Cotton plant (Gossypium spp) development and yield are influenced by soil compaction: a review / O desenvolvimento e a produtividade do algodoeiro (Gossypium spp) são influenciados pela compactação do solo: uma revisão

Intensive exploitation of soils has resulted in physical, chemical, and biological degradation as the demand for agricultural commodities, including cotton, has grown. Physical characteristics of the soil are those that are directly linked to the supply of water, nutrients, and air, as well as the establishment of roots for good agricultural crop development and yield. In this context, soil compaction is one of the most serious environmental issues caused by conventional agriculture. Cotton plant, which is highly sensitive to water stress and lack of soil aeration, is directly impacted by this type of degradation, which results in reduced root system development, affecting water and nutrient absorption, and causing damage to overall plant and crop yield. Soil compaction has been shown to reduce cotton yield in several studies; for example, the majority of the southeastern cotton-growing regions in the United States, which make up the majority of the U.S. Cotton Belt, have compacted soils and 66%of cotton farmers in Australia were affected by soil compaction, while other research shows a 27% yield loss for the crop in these conditions. On the other hand, most studies carried out in systems that aim to reduce soil compaction, have shown that improvements in soil physical properties related to decompaction result in an increase in cotton plant yield.

A exploração intensiva dos solos resultou em sua degradação física, química e biológica à medida que a demanda por commodities agrícolas, incluindo o algodão, cresceu. As características físicas do solo são aquelas que estão diretamente ligadas ao fornecimento de água, nutrientes e ar, bem como ao estabelecimento de raízes para o bom desenvolvimento e rendimento das culturas agrícolas. Nesse contexto, a compactação do solo é um dos mais graves problemas ambientais causados pela agricultura convencional. O algodoeiro, altamente sensível ao estresse hídrico e à falta de aeração do solo, é diretamente impactado por esse tipo de degradação, que resulta na redução do desenvolvimento do sistema radicular, afetando a absorção de água e nutrientes e causando danos ao rendimento geral da planta e da lavoura. A compactação do solo demonstrou reduzir o rendimento do algodão em vários estudos; por exemplo, a maioria das regiões produtoras de algodão do sudeste dos Estados Unidos, que compõem a maior parte do Cinturão do Algodão do país, têm solos compactados e 66% dos cotonicultores na Austrália foram afetados pela compactação do solo, enquanto outras pesquisas mostra uma perda de rendimento de 27% para a cultura nestas condições. Por outro lado, a maioria dos estudos realizados em sistemas que visam reduzir a compactação do solo, tem mostrado que melhorias nas propriedades físicas do solo relacionadas à descompactação resultam em aumento da produtividade do algodoeiro.

Embedded system in Arduino platform with Fuzzy control to support the grain aeration decision / Sistema embarcado em plataforma Arduino, com controle Fuzzy para suporte a decisão de aeração de grãos

Aeration is currently the most commonly used technique to improve the drying and storage of grain, depending on temperature and water content of the grain, as of the temperature and relative humidity of the outside air. In order to monitor temperature and humidity of the grain mass, it is possible to have a network of sensors in the cells of both internal and external storage. Use of artificial intelligence through Fuzzy theory, has been used since the 60s and enables their application on various forms. Thus, it is observed that the aeration of grain in function of representing a system of controlled environment can be studied in relation to the application of this theory. Therefore, the aim of this paper is to present an embedded Fuzzy control system based on the mathematical model of CRUZ et al. (2002) and applied to the Arduino platform, for decision support in aeration of grain. For this, an embedded Arduino system was developed, which received the environmental values of temperature and humidity to then be processed in a Fuzzy controller and return the output as a recommendation to control the aeration process rationally. Comparing the results obtained from the graph presented by LASSERAN (1981) it was observed that the system is effective.(AU)

A aeração é a técnica mais utilizada para melhorar a secagem e as condições de armazenamento de grãos, dependendo da temperatura e teor de água do grão, e da temperatura e da umidade relativa do ar externo. O controle da aeração depende do monitoramento da temperatura e da umidade da massa de grãos, podendo-se utilizar uma rede de sensores nas células de armazenamento tanto interna como externamente. A utilização de inteligência artificial pela aplicação da teoria Fuzzy vem sendo utilizada desde a década de 60 e pode ser usada em diversos meios. Assim, observa-se que a aeração de grãos, por ser um sistema de ambiência controlada, pode ser objeto de estudo na aplicação dessa teoria. Diante disso, objetiva-se com este trabalho apresentar um sistema embarcado de controle Fuzzy, baseado no modelo matemático de CRUZ et al. (2002) e aplicados em plataforma Arduino, para suporte a decisão na aeração de grãos. Para tanto, foi desenvolvido um sistema embarcado em Arduino, o qual recebe os valores ambientais: temperatura e umidade para então processar em um controlador Fuzzy e retornar como saída uma recomendação de aeração para controlar o processo de forma racional. Comparando-se os resultados obtidos com o gráfico apresentado por LASSERAN (1981), observasse que o sistema é eficaz.(AU)

Particle size distribution effects on physical characteristics of coconut and pine bark substrates / Efeitos da granulometria nas características físicas dos substratos de coco e de pinus

Efficient plant production in recipients requires appropriate knowledge of the substrate characteristics that have important role in supporting plant root systems and offering suitable moisture for their growth. The primary source of the substrate defines different characteristics to the growth media, limiting its successful employment in crop water management. In order to indicate suitable physical substrate attributes for capillarity irrigation, the objective of this study was to evaluate the effects of two particle size distribution (fine and coarse) of coconut and pine bark substrates on physical attributes related to water retention. For both of analyzed substrates, poremeter and particle size distribution analysis methods were employed, adding gravitational particle separation for the coconut material. The results have indicated that the coconut substrate with coarse particles distribution presented deficiency for watering processes by capillary rise due to a higher porosity caused by the fiber constitution. Fine substrates, with smaller average particle size and lower percentage of particle fibers, showed more suitability for water storage processes and, consequently, capillary rise processes. The fine coconut substrate presented higher aeration with high water retention capacity.

