Analysis of average annual temperatures and rainfall in southern region of the state of Rio Grande do Sul, Brazil

Este trabalho teve como objetivo analisar a temperatura média e a precipitação da região sul e Campanha do estado do Rio Grande do Sul, obtidas por três modelos climáticos globais regionalizados pelo modelo ETA (CANESM2, HADGEM2-ES e MIROC5) para o período histórico e dois cenários climáticos futuros, RCP 4.5 e RCP 8.5, subdivididos em três per odos: F1 (2006–2040), F2 (2041–2070) e F3 (2071–2099). A análise foi conduzida aplicando-se os testes de tendência Mann-Kendall, Sen’s Slope e Pettitt. Foi observado o aumento na temperatura média; as maiores temperaturas ocorrerão no final do século. Sob os três modelos, as temperaturas ser o mais amenas no cen rio RCP 4.5 quando comparadas  s do cenário RCP 8.5, no geral. Nesses cenários foram identificadas tendências de aumento na temperatura de até 0,95 C/ano em todas as séries, com mudança abrupta entre 2048 e 2060. As projeções também indicam aumento na precipitação média acumulada nos períodos futuros, com exceção dos resultados obtidos com o CANESM2 sob o cenário 8.5, cuja precipitação demonstrou diminuição significativa em todas as séries, variando entre -3 e -6 mm/ano. Ademais desse resultado, grande parte dos municípios e modelos indica o aumento nos regimes pluviométricos, com claras variações entre modelos e cenários.This work aimed to analyze the average temperature and rainfall in the Southern and Steppe regions of the State of Rio Grande do Sul, Brazil, obtained by three global climate models regionalized by the Eta model (CANESM2, HADGEM2-ES and MIROC5) for the historical period, and two future climate scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5), subdivided into three periods: F1 (2006-2040), F2 (2041-2070), and F3 (2071-2099). The analysis was conducted by applying the trend tests Mann Kendall’s, Sen’s Slope and Pettitt’s to the dataset. The study noted an increase in temperature, and that the highest temperatures will occur at the end of the century. For the three climate models, temperatures will be milder in the RCP 4.5 scenario, mostly, when compared to the RCP 8.5. For those scenarios, a significant increase up to 0.95 C/year was observed in the temperature of all series, with the years of change in the mean values occurring between 2048 and 2060. The projections also suggest that there may be an increase in the average accumulated rainfall in the future periods analyzed, with exception of the result found with CANESM2 model at the RCP 8.5 scenario, which showed a significant decrease of annual rainfall in all series, ranging approximately from -3,1 to -6,6 mm/year. Those significant changes in mean of the rainfall series are expected for the late 2070’s. With exception of this result, most cities and models indicate an increase in rainfall regimes, with clear variations between models and scenarios

Variações temporais de uma sucessão de alfafa e de propriedades físicas do solo a elas relacionadas no Loess Plateau, China

The objective of this work was to investigate the relationship between changes in the plant community and changes in soil physical properties and water availability, during a succession from alfalfa (Medicago sativa L.) to natural vegetation on the Loess Plateau, China. Data from a succession sere spanning 32 years were collated, and vegetative indexes were compared to changes related to soil bulk density and soil water storage. The alfalfa yield increased for approximately 7 years, then it declined and the alfalfa was replaced by a natural community dominated by Stipa bungeana that began to thrive about 10 years after alfalfa seeding. Soil bulk density increased over time, but the deterioration of the alfalfa was mainly ascribed to a severe reduction in soil water storage, which was lowest around the time when degradation commenced. The results indicated that water consumption by alfalfa could be reduced by reducing plant density. The analysis of the data also suggested that soil water recharge could be facilitated by rotating the alfalfa with other crops, natural vegetation, or bare soil.O objetivo deste trabalho foi investigar a relação entre variações em uma comunidade de plantas e variações nas propriedades físicas do solo e na disponibilidade de água, durante uma sucessão de alfafa (Medicago sativa L.) por vegetação natural, no Platô Loess, na China. Dados de uma sucessão de 32 anos foram examinados e índices vegetativos foram comparados em relação às variações de densidade do solo e do armazenamento de água no solo. A produção de alfafa aumentou aproximadamente por sete anos, e então decresceu, e a alfafa foi substituída por uma comunidade natural dominada pela Stipa bungeana, que começou a crescer vigorosamente dez anos após a semeadura da alfafa. A densidade do solo aumentou com o tempo, e a deterioração da alfafa se deu principalmente em razão da redução severa da água armazenada no solo, que atingiu o mínimo quando a degradação da alfafa começou. Os resultados indicam que o consumo de água pela alfafa poderia ser reduzido pela redução na densidade de plantas e que a recarga de água no solo poderia ser facilitada pela rotação entre a alfafa e outras culturas, vegetação natural ou solo nu

