Bolsa de Estudos G.A. Harris

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Bolsa de Estudos Grant A. Harris
Beneficiários anteriores

2024 DESTINATÁRIOS

DANIEL TUCKER: UNIVERSIDADE DE VICTORIA

Prêmio: Vários tipos de estações meteorológicas ATMOS , sensores de umidade foliar PHYTOS 31, piranômetro, sonda de perfil de umidade do solo TEROS 54, registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Florestas tropicais e estresse por seca: efeitos sobre o crescimento antigo e árvores de dossel secundário na Colúmbia Britânica costeira

OLANIYI AFOLAYAN: UNIVERSIDADE DE AUBURN

Prêmio: Vários tipos de sensores de umidade do solo TEROS , sensores de profundidade de água HYDROS 21, estação meteorológica sem fio ATMOS 41W, registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Influência da tubulação do solo na resposta hidromecânica de deslizamentos de terra rasos

JACK CAMBERIO: UNIVERSIDADE DE RUTGERS

Prêmio: TEROS 12 sensores de conteúdo de água no solo, TEROS 21 sensores de potencial de água no solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Aplicação de geofísica e sensores de água para quantificar os recursos hídricos nos bofedales dos Andes peruanos

JACOB MEEUWSEN: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE WASHINGTON

Prêmio: Vários tipos de sensores de umidade do solo TEROS , registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Práticas inovadoras de produção para melhorar a eficiência do uso da água na batata e o retorno do produtor durante eventos de estresse hídrico e calor

KATHERINE MCCOOL: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OREGON

Prêmio: TEROS 12 sensores de conteúdo de água no solo, TEROS 21 sensores de potencial de água no solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Investigação dos efeitos interativos do intervalo de retorno de incêndios florestais e da gravidade da queimada do solo na hidrologia do solo pós-incêndio

CHARLES SOUCEY: UNIVERSIDADE DE MINNESOTA

Prêmio: HYDROS 21 sensores de profundidade de água, registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Entendendo o destino e o transporte de sal e nitrato em sistemas cársticos de porosidade tripla

SHELBY WILLIFORD: UNIVERSIDADE DA CAROLINA DO NORTE

Prêmio: TEROS 11 sensores de umidade do solo, ATMOS estação meteorológica sem fio 41W, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Fatores determinantes da estrutura da savana: efeitos da mudança climática sobre a coexistência de gramíneas arbóreas no LLP

CHARLIE CHEN: UC DAVIS

Prêmio: TEROS 54 sonda de perfil de umidade do solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Investigando a influência do cultivo de cobertura no orçamento de água do solo em pomares jovens de pistache

ANDREW WALKER: UNIVERSIDADE DE IDAHO

Prêmio: ATMOS 41 W estações meteorológicas sem fio e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Eficiência do uso da água em diferentes variedades de batata

2023 DESTINATÁRIOS

GREGORY VERKAIK: UNIVERSIDADE MCMASTER

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Controles meteorológicos do fogo e limites da vulnerabilidade à combustão lenta da turfa em turfeiras boreais naturais e gerenciadas

CHIHIRO DIXON: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE UTAH

Prêmio: HYPROP e KSAT instrumentação de hidrologia de laboratório

Tópico: Projeto e caracterização das propriedades hidráulicas de substratos de crescimento de plantas enraizadas para aplicações de gravidade reduzida usando medições de última geração

ROBIN KIM: UNIVERSIDADE DA VIRGÍNIA

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ATMOS 41 estações meteorológicas, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Modelagem de permafrost e perfis sazonais de temperatura do solo congelado no Himalaia

ARIA DUNCAN: UNIVERSIDADE DE STANFORD

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ATMOS 41 estações meteorológicas, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Protegendo o arroz das ameaças combinadas de clima e contaminação do solo

EMMANUEL ADEYANJU: A UNIVERSIDADE DA CAROLINA DO NORTE

Prêmio: HYDROS sensores de profundidade de água, TEROS sensores de umidade do solo, ATMOS 41 estações meteorológicas, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Mitigação da ação da geada em estradas granulares por meio de repelência à água projetada na MnROAD

JACOB STID: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MICHIGAN

Prêmio: HYPROP instrumentação de hidrologia de laboratório

Tópico: Para entender os impactos das instalações solares montadas no solo sobre a hidrologia local e as condições do solo

DESTINATÁRIOS DE 2022

LAUREN TUCKER: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE IDAHO

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Investigação do armazenamento de água a longo prazo em árvores e sua importância para as relações hídricas de toda a árvore

CECILIA R. HELLER: UNIVERSIDADE DA FLÓRIDA

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Raízes da mudança: produção de mirtilo para um clima em mudança

MD ILIAS MAHMUD: UNIVERSIDADE DO MISSISSIPPI

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Modelagem da influência das propriedades hidráulicas de solos naturais em suas respostas acústicas para detecção de minas terrestres

SCOTT CARPENTER: UNIVERSIDADE DE YALE

Prêmio: PHYTOS 31 sensores de umidade das folhas, registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Examinando os efeitos interativos das mudanças climáticas e do pastoreio na estabilidade das comunidades de plantas de Big Sagebrush

SADIE KELLER: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OREGON

Prêmio: TEROS sensores de umidade do solo, ZL6 registradores de dados e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Desenvolvimento de um índice de estresse hídrico para a cultura do bordo vermelho

NINA FERRARI: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OREGON

Prêmio: ATMOS 41 estações meteorológicas tudo-em-um, registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

Tópico: Variabilidade vertical do microclima e ocupação de aves em florestas temperadas

DESTINATÁRIOS DE 2021

AASHISH KHANDELWAL E JUSTIN NICHOLS: UNIVERSIDADE DO NOVO MÉXICO

Prêmio: Sensores PAR (radiação fotossinteticamente ativa), sensores de monitoramento de nível de água HYDROS 21, registradores de dados ZL6 e assinaturas de ZENTRA Cloud

COMPREENSÃO DO TRANSPORTE DE SOLUTO POR MEIO DE MONITORAMENTO EULERIANO E LAGRANGIANO

A pesquisa de transporte de soluto em sistemas fluviais levou a avanços consideráveis em nossa compreensão fundamental das interações entre a superfície e a água subterrânea, caminhos de fluxo, tempos de residência e zonas ou condições de reatividade bioquímica ideal do soluto. Por exemplo, programas anteriores de monitoramento de soluto quantificaram 956.500 toneladas por ano de cargas antropogênicas de nitrato no Mississippi, o que impulsiona a eutrofização anual no Golfo do México (Val et al., 2006; Heisler et at., 2008; Sobota et al., 2015).

Embora tenha havido uma grande percepção obtida em pesquisas anteriores, elas utilizaram principalmente regimes de amostragem euleriana e muitas vezes se limitaram a águas superficiais. Esses métodos de amostragem geralmente não abordam a heterogeneidade espacial inerentemente presente nas bacias hidrográficas (Blaen et al., 2016; Krause et al., 2017). Portanto, nosso objetivo é integrar o sensor HYDROS 21 da METER com o novo Navigator, uma sonda multiparâmetro flutuante, para poder utilizar abordagens Lagrangianas para rastrear solutos, quantidade de fontes difusas e pontuais e identificar áreas de processamento acelerado em sistemas fluviais. Também implantaríamos sensores Hydros 21 em profundidades rasas a profundas na zona hiporreica adjacente a sondas de qualidade de água de superfície pré-existentes para quantificar o fluxo de água do solo para a superfície durante os experimentos de campo do Navigator (Boano et al., 2014). Ao acoplar o monitoramento Lagrangiano, Euleriano e da superfície à água subterrânea, pretendemos abordar as incertezas associadas à heterogeneidade da bacia hidrográfica e o efeito resultante no transporte de soluto.

ALEXANDER FOX: UNIVERSIDADE DE WYOMING

Prêmio: ATMOS 22 anemômetros ultrassônicos, TEROS 11 sensores de umidade e temperatura do solo e ATMOS 14 estações quatro-em-um de temperatura/RH/pressão barométrica/pressão de vapor.

MODELAGEM DO CICLO DE ÁGUA/NUTRIENTES E RENDIMENTO DE UM GRÃO PERENE

A Kernza®, a primeira cultura de grãos perenes já desenvolvida, tem o potencial de revitalizar a agricultura nas Planícies Altas, mas não se sabe como essa nova cultura se adaptará a um ambiente tão seco. Em um projeto financiado pela Universidade de Wyoming (UW), a Kernza será plantada em sete fazendas no leste de Wyoming para estudar sua rentabilidade, sustentabilidade e efeitos de longo prazo sobre a saúde do solo, o ciclo de nutrientes e a disponibilidade de água. Esse subsídio contribuirá para esse projeto ao nos permitir medir as condições do solo e o microclima na Kernza, no trigo anual e nos campos de pradaria restaurados durante três anos.

Confrontaremos um modelo biofísico de primeiros princípios, o Terrestrial Regional Ecosystem Exchange Simulator (TREES), com dados da Kernza e do trigo para melhorar a compreensão preditiva de como as diferenças no uso da água e dos nutrientes afetam sua viabilidade em longo prazo. A abordagem biofísica é especialmente adequada para testar nossas hipóteses de que a ciclagem rigorosa de nutrientes e as raízes perenes profundas permitirão que a Kernza seja bem-sucedida como uma cultura sustentável no leste de Wyoming e na ecorregião das High Plains. Colaboraremos com os agricultores para que eles possam tomar decisões com base científica sobre o uso da Kernza para substituir o trigo.

KAI LEPLEY: UNIVERSIDADE DO ARIZONA

Prêmio: TEROS 12 sensores de umidade do solo, temperatura e condutividade elétrica e registradores de dados ZL6

USANDO A AGROVOLTAICA PARA CRIAR SUSTENTABILIDADE ALIMENTAR, ENERGÉTICA E HÍDRICA EM UM MUNDO EM TRANSFORMAÇÃO

Temos vulnerabilidades significativas em nossos sistemas de alimentos, água e energia que estão sendo estressados pelo crescimento populacional e pelas mudanças climáticas. Aqui, exploramos uma solução híbrida agrícola-fotovoltaica (PV) "agrivoltaica". Estamos criando a maior instalação agrovoltaica dos EUA - uma fazenda solar comunitária de 1,2 MW e 6 acres em Longmont, Colorado, chamada Jack's Solar Garden. O fazendeiro cultivará colheitas para o mercado enquanto produz energia fotovoltaica, e convidou nossa equipe para estudar diversos aspectos da agrovoltaica.