O desempenho da produção vegetal em recipientes requer o conhecimento adequado das características dos substratos que possuem função importante de suporte ao sistema radicular das plantas e de propiciar umidade adequada ao seu crescimento. A fonte primária do substrato define diferentes características físicas ao meio de crescimento. Com o objetivo de indicar um substrato com atributos físicos adequados para utilização na irrigação por capilaridade, avaliaram-se os efeitos de duas granulometrias (fina e grossa) de substratos de fibra de coco e de pinus nas características físicas relacionadas à retenção de água. Para ambos os substratos, empregaram-se os métodos de porômetro e de análise granulométrica, sendo que, no caso dos substratos de coco, adicionou-se também a separação gravitacional de partículas. Os resultados indicaram que o substrato de coco com maior granulometria mostrou-se deficiente para processos de molhamento por ascensão capilar, devido à maior porosidade gerada pela constituição fibrosa. Os substratos com menor tamanho médio de partículas e menor percentual de fibras favoreceram os processos de armazenamento de água e, consequentemente, os processos de ascensão capilar. O substrato fino de coco apresentou maior aeração com alta capacidade de retenção de água.

Particle size distribution effects on physical characteristics of coconut and pine bark substrates / Efeitos da granulometria nas características físicas dos substratos de coco e de pinus

Efficient plant production in recipients requires appropriate knowledge of the substrate characteristics that have important role in supporting plant root systems and offering suitable moisture for their growth. The primary source of the substrate defines different characteristics to the growth media, limiting its successful employment in crop water management. In order to indicate suitable physical substrate attributes for capillarity irrigation, the objective of this study was to evaluate the effects of two particle size distribution (fine and coarse) of coconut and pine bark substrates on physical attributes related to water retention. For both of analyzed substrates, poremeter and particle size distribution analysis methods were employed, adding gravitational particle separation for the coconut material. The results have indicated that the coconut substrate with coarse particles distribution presented deficiency for watering processes by capillary rise due to a higher porosity caused by the fiber constitution. Fine substrates, with smaller average particle size and lower percentage of particle fibers, showed more suitability for water storage processes and, consequently, capillary rise processes. The fine coconut substrate presented higher aeration with high water retention capacity.(AU)

O desempenho da produção vegetal em recipientes requer o conhecimento adequado das características dos substratos que possuem função importante de suporte ao sistema radicular das plantas e de propiciar umidade adequada ao seu crescimento. A fonte primária do substrato define diferentes características físicas ao meio de crescimento. Com o objetivo de indicar um substrato com atributos físicos adequados para utilização na irrigação por capilaridade, avaliaram-se os efeitos de duas granulometrias (fina e grossa) de substratos de fibra de coco e de pinus nas características físicas relacionadas à retenção de água. Para ambos os substratos, empregaram-se os métodos de porômetro e de análise granulométrica, sendo que, no caso dos substratos de coco, adicionou-se também a separação gravitacional de partículas. Os resultados indicaram que o substrato de coco com maior granulometria mostrou-se deficiente para processos de molhamento por ascensão capilar, devido à maior porosidade gerada pela constituição fibrosa. Os substratos com menor tamanho médio de partículas e menor percentual de fibras favoreceram os processos de armazenamento de água e, consequentemente, os processos de ascensão capilar. O substrato fino de coco apresentou maior aeração com alta capacidade de retenção de água.(AU)

The impact of oxygen consumption by the shrimp Litopenaeusvannamei according to body weight, temperature, salinity andstocking density on pond aeration: a simulation / Impacto do consumo de oxigênio do camarão Litopenaeus vannamei em relação ao peso corporal, temperatura, salinidade na aeração do viveiro: uma simulação

A simulation was conducted to determinate the impact caused by the combination of Litopenaeus vannamei respiratory rate (mg O2 shrimp-1 h-1), the behavior of SOTR (kg O2 h-1) of mechanical aerators as a function of salinity, as well as the oxygen consumption rate of the pond water and soil (mg O2 L-1 h-1) on the aeration of shrimp ponds (1, 10, 50 and 100 ha) stocked with different densities (10, 40 and 120 shrimp m-2), salinities (1, 13, 25 and 37 ppt), temperatures (20, 25 and 30°C), and shrimp wet weight (5, 10, 15 and 20 g). Results showed that under lower salinity, with larger shrimp, and higher stocking density, higher will be the quantity of required 2-HP aerators to keep dissolved oxygen over 50% saturation. In addition, under low salinity, with 5 and 10 g shrimp, independent of stocking density, more aerators per hectare are required and electricity cost is higher at 20°C and salinity 1 ppt. Less aerators and lower electricity cost was observed at 30°C, salinities of 25 and 37 ppt, and shrimp of 15 and 20 g.(AU)

Baseado em estudos de respiração de Litopenaeus vannamei (mg O2 camarão-1 h-1), comportamento do Standard Oxygen Transfer Rate (SOTR, kg O2 h-1) de aeradores mecânicos em função da salinidade, assim como as taxas de respiração da água e do solo (mg O2 L-1 h-1), uma simulação foi realizada a fim de determinar o impacto que estas três variáveis juntas têm sobre a aeração de viveiros (1, 10, 50 e 100 ha), estocados com diferentes densidades (10, 40 e 120 camarões m-2) em salinidades de 1, 13, 25 e 37 ppm, temperaturas de 20, 25 e 30°C e peso úmido dos camarões de 5, 10, 15 e 20 g. Os resultados mostraram que em salinidades mais baixas, com animais maiores e maiores densidades de estocagem, maior será a quantidade de aeradores de 2 cv necessários para manter o oxigênio dissolvido acima de 50% da saturação. Igualmente, em baixas salinidades e com camarões de 5 e 10 g, independente da densidade de estocagem, mais aeradores por hectare serão necessários, e o custo com eletricidade é máximo em temperatura e salinidade de 20°C e 1 ppm. A menor exigência de aeradores e de eletricidade é obtida a uma temperatura de 30°C, salinidades de 25 a 37 ppm e com camarões de 15 e 20 g.(AU)

