The spatial and temporal variation of soil CO 2 emission is influenced by several soil attributes related to CO 2 production and its diffusion in the soil. However, few studies aiming to understand the effect of topography on the variability of CO 2 emissions exist, especially for cropping areas of tropical regions. The objective of this study was to evaluate the spatial and temporal changes of soil CO 2 emission and its relation to soil attributes in an area currently cropped with sugarcane under different relief forms and slope positions. Mean CO 2 emissions in the studied period (seven months) varied between 0.23 and 0.71, 0.27 and 0.90, and 0.31 and 0.80 g m -2 h -1 of CO 2 for concave (Conc), backslope (BackS) and footslope (FootS) positions, respectively. The temporal variability of CO 2 emissions in each area was explained by an exponential relation between the CO 2 emission and soil temperature and a linear relation between CO 2 emission and soil water content. The Q 10 values were 1.98 (± 0.34), 1.81 (± 0.49) and 1.71 (± 0.31) for Conc, BackS and FootS, respectively. Bulk density, macroporosity, penetration resistance, aggregation and oxidizable organic carbon content explain the changes in soil CO 2 emission observed, especially when the Conc position was compared to BackS. The effect of relief form and topographic position on soil CO 2 emission variation was dependent on the time of measurement. Key words: soil respiration, temporal variation, spatial variation, soil attributes, soil porosity EMISSÃO DE CO 2 DO SOLO SOB CULTIVO DE CANA-DE-AÇÚCAR EM FUNÇÃO DA TOPOGRAFIARESUMO: A variação temporal e espacial da emissão de CO 2 solo-atmosfera é influenciada por inúmeros atributos do solo relacionados à produção de CO 2 e à difusão do gás no solo. Ainda são escassos, entretanto, estudos visando compreender o efeito da topografia na variação da emissão deste gás, especialmente em áreas agrícolas da região tropical. O objetivo deste trabalho foi estudar a variação temporal e espacial da emissão de CO 2 solo-atmosfera e sua relação com atributos do solo em área de cultivo de cana-de-açúcar sob diferentes formas de relevo e posições na encosta. A média da emissão de CO 2 no período de sete meses de estudo variou entre 0,23 e 0,71; 0,27 e 0,90 e 0,31 e 0.80 g CO 2 m -2 h -1 , nas posições côncava (Conc), encosta superior (BackS) e encosta inferior (FootS), respectivamente. A variação temporal da emissão em cada uma das áreas foi explicada por uma relação exponencial entre emissão de CO 2 e temperatura do solo, e uma relação linear da emissão deste gás com a umidade do solo. O valor de Q 10 foi 1,98 (± 0,34); 1,81 (± 0,49) e 1,71 (± 0,31) para Conc, BackS e FootS, respectivamente. Densidade do solo, macroporosidade, resistência do solo à penetração, agregação e conteúdo de carbono orgânico oxidável explicaram as variações observadas na emissão de CO 2 , especialmente quando se compara a posição côncava com a encosta superior. O efeito do relevo e da posição topográfica sobre a variação da emissão de C...

Soil CO 2 emission (FCO2) is governed by the inherent properties of the soil, such as bulk density (BD). Mapping of FCO2 allows the evaluation and identification of areas with different accumulation potential of carbon. However, FCO2 mapping over larger areas is not feasible due to the period required for evaluation. This study aimed to assess the quality of FCO2 spatial estimates using values of BD as secondary information. FCO2 and BD were evaluated on a regular sampling grid of 60 m × 60 m comprising 141 points, which was established on a sugarcane area. Four scenarios were defined according to the proportion of the number of sampling points of FCO2 to those of BD. For these scenarios, 67 (F67), 87 (F87), 107 (F107) and 127 (F127) FCO2 sampling points were used in addition to 127 BD sampling points used as supplementary information. The use of additional information from the BD provided an increase in the accuracy of the estimates only in the F107, F67 and F87 scenarios, respectively. The F87 scenario, with the approximate ratio between the FCO2 and BD of 1.00:1.50, presented the best relative improvement in the quality of estimates, thereby indicating that the BD should be sampled at a density 1.5 time greater than that applied for the FCO2. This procedure avoided problems related to the high temporal variability associated with FCO2, which enabled the mapping of this variable to be elaborated in large areas.