Especificamente, nossa equipe planeja estudar a otimização do crescimento das culturas e do uso da irrigação por meio do monitoramento preciso da umidade do solo e da condutividade elétrica, além da fotossíntese, biomassa e rendimento das plantas. Trabalharemos com parceiros do Laboratório Nacional de Energia Renovável, da Universidade Estadual do Colorado, da Audubon Rockies, da Sprouts City Farms e do governo local. As visitas públicas às fazendas, que começarão na primavera de 2021, percorrerão a área de pesquisa do nosso grupo, proporcionando exposição direta à ciência. A agrovoltaica é um novo meio de adaptação e mitigação das mudanças climáticas, e esperamos continuar liderando as descobertas científicas que impulsionam esse campo.

JENNIFER ALVAREZ: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA

Prêmio: HYPROP 2 instrumentação da curva de liberação de umidade do solo

A CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO É A CHAVE PARA ENTENDER A DINÂMICA DO SOLO SOB CONDIÇÕES VARIÁVEIS DE UMIDADE E TEMPERATURA

A redução de nossas emissões de carbono (C) atmosférico é, sem dúvida, um dos problemas mais urgentes que enfrentamos globalmente. Isso resultou em condições climáticas instáveis, causando a perda de recursos vitais e perturbando as sociedades. Os solos regulam o armazenamento de C e podem se transformar de grandes sumidouros em fontes significativas de C quando a taxa de mineralização de C excede as entradas de C. Assim, é fundamental compreender os principais fatores das taxas de mineralização de C para desenvolver modelos precisos que ajudem nos planos de mitigação e adaptação às mudanças climáticas. O ambiente físico do solo é particularmente crítico na regulação da taxa de mineralização de C, mas ainda é pouco compreendido [4].

A pesquisa proposta visa a fornecer uma ligação quantitativa entre a variabilidade espaço-temporal da água e da temperatura do solo com a taxa de respiração microbiana. Especificamente, nosso objetivo é desenvolver novas técnicas de medição para explicar como a estrutura do solo influencia o acoplamento entre os processos hidrológicos, térmicos e biogeoquímicos.

ADAM SIBLEY: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OREGON

Prêmio: PHYTOS 31 sensores de umidade foliar, termômetros infravermelhos IRT, ATMOS 41 estações meteorológicas, TEROS 21 sensores de potencial matricial e ZL6 registradores de dados

PREVISÃO DA VULNERABILIDADE À SECA EM UMA PAISAGEM MONTANHOSA: CONECTANDO A QUEDA DE ORVALHO, A ABSORÇÃO DE ÁGUA DAS FOLHAS E A ÁGUA DO SOLO AO ESTRESSE DA SECA EM FLORESTAS ANTIGAS

O bem-estar das espécies vegetais e animais que habitam as florestas antigas do noroeste do Pacífico está intrinsecamente ligado ao bem-estar das árvores altas. As árvores altas criam refúgios microclimáticos e redistribuem a água profunda do solo para a superfície durante a estação seca do verão, quando o estresse hídrico e térmico aumenta e o risco de incêndio se intensifica. Durante esses períodos, o acesso (ou a falta dele) à água profunda do solo pode ter um grande impacto sobre o estresse hídrico das árvores, e o fornecimento de umidade à copa das árvores por meio de eventos de queda de orvalho durante a noite não apenas ameniza o estresse da seca por meio da absorção foliar de água, mas também ajuda a manter refúgios microclimáticos por meio do resfriamento evaporativo, modula o risco de incêndio devido à secagem de combustíveis e mantém o equilíbrio de água e carbono das epífitas.

Sobrepondo-se a essas realidades, há um conjunto crescente de evidências que sugerem que florestas mais antigas e não manejadas são mais resistentes a incêndios florestais do que plantações manejadas. Em conjunto, fica claro que os planos de manejo que visam maximizar a resiliência da floresta e os serviços de ecossistemas precisam considerar os padrões de vulnerabilidade das árvores antigas às mudanças climáticas.

Um trabalho recente na floresta experimental H.J. Andrews usando os sensores PHYTOS 31 mostrou que o topo (56 m de altura) da Discovery Tree, um pinheiro Douglas antigo que cresce a 450 m de altitude em um vale estreito, recebeu queda de orvalho em cerca de 30% das noites de verão, um padrão que foi mal capturado usando a abordagem tradicional de Penman, mesmo com dados meteorológicos co-localizados (Fig. 1), ilustrando a grande utilidade dos dados do sensor de umidade das folhas. Também realizamos um experimento de umedecimento por orvalho no final de agosto de 2020 na Discovery Tree, que mostrou a absorção de água pulverizada pelas agulhas da árvore, embora a absorção não tenha afetado muito as relações hídricas do tecido da agulha, pois a árvore estudada não estava sofrendo estresse hídrico indevido. É provável que isso se deva à posição da árvore no platô aluvial de um riacho perene - as plantações antigas em altitudes mais elevadas, com maior exposição ao ar mais seco da baixa troposfera e enraizadas em solos mais rochosos, podem muito bem ter sofrido um estresse hídrico significativamente maior no momento do nosso experimento. No entanto, não é óbvio se esses fatores poderiam ser compensados por temperaturas máximas geralmente mais frias no verão ou pela persistência de neve no final da primavera em altitudes mais elevadas, o que merece uma investigação mais aprofundada.

Nossa proposta de pesquisa criaria uma rede de sensores METER em posições estratégicas em toda a nossa área de estudo montanhosa que, juntamente com campanhas de campo no verão, nos permitiria quantificar como as diferenças na frequência de orvalho, a absorção de água pelas folhas e os déficits de umidade do solo culminam em diferentes níveis de estresse por seca em toda a paisagem.

NEILL PROHASKA: UNIVERSIDADE DO ARIZONA

Prêmio: PHYTOS 31 (5) sensores de umidade das folhas e ATMOS 41 estações meteorológicas multifuncionais

COMPREENSÃO DE COMO AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS PODEM AFETAR O CICLO DA ÁGUA NA FLORESTA AMAZÔNICA USANDO SENSORES DE MEDIÇÃO PARA REVELAR OS FATORES DETERMINANTES DOS FLUXOS DE ÁGUA NO NÍVEL DOS GALHOS

As florestas tropicais geram mais carbono e água do que qualquer outro ecossistema terrestre. As pesquisas atuais não abordaram adequadamente como o microclima e a biologia interagem para determinar a partição de energia entre o fluxo de calor latente (LHF, ou seja, evapotranspiração) e o fluxo de calor sensível (SHF, ou seja, calor convectivo) dentro dos dosséis florestais. Isso é fundamental para compreender e prever a direção e a magnitude futuras dos fluxos de água nas florestas tropicais sob as mudanças climáticas. Os sensores ATMOS-41 e PHYTOS-31 do METER me permitirão criar um conjunto de dados exclusivo de longo prazo de características das folhas, umidade, temperatura e microclima no nível do galho. Esse conjunto de dados mostrará como o orçamento de energia da folha é afetado pelo microclima e como os efeitos do microclima mudam o orçamento de energia da folha nos gradientes de altura e luz do dossel.

DESTINATÁRIOS DE 2020

PETER A. TERESZKIEWICZ: UNIVERSIDADE DA CAROLINA DO SUL

Prêmio: NDVI e sensores PRI SRS, registrador de dadosZL6 e ZENTRA Cloud

QUANTIFICAÇÃO DOS CONTROLES SAZONAIS DA VEGETAÇÃO NA MUDANÇA VOLUMÉTRICA DAS DUNAS COSTEIRAS

As dunas costeiras - localizadas na praia subaérea - fornecem uma barreira formidável contra tempestades e inundações que protegem as comunidades costeiras contra perdas econômicas. As interações entre vegetação e sedimentos são um componente fundamental para entender o crescimento das dunas costeiras e a recuperação pós-tempestade. Apesar dessa importância, os métodos tradicionais de monitoramento da vegetação resultaram em inconsistências de dados e suposições qualitativas. O estudo de campo de um ano proposto aqui usará os sensoresNDVI e PRI SRS para monitorar espectralmente a vegetação das dunas simultaneamente com pinos de erosão digital (DEPs) in situ. Pela primeira vez, a dinâmica da vegetação e da erosão-acreção será medida com a mesma resolução de amostragem, marcando um avanço importante na geomorfologia costeira.

A interação entre vento, sedimentos e vegetação esculpe as características das dunas por meio de processos eólicos (soprados pelo vento) (Sherman, 1995). A vegetação induz turbulência no campo de vento, perturbando o transporte de sedimentos e, muitas vezes, facilitando a deposição e o crescimento das dunas (Hesp, 1981). Os métodos tradicionais de avaliação da vegetação das dunas têm se baseado na estimativa qualitativa de quadrats de vegetação (Stalter, 1974; Kim e Yu, 2009) ou capturado apenas as propriedades espaciais da densidade da vegetação por meio de fotografias (Gillies et al., 2002; Renkin, 2015). Esses métodos dificultam o desenvolvimento de uma série temporal contínua de dados de vegetação e, muitas vezes, deixam os pesquisadores com instantâneos temporais da variabilidade da vegetação.

O principal objetivo deste estudo é quantificar a influência que a densidade e a saúde da vegetação sazonal têm na mudança volumétrica das dunas.

Este estudo apresentará uma nova metodologia para a geomorfologia costeira usando os sensores NDVI e PRI SRS para quantificar a densidade e o estresse da vegetação. A criação de um conjunto de dados contínuos sobre a vegetação, juntamente com medições de erosão-acreção in situ, ajudará a compreender a interconexão entre vegetação e sedimentos e a formação de dunas.

JACLYN FIOLA: VIRGÍNIA TECH

Prêmio: SATURO infiltrômetro, TEROS sensores de umidade do solo, ECRN-100 rain gauge, ZL6 registrador de dados e ZENTRA Cloud

PAUSANDO A PRECIPITAÇÃO: MÉTODOS INOVADORES PARA LIMITAR A INFILTRAÇÃO DA CHUVA NOS SOLOS DOS VINHEDOS

O setor vitivinícola da Virgínia frequentemente sofre com o excesso de disponibilidade de água no solo, o que pode afetar negativamente a qualidade do vinho. Propomos usar os instrumentos METER para testar vários compostos redutores de infiltração quanto à sua capacidade de reduzir a quantidade de água que entra nos solos dos vinhedos. A limitação da infiltração deve melhorar o crescimento das videiras e a qualidade dos frutos para a produção de vinho, e pode transformar o cultivo de uvas em regiões vinícolas de alta precipitação do mundo.

