Towards direct and eco-friendly analysis of plants using portable X-ray fluorescence spectrometry: A methodological approach.

The assessment of the nutritional status of plants is traditionally performed by wet-digestion methods using oven-dried and ground samples. This process requires sampling, takes time, and it is non-environmentally friendly. Agricultural and environmental science have been greatly benefited by in-field, ecofriendly methods, and real-time element measurements. This work employed the portable X-ray fluorescence spectrometry (pXRF) to analyze intact and fresh leaves of crops aiming to assess the effect of water content and leaf surface (adaxial and abaxial) on pXRF results. Also, pXRF data were used to predict the real concentration of macro- and micronutrients. Eight crops (bean, castor plant, coffee, eucalyptus, guava tree, maize, mango, and soybean) with contrasting water contents were used. Intact leaf fragments (∼2 × 2 cm), fresh or oven-dried (60 °C) were obtained to be analyzed via pXRF on both adaxial and abaxial surface. Conventional wet-digestion method was also performed on powdered material to obtain the concentration of macro- and micronutrients via ICP-OES. The data were subjected to descriptive statistics, principal component analysis (PCA) and random forest (RF) algorithm regression. RF was used to predict the real concentration of macro- and micronutrients based on pXRF measurements obtained directly on intact leaves. Water content had a significant effect on pXRF results. However, a positive correlation between the concentration of macro- and micronutrients obtained via pXRF directly on intact leaves and conventional analysis performed on powdered samples was obtained. PCA analysis allowed a clear differentiation of crops based on elemental composition. The concentrations of macro- and micronutrients were very accurately predicted via RF. Even elements not detected by pXRF (N and B) were satisfactory predicted. From this pilot study, it is possible to concluded that pXRF is feasible for in-field assessment of nutritional status of plants. Further studies are needed to obtain specific and robust calibrations for each crop.

Pocket-sized sensor for controlled, quantitative and instantaneous color acquisition of plant leaves.

The color of plant leaves can be assessed qualitatively by color charts or after processing of digital images. This pilot study employed a novel pocket-sized sensor to obtain the color of plant leaves. In order to assess its performance, a color-dependent parameter (SPAD index) was used as the dependent variable, since there is a strong correlation between SPAD index and greenness of plant leaves. A total of 1,872 fresh and intact leaves from 13 crops were analyzed using a SPAD-502 meter and scanned using the Nix™ Pro color sensor. The color was assessed via RGB and CIELab systems. The full dataset was divided into calibration (70% of data) and validation (30% of data). For each crop and color pattern, multiple linear regression (MLR) analysis and multivariate modeling [least absolute shrinkage and selection operator (LASSO), and elastic net (ENET) regression] were employed and compared. The obtained MLR equations and multivariate models were then tested using the validation dataset based on r, R2, root mean squared error (RMSE), and mean absolute error (MAE). In both RGB and CIELab color systems, the Nix™ Pro color sensor was able to differentiate crops, and the SPAD indices were successfully predicted, mainly for mango, quinoa, peach, pear, and rice crops. Validation results indicated that ENET performed best in most crops (e.g., coffee, corn, mango, pear, rice, and soy) and very close to MLR in bean, grape, peach, and quinoa. The correlation between SPAD and greenness is crop-dependent. Overall, the Nix™ Pro color sensor was a fast, sensible and an easy way to obtain leaf color directly in the field, constituting a reliable alternative to digital camera imagery and associated image processing.

Effects of phosphate, carbonate, and silicate anions on CO2 emission in a typical oxisol from cerrado region / Efeitos dos ânions fosfato, carbonato e silicato na emissão de CO 2 em um latossolo típico da região do cerrado

The effects of agricultural practices on greenhouse gases emissions (e.g. CO2) at the soil-atmosphere interface have been highlighted worldwide. The use of ground limestone has been considered as the main responsible for CO2 emission from soils. However, liming is need as conditioner of acidic soils and the CO2 emission can be compensated due to carbon sequestration by plants. This study simulated under laboratory conditions the effects of two common agricultural practices in Brazil (P-fertilization and liming) on soil CO2 emission. Columns made of PVC tubes containing 1 kg of a typical Dystrophic Red Latosol from Cerrado region were incubated with CaCO3 (simulating liming), CaSiO3 (simulating slag), and different doses of KH2PO4 (simulating P-fertilization). The soil columns were moistened to reach the field capacity (0.30 cm3cm-3) and, during 36 days, CO2 emissions at the soil surface were measured using a portable Licor LI-8100 analyzer coupled to a dynamic chamber. The results showed that CO2 emission was influenced by phosphate, carbonate, and silicate anions. When using CaSiO3, accumulated CO2 emission (36-day period) was 20% lower if compared to the use of CaCO3. The same amount of phosphate and liming (Ca-carbonate or Ca-silicate) added to the soil provided the same amount of CO2 emission. At the same P dose, as Si increased the CO2emission increased. The highest CO2 emission was observed when the soil was amended with the highest phosphate and silicate doses. Based on this experiment, we could oppose the claim that the use of limestone is a major villain for CO2 emission. Also, we have shown that other practices, such as fertilization using P + CaSiO3, contributed to a higher CO2 emission. Indeed, it is important to emphasize that the best practices of soil fertility management will undoubtedly contribute to the growth of crops and carbon sequestration.

