Temporal Variability of Soil CO2 Emission Contrasting Degraded and Managed Pasture in Brazil

AbstractGrazing areas represent the largest agricultural areas in Brazil, occupying more than 172 million hectares, about 20% of the agricultural land (IBGE, 2007). Despite the large areas of degraded pasture, little information exists about the temporal variation of soil properties including nutrients and soil carbon dynamic (Cerri et al., 2004). This study aimed to measure soil FCO2 from degraded and managed pasture areas, describing their temporal variability correlated to the environmental variables. Our study was carried out at two pasture areas located in Mococa city, São Paulo State Brazil. On March 04, 2013, 2 grids of 100 × 100 m with 102 samples points were installed in DP (Degraded pasture) and managed pasture (MP). Measurements of soil CO2 emissions (FCO2), soil temperature (Tsoil) and water content of soil (WCsoil) were initiated onMarch 12th, resulting 8 measuring days. Higher difference of emission between both areasoccurred during the first days, probably due to a huge precipitation influence (accumulated 80mm). In the first study day (12th), emission values were 8.73 ± 0.38 versus 4.47 ± 0.21μmol m-2 s-1, in DP and MP, respectively. In the last study day, March 19th, emissions in both areas were closer without remarkable rain influence (7.43 ± 0.54 and 5.98 ± 0.17μmol m-2 s-1). Total emission calculated by the area bellow the emission curves resulted 640.7 versus 440.0kg CO2-C ha-1 in DP and MP, respectively, corresponding to an additional emission of 200.6kg CO2-C ha-1 from DP or, 735.5kg CO2 released to the atmosphere, contributing to the Climate Change. The potential for soil C sequestration in pasture soils is strictly related to their management, and the rate and mechanism of soil C losses in pasture soils can affect this potential, with soils functioning as an atmospheric CO2 sinking or emitter

Prevalência de parasitas intestinais, de importância Zoonótica, em cães assintomáticos de canis na região de Marília-SP / Prevalence of intestinal parasites, of zoonotic importance, in asymptomatic kennel dogs in the region of Marília-SP

Parasitoses gastrointestinais estão entre as enfermidades mais importantes dos cães (Canis familiaris), destacando-se as causadas por parasitos potencialmente zoonóticos. Objetivou-se o levantamento dessas parasitoses em animais assintomáticos presentes em canis na região de Marília-SP. Por meio de exame coproparasitológico para a identificação de ovos, foram realizadas três coletas seriadas a cada 24 horas para obter-se maior confiabilidade em relação aos resultados. As amostras foram processadas no Laboratório de Analises Clinicas e Parasitológicas da Universidade de Marília, utilizando o método de Faust, que tem por base a utilização de solução com sulfato de zinco (ZnSO2) a 33% para que ocorra a flutuação dos ovos. Foram analisadas amostras de 75 animais sem distinção de faixa etária, sexo, peso e linhagens. Os resultados demostraram que 50 cães (66,67%) apresentaram endoparasitoses. Dos 75 animais avaliados 39 (52,0%) apresentavam parasitismo único por Ancylostoma spp. em 30 amostras (40,0%), Toxocara spp. em oito amostras (10,67%), Trichuris spp. em uma amostra (1,33%). Outros 11 animais (14,67%) apresentaram parasitismo múltiplo sendo três (4,0%) amostras contendo Trichuris spp., Ancylostoma spp. e Toxocara spp. e outros oito (10,67%) apresentaram Toxocara spp. e Ancylostoma spp.  O elevado índice de cães portadores de parasitas intestinais demonstra o alto risco de transmissão, frisando assim a importância de maior controle parasitológico mesmo em animais assintomáticos, pois principalmente os cães exercem grande papel na propagação de doenças parasitárias de potencial zoonótico

Susceptibilidade magnética para a caracterização de áreas com diferentes potenciais de produção de cana-de-açúcar