Importância da pesquisa: Em 2015, a Virgínia ocupava a 8ª posição nos Estados Unidos em termos de hectares de vinhedos e teve um impacto econômico de US$ 1,37 bilhão.

1 A Virgínia recebe uma média de 108,4 cm de precipitação por ano, com a maior precipitação durante os meses de maio, julho e agosto.

2 Esse alto índice pluviométrico se traduz em disponibilidade excessiva de água em muitos solos de vinhedos da Virgínia, o que pode produzir um crescimento vigoroso da videira (por exemplo, desestabilizar o equilíbrio entre o crescimento vegetativo e o desenvolvimento da cultura) e prejudicar a qualidade da fruta. A qualidade da uva do vinho é afetada positivamente quando déficits leves de água limitam o crescimento da videira, especialmente em climas úmidos como o da Virgínia. Os produtores de uva dessa região estão ansiosos para reduzir a água do solo, especialmente durante anos excessivamente úmidos, e não há métodos econômicos e sustentáveis disponíveis atualmente.

Muitas estratégias foram testadas para reduzir a água do solo dos vinhedos, como drenagem de azulejos, culturas de cobertura (para competir pela água) e coberturas plásticas do solo. No entanto, todas essas intervenções têm limitações que vão desde os altos custos de instalação de drenos de azulejos até o uso líquido de água, muitas vezes insignificante, das culturas de cobertura e os impactos ambientais negativos dos resíduos plásticos. A compactação dos solos para limitar a infiltração da chuva também foi proposta, mas poderia impedir a evaporação do solo e criar problemas de drenagem, respiração das raízes/troca de gases e erosão.

Metas e objetivos: A intervenção ideal na água do solo do vinhedo limitaria a infiltração no solo, minimizando a erosão e permitindo a troca de vapor e gás. Para alcançar essa intervenção ideal, propomos testar vários compostos poliméricos ecologicamente corretos desenvolvidos pelo setor de transportes para diminuir a infiltração no solo: DirtGlue (Salem NH) e Soiltac (Soilworks, Scottsdale AZ). Também testaremos o ácido esteárico, um ácido graxo hidrofóbico de ocorrência natural, que pode reduzir a infiltração e, ao mesmo tempo, aumentar as perdas de vapor de água do solo.4 Esses compostos não foram testados como forma de controlar a água do solo nos vinhedos. Nosso objetivo é comparar a eficácia dos compostos aplicados no solo para reduzir a infiltração no solo e, em seguida, quantificar os impactos no crescimento da videira e na qualidade dos frutos.

DANIEL HASTINGS: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, SANTA CRUZ

Prêmio: TEMPOS analisador de propriedades térmicas, SC-1 leaf porometer TEROS 21 sensores de potencial hídrico, TEROS 10 sensores de umidade do solo, ZL6 registrador de dados e ZENTRA Cloud.

O ARMAZENAMENTO SUBTERRÂNEO DE ÁGUA É A CHAVE PARA A SOBREVIVÊNCIA DA JOSHUA TREE?

A árvore de Joshua, um ícone do oeste americano, está ameaçada pelas mudanças climáticas. Embora alguns aspectos das árvores de Joshua tenham sido bem estudados, temos uma compreensão limitada de seu gerenciamento de água em períodos de estresse hídrico extremo. Os objetivos desta pesquisa são

1) avaliar o papel do armazenamento de água nos orçamentos hídricos das árvores de Joshua,

2) documentar as flutuações anuais no armazenamento de água nos tecidos das árvores de Josué, e

3) desenvolver um modelo integrado de anatomia e relações hídricas da árvore de Josué para simular respostas hidráulicas de toda a planta a diferentes condições climáticas.

Esses dados podem ser usados para modelar futuras distribuições de árvores de Josué, informar o planejamento de conservação e os esforços de migração assistida, além de melhorar nossa compreensão da ecohidrologia no deserto de Mojave.

A árvore de Joshua é uma espécie carismática e uma força econômica vital que atrai visitantes ao seu parque nacional homônimo. É também uma espécie fundamental que presta serviços aos ecossistemas do deserto de Mojave. Espera-se que as mudanças climáticas reduzam as árvores de Josué a 10% de sua área de distribuição atual devido ao aumento das temperaturas e à maior frequência de secas1. Embora muito se saiba sobre a história natural das árvores Joshua, não sabemos muito sobre seus orçamentos de água. Compreender o armazenamento de água e suas flutuações nas árvores de Josué, tanto em escala diária quanto anual, nos dará novos conhecimentos sobre como elas podem responder a secas individuais e sucessivas.

Resultados iniciais: As observações e a microCT das raízes das árvores de Josué e um estudo de seca indicam que o armazenamento de água não ocorre no caule como esperado e pode ocorrer em tecidos especializados da raiz.

Hipóteses:(H1): O conteúdo de água, o potencial hídrico e a transpiração do tecido da árvore de Josué flutuam diariamente e anualmente de uma maneira que reflete o uso da água do solo e do armazenamento de água da planta.(H2): A transpiração das árvores de Josué inclui água que foi armazenada em tecidos especializados nas raízes.(H3): As árvores de Josué precisarão de vários pulsos de precipitação após longos períodos de seca para repor a água nos tecidos de armazenamento até sua capacidade total.

NATALIE M. AGUIRRE: UNIVERSIDADE TEXAS A&M

Prêmio: SC-1 porômetros de folha, sensores PAR, um registrador de dadosZL6 e ZENTRA Cloud

INVESTIGAR A RELAÇÃO ENTRE A PREPARAÇÃO DA PLANTA E A CONDUTÂNCIA ESTOMÁTICA

Os herbívoros frequentemente invadem os campos agrícolas e podem causar perdas devastadoras na produção. Após um ataque, as plantas emitem misturas características de voláteis de plantas induzidos por herbívoros (HIPVs), que desempenham funções importantes na defesa das plantas. Recentemente, descobriu-se que as plantas também percebem e respondem aos HIPVs. Algumas plantas detectam HIPVs emitidos por seus vizinhos danificados e respondem aumentando suas próprias defesas em preparação para um futuro ataque, o que é conhecido como priming. O priming de defesa foi documentado em uma ampla gama de espécies de plantas, incluindo várias culturas importantes para a agricultura, como o milho e o algodão. Entretanto, pouca atenção foi dada à base fisiológica desse processo.

Em geral, a troca de gases da planta ocorre por meio dos estômatos, e os cálculos indicam que os compostos voláteis podem entrar na planta por meio dos estômatos em condições de luz4. Duas grandes questões não respondidas sobre a preparação da defesa da planta são:

1) como as plantas absorvem os compostos voláteis para a preparação?

2) como a exposição da planta a compostos voláteis influencia os processos fisiológicos, como a troca de gases?

Nenhuma pesquisa anterior considerou as implicações fisiológicas da preparação da defesa da planta. Melhorar nossa compreensão das respostas das plantas poderia revelar novas estratégias para aumentar a resistência das plantas às pragas.

Metas e objetivos

O objetivo deste projeto é usar o site SC-1 Leaf Porometer para

1) determinar se as aberturas estomáticas são necessárias para a preparação da planta por HIPVs e

2) determinar se a preparação da planta por meio de HIPVs influencia a condutância estomática. Prevemos que os HIPVs entram nas folhas das plantas por meio dos estômatos e que a preparação bem-sucedida será positivamente correlacionada com a condutância estomática.

Além disso, se as pistas de preparação forem captadas pelos estômatos, as plantas poderão aumentar a condutância estomática para aumentar o acesso às informações enquanto estiverem em alerta máximo. Um trabalho anterior de nosso laboratório encontrou uma correlação positiva entre a preparação e a dose de exposição5. Além disso, como o investimento da planta em defesas requer reservas de carbono e energia, também prevemos que a exposição da planta aos HIPVs influencia a regulação da condutância estomática para melhorar a troca de gás e a fotossíntese da planta.

RYAN C. HODGES: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE UTAH

Prêmio: PARIO analisador de textura do solo e um WP4C instrumento de laboratório de potencial hídrico

GÊNESE DO SOLO EM UMA LITOSEQUÊNCIA CLIMÁTICA DO OESTE DE HALEAKALĀ

Há uma enorme variabilidade climática (200 a >2000 mm de precipitação) e diversidade do solo (sete ordens de solo da Taxonomia do Solo) nas encostas norte e oeste do vulcão Haleakala, na ilha havaiana de Maui. Essa área pouco estudada oferece um local ideal para investigar a influência do clima e das cinzas vulcânicas no desenvolvimento do solo em fluxos de lava de basalto. Além disso, à medida que o uso da terra em Maui muda de monoculturas de cana-de-açúcar para pastagem de gado e ecoturismo, há um interesse crescente em sequestrar o carbono do solo e desenvolver mercados para culturas especializadas de nicho. Os locais de amostragem (19) foram selecionados com base em geologia e relevo semelhantes e foram escavados, descritos e amostrados manualmente por horizonte genético para um conjunto completo de análises laboratoriais. Esperamos alta variabilidade na capacidade de retenção de nutrientes e água, perda elementar e conteúdo de carbono devido à presença de cones de cinzas no local do estudo. As descobertas ajudarão a determinar a distribuição desses solos influenciados por cinzas e poderão aprimorar nossa compreensão do desenvolvimento do solo, além de fornecer informações úteis sobre o solo para os administradores de terras.

Metas e objetivos principais: Nossas metas são determinar a influência da precipitação e das cinzas vulcânicas na morfologia, mineralogia e composição dos solos em um gradiente climático do Haleakalā ocidental. Isso nos permitirá modelar as relações entre precipitação, temperatura, estágio de intemperismo, mineralogia e perda elementar desses solos vulcânicos (Chadwick et al., 2003; Chorover et al., 2004).