Os efeitos das práticas agrícolas nas emissões de gases de efeito estufa (e.g., CO2) na interface solo-atmosfera têm sido destacados em todo o mundo. O uso de calcário tem sido considerado oprincipal responsável pela emissão de CO2 em solos. Entretanto, a calagem é necessária como condicionador de solos ácidos e a emissão de CO2 pode ser compensada devido ao sequestro de carbono pelas plantas. Este estudo simulou, em condições de laboratório, os efeitos de duas práticas agrícolas comuns no Brasil (adubação fosfatada e calagem) na emissão de CO2 do solo. Colunas de tubos de PVC, contendo 1 kg de amostra de um Latossolo Vermelho Distrófico típico da região de Cerrado, foram incubadas com CaCO3 (simulando calagem), CaSiO3 (simulando escória) e diferentes doses de KH2PO4 (simulando fertilização com P). As colunas de soloforam umedecidas para atingir a capacidade de campo (0,30 cm3 cm-3) e, durante 36 dias, as emissões de CO2na superfície do solo foram medidas usando um analisador portátil Licor LI-8100 acoplado a uma câmara dinâmica. Os resultados mostraram que a emissão de CO2 foi influenciada pelos ânions fosfato, carbonato esilicato. Ao usar CaSiO3, a emissão de CO2 acumulada (período de 36 dias) foi 20% menor se comparado ao uso de CaCO3. A mesma quantidade de fosfato e calcário (Ca-carbonato ou Ca-silicato) adicionado ao solo proporcionou a mesma quantidade de emissão de CO2. Na mesma dose de P, o Si aumentou a emissão de CO2. A maior emissão de CO2 foi observada quando o solo foi alterado com as maiores doses de fosfato e silicato. Com base neste experimento, nega-se que o uso de calcário em solos é um grande vilão para a emissão de CO2. Além disso, foi mostrado que outras práticas, como a fertilização usando P + CaSiO3, contribuíram para uma maior emissão de CO2. Assim, é importante enfatizar que práticas adequadas de manejo da fertilidade do solo, sem dúvida, contribuirão para o crescimento das culturas e o sequestro de carbono.

Assessing pedotransfer functions to estimate the soil water retention / Validação de funções de pedotransferência para estimativa da retenção de água no solo

Considering the importance of soil water retention for agricultural and environmental purposes, the objective of this study was to assess three pedotransfer functions (PTFs) used to estimate the soil moisture at field capacity (FC) based on soil attributes easily determined. A collection of 17 soils from the Cerrado and Pantanal biomes, including surface and subsurface horizons, was used. PTF-1 considers clay, organic matter, coarse sand, and microporosity; PTF-2 clay, total sand, and organic matter; and PTF-3 only microporosity. The estimated FC values were correlated to soil moisture values measured at different soil water potentials (0, 6, 10, 33, 100, 300, and 1500 kPa) to verify which potential corresponded to estimated FC. The data were subjected to regression analysis and Mann-Whitney rank-sum test to compare predicted and measured values and to principal component analysis (PCA). The analysis of the full dataset indicated that there was a strong correlation (R 0.84­0.91; R2 0.71­0.82; RMSE 0.07­0.09) between estimated FC and soil water retention measured at potentials of 10 kPa and 33 kPa. FC estimated by PTF-3 correlated better with water holding capacity at 6 kPa. When the PTFs were reapplied to homogeneous soil groups (identified by PCA analysis), the correlation between predicted and measured FC was decreased.

