltation, composed predominantly by aggregated fine particles that were progressively fragmented, emitting PM10. On the contrary, in AF the material transported by saltation is predominantly composed of individual particles that are fragmented to a lesser extent. For this reason, the emission efficiency was also higher in F for all the wind-erosion events. However, we found that this parameter changes depending on the weather (average wind speed) and soil conditions (aggregates size distribution of topsoil) that prevail during each erosive event, even on the same soil.Fil: Avecilla, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Panebianco, Juan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Parametros edáficos relacionados con la erosión eólica en inceptisoles del Chaco

Uno de los procesos de degradación de suelos más importantes en la provincia del Chaco a causa de la agriculturización es la erosión eólica. No obstante, existe poca información acerca de los efectos que este fenómeno produce sobre los suelos agrícolas en la región. Los objetivos de este trabajo fueron: analizar el comportamiento de parámetros relacionados con la erosión eólica como la fracción erosionable (FE) y la estabilidad estructural en seco (EES) en suelos bajo la condición prístina (monte nativo) y disturbada (agricultura), evaluar si existen relaciones entre FE y otras variables edáficas y si dichas relaciones coinciden con las utilizadas en el modelo EWEQ, desarrollado para la Pampa Semiárida. El trabajo se realizó en la zona denominada Área Piloto de la Ecorregión Chaqueña, objeto de estudio por su alta tasa de cambio de uso del suelo, transformación y reemplazo de bosques y pastizales. El suelo bajo estudio pertenece a la serie Tolosa (Haplustept Udico). Los suelos agrícolas, cultivados con siembra directa, presentaron promedios menores de FE (10,7%) que los de monte (29,1%), es decir, menor susceptibilidad a la erosión eólica. Esto se debería a la formación de pseudoagregados o clods, por efecto de las labranzas. La FE y la EES no se relacionaron con los años transcurridos desde el desmonte. Las relaciones entre la FE y la textura no fueron significativas. Tampoco hubo una correlación significativa entre los datos experimentales y los calculados con ecuaciones de modelos validados para otras regiones del país. La EES fue mayor en los lotes agrícolas que en los de monte. Es necesario extender las mediciones de FE a otras series de suelos de la región a fin de establecer una ecuación de predicción de FE para estos suelos. Este tipo de ecuación permitiría seleccionar prácticas de manejo adecuadas para prevenir la erosión eólica.Wind erosion is one of most common degradation processes in agricultural soils of Chaco. Little information exists on the effects of wind erosion on agricultural soils of this region. The objectives of this study were to: 1) analyze the behavior of the erodible fraction (FE) and the dry aggregate stability (EES) as indexes of the susceptibility of soils to wind erosion, 2) relateFE to other soil parameters in order to develop equations useful to predict soil wind erosion susceptibility and 3) test if such equations are compatible with those used in the EWEQ model, developed for the Semiarid Pampas. The study was carried out in an area of the Chaco Ecorregion, where forests and grasslands are being replaced by annual cropping practices. The soils studied were classified as Udic Haplustepts, and were under pristine and agriculture conditions. Agricultural soils showed lower EF values, which indicate a lower susceptibility of the soils to be eroded by wind than pristine soils. This unexpected result was probably due to the formation of clods, as a result of tillage operations performed under certain conditions of soil moisture. No relationships were found between FE or EES and the years since the forest clearing. Relationships between FE and texture were not enough to fit a predictive model. The experimental data did not show an association with the FE data calculated with the EWEQ model. EES showed higher values in agricultural conditions than under pristine conditions. Future research must be developed in order to establish a prediction equation for FE for soils of the region. Such equation may allow for a better decision framework for sustainable soil management practices.EEA Sáenz PeñaFil: Rojas, Julieta Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Sáenz Peña; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Anguil; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Arce, Osvaldo. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Agronomía y Zootecnia. Cátedra de Biometría y Tecnología Experimental; Argentin

