Effect of Applied Sewage Sludge, Ammonium Nitrate and Phosphorus on Yield of Winter Wheat, Soil Profile Inorganic Nitrogen Accumulation and Cadmium Uptake

Soil Scienc

Germination test of maize (Zea mays L.) seeds in a NaCl solution

ABSTRACT Objective. To evaluate germination behavior and define initial vigor in maize seeds. Methodology. The genetic material used were four batches of 20 hybrid seeds (M-2014, SR-2014, SR-2012 and SR-2011) of each one, which were germinated in a NaCl solution (0, 5, 10, and 15 dS m-1) in a germination chamber. A Randomized Complete Block experimental design was used, where the experimental unit was the seed lot and salinity level; with four replicates each. Once seeds with defined radicle and plumule were observed, they were counted for evaluation. Results. When comparing the three lots from the same environment (production site) and different year, the statistical analysis indicated that longer seeds had lower germination percentages. Similarly, when comparing the lots from different production environments and the same year, M-2014 obtained the highest average germination percentage (92.19%). When evaluating the maximum salinity level, 15 dS m-1, a loss in the average germination percentage of 41.25% was observed. Conclusions. The test was acceptable to evaluate the viability and vigor of a seed lot, because it was efficient in discriminating seed lots in relation to speed and uniformity in germination based on the NaCl solution. Key words: Hybrid, saline solution, initial seed vigor, physiological quality.R bjective: To evaluate the germination behavior and to define the initial vigor of maize seeds. Methodology: The genetic material consisted of four batches of 20 hybrid seeds each (M-2014, SR-2014, SR-2012, and SR-2011), which were germinated in a NaCl solution (0, 5, 10, and 15 dS m-1) in a germination chamber. A randomized complete block experimental design was used, in which the seed batch and salinity level were the experimental units, with four repetitions each. Seeds with defined radicle and plumule were counted for evaluation. Results: As a result of the comparison of the three batches from the same environment (production site) and different years, the statistical analysis indicated that the longest-lived seeds have a lower germination percentage. Similarly, when batches from different production environments and the same year were compared, M-2014 obtained the highest average germination percentage (92.19%). When the maximum level of salinity (15 dS m-1) was evaluated, an average 41.25% loss in germination was observed. Conclusions: The test efficiently discriminated seed batches, based on speed and uniformity in NaCl-based germination, therefore providing acceptable results for the evaluation of the viability and vigor of a seed batch

Groundwater quality assessment: an improved approach to K-means clustering, principal component analysis and spatial analysis: a case study

"K-means clustering and principal component analysis (PCA) are widely used in water quality analysis and management. Nevertheless, numerous studies have pointed out that K-means with the squared Euclidean distance is not suitable for high-dimensional datasets. We evaluate a methodology (K-means based on PCA) for water quality evaluation. It is based on the PCA method to reduce the dataset from high dimensional to low for the improvement of K-means clustering. For this, a large dataset of 28 hydrogeochemical variables and 582 wells in the coastal aquifer are classified with K-means clustering for high dimensional and K-means clustering based on PCA. The proposed method achieved increased quality cluster cohesion according to the average Silhouette index. It ranged from 0.13 for high dimensional k-means clustering to 5.94 for K-means based on PCA and the practical spatial geographic information systems (GIS) evaluation of clustering indicates more quality results for K-means clustering based on PCA. K-means based on PCA identified three hydrogeochemical classes and their sources. High salinity was attributed to seawater intrusion and the mineralization process, high levels of heavy metals related to domestic-industrial wastewater discharge and low heavy metals concentrations were associated with industrial wastewater punctual discharges. This approach allowed the demarcation of natural and anthropogenic variation sources in the aquifer and provided greater certainty and accuracy to the data classification.

