Experimental achievement of the entanglement assisted capacity for the depolarizing channel

We experimentally demonstrate the achievement of the entanglement assisted capacity for classical information transmission over a depolarizing channel. The implementation is based on the generation and local manipulation of 2-qubit Bell states, which are finally measured at the receiver by a complete Bell state analysis. The depolarizing channel is realized by introducing quantum noise in a controlled way on one of the two qubits. This work demonstrates the achievement of the maximum allowed amount of information that can be shared in the presence of noise and the highest reported value in the noiseless case.Comment: 4 pages, 3 figure

Carbon dioxide emission after application of pig slurry and pig deep-litter

O objetivo deste trabalho foi avaliar a emissão de dióxido de carbono, após a aplicação ao solo de dejetos líquidos e cama sobreposta de suínos, na presença de palha de aveia, com e sem incorporação ao solo. O experimento foi conduzido em Argissolo Vermelho distrófico arênico. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com três repetições. Os tratamentos consistiram da aplicação ou não de dejetos líquidos e cama sobreposta de suínos sobre palha de aveia, com e sem incorporação ao solo. Após a aplicação dos tratamentos, iniciou-se a medida da emissão de CO2, continuamente, pelo período de 120 dias. A incorporação dos dejetos de suínos e da palha ao solo aumenta a emissão de CO2 para a atmosfera, em comparação à distribuição desses materiais orgânicos na superfície do solo. A aplicação conjunta dos dejetos líquidos e da cama sobreposta de suínos com a palha não aumenta a emissão de CO2 para a atmosfera, o que indica que esses materiais orgânicos não favorecem a mineralização do carbono presente na palha de aveia.The objective of this work was to evaluate the carbon dioxide emission to atmosphere after pig slurry and deep-litter application to the soil, along with oat straw with and without soil incorporation. The experiment was carried out on a Hapludalf. The experimental design was a completely randomized one with three replicates. The treatments consisted of application, or not, of pig slurry and pig deep-litter on oat straw, with and without soil incorporation. The measurement of the CO2 emission began after treatment applications and lasted 120 days. Pig manure and oat straw incorporation to the soil increase C-CO2 emission to the atmosphere, compared to the distribution of those organic materials on soil surface. Pig slurry and pig deep-litter application on the straw do not increase CO2 emission to the atmosphere, which indicates that these organic materials do not influence C mineralization present in oat straw

Perda de nitrogênio por volatilização de amônia com o uso de dejetos de suínos em plantio direto

The objective of this work was to evaluate the losses of N by ammonia volatilization with the use of pig slurry in no-till system. In the fall, the application of pig slurry (0, 40 and 80 m3 ha-1) was on the residues of spontaneous vegetation and on the residues of black oat from the last cultivation. In the summer, the pig slurry was applied on the same residues, recently handled with roller knife blade. On the residues of spontaneous vegetation, the loss of N by ammonia volatilization reached 16.1% of the total ammoniacal N applied with the pig slurry at fall, and 11.0% at summer time. On the black oat residues these values were 12.7% in the fall and 6.5% in the summer. The first 20 hours after the pig slurry application were responsible for the approximately 50% of total N loss. The results of this work show that in no-till system the use of pig slurry on the black oat residues reduce the ammonia emission compared to the residues of winter spontaneous vegetation. This reduction was in average 18.4% in the fall and 34.5% in the summer.O objetivo deste trabalho foi avaliar as perdas de N por volatilização de amônia com o uso de dejetos de suínos em sistema de plantio direto. No outono, a aplicação dos dejetos (0, 40 e 80 m3 ha-1) foi feita sobre os resíduos culturais da vegetação espontânea e da aveia-preta remanescentes de cultivos anteriores. No verão, os dejetos também foram aplicados sobre os resíduos culturais dessas mesmas espécies, mas logo após serem manejados com rolo faca. Sobre os resíduos culturais da vegetação espontânea, a perda de N por volatilização de amônia chegou a 16,1% da quantidade de N amoniacal aplicada com os dejetos no outono e a 11,0% no verão. Sobre os resíduos culturais da aveia-preta, esses valores foram de 12,7% no outono e 6,5% no verão. As primeiras 20 horas após a aplicação dos dejetos foram responsáveis por aproximadamente 50% da perda total de nitrogênio. Os resultados deste trabalho evidenciam que, em sistema de plantio direto, o uso de dejetos de suínos sobre os resíduos culturais de aveia-preta reduz a emissão de amônia para a atmosfera, em relação aos resíduos culturais da vegetação espontânea do pousio invernal. Essa redução foi, em média, de 18,4% no outono e 34,5% no verão

