Avaliação de modelos de footprint para análise de fluxos obtidos por Eddy-Covariance em pequenas-áreas

Two models for footprint calculations are compared employing flux measurements in the planetary boundary layer. The calculationsare based on the analytical models by Kormann e Meixner (2001) [An analytical footprint model for non-neutral stratification.Boundary-Layer Meteorology 99, 207–224] and by Schuepp et al. (1990) [Footprint prediction of scalar fluxes from analytical solutions of the difussion equation. Boundary-Layer Meteorology 50, 355-373]. The footprint density functions of a flux sensor are determined using eddy-covariance data. Those functions are integrated over surfaces given by quadrangular rectangles, in this case an agricultural field. This work ilustrates the features of each footprint model employing flux measurements with an eddy-covariance system of the SULFLUX network, installed on a agricultural field. Finally, it is presented the model that describes in a better way the flux measurements in small fields.São comparados dois modelos de cálculo do footprint de medidas de fluxo superficiais. Os cálculos estão baseados nos modelos analíticos de footprint de Kormann e Meixner (2001) [An analytical footprint model for non-neutral stratification. Boundary-Layer Meteorology 99, 207–224] e de Schuepp et al. (1990) [Footprint prediction of scalar fluxes from analytical solutions of the difussion equation. Boundary-Layer Meteorology 50, 355-373]. As funções de densidade do footprint de um sensor de fluxo são determinadas utilizando os dados obtidos pelo método de eddy-covariance. Estas funções são integradas acima de áreas dadas como polígonos quadrangulares, como o caso campos de agricultura. Neste trabalho observam-se as características de cada modelo de  footprint fazendo uso das medidas de fluxo com um sistema de eddy-covariance da rede SULFLUX, instalado em uma área de cultura agrícola. Finalmente se discute qual modelo descreve de maneira mais precisa as medições de fluxo em pequenas áreas

EFICIÊNCIA DO FÓSFORO REVESTIDO COM POLÍMEROS NA CULTURA DA SOJA

O presente estudo objetivou avaliar a eficiência agronômica do MAP revestido com polímeros na cultura de soja, no sistema plantio direto. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, constituído por duas fontes de fósforo (MAP e MAP revestido com polímeros) em quatro doses (0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de P2O5) perfazendo um esquema fatorial 2x4, com quatro repetições. A adubação potássica foi feita de maneira uniforme em todos os tratamentos, na dose de 90 kg ha-1 de K2O. Foi realizada a determinação da massa de matéria seca de raízes e da parte aérea no florescimento pleno, aos 40 dias após a emergência, produtividade e massa de 100 grãos no momento da colheita. O experimento foi realizado em duas safras agrícolas 2009/2010 e 2010/2011, sendo os dados comparados sobre a média de ambos os anos. Os dados foram submetidos à análise de variância e as variáveis quantitativas foram comparadas por meio de análise de regressão. Os resultados de massa de matéria seca de raízes e da parte aérea da soja mostraram resposta à utilização da adubação fosfatada. Todos os parâmetros avaliados foram influenciados pelos tratamentos aplicados, entretanto, ocorrendo semelhança estatística entre MAP e MAP revestido com polímeros nas diferentes doses de fósforo. Analisando o comportamento das fontes de fósforo, observa-se uma superioridade do MAP revestido com polímeros na produtividade de grãos de soja

Seasonality of soil water exchange in the soybean growing season in southern Brazil

The processes of water transfer in the soil-plant-atmosphere system are strongly affected by soil use and management. Differences in the dynamics of soil water transfer between no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) practices during a soybean (Glycine max) growing season in southern Brazil were assessed in this study. All the water balance components were analyzed during the soybean growing season (2009/2010). Rainfall, runoff, soil water storage and hydro-physical soil properties were analyzed under two tillage systems. The land-atmosphere water vapor exchanges, obtained from eddy covariance stations, were analyzed with regard to the soybean agroecosystem. Characterizations of soil water storage were also formulated in the 2006/2007 and 2008/2009 soybean growing seasons under the NT system. During the periods without rain, the soil water content under NT was greater than under CT. The soil superficial layer, more porous under NT, contributed to less runoff during rainy events. Moreover, under NT conditions the water supply was always high, between 0.2 - 0.5 m. The total evapotranspiration in the soybean agroecosystem growing season was 410.8 mm. © 2015 Scientia Agricola