Probability of Heavy Metals Mobility from Dumped Sediments in a Quarry

The former Texcoco Lake was dreg to build the new international Mexico City airport were pumped in a quarry. The dredged sediments could have heavy metals (HMs) capable to pollute water bodies. The study aimed to evaluate the content of Cu, Zn, Cd, Ni, and Pb of the sediments deposited in the quarry, its transfer to the runoff water and the Cu, Zn, Ni, and Pb adsorption in the subsoil. We measured water infiltration rate, HMs concentration in sediments, water runoff, and the HM adsorption in the subsoil. The infiltration rate in sediments is low (? 10-7 cm/h). HMs in sediments are within the maximum permissible limits by the Mexican regulations, for sewage sludge. The HM in the runoff from the sediments are in the range of the Mexican regulations for the discharge into rivers and for irrigation purposes of agricultural soils. It is also within safe limits for irrigation use considered by FAO and EPA. The materials adsorption capacity of Pb (1250 mg kg-1), Zn (588 mg kg-1), and Cu (1250 mg kg-1) is higher than the concentration of metals in the runoff water, so it is unlikely the movement of HM down the subsoil.Dregs from the former Texcoco Lake were used to build the new international Mexico City airport and pumped in a quarry. The dredged sediments could have heavy metals (HMs) capable of polluting water bodies. The study’s objective was to evaluate the content of Cu, Zn, Cd, Ni, and Pb of the sediments deposited in the quarry, their transfer to the runoff water and the adsorption of Cu, Zn, Ni, and Pb in the subsoil. Other variables measured were water infiltration rate, HM in sediments, water runoff, and the HM adsorption in the subsoil. The infiltration rate in sediments is low (≤ 10-7 cm/h). HMs in sediments are within the maximum permissible limits by Mexican regulations, for sewage sludge. The HMs in the runoff from the sediments are in the range of the Mexican regulations for the discharge into rivers and for irrigation purposes of agricultural soils. They are also within safe limits for irrigation use considered by FAO and EPA. The materials adsorption capacity of Pb (1250 mg kg-1), Zn (588 mg kg-1), and Cu (1250 mg kg-1) is higher than the concentration of metals in the runoff water, so the movement of HMs down into the subsoil is unlikely.

Estimación de biomasa aérea de forrajes de invierno bajo riego a través de un dron

Objective: To develop a procedure to estimate biomass with digital images captured from drone and 3D modeling (ID-Dron-3D) applicable in forage alfalfa (Medicago sativa L.) and oats (Avena sativa L.). Design/methodology/approach: With a digital camera coupled to the drone, images were obtained before harvesting the crops, which were processed with software to then estimate biomass volume. In each crop, height of the plant and harvested area, apparent and real volume of biomass, and weight of fresh and dry biomass were measured. Results: Based on the regression analysis, linear models were obtained at one (p<0.05) to predict: fresh biomass in oats (R2 = 0.70) and alfalfa (R2 = 0.47); and dry biomass in oats (R2 = 0.78) and in alfalfa (R2 = 0.31) by ID-Drone-3D. Limitations on study/implications: Considering the R2 of the models obtained, the results in the forage oats were better, compared to those detected in alfalfa, which may be due to the greater variability of the plant cover, since, in some sampling units, the plants of Alfalfa did not completely cover the soil. Findings/conclusions: The yield of fresh and dry biomass of both crops was significantly correlated with their respective apparent volume estimated with digital images taken from a drone and its 3D processing (ID-Dron-3D).E Objetivo: Desarrollar un procedimiento para estimar biomasa con imágenes digitales captadas desde un dron y modelación 3D (ID-Dron-3D) aplicable en alfalfa (Medicago sativa L.) y avena forrajera (Avena sativa L.). Diseño/metodología/aproximación: Con una cámara digital acoplada al dron se obtuvieron imágenes antes de la cosecha de los cultivos, que fueron procesadas con software para luego estimar volumen de biomasa. En cada cultivo se midió altura de la planta y área cosechada, volumen aparente y real de biomasa, y peso de biomasa fresca y seca. Resultados: Con base en el análisis de regresión se obtuvieron modelos lineales a una p<0.05 para predecir: biomasa fresca en avena (R2=0.70) y alfalfa (R2 =0.47); y biomasa seca en avena (R2=0.78) y en alfalfa (R2=0.31) mediante ID-Dron-3D. Limitaciones del estudio/implicaciones: Considerando las R2 de los modelos obtenidos, los resultados en la avena forrajera fueron mejores, respecto a los detectados en alfalfa, lo cual se puede deber a la mayor variabilidad de la cobertura vegetal, ya que, en algunas unidades de muestreo, las plantas de alfalfa no cubrían completamente el suelo. Hallazgos/conclusiones: El rendimiento de biomasa fresca y seca de ambos cultivos se correlacionó significativamente con su respectivo volumen aparente estimado con imágenes digitales tomadas desde un dron y su procesamiento 3D (ID-Dron-3D)

Prácticas utilizadas para la producción y mejora de la productividad de un módulo agroforestal