Desing of a portable wind tunnel for the wind erosion study

La erosión eólica (EE) es un proceso de degradación irreversible de suelos de regiones áridas y semiáridas. Con el uso de túneles de viento portátiles es posible simular la EE controlando variables críticas como la velocidad y dirección del viento, la duración de los eventos erosivos; además de parámetros del suelo en condiciones naturales como los niveles de humedad, rugosidad y cobertura. Los objetivos de este trabajo fueron: 1) describir los principales aspectos del diseño y la operación de un túnel de viento portátil para estudios de erosión eólica, y 2) Calibrar el túnel para cumplir con los criterios aerodinámicos relacionados con el desarrollo de un perfil vertical de viento y de distribución de material erosionado similares a las condiciones naturales. Los principales componentes del túnel son: chasis, motor, hélice, sección curva, placa cribada y las secciones del túnel propiamente dicho. Cada una de estas secciones tiene 2 m de largo; 0,5 m de ancho y 1 m de alto. El túnel fue calibrado en un Haplustol Éntico con una superficie lisa y sin cobertura vegetal. La velocidad máxima alcanzada medida a 0,6 m fue de 22,5 m s-1. Esto significa que el túnel permite simular velocidades consideradas erosivas a campo. El perfil vertical de viento y la distribución de material erosionado son similares a los producidos en condiciones naturales. El túnel de viento desarrollado cumple con las condiciones de diseño para la simulación de eventos de erosión eólica a campo. El uso del mismo mejorará el estudio de procesos básicos y el desarrollo de tecnología para el control de la erosión eólica en suelos de Argentina, además de ser una fuente de consulta para la construcción de futuros túneles de viento para el estudio de la erosión eólica.Wind erosion (WE) is an irreversible soil degradation process of arid and semiarid regions. With portable wind tunnels it is possible to simulate WE controlling critical variables such as wind speed and direction, duration of erosive events; and soil surface parameters under natural conditions as moisture, roughness and cover level. The objectives of this study were: 1) to describe the main aspects of the design and operation of a portable wind tunnel to study WE, and 2) to calibrate the wind tunnel to fit the aerodynamics criterions related to the development of a vertical wind profile and an eroded material distribution similar to natural conditions. The main components of wind tunnel are chassis, engine, wind fan, s-shaped section, honeycomb diffusor, the stabilization section and the working sections. These sections have 2 m length; 0.5 m width and 1 m height. The wind tunnel was calibrated in an Entic Haplustoll in a bare and flat surface. The maximum measured velocity reached at 0.6 m was 22.5 m s-1, implying that the wind tunnel allows simulating field erosive wind velocities. The vertical wind profile and eroded material distribution are similar to those produced under natural field conditions. The use of this wind tunnel will improve the study of basic processes and technology for wind erosion control of soils of Argentina, also it will serve as a guide for future wind tunnel developments to study wind erosion.Fil: Colazo, Juan Cruz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional La Pampa-San Luis. Estación Experimental Agropecuaria San Luis; ArgentinaFil: Mendez, Mariano Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: de Oro, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Avecilla, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Panebianco, Juan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Diseño de un túnel de viento portátil para el estudio de la erosión eólica

