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Although energy analysis is a way to evaluate the sustainability of production systems, this practice is not often used in the agribusiness. In this context, the castor bean (Ricinus communis L) is an agricultural crop not yet well studied despite its great potential in the Brazilian energetic scenario. This article aimed to evaluate the productive potential of the castor bean oil, using an energetic view applied to two management systems: low (System 1) and medium (System 2) technologies. The quantification of the used material fluxes was made converting these factors in energy units. The input energy fluxes were 3,170.6 MJ ha¹ and 10,366.0 MJ ha¹ for Systems 1 and 2, respectively. The energy balance of System 1 was 11,938.2 MJ ha¹ and that of System 2 16,296.5 MJ ha¹. The net energetic gain or the energy gain over the invested energy (EROI) of System 1 was 3.8 and of System 2, 2.6. Although presenting a greater energy demand and a lower EROI, System 2 had a greater energy balance, demonstrating a better viability of this cultivation system for the production of castor bean oil.A análise energética é uma forma de se avaliar a sustentabilidade de um sistema produtivo, apesar de ainda pouco utilizada no setor agropecuário. Inserida neste setor encontra-se a produção da mamoneira (Ricinus communis L.), cultura ainda pouco estudada e que apresenta grande importância para o agronegócio brasileiro. Avaliou-se sob a ótica energética a produção potencial de óleo de mamona em dois sistemas de cultivo: com baixa (Sistema 1) e média (Sistema 2) tecnologias. Foi realizada a quantificação dos fluxos de materiais empregados nos dois sistemas de produção e conversão destes fatores em unidades de energia. Os fluxos de energia de entrada foram de 3.170,6 MJ ha¹ e 10.366 MJ ha¹ para os sistemas 1 e 2, respectivamente. O balanço de energia foi de 11.938,2 MJ ha¹ no sistema 1 e 16.296,5 MJ ha¹ no sistema 2. A lucratividade energética, retorno em energia sobre energia investida (EROI) do sistema 1 foi de 3,8 e no sistema 2 de 2,6. Apesar de apresentar uma maior demanda energética e menor EROI, o sistema 2 obteve maior balanço energético, demonstrando a maior viabilidade deste tipo de cultivo para a cultura da mamoneira.

Reaching a better understanding of the policies and politics of transitions presents a main agenda item in the emerging field of sustainability transitions. One important requirement for these transitions, such as the move towards a decarbonized energy system, is the redirection and acceleration of technological change, for which policies play a key role. In this regard, several studies have argued for the need to combine different policy instruments in so-called policy mixes. However, existing policy mix studies often fall short of reflecting the complexity and dynamics of actual policy mixes, the underlying politics and the evaluation of their impacts. In this paper we take a first step towards an extended, interdisciplinary policy mix concept based on a review of the bodies of literature on innovation studies, environmental economics and policy analysis.

The soil water retention curve is fundamental for the hydraulic characterization of a soil and has many applications in agricultural research as well as in practical agriculture. A new procedure for soil moisture and soil bulk density evaluation inside closed pressure chambers through gamma-ray beam attenuation is presented. The proposed procedure presents several advantages in relation to the traditional process: avoids the need of continuous sample manipulation; minimizes the problem of hysteresis; allows a more precise evaluation of soil moisture by taking into account changes of soil bulk density due to swelling or shrinking on addition or removal of water; allows frequent evaluation of soil moisture without the need of opening the pressure chamber; allows a more precise judgement of equilibrium; reduces drastically the time of the determination of the retention curve and allows easy automation of data acquisition by a computer. A curva de retenção da água no solo é fundamental para a caracterização hídrica de um solo e tem muitas aplicações na pesquisa agrícola assim como na agricultura aplicada. Um novo procedimento para determinação da umidade e densidade do solo no interior de câmaras de pressão utilizadas para deter minação de curvas de retenção é apresentado. O procedimento proposto apresenta várias vantagens em relação ao processo tradicional, tais como: evita a necessidade de constante manipulação das amostras; minimiza o problema da histerese; permite uma determinação mais precisa da umidade por levar em conta possíveis alterações na densidade do solo devido à expansão e/ou contração durante a adição ou retirada de água; permite constante avaliação da umidade do solo sem a necessidade de abertura da câmara; permite um julgamento mais preciso do ponto de equilíbrio após cada período de extração; reduz drasticamente o tempo necessário para a determinação das curvas de retenção e permite fácil automação do sistema de aquisição de dados com ajuda de um computador.