Objective: To evaluate the practices to agricultural production and productivity improvement. Design/methodology/approach: A comparatively analysis of practices performed by land producer in an agroforestry module was carried out. As well as the yield obtained in two-year period, both from the economic income point of view and diversification of plant species that were established. Results: The practices used in the module were: a) conservation (reduced tillage), b) vegetative (crop diversification, associated crops, intercropping and crop rotation) and c) agronomic (bottom fertilization and fertigation). During this study (2015-2018), 16 plant species were established. Yields and income from the sale of surplus production increased over time, which contributed to the food security and economy of the rural family. Limitations on study/implications: The present work, did not evaluate the biological efficiency of the crop association in the agroforestry module, which could give an additional value to this type of production versus monoculture systems. Findings/conclusions: The type of practices used in the production of food and fodder in an agroforestry module was documented. The production of crops in small areas, under the agroforestry approach, can represent a sustainable alternative of agricultural production for the arid and semi-arid regions and a mean to improve income and nutrition of the rural family.Objetivo. Determinar las prácticas utilizadas para la producción agrícola y mejora de la productividad de en un módulo agroforestal. Diseño/metodología/aproximación. Se realizó el análisis comparativo de las prácticas que el productor realiza en un módulo agroforestal, así como del rendimiento obtenido en dos años, desde el punto de vista económico y de diversificación de especies vegetales que fueron establecidas. Resultados. Las prácticas utilizadas en el módulo fueron: a) conservación (labranza reducida); b) vegetativas (diversificación de cultivos, cultivos asociados, cultivos intercalados y rotación de cultivos); y c) agronómicas (fertilización de fondo y fertigación). Durante el periodo evaluado (2015-2018) se establecieron 16 especies vegetales. Los rendimientos e ingresos por venta de excedentes de la producción se incrementaron con el tiempo. Lo cual contribuyó en la seguridad alimentaria y economía de la familia rural. Limitaciones del estudio/implicaciones. En el presente trabajo, la eficiencia biológica de la asociación en el módulo agroforestal no fue evaluada. Dicha eficiencia podría dar un valor adicional a este tipo de producción versus los sistemas de monocultivo. Hallazgos/conclusiones. Se documentaron el tipo de prácticas utilizadas en la producción de alimentos y forraje en un módulo agroforestal. La producción de cultivos en pequeñas superficies, bajo el enfoque agroforestal, es una alternativa sustentable de producción agrícola para las regiones áridas y semiáridas, asimismo es un medio para mejorar el ingreso y nutrición de la familia rural

Desarrollo de un sistema de riego de precisión en un pivote central

León-Mostacero, J. A., Gavi-Reyes, F., Flores-Magdaleno, H., Ascencio-Hernández, R., & Flores-Gardea, C. (julio-agosto, 2017). Desarrollo de un sistema de riego de precisión en un pivote central. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(4), 101-116. La presente investigación se desarrolló en el pivote central de riego del Colegio de Postgraduados, México, campus Montecillo, de 2011 a 2012. El objetivo fue diseñar, construir y evaluar un sistema de riego a precisión que operara en un pivote central. La metodología consistió en el desarrollo de 1) componente electromecánico, basado en la ubicación del sistema, cableado e instalación de electroválvulas; 2) componente electrónico, con la elaboración de dos tablillas, integración de GPS y comunicación con la computadora; 3) software basado en la comparación de los datos obtenidos por el GPS con un mapa establecido de zonas “homogéneas” para el riego, y 4) evaluación del sistema con la comparación de la cantidad de agua aplicada (conforme al software desarrollado en el presente estudio) y el agua  colectada a nivel del suelo. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: a) el sistema de riego a precisión en el pivote central, que permite la operación de electroválvulas en función del geoposicionamiento; b) software de riego a precisión abierto y adaptable a cualquier equipo de rodamiento circular (pivote central) en cualquier ubicación de la tierra, bajo cualquier criterio de programación de variabilidad del suelo o cultivo; c) la precisión del riego permitió un ahorro de 39.09% de agua, en comparación con la aplicación uniforme que se logra con el uso de un pivote central de riego convencional, y d) la variación entre la lámina aplicada y colectada fue de 8.41%, atribuida al viento y retraso de actuación de las válvulas en condiciones de operación del pivote central bajo estudio

Evaluación de la recuperación del nitrógeno y fósforo de diferentes fuentes de fertilizantes por el cultivo de trigo irrigado con aguas residuales y de pozo