La erosión eólica (EE) es un proceso de degradación irreversible de suelos de regiones áridas y semiáridas. Con el uso de túneles de viento portátiles es posible simular la EE controlando variables críticas como la velocidad y dirección del viento, la duración de los eventos erosivos; además de parámetros del suelo en condiciones naturales como los niveles de humedad, rugosidad y cobertura. Los objetivos de este trabajo fueron: 1) describir los principales aspectos del diseño y la operación de un túnel de viento portátil para estudios de erosión eólica, y 2) Calibrar el túnel para cumplir con los criterios aerodinámicos relacionados con el desarrollo de un perfil vertical de viento y de distribución de material erosionado similares a las condiciones naturales. Los principales componentes del túnel son: chasis, motor, hélice, sección curva, placa cribada y las secciones del túnel propiamente dicho. Cada una de estas secciones tiene 2 m de largo; 0,5 m de ancho y 1 m de alto. El túnel fue calibrado en un Haplustol Éntico con una superficie lisa y sin cobertura vegetal. La velocidad máxima alcanzada medida a 0,6 m fue de 22,5 m s-1. Esto significa que el túnel permite simular velocidades consideradas erosivas a campo. El perfil vertical de viento y la distribución de material erosionado son similares a los producidos en condiciones naturales. El túnel de viento desarrollado cumple con las condiciones de diseño para la simulación de eventos de erosión eólica a campo. El uso del mismo mejorará el estudio de procesos básicos y el desarrollo de tecnología para el control de la erosión eólica en suelos de Argentina, además de ser una fuente de consulta para la construcción de futuros túneles de viento para el estudio de la erosión eólica.EEA San LuisFil: Colazo, Juan Cruz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria San Luis; ArgentinaFil: Méndez, Mariano Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: de Oro, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina.Fil: Avecilla, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina.Fil: Panebianco, Juan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Soil dry aggregate stability and wind erodible fraction in a semiarid environment of Argentina

The size and stability of soil aggregates are primary factors that affect the soil susceptibility to wind erosion. Relationships among several soil properties and both the wind erodible fraction (EF) and the dry aggregate stability (DAS) can allow the development of simple mathematical models which can be useful to quantify soil resistance against wind erosion. Considering this we studied 28 cultivated (CULT) and uncultivated (UNCULT) soils of the central semiarid region of Argentina with variable clay, organic carbon (OC), CaCO3, and amorphous Al (Alo) and Fe (Feo) oxides contents. Results showed that cultivation increased EF and reduced DAS in medium textured soils (silt + clay between 215 and 500 g kg−1), but not in sandy (silt + clay 500 g kg−1). Cultivation of medium textured soils produced the weakening of soil structure through the loss of OC and the breaking down of aggregates. These soils did not contain enough inorganic cementing agents like clay or Alo, which may avoid the deterioration of soil structure. In fine textured soils the formation of large and resistant clods by tillage of cultivated soils produced more similar EF and DAS than in uncultivated conditions. It seems that the lack of EF and DAS differentiation between management systems in sandy soils were produced by their low contents of organic and inorganic cementing agents, even in uncultivated conditions. EF and DAS were related to OC, Alo and clay contents in a logarithmic or an exponentially way. Such relationships allowed the identification of critical OC, Alo and clay contents below which the resistance of the soil against wind erosion is reduced drastically. DAS showed critical values at OC contents of 10 g kg−1 in CULT and 29 g kg−1 in UNCULT and clay contents of 100 g kg−1 in UNCULT. Alo critical contents were 1000 g kg−1 for EF and DAS in both managements. There were no effects of Feo and CaCO3 on EF and DAS in the studied soils. We concluded that the control of wind erosion requires different technologies according to soil texture: management practices which tend to increase the organic matter contents can be successful for the development of large and resistant aggregates which are effective in controlling wind erosion in medium textured soils. The large and stable clods formed by tillage in cultivated fine textured soils are effective in controlling wind erosion. In sandy soils, probably management practices which tend to increase the amount of organic cementing agents of the soil will not be effective in controlling wind erosion. Such goal must be achieved through the increase of coverage of the soil surface with plant residues or canopy.EEA San LuisFil: Colazo, Juan Cruz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria San Luis; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Anguil; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Light acidification in N-fertilized loess soils along a climosequence affected chemical and mineralogical properties in the short-term