The objective of this work was to evaluate the use of magnetic susceptibility for characterizing the spatial variability of soil attributes and identifying areas with different potentials for sugarcane (Saccharum spp.) production. Samples were collected at 110 points (1 per 7 ha) in the layers of 0.00–0.20 and 0.20–0.40 m, to determine the magnetic susceptibility and physical and chemical attributes of the soil. Fiber content,sucrose polarization (POL), and sugarcane yield were determined in 33 points. The spatial variability model for magnetic susceptibility was 63 and 22% more accurate in delimiting soil potential for sugarcane production than soil physical and chemical attributes at the 0.0–0.2 and 0.2–0.4-m layers, respectively. The spatial variability map for magnetic susceptibility was strongly correlated with clay (0.83 and 0.89, respectively, for the layers) and sand contents (-0.84 and -0.88); moderately correlated with organic matter (-0.25 and-0.35), sum of bases (-0.46 and 0.37), cation exchange capacity (0.22 and 0.47), pH (-0.52 and 0.13), and POL (0.43 and 0.53); and weakly correlated with sugarcane yield (0.26 and 0.23). Magnetic susceptibility can be used to characterize the spatial variability of soil attributes and to identify areas with different potentials for sugarcane production.O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso da susceptibilidade magnética para caracterizar a variabilidade espacial dos atributos do solo e identificar áreas com diferentes potenciais de produção de cana‑de‑açúcar (Saccharum spp.). Foram coletadas amostras em 110 pontos (1 por cada 7 ha), nas camadas de 0,00–0,20 e 0,20–0,40 m, para determinação da suscetibilidade magnética e de atributos físicos e químicos do solo. O teor de fibra, a polarização da sacarose (POL) e a produtividade da cana-de-açúcar foram determinados em 33 pontos. O modelo de variabilidade espacial da susceptibilidade magnética foi 63 e 22% mais acurado em delimitar o potencial do solo para produção da cana-de-açúcar que os atributos físicos equímicos do solo, nas camadas de 0,00–0,20 e de 0,20–0,40 m de profundidade, respectivamente. O mapa da variabilidade espacial da susceptibilidade magnética apresentou forte correlação com o conteúdo de argila (0,83 e 0,89, respectivamente, para as camadas) e de areia (-0,84 e -0,88); moderada correlação com a matéria orgânica (-0,25 e -0,35), a soma de bases (-046 e 0,37), a capacidade de troca catiônica (0,22 e 0,47), o pH (-0,52 e 0,13) e a POL (0,43 e 0,53); e fraca correlação com a produtividade da cana‑de‑açúcar (0,26 e 0,23). A susceptibilidade magnética pode ser utilizada para caracterizar a variabilidade espacial dos atributos do soloe para identificar áreas com diferentes potenciais para produção de cana-de-açúcar

Esquemas de otimização amostral em mapas de atributos físicos e químicos do solo, estimados pela krigagem