Atributos físicos e produtividade de culturas em um Latossolo Vermelho argiloso sob diferentes sistemas de manejo

Este trabalho foi realizado de 1994 a 1998 em área experimental da Universidade de Cruz Alta - UNICRUZ, com o objetivo de avaliar a densidade do solo, o espaço poroso (porosidade total, macro e microporosidade) e a produtividade das culturas da soja, trigo e milho em um Latossolo Vermelho distrófico típico sob cinco sistemas de manejo. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. Os sistemas de manejo do solo utilizados foram: (a) plantio direto contínuo (PDC); (b) plantio direto com escarificação a cada três anos (PDSD); (c) plantio direto no verão com escarificação no outono/inverno (PDV); (d) preparo conservacionista: escarificador mais grade niveladora (PCEG), e (e) plantio convencional: arado de discos mais grade niveladora (PCAG). As amostras de solo foram coletadas em dois pontos por parcela nas profundidades de 0,0-0,07; 0,07-0,14 e 0,14-0,21 m. A densidade do solo, nas três profundidades avaliadas, apresentou valores superiores nos tratamentos com menor mobilização do solo (PDC e PDSD), enquanto a porosidade total e a macroporosidade apresentaram comportamento inverso. À exceção do PDV, os valores de densidade, porosidade total e volume de macroporos nos demais sistemas de manejo do solo, nos três anos consecutivos e nas três profundidades avaliadas, permaneceram praticamente constantes, não indicando tendência de adensamento no tempo. As produtividades das culturas da soja e milho não diferiram significativamente entre os sistemas de manejo utilizados, demonstrando que diferenças no estado estrutural do solo não comprometeram a produtividade dessas culturas. A cultura do trigo mostrou-se sensível ao estado estrutural do solo, com os sistemas de manejo do solo com maior mobilização (PCAG) proporcionando condições mais adequadas a esta cultura. Os resultados encontrados indicaram que a mobilização do solo todo ano ou a cada três anos nas áreas cultivadas sob sistema plantio direto não alterou significativamente a produção das culturas e os atributos físicos avaliados

Efeito de sistemas de manejo nas propriedades físicas de um latossolo vermelho-escuro Effect of soil management on soil physical properties of an oxisol