KARLY SOLDNER: UNIVERSIDADE DE DREXEL

Prêmio: ATMOS 41 estações meteorológicas multifuncionais, radiômetros de infravermelho, registradores de dados ZL6 e ZENTRA Cloud

COMBATE AO ESTRESSE TÉRMICO URBANO COM INFRAESTRUTURA VERDE DE ÁGUAS PLUVIAIS DE PEQUENO PORTE NOS BAIRROS MAIS VULNERÁVEIS AO CALOR DA FILADÉLFIA

Na Filadélfia e em outras áreas urbanas, o efeito da ilha de calor urbana (UHI) exacerba os riscos associados ao calor extremo devido às superfícies que absorvem o calor e à vegetação limitada. Esse impacto não é distribuído igualmente na paisagem urbana, mas se concentra em áreas com níveis elevados de materiais que absorvem o calor e cobertura arbórea reduzida. Os mapas de temperatura da superfície identificam alguns bairros como mais quentes em média do que outras áreas, às vezes com diferenças de até 8 °F. Esses bairros mais quentes são habitados de forma desproporcional por pessoas de cor e pessoas em situação de pobreza.

Espera-se que o clima da Filadélfia aqueça de forma constante no próximo século, com quatro a dez vezes mais dias com mais de 95 °F por ano até 2100. Esse aumento nos eventos de calor extremo deverá resultar em seis vezes mais mortes relacionadas ao calor.

Um recurso usado para combater o efeito da ilha de calor urbana é a infraestrutura verde. A Filadélfia possui um plano de infraestrutura verde de longo prazo que utiliza ativos ambientais descentralizados que imitam a ecologia da paisagem pré-desenvolvimento com o objetivo de reduzir a poluição das águas pluviais urbanas. A restauração dos processos ecológicos naturais da cobertura do solo inclui a redução das superfícies impermeáveis que também retêm o calor e a reintrodução de espaços com vegetação, reduzindo ainda mais as temperaturas por meio do resfriamento evaporativo.

O plano de infraestrutura verde da Filadélfia, chamado Green City, Clean Waters (Cidade Verde, Águas Limpas), está localizado no Departamento de Águas e serve principalmente para reduzir os transbordamentos combinados de esgoto. Esse foco restrito em um único objetivo subutiliza a rede de infraestrutura verde, deixando de considerar os impactos sobre o calor urbano. Os co-benefícios do uso da infraestrutura verde projetada principalmente para a redução da poluição das águas pluviais para mitigar o efeito da ilha de calor urbana não são bem compreendidos. Ao detectar diferenças de temperatura dentro e ao redor de um local de infraestrutura verde, este estudo busca quantificar melhor o impacto da infraestrutura verde de pequena pegada projetada para reduzir a poluição das águas pluviais na superfície urbana e nas temperaturas do ar.

BENEFICIÁRIOS DE 2019

KELLEY DRECHSLER: UC DAVIS

MANEJO DA IRRIGAÇÃO DE DIFERENTES VARIEDADES DE AMÊNDOAS NO MESMO POMAR DURANTE OS PERÍODOS DE SAFRA E PÓS-COLHEITA

A produção de amêndoas na Califórnia tem questões hídricas específicas, incluindo a necessidade de irrigação pós-colheita e a presença de fileiras alternadas de variedades diferentes no mesmo pomar para estabelecer uma polinização eficaz. Muitos pomares de amêndoas são organizados em fileiras que alternam entre uma variedade de alto rendimento (por exemplo, Nonpareil) e uma ou duas variedades polinizadoras (por exemplo, Butte, Aldrich).

Tradicionalmente, os agricultores configuram seus sistemas de irrigação para irrigar todo o pomar da mesma forma e não podem irrigar independentemente as diferentes variedades de amêndoas. Em vez disso, as decisões de irrigação são baseadas na variedade de maior rendimento (geralmente a Nonpareil). Como cada variedade de amendoeira passa por estágios críticos de crescimento (por exemplo, divisão do casco, colheita, diferenciação de botões) em momentos diferentes, elas também podem ter necessidades diferentes de água em um determinado momento e podem se beneficiar do gerenciamento independente da irrigação. Este projeto está investigando como irrigar de forma independente diferentes variedades sem interferir em seus estágios de crescimento e atividades de colheita.

Objetivo: Avaliar o crescimento do pomar de amêndoas, a produção, a qualidade da castanha e a resposta da produtividade da água ao manejo independente da irrigação por déficit regulado por variedade durante a estação e fora da estação. O monitoramento da água do solo usando os sensores TEROS 12 e TEROS 21 fornecerá feedback sobre a adequação da irrigação. As curvas de retenção de água in situ serão produzidas usando o conteúdo volumétrico de água e o potencial de água do solo para entender as características de retenção de água do solo em cada tratamento.

EMEKA NDULUE: UNIVERSIDADE DE MANITOBA

GERENCIAMENTO DE ÁGUA DA CANOLA E DA SOJA SOB DRENAGEM DE TELHAS NAS PRADARIAS CANADENSES

Um sistema eficiente de gerenciamento de água para aumentar a produção agrícola sem comprometer a sustentabilidade ambiental é necessário para enfrentar a escassez global de alimentos, a escassez de água, a salinização e o aumento dos extremos climáticos. O sul de Manitoba é uma importante área de produção agrícola, abençoada com solos férteis e uma topografia plana. No entanto, os principais problemas que limitam a produção máxima na região são o encharcamento causado pela infiltração do derretimento da neve e os padrões irregulares de chuva.

O gerenciamento adequado do lençol freático (WTM) oferece a função dupla de irrigação e/ou drenagem. No entanto, como a maioria dos sistemas naturais que envolvem processos complexos e inter-relacionados, o gerenciamento da água exigiu o uso de modelos de sistemas agrícolas. Os objetivos desta proposta são: (i) avaliar diferentes técnicas de manejo do lençol freático por meio da subirrigação e da drenagem de telhas na produtividade da canola e da soja; (ii) calibrar e validar o modelo HYDRUS (2/3D) usando o conteúdo de água do solo medido dentro da zona radicular, espacial e temporalmente.

Parcelas de campo com três tratamentos replicados (drenagem controlada (CD), drenagem livre (FD) e sem drenagem (ND)) já instaladas em um projeto de parcelas em faixas no sul de Manitoba serão usadas durante três estações de cultivo (2019-2021). Cada tratamento é replicado três vezes, resultando em um total de 18 parcelas para as duas culturas em rotação. O rendimento da canola e da soja será medido e comparado entre as linhas colhidas em cada tratamento. As quantidades de fosfatos e nitratos serão medidas no solo e na água de drenagem. As profundidades do lençol freático serão medidas usando poços de observação instalados com registradores de nível (próprios).

Objetivo: Analisar as técnicas de gerenciamento do lençol freático para aumentar a produção de canola e soja nas pradarias canadenses. Os produtos premiados incluem o TEROS 10, ZL6 e a ferramenta de instalação de furos de sondagem TEROS (aluguel).

AMMARA TALIB: UNIVERSIDADE DE WISCONSIN

MELHORIA DO PLANEJAMENTO DE IRRIGAÇÃO E PREVISÃO ANTECIPADA DE SECAS AGRÍCOLAS EM WISCONSIN

Os riscos de extremos climáticos, como ondas de calor e secas, estão aumentando e têm ameaçado o sistema agrícola do norte da América Central na forma de aumento da duração e intensidade da seca e redução do rendimento da safra. As previsões atuais de seca abrangem grandes regiões e não são específicas para fazendas individuais. Os recursos de previsão de secas precisam de um aprimoramento significativo. Aqui, propomos melhorar a previsão de como o estresse das culturas muda ao longo do tempo durante diferentes estágios de crescimento por meio do mapeamento avançado da evapotranspiração (ET) com os novos sensores espaciais da NASA. Essa meta será alcançada por meio do mapeamento de alta resolução (30 m) da temperatura da superfície e da perda de água pelas plantações nas areias centrais de Wisconsin com a missão recém-lançada da NASA ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment (ECOSTRESS) e o satélite de micro-ondas da NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP) e ESA Sentinel, em órbita polar.

A partir desses dois produtos, desenvolveremos, calibraremos e avaliaremos um novo produto de ET em relação às medições de campo de ET de uma rede de torres de fluxo de covariância de Foucault e sensores de umidade do solo. Essas torres estão funcionando atualmente em uma fazenda irrigada operada pela Heartland Farms (onde há rotação de culturas de batata, milho e soja) e em uma plantação de pinheiros na Tri-county School Forest de WI. Os novos mapas ET semanais em escala de campo indicarão quando as plantas estão sob estresse e os agricultores poderão tomar medidas e usar os recursos hídricos limitados de forma eficiente para manter a produtividade.

Objetivo: Usar medições terrestres para validar a evapotranspiração (ET) modelada do ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS) da NASA, observando o uso de água nas culturas de batata, milho e soja. Os produtos premiados incluem o TEROS 12, ZL6 e ATMOS 41.

DALYN MCCAULEY: UNIVERSIDADE DE IDAHO

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE ALERTA DE DOENÇAS BASEADO NO CLIMA PARA OS VINHEDOS DE IDAHO

Os produtores precisam de detecção em tempo real de eventos prejudiciais às culturas para otimizar melhor o gerenciamento de recursos na fazenda. Propõe-se um estudo para desenvolver uma ferramenta de apoio à decisão específica do local para o gerenciamento de eventos climáticos prejudiciais à cultura na fazenda. As estações meteorológicas serão distribuídas em dois campos de paisagens variadas em um vinhedo de Idaho para identificar fatores ambientais associados à doença do míldio (Plasmopara viticola). As copas dos vinhedos serão pesquisadas para detectar a resposta fisiológica da planta ao estresse induzido pela água e pela doença. Os mapas da refletância espectral das copas dos vinhedos serão comparados aos dados meteorológicos distribuídos. Será avaliada a capacidade dos algoritmos de aprendizado de máquina para avançar na previsão de doenças.

Objetivo: Coletar dados ambientais para desenvolver modelos preditivos e detectar o início precoce do míldio nos vinhedos para o gerenciamento de doenças e riscos. Os produtos premiados incluem o PHYTOS 31, ATMOS 41, TEROS 21 e TEROS 12.