CRIAÇÃO INTENSIVA DE TAMBAQUI (Colossoma macropomum) EM VIVEIROS ESCAVADOS SEM RENOVAÇÃO DE ÁGUA E EM DOIS REGIMES DE AERAÇÃO

Este trabalho avaliou os regimes de aeração emergencial (AE) e suplementar (AS) no desempenho e na saúde de tambaqui, Colossoma macropomum, criado em viveiros escavados sem renovação de água. Juvenis pesando 44,39 ± 9,72 g, foram distribuídos em seis viveiros (3,23 peixes/m³), e alimentados com ração comercial com 36 e 32% de proteína bruta, durante 122 dias, quando alcançaram tamanho comercial de tambaqui curumim (350 a 500g). Foram avaliadas as variáveis físico-químicas da água: oxigênio dissolvido (OD), pH, temperatura - realizadas diariamente, 6:00 e 18:00 h, e antes do acionamento do aerador, quantificando situações de hipóxia (< 2 mg/L), a transparência diariamente nos momentos mais ensolarados. Amônia total, nitrito total, gás carbônico, dureza total e alcalinidade total foram avaliados a cada 21 dias, durante as biometrias. Foram determinados os índices zootécnicos: ganho de peso (GP), conversão alimentar aparente (CAA), taxa de crescimento específico (TCE), taxa de eficiência proteica (TEP), eficiência alimentar (EA), consumo médio de ração (CMR), taxa de sobrevivência (S), produção (P) e produção por consumo de água (PA). Para a avaliação econômica, foram utilizados: custos de ração, horas de aeração, mão de obra e receita total, a partir das quantidades e preços comercializados na região. O estado de saúde dos peixes foi determinado pelos parâmetros sanguíneos: hematócrito (Ht), hemoglobina (Hb), número de eritrócitos (RBC), índices hematimétricos, glicose, proteínas totais e colesterol; e parasitológicos (endo e ectoparasitos): prevalência, abundância, intensidade e intensidade média dos peixes. As variáveis físico-químicas da água não demonstraram diferenças significativas entre os regimes AE e AS. Entretanto, foram registradas na AS, em média, 31 situações de hipóxia ( 2 mg/L), das quais 11 foram consideradas severas (0,5 mg/L), superior as registradas na AE, com 5,3 e <1 respectivamente. As concentrações máximas de amônia total, com valores de 5,9 e 3,9 mg/L em pH máximo <8, geraram 0,44 e 0,29 mg/L de amônia não ionizada (NH3) para a AE e AS respectivamente, portanto, dentro do limite tolerável para a espécie. Foram observadas concentrações de nitrito com até 4,74 e 2,92 mg/L na AE e AS respectivamente, acima dos valores considerados toleráveis para a espécie. Os resultados zootécnicos demonstraram elevada sobrevivência dos peixes, e sem diferença significativa entre os tratamentos (AE= 99,6% e AS = 99,3%), porém, GP, TCE, TEP, GPD, P e PA foram significativamente maiores nos peixes da AE. A análise econômica demonstrou aumento significativo para o investimento com ração, receita total e lucro relativo no AE. Dos parâmetros sanguíneos analisados, somente RBC apresentou diferença estatística entre os tratamentos, entretanto, não houve comprometimento na capacidade de transporte de O2 para os tecidos. As análises parasitológicas não demonstraram presença de endoparasitos nos peixes, entretanto, 100% de prevalência de Monogenoidea (Dactylogyridae) foi verificada nas brânquias, com maior incidência significativa na AS, provavelmente relacionada ao estresse causado por situações de hipóxia. Os resultados sugerem que é possível aumentar a produtividade de tambaqui utilizando estratégias de aeração, sem comprometer a sobrevivência, o crescimento e a saúde dos peixes, sendo o regime AE superior a AS.

The present study evaluated tambaqui, Colossoma macropomum, growth performance and health raised in excavated ponds with no water exchange and under emergency (AE) and supplementary aeration (AS) regimes. Fish juveniles with 44.39 ± 9,72 g were uniformly distributed in six ponds (3.23 fish/m³), and fed commercial diets with 36 and 32% crude protein over 122 days, when reached commercial size of curumim tambaqui (350 to 500 g). The water physical and chemical variables analyzed were: dissolved oxygen (OD), pH, temperature measured at 06:00 and 18:00 h and before an aerator was turned on, considering as hypoxia when OD were < 2 mg/L. Total ammonia, nitrite, carbon dioxide, total hardness and alkalinity and transparency were measured in 21-day intervals, during fish sampling. Growth performance index were determined: weight gain (GP), feed conversion ratio (CAA), specific growth rate (TCE), protein efficiency ratio (TEP), feed efficiency (EA), feed intake (CDR), survival rate (S), yield (P) and production over water consumption (PA). For the economic analysis, local values for feed cost, time length of aeration, labor and total revenue were accounted for. Fish health was evaluated by using the blood parameters: hematocrit (Ht), hemoglobin (Hb), total red blood cells (RBC), hematimetric index, glucose, total protein and cholesterol; and for endo and ectoparasites: prevalence, abundance, intensity and mean intensity were determined. Water variables showed no significant difference between AE and AS regimes. However, 31 hypoxia ( 2 mg/L OD) situations were registered for AS, being 11 severe ( 0,5 mg/L OD), higher than for AE, which presented 5,3 and less than 1 situations, respectively. Maximum total ammonia concentrations were 5.9 and 3.9 mg/L with maximum pH < 8 resulted in unionized ammonia of 0.44 and 0.29 mg/L for AE and AS, respectively, which were under the toleration limit for the species. Nitrite concentration were up to 4.74 and 2.92 mg/L for AE and AS, respectively, above the limit of tolerance considered for the species. Growth performance showed high survival rate (AE= 99.6% and AS = 99.3%) with no significant difference between the aeration regimes, while GP, TCE, TEP, GPD, P and PA were significantly higher for AE. Economic analysis indicated a significantly higher investment on feed, total revenue and profit for AE. Among the blood parameters only RBC presented significant difference, with no negative effect on the oxygen transport capacity to the tissues. Parasitological analysis showed no endoparasites, but 100% of prevalence of Monogenoidea (Dactylogyridae) on the gills, with significantly higher incidence for AS, probably due to the stress caused by the frequent hypoxia. Results suggest that it is possible to increase tambaqui productivity using aeration strategy with no negative effect on the fish survival, growth and health, with the aeration regime of AE being superior than the AS.