Nitrification of ammoniacal nitrogen from pig slurry in soil under no-tillage

O objetivo deste trabalho foi avaliar a taxa de nitrificação do N amoniacal dos dejetos líquidos de suínos, aplicados ao solo em sistema de plantio direto. O experimento foi realizado durante três anos agrícolas, em um Argissolo Vermelho distrófico arênico. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com três repetições. As parcelas principais foram compostas por dois sistemas de cultura (aveia preta/milho e pousio/milho) e as subparcelas, por doses de dejetos (0, 40 e 80 m3 ha-1 por ano). A nitrificação foi estimada a partir da determinação dos teores de N mineral em diferentes camadas do solo, em diversas épocas, após a aplicação dos dejetos. Na média dos três anos, a taxa líquida de nitrificação no sistema aveia/milho atingiu 4,8 kg ha-1 dia-1 de N na forma de nitrato e superou aquela do sistema pousio/milho em 43%. A aplicação dos dejetos na dose 80 m3 ha-1 resultou em uma taxa de nitrificação superior à verificada na dose de 40 m3 ha-1 em 188%. O N amoniacal dos dejetos líquidos de suínos é rapidamente nitrificado no solo em plantio direto e completamente oxidado a N nítrico entre 15 e 20 dias após a aplicação dos dejetos.The objective of this work was to evaluate the nitrification rate in no-tillaged soil treated with pig slurry. The experiment was carried out during three years in an Arenic Hapludult soil, in a complete randomized block design, with split plots and three replications. The main plots were composed of two crop systems (black oat/maize and fallow/maize) and the split plots were composed of three rates of pig slurry (0, 40 and 80 m3 ha-1). The nitrification was evaluated based on concentrations of mineral N, in different soil layers, in several periods after pig slurry application. On the average of the three years, the nitrification rate in the black oat/maize system reached 4.8 kg ha-1 of NO3--N per day, overcoming that of the fallow/maize system in 43%. The application of 80 m3 ha-1 of pig slurry resulted in 188% greater nitrification rate than that observed for 40 m3 ha-1. The ammoniacal N from pig slurry is rapidly nitrified in soil under no-tillage, being completely oxidized to NO3--N from 15 to 20 days after pig slurry application

Mineralização de compostos de dejetos líquidos de suínos tratados com xisto retortado e dicianodiamida em dois solos contrastantes

The objective of this work was to evaluate carbon and nitrogen mineralization in the soil after the application of composts produced in an automated composting plant, using pig slurry (PS) with and without the addition of retorted oil shale (ROS) and dicyandiamide (DCD) during composting. Laboratory studies were carried out for 180 days on two soils with contrasting characteristics: sandy-loam Typic Paludalf and clay Rhodic Hapludox, which were managed for more than 10 years under a no-tillage system. The composts were thoroughly mixed with the soils. The mineralization of the C and N from the compost was evaluated by measuring continuously CO2 emissions and periodically mineral N (NH4+ + NO3-) content in the soils, respectively. The mineralization of the C from the compost without ROS and DCD was higher in the sandy-loam soil (20.5%) than in the clay soil (13.9%). Similarly, 19.4% of the total N from the compost was mineralized in the sandy-loam soil and 10.9% in the clay soil. The presence of ROS in the compost reduced C mineralization by 54%, compared with the treatment without additives, in the sandy-loam soil and caused net N immobilization in both soils during incubation. The addition of DCD during PS composting did not affect the mineralization of the C and N from the compost in both soils. The addition of ROS during the composting of PS favors the retention of the C from the compost in the soil, especially in the sandy-loam one, but results in a net N immobilization.O objetivo deste trabalho foi avaliar a mineralização de carbono e nitrogênio no solo após a aplicação de compostos produzidos numa planta de compostagem automatizada, tendo-se utilizado dejetos líquidos de suínos (DLS), com e sem a adição de xisto retortado (XR) e dicianodiamida (DCD) durante a compostagem. Estudos laboratoriais foram conduzidos durante 180 dias, em dois solos com características contrastantes: Argissolo franco-arenoso e Latossolo argiloso, que foram manejados por mais de 10 anos em sistema plantio direto. Os compostos foram completamente misturados com os solos. A mineralização do C e do N do composto foi avaliada pela medição contínua do CO2 emitido e periódica do conteúdo de N mineral (NH4+ + NO3-) dos solos, respectivamente. A mineralização do C do composto sem a adição de XR e DCD foi maior no solo franco-arenoso (20.5%) do que no argiloso (13.9%). Similarmente, 19.4% do N total do composto foi mineralizado no solo franco-arenoso e 10.9% no solo argiloso. A presença do XR no composto reduziu a mineralização do C em 54%, comparado ao tratamento sem aditivos, no solo franco-arenoso e causou imobilização líquida de N em ambos os solos durante a incubação. A adição de DCD durante a compostagem dos DLS não afetou a mineralização do C e do N do composto em ambos os solos. A adição de XR durante a compostagem dos DLS favorece a retenção do C do composto no solo, principalmente no franco-arenoso, porém resulta em imobilização líquida de N

