Preliminary Studies to Characterize the Temporal Variation of Micronutrient Composition of the Above Ground Organs of Maize and Correlated Uptake Rates.

The improvement of agronomic practices and the use of high technology in field crops contributes for significant increases in maize productivity, and may have altered the dynamics of nutrient uptake and partition by the plant. Official recommendations for fertilizer applications to the maize crop in Brazil and in many countries are based on critical soil nutrient contents and are relatively outdated. Since the factors that interact in an agricultural production system are dynamic, mathematical modeling of the growth process turns out to be an appropriate tool for these studies. Agricultural modeling can expand our knowledge about the interactions prevailing in the soil-plant-atmosphere system. The objective of this study is to propose a methodology for characterizing the micronutrient composition of different organs and their extraction, and export during maize crop development, based on modeling nutrient uptake, crop potential evapotranspiration and micronutrient partitioning in the plant, considering the production environment. This preliminary characterization study (experimental growth analysis) considers the temporal variation of the micronutrient uptake rate in the aboveground organs, which defines crop needs and the critical nutrient content of the soil solution. The methodology allowed verifying that, initially, the highest fraction of dry matter, among aboveground organs, was assigned to the leaves. After the R1 growth stage, the largest part of dry matter was partitioned to the stalk, which in this growth stage is the main storage organ of the maize plant. During the reproductive phase, the highest fraction of dry matter was conferred to the reproductive organs, due to the high demand for carbohydrates for grain filling. The micronutrient (B, Cu, Fe, Mn, and Zn) content follows a power model, with higher values for the initial growth stages of development and leveling off to minimum values at the R6 growth stage. The proposed model allows to verify that fertilizer recommendations should be related to the temporal variability of micronutrient absorption rates, in contrast to the classic recommendation based on the critical soil micronutrient content. The maximum micronutrient absorption rates occur between the reproductive R4 and R5 growth stages. These evaluations allowed to predict the maximum micronutrient requirements, considered equal to respective stalk sap concentrations.

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d/dh) and the respective variation of soil bulk density (d/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using and the other using , there are differences in both the calculated precompression stress (p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in p and Ic when using and . p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The p (kPa) using (p) was greater than when using (p), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating p to p were p=0.8186p+34.202 for the ultisol and p=0.8878p+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property ( or ) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using was greater than when using in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of , evidence from this study indicated that the use of overestimates p when compared to the use of .

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da e outra a base do . A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na p e no Ic, devido ao uso do ou . A p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A p (kPa) com o uso da (p) foi maior que a p com o uso do (p), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram p=0,8186 p+34,202 para o Argissolo e p=0,8878 p+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada ( ou ) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da foi maior que quando calculado com o uso do em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de , as evidências deste estudo indicam que o uso da superestima a p em relação ao uso do .

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d/dh) and the respective variation of soil bulk density (d/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using and the other using , there are differences in both the calculated precompression stress (p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in p and Ic when using and . p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The p (kPa) using (p) was greater than when using (p), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating p to p were p=0.8186p+34.202 for the ultisol and p=0.8878p+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property ( or ) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using was greater than when using in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of , evidence from this study indicated that the use of overestimates p when compared to the use of .

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da e outra a base do . A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na p e no Ic, devido ao uso do ou . A p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A p (kPa) com o uso da (p) foi maior que a p com o uso do (p), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram p=0,8186 p+34,202 para o Argissolo e p=0,8878 p+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada ( ou ) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da foi maior que quando calculado com o uso do em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de , as evidências deste estudo indicam que o uso da superestima a p em relação ao uso do .