Este trabalho foi realizado em 1995 na área experimental da Universidade de Cruz Alta, UNICRUZ, Cruz Alta - RS, com o objetivo de avaliar a influência de diferentes sistemas de manejo do solo nas propriedades físicas de um latossolo vermelho-escuro distrófico, bem como no rendimento de grãos da cultura da soja. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. Os sistemas de manejo do solo foram: (1) plantio direto contínuo -PDC; (2) plantio direto e escarificação de acordo com a necessidade (sistema dinâmico) - PDSD; (3) plantio direto no verão com escarificação no outono/inverno - PD V; (4) plantio convencional: escarificador mais grade niveladora - PCEG; e, (S) plantio convencional: arado de discos mais grade niveladora - PCAG. Determinou-se o espaço poroso (porosidade total, macro e microporosidade) e a densidade do solo. As amostras foram coletadas em dois pontos por parcela nas profundidades de 0-7, 7-14 e 14-21 cm. A densidade do solo foi maior nas profundidades de 0-7 cm e 7- l4cm para o tratamento PDC que diferiu dos demais tratamentos à exceção ao tratamento PDSD. A porosidade lote e a microporosidade foram menores nos tratamentos PDC e PDSD, nas profundidades de 0-7, 7-14 e 14-21 cm, quando comparados aos tratamentos P D V, PCEG e PCAG. Para a microporosidade, apenas na profundidade de 7-14cm encontrou-se diferença significativa entre os valores, onde o tratamento PDC diferiu com valor superior apenas do tratamento PCAG. O rendimento de grãos de soja não diferiu entre os sistemas de manejo do solo utilizados.<br>This research v/as carried out in 1995 in the experimental area of the University of Cruz Alta, UNICRUZ, Cruz Alta, RS, aiming to evaluate the effects of different soil management systems on soil physical properties of an oxisol, as well as on soybean yield. The experimental design was a completely randomized blocks with four replications. Soil management systems used were; (1) continuously no-tillage - T1; (2) no-tillage and escarification as needed (dynamic system) - T2; (3) summer no-tillage with Autumn/Winter escarification - T3; (4) conventional tillage: escarification plus harrow disking - T4; and, (5) conventional tillage: disk plowing plus harrow disking - T5. Porous space (total porosity, macro and micro porosity) and bulk density were determined. Samples were collected in two sites in each experimental unit and at depths 0/0-7, 7-14 and 14-21cm. Soil density was higher at the depths of 0-7 and 7-14 cm for the CNT treatment, which was different from the other treatments, except from the NTDS treatment. Total porosity and macro porosity were smaller in the 77 and T2 treatments at the depths 0/0-7, 7-14 and 14-21 cm, as compared with the T3, T4 and T5 treatments. In relation to the micro porosity, significant difference among the values was only found at the depth of 7-14 cm, where the TI treatment differed with a higher value only from the T5 treatment. Soybean grain yield did not show any difference among the soil management systems used

Estoque e compartimentos de carbono em um latossolo vermelho subtropical sob diferentes sistemas de longo prazo de preparo e rotação de culturas