RESUMO:Neste trabalho, foi determinada a estrutura da variabilidade espacial da emissão de CO 2 , temperatura e umidade de solos desprovidos de vegetação em duas localidades sob cultivo da cana-de-açúcar, em sistemas de manejos de cana crua e de cana queimada, no nordeste do Estado de São Paulo. A emissão de CO 2 e a temperatura do solo foram registradas utilizando-se de câmara de fluxo portátil e sensor de temperatura do sistema LI-6400. A umidade foi avaliada utilizando sistema portátil TDR. A maior emissão foi observada no local sob manejo de cana queimada, com valor médio de 2,05 µmol m -2 s -1 , porém a dependência espacial na emissão de CO 2 foi encontrada somente na área sob manejo de cana crua. Os mapas de krigagem da emissão de CO 2 , temperatura e umidade do solo sob manejo de cana queimada mostraram correspondência à declividade do terreno, com as maiores emissões e temperaturas localizadas na parte mais alta, sendo as maiores umidades do solo encontradas na parte mais baixa do local estudado. Os resultados indicam correlação linear positiva da emissão de CO 2 com a temperatura, e negativa com a umidade do solo somente no local com manejo de cana queimada, e não no sistema de cana crua, onde a presença de palhada certamente impede a ação direta da radiação solar e o escoamento de chuvas. PALAVRAS-CHAVE:respiração do solo, geoestatística, manejo da cana-de-açúcar. SPATIAL VARIABILITY OF CO 2 EMISSION ON OXISOL SOILS CULTIVATED WITH SUGAR CANE UNDER DIFFERENT MANAGEMENT PRACTICESABSTRACT: In this work, it was determined the spatial variability structure of soil CO 2 emission, the temperature and the soil moisture in two locations currently cultivated with sugar cane and submitted to different management systems: slash/burn and no-till, in the northeast of São Paulo State. The soil CO 2 emission and the soil temperature were registered by using a portable chamber and a temperature sensor of LI-6400 system. Soil moisture was measured by a portable TDR system. The highest emission was observed in the slash and burn plot, with an average value of 2.05 µmol m -2 s -1 , but spatial variability structure was observed just for the CO 2 emission under the no-till management systems. In the slash and burn system, the kriging maps of soil CO 2 emission, the temperature and the moisture shown to be related to the land declivity, as the higher emissions and temperatures were located in the highest level, and the smaller moisture values located in the lowest parts of the studied area. Results indicate a positive linear correlation between soil emission and temperature and also a negative correlation regarding soil moisture, for the slash and burn plot only, but not in the no-till plots, where crop residues were left in soil surface and certainly modified the direct incidence of the solar radiation and the action of rain drainage.

ResumoA aplicação de lâminas de irrigação em solos é uma das práticas mais adotadas em ambientes tropicais, especialmente em épocas de seca. Neste trabalho, investigaram-se as emissões de CO 2 , temperatura e umidade do solo, em 48 pontos distribuídos numa área de 35 x 25 m, afetados por irrigações, promovidas com um aspersor localizado no centro da área, que provocou um molhamento com perfil triangular com lâminas máximas aplicadas de 44,4 e 62,2 mm nos pontos mais próximos do aspersor, Os resultados indicam que as emissões, temperatura e umidade do solo foram fortemente afetadas pelas duas irrigações na área, cuja lâmina total de água somou 106,6 mm para os pontos mais próximos do aspersor e aproximadamente zero para os pontos mais distantes. Os mapas de variação espacial das variáveis, bem como a correlação linear entre elas, indica que as emissões estiveram positivamente relacionadas à umidade do solo e negativamente correlacionadas à temperatura do solo, após os eventos de molhamento da área. Os modelos de variabilidade espacial da emissão de CO 2 mudam de exponencial para esféricos logo após os eventos de irrigação. Tais resultados indicam que o fator limitante à emissão de CO 2 do solo foi a umidade, pois, a despeito das reduções na temperatura do solo provocadas pelo molhamento, as emissões foram fortemente aumentadas. Palavras-chave: Respiração do solo. Geoestatística. Irrigação por aspersão. AbstractThe irrigation application is one of the most useful techniques in tropical environments, especially during dry seasons. In this study, CO 2 efflux, temperature and soil moisture were studied in a field sampled with a grid having 48 points distributed in 35 x 25 m, under irrigation promoted by a sprinkler located at the center of the area, provoking different levels of water deposition, with maximum irrigation levels of 44.4 and 62.2 mm in points closer to the sprinkler. The results show that the emissions, temperature and moisture were strongly affected by the two irrigations events, having a total water level added of 106,6 mm for the points next to the sprinkler and zero for the most distant points from it. The maps of space variation of the variables, as well as the linear correlation between them, indicate that the emissions were positively related to the soil moisture and negative correlated to the soil temperature only after the irrigations events. The special variability models of soil CO 2 emission changed from exponential to spherical after the irrigations events. Such results indicate that soil moisture is among possible controlling factors of the soil CO 2 emission, because even with reductions in soil temperature provoked by the wetness, emissions increased strongly.