The first models of temporal variation of root systems appeared over 20 years ago. The complex architectural geometry of root systems; the wide range in size and diameter and the rapid growth and decomposition of finest roots; the different physiological activity of roots of different ages; the complex microbial processes occurring at the root-soil interface; the symbiotic relationships in the rhizosphere; the variable soil environment (physical, chemical and biological) in which roots develop are the challenges of quantifying the root growth. The models are not simple mechanisms to archive information in order to produce forecasts. Modeling represents a better way of synthesizing knowledge about different components of a system, summarizing data, and transferring research results to users.

The knowledge of field management zones based on soil attributes can be helpful for the implementation of site-specific management. This work had the objective of analyzing the spatial dependence of soil attributes of the 0-0.20 m and 0.20-0.40 m layers of an Entisols Quartzipsamments, in Petrolina, Northeast Brazil, which has been cultivated with micro sprinkler irrigated grapevines. In a rectangular grid with 168 points spaced by 4.0 x 3.5 m, soil samples were collected from each layer to determine soil bulk density, contents of clay, silt and sand, soil water contents at field capacity and wilting point. All data sets were submitted to classic statistical and geostatistical analyses. For the 0-0.20 m layer, the distributions of soil bulk density, clay content and soil water content at field capacity presented a spatial dependence structure, with ranges of 10.0 m, 8.3 m and 7.2 m, respectively. In the 0.20-0.40 m layer, spatial dependence was found for soil density, sand content (6.6 m for both attributes) and soil water content at field capacity (6.8 m range). Distributions of silt and sand contents and soil water content at wilting point presented no spatial dependence in the upper layer as well as the clay and silt contents and soil water content at wilting pointing in the deeper layer. By constructing the soil attribute contour maps, distinct management zones were defined as well as their extension. Practical uses for irrigation scheduling purposes were proposed.

O estudo da relação entre as propriedades do solo é de grande importância na área agronômica objetivando um manejo racional dos recursos naturais do meio ambiente e um aumento na produtividade agrícola. Tradicionalmente este estudo tem sido realizado usando modelos de regressão estática os quais não levam em consideração a estrutura espacial envolvida. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a relação entre uma variável de determinação mais cara e demorada (por exemplo, nitrogênio total do solo) e outras de mais barata e rápida determinação (p.e., carbono orgânico do solo, pH, etc.). Duas importantes classes de modelos (espaço de estados linear e redes neurais) são usadas para predição e comparadas aos modelos de regressão uni- e multivariados aqui usados como referência. Para tal, em uma área experimental cultivada com aveia, situada em Jaguariúna, SP (22º41? S e 47º00? W), amostras de um solo classificado como Latossolo foram coletadas na camada arável ao longo de uma transeção espacial de 194 m, eqüidistantes de 2 m. Os modelos de rede neural recorrente e de espaço de estados padrão tiveram uma melhor performance preditiva da variável nitrogênio total do solo quando comparados aos modelos de regressão padrão. Entre os modelos de regressão padrão o Autoregressivo Vetorial teve um melhor desempenho preditivo da variável nitrogênio total do solo.

Soil compaction is one of the fundamental parameters to evaluate the environmental impact of agricultural machinery traffic on soils. Compaction causes modifications on soil physical properties such as changes in porosity and structure that are related to soil water movement and gas exchange The objective of this work was to evaluate soil surface sealing after sewage-sludge application, and the influence of agricultural machinery traffic, through computed tomography. A first generation tomograph was used having a 137Cs source and a 3 in×3 in NaI(Tl) scintillation crystal detector coupled to a photomultiplier tube. Image analysis and tomographic unit profiles could successfully be used for the detection of soil surface sealing and soil compaction due to machinery traffic associated to sewage-sludge application. Made available in DSpace on 2019-12-18T18:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 PiresGammaray.pdf: 229497 bytes, checksum: bf725104cfbe74077f1effdefc28dd49 (MD5) PiresGammaraycomputed.pdf: 540249 bytes, checksum: b90b4030ea6c06854438f5ca727b73e0 (MD5) Previous issue date: 2003

