Determination of soil hydraulic properties using polymer tensiometers in evaporation experiments

O tensiômetro de polímeros é um equipamento recentemente desenvolvido que permite medir o potencial matricial da água no solo desde a saturação até condições mais secas do que o ponto de murcha permanente. Nesta nota descreve-se a utilização de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação de cilindros com solo deformado, para determinar as propriedades hidráulicas do material. Nos experimentos foi utilizada terra da camada superficial de um Nitossolo Vermelho. O uso de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação com colunas de solo permitiu a determinação das relações entre condutividade hidráulica, teor de água e potencial matricial na faixa de potenciais matriciais entre -1 e -150 m.The polymer tensiometer is a newly developed instrument to measure soil water pressure heads from saturation conditions to drier than the permanent wilting point. In this note we describe how the hydraulic properties of disturbed soil samples were determined in laboratory evaporation experiments with these polymer tensiometers. Soil material from the surface layer of an Ultisol was used. The relation among hydraulic conductivity, water content and pressure heads in the range from -1 to -150 m could be determined using polymer tensiometers in evaporation experiments

Criteria for pot capacity determination

A capacidade de campo ou seu equivalente para culturas em vaso, a capacidade de vaso, é um dado importante para o manejo da irrigação. O objetivo deste trabalho foi determinar, em vasos preenchidos com material de dois solos diferentes (um argiloso e um de textura média), o teor de água e a taxa de perda de água em função do tempo e, a partir dessas determinações, estabelecer valores para a capacidade de vaso a partir de diferentes critérios. Conclui-se que o teor de água final extrapolado da curva observada teta-t é um bom estimador da capacidade de vaso, especialmente para os casos em que a tolerância de perda de água é pequena. Não é recomendável estimar a capacidade de vaso com base em valores tradicionais de potencial matricial ou de tempo de drenagem, pois os valores são superestimados em relação aos teores obtidos com base na curva teta-t e correspondem a altas taxas de redução de teor de água.The field capacity, or its equivalent for soils in pots, the pot capacity, is an important parameter for irrigation management. We aimed to determine both water content and water loss as a function of time in pots filled with material of a clayey and a medium-textured soil. From these data the pot capacity water content was estimated using different criteria. It was concluded that the final water content extrapolated from the observed q-t curve is a good estimator of the pot capacity, especially in situations of low water loss tolerance. An estimation of the pot capacity according to traditional pressure heads or drainage times is not recommended, since the obtained values are overestimated, compared to the values obtained by the q-t curve and correspond to high reduction rates of the water content

Pedotransfer functions to estimate water retention parameters of soils in northeastern Brazil.

Abstract: Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters of the van Genuchten model (1980) to describe soil water retention curves. The data came from various sources, mainly from studies conducted by universities in Northeast Brazil, by the Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa) and by a corporation for the development of the São Francisco and Parnaíba river basins (Codevasf), totaling 786 retention curves, which were divided into two data sets: 85 % for the development of PTFs, and 15 % for testing and validation, considered independent data. Aside from the development of general PTFs for all soils together, specific PTFs were developed for the soil classes Ultisols, Oxisols, Entisols, and Alfisols by multiple regression techniques, using a stepwise procedure (forward and backward) to select the best predictors. Two types of PTFs were developed: the first included all predictors (soil density, proportions of sand, silt, clay, and organic matter), and the second only the proportions of sand, silt and clay. The evaluation of adequacy of the PTFs was based on the correlation coefficient (R) and Willmott index (d). To evaluate the PTF for the moisture content at specific pressure heads, we used the root mean square error (RMSE). The PTF- predicted retention curve is relatively poor, except for the residual water content. The inclusion of organic matter as a PTF predictor improved the prediction of parameter (alfa) of van Genuchten. The performance of soil-class-specific PTFs was not better than of the general PTF. Except for the water content of saturated soil estimated by particle size distribution, the tested models for water content prediction at specific pressure heads proved satisfactory. Predictions of water content at pressure heads more negative than -0.6 m, using a PTF considering particle size distribution, are only slightly lower than those obtained by PTFs including bulk density and organic matter content. Resumo: Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTFs) para estimar os parâmetros do modelo de van Genuchten (1980), utilizados para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados usados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na Região Nordeste pelas universidades, pela Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, que foram divididas em dois conjuntos de dados: 85 %, para desenvolvimento das PTFs, e 15 %, para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTFs de caráter geral para todos os solos conjuntamente, desenvolveram-se PTFs específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos, utilizando técnicas de regressão múltipla, com o uso do procedimento stepwise (forward e backward), para selecionar os melhores preditores. Dois tipos de PTFs foram desenvolvidos: o primeiro inclui todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte, argila e de matéria orgânica, e o segundo, apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação da adequação das PTFs foi com base no coeficiente de correlação (R) e índice de Willmott (d). Para avaliar as PTFs, para o teor de água em potenciais matriciais específicos, utilizou-se a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A predição da curva de retenção por PTF é relativamente fraca, exceto para o teor de água residual. A inclusão do teor de matéria orgânica como preditor da PTF melhora a predição do parâmetro (alfa) de van Genuchten. Não houve melhora de desempenho das PTFs específicas por classe de solo, em comparação com uma PTF geral. Exceto no caso do teor de água do solo saturado, estimado pela distribuição granulométrica, modelos para a predição do teor de água em potenciais matriciais específicos são bons. Predições do teor de água em potenciais matriciais mais negativos do que -0,6 m, usando uma PTF contendo a distribuição granulométrica, são somente um pouco inferiores àquelas obtidas por PTFs, que incluem densidade do solo e teor de matéria orgânica