EUREKA JOSHI: UNIVERSIDADE DE IDAHO

VARIABILIDADE ESPAÇO-TEMPORAL NA DRENAGEM E NO FLUXO DE NUTRIENTES EM FLORESTAS DE RECUPERAÇÃO DE ÁGUA

A aplicação terrestre de água recuperada em florestas estabelecidas é uma alternativa de descarte econômica e ecologicamente correta, especialmente em Idaho, onde o crescimento das árvores é limitado pela disponibilidade de água e nutrientes no solo. No entanto, o risco elevado de saturação e lixiviação de nutrientes foi atribuído ao aumento da carga de constituintes da aplicação prolongada de água recuperada (Barton et al., 2005; Hook e Kardos, 1978). O ponto de saturação é indicativo da vida útil dos locais florestais de aplicação de água de reúso no solo.

Há dezenas de instalações de reutilização de água recuperada permitidas em Idaho. Essas instalações incluem unidades de gerenciamento que receberam água de reúso por vários períodos de tempo, até 50 anos. Esses períodos variáveis de operação oferecem uma oportunidade de comparar a variabilidade espaço-temporal na drenagem e nos fluxos de nutrientes que, em última análise, ajudariam a determinar sua longevidade. Para a pesquisa proposta, os METER G3s serão utilizados para medir a variação na drenagem de nutrientes em um conjunto de outras medições.

Objetivo: Estudar o efeito da aplicação de água recuperada no solo em florestas estabelecidas e sua eficácia como "sumidouros" para o descarte prolongado de água reciclada. Os produtos premiados incluem o medidor de drenagem G3 lysimeter , o sensor de profundidade G3 e a bomba automáticaG3 .

JOSEPH GALEN KORNOWSKE: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE WASHINGTON

CARGA DE NUTRIENTES PARA AS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS DA IRRIGAÇÃO COM EFLUENTES DE ÁGUAS RESIDUAIS EM UM LAGO NO NORTE DE IDAHO

A qualidade da água dos lagos é continuamente prejudicada por fontes antropogênicas em zonas recém-desenvolvidas. Limitar a carga de nutrientes nos lagos pode reduzir os efeitos da eutrofização, portanto, identificar a fonte de nutrientes é uma etapa para melhorar a qualidade da água.

Este projeto tem como objetivo identificar os principais caminhos que a água percorre desde as fontes com altas concentrações de nutrientes até o lago. Os instrumentos dessa bolsa permitirão a quantificação da lixiviação de nutrientes através dos solos para as águas subterrâneas, fornecendo uma base de carga e um ponto de partida para um modelo de transporte reativo. As descobertas complementares incluirão a identificação da taxa de transporte de água e os tempos de residência dos nutrientes usando uma assinatura isotópica.

Objetivo: Examinar a carga de nutrientes de nitrogênio e fósforo nos sistemas de lagos locais como resultado do transporte subterrâneo (drenagem profunda). Os produtos premiados incluem o medidor de drenagem G3 lysimeter , o sensor de profundidade CTD+DG, EC e temperatura para o G3, ATMOS 41, ZL6 e ZENTRA Cloud.

BENEFICIÁRIOS DE 2018

CHRISTOPHER L. DUTTON: UNIVERSIDADE DE YALE

DINÂMICA ESPACIAL E TEMPORAL DE INUNDAÇÕES HIPÓXICAS E MORTANDADE DE PEIXES EM UM RIO TROPICAL

A hipóxia em rios é incomum devido às altas taxas de regeneração em águas correntes e, quando ocorre, geralmente está associada à alta carga de nutrientes antropogênicos. As inundações hipóxicas podem ser catastróficas para a biota do rio, muitas vezes levando à mortandade generalizada de peixes ou a outras alterações na composição e no comportamento da comunidade de peixes.

Tenho documentado inundações hipóxicas frequentes (13 em 3 anos) e mortandade de peixes (5 em 9 anos) no rio Mara, na África Oriental, e minha pesquisa mostrou que elas são causadas pela descarga de piscinas de hipopótamos. Há mais de 4.000 hipopótamos na parte queniana do rio Mara, trazendo mais de 3.500 kg de carbono orgânico para o ecossistema aquático todos os dias. Demonstrei que as piscinas de hipopótamos nos três afluentes do Mara tornam-se anóxicas sob baixa descarga, e o aumento da descarga expulsa as piscinas de hipopótamos e carrega um pulso hipóxico de água através do rio rio rio abaixo. Entretanto, a dinâmica espacial e temporal dessas inundações hipóxicas permanece desconhecida.

Minha pesquisa tem como objetivo compreender os fatores de variabilidade nessas inundações hipóxicas e como essas inundações hipóxicas são propagadas rio abaixo. Esse entendimento será fundamental para prever como a frequência e a intensidade desses eventos serão influenciadas pelas mudanças climáticas e de uso da terra. As diferenças no grau de hipóxia em diferentes eventos de inundação provavelmente são causadas por diferenças no tempo decorrido desde que as piscinas de hipopótamo em uma determinada área foram eliminadas e pelo tamanho do evento de chuva que causou a inundação. Como a precipitação na região de Mara é altamente localizada dentro e entre as bacias hidrográficas, e a biogeoquímica que causa a hipóxia pode variar entre as piscinas e os afluentes, a compreensão dessa dinâmica requer dados espaciais e temporais em escala fina sobre os padrões de precipitação em toda a bacia hidrográfica. Para documentar a origem das inundações hipóxicas, precisamos entender os fatores que determinam sua variabilidade e como eles se propagam pela rede fluvial. Documentarei a biogeoquímica da piscina de hipopótamos e a resposta da descarga e do oxigênio dissolvido (OD) dos afluentes e do curso principal do rio Mara em resposta à intensidade e à frequência das chuvas de cada sub-bacia do Mara.

Instalarei uma estação meteorológica METER ATMOS 41 em cada uma das três sub-bacias do rio Mara para monitorar a intensidade, a frequência e a duração das chuvas. Continuarei a documentar a ocorrência de eventos de inundação hipóxica no rio Mara com uma sonda de qualidade da água instalada a jusante de todas as piscinas de hipopótamo. Também continuarei a mapear e pesquisar a biogeoquímica de todas as piscinas de hipopótamos (~20-30) nas 3 sub-bacias do Mara. Modelarei o grau de hipóxia em cada evento de inundação como uma função da biogeoquímica das piscinas de hipopótamos, do tempo desde a última descarga e do momento e da quantidade de chuva em cada sub-bacia.

LEENA SHEVADE: UNIVERSIDADE DE DREXEL

EFEITO DA CONFIGURAÇÃO DA RAIZ DA PLANTA NO DESEMPENHO DAS INSTALAÇÕES VERDES DESCENTRALIZADAS URBANAS DE GERENCIAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS DEVIDO À VARIAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DAS MEDIÇÕES DE CAMPO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA SATURADA EFETIVA

Geralmente, supõe-se uma taxa de infiltração constante ao projetar locais de infraestrutura verde (GI). No entanto, vários estudos sugerem que a taxa de infiltração é dinâmica e varia espacial e temporalmente durante eventos de clima úmido. Este estudo de pesquisa avaliará o efeito da configuração da zona de raiz (tipo e densidade) na variabilidade espacial dos valores de condutividade hidráulica saturada de campo (Kfsat) usando o infiltrômetro da METER dentro do local. SATURO infiltrômetro da METER dentro do local. O estudo também comparará a Kfsat e a condutividade hidráulica não saturada (Kfs) medida com os valores do MiniDisk Infiltrometer da METER sob diferentes condições hidrológicas e ao longo de três estações de cultivo.

A pesquisa será realizada em quatro locais de IG urbanos totalmente monitorados com vegetação estabelecida. Os resultados serão analisados estaticamente para derivar regras generalizáveis que reduzam as necessidades de monitoramento de IGs no local e para calibrar modelos 2D/3D.

A pesquisa proposta tem como objetivo avaliar o efeito da configuração da zona de raiz (tipo e densidade) e o efeito das profundidades de lagoa e influxo sobre o desempenho de infiltração do IG urbano.

KATIE MARCACCI: UNIVERSIDADE DO TENNESSEE - KNOXVILLE

INFLUÊNCIA DAS RAÍZES DAS PLANTAS E DAS HIFAS MICORRÍZICAS NOS PARÂMETROS HIDRÁULICOS DO SOLO

A pesquisa proposta se concentrará em como as raízes das plantas e as hifas micorrízicas afetam as propriedades hidráulicas do solo. Serão realizados experimentos de laboratório para medir a condutividade hidráulica saturada (KSAT) e a retenção de água no solo (HYPROP), na presença e ausência de raízes, com e sem micorrizas. A imagem de nêutrons será usada para visualizar e quantificar a densidade e a morfologia do comprimento das raízes e das micorrizas. Os conjuntos de dados resultantes serão parametrizados para inclusão em modelos usados para prever o fluxo e o transporte dentro da zona vadosa. Esse trabalho abordará uma incerteza importante da pesquisa em nossa capacidade de modelar adequadamente as relações hidráulicas planta-solo.

O objetivo desta pesquisa é avaliar o impacto das raízes das plantas e das hifas micorrízicas nas propriedades hidráulicas do solo. Os objetivos são medir a curva de retenção de água no solo e a condutividade hidráulica saturada no solo contendo raízes (com e sem micorrizas) em comparação com a ausência de raízes, além de visualizar e quantificar as distribuições espaciais de raízes e hifas. Com base em uma revisão da literatura, minha hipótese é que as raízes e as hifas mudarão ao aumentar a quantidade de água que é mantida em um determinado potencial matricial, especialmente próximo à saturação. Também levanto a hipótese de que as raízes e as hifas aumentarão em relação ao solo em que estão ausentes.

ELIZABETH MCNAMEE: UNIVERSIDADE DE WISCONSIN

QUANTIFICAÇÃO DA EFICÁCIA DA PROGRAMAÇÃO DE IRRIGAÇÃO PARA AUMENTAR A EFICIÊNCIA DO USO DA ÁGUA NAS AREIAS CENTRAIS DE WI

A água subterrânea de um aquífero raso e não confinado nas Areias Centrais de Wisconsin (WCS) reabastece ecossistemas aquáticos valiosos e, ao mesmo tempo, fornece água de irrigação para apoiar um setor agrícola de US$ 450 milhões. Para equilibrar com sucesso esses valiosos serviços ecossistêmicos, é imperativo quantificar a eficácia das estratégias de gerenciamento de irrigação para reduzir o uso consuntivo de água subterrânea e, ao mesmo tempo, manter rendimentos aceitáveis.