Agricultural areas deal with enormous CO 2 intake fluxes offering an opportunity for greenhouse effect mitigation. In this work we studied the potential of soil carbon sequestration due to the management conversion in major agricultural activities in Brazil. Data from several studies indicate that in soybean/maize, and related rotation systems, a significant soil carbon sequestration was observed over the year of conversion from conventional to no-till practices, with a mean rate of 0.41 Mg C ha -1 year -1. The same effect was observed in sugarcane fields, but with a much higher accumulation of carbon in soil stocks, when sugarcane fields are converted from burned to mechanised based harvest, where large amounts of sugarcane residues remain on the soil surface (1.8 Mg C ha -1 year -1 ). The higher sequestration potential of sugarcane crops, when compared to the others, has a direct relation to the primary production of this crop. Nevertheless, much of this mitigation potential of soil carbon accumulation in sugarcane fields is lost once areas are reformed, or intensive tillage is applied. Pasture lands have shown soil carbon depletion once natural areas are converted to livestock use, while integration of those areas with agriculture use has shown an improvement in soil carbon stocks. Those works have shown that the main crop systems of Brazil have a huge mitigation potential, especially in soil carbon form, being an opportunity for future mitigation strategies.Keywords: greenhouse gas, mitigation strategies, soil carbon stock, carbon dioxide, agriculture. Uma revisão sobre o acúmulo de carbono no solo devido a mudança de manejo nas principais atividades agrícolas do Brasil ResumoÁreas agrícolas trocam enormes fluxos de CO 2 , oferecendo uma oportunidade para mitigar o efeito estufa. Neste trabalho, estudou-se o potencial de sequestro de carbono em razão da conversão no manejo das principais atividades agrícolas do Brasil. Dados de vários estudos têm indicado que no sistema soja/milho e nas respectivas rotações, ocorre um sequestro de carbono no solo significativo ao longo dos anos de conversão do plantio convencional para o plantio direto, com uma média de 0,41 Mg C ha -1 ano -1. O mesmo efeito tem sido observado nos canaviais, porém há maiores acúmulos de carbono no solo quando as áreas de cana-de-açúcar são convertidas da colheita baseada na queima para a mecanizada, em que grandes quantidades de palha são deixadas na superfície do solo (1,8 Mg C ha -1 ano -1). Esse maior potencial de acúmulo de carbono no solo nos canaviais, comparado com outras culturas, está diretamente relacionado com a maior produção primária dessa cultura. Apesar disso, muito desse potencial de sequestro é perdido, uma vez que os canaviais são reformados, sob preparo intensivo do solo. As áreas de pasto mostram uma depleção nos estoques de carbono, quando convertidas de áreas naturais; porém, a integração dessas áreas com agricultura pode promover o aumento nos estoques de carbono do solo. Os trabalhos têm mostrado que as princi...

RESUMO: Este trabalho teve por objetivo avaliar a sensibilidade de isolados dos fungos Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok. e Beauveria bassiana (Bals). Vuill. ao efeito das radiações solar e ultravioleta e da temperatura. Conídios dos isolados foram expostos, por vários períodos, aos raios de um simulador solar em diversas irradiâncias e a uma lâmpada de raios ultravioleta germicida. Os conídios do isolado de M. anisopliae foram também expostos às temperaturas de 19,5; 24,2 e 31,0ºC, e os do isolado de B. bassiana a 19,4; 20,8 e 28,3ºC, e 18,7; 23,8 e 30,9ºC. Avaliou-se a germinação de conídios pelo teste de viabilidade. Os isolados dos fungos se mostraram bastantes sensíveis aos raios do simulador solar e aos raios ultravioleta. A germinação de ambos sofreu significativa redução a partir de 30 minutos de exposição à radiação do simulador solar. O efeito mais severo foi evidenciado pelo isolado de B. bassiana, com grande redução da germinação dos conídios em todas as irradiâncias testadas. A sensibilidade à radiação ultravioleta também foi grande, pois ocorreu acentuada redução da germinação dos conídios do isolado de M. anisopliae (38,2%) e de B. bassiana (65%) já aos 30 segundos de exposição. A temperatura afetou a viabilidade de ambos os fungos. Temperaturas entre 23,8 e 31ºC favoreceram a germinação dos conídios, enquanto temperaturas próximas de 20ºC dificultaram a germinação.

ABSTRACT:Soil CO 2 emission (FCO 2 ) is one of the main sources of carbon release into the atmosphere. Moreover, FCO 2 is related to soil attributes governing the transfer of gases from soil to the atmosphere. This study aimed firstly to describe the spatial variability of hematite (Hm), goethite (Gt), iron extracted with sodium dithionite-citrate-bicarbonate (Fe d ) contents, soil CO 2 emission (FCO 2 ) and free-water porosity (FWP) and secondly, to develop statistical models to predict the above mentioned factors in an Oxisol cultivated under manual harvesting of sugarcane (Saccharum spp.) in southeastern Brazil. The study was conducted on an irregular 50 m × 50 m grid containing 89 points, each 0.5-10 m apart. The 0-0.1 m soil layer at each sampling point was used to assess soil FCO 2 , moisture and total pore volume. The results were subjected to descriptive statistical and geostatistical analyses using auto-and cross-semivariograms. All soil attributes exhibited a spatial dependence structure and the experimental semivariograms fitted spherical and exponential models. The Gt content was the individual attribute that exhibited the highest linear and spatial correlation, especially with FCO 2 . We were able to use diffuse reflectance spectroscopy to map large areas, which allows for easy identification and estimation of soil attributes such as FCO 2 and FWP. Geostatistical techniques faciltate the interpretation of spatial relationships between soil respiration and the examined properties.

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