The effects of soil water spatial variability previous to irrigation and of the field capacity on the estimation of irrigation water depth are evaluated. The experiment consisted of a common bean (Phaseolus vulgaris L.) crop established on a Kandiudalfic Eutrudox of Piracicaba, SP, Brazil, irrigated by central pivot, in which soil water contents were evaluated with a depth neutron gauge, in a grid of 20x4 points with lag of 0.5 m. In a given situation, the 80 calculated irrigation water depths presented a coefficient of variation of 29.3%, with an average water value of 18 mm, maximum of 41 mm and minimum of 9 mm. It is concluded that the only practical way of irrigation is the use of an average water depth, due to the inherent variability of the soil, and that the search for better field capacity values does not imply in better water depth estimates. Made available in DSpace on 2018-09-18T00:32:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ScientiaAgricolav.58n.3p.5495532001.pdf: 4581215 bytes, checksum: 0cc02ad21c9303ebf658f275fadfc1bb (MD5) Previous issue date: 2001-12-19

Modeling techniques applied to agriculture can be useful to define research priorities and understanding the basic interactions of the soil-plant-atmosphere system. Using a model to estimate the importance and the effect of certain parameters, a researcher can notice which factors can be most useful. The modeler should define his objectives before beginning his work and construct a model that fulfills the proposed objectives. A técnica de modelagem em agricultura pode ser útil para definir as prioridades de pesquisa, bem como para melhor entender as interações que ocorrem no sistema solo-planta-atmosfera. O modelo pode ser utilizado para estimar a importância e o efeito de certos parâmetros no intuito de definir os fatores a serem considerados. O modelador deve definir seus objetivos antes de iniciar o trabalho experimental, bem como desenvolver um modelo que atenda o objetivo proposto.

The first models of temporal variation of root systems appeared over 20 years ago. The complex architectural geometry of root systems; the wide range in size and diameter and the rapid growth and decomposition of finest roots; the different physiological activity of roots of different ages; the complex microbial processes occurring at the root-soil interface; the symbiotic relationships in the rhizosphere; the variable soil environment (physical, chemical and biological) in which roots develop are the challenges of quantifying the root growth. The models are not simple mechanisms to archive information in order to produce forecasts. Modeling represents a better way of synthesizing knowledge about different components of a system, summarizing data, and transferring research results to users. Os primeiros modelos que contemplaram a variação espacial e temporal de sistemas radiculares foram apresentados há mais de 20 anos. A complexa arquitetura dos sistemas radiculares; a ampla faixa de variação no tamanho e no diâmetro, bem como no rápido crescimento e decomposição de raízes finas; as diferentes atividades fisiológicas das raízes de diferentes idades; os complexos processos microbiológicos que ocorrem na interface raiz-solo; as relações simbióticas na rizosfera; as variações químicas, físicas e biológicas que ocorrem no solo (local onde as raízes se desenvolvem) são os desafios da quantificação do crescimento radicular. Os modelos não são simples mecanismos para arquivar informações, produzindo estimativas. Os modelos representam o melhor mecanismo de sintetizar conhecimento sobre diferentes componentes do sistema, arquivando dados de forma sintética, e transferindo resultados de pesquisa para os usuários.

A neutron probe calibration correction is proposed in order to reduce soil water content variability, assumed to be a consequence of improper calibrations relations. The time stability of spatially measured soil water content data is used to correct the intercepts of linear calibration relations. This procedure reduced the coefficients of variation of soil water content data from 4 to less than 2% in a Rhodic Kanhapludalf. É proposta uma correção para a calibração de sondas de nêutrons para reduzir a variabilidade de dados do conteúdo de água no solo, suposta como conseqüência de relações de calibração impróprias. A estabilidade temporal de dados espaciais de conteúdo de água no solo é usada para corrigir os coeficientes lineares de curvas de calibração. Esse procedimento reduziu coeficientes de variação de medidas de umidade do solo de 4 para valores menores que 2% em uma Terra Roxa Estruturada.