Aproveitamento pelo milho do nitrogênio amoniacal de dejetos líquidos de suínos em plantio direto e preparo reduzido do solo

The objective of this work was to evaluate corn (Zea mays) utilization of ammoniacal N from pig slurry (PS). A field experiment was carried out in a typic Hapludalf. The treatments consisted of the application or not of PS on oat straw, in no-tillage and reduced tillage planting systems. In order to quantify the destination of applied ammoniacal N from the PS, the ammoniacal fraction was enriched with (15NH4)2SO4. The utilization of ammoniacal N from pig slurry by corn crop was of 15.3% and did not differ between no-tillage and reduced tillage soil systems. At corn physiological maturity, the amount of 15N recovered from the soil, at 120-cm depth, and from the plant (grain+shoot+roots) was 49.6% of the 15N applied with pig slurry. The organic N fractions from pig slurry and from soil organic matter were the main sources of N for corn.O objetivo deste trabalho foi avaliar o aproveitamento do N amoniacal de dejetos líquidos de suínos (DLS) pela cultura do milho (Zea mays). O experimento foi conduzido em Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos avaliados consistiram da aplicação ou não de DLS sobre resíduos culturais de aveia, em plantio direto e preparo reduzido do solo. Para quantificar o destino do N amoniacal aplicado, a fração amoniacal dos DLS foi enriquecida com (15NH4)2SO4. O aproveitamento do N amoniacal dos DLS pelo milho foi de apenas 15,3% e não diferiu com o uso do DLS em plantio direto ou em preparo reduzido do solo. Na maturação fisiológica do milho, a quantidade de 15N dos DLS recuperada no solo, até a profundidade de 120 cm, e na planta (parte aérea+grãos+raízes) correspondeu a 49,6% do 15N aplicado. A fração de N orgânico dos DLS e a matéria orgânica do solo foram as principais fontes de N para a cultura do milho

Fixação biológica de nitrogênio e recuperação de N-ureia em pastagem de 'Coastcross-1' tratada com Azospirillum brasilense

The objective of this work was to quantify the inoculation effect of Azospirillum brasilense (Ab-V5 and Ab-V6 strains) on the forage yield, biological nitrogen fixation (BNF), and urea-15N recovery of the forage grass 'Coastcross-1'. The experiment was carried out in a 2 (with or without inoculation) × 2 (without N fertilizer and with 100 kg ha-1 N per year as urea) × 7 (cuts) factorial arrangement. The natural 15N abundance method was used to determine BNF; to determine urea-N recovery, 15N-labeled urea was applied in microplots. Forage yield was higher in grasses subjected to inoculation, with 7.4 Mg ha-1 dry matter per year, for the treatment without N fertilizer, and 8.0 Mg ha-1 dry matter per year for the treatment with 100 kg ha-1 N per year, respectively, which shows an additive effect of inoculation and N fertilization. The contribution of BNF was 23.0 and 53.8 kg ha-1 per year for the unfertilized treatment, both in uninoculated and inoculated plants, respectively. Urea-15N recovery was 13.7 and 16.5 kg ha-1 per year for uninoculated and inoculated treatments, respectively, corresponding to 13.7 and 16.5% of the urea-N applied. Inoculation with A. brasilense increases forage yield and the contribution of BNF to grass nutrition with N, as well as urea-N recovery by the forage grass.O objetivo deste trabalho foi quantificar o efeito da inoculação de Azospirillum brasilense (estirpes Ab-V5 e Ab-V6) na produção de forragem, na fixação biológica de nitrogênio (FBN) e na recuperação de 15N-ureia pela gramínea forrageira 'Coastcross-1'. O experimento foi feito em arranjo fatorial 2 (com e sem inoculação) × 2 (sem fertilização nitrogenada e com 100 kg  ha-1 de N por ano, na forma de ureia) × 7 (cortes). O método da abundância natural de 15N foi utilizado para determinar a FBN; para a recuperação de N-ureia, aplicou-se 15N-ureia marcada em microparcelas. As produções de forragem foram maiores nas gramíneas com inoculação, com 7,4 Mg ha-1 de matéria seca por ano, no tratamento sem N fertilizante, e 8,0 Mg ha-1 de matéria seca por ano no tratamento com 100 kg ha-1 de N por ano, o que mostra o efeito aditivo da inoculação e da fertilização nitrogenada. A contribuição da FBN foi de 23,0 e 53,8 kg ha-1 por ano para o tratamento sem fertilização de N, tanto nas plantas sem inoculação como naquelas com inoculação, respectivamente. A recuperação de 15N-ureia foi de 13,7 e 16,5 kg ha-1 por ano, para os tratamentos sem e com inoculação, respectivamente, o que corresponde a 13,7 e 16,5% do N-ureia aplicado. A inoculação com A. brasilense aumenta a produção de forragem e a contribuição da FBN para a nutrição nitrogenada de 'Coastcross-1', assim como a recuperação de N-ureia pela gramínea