Aeração em cultivos superintensivos de tilápias Oreochromis niloticus, em bioflocos e com troca mínima de água

Em sistemas que utilizam a tecnologia de bioflocos, os aeradores precisam fornecer oxigênio suficiente para a respiração dos organismos cultivados e da biota acompanhante. O sistema de aeração empregado deve ser capaz de manter o material particulado em suspensão evitando a formação de zonas mortas dentro dos tanques de cultivo. Devido a que os aeradores devem funcionar as 24 horas do dia, durante todo o ciclo de cultivo, o custo de energia elétrica é mais elevado do que quando são usados em sistemas convencionais. Consequentemente, escolhendo o modelo de aerador mais eficiente, conseguira-se reduzir custos e incrementar os lucros. O objetivo desta pesquisa foi de determinar, dentre os modelos mais utilizados na piscicultura brasileira, aquele que seja o mais eficiente em termos de consumo de energia elétrica e que satisfaça os requerimentos do sistema de produção com bioflocos sem causar impactos no crescimento dos organismos cultivados nem na funcionalidade do floco formado. Inicialmente, as características físicas e mecânicas de quatro modelos de aeradores foram observadas. Os modelos utilizados foram o chafariz, o aerador de pás, o propulsor e o modelo soprador. A eficiência padrão dos aeradores (SAE) foi avaliado como fator comparativo. A metodologia de determinação de SAE foi inicialmente aplicada em água salgada sem sólidos em suspensão (clara) para obter o aerador mais eficiente. O modelo chafariz obteve o maior SAE (2,03 kg O2.kWh-1) e foi selecionado para testar seu SAE em baixas salinidades tanto em água clara como em bioflocos. Em baixa salinidade também foi testado o soprador considerando como controle. Ambos modelos de aeradores diminuíram o SAE em água com bioflocos em baixas salinidades (0,89 kg O2.kWh-1 para o chafariz e 0,23 kg O2.kWh-1 para o soprador). Os resultados em baixas salinidades em ambos tipos de água confirmam a que as variações de salinidade influenciam no valor de SAE. Isto pode ser devido à dificuldade da transferência de oxigênio quando acontecem mudanças na densidade da água, na tensão superficial, no diâmetro da gotícula ou borbulha formada e na concentração de sólidos suspensos na coluna de água. Embora a salinidade influenciou negativamente no SAE, o modelo chafariz manteve a prevalência sobre o modelo soprador. Na última parte da pesquisa, foi realizado um cultivo de tilápia Oreochromis niloticus com altas densidades iniciais (7 kg.m-²) para testar a influência do modelo chafariz nos bioflocos formados. Parâmetros de qualidade de água e de desempenho dos peixes cultivados foram medidos. A maioria dos índices de desempenho foram melhores (p<0,05) para o modelo chafariz do que para o modelo soprador. A temperatura média da água, tanto de manhã como à tarde, foi maior utilizando o modelo soprador. Isto pode ter relação com a forma de incorporar oxigênio na água, já que o modelo chafariz aumenta a superfície de contato entre a água e o ar, provocando uma maior troca térmica o que aumenta o esfriamento da água. Embora a temperatura da água foi menor (p<0,05) nos tanques contendo o modelo chafariz, o ganho de peso diário não apresentou diferenças significativas (p>0,05), e além disso a produtividade atingida pelo modelo chafariz (14,1 kg.m-2) foi maior (p<0,05) do que a obtida pelo modelo soprador (13,5 kg.m-2). Finalmente, conclui-se que o modelo chafariz cumpre com os requisitos para ser utilizado em cultivos superintensivos de tilápias em bioflocos.

In Biofloc Technology, aeration systems needs to provide enough dissolved oxygen for fish and microbiota. Aerators must be capable to keep solids in suspension to avoid sedimentation and formation of dead zones too. Due to the aeration devices works 24 hours per day and for several months, the cost of energy is higher using biofloc systems than when those are used in conventionally ponds culture. Consequently, choosing the most efficient aeration system might reduce production cost and increase profits. The aim of this research was to determinate the best model of aerator between the most popular semiintensive Brazilian models that fits in Biofloc Technology requirements without impacts in fish´s grows and in flocs development. Initially, the physical and mechanical characteristics of four aerators models have been observed. Such models were vertical pump sprayer, paddle wheel, propeller aspirator pump and blower. Standard Aerator Efficiency (SAE) has been determined as comparative factor. SAE methodology has been applied firstly in clean seawater to choose the best aerator model. Vertical pump sprayer obtained the best SAE (2,03 kg O2.kWh-1) values in the conditions tested. This model has been chosen for testing their SAE in both clean and bioflocs low salinity waters. At this part of this research, blower model was tested as control treatment too. Both of aerator models decrease their SAE in low salinity bioflocs water (0.89 kg O2.kWh-1 vertical pump sprayer´s SAE and 0.23 kg O2.kWh-1 blower´s SAE). Results obtained in lower salinities, in both type of water, confirms that SAE reduction impact because of the salinity. This may occurred due to the difficult of oxygen transfer when water density, surface tension and bubble or drop diameter change. High total suspense solid concentrations should affect SAE too. Independent of the salinity or type of water, better SAE results remains for vertical pump sprayer than blower aerator. In the last part of this research, a high initial densities (7 kg.m-²) tilápia Oreochromis niloticus culture was performed to testing the potential impacts of using vertical pump sprayer in biofloc technology comparing with blower´s results. Water quality and production index was measured. Majorly results observed, indicated that vertical pump sprayer aerator was better (p<0.05) than control aerator system (blower). Temperature was bigger in the blower´s tanks than in the vertical pump sprayer tanks. That may be in relation with the form of diffusing oxygen into the water, because the vertical pump sprayer rises the superficial of contact between air and water, performing the thermal exchange. Although temperature in vertical pump sprayer was lower than blower´s, the daily weight gain wasn´t different within treatments (p<0.05) besides the vertical pump sprayer productivities was higher (14.1 kg.m-2) that blower´s (13.5 kg.m-2). Finally, joining all the parts of this research, it concludes that vertical pump sprayer fits the Biofloc technology requirements for an aeration system in a tilápia production.