Considerando a importância da retenção de água no solo para fins agronômicos e ambientais, objetivou-se com este trabalho avaliar três funções de pedotransferência (FP) para estimativa da capacidade de campo (CC) com base em atributos de solo facilmente determinados. Uma coleção de 17 solos dos biomas Cerrado e Pantanal, incluindo amostras superficiais e subsuperficiais, foram utilizadas. FP 1 considera o conteúdo de argila, matéria orgânica, areia grossa e microporosidade. FP 2 considera argila, areia total e matéria orgânica. A FP 3 leva em consideração apenas microporosidade. Os valores estimados de CC foram correlacionados aos valores de umidade obtidos em diferentes potenciais (0, 6, 10, 33, 100, 300, and 1500 kPa) com o intuito de verificar qual potencial corresponde à CC estimada. Os dados foram submetidos à análise de regressão, ao teste Mann-Whitney rank-sum para comparar valores medidos e estimados e realizada análise de componentes principais (PCA). Considerando todo o conjunto de dados, foi obtida uma forte correlação (R 0.84­0.91; R2 0.71­0.82; RMSE 0.07­0.09) entre CC estimada e a umidade do solo obtida nos potenciais de 10 kPa e 33 kPa. A CC estimada pela FP 3 correlacionou melhor com a retenção de água no potencial de 6 kPa. Quando as FP's foram reaplicadas em grupos de solos homogêneos (identificados pela PCA), a correlação entre valores estimados e medidos diminuiu.

Portable X-ray fluorescence (pXRF) applications in tropical Soil Science / Aplicações da fluorescência de raios-X portátil (pXRF) na Ciência do Solo tropical

ABSTRACT The X-ray fluorescence (XRF) is an analytical technique for determination of elemental composition of different materials. In soils, the XRF has many pedological, environmental and agronomic applications, mainly after the emergence of portable equipments (pXRF). This technique has been recently adopted and successfully used for soil characterization worldwide, but very rare works have been carried out in soils of developing countries. The soil characterization includes the complete elemental composition determination (nutrients, trace and rare-earth elements) and allows estimating some soil physical and chemical properties. In Brazil, this technique is still incipient, mainly the use of pXRF, however, it can greatly contribute to soil characterization in-field or in-lab conditions and also replacing methods of soil analyses considered non-environmentally friendly. This review summarizes the XRF technique including principles and the main applications of pXRF in soils highlighting its potential for tropical Soil Science.

RESUMO Fluorescência de raios-X (FRX) é uma técnica analítica para determinação da composição elementar de diferentes materiais. Em solos, a FRX apresenta muitas aplicações pedológicas, ambientais e agronômicas, principalmente após a emergência de equipamentos portáteis (pXRF). Essa técnica tem sido utilizada com sucessso no mundo todo para caracterização do solo, entretanto, são raros os trabalhos em solos de países em desenvolvimento. A caracterização do solo inclui a determinação completa da composição elementar (nutrientes, elementos-traço e terras-raras) e permite a estimativa de atributos químicos e físicos do solo. No Brasil, a FRX é ainda incipiente, principalmente o uso do pXRF, entretanto, essa técnica pode contribuir grandemente para a caracterização do solo no campo, em condições laboratoriais e, também, substituindo alguns métodos de análise do solo considerados não prejudicial ao ambiente. Esta revisão sumariza a técnica de FRX incluindo princípios e as principais aplicações do pXRF, destacando seu potencial de uso na Ciência do Solo tropical.

Urochloa decumbens growth and P uptake as affected by long-term phosphate fertilization, mycorrhizal inoculation and historical land use in contrasting Oxisols of the Brazilian Cerrado / Crescimento e absorção de P por Urochloa decumbens afetado por longos períodos de adubação fosfatada, inoculação micorrízica e histórico de uso em Latossolos contrastantes do Cerrado brasileiro

ABSTRACT In the fertility management of highly weathered-leached Brazilian Oxisols, P is the most limiting macronutrient. A greenhouse experiment was conducted with the objective to evaluate the influence of the interaction between P doses, mycorrhizal inoculation and historical land use on Urochloa decumbens growth and P uptake in four Oxisols with contrasting chemical, physical and mineralogical properties. The plants were cultivated in plastic pots containing 4 kg of soil in a completely randomized design, four replications and 2x2x2 factorial scheme: with two P doses; with and without mycorrhizal inoculation; soils cultivated for long periods and non-cultivated (under native vegetation). There were two plantings of ten weeks each. Shoot dry mater, concentration and accumulation of P in the shoot were evaluated. In the first planting, the Urochloa response was greater in non-cultivated soils associated with inoculation and P addition. However, in the second planting, the inoculation had a greater effect in all soils compared to the first planting associated with the lowest P dose. As the P concentration in the soil increased, P in the shoot dry matter increases. The inoculation did not affect the P concentration and accumulation in the shoot of Urochloa. The growth of Urochloa decumbens was strongly influenced by the interaction among soil class x history of land use x dose of P x inoculation.