General procedure to initialize the cyclic soil water balance by the Thornthwaite and Mather method

The original Thornthwaite and Mather method, proposed in 1955 to calculate a climatic monthly cyclic soil water balance, is frequently used as an iterative procedure due to its low input requirements and coherent estimates of water balance components. Using long term data sets to establish a characteristic water balance of a location, the initial soil water storage is generally assumed to be at field capacity at the end of the last month of the wet season, unless the climate is (semi-) arid when the soil water storage is lower than the soil water holding capacity. To close the water balance, several iterations might be necessary, which can be troublesome in many situations. For (semi-) arid climates with one dry season, Mendonça derived in 1958 an equation to quantify the soil water storage monthly at the end of the last month of the wet season, which avoids iteration procedures and closes the balance in one calculation. The cyclic daily water balance application is needed to obtain more accurate water balance output estimates. In this note, an equation to express the water storage for the case of the occurrence of more than one dry season per year is presented as a generalization of Mendonça's equation, also avoiding iteration procedures.

O método original de Thornthwaite e Mather, proposto em 1955 para calcular o balanço hídrico semanal, é utilizado com freqüência devido à baixa exigência de dados de entrada e da obtenção de estimativas coerentes dos parâmetros do balanço. Como valor inicial para o início dos cálculos, geralmente assume-se que o armazenamento de água encontra-se na capacidade de campo ao fim do último mês da estação chuvosa. Ele será menor que a capacidade de campo em casos de climas áridos e semi-áridos. Para fechar o balanço, muitos ciclos iterativos podem ser necessários, o que pode ser complicado em muitas situações. Para climas áridos e semi-áridos com apenas uma estação seca, Mendonça desenvolveu em 1958 uma equação para quantificar o armazenamento no último mês da estação chuvosa, que permite fechar o balanço em um ciclo apenas. O balanço hídrico diário torna-se necessário para se obter estimativa de saídas mais precisas. Nessa nota, é apresentada uma rotina para expressar o armazenamento de água para o caso da ocorrência de mais de uma estação seca, uma situação que é bastante relevante quando é feito o balanço em escala diária, em regiões áridas e semi-áridas.

General procedure to initialize the cyclic soil water balance by the Thornthwaite and Mather method

The original Thornthwaite and Mather method, proposed in 1955 to calculate a climatic monthly cyclic soil water balance, is frequently used as an iterative procedure due to its low input requirements and coherent estimates of water balance components. Using long term data sets to establish a characteristic water balance of a location, the initial soil water storage is generally assumed to be at field capacity at the end of the last month of the wet season, unless the climate is (semi-) arid when the soil water storage is lower than the soil water holding capacity. To close the water balance, several iterations might be necessary, which can be troublesome in many situations. For (semi-) arid climates with one dry season, Mendonça derived in 1958 an equation to quantify the soil water storage monthly at the end of the last month of the wet season, which avoids iteration procedures and closes the balance in one calculation. The cyclic daily water balance application is needed to obtain more accurate water balance output estimates. In this note, an equation to express the water storage for the case of the occurrence of more than one dry season per year is presented as a generalization of Mendonça's equation, also avoiding iteration procedures.

O método original de Thornthwaite e Mather, proposto em 1955 para calcular o balanço hídrico semanal, é utilizado com freqüência devido à baixa exigência de dados de entrada e da obtenção de estimativas coerentes dos parâmetros do balanço. Como valor inicial para o início dos cálculos, geralmente assume-se que o armazenamento de água encontra-se na capacidade de campo ao fim do último mês da estação chuvosa. Ele será menor que a capacidade de campo em casos de climas áridos e semi-áridos. Para fechar o balanço, muitos ciclos iterativos podem ser necessários, o que pode ser complicado em muitas situações. Para climas áridos e semi-áridos com apenas uma estação seca, Mendonça desenvolveu em 1958 uma equação para quantificar o armazenamento no último mês da estação chuvosa, que permite fechar o balanço em um ciclo apenas. O balanço hídrico diário torna-se necessário para se obter estimativa de saídas mais precisas. Nessa nota, é apresentada uma rotina para expressar o armazenamento de água para o caso da ocorrência de mais de uma estação seca, uma situação que é bastante relevante quando é feito o balanço em escala diária, em regiões áridas e semi-áridas.