Root and Shoot Contribution to Carbon and Nitrogen Inputs in the Topsoil Layer in No-Tillage Crop Systems under Subtropical Conditions

Recycling of carbon (C) and nitrogen (N) from plants into soils is decisive for maintaining soil organic matter and soil fertility. Therefore, we quantified plant biomass and C and N in the shoots and roots from the topsoil layer for a wide range of annual crops grown under subtropical conditions. We grew 26 species, 13 main crops, and 13 cover crops, in the field in standard sowing arrangements. Root biomass was recovered from the 0.00-0.20 m soil layer at flowering, and shoot biomass was measured at flowering for all crops and at maturity only for the main crops. Root dry matter (DM) exhibited an average of 14.9 ± 5.7 % of the total shoot biomass at flowering, and the mean shoot DM to root DM ratio was 6.9 (2.8-15.0) for the 26 crops considered. Leguminous species had less root DM (0.5 to 1.0 Mg ha-1) than grass species (1.1 to 2.3 Mg ha-1). The shoot C to root C ratio varied consistently with DM, while the root N to shoot N ratio varied considerably among species. Proportionally more biomass, C, and N was allocated to the root systems of grasses (Poaceae species) than non-grass species (especially Fabaceae species). The findings of this study contribute to designing rotations to include species that promote cycling of N and have high potential for adding C to the soil through roots. In this sense, the use of intercropped grasses and legumes is a promising strategy, especially for cover crops

Root and Shoot Contribution to Carbon and Nitrogen Inputs in the Topsoil Layer in No-Tillage Crop Systems under Subtropical Conditions

Recycling of carbon (C) and nitrogen (N) from plants into soils is decisive for maintaining soil organic matter and soil fertility. Therefore, we quantified plant biomass and C and N in the shoots and roots from the topsoil layer for a wide range of annual crops grown under subtropical conditions. We grew 26 species, 13 main crops, and 13 cover crops, in the field in standard sowing arrangements. Root biomass was recovered from the 0.00-0.20 m soil layer at flowering, and shoot biomass was measured at flowering for all crops and at maturity only for the main crops. Root dry matter (DM) exhibited an average of 14.9 ± 5.7 % of the total shoot biomass at flowering, and the mean shoot DM to root DM ratio was 6.9 (2.8-15.0) for the 26 crops considered. Leguminous species had less root DM (0.5 to 1.0 Mg ha-1) than grass species (1.1 to 2.3 Mg ha-1). The shoot C to root C ratio varied consistently with DM, while the root N to shoot N ratio varied considerably among species. Proportionally more biomass, C, and N was allocated to the root systems of grasses (Poaceae species) than non-grass species (especially Fabaceae species). The findings of this study contribute to designing rotations to include species that promote cycling of N and have high potential for adding C to the soil through roots. In this sense, the use of intercropped grasses and legumes is a promising strategy, especially for cover crops

Polarization preserving ultra fast optical shutter for quantum information processing

We present the realization of a ultra fast shutter for optical fields, which allows to preserve a generic polarization state, based on a self-stabilized interferometer. It exhibits high (or low) transmittivity when turned on (or inactive), while the fidelity of the polarization state is high. The shutter is realized through two beam displacing prisms and a longitudinal Pockels cell. This can represent a useful tool for controlling light-atom interfaces in quantum information processing.Comment: 4 pages, 6 figure