El empleo de fertilizantes nitrogenados y de aguas residuales no tratadas de origen urbano por los cultivos es una necesidad agronómica, económica y ambiental. El objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta del cultivo de trigo a la aplicación de diferentes fertilizantes nitrogenados, irrigado con agua residual y de pozo. Se utilizó un suelo Vertisol Háplico. Se usó como cultivo indicador trigo variedad Tlaxcala F2000. Los fertilizantes aplicados fueron: Fertilizante comercial (FC) constituido por Fosfato monoamónico + urea, Fertilizante orgánico (FO) Vermicomposta; y Fertilizante de lenta liberación (FL) combinación de: urea, H2PO4 y arcilla. La mezcla contiene N y P, 8.08 y 6.3 % en peso respectivamente. Los tratamientos se diseñaron para probar el efecto simple de cada uno de estos materiales y la combinación de FL+FO. La dosis de fertilización de N y P fue (280-80-0). Con los datos de los análisis de laboratorio de N y P de las plantas, se calculó la eficiencia de recuperación de estos nutrimentos.Las interacciones fechas de Muestreo por Agua y Fertilizante por agua, fueron significativas al (

Lixiviación de potasio y contenidos nutrimentales en suelo y alfalfa en respuesta a dosis de vinaza

Under greenhouse conditions and based on the concentration of potassium (K+) in the chemical characterization of Vinasse, the effect of different doses (0. 250 y 500 kg ha-1de K+) was evaluated in the soil, in columns of polyvinyl chloride (PVC), using suction lysimeters at two depths (23 and 46 cm) and samples at the end of the column (75 cm). In Leaching, the K concentration, the effect on pH and the electric conductivity (CE) was evaluated; as the crop indicator, alfalfa was used (Medicago sativa), making 2 cuts in a period of 120 days and applying vinasse at the beginning of the experiment and then again after the first cut. In plant samples, the variables were dry material, NT, B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Zn and NO3 in soil, CE, pH, NH4, NO3, P, K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn Mn abd MO (organic material) was considered. In the statistical analysis of the K dose of 500 kg ha-1 there was an effect on the soil fertility, registering an increase in MO, NH4, P, Ca, Na, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn y K. La CE and K. The greatest effect (p< 0.05), was in 10cm of soil. In leached soil, the effect (p< 0.05) was at a depth of 23 cm for both applications of vinasse. The pH did not show changes (p< 0.05), with the application of vinasse. In plant tissue, the nutrients that increased (p< 0.05) were for P= 1939.2 and Zn= 28.63 mg kg-1 for the dose of 500 kg ha-1, with respect to the control, P= 1025.2 and Zn= 14.17 mg kg-1 respectively. For the former, the use of Vinasse as an in input of plant nutrition is recommended.Bajo condiciones de invernadero y con base a la concentración de potasio (K+) en la caracterización química de la vinaza, se evaluó el efecto de diferentes dosis (0, 250 y 500 kg ha-1 de K+) sobre el suelo, en columnas de cloruro de polivinilo (PVC), empleando lisímetros de succión a dos profundidades (23 y 46 cm) y muestras al final de la columna (75 cm). En lixiviados se evaluó la concentración de K, el efecto sobre pH y conductividad eléctrica (CE), como cultivo indicador se uso alfalfa (Medicago sativa), efectuándose dos cortes, en un periodo de 120 días y una aplicación de vinaza al inicio del experimento y otra después del primer corte. En muestras de plantas las variables fueron materia seca, NT, B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Zn y NO3 en suelo se consideró CE, pH, NH4, NO3, P, K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn Mn y MO (materia orgánica). En el análisis estadístico la dosis 500 kg ha-1 de K tuvo efecto sobre la fertilidad del suelo, registrando un incremento en: MO, NH4, P, Ca, Na, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn y K. La CE y K el mayor efecto (p< 0.05) fue en los 10 cm en suelo y en lixiviados el efecto (p< 0.05), fue a los 23 cm de profundidad, para ambas aplicaciones de vinaza. El pH no presentó cambios (p< 0.05), con la aplicación de vinaza. En tejido vegetal los nutrimentos que aumentaron (p< 0.05) fueron para P= 1939.2 y Zn= 28.63 mg kg-1 para dosis 500 kg ha-1, en relación al control el P= 1025.2 y Zn= 14.17 mg kg-1 respectivamente. Por lo anterior el uso de la vinaza, como insumo de nutrición vegetal, es recomendable