Balanço do 15N do fertilizante em uma cultura de café: um estudo de caso no Brasil

Knowledge about the fate of fertilizer nitrogen in agricultural systems is essential for the improvement of management practices in order to maximize nitrogen (N) recovery by the crop and reduce N losses from the system to a minimum. This study involves fertilizer management practices using the 15N isotope label applied in a single rate to determine the fertilizer-N balance in a particular soil-coffee-atmosphere system and to deepen the understanding of N plant dynamics. Five replicates consisting of plots of about 120 plants each were randomly defined within a 0.2 ha coffee plantation planted in 2001, in Piracicaba, SP, Brazil. Nine plants of each plot were separated in sub-plots for the 15N balance studies and treated with N rates of 280 and 350 kg ha-1 during 2003/2004 and 2004/2005, respectively, both of them as ammonium sulfate enriched to a 15N abundance of 2.072 atom %. Plant shoots were considered as separate parts: the orthotropic central branch, productive branches, leaves of productive branches, vegetative branches, leaves of vegetative branches and fruit. Litter, consisting of dead leaves accumulated below the plant canopy, was measured by the difference between leaves at harvest and at the beginning of the following flowering. Roots and soil were sampled down to a depth of 1.0 at intervals of 0.2 m. Samples from the isotopic sub-plots were used to evaluate total N and 15N, and plants outside sub-plots were used to evaluate dry matter. Volatilization losses of NH3 were estimated using special collectors. Leaching of fertilizer-N was estimated from deep drainage water fluxes and 15N concentrations of the soil solution at 1 m soil depth. At the end of the 2-year evaluation, the recovery of 15N applied as ammonium sulfate was 19.1 % in aerial plant parts, 9.4 % in the roots, 23.8 % in the litter, 26.3 % in the fruit and 12.6 % remaining in the 0_1.0 m soil profile. Annual leaching and volatilization losses were very small (2.0 % and 0.9 %, respectively). After two years, only 6.2 % N were missing in the balance (100 %) which can be attributed to other non-estimated compartments and experimental errors. Results show that an enrichment of only 2 % atom 15N allows the study of the partition of fertilizer-N in a perennial crop such as coffee during a period of two years.A caracterização do destino do 15N do fertilizante é uma ferramenta essencial para a melhoria de práticas de manejo de fertilizante que visam à maximização de sua recuperação pela cultura e para redução de perdas de nitrogênio (N) para fora do sistema a um mínimo. Este estudo envolveu práticas de manejo usando o 15N como traçador, aplicado em uma só taxa, para determinação do balanço do N do fertilizante em um sistema particular de solo-café-atmosfera e melhor compreender a dinâmica desse elemento dentro da planta. Cinco repetições, constituídas de parcelas de cerca de 120 plantas, foram casualmente definidas dentro de um cafezal em Piracicaba, SP, Brasil. Em cada parcela, nove plantas constituíram subparcelas para os estudos de balanço de 15N, onde receberam 280 kg ha-1 de N em 2003/2004 e 350 kg ha-1 em 2004/2005, ambas as adubações feitas com sulfato de amônio enriquecido com 15N, em uma abundância de 2,072 átomos %. A parte aérea das plantas foi separada em caule central ortotrópico, ramos produtivos, folhas de ramos produtivos, ramos vegetativos, folhas de ramos vegetativos e frutos. A serrapilheira, constituída de folhas mortas acumuladas abaixo do dossel, foi medida por meio da diferença entre as folhas na colheita e as folhas no início da próxima floração. Raízes e solo foram amostrados em camadas de 0,20 m, até a profundidade de 1,0 m. As amostras das subparcelas isotópicas foram utilizadas para determinar a concentração de N total e a abundância em 15N, e plantas fora delas foram usadas para estimar a matéria seca. Perdas de NH3 por volatilização foram estimadas por meio de coletores especiais. A lixiviação de N do fertilizante foi estimada pela medida de fluxos de água na profundidade de 1,0 m e a coleta de solução do solo para avaliação da concentração de N mineral e 15N. Depois de dois anos de medidas, verificou-se que a recuperação do N do sulfato de amônio foi de 19,1 % pela parte aérea; 9,4 % pelas raízes; 23,8 % pela serrapilheira; e 26,3 % pelos frutos (exportação), restando 12,6 % no solo da camada de 0_1,0 m. As perdas por volatilização e lixiviação foram muito pequenas, representando 2,0 e 0,9 %, respectivamente. Para fechar o balanço em 100 % após dois anos, faltaram apenas 6,2 %, o que pode ser atribuído a N em outros compartimentos não medidos e erros experimentais. Os resultados mostram que um enriquecimento em 15N de apenas 2 % permitiu o estudo do destino do N do fertilizante em uma cultura perene, como a do café, por um período de dois anos.Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (FAPESP)(CNPq) National Council of Scientific and Technological Developmen