The sampling scheme is essential in the investigation of the spatial variability of soil properties in Soil Science studies. The high costs of sampling schemes optimized with additional sampling points for each physical and chemical soil property, prevent their use in precision agriculture. The purpose of this study was to obtain an optimal sampling scheme for physical and chemical property sets and investigate its effect on the quality of soil sampling. Soil was sampled on a 42-ha area, with 206 geo-referenced points arranged in a regular grid spaced 50 m from each other, in a depth range of 0.00-0.20 m. In order to obtain an optimal sampling scheme for every physical and chemical property, a sample grid, a medium-scale variogram and the extended Spatial Simulated Annealing (SSA) method were used to minimize kriging variance. The optimization procedure was validated by constructing maps of relative improvement comparing the sample configuration before and after the process. A greater concentration of recommended points in specific areas (NW-SE direction) was observed, which also reflects a greater estimate variance at these locations. The addition of optimal samples, for specific regions, increased the accuracy up to 2 % for chemical and 1 % for physical properties. The use of a sample grid and medium-scale variogram, as previous information for the conception of additional sampling schemes, was very promising to determine the locations of these additional points for all physical and chemical soil properties, enhancing the accuracy of kriging estimates of the physical-chemical properties.O esquema amostral utilizado para caracterizar a variabilidade espacial de atributos do solo é um ponto crucial para estudos na área de ciência do solo. Os altos custos de um esquema amostral adicional ótimo, para cada atributo físico e químico do solo, dificultam a implantação da agricultura de precisão. Os objetivos deste estudo foram obter um esquema amostral ótimo para um conjunto de atributos físicos e químicos do solo e investigar o efeito da otimização na qualidade desse esquema. Foram retiradas amostras de solo na profundidade de 0-0,20 m em uma área de 42 ha, na forma de uma malha regular, com 206 pontos, distanciados 50 m entre si. Neste estudo, foi utilizada uma malha e o variograma escalonado médio, como informações prévias para obtenção de um único esquema amostral ótimo para todos os atributos físicos e outro para todos os atributos químicos do solo. Para essa otimização, foi utilizado o algoritmo denominado arrefecimento simulado espacial (ASE - spatial simulated annealing), visando obtenção da mínima variância da krigagem. O procedimento de otimização foi validado pela construção de mapas da melhora relativa, comparando a utilização da configuração amostral antes e após o procedimento. Foram observadas grandes concentrações de pontos recomendados em áreas específicas (direção NO-SE), refletindo maior variância das estimativas nesses locais. A adição das amostras otimizadas promoveu aumento na acurácia, em regiões específicas de até 2 % (atributos químicos) e 1 % (atributos físicos). Os resultados evidenciaram que o uso de uma malha amostral inicial e do variograma escalonado médio como informação prévia para a geração de um esquema de amostragem adicional apresentou ser bastante promissor, estabelecendo os locais desses pontos adicionais a serem amostrados para todos os atributos físicos e químicos do solo, aumentando a precisão das estimativas por krigagem desses atributos.1128113

Modeling and quantification of available potassium spatial uncertainty in the soil by stochastic simulations

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho da simulação sequencial gaussiana (SSG) e da simulação sequencial indicatriz (SSI) na modelagem da incerteza das predições do K disponível em área de cana-de-açúcar, e comparar as simulações com o método já consagrado de krigagem ordinária (KO). Uma malha amostral com 626 pontos foi instalada em área de 200 ha, no Município de Tabapuã, em São Paulo. As simulações reproduziram a variabilidade dos dados amostrais de K disponível, enquanto a KO superestimou os baixos teores de K e subestimou os altos. O mapa de desvio-padrão obtido a partir da KO mostrou menor variação ao longo da área de estudo, quando comparado aos mapas obtidos a partir das simulações. A SSI obteve acurácia 22% superior à obtida pela SSG, na modelagem da função de distribuição condicional do K. As simulações apresentam maior eficiência que a KO para modelar incerteza na distribuição espacial do K. A SSI apresenta melhor desempenho que a SSG na estimativa dos teores de K disponível, em área de cana-de-açúcar.The objective of this work was to evaluate the performance of the sequential Gaussian simulation (SGS) and the sequential indicator simulation (SIS) for modeling the uncertainty of available K predictions in a sugarcane area, and to compare both simulations to the already established method of ordinary kriging (OK). A sampling grid with 626 points was installed in an area of 200 ha, in the municipality of Tabapuã, in the state of São Paulo, Brazil. The simulations reproduced the variability in the available K sample data, whereas OK overestimated the low K levels and underestimated the high ones. The standard deviation map obtained from OK showed less variation along the studied area when compared to the maps obtained from the simulations. SIS achieved an accuracy 22% higher than that obtained by SGS for modeling the conditional distribution function of K. The simulations have higher efficiency than OK for modeling the uncertainty in the spatial distribution of K. SIS has better performance than SGS for estimating the levels of available K in sugarcane area