Growth and productivity of corn as affected by mulching and tillage in Alley cropping systems

Alley cropping has been considered a means of intensifying land use sustainably as an alternative to slash and burn agriculture in tropical regions. An experimental trial was used to evaluating the growth and productivity of corn under alley cropping to test the viability of this system as a sustainable land use practice in an amazonian Ultisol. The experimental layout was a completely randomized block design with four replications of six treatments: mulch with 13.4 and 8.9 t ha-1 of pigeon pea, and a control treatment without mulch of pigeon pea, with or without tillage. Sustainability of soil and crop were determined from changes on physical properties, such as total porosity, air capacity, available water capacity of the soil, net assimilation rate, crop growth rate, and leaf area index, as well as several productivity parameters, including average weight of ears, weight of 100 grains, and total dry matter. Both mulching and tillage increased the air capacity. Mulching of tilled areas protects the soil against the rainfall impact and prevented its recompaction. The reduced air capacity of the soil had a negative impact on the net assimilation rate, resulting in lower productivity in the no-mulch and no-till plots, mainly due to the reduction of grain weight.

O sistema de cultivo em aléias é considerado uma forma de uso intensivo do solo, como uma alternativa ao sistema de corte e queima nas regiões tropicais. O cultivo em aléias foi testado para verificar sua viabilidade como prática de uso sustentável de um Argissolo da Amazônia. Foram avaliados o crescimento e a produtividade do milho sob esse sistema de cultivo. O arranjo experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições e seis tratamentos: cobertura do solo com 13,4 e 8,9 t ha-1 de feijão guandu, um tratamento testemunha sem cobertura do solo com palha ("mulch"), com ou sem preparo. Foram determinadas porosidade total, capacidade de aeração e capacidade de água disponível do solo, taxa de assimilação líquida, taxa de crescimento da cultura, índice de área foliar e parâmetros de produtividade, como massa de espigas, massa de 100 grãos e matéria seca total. A cobertura e o preparo aumentaram a capacidade de aeração e essa cobertura das áreas preparadas evitou a recompactação. A reduzida capacidade de aeração teve um impacto negativo na taxa de assimilação líquida, o que resultou em produtividade baixa nas parcelas não cobertas e não preparadas, principalmente devido a redução do peso de grãos.

Growth and productivity of corn as affected by mulching and tillage in Alley cropping systems

Alley cropping has been considered a means of intensifying land use sustainably as an alternative to slash and burn agriculture in tropical regions. An experimental trial was used to evaluating the growth and productivity of corn under alley cropping to test the viability of this system as a sustainable land use practice in an amazonian Ultisol. The experimental layout was a completely randomized block design with four replications of six treatments: mulch with 13.4 and 8.9 t ha-1 of pigeon pea, and a control treatment without mulch of pigeon pea, with or without tillage. Sustainability of soil and crop were determined from changes on physical properties, such as total porosity, air capacity, available water capacity of the soil, net assimilation rate, crop growth rate, and leaf area index, as well as several productivity parameters, including average weight of ears, weight of 100 grains, and total dry matter. Both mulching and tillage increased the air capacity. Mulching of tilled areas protects the soil against the rainfall impact and prevented its recompaction. The reduced air capacity of the soil had a negative impact on the net assimilation rate, resulting in lower productivity in the no-mulch and no-till plots, mainly due to the reduction of grain weight.

O sistema de cultivo em aléias é considerado uma forma de uso intensivo do solo, como uma alternativa ao sistema de corte e queima nas regiões tropicais. O cultivo em aléias foi testado para verificar sua viabilidade como prática de uso sustentável de um Argissolo da Amazônia. Foram avaliados o crescimento e a produtividade do milho sob esse sistema de cultivo. O arranjo experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições e seis tratamentos: cobertura do solo com 13,4 e 8,9 t ha-1 de feijão guandu, um tratamento testemunha sem cobertura do solo com palha ("mulch"), com ou sem preparo. Foram determinadas porosidade total, capacidade de aeração e capacidade de água disponível do solo, taxa de assimilação líquida, taxa de crescimento da cultura, índice de área foliar e parâmetros de produtividade, como massa de espigas, massa de 100 grãos e matéria seca total. A cobertura e o preparo aumentaram a capacidade de aeração e essa cobertura das áreas preparadas evitou a recompactação. A reduzida capacidade de aeração teve um impacto negativo na taxa de assimilação líquida, o que resultou em produtividade baixa nas parcelas não cobertas e não preparadas, principalmente devido a redução do peso de grãos.

Balanço de gases de efeito estufa e emissões de CO2 do solo nos sistemas de colheita da cana-de-açúcar manual queimada e mecanizada crua