Fractal scaling has been applied to soils, both for void and solid phases, as an approach to characterize the porous arrangement, attempting to relate particle-size distribution to soil water retention and soil water dynamic properties. One important point of such an analysis is the assumption that the void space geometry of soils reflects its solid phase geometry, taking into account that soil pores are lined by the full range of particles, and that their fractal dimension, which expresses their tortuosity, could be evaluated by the fractal scaling of particle-size distribution. Other authors already concluded that although fractal scaling plays an important role in soil water retention and porosity, particle-size distribution alone is not sufficient to evaluate the fractal structure of porosity. It is also recommended to examine the relationship between fractal properties of solids and of voids, and in some special cases, look for an equivalence of both fractal dimensions. In the present paper data of 42 soil samples were analyzed in order to compare fractal dimensions of pore-size distribution, evaluated by soil water retention curves (SWRC) of soils, with fractal dimensions of soil particle-size distributions (PSD), taking the hydraulic conductivity as a standard variable for the comparison, due to its relation to tortuosity. A new procedure is proposed to evaluate the fractal dimension of pore-size distribution. Results indicate a better correlation between fractal dimensions of pore-size distribution and the hydraulic conductivity for this set of soils, showing that for most of the soils analyzed there is no equivalence of both fractal dimensions. For most of these soils the fractal dimension of particle-size distribution does not indicate properly the pore trace tortuosity. A better equivalence of both fractal dimensions was found for sandy soils. O escalonamento fractal tem sido aplicado a solos, levando-se em conta tanto a sua distribuição de partículas como a distribuição de poros, na tentativa de se caracterizar o espaço poroso no que diz respeito às suas propriedades de retenção e condução de água. Um ponto importante nessas análises é a consideração de que a geometria do espaço poroso dos solos é o reflexo da geometria do espaço ocupado pelas partículas sólidas e que, portanto, a dimensão fractal da distribuição de poros do solo pode ser avaliada através da dimensão fractal da sua distribuição de partículas. Alguns autores, no entanto, reconhecem que a distribuição de partículas por si só não é suficiente para uma perfeita caracterização da geometria fractal do espaço poroso de um solo e que tal possibilidade é válida apenas para alguns casos especiais nos quais há uma correspondência entre ambas as dimensões fractais. No presente trabalho foram analisadas 42 amostras de solos de composições granulométricas distintas com o objetivo de avaliar a equivalência das dimensões fractais de suas distribuições de partículas às de suas distribuições de poros, tomando-se a condutividade hidráulica dos solos como uma propriedade indicadora da dimensão fractal da distribuição de poros, uma vez que tal propriedade, assim como a dimensão fractal, deve refletir diretamente a tortuosidade dos poros do solo. Os resultados indicam uma melhor correlação entre as dimensões fractais das distribuições de poros com as condutividades hidráulicas do que as dimensões fractais avaliadas pelas distribuições de partículas e que, para a maioria dos solos analisados, a distribuição de partículas não é um bom indicador para

Daily rainfall variability at a local scale (1,000 ha) was studied at Piracicaba, SP, Brazil, for the period of one year (1993-1994), in order to better understand the process of soil water recharge. Coefficients of variation of daily data for ten observation points varied from 2.2 to 169.3% and the variability was independent of rain type, i.e. whether convective, frontal or of other origin. Data were not related to separation distances between observation points and it is concluded that one observation point does not represent areas as far as 1,000 to 2,500 m apart, for daily, monthly or even quarterly averages. Yearly totals for the ten observation points presented a coefficient of variation as low as 3.06%, indicating that all points can replace each other in annual terms. A variabilidade diária da chuva em uma escala local (1000 ha) foi estudada em Piracicaba, SP, Brasil, pelo período de um ano (1993-1994). Os coeficientes de variação de dados diários para dez pontos de observação variaram de 2,2 a 169,3 % e a variabilidade independeu do tipo de chuva, isto é, se convectiva, frontal ou de outra origem. Os dados não apresentaram correlação com a distância entre os pontos de observação e concluiu-se que uni ponto de observação não representa áreas distantes dele de 1000 a 2500 m, para médias diárias, mensais ou mesmo trimestrais. Os totais anuais dos dez pontos apresentaram um coeficiente de variação de apenas 3,06 %, indicando que cada ponto pode representar qualquer outro em termos anuais.