Mapeamento do fósforo adsorvido por meio da cor e da suscetibilidade magnética do solo

The objective of this work was to evaluate the possibility of mapping adsorbed phosphorus through soil color and magnetic susceptibility. The experiment was done in a 380-ha sugarcane area, which included four types of Oxisols, with different texture and natural fertility. Two hundred and forty‑one soil samples were collected at 0.00–0.25-m depth. The soil redness index was calculated from sample values of hue, value, and chroma, obtained with diffuse reflectance spectroscopy. Regression models were adjusted between adsorbed phosphorus and soil magnetic susceptibility or redness index. Data spatial dependence was evaluated with geostatistics. Magnetic susceptibility is significantly correlated to adsorbed phosphorus, which allows it to be used as a component in pedotransfer functions for indirect quantification of soil adsorbed phosphorus. The redness index and the magnetic susceptibility show spatial dependency with adsorbed phosphorus. Soil magnetic susceptibility and redness index, evaluated with diffuse reflectance spectroscopy, can aid in the mapping and identification of areas with different phosphorus adsorption potential.O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de se mapear o fósforo adsorvido por meio da avaliação da cor e da suscetibilidade magnética do solo. O experimento foi realizado em área de cana‑de‑açúcar com 380 ha, que compreendia quatro tipos de Latossolos, com diferentes texturas e fertilidades naturais. Foram coletadas 241 amostras de solo, na profundidade de 0,00–0,25 m. O índice de avermelhamento do solo foi calculado a partir dos valores de matiz, valor e croma das amostras, obtidos com espectroscopia de reflectância difusa. Foram ajustados modelos de regressão entre o fósforo adsorvido e a suscetibilidade magnética ou o índice de avermelhamento dos solos. A dependência espacial dos dados foi avaliada por meio de geoestatística. A suscetibilidade magnética correlaciona-se significativamente ao fósforo adsorvido, o que possibilita seu uso como componente de funções de pedotransferência para quantificação indireta do fósforo adsorvido ao solo. O índice de avermelhamento e a suscetibilidade magnética apresentam dependência espacial com o fósforo adsorvido. A suscetibilidade magnética e o índice de avermelhamento dos solos, avaliado pela espectroscopia de reflectância difusa, podem auxiliar no mapeamento e na identificação de áreas com diferentes potenciais de adsorção de fósforo

Suscetibilidade magnética na caracterização da variabilidade espacial de atributos do solo em solos subtropicais

Magnetic susceptibility (MS) has been used to estimate soil attributes. With the proposal to increase the information of soils in southern Brazil the objectives of this work were: (i) evaluate the correlation of SM with soil attributes in a slope of subtropical basaltic soils; (ii) to characterize the spatial variation structure of MS and the content of sand, clay and COS; and (iii) identify the sample density that captures the spatial variability to assist future work under similar conditions. In a 22 ha area located in Santo Augusto - RS, Brazil, an 87 points sample grid was collected to determine soil attributes. Samples were also collected in five profiles along the slope. The profile data were analyzed by correlation to verify the degree of Pearson correlation of the SM with the attributes of the soil. In the sample grid spatial dependence analyzes were performed to assess the degree of spatial dependence on soil attributes. The MS presented a high correlation with the attributes of clay soil, Fes, Fed and COS. The evaluation of the spatial variation structure showed that the attributes presented a degree of spatial dependence ranging from weak for COS to strong for MS. The spatial variability pattern suggests a sample density of one point every 4 to 12 ha.A Susceptibilidade magnética (SM) tem sido utilizada na estimativa de atributos do solo. Com a proposta de aumentar as informações de solos no sul do Brasil os objetivos deste trabalho foram: (i) avaliar a correlação da SM com atributos do solo em uma vertente de solos basálticos subtropicais; (ii) caracterizar a estrutura da variação espacial da SM e do teor de areia, argila e COS; e (iii) identificar a densidade amostral que capture a variabilidade espacial para auxiliar trabalhos futuros em condições semelhantes. Em uma área de 22 ha, no município de Santo Augusto – RS, Brasil, foi coletada uma malha amostral com 87 pontos para determinação dos atributos do solo. Também foram coletadas amostras em cindo perfis ao longo da vertente. Os dados dos perfis foram analisados pela correlação de Pearson para verificar o grau de correlação da SM com os atributos do solo. Na malha amostral foram realizadas análises de dependência espacial para avaliar grau da dependência espacial dos atributos. A SM apresentou alta correlação com os atributos do solo argila, Fes, Fed e COS. A avaliação da variação espacial mostrou que os atributos apresentaram grau de dependência espacial variando de fraco, para o COS, à forte para a SM. O padrão de variabilidade espacial sugere densidade amostral de um ponto a cada 4 a 12 ha