Estratégias para a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) na agricultura vêm sendo discutidas há algum tempo, especialmente no Brasil, onde os solos agrícolas contribuem com 9,3% das emissões nacionais. Este trabalho teve como objetivo geral estimar as emissões de GEE das fontes de emissões do setor agrícola e combustão móvel na conversão dos sistemas de colheita da cana-de-açúcar manual queimada (cana queimada) para mecanizada (cana crua) e comparar com os resultados obtidos das avaliações de campo das emissões de C-CO2 induzidas pelo preparo do solo, calagem e aplicação de gesso agrícola, apresentando possíveis estratégias de mitigação. Os resultados indicaram que a adubação nitrogenada sintética e a queima de resíduos são responsáveis pelas maiores emissões observadas em áreas de cana crua e queimada, com 1.167,6 e 941,0 kg CO2eq ha-1 ano-1, respectivamente. As áreas de cana queimada apresentaram as maiores emissões com 3.103,9 kg CO2eq ha-1ano-1. As estimativas indicaram que a conversão de cana queimada para áreas de cana crua pode reduzir as emissões em 310,7 kg CO2eq ha-1 ano-1 (sem considerar o sequestro de carbono do solo) e 1.484,0 kg CO2eq ha-1 ano-1 (considerando o sequestro de carbono do solo). As emissões de C-CO2 referentes à reforma da área de cana crua com as práticas usuais de manejo consideradas resultaram em 1.103,8 kg C-CO2 ha-1 em 25 dias, assim como a simples retirada da palha na superfície do solo resultou em emissões adicionais de 252,4 kg de C-CO2 ha-1 ou 925,3 kg CO2. O desenvolvimento da produção de cana-de-açúcar no Brasil certamente deve direcionar-se para a redução da prática da queima dos resíduos e do uso de diesel, reduzindo algumas operações de preparo do solo e também deve adotar práticas de fertilização mais...

Strategies for the reduction of greenhouse gases emissions (GHG) in agriculture have been debated for some time, especially in Brazil, where the agricultural soils contribute to 9.3% of national emissions. This study aimed to estimate the GHG emission in the agricultural sector and mobile combustion sources from the conversion of sugarcane manual burned harvest system (burned) to green harvest mechanized system (green) comparing with the results of CO2 emission from field evaluations induced by soil tillage, liming and gypsum application, presenting possible mitigation strategies. The results indicate that the N synthetic fertilizer and burning of residues are responsible for the higher emissions observed in green and burned areas with 1,167.6 and 941.0 kg CO2eq ha-1 yr-1, respectively. The sugarcane burning plot presented the highest emissions in our scope, with 3,103.9 kg CO2eq ha?1y?1. Our estimates indicate that conversion from burned to green plot could save from 310.7 CO2eq ha?1 y?1 (not considering soil carbon sequestration) to 1,484.0kg CO2eq ha?1 y?1 (considering soil carbon sequestration). Emissions of CO2-C on the renovation of the sugarcane area with the usual practices and management considered, resulted in 1,103.8 kg CO2-C ha-1 in 25 days, as well as the simple removal of the residues from the soil surface resulted in additional emissions of 252.4 kilograms of CO2-C ha-1 or 925.3 kg CO2 ha-1. The development of sugarcane production in Brazil must certainly move towards the reduction of burning practices and the diesel use, reducing some tillage operations and must also adopt more efficient...

High levels of catalase in sod mutants of Saccharomyces cerevisiae in high aeration conditions

Saccharomyces cerevisiae mutants deficient in superoxide dismutase genes (sod1delta, sod2delta and sod1deltasod2delta mutants) in a stationary phase of growth under high aeration conditions were subjected to H2O2 stress. All the mutants were sensitive after H2O2 treatment. Glutathione peroxidase levels were significantly lower in sod1delta and sod2delta single mutants than in the wild-type without treatment. After exposure to H2O2 concentrations, glutathione peroxidase levels were increased in sod1deltasod2delta double mutants and the sod2delta single mutant, while sod1delta maintained lower gluthatione peroxidase activities. The sod2delta mutant demonstrated a similar catalase activity to that of the wild-type without treatment, whilst decreased catalase activity was observed in conditions of low aeration. Untreated sod1deltasod2delta double mutant cells presented a lower catalase activity. Catalase levels were higher under high aeration conditions than under microaerophilic conditions, including in sod1deltasod2delta cells that contain less H2O2, since SOD catalyzes the cleavage of superoxide producing H2O2 and oxygen. We suggest that catalase is not essential for sod mutants under normal conditions, but plays an important role in the acquisition of tolerance to oxidative stress induced by high aeration

Saccharomyces cerevisiae deficientes nos genes da superóxido dismutase (mutantes sod1delta, sod2deltae sod1deltasod2delta) cultivados em fase estacionária sob condições de alta aeração foram submetidos ao estresse com peróxido de hidrogênio (H2O2). Todos os mutantes mostraram-se sensíveis após o tratamento com o H2O2. A enzima glutationa peroxidase (GPx) apresentou níveis significativamente mais baixos nos simples mutantes sod1D e sod2delta que na cepa selvagem sem tratamento. Após, a exposição a diferentes concentrações de H2O2, os níveis da glutationa peroxidase aumentaram no duplo mutante sod1deltasod2delta e no simples mutante sod2delta, enquanto o mutante sod1delta manteve baixa atividade da glutationa peroxidase. O mutante sod2delta demonstrou atividade da catalase similar a da cepa selvagem sem tratamento, enquanto foi observado que a atividade da catalase decresceu em condições de baixa aeração. O duplo mutante sod1deltasod2delta apresentou baixa atividade da catalase mesmo sem tratamento. Os níveis da catalase foram maiores em condições de alta aeração do que em condições microaerófilas, inclusive o duplo mutante sod1deltasod2delta contém menos H2O2, visto que, a SOD catalisa a clivagem do superóxido produzindo H2O2 e oxigênio. Nós sugerimos neste trabalho que a catalase não é essencial para os mutantes sod sob condições normais, mas ela participa de uma importante via na aquisição da tolerância ao estresse oxidativo induzido por condições de alta aeração.

ESTIMATIVA DE VARIAÇÕES NO COEFICIENTE RELATIVO DE DIFUSÃO DOS GASES NO SOLO COM BASE NA ANÁLISE DA CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA

The aim of this study was to test the possibility of using water retention curves to assess increments in the relative coefficient of gas diffusion in the soil, Ds/Do, during the drainage process of Inceptisol soil samples. We first used a water retention curve to obtain data on increments of air-filled pore space during the drainage of soil samples. The greatest increments were found for the matric tension interval of 0 to 20kPa. Next, we studied Ds/Do increments during the drainage process, by measuring the diffusion coefficient of methane through the soil samples (Ds) within a two-chamber diffusion cell. The Ds values were measured from soil samples under 10kPa and 20kPa matric tension values in addition to an air dried sample (matric tension greater than 1500kPa). Mean increments of air porosity and Ds/Do within the 0 to 20kPa matric tension interval were 100 times greater than increments within 20 to 1500kPa interval. We concluded that the interval of matric tension in which the greatest air porosity and Ds/Do increments occur, can be identified from the water retention curve.