Two experiments were conducted on commercial sugar cane fields cropped with the variety SP70-1143, with the objective of evaluating a single row microplot design to determine plant recovery of 15N fertilizer nitrogen. One of them used 15N-aqua ammonia and 15N-urea applied to two linear meter microplots of a ratoon crop (four replicates). The second used one linear meter microplots (three replicates) which received 15N-aqua ammonia only. The fertilizers were applied on 15cm deep furrows, located 25cm from both sides of the cane row. One linear meter of ratoon cane, inside and outside of the microplot, and on the same and adjacent rows were harvested twelve months after fertilization. The results indicate the feasibility of using single row segments of ratoon cane with 15N-fertilizer. The main advantage of this microplot design, when compared to the classical 3 contiguous row segments, is that only one third of the labeled fertilizer is needed. In a single row, in order to separate the nitrogen taken up by plants from the fertilizer applied to the row (Nr dff r), from that applied to adjacent rows (Nr dff r+1, and Nr dff r-1), the following should be considered: (a) a border segment of 0.5 to 1.0m inside the plot, so that Ndff results from plants harvested in the center of the microplot represent the actual value of fertilizer nitrogen taken up from that applied to the same row, and (b) harvest of plants from adjacent rows at equivalent positions to those sampled inside the microplot, to quantify the 15N-fertilizer uptake by outside plants (Nr+1dff r and Nr-1dff r), which is assumed to be the same as non labeled fertilizer applied to adjacent rows (Nr dff r+l and Nr dff r-1) taken up by inside plants. The Ndff total values should be calculated by the equation: Ndff total = Nr dff r + Nr+1dff r + Nr-1dff r. Com o objetivo de avaliar um modelo de parcela, na determinação do aproveitamento pela cana-de-açúcar de fertilizantes nitrogenados-15N, foram conduzidos dois experimentos em áreas comerciais plantadas com a variedade SP 70-1143. Num experimento foram aplicados os adubos aquamônia-15N e uréia-15N, em parcelas constituídas de segmentos simples de linha de soqueira de cana, com 2 metros lineares de comprimento (4 repetições). No segundo, parcelas de l metro linear (3 repetições) receberam aquamônia-15N. Os fertilizantes foram aplicados em sulcos com 15cm de profundidade, abertos a 25cm de distância nos dois lados da linha de cana. Foram realizadas colheitas de l metro linear de cana no interior e fora das parcelas, na mesma linha e nas adjacentes à elas. Os resultados isotópicos evidenciaram ser perfeitamente possível a utilização dessas parcelas com fertilizante-15N. A principal vantagem do modelo, comparado às parcelas convencionais com 3 segmentos contíguos, é a redução a um terço, da quantidade de fertilizantes-15N necessária. Na determinação do nitrogênio absorvido pelas plantas do fertilizante aplicado na linha com adubo-15N (Nr dff r), e daquele absorvido do fertilizante não marcado com o isótopo, aplicado nas linhas adjacentes (Nr dff r+1 e Nr dff r-1), deve-se considerar para as parcelas em questão: (a) bordadura interna de 0,5 a 1m de comprimento, para que os valores de Ndff de plantas colhidas no centro delas, representem o valor máximo do nitrogênio absorvido do fertilizante aplicado na linha; e (b) colheita de plantas nas linhas imediatamente adjacentes, em posições equivalentes à efetuada no interior das parcelas, a fim de quantificar o N absorvido do fertilizante-15N (Nr+1dff r e Nr-1dff r), que representa o valor do N absorvido do adubo aplicado nas linhas adjacentes, por plantas da parcela (Nr dff r+I e Nr dff r.,). O valor de Ndff^ é calculado pela equação: Ndff total= Nr dff r + Nr+1dff r + Nr-1dff,.