A pesquisa que proponho testará formalmente a capacidade do Wisconsin Irrigation Scheduling Program (WISP) - uma ferramenta disponível para os agricultores, mas severamente subutilizada - de aumentar a eficiência do uso da água (WUE) e reduzir o consumo de água subterrânea na fazenda.

As culturas de batata e milho doce serão examinadas em quatro campos durante as estações de crescimento de 2018 e 2019. Em um experimento de campo emparelhado, metade dos campos será irrigada usando o WISP disponível gratuitamente (https://wisp.cals.wisc.edu/), e a Isherwood Farms irrigará os campos restantes de acordo com a intuição e a experiência.

As entradas do usuário serão medidas da seguinte forma: porcentagem de cobertura do dossel com o aplicativo de telefone Canopeo, umidade do solo com os sensores METER 5TM/ProCheck e irrigação/precipitação com o METER ECRN-100. Medidores de drenagem METER G3 (3-5 por campo) e medições diárias de ET (ET = chuva + precipitação - Δ armazenamento do solo - drenagem) validarão os cálculos de drenagem profunda e ET do WISP. Um METER EM60G por campo registrará os dados de irrigação/precipitação(ECRN-100), umidade do solo (10, 20, 40, 80 cm com 5TM; próprio) e drenagem profunda (medidor de drenagemG3 ; próprio). A coleta automatizada de dados do EM60G é vital para o rastreamento consistente das entradas diárias de precipitação/irrigação e para a operação precisa do WISP. Os EM50s coletarão dados de lisímetros adicionais e conjuntos de sensores de umidade do solo (2 a 3, dependendo do campo) para capturar uma gama completa de variabilidade. O rendimento será determinado pela colheita de 6 metros de linha de 15 locais de campo no final de um ciclo de crescimento da cultura. As diferenças na drenagem profunda, na produtividade, na ET e na umidade do solo serão comparadas entre os regimes de irrigação WISP-intuition e os modelos WISP-Agro-IBIS para avaliar a possível economia de água e as oportunidades de aprimoramento do WISP.

BENEFICIÁRIOS DE 2016

CHRISTOPHER BELTZ: UNIVERSIDADE DE WYOMING

OS EFEITOS DA MUDANÇA AMBIENTAL SOBRE O CICLO DE CARBONO NO OESTE SEMIÁRIDO

O aumento da disponibilidade de nitrogênio (N) tem o potencial de alterar muitas funções do ecossistema - e já está fazendo isso. Isso se deve, em grande parte, à resposta generalizada da produtividade primária líquida (NPP) e da respiração do solo ao N. A fixação antropogênica de N aumentou as entradas na biosfera de 0,5 kg N ^ha-1 ^ano-1 para mais de 10 kg N ^ha-1 ^ano-1. Em ambientes semiáridos, as relações entre o N disponível e os processos ecossistêmicos são especialmente complexas devido à forte limitação pela precipitação baixa - e altamente variável. Isso causa uma co-limitação temporalmente complexa por água e N. Além disso, sabe-se que a temperatura tem efeitos significativos sobre a respiração do solo. Considerando as projeções do IPCC, nas quais tanto o nitrogênio quanto a precipitação são alterados, o desenvolvimento atual de recursos energéticos no oeste dos EUA oferece uma oportunidade de fazer perguntas de pesquisa básica e aplicada relacionadas aos efeitos do aumento da disponibilidade de nitrogênio e água no ciclo de carbono. Para entender melhor esses efeitos, examinarei os efeitos interativos da aplicação de nitrogênio e água no ciclo de carbono e avaliarei os efeitos relativos das comunidades vegetais e microbianas no ciclo de carbono e no orçamento de carbono. A implementação da estação meteorológica METER permitirá que eu monitore as condições do local (ou seja, precipitação, temperatura do ar, umidade do solo e temperatura do solo) com alta resolução temporal, aumentando o campo de inferência deste estudo.

DANIEL ADAMSON: UNIVERSIDADE DE WYOMING

DEGRADAÇÃO DE HERBICIDAS APLICADOS NO SOLO SOB IRRIGAÇÃO LIMITADA

Os herbicidas aplicados no solo são importantes para o controle de ervas daninhas em muitas culturas, pois oferecem um amplo espectro de controle e diversidade química, especialmente quando há menos herbicidas aplicados na pós-colheita disponíveis. No entanto, se os herbicidas aplicados no solo persistirem por muito tempo, há risco de danos às culturas rotativas suscetíveis nos anos seguintes. Como a degradação do herbicida no solo é altamente dependente da água, a necessidade iminente de reduzir o uso da água na agricultura no futuro pode levar a uma degradação limitada do herbicida e a um risco maior de transferência. Esse projeto busca entender como a irrigação limitada afeta a eficácia e a transferência de herbicidas aplicados no solo nas rotações de culturas irrigadas do Wyoming. Um estudo de campo em duas partes está sendo realizado atualmente com a aplicação de quatro herbicidas aplicados no solo em feijões secos e quatro herbicidas aplicados no solo em milho. Em 2015, três tratamentos de irrigação (100%, 80%, 69% da evapotranspiração da cultura) foram aplicados a ambas as culturas, e a umidade do solo foi monitorada usando dez registradores de dados METER Em50, cada um com quatro sensores de umidade do solo GS-1. O conteúdo volumétrico de água no solo dos três tratamentos de irrigação foi, em média, de 22%, 18% e 17% durante a estação de crescimento. A produtividade da cultura diminuiu à medida que a irrigação foi reduzida. As amostras de solo coletadas em intervalos regulares após a aplicação do herbicida serão analisadas em 2016 quanto ao nível do herbicida e usadas para realizar um bioensaio em estufa para determinar a resposta da cultura ao herbicida residual. A resposta da cultura também será avaliada no campo durante o segundo ano, quando a beterraba, o girassol e o feijão seco ou o milho serão plantados sobre as parcelas originais e avaliados quanto a danos causados pelo herbicida.

DAVID SULLIVAN: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE WASHINGTON

LAVOURA EM FAIXAS E CULTIVO DE COBERTURA PARA AUMENTAR A EFICIÊNCIA DO USO DA ÁGUA EM FAZENDAS DE HORTALIÇAS ORGÂNICAS NO OESTE DE WASHINGTON

As crescentes preocupações com a saúde do solo e o uso da água em sistemas de lavoura convencionais levaram a um maior interesse em práticas de lavoura reduzida devido à melhoria da qualidade do solo, à retenção de umidade e à diminuição da erosão. Uma abordagem equilibrada que utiliza lavoura em faixas e culturas de cobertura com alto teor de resíduos tem o potencial de reduzir esses efeitos negativos e, ao mesmo tempo, proteger a saúde do solo e conservar a água. Foi demonstrado que as coberturas vegetais com alto teor de resíduos criadas por culturas de cobertura terminadas na primavera suprimem as ervas daninhas em sistemas orgânicos, além de aumentar a umidade do solo em comparação com os sistemas de lavoura convencionais. Este projeto investigará como esses sistemas de plantio direto baseados em culturas de cobertura com alto teor de resíduos podem melhorar a eficiência do uso da água, investigando a dinâmica da água da camada de cobertura morta em flocos em comparação com os sistemas de solo descoberto.

Uma cultura de cobertura de centeio de cereais plantada no outono e terminada no meio da antese por meio de corte com flocos será submetida a lavoura em faixas ou lavoura completa antes do transplante da abóbora. Serão mantidas programações de aplicação de irrigação por gotejamento separadas por tratamento, utilizando a plataforma de programação de irrigação WSU AgWeathernet, emparelhada com sensores de umidade volumétrica METER 5TM e monitorada em tempo real com registradores sem fio Em50G. Os dados de temperatura e umidade serão coletados em duas profundidades do solo e em dois locais ao longo do canteiro. Após a conclusão, esse projeto ajudará a abordar o nexo de alimentos, energia e água com o potencial de aumentar a resistência do sistema agrícola às mudanças climáticas, conservando os recursos hídricos no estado de Washington.

ELISE CONNOR: UNIVERSIDADE DO TEXAS EM AUSTIN

REPENSANDO AS MEDIÇÕES DO STATUS HÍDRICO DAS PLANTAS EM RESPOSTA À SECA

A seca é um fator primário que limita a produtividade das plantas, afetando-as negativamente desde o nível molecular até o fisiológico. Muitos estudos examinaram os efeitos da seca, mas poucos incluem os efeitos dos simbiontes fúngicos. No entanto, os fungos endofíticos que colonizam as folhas podem melhorar a tolerância das plantas à seca em uma ordem de magnitude ou mais. Por exemplo, os endófitos fúngicos podem reduzir a perda de água das plantas fechando os estômatos e evitando a dessecação celular ao acumular solutos nas células vegetais. Em alguns casos, a presença de um endófito fúngico anula completamente os efeitos da seca sobre o crescimento da planta e a eficiência da transpiração. Dessa forma, os simbiontes fúngicos podem levar os pesquisadores a identificar incorretamente os mecanismos de tolerância à seca nas plantas. Além disso, os efeitos dos fungos podem explicar por que os modelos de condutância atuais não conseguiram prever as respostas estomáticas observadas ao estresse hídrico. Portanto, para entender melhor a dinâmica da seca das plantas, proponho usar o METER SC-1 Leaf Porometer para dividir os efeitos da umidade do solo e dos endófitos na condutância estomática das plantas.