RESUMO No manejo da fertilidade de Latossolos brasileiros altamente intemperizados e lixiviados, o P é o macronutriente mais limitante. Assim, conduziu-se um experimento em casa de vegetação, objetivando-se avaliar a influência da interação entre doses de P, inoculação micorrízica e histórico de uso do solo no crescimento de Urochloa decumbens e absorção de P, em quatro Latossolos com atributos químicos, físicos e mineralógicos contrastantes. As plantas foram cultivadas em vasos contendo 4 kg de solo, dispostos em um delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e esquema fatorial 2x2x2: duas doses de P; com e sem inoculação micorrízica; solos cultivados por longos períodos e não cultivados (sob vegetação nativa). Realizaram-se dois cultivos com duração de 10 semanas cada. Após cada cultivo avaliaram-se a matéria seca da parte aérea, teor e acúmulo de P na parte aérea. No primeiro cultivo, maior resposta ao P aconteceu nos solos sob vegetação nativa em associação à inoculação e adição de P. No segundo cultivo, a inoculação teve maior efeito em todos os solos, associada à menor dose de P. O aumento do P no solo aumenta a concentração desse nutriente na parte aérea. A inoculação não teve efeito na concentração e no acúmulo de P na parte aérea de Urochloa. O crescimento de Urochloa decumbens foi fortemente influenciado pela interação entre classe de solo x histórico de uso da terra x dose de P x inoculação.

10-Day probable rainfall for Uberlândia, Minas Gerais State, Brazil p / Precipitação decendial provável para Uberlândia, Minas Gerais, Brasil

The knowledge of probable rainfall can contribute substantially to farming activities, mainly in irrigation projects. This work was carried out aiming to determine the probable rainfall for Uberlândia, Minas Gerais State, Brazil. Daily precipitation data from 1975 to 2010 were summed in 10-day period (decennial) and applied to Gamma distribution. The probable rainfall was estimated to different probability levels (ranging 10% to 95%). The Gamma distribution was suitable to estimate the probable rainfall for 10-day period. During the wet season the historical average rainfall (10-day period) has 40% of probability of exceedance and during the dry season has 30%. From this work the 10day period rainfall can be estimated at different probability levels and contribute to farming activities, especially to irrigation.

O conhecimento da precipitação provável pode contribuir substancialmente para as atividades agrícolas, principalmente em projetos de irrigação. Este trabalho foi realizado com o objetivo de determinar a precipitação provável para o município de Uberlândia, MG. Dados diários de precipitação de 1975 a 2010 (36 anos de observação) foram organizados em períodos decendiais e ajustados à distribuição Gamma. A precipitação provável foi estimada em diferentes níveis de probabilidade (10% a 95%). A distribuição Gamma foi adequada para estimativa da precipitação provável. Durante a estação chuvosa, a precipitação média histórica decendial teve uma probabilidade de excedência de 40% e, na estação seca, de 30%. A partir deste trabalho, a precipitação decendial pode ser estimada em diferentes níveis de probabilidade de ocorrência. Isso pode contribuir substancialmente para o planejamento das atividades agrícolas da região, especialmente irrigação.

Atributos físicos e matéria orgânica de áreas de latossolo utilizadas para atividade pecuária no bioma cerrado / Physcical attributes and organic matter in latosol used to livestock purposes in cerrado biome

A região do Triângulo Mineiro está inserida no bioma Cerrado, tendo aproximadamente 67 % da sua área sob Latossolos Vermelhos, que apresentam baixa fertilidade natural e elevados teores de alumínio trocável, exigindo correções e adubações para a inserção destes no processo produtivo. Os atributos físicos do solo são bons indicadores da qualidade do solo, pois permitem o monitoramento de áreas que sofreram interferência antrópica, indicando o melhor uso e manejo para a redução dos processos de degradação. Esta pesquisa objetivou verificar as alterações nos atributos argila dispersa em água (ADA), grau de floculação (GF), diâmetro médio geométrico (DMG) e matéria orgânica do solo (MOS) de um Latossolo Vermelho distrófico, originalmente coberto pela vegetação de Cerrado, e, atualmente, sob diferentes tipos de uso com pastagens e culturas para silagem, adubados com diferentes dejetos de animais de criação intensiva. A argila dispersa em água e o diâmetro médio geométrico foram atributos físicos do solo muito suscetíveis às alterações com o manejo e uso e classe textural do solo. O uso de dejetos, independente da modalidade do uso e manejo do solo, contribuiu para agregar mais matéria orgânica na camada de 0-20 cm comparativamente a vegetação nativa do cerrado. O cerrado nativo embora com o menor teor de matéria orgânica foi que apresentou o maior diâmetro médio geométrico dos agregados. O menor teor de matéria orgânica do solo e o menor diâmetro médio geométrico dos agregados foram verificados na área sob cultivo de cana de açúcar para produção de forragem. p