The simple methods of LIBARDI et al. (1980) and SISSON et al. (1980) for K(theta) estimation, although developed on completely different theoretical basis, are rigorously identical for the exponential hydraulic conductivity model. The unit gradient approximation used in these methods seems valid for practical purposes but is theoretically in valid. Os métodos simplicados de LIBARDI et al (1980) e de SISSON et al (1980), para determinação da função K(teta), apesar de serem desenvolvidos sobre bases teóricas completamente diferentes, são rigorosamente iguais para o modelo exponencial de condutividade hidráulica. A hipótese do gradiente unitário utilizada nestes métodos parece ser válida apenas para efeito prático, mas não o sendo teoricamente.

The simple methods of LIBARDI et al. (1980) and SISSON et al. (1980) for K(theta) estimation, although developed on completely different theoretical basis, are rigorously identical for the exponential hydraulic conductivity model. The unit gradient approximation used in these methods seems valid for practical purposes but is theoretically in valid.

It is theoretically shown that unit hydraulic potential gradients cannot occur in homogeneous soils undegoing internal drainage process even though this assumption has been used successfully by several authors of soil hydraulic conductivity methods. É mostrado teoricamente que gradientes unitários de potencial hidráulico da água não podem ocorrer em perfis homogêneos de solo sob drenagem interna, apesar desta aproximação ter sido utilizada com sucesso em vários métodos de determinação de condutividade hidráulica do solo.

The neutron moisture gauge is compared with the gravimetric-core soil sampling technique, tensiometers and resistance blocks in relation to stability, Held variability, spatial dependence and number of samples needed at a given level of significance. The variance of field water content measurements with neutron moisture gauges is lower than that of the gravimetric sampling, which therefore requires 2 to 6 times as many samples as the number of measuring sites of the gauges to attain the same level of significance. The space dependence of the measurements made with the subsurface gauge varied depending on the average field soil water content. No space dependence was evident when the water content was lower than 0.2 cm³.cm-3 (50% saturation). Measurements with the tensiometers and resistance blocks manifested no spatial dependence and therefore randomly selected measuring sites can be adapted to Held research work where these methods are to be utilized. Soil water content measurements estimated with neutron moisture gauges showed well defined temporal stability (i.e., the lowest, average and the highest soil water content measurements occur at the same field site) which implies that soil water status of an entire field can be assessed with measurements limited to few locations. Measurements with both tensiometers and the resistance blocks are time variant (i.e., the site giving field average water content changes spatially in time) owing to their relatively smaller measuring domains (i.e., scale of the area which can be represented by a single measurement) as compared to neutron gauges. Therefore it is not possible to define the measuring sites of the tensiometers and resistance blocks as to assess soil water status of the entire field, as it could be done with the neutron gauge. A sonda de neutrons é comparada com a amostragem gravimétrica, com a tensiometria e com o uso de blocos de resistência, em relação à estabilidade, variabilidade do campo, dependência espacial e múmero de amostras necessárias levando em conta determinado nível de significância. A variância das medidas de umidade do solo obtidas por sonda de neutrons é menor do que para a amostragem gravimétrica, que requer um número de amostras 2 a 6 vezes maior em relação à sonda de neutrons dentro de um mesmo nível de significância. A dependência espacial das medidas feitas com sondas de profundidade variou de acordo com os níveis de umidade do solo. Nenhuma dependência espacial ficou evidente para umidades menores que 0,2 cm³.cm³ (50% da saturação). Medidas com tensiômetros e blocos de resistência não manifestaram dependência espacial e, por isso, a escolha das parcelas para medida facilmente se adaptam a esquemas experimentais nos quais estes métodos podem ser utilizados. Medidas de umidade de solo obtidas por sondas de neutrons mostraram uma estabilidade temporal bem definida (isto é, os valores menor, médio e mais alto de umidade do solo ocorrem na mesma posição no campo experimental) o que significa que o estado da umidade do solo de um campo relativamente grande pode ser determinado através de um número limitado de medidas. Medidas com tensiômetros e blocos de resistência são variáveis no tempo (isto é, a parcela que indica a umidade média do campo varia espacialmente no tempo) devido a seus domínios de medida relativamente menores (isto é, tamanho da área que pode ser representada por uma única medida) em comparação com sondas de neutrons. Por isso não é possível definir posições de medidas para tensiômetros e blocos de resistência para caracterização da umidade do solo do campo todo, da forma como foi possível para sondas de neutrons.