ELIZABETH ERNST: UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA DE MICHIGAN

COMPREENSÃO DAS CONDIÇÕES DO SOLO EM ECOSSISTEMAS BOREAIS-TAIGA E COMO ELAS INFLUENCIAM A EXTENSÃO, A GRAVIDADE E A DISTRIBUIÇÃO DOS INCÊNDIOS FLORESTAIS

A região boreal do Ártico está passando por uma mudança significativa no clima, com tendência a verões mais quentes e longos. Espera-se que essas temperaturas mais altas sequem os combustíveis, tornando-os mais suscetíveis à ignição e à queima durante as temporadas prolongadas de incêndios florestais. Os incêndios florestais são o principal fator de perturbação nos Territórios do Noroeste do Canadá (NWT), e o degelo do permafrost é o segundo maior fator de perturbação. É importante entender a relação entre esses dois distúrbios, uma vez que eles se impulsionam e se influenciam mutuamente em um ciclo de feedback positivo. Esses processos são impulsionados por vários fatores, inclusive o tempo e o clima, a topografia e a composição do solo. Para entender como os efeitos dos incêndios florestais variam em diferentes zonas ecológicas e condições de permafrost, os padrões de umidade do solo e do combustível da pré-temporada estão sendo estudados no solo e com tecnologia de sensoriamento remoto. As tendências de longo prazo nos padrões de umidade do solo que antecederam a temporada de incêndios de 2014 perto de Yellowknife, NWT, serão comparadas às medições de campo realizadas durante o verão de 2016. Os sensores 5TM da METER e os dispositivos portáteis Procheck serão usados para medir as condições do solo, incluindo umidade e matéria orgânica. SATURO testarão a condutividade hidráulica saturada no campo para estimar a quantidade de água disponível para o escoamento e a regeneração da vegetação. As medições serão feitas em uma variedade de condições pós-incêndio (sem queima a alta severidade de queima) e interações de permafrost (contínuas, descontínuas e esporádicas). Esses resultados contribuirão para um esforço contínuo de compreensão da vulnerabilidade dos ecossistemas Boreal-Taiga ao aumento da atividade de incêndios florestais em um clima em mudança.

LEANDER ANDEREGG: UNIVERSIDADE DE WASHINGTON

A BUSCA PELA FERTILIZAÇÃO POR CO2

As árvores são comerciantes; elas vendem água para a atmosfera em troca do_CO2de que precisam para fazer a fotossíntese dos açúcares. A taxa de troca, ou "eficiência do uso da água", que impulsiona o mercado de carbono e água das plantas, é uma função das concentrações de_CO2 atmosférico. Assim, teoricamente, as emissões humanas de carbono, que aumentaram o_CO2 atmosférico em 40% desde 1850, deveriam aumentar a eficiência do uso da água pelas plantas, resultando na "fertilização_{por CO2} " de nossas florestas e plantações. No entanto, as evidências da fertilização_{por CO2} são extremamente variadas. Procuro entender quando, onde e por que as árvores experimentam a fertilização_{por CO2} usando o equipamento METER para quantificar as restrições ambientais (por exemplo, a disponibilidade de água, luz, temperatura, umidade relativa) experimentadas por duas espécies de árvores, Abies lasiocarpa e Populus tremuloides, em suas faixas de elevação no sudoeste do Colorado. Combinando esses dados ambientais com os registros existentes de crescimento de árvores e de eficiência no uso da água de núcleos de árvores, usarei um modelo de crescimento florestal parametrizado (3-PG) para determinar como as restrições ambientais determinam se e quanto as árvores se beneficiam do aumento das concentrações de dióxido de carbono.

JESSICA STEVENS: UNIVERSIDADE DO TENNESSEE KNOXVILLE

PONTOS CRÍTICOS DE DECOMPOSIÇÃO DE CADÁVERES: MONITORAMENTO DE MUDANÇAS EM SOLOS DE TÚMULOS

A decomposição de cadáveres ou carcaças tem despertado interesse tanto do ponto de vista forense quanto ecológico. Nossa pesquisa se concentra na ecologia microbiana dos eventos de decomposição da mortalidade de vertebrados terrestres, com ênfase nas mudanças na biologia e na química do solo. Planejamos usar os sensores de umidade do solo METER para prever a umidade do solo e o conteúdo de gordura/lipídios nesses solos de decomposição em experimentos de laboratório e de campo. Isso fornecerá novos conhecimentos sobre esses sensores e suas possíveis aplicações na ciência forense.

REBECCA SHERIDAN: UNIVERSIDADE DE IDAHO

FISIOLOGIA HIDRÁULICA DE MUDAS DE DOUGLAS-FIR PLANTADAS EM RESPOSTA A CONDIÇÕES DE LIMITAÇÃO DE ÁGUA

Este projeto medirá a condutividade hidráulica das mudas de Douglas-fir e determinará como a condutividade hidráulica das mudas muda em condições limitantes de água no solo. Centenas de milhares de mudas de Douglas-fir são plantadas todos os anos no estado de Idaho e são submetidas a uma ampla variedade de condições ambientais. Observações de campo mostram que as mudas de Douglas-fir plantadas não estão sobrevivendo; a umidade limitada do solo nos locais de plantio é uma das causas suspeitas da morte das mudas. O projeto abordará um problema florestal, a não sobrevivência das mudas plantadas, com as ferramentas e os mecanismos da disciplina de fisiologia hidráulica das plantas, incluindo um medidor de fluxo de alta pressão, um aparelho Sperry e instrumentos METER. Mediremos as características morfológicas e fisiológicas das mudas antes e depois do plantio. As mudas de controle serão bem regadas durante todo o experimento, e as mudas de tratamento passarão por condições de seca moderada ou extrema. Os resultados serão analisados por meio de análise de variância. Os resultados elucidarão como a fisiologia hidráulica das mudas responde ao plantio, o que ajudará a melhorar a sobrevivência das mudas e a garantir que as metas de reflorestamento e restauração sejam atingidas.

THOMAS GREEN: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MICHIGAN

EFEITOS DO TAMANHO DA PARTÍCULA DA CAMADA DE CASCALHO E DA INCLINAÇÃO DA SUB-BASE NA MAGNITUDE DO PADRÃO ESPACIAL DA ÁGUA DO SOLO EM UM PUTTING GREEN DE PROFUNDIDADE VARIÁVEL DE ACORDO COM AS ESPECIFICAÇÕES DA USGA

A distribuição uniforme da água do solo em putting greens com alto teor de areia é uma das principais preocupações dos superintendentes de campos de golfe. Embora o cascalho seja comumente usado como componente de uma zona de raiz baseada em areia para aumentar a retenção de umidade, o contorno e a inclinação dos putting greens afetam significativamente a retenção de umidade devido à gravidade. Como resultado, os solos de textura grossa ficam prematuramente secos em altitudes mais elevadas e excessivamente úmidos em altitudes mais baixas. Esse umedecimento não uniforme do solo não só pode prejudicar o desempenho do putting green, como também pode aumentar o consumo de água e de mão de obra. O objetivo deste estudo é avaliar o impacto do tamanho das partículas da camada de cascalho e da inclinação no conteúdo de água do solo em uma zona de raiz de profundidade variável (mais rasa no ápice da inclinação e mais profunda na base da inclinação) com alto teor de areia. Devido à falta de pesquisas publicadas e à ampla especificação da United States Golf Association (USGA) para a seleção de um cascalho com base no material da zona de raiz, é fundamental determinar os fatores ideais de ponte, filtragem, permeabilidade e uniformidade capazes de aumentar a uniformidade da umidade do solo da zona de raiz nas ondulações de um putting green de profundidade variável e alto teor de areia. Nosso objetivo é avaliar os efeitos do tamanho das partículas da camada de cascalho e da inclinação da sub-base sobre a magnitude e o padrão espacial da água do solo em um putting green de profundidade variável e especificação da USGA. Nossa hipótese é a seguinte: o aumento da diferença de tamanho de partícula entre as camadas de cascalho e da zona de raiz, em combinação com uma zona de raiz de profundidade variável, melhorará a uniformidade da umidade do solo em um putting green ondulado.

BENEFICIÁRIOS DE 2015

ANDREW GREEN: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO KANSAS

UMA TRIAGEM REPETÍVEL DE TRIGO E SEUS PARENTES SELVAGENS PARA TOLERÂNCIA AO ESTRESSE HÍDRICO

Estudos anteriores identificaram acessos "tolerantes à seca" das espécies de trigo selvagem Aegilops geniculata Roth e trigo comum (Triticum aestivum, L.) em ambientes controlados. A triagem em ambiente controlado é necessária para cultivar germoplasma não adaptado e para isolar o estresse por umidade de estresses adicionais no campo. Muitos testes de seca em estufas sofrem com problemas de confusão, como o tipo de solo e o conteúdo de umidade do solo resultante, a densidade aparente e as diferenças genéticas para características como massa da raiz, profundidade de enraizamento e tamanho da planta. O monitoramento do potencial hídrico no solo e na planta é a única maneira quantificável de impor um tratamento consistente e repetível. Com o desenvolvimento de uma curva de retenção de umidade no solo para um meio de crescimento homogêneo, o tratamento de umidade poderia ser mantido em um potencial matricial biologicamente relevante e os potenciais hídricos correspondentes da planta poderiam ser registrados. Os sensores de conteúdo volumétrico de água METER EC-5 , os sensores de potencial matricial METER MPS-6 e os tensiômetros de coluna estão sendo usados para monitorar as condições de umidade do solo em um experimento em estufa com tubos de crescimento de cloreto de polivinila (PVC) de 182 cm de altura usando o meio de crescimento homogêneo Profile Greens Grade. Variedades de trigo previamente caracterizadas estão sendo cultivadas em um estudo piloto, e uma coleção avançada de Aegilops geniculata será testada em um sistema maior. Serão feitas medições de dias até a senescência, biomassa, relação broto:raiz, características de enraizamento, componentes de rendimento, potencial hídrico da folha, conteúdo relativo de água da folha e outras observações fisiológicas entre tratamentos com limitação de umidade e controle. Esses dados podem ser uma forma quantificável de classificar os genótipos quanto à resposta ao estresse hídrico.

Foram concedidos 13 sensores de potencial hídrico e temperatura MPS-6 e 26 EC-5 sensores de umidade do solo

BENJAMIN CARR: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE IOWA

PROPRIEDADES TÉRMICAS E HIDRÁULICAS DO SOLO PARA A DENSIDADE APARENTE DINÂMICA DURANTE OS CICLOS DE UMEDECIMENTO E SECAGEM APÓS A LAVOURA

O solo superficial é uma interface complexa e dinâmica que dita a transferência de massa e energia entre a terra e a atmosfera e determina o fluxo e a divisão da água no ciclo hidrológico. Suas propriedades são consideradas dinâmicas porque são controladas em parte pelo conteúdo de água do solo, que pode mudar rapidamente com eventos de umedecimento ou lentamente ao longo de períodos sustentados de drenagem, absorção de plantas e secagem por evaporação. Uma suposição comum em estudos hidrológicos que consideram as propriedades dinâmicas da superfície do solo é que a densidade aparente do solo é estática. Os processos naturais (por exemplo, congelamento e degelo) e as modificações antropogênicas (por exemplo, lavoura) afetam a densidade aparente do solo. Portanto, se a densidade aparente transitória puder ser quantificada, o impacto nas propriedades térmicas e hidráulicas do solo poderá ser medido. Para monitorar continuamente as alterações nas propriedades térmicas e hidráulicas do solo em um campo cultivado, proponho o uso de sensores termo-TDR para determinar o conteúdo de água do solo in situ e as propriedades térmicas, os fluxos de calor latente e sensível, além de avaliar o estado da densidade aparente e da porosidade do solo. Solicito sensores de potencial hídrico e de conteúdo de água para permitir a determinação das características de retenção de água no campo e das condutividades hidráulicas.