Determinação da lâmina média de irrigação em pivô central

With the purpose of improving the accuracy of the average irrigation depth calculation, an expression is presented assuming linear variation of the depth between two following collectors, for the determination of the average depth of center pivot irrigation systems. It is concluded that the proposed expression should be used for the determination of the mean weighed depth for being conceptually more correct, although, in practice the values calculated by the proposed methodology are very close to those obtained with the traditional calculation method.Com o objetivo de melhorar a exatidão do cálculo da lâmina média d'água, por faixa representativa do coletor, apresentou-se uma expressão, considerando a variação linear de lâmina entre dois coletores subseqüentes, para fins de avaliação do sistema de irrigação do tipo pivô central. Concluiu-se que a expressão proposta deve ser utilizada para determinação da lâmina média ponderada por estar conceitualmente mais correta, apesar de na prática os valores calculados pela metodologia proposta serem muito próximos daqueles obtidos pelo cálculo tradicional

Uso excessivo de nitrogênio gera perda monetária para cafeicultores do cerrado baiano

Fertilizers used in excess may harm the environment and increase the costs of crop production. The present study aimed to predict the monetary expenditure related to nitrogen (N) losses by leaching, volatilization and denitrification in a fertigated coffee plantation in the Cerrado, and also to bring up the advantages of reducing N rates applied in such an agroecosystem. SWAP and ANIMO models were used to simulate the N balances for a simulated area of coffee cultivation managed with rates of 200, 300, 400 and 600 kg ha-1 y-1 of N. The average annual investment for coffee production varied from 36.1 to 65.3 thousand BR-Real per pivot, and the expenses with soil and canopy N storage were 13.6 to 85.3 thousand BR-Real. The average annual expenses with N leaching by pivot were between 7.5 to 25.4 thousand BR-Real, and with volatilization and denitrification between 4.4 to 8.8 thousand BR-Real. Reducing the N rate employed for coffee plants from 600 kg ha-1 y-1 of N to 400 kg ha-1 y-1 of N, would diminished by 33% the costs of N fertilizer application, by 46% the expenses with N leaching and by 26% the expenses with nitrogenous compoundsloss to the atmosphere.Fertilizantes aplicados em excesso podem ser prejudiciais ao ambiente e encarecer os custos de produção agrícola de uma fazenda. Este estudo tem por objetivo estimar os dispêndios associados às perdas de nitrogênio (N) por lixiviação, volatilização e desnitrificação em um cafezal fertirrigado do Cerrado, e apresentar as vantagens econômicas da redução da quantidade de N no manejo de adubação para tal agroescossistema. Balanços de N simulados com os modelos SWAP e ANIMO foram obtidos para um cafezal simulado empregando-se as doses de 200, 300, 400 e 600 kg ha-1 ano-1 de N. Os investimentos anuais médios para produção do cafezal variaram de 36,1 a 65,3 mil reais por pivô, e os gastos com armazenamento de N no solo e serrapilheira foram de 13,6 a 85,3 mil reais. As perdas anuais médias com lixiviação por pivô foram de 7,5 a 25,4 mil reais, e com volatilização e desnitrificação somadas de 4,4 a 8,8 mil reais. A redução da dose de N para o cafezal do Cerrado de 600 kg ha-1 ano-1 de N para 400 kg ha-1 ano-1 de N, além de diminuir em 33% os gastos de aplicação de fertilizantes, sem reduzir a produtividade, reduziria em 46% as perdas por lixiviação e em 26% as perdas das emissões de compostos nitrogenados para a atmosfera

Phenotypic and Functional Separation of Memory and Effector Human CD8+ T Cells

Human CD8+ memory- and effector-type T cells are poorly defined. We show here that, next to a naive compartment, two discrete primed subpopulations can be found within the circulating human CD8+ T cell subset. First, CD45RA−CD45R0+ cells are reminiscent of memory-type T cells in that they express elevated levels of CD95 (Fas) and the integrin family members CD11a, CD18, CD29, CD49d, and CD49e, compared to naive CD8+ T cells, and are able to secrete not only interleukin (IL) 2 but also interferon γ, tumor necrosis factor α, and IL-4. This subset does not exert cytolytic activity without prior in vitro stimulation but does contain virus-specific cytotoxic T lymphocyte (CTL) precursors. A second primed population is characterized by CD45RA expression with concomitant absence of expression of the costimulatory molecules CD27 and CD28. The CD8+CD45RA+CD27− population contains T cells expressing high levels of CD11a, CD11b, CD18, and CD49d, whereas CD62L (L-selectin) is not expressed. These T cells do not secrete IL-2 or -4 but can produce IFN-γ and TNF-α. In accordance with this finding, cells contained within this subpopulation depend for proliferation on exogenous growth factors such as IL-2 and -15. Interestingly, CD8+CD45RA+CD27− cells parallel effector CTLs, as they abundantly express Fas-ligand mRNA, contain perforin and granzyme B, and have high cytolytic activity without in vitro prestimulation. Based on both phenotypic and functional properties, we conclude that memory- and effector-type T cells can be separated as distinct entities within the human CD8+ T cell subset