O objetivo desta pesquisa foi verificar a possibilidade do uso da curva de retenção de água para estimar os incrementos no coeficiente relativo de difusão dos gases no solo, Ds/Do, durante o processo de drenagem em um Cambissolo. Numa primeira etapa, utilizou-se a curva de retenção de água para obter informações sobre os incrementos no espaço aéreo, durante a drenagem do solo. Verificou-se que os maiores incrementos, no espaço aéreo no solo, ocorreram no intervalo de tensão matricial de 0 a 20kPa. Na segunda etapa da pesquisa, utilizando gás metano (CH4), estudou-se os incrementos em Ds/Do durante a drenagem, a partir da determinação do coeficiente de difusão dos gases no solo (Ds) numa célula de difusão de duas câmaras. Essas determinações foram feitas em amostras com tensão matricial de 10kPa, 20kPa e secas ao ar, ou seja, com tensão matricial maior que 1500kPa. Os resultados obtidos evidenciaram que tanto os incrementos médios no espaço aéreo, quanto os incrementos médios em Ds/Do, foram cerca de 100 vezes maiores no intervalo de tensão matricial de 0 a 20kPa, do que no intervalo de tensão matricial de 20 a 1500kPa. Concluiu-se que, a partir da análise da curva de retenção, é possível identificar o intervalo de valores de tensão matricial em que ocorrem os maiores incrementos no espaço aéreo e em Ds/Do.

Estimativa de variações no coeficiente relativo de difusão dos gases no solo com base na análise da curva de retenção da água

The aim of this study was to test the possibility of using water retention curves to assess increments in the relative coefficient of gas diffusion in the soil, Ds/Do, during the drainage process of Inceptisol soil samples. We first used a water retention curve to obtain data on increments of air-filled pore space during the drainage of soil samples. The greatest increments were found for the matric tension interval of 0 to 20kPa. Next, we studied Ds/Do increments during the drainage process, by measuring the diffusion coefficient of methane through the soil samples (Ds) within a two-chamber diffusion cell. The Ds values were measured from soil samples under 10kPa and 20kPa matric tension values in addition to an air dried sample (matric tension greater than 1500kPa). Mean increments of air porosity and Ds/Do within the 0 to 20kPa matric tension interval were 100 times greater than increments within 20 to 1500kPa interval. We concluded that the interval of matric tension in which the greatest air porosity and Ds/Do increments occur, can be identified from the water retention curve.

O objetivo desta pesquisa foi verificar a possibilidade do uso da curva de retenção de água para estimar os incrementos no coeficiente relativo de difusão dos gases no solo, Ds/Do, durante o processo de drenagem em um Cambissolo. Numa primeira etapa, utilizou-se a curva de retenção de água para obter informações sobre os incrementos no espaço aéreo, durante a drenagem do solo. Verificou-se que os maiores incrementos, no espaço aéreo no solo, ocorreram no intervalo de tensão matricial de 0 a 20kPa. Na segunda etapa da pesquisa, utilizando gás metano (CH4), estudou-se os incrementos em Ds/Do durante a drenagem, a partir da determinação do coeficiente de difusão dos gases no solo (Ds) numa célula de difusão de duas câmaras. Essas determinações foram feitas em amostras com tensão matricial de 10kPa, 20kPa e secas ao ar, ou seja, com tensão matricial maior que 1500kPa. Os resultados obtidos evidenciaram que tanto os incrementos médios no espaço aéreo, quanto os incrementos médios em Ds/Do, foram cerca de 100 vezes maiores no intervalo de tensão matricial de 0 a 20kPa, do que no intervalo de tensão matricial de 20 a 1500kPa. Concluiu-se que, a partir da análise da curva de retenção, é possível identificar o intervalo de valores de tensão matricial em que ocorrem os maiores incrementos no espaço aéreo e em Ds/Do.

Avaliação do intervalo hídrico ótimo em latossolo vermelho cultivado com milho

Os solos submetidos aos sistemas de produção sem preparo estão condicionados a compactação do solo, provocado pelo tráfego de máquinas, tornando necessário o acompanhamento das alterações do ambiente físico, que quando desfavorável, restringe o crescimento radicular, podendo reduzir a produtividade das culturas. O objetivo geral foi avaliar, em condições de campo, a resposta do milho, cultivado em um Latossolo Vermelho distrófico de textura média (LVd) e um Latossolo Vermelho eutroférrico de textura argilosa (LVef) submetidos a diferentes intensidades de compactação, quanto as características agronômicas da cultura, e caracterizar adequadamente a compactação do solo a partir do intervalo hídrico ótimo (IHO). Os tratamentos foram constituídos por seis intensidades de compactação no LVd e cinco para o LVef, proporcionados pelo tráfego de tratores em um delineamento inteiramente casualizado. Foram coletadas amostras indeformadas do solo nas camadas de 0,02 0,05, 0,080,11, 0,150,18 e 0,22-0,25 m para determinação da resistência mecânica do solo à penetração, porosidade e densidade do solo e IHO. As características avaliadas da cultura foram: altura das plantas, altura de inserção da primeira espiga, diâmetro do colmo, número de espigas por planta, massa seca das plantas, massa de 1000 grãos e produtividade do milho. Para determinação da densidade, superfície e diâmetro radicular e massa seca das raízes, foram retiradas amostras do solo nas camadas de 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m, em cada parcela. A compactação do solo restringiu todas as características avaliadas da cultura com exceção apenas do número de espigas, em ambos os solos, e a massa de 1000 grãos no LVef