A matéria orgânica do solo (MOS) desempenha papel relevante na qualidade do solo e pode atuar como dreno de C-CO2 atmosférico em solos sob sistemas de manejo conservacionista. Este estudo foi realizado com o objetivo de investigar o efeito de longo prazo (19 anos) de sistemas de preparo do solo (PC-preparo convencional e PD-plantio direto) e de rotação de culturas (R0- sucessão de monoculturas, R1- rotação de culturas de inverno e R2- rotação intensiva de culturas) no estoque de carbono (C) orgânico total, particulado e associado a minerais de um Latossolo Vermelho, originalmente degradado, do Sul do Brasil. O clima é subtropical úmido Cfa 2, segundo a classificação de Köppen, com média anual de precipitação pluvial de 1.774 mm e média anual de temperatura de 19,2 oC. As parcelas experimentais foram divididas em três segmentos, e em cada um destes foram coletadas amostras nas profundidades de 0–0,05, 0,05–0,10, 0,10–0,20 e 0,20–0,30 m. As amostras foram coletadas por meio da abertura manual de pequenas trincheiras. O estoque de C no solo apresentou relação linear com o aporte anual de C, independentemente do sistema de preparo investigado. Assim, o preparo do solo teve pequeno efeito no incremento da taxa de decomposição da MOS. Na camada de 0–0,30 m, a taxa de sequestro de C variou de zero a 0,51 Mg ha-1 ano-1 considerando o tratamento CT R0 como referência, sendo a rotação de culturas uma estratégia mais eficiente em determinar o acúmulo de C do que os sistemas de preparo. Na média dos sistemas de cultura, uma taxa de sequestro de C de 0,13 Mg ha-1ano-1 foi observada sob PD em relação ao PC. Isso é claro? Esse resultado foi determinado pelo maior aporte de C proporcionado pela melhoria da qualidade do solo em PD adotado por longo prazo. A fração particulada de C foi um indicador eficiente da qualidade dos sistemas de manejo, enquanto o C orgânico associado aos minerais foi um importante dreno de C-CO2 atmosférico nesse Latossolo argiloso. A retenção de C nessa fração estável da MOS contribuiu com 81 e 89 % do total de C sequestrado no solo em PD, nos sistemas R1 e R2, respectivamente. O maior índice de manejo de C foi verificado sob PD R2, confirmando o potencial de práticas de manejo em melhorar qualitativamente o C armazenado no solo, em relação ao PC R0. Esses resultados mostram que a diversificação da rotação de culturas, notadamente com a inclusão de plantas de cobertura, é uma importante estratégia para o sequestro de C-CO2 atmosférico e melhoria da qualidade da MOS em Latossolos subtropicais intemperizados.Soil organic matter (SOM) plays a crucial role in soil quality and can act as an atmospheric C-CO2 sink under conservationist management systems. This study aimed to evaluate the long-term effects (19 years) of tillage (CT-conventional tillage and NT-no tillage) and crop rotations (R0-monoculture system, R1-winter crop rotation, and R2- intensive crop rotation) on total, particulate and mineralassociated organic carbon (C) stocks of an originally degraded Red Oxisol in Cruz Alta, RS, Southern Brazil. The climate is humid subtropical Cfa 2a (Köppen classification), the mean annual precipitation 1,774 mm and mean annual temperature 19.2 oC. The plots were divided into four segments, of which each was sampled in the layers 0–0.05, 0.05–0.10, 0.10–0.20, and 0.20–0.30 m. Sampling was performed manually by opening small trenches. The SOM pools were determined by physical fractionation. Soil C stocks had a linear relationship with annual crop C inputs, regardless of the tillage systems. Thus, soil disturbance had a minor effect on SOM turnover. In the 0–0.30 m layer, soil C sequestration ranged from 0 to 0.51 Mg ha-1 yr-1, using the CT R0 treatment as base-line; crop rotation systems had more influence on soil stock C than tillage systems. The mean C sequestration rate of the cropping systems was 0.13 Mg ha-1 yr-1 higher in NT than CT. This result was associated to the higher C input by crops due to the improvement in soil quality under long-term no-tillage. The particulate C fraction was a sensitive indicator of soil management quality, while mineral-associated organic C was the main pool of atmospheric C fixed in this clayey Oxisol. The C retention in this stable SOM fraction accounts for 81 and 89 % of total C sequestration in the treatments NT R1 and NT R2, respectively, in relation to the same cropping systems under CT. The highest C management index was observed in NT R2, confirming the capacity of this soil management practice to improve the soil C stock qualitatively in relation to CT R0. The results highlighted the diversification of crop rotation with cover crops as a crucial strategy for atmospheric C-CO2 sequestration and SOM quality improvement in highly weathered subtropical Oxisols

Optical crop sensor for variable-rate nitrogen fertilization in corn: II - indices of fertilizer efficiency and corn yield

Generally, in tropical and subtropical agroecosystems, the efficiency of nitrogen (N) fertilization is low, inducing a temporal variability of crop yield, economic losses, and environmental impacts. Variable-rate N fertilization (VRF), based on optical spectrometry crop sensors, could increase the N use efficiency (NUE). The objective of this study was to evaluate the corn grain yield and N fertilization efficiency under VRF determined by an optical sensor in comparison to the traditional single-application N fertilization (TSF). With this purpose, three experiments with no-tillage corn were carried out in the 2008/09 and 2010/11 growing seasons on a Hapludox in South Brazil, in a completely randomized design, at three different sites that were analyzed separately. The following crop properties were evaluated: aboveground dry matter production and quantity of N uptake at corn flowering, grain yield, and vegetation index determined by an N-Sensor® ALS optical sensor. Across the sites, the corn N fertilizer had a positive effect on corn N uptake, resulting in increased corn dry matter and grain yield. However, N fertilization induced lower increases of corn grain yield at site 2, where there was a severe drought during the growing period. The VRF defined by the optical crop sensor increased the apparent N recovery (NRE) and agronomic efficiency of N (NAE) compared to the traditional fertilizer strategy. In the average of sites 1 and 3, which were not affected by drought, VRF promoted an increase of 28.0 and 41.3 % in NAE and NRE, respectively. Despite these results, no increases in corn grain yield were observed by the use of VRF compared to TSF