Variability of water balance components in a coffee crop in Brazil

Establishing field water balances is difficult and costly, the variability of their components being the major problem to obtain reliable results. This component variability is presented herein for a coffee crop grown in the Southern Hemisphere, on a tropical soil with 10% slope. It was observed that: rainfall has to be measured with an appropriate number of replicates; irrigation can introduce great variability into calculations; evapotranspiration, calculated as a remainder of the water balance equation, has exceedingly high coefficients of variation; the soil water storage component is the major contributor in error propagation calculations to estimate evapotranspiration; and that runoff can be satisfactorily controlled on the 10% slope through crop management practices.O estabelecimento de balanços hídricos no campo é difícil e dispendioso, sendo a variabilidade de seus componentes o maior problema para se obter resultados confiáveis. Esta variabilidade dos componentes é aqui apresentada para uma cultura de café desenvolvida no hemisfério sul, em um solo tropical com 10% de declividade. Foi observado que a chuva deve ser medida com número apropriado de repetições; a irrigação pode introduzir grande variabilidade dos cálculos; a evapotranspiração calculada a partir da equação do balanço hídrico tem coeficientes de variação muito altos; o componente armazenamento de água no solo é o que mais contribui na propagação dos erros; e que a enxurrada pode ser satisfatoriamente controlada nesse declive de 10% por meio de práticas de manejo

Programa para cálculo da condutividade hidráulica do solo por meio de experimentos de drenagem interna

A software for the calculation of unsaturated soil hydraulic conductivity K(theta) is presented for commonly used methods found in the literature, based on field experiments in which a soil profile is submitted to water infiltration followed by internal drainage. The software is available at: [email protected].É apresentado neste trabalho um programa para cálculo da condutividade hidráulica do solo não saturado K(teta) para métodos da literatura mais utilizados, baseados em experimentos de campo nos quais o perfil de solo é submetido à infiltração de água, seguida da drenagem interna. O programa é disponibilizado por: [email protected]