The region of Mining Triangle is inserted in the savannah, with 66.79% of its area under Oxisols Reds, who have low natural fertility and high levels of exchangeable aluminum, requiring correction and fertilization for insertion in the production process. The physical attributes of the soil are good indicators of soil quality because it allows monitoring of areas that suffered interference, indicating the best use for the reduction of degradation processes. Therefore, we aimed at verifying changes in parameters such as total clay, water-dispersible clay (WDC), degree of flocculation (DF), mean geometric diameter (MGD) and soil organic matter (SOM) in the physical behavior of in oxisol, originally covered by savannah vegetation, and currently under different uses and management with application of different organic residues in pasture systems. The survey was conducted in Uberlandia, MG. The soil attributes are valued more or less influenced by its texture, its type of use and management than simply by adding one or another type of organic compost

Avaliação física do solo em áreas sob diferentes usos com adição de dejetos animais no bioma cerrado / Evaluation of physical soil under different uses in areas with added animal waste in the cerrado

A região do Triângulo Mineiro está inserida no bioma Cerrado, tendo 66,79% da sua área sob Latossolos Vermelhos, que apresentam baixa fertilidade natural e elevados teores de alumínio trocável, exigindo correções e adubações para a inserção destes no processo produtivo. Os atributos físicos do solo são bons indicadores de sua qualidade e permitem o monitoramento de áreas que sofreram algum tipo de interferência, determinando o melhor uso daquele que provoca menor degradação. Diante disso, este trabalho objetivou avaliar a estrutura de um Latossolo Vermelho distrófico numa área de Cerrado na região do Triângulo Mineiro, Uberlândia, MG, sob diferentes usos e recebendo resíduos orgânicos. Com a intervenção da pesquisa, os dejetos gerados nas atividades ligadas à produção animal podem sair da condição de poluidores do meio ambiente para condição de insumos básicos de alto valor agregado para a agricultura, pois, além da ação fertilizante que possuem, apresentam efeitos condicionadores e reparadores de atributos fisicos de solos, podendo significar, então, fator de agregação de valor tanto para a atividade de criação intensiva, agricultura e meio ambiente. A transformação do Cerrado nativo em ambientes de produção alterou a estrutura do solo. A conversão para áreas de pastagens e culturas (milho e cana-de-açúcar) diminuiu a macroporosidade e porosidade total e aumentou a densidade do solo. Essa conversão também influenciou o estado de agregação do solo, avaliado pelo aumento da dispersão da fração argila.

The region of Mining Triangle is inserted in the Cerrado, with 66.79% of its area under Oxisols Reds, who have low natural fertility and high levels of exchangeable aluminum, requiring correction and fertilization for insertion in the production process. The physical attributes of the soil are good indicators of its quality and permits monitoring of areas that suffered some type of interference, determining the best use of that which causes less degradation. Therefore, this study aimed to evaluate the structure of an Oxisol in the Cerrado area in the region of Minas Gerais, Uberlandia, MG, under different uses and receiving organic wastes. With the intervention of the research, wastes generated in the activities related to animal production can leave the condition of polluting the environment to the condition of basic materials of high added value for agriculture, therefore, beyond action fertilizer that are present and conditioning effects repair of physical attributes of soils, could mean, then, a factor of adding value both for the activity of intensive rearing, agriculture and environment. The transformation of the native savannah in production environments changed the soil structure. The conversion to pasture areas and crops (corn and sugar cane) decreased macroporosity and increased soil density. This conversion also influenced the state of aggregation of soil, measured by the increase in the dispersion of clay fraction.