Emissão de óxido nitroso do solo no periodo póscolheita alterada pelos resíduos das culturas de verão e seu manejo em latossolo do sul do brasil

O óxido nitroso (N2O) é o mais importante gás de efeito estufa excetuando o CO2, e os sistemas de manejo devem ser avaliados quanto ao potencial de mitigação da emissão desse gás. O presente estudo foi realizado em experimento de longa duração (22 anos) e teve como objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo nas emissões de N2O no período pós-colheita (outono) em um Latossolo Vermelho distrófico típico situado na Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa Fecotrigo (FUNDACEP), Cruz Alta, RS. Três sistemas de manejo foram avaliados: um em preparo convencional com resíduos de soja (PCsoja) e dois outros em plantio direto com resíduos de soja (PDsoja) e de milho (PDmilho). As emissões de N2O foram medidas em oito coletas de amostras de ar no período de 24 dias (maio de 2007), usando o método da câmara estática. Os fluxos foram obtidos pela relação entre as concentrações de gases dentro da câmara em intervalos regulares (0, 15, 30 e 45 min), analisada por cromatografia gasosa. Sobre os resíduos de soja, as emissões de N2O no período avaliado foram aproximadamente três vezes superiores no solo em PD (164 mg m-2 de N) do que em PC (51 mg m-2 de N), atingindo pico máximo de curta duração de emissão de 670 mg m-2 h-1 de N. Por outro lado, sobre os resíduos de milho, o solo em PD apresentou uma emissão inferior(34 mg m-2 de N) do que após soja, atingindo valor máximo de 127 mg m-2 h-1 de N. Variáveis de solo foram avaliadas simultaneamente às coletas de gases, e a análise multivariada dos resultados indicou que as principais variáveis controladoras da emissão de N2O foram a atividade microbiana, a temperatura, a porosidade preenchida por água e o teor de NO3 - no solo. A inclusão do milho na rotação de culturas deve ser adotada em substituição à monocultura de soja como estratégia de redução da emissão outonal de N2O em solos sob plantio direto do Sul do Brasil.Nitrous oxide (N2O) is the most important non-CO2 greenhouse gas and soil management systems should be evaluated for their N2O mitigation potential. This research evaluated a long-term (22 years) experiment testing the effect of soil management systems on N2O emissions in the postharvest period (autumn) from a subtropical Rhodic Hapludox at the research center FUNDACEP, in Cruz Alta, state of Rio Grande do Sul. Three treatments were evaluated, one under conventional tillage with soybean residues (CTsoybean) and two under no-tillage with soybean (NTsoybean) and maize residues (NTmaize). N2O emissions were measured eight times within 24 days (May 2007) using closed static chambers. Gas flows were obtained based on the relations between gas concentrations in the chamber at regular intervals (0, 15, 30, 45 min) analyzed by gas chromatography. After soybean harvest, accumulated N2O emissions in the period were approximately three times higher in the untilled soil (164 mg m-2 N) than under CT (51 mg m-2 N), with a short-lived N2O peak of 670 mg m-2 h-1 N. In contrast, soil N2O emissions in NT were lower after maize than after soybean, with a N2O peak of 127 g m-2 h-1 N. The multivariate analysis of N2O fluxes and soil variables, which were determined simultaneously with air sampling, demonstrated that the main driving variables of soil N2O emissions were soil microbial activity, temperature, water-filled pore space, and NO3 - content. To replace soybean monoculture, crop rotation including maize must be considered as a strategy to decrease soil N2O emissions from NT soils in Southern Brazil in a Autumn