Agricultural soils under no tillage systems are conditioned to soil compaction due to machinery traffic, which can restrict root growth and reduce crops yield. Thus, the aim of this work was to determine the Least Limiting Water Range (LLWR) and to evaluate the corn response, by agronomical traits, to different compaction levels in an Oxisol, medium texture (LVd) and a clayey Oxisol (LVef). The treatments were formed by six levels of compaction in the LVd and five levels in the LVef, proportioned by the tractors traffic, in a completely randomized design, with four repetitions. Undeformed soil samples were collected in layers of 0.020.05, 0.080.11, 0.150.18 e 0.22-0.25 m to determinate mechanical soil resistance to penetration, porosity and bulk density and LLWR. Crop parameters evaluated were: plants height, ear height, stem diameter, ear number per plant, plants dry matter, mass of 1,000 grains and yield of grains. For the determinations of bulk, surface, root diameter and roots dry matter there were collected soil samples in the layers of 0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.15, 0.15-0.20 m, in each plot. The soil compaction restricted all of the crop parameters evaluated, with exception only of the ear number per plant, in both soils, and the mass of 1000 grains in the LVef. The LLWR was limited by the water content on field capacity and reduced by the soil resistance to penetration even in the no tractor traffic treatment, with medium density of 1.16 Mg m-3 for LVd and 1.12 Mg m-3 for LVef. The critical soil density for root growth, determined in LLWR, was of 1.46 Mg m-3 for LVd and 1.37 Mg m-3 for LVef. Values of penetration resistance between 1.03 and 5.69 MPa, in the 0-0.20 m layer, promoted modifications in the root system morphology reducing the crop yield to 38%

Efeitos da aeração ou do teor de carboidratos solúveis sobre as características da silagem de cana-de-açúcar / Effects of aeration or water soluble carbohydrates on sugarcane silage

Foi objetivo do presente estudo avaliar os efeitos do tempo de aeração ou do teor de carboidratos solúveis sobre as características nutricionais e fermentativas da silagem de cana-de-açúcar. Para tal foram realizados dois experimentos em delineamento inteiramente casualizado com 3 tratamentos e quatro repetições por tratamento, utilizando-se 12 silos experimentais, confeccionados a partir de baldes plásticos com 6 litros de capacidade. O primeiro ensaio contou com três tratamentos correspondentes aos diferentes tempos de aeração (0, 4 e 8h). No segundo ensaio a cana-de-açúcar passou por moagem, para a retirada do caldo. No primeiro tratamento, todo o caldo retirado foi retornado à cana (100%). No segundo tratamento, apenas 50% do caldo foi retornado à cana, com 50% de água. No terceiro, 100% de água foi adicionada, sem a adição do caldo. Os silos foram abertos após 85 dias de ensilagem, ocasião em que foram determinados os teores dos ácidos orgânicos, estabilidade aeróbia e a composição químico-bromatológica das silagens. No primeiro ensaio observou-se desvio da linearidade (P<0,05) do tempo de aeração sobre os teores de matéria seca. Efeito linear (P<0,05) crescente foi observado sobre os teores de fibra detergente ácido, fibra detergente neutro e carboidratos solúveis, porém decrescente para a digestibilidade in vitro da matéria seca. Sobre os teores de ácidos orgânicos, observou-se desvio da linearidade sobre o ácido acético e comportamento linear (P<0,05) decrescente para o ácido lático e butírico, bem como para os valores de pH. Os valores de etanol observados foram em torno de 22% da MS, apesar de considerados elevados, independente do tempo de aeração, esses valores não foram significativos. A estabilidade aeróbia da silagem piorou com o aumento do tempo de aeração. No segundo ensaio observou-se efeito linear (P<0,05) decrescente do conteúdo de carboidratos sobre os teores de matéria seca, o mesmo ocorrendo para carboidratos solúveis e digestibilidade in vitro da matéria seca. Foi observado aumento linear (P<0,05) nos teores de fibra detergente ácido, fibra detergente neutro e lignina. Observou-se efeito linear (P<0,05) decrescente para o etanol, ácido lático, butírico e perdas de matéria seca. Efeito linear (P<0,05) crescente foi observado sobre as concentrações de ácido acético, valores de pH e nitrogênio amoniacal. Os dados de estabilidade aeróbia foram inconclusivos. A produção de etanol seria nula se a cana-de-açúcar contivesse apenas 12,4% de carboidratos solúveis com base na matéria seca

This trial aimed at evaluating the effects of aeration time or contents of water-soluble carbohydrate on nutritive value and other fermentative characteristics of sugarcane silage.Two experiments was used in a completely randomized design with three treatments and four repetitions per treatment, the material was ensiled in 12 laboratory silos (6 liter-capacity plastic buckets). In experiment I fresh chopped sugarcane was exposed to aeration for 0, 4 or 8 hours, and ensiled soon after. In experiment II sugarcane was squeezed in order to remove juice. In the first treatment, juice was totally added back to sugarcane (100%). In the second treatment, only 50% of the juice were added back to sugarcane, along with 50% of water. In the third, 100% of water were added, with no addition of juice. Silos were opened 85 days after ensiling, when organic acids contents and chemical composition of silages were determined. In first experiment deviation of linearity (P<0.05) was observed for aeration time on dry matter content. Positive linear effect was observed (P<0.05) on ADF, NDF and soluble carbohydrates content, but negative for in vitro digestibility of dry matter. For organic acids content, deviation of linearity (P<0,05) was observed on acetic acid, with the lowest content (1.5% of DM) observed after 8 hours of aeration, and negative linear effect (P<0,05)was observed for lactic and butyric acids, as well as for pH values. There were no effects on ethanol concentration, which remained very high (22% of DM), independent on the aeration time. Aerobic stability of silage worsened with the increase of aeration time. In second experiment, withdrawal of sugarcane WSC resulted in negative linear effects (P<0,05) on dry matter, soluble carbohydrate contents and on in vitro digestibility of dry matter, but with linear increase for ADF, NDF and lignin contents. About fermentation data, there was linear decrease for dry matter losses, lactic and butyric acids and ethanol contents. Positive linear effects (P,0,05) were observed on pH values and ammoniacal nitrogen and acetic acid contents. Data from aerobic stability were inconclusive Ethanol production would be null if sugarcane had only 12.4% of water-soluble carbohydrates on dry matter basis