Electrochemical attributes of soils influenced by sugarcane vinasse / Atributos eletroquímicos de solos influenciados pela vinhaça

The electrochemistry at the surface of colloidal particles in soils is related to important physical and chemical phenomena, such as flocculation and dispersion of soil particles, cation-exchange-capacity, anion adsorption, pesticides and heavy metals adsorption. Sorption of organic compounds on the surface of soil components may cause important changes on their electrochemical attributes. The vinasse has been applied in soils, mainly in sugarcane crops, as organic fertilizer. Its effects on physical, chemical and biological attributes of soils are well documented; however, little is known about the effects on electrochemical attributes. This work aimed to evaluate the effects of sugarcane vinasse on soil pH and zeta potential of the clay fraction of two Latosols (Oxisols) and an Argisol (Ultisol). The pH of soils amended with vinasse was measured in water and 1M KCl solution (ratio soil:water 1:2.5), and estimated the ∆pH (pH 1M KCl - pH in water). The zeta potential (ζ)) of the clay fraction was determined by electrophoretic mobility in 0,01M NaCl solution adjusted to different pH values (2, 3, 5, 6, 7, 9 and 11), and estimated the point of zero charge (PZC) (ζ) = 0). The soil pH and net charge of soils were clearly influenced by vinasse. These changes may influence important chemical and physical phenomena in soils and also help future studies involving vinasse in soils.

A eletroquímica das partículas coloidais do solo está relacionada com importantes fenômenos físicoquímicos, como floculação e dispersão do solo, capacidade de troca de cátions e ânions, adsorção de pesticidas e metais pesados. A sorção de compostos orgânicos na superfície dos componentes do solo pode causar importantes mudanças em seus atributos eletroquímicos. A vinhaça tem sido aplicada em solos, principalmente na cultura da cana-de-açúcar, como fertilizante orgânico. Embora os efeitos da vinhaça sobre atributos físicos, químicos e biológicos do solo sejam bem conhecidos, estudos envolvendo a eletroquímica das partículas do solo ainda são necessários. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da vinhaça sobre o pH e potencial zeta da fração argila de amostras de dois Latossolos e um Argissolo. Foi determinado o pH em água e em solução KCl 1M (relação solo:água 1:2,5) e estimado o pH (pH em KCl 1M ­ pH em água). Na fração argila foi determinado o potencial zeta () por mobilidade eletroforética em solução de NaCl 0,01M com diferentes valores de pH (2, 3, 5, 6, 7, 9 e 11) e estimado o ponto de carga zero (PCZ) ( = 0). O pH do solo e as cargas superficiais foram claramente influenciadas pela vinhaça. Essas mudanças podem influenciar importantes fenômenos físico-químicos do solo, bem como, servir de base para estudos futuros envolvendo vinhaça em solos.

Assessing the tolerance of castor bean to Cd and Pb for phytoremediation purposes.

This study evaluated Cd and Pb accumulation by castor bean (Ricinus communis cv. Guarany) plants grown in nutrient solution, aiming to assess the plant's ability and tolerance to grow in Cd- and Pb-contaminated solutions for phytoremediation purposes. The plants were grown in individual pots containing Hoagland and Arnon's nutrient solution with increasing concentrations of Cd and Pb. The production of root and shoot dry matter and their contents of Cd, Pb, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, and Zn were evaluated in order to calculate the translocation and bioaccumulation factors, as well as toxicity of Cd and Pb. Cadmium caused severe symptoms of phytotoxicity in the plant's root and shoot, but no adverse effect was observed for Pb. Castor bean is an appropriate plant to be used as indicator plant for Cd and tolerante for Pb in contaminated solution and it can be potentially used for phytoremediation of contaminated areas.

Atributos mecânicos e erosão por salpicamento em amostras de latossolo vermelho-amarelo sob efeito de vinhaça / Soil mechanical attributes and splash erosion on samples of red-yellow latosol influenced by sugarcane vinasse

Objetivou-se, neste trabalho, quantificar o efeito da vinhaça no comportamento compressivo e nos atributos mecânicos, como consistência, umidade ótima de compactação e densidade máxima, de um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA); avaliar o efeito da vinhaça e do estado de compactação no salpicamento de partículas, da região de Lavras, MG. A vinhaça foi proveniente de um alambique de cachaça artesanal. Foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas profundidades de 0 a 3 cm e 60 a 63 cm. As amostras deformadas destinaram-se à caracterização do solo, determinação dos limites de consistência e realização do ensaio de Proctor Normal, após a incubação do material com vinhaça. As amostras indeformadas foram saturadas com vinhaça ou água destilada (controle), por 48 horas e destinaram-se aos ensaios de compressibilidade e resistência ao salpicamento, usando-se um minisimulador de chuvas. A vinhaça alterou os limites de consistência das camadas estudadas. Para a camada de 0-3 cm a vinhaça reduziu a faixa friável e para a camada 60-63 cm aumentou. Para ambas as camadas, a vinhaça aumentou a Dmáx e reduziu a Uótima. As camadas 0-3 cm e 60-63 cm, independentemente do tratamento com vinhaça, apresentaram a mesma capacidade suporte de carga. O estado de compactação das amostras influenciou a erosão por salpicamento. O aumento da pressão aplicada sobre as amostras resultou no aumento da quantidade de material salpicado. Na camada 60-63 cm, o tratamento com vinhaça reduziu a quantidade de material salpicado com o aumento da pressão aplicada, notadamente com as amostras na capacidade de campo.