Color parameters applied to pedotransfer functions in the estimation of soil attributes

Global demands for an increased food production have prompted scientists to create technological innovations in various segments of the agricultural and environmental sectors. The use of diffuse reflectance spectroscopy in soil color determination to estimate its attributes is an example of these advances. Thus, the aim of this research was to identify the potential of the three parameters of the Munsell color system (Hue, Value, and Chroma) in estimating different chemical and particle size attributes by pedotransfer functions in a Typic Hapludox in the Cerrado of Piauí State, Brazil. This soil showed a yellowish color due to the goethite and low contents of bases and organic carbon. Among the calibrated pedotransfer functions, we observed that phosphorus, aluminum, hydrogen, potential acidity, potential cation exchange capacity, and base saturation could be estimated by Hue, while clay content by Value, and Chroma used to estimate hydrogen, potential acidity, and cation exchange capacity. We conclude that the parameter color could be used to estimate soil attributes

Suscetibilidade magnética na identificação de áreas para aplicação de vinhaça

The objective of this work was to evaluate the magnetic susceptibility efficiency for estimating the support capacity of areas for vinasse application. Two hundred forty‑one soil samples were collected from a 380‑ha area, on which soil chemical properties, clay content, and magnetic susceptibility were determined. Vinasse requirement was calculated for each sample. Data were subjected to descriptive statistical analysis, and regression models were developed between magnetic susceptibility and the other evaluated attributes. The analysis of data spatial dependence was performed using geostatistics. Kriging maps and cross variograms were built in order to investigate the spatial correlation between soil magnetic susceptibility and studied attributes. Based on the map of vinasse requirement, on the soil classes, and on the kriging map, calculations were done for average vinasse dose and average soil support capacity, weighted by the area. Magnetic susceptibility has significant linear spatial correlation with recommended vinasse doses and soil support capacity for the application of this effluent, and it can be used as a pedotransfer function for indirect quantification of soil support capacity.O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da suscetibilidade magnética do solo para estimar a capacidade de suporte de áreas à aplicação de vinhaça. Foram coletadas 241 amostras de solo, de uma área de 380 ha, nas quais foram determinados os atributos químicos, os teores de argila e a suscetibilidade magnética do solo. Foram calculadas as doses de vinhaça recomendadas para cada amostra. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva, e foram desenvolvidos modelos de regressão entre a suscetibilidade magnética e os outros atributos avaliados. A análise da dependência espacial dos dados foi feita com uso da geoestatística. Foram construídos mapas de krigagem e variogramas cruzados, para averiguar a correlação espacial entre a suscetibilidade magnética e os atributos estudados. Com base no mapa de recomendação de vinhaça, nas classes de solo e nos mapas de krigagem, foram calculadas as doses médias de vinhaça e as capacidades de suporte médias, ponderadas pela área. A suscetibilidade magnética apresenta correlação espacial linear significativa com as doses de vinhaça recomendadas e com a capacidade de suporte do solo à aplicação desse efluente, e pode ser utilizada como componente da função de pedotransferência, na quantificação indireta da capacidade de suporte