Some evidences indicate that N-fertilization of crops decreased pH values of loess soils of the Argentinean Pampas in the last decades. We analyzed the A-horizons of four N-fertilized (F) and non-fertilized (NF) paired soils, developed on similar parent materials, within a climatic sequence (ustic to udic water regimes), and measured: 1) the extent of pH changes, 2) how these changes affected chemical and mineralogical soil properties and 3) how the soils, according to their H+ buffering substances, can react in the future if N-fertilization and acidification continue. Results indicated that all F- and NF soils were lightly acidified (differences between pHW and pHKCl higher than 1.0) and that fertilization produced pH decreases in all studied soils, but particularly in those with udic water regimes, in agreement with their longer N-fertilization histories. Fertilized ustic soils showed less crystalline illites and kaolinites and higher contents of amorphous Al oxides than NF soils. It remains unclear if the higher contents of amorphous Al are related with the dissolution of phyllosilicates, the transformation of the abundant volcanic glasses of these soils or both processes at the same time. The cation exchange capacity (CEC) and the percent of base saturation (V) did not change between F- and NF soils, probably due to the large influence of soil organic matter (SOM) in the studied soils. If N-fertilization, and consequently pH decreases continue, soils placed in both the moistest- (Argiudolls) and the driest extremes of the climosequence (Haplustolls) would be the less affected. This is because udic soils contain high SOM as well as illitic clays and silts while ustic soils contain free lime and high density charged clay minerals, which have high H+ neutralization capacity. The most affected soils by acidification should be those placed in the intermediate zone of the climosequence (Hapludolls), which have low amounts of substances with high buffer capacity.EEA AnguilFil: Iturri, Laura Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentina. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Anguil; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin

Derivation of plaint growth coeficients for the use in wind erosion models in Argentina

Relationships between wind erosion soil loss ratio (SLR, the quotient between the soil loss in a ground cover and a bare and smooth soil) and the percent of soil coverage with plant residues or canopy have been mostly obtained by means of wind tunnel experiments where fluid-dynamic parameters, driven in the nature by climatic conditions, can be maintained constant. To test the behavior of SLR under natural conditions, we compared wind erosion measured in the field in a semiarid environment of Argentina, during 3 sunflower (Helianthus annus) and 3 corn (Zea mays) growth periods, with wind erosion calculated with available equations. Results showed that the relationship between measured SLR and percentage of soil cover with flat residues fitted well to the already available equation SLRf = e, where SC is the soil cover with flat residues and a is a constant, but with an a coefficient of 0.0605 instead of the originally provided 0.0438. This resulted in an averaged difference in the SLR of 37% between both equations. The variation in SLR was attributed to differences in the highest speeds used for the derivation of the original a coefficient (16 m s) than wind speeds occurring during field measurements in this study (10.8 m s, in average). The relationship between SLR and soil coverage with flat residues for storms with erosion amounts higher than 100 kg ha had an a coefficient of 0.039, very close to the original a coefficient. Measured SLR as a function of soil cover with corn and sunflower canopy was quite similar to calculations made with the previously available equation, where cc is the fraction of soil surface covered with crop canopy. The published equation, where pgca and pgcb are constants and Pd the days after seeding, was not adequate to explain the evolution of the percentage of soil cover by the crops. This equation was replaced by, where a, b, and c are constants and x is the days after seeding. SLR calculated on the basis of field measurements was, as a function of the days after corn seeding, lower than SLR calculated with available equations at early-crop growth stages and higher at late-crop growth stages. At early-crop growth stages, a critical period for wind erosion occurrence due to the low soil coverage with plants, sunflower had a better wind erosion control efficiency than corn. Sunflower also increased its wind erosion control efficiency with favorable climatic conditions, whereas corn efficiency remained unchanged. Such differences were attributed to the canopy leaf arrangement of each crop (planophyles in sunflower and erectophyles in corn), which resulted in a more effective reduction of wind speed by sunflower leaves than by the narrow leaves of the corn at same growth stages. On the other hand, sunflower had a more efficient use of the solar radiation and a faster canopy growth. We conclude that the equations developed here for use in empirical wind erosion prediction models produce reliable results, even under variable climatic conditions. Such models are useful for sites like the semiarid Pampas, where detailed climatic information is lacking.Fil: Mendez, Mariano Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; ArgentinaFil: Buschiazzo, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de La Pampa; Argentin