The objective of this study was to quantify the effect of plonk on compressive behavior and mechanical attributes such as consistency, optimum moisture for compaction and maximum density of a Red-Yellow Latosol (Oxisol) to evaluate the effect of plonk and compaction state in splashed particles, from Lavras (MG) region. The plonk was obtained from an artisanal sugarcane brandy alembic. Undisturbed and disturbed soil samples were collected at 0 to 3 cm and 60 to 63 cm depths. Disturbed soil samples were used for soil characterization, determination of consistence limits and Normal Proctor essay after material incubation with plonk. Undisturbed soil samples were saturated with plonk or distilled water (control) during 48 hours for testing the compressibility and resistance to splash by using simulated rainfall. The plonk altered the consistence limits of studied layers. For the 0-3 cm layer, the plonk reduced the friable range, and for the 60-63 cm layer the effect was in the opposite direction. For both layers, the plonk increased Dmax and decreased Uoptimum. Regardless of the plonk treatment, both layers presented the same load support capacity. The compaction degree of samples influenced the splash erosion. The increase of the applied pressure over the samples resulted in increase of splash material quantity. At the 60-63 cm layer, the plonk treatment reduced the splash material quantity by increasing the applied pressure, mainly when the samples were at field capacity.

Relationship between raindrops and ultrasonic energy on the disruption of a Haplic Cambisol / Relação entre energia de gotas de chuva e energia ultra-sônica na desagregação de um Cambissolo Háplico

The aim of this work was to compare aggregate disruption of undisturbed soil samples by ultrasonic energy to aggregate disruption caused by the energy of simulated raindrops, to provide equations that can describe this relationship, and to evaluate whether aggregate stability, expressed by sonication method, may be used to estimate the effect that raindrops have on undisturbed soil samples. Undisturbed soil samples from A, Bi and C horizons of a Cambisol were submitted to different levels of ultrasonic energy and simulated raindrops. Sieved samples (aggregates) were also submitted to different levels of ultrasonic energy so that both disturbed and undisturbed conditions of samples could be compared. The results showed that the method using ultrasonic energy on undisturbed soil samples can simulate the amount of aggregate disruption of soil due to raindrop impact. Dispersion curves of disturbed samples may not be used to estimate the effect of raindrops on undisturbed soil samples.

Objetivou-se neste trabalho comparar a desagregação de amostras de solo indeformadas pela energia ultra-sônica com a desagregação causada pela energia cinética de gotas de chuva simulada, estabelecer equações para descrever essa relação e avaliar se a estabilidade de agregados determinada pelas curvas de desagregação por ultra-som pode ser usada para estimar o efeito que as gotas de chuva têm sobre amostras indeformadas. Amostras indeformadas dos horizontes A, Bi e C de um Cambissolo Háplico foram submetidas a diferentes níveis de energia ultra-sônica e gotas de chuva simulada. Amostras peneiradas (agregados) também foram submetidas a diferentes níveis de energia ultra-sônica para obtenção de curvas de desagregação. Os resultados mostraram que a quantidade de solo desagregado pelo impacto das gotas de chuva pode ser simulada pela aplicação de energia ultra-sônica sobre amostras indeformadas de solo. Curvas de desagregação de amostras deformadas não podem ser usadas para estimar o efeito das gotas de chuva sobre amostras indeformadas de solo.

Estabilidade de agregados de um latossolo vermelho tratado com cama de peru / Aggregate stability of a Red Latosol amended with turkey litter

Recentemente, tem ocorrido um grande aumento na produção de aves, com destaque para a carne de peru, motivado pelo aumento das exportações e a conquista de novos mercados. Como conseqüência, tem sido gerada uma grande quantidade de resíduos orgânicos com potencial impacto sobre o ambiente. A cama de peru constitui-se no principal resíduo dessa atividade avícola, e uma das formas de sua utilização é a sua disposição em solos como condicionador de suas características físicas e químicas. Assim, objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da aplicação da cama de peru na estabilidade de agregados de um Latossolo Vermelho Distrófico típico, sob pastagem de Brachiaria decumbens, localizado em Uberlândia, no Triângulo Mineiro, Minas Gerais. A cama de peru foi aplicada nas dosagens de: 0 (controle), 1.200, 2.400 e 4.800 kg ha-1 e 2.400 kg ha-1 + adubação mineral (36 kg ha-1 N, 60 kg ha-1 K2O e 60 kg ha-1de P2O5). As aplicações foram realizadas em janeiro de 2004 e o solo amostrado em duas épocas distintas (60 e 210 dias após aplicação) nas camadas de 0-20 e 20-40 cm para análise da estabilidade de agregados, avaliada pela percentagem total de agregados, percentagem de agregados maiores que 2mm, menores que 0,25mm e diâmetro médio geométrico (DMG). Não houve efeito das dosagens de cama de peru aplicadas na agregação do solo, entretanto, independentemente da dose aplicada houve um aumento na estabilidade de agregados, ao longo do tempo, notadamente na camada de 0-20 cm.

Recently, there has been occurring a great increase in poultry production, especially in turkey's meat, motivated by the increase of exports and conquest of new markets. As a consequence, a great amount of organic residues has been generated, providing potential impact on the environment. Turkey litter is the main residue from such activity, and has been used as soil conditioner, intended to improve physical and chemical characteristics. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effect of turkey litter application in aggregate stability of a Typic dystrophic Red Latosol, under pasture of Brachiaria decumbens, located in Uberlândia, Triângulo Mineiro, Minas Gerais State. Turkey litter was applied in the following dosages: 0 (control), 1,200; 2,400 and 4,800 kg ha-1 and 2,400 kg ha-1 + mineral fertilizer (36 kg ha-1 N, 60 kg ha-1 K2O and 60 kg ha-1 of P2O5). The applications were accomplished in January 2004, and the soil was sampled in two different times (60 and 210 days after application) in layers of 0-20 and 20-40 cm for aggregate stability analysis, evaluated through the total percentage of aggregates larger than 2 mm, smaller than 0.25 mm and Geometric Mean Diameter (GMD). There was no effect of turkey litter dosages in soil aggregation. However, independently of the applied dose, there was an increase in the aggregate stability along time, especially in the 0-20 cm layer.

Comparação de distribuições de probabilidade e estimativa da precipitação provável para região de Barbacena, MG / Comparasion of probability distribution models and estimative of the probable rainfall for the Barbacena County, MG

Estudos probabilísticos envolvendo variáveis climáticas são de extrema importância para as atividades da agropecuária, construção civil, turismo, transporte, dentre outros. Visando contribuir para o planejamento da agricultura irrigada, este trabalho teve como objetivos comparar distribuições de probabilidade ajustadas às séries históricas decendiais e mensais, e estimar as precipitações prováveis para o município de Barbacena, MG. Foram estudados os meses de dezembro, janeiro e fevereiro, no período de 1942 a 2003, constituindo-se séries históricas com 62 anos de observações. As lâminas diárias foram totalizadas em períodos mensais e decendiais, sendo aplicadas as distribuições log-Normal 2 parâmetros, log-Normal 3 parâmetros e Gama. Para avaliar a adequabilidade das distribuições, nos períodos estudados, utilizou-se o teste de Qui-quadrado (chi2), ao nível de 5 por cento de significância. As precipitações prováveis foram estimadas para cada período estudado utilizando a distribuição que apresentou o menor valor de chi2, nos níveis de probabilidade de excedência de 75, 90 e 98 por cento. A distribuição Gama foi a que melhor se ajustou aos dados. O estudo de precipitações prováveis é uma boa ferramenta no auxílio da tomada de decisão quanto ao planejamento e uso da irrigação.

Probabilistic studies involving climatic variables are of extreme importance for farming activities, construction, tourism, among others. Seeking to contribute for the planning of irrigate agriculture, this work had as objectives to compare adjusted probability distribution models to the monthly and decennial historical series and to estimate the probable rainfall for the Barbacena County, Minas Gerais State, Brazil. Rainfall data of December, January and February, from 1942 to 2003, were studied, constituting historical series with 62 years of observations. Daily rainfall depths were added for 10 and 30 days, applying Gama, log-Normal 2 and log-Normal 3 parameters probability distribution models. Probability distributions models, were compared with Qui-square statistical test, at 5 percent significance level. Probable rainfall was estimated for each period, using the best distribution, which was evaluated based on the smallest Qui-square value, for the probability occurrence levels of 75, 90 and 98 percent. Gama probability distribution was the most adequate model.