Foram concedidos 18 sensores de potencial hídrico e temperatura MPS-6, nove EC-5 sensores de umidade do solo

RACHEL RUBIN: UNIVERSIDADE DO NORTE DO ARIZONA

OS MICRÓBIOS DO SOLO INFLUENCIAM A RESPOSTA DAS PLANTAS ÀS ONDAS DE CALOR?

As ondas de calor e a seca perturbam os ecossistemas e estão aumentando em frequência e intensidade, mas recebem muito menos atenção da pesquisa do que o aquecimento gradual e de longo prazo. Os efeitos agudos desses eventos são profundos, reduzindo a produtividade acima do solo em 30% em todo o continente europeu em 2003. Embora pouco estudadas, as ondas de calor e a seca provavelmente produzem efeitos herdados mediados pela comunidade microbiana do solo. Manipularei as comunidades da rizosfera in vivo e avaliarei o desempenho de gramíneas nativas transplantadas sob uma onda de calor aplicada em campo, um cenário crescente no sudoeste e um desafio cada vez maior na restauração ecológica. Espero que as ondas de calor alterem a estrutura da comunidade microbiana do solo, reduzindo a abundância de bactérias, mas preservando a abundância de fungos. Em segundo lugar, espero que o cultivo de gramíneas com inóculo de ondas de calor "prepare" as plantas para a tolerância ao calor, devido à aclimatação dos micróbios da rizosfera. A instrumentação do METER fornecerá novas informações sobre os fatores abióticos associados às ondas de calor, incluindo os impactos associados à água disponível para os micróbios e para as plantas.

Foram concedidos oito sensores de potencial hídrico e temperatura MPS-6, oito sensores de umidade do solo GS1, quatro registradores de dados Em50

STEPHANIE FULTON: UNIVERSIDADE DA GEÓRGIA

MONITORAMENTO CONTÍNUO PARA DETERMINAR COMO OS CAMINHOS DE FLUXO HIDRÁULICO DE ENGENHARIA MANTÊM A QUALIDADE E A QUANTIDADE DE ÁGUA DURANTE A MINERAÇÃO DE CARVÃO DE SUPERFÍCIE E OPERAÇÕES DE PREENCHIMENTO DE VALES

Os pesquisadores descobriram que os níveis de salinidade - medidos pela condutividade, um indicador do total de cargas de sólidos dissolvidos (TDS) - são o indicador mais forte da degradação do fluxo abaixo das operações de mineração de carvão de superfície e preenchimento de vales (SCM/VF) em toda a região central dos Apalaches. No momento, estamos investigando a eficácia de um método experimental de recuperação de minas com "isolamento hidrológico", projetado para manter a qualidade e a quantidade de água a jusante das operações de SCM/VF, minimizando o contato da água subterrânea com a sobrecarga de alta produção de sal. A identificação e a caracterização das contribuições da água de origem para o fluxo de água usando a condutividade nos ajudarão a determinar como o método de isolamento hidrológico afeta a natureza e a duração das interações entre a água superficial e a água subterrânea e aumentará nossa compreensão dos caminhos de fluxo hidrológico dominantes que contribuem para o fluxo de água em bacias hidrográficas mineradas. Os dados de monitoramento contínuo proporcionam uma resolução temporal muito maior do que os dados de monitoramento trimestrais ou mensais e são essenciais para entender como a condutividade varia sazonalmente e com condições de precipitação antecedentes variáveis. O objetivo do nosso estudo é avaliar como as práticas de engenharia hidrológica que controlam o movimento do fluxo de águas subterrâneas através das minas SCM/VF podem afetar os mecanismos de geração de fluxo e a química da água. Nossos objetivos de pesquisa incluem a avaliação do efeito da engenharia hidrológica na redução da carga de soluto e dos níveis de condutividade nos córregos receptores e os mecanismos que controlam os processos de geração de fluxo de água e a química da água abaixo do SCM/VF.

A coleta de dados hidrológicos contínuos e de química da água usando o sistema de registro de dados remoto Em50R da METER, juntamente com sensores CTD-10, nos ajudará a entender a dinâmica hidrológica em um local remoto de SCM/VF localizado no condado de Magoffin, nos campos de carvão do leste de Kentucky.

Foram concedidos quatro sensores CTD-10, três registradores de dados Em50, uma estação de dados

BENJAMIN WALLEN: ESCOLA DE MINAS DO COLORADO

INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL E DE MODELAGEM DE PROCESSOS DE SUBSUPERFÍCIE RASA INFLUENCIADOS POR INTERAÇÕES TERRA-ATMOSFERA/APLICAÇÕES À DETECÇÃO DE MINAS TERRESTRES

Um dos riscos ambientais mais prolíficos em todo o mundo são as minas terrestres antipessoais. O sucesso das tecnologias de detecção de minas terrestres depende de muitos fatores, incluindo a composição física da mina terrestre e o tempo de permanência no solo desde a colocação. Entretanto, uma área comumente negligenciada são as condições ambientais em que a mina terrestre é colocada. Ao obter uma compreensão maior das condições ambientais nas proximidades de uma mina terrestre, podemos calibrar melhor os modelos numéricos usados para desenvolver algoritmos que fazem interface com diferentes tecnologias de detecção. Caracterizar as condições ambientais nas proximidades do local de colocação de uma mina terrestre é o foco desta pesquisa. Foram desenvolvidos vários modelos numéricos e analíticos para prever as propriedades físicas da subsuperfície rasa. O conhecimento fundamental do caráter do terreno e os processos dinâmicos que alteram as propriedades do terreno são essenciais para esses modelos. O objetivo desta pesquisa é melhorar nossa compreensão dos processos de fluxo não isotérmico e multifásico de água, vapor de água e ar na subsuperfície rasa para prever melhor a distribuição espacial e temporal da umidade do solo. Em última análise, isso fornecerá previsões mais refinadas espacialmente da distribuição da umidade e da temperatura do solo, permitindo uma melhor compreensão para modelar, simular e prever as condições ambientais mais dinâmicas para o desempenho da detecção de minas.

Foram concedidos cinco sensores de temperatura e umidade relativa VP-3, dez sensores de ECT sensores de temperatura do ar, dez EC-5 sensores de umidade do solo

HENRY SINTIM: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE WASHINGTON

COBERTURA PLÁSTICA BIODEGRADÁVEL: DEGRADAÇÃO E IMPACTOS NA QUALIDADE DO SOLO

A aplicação de cobertura plástica convencional (CPM) na agricultura é uma prática comum da maioria dos produtores de culturas especiais em todo o mundo. Ela oferece os benefícios do aumento da eficiência do uso da água e do controle de ervas daninhas, pragas e doenças. Consequentemente, isso melhora o rendimento e a qualidade da cultura. No entanto, os produtores precisam recuperar e descartar com segurança o CPM após o uso, o que aumenta o custo total da produção. A substituição do CPM por filmes plásticos biodegradáveis (BPM) aliviará a necessidade de descarte. No entanto, o impacto potencial sobre os ecossistemas do solo agrícola precisa ser avaliado antes da adoção do BPM. Os objetivos da minha pesquisa são

Examinar a degradação de diferentes tipos de BPM ao longo do tempo Avaliar os efeitos do BPM na qualidade do solo

Avaliarei a qualidade do solo usando o kit de teste de qualidade do solo do USDA, disponível na Gempler. Como a temperatura e o teor de umidade do solo são parâmetros importantes que governam as taxas de reação química e a atividade microbiana e provavelmente variam entre os diferentes tratamentos de BPM, eles serão monitorados usando os sensores de umidade e temperatura do solo 5TM da METER instalados a 10 cm e 20 cm de profundidade. Também instalarei medidores de drenagem G3 da METER em uma profundidade de 30 cm para coletar amostras de lixiviados para análise de partículas de BPM. A degradação do BPM ao longo do tempo será examinada pela avaliação das propriedades do material e também pela medição do tamanho das partículas e da área de superfície por meio de fotografia, digitalização das fotografias e análise de imagens usando o software Image J.

Foram concedidos um G3 medidor de drenagem, seis sensores de umidade e temperatura do solo 5TM, um registrador de dados remoto Em50G

Avaliar a lixiviação dos produtos de degradação do BPM pelo solo

SHUYANG ZHEN: UNIVERSIDADE DA GEÓRGIA

USO DO ÍNDICE DE VEGETAÇÃO POR DIFERENÇA NORMALIZADA (NDVI) COMO INDICADOR DO TAMANHO DA PLANTA EM MODELOS PREDITIVOS DE USO DA ÁGUA PARA FACILITAR A IRRIGAÇÃO DE PRECISÃO

A irrigação precisa com base nas necessidades hídricas das plantas não apenas permite o crescimento ideal das plantas, mas também conserva a água e alivia a poluição ambiental causada pelo escoamento de fertilizantes e pesticidas. Uma compreensão completa das necessidades de água específicas da cultura é essencial para uma irrigação mais eficiente. No entanto, o uso de água pelas plantas muda diariamente, impulsionado por variações nas condições ambientais, bem como por mudanças no tamanho das plantas ao longo do tempo. Embora as condições ambientais sejam relativamente fáceis de medir, a determinação direta do tamanho da planta costuma ser destrutiva e demorada. O sensoriamento remoto dos índices de vegetação, como o índice de vegetação de diferença normalizada (NDVI), oferece um método contínuo e não destrutivo para estimar o tamanho do dossel para uso em modelos de uso da água. Meu trabalho atual usando os sensores METER NDVI desenvolverá modelos quantitativos que preveem o uso diário de água (DWU) de espécies de plantas de canteiro com base em fatores ambientais e NDVI, um indicador do tamanho da planta. O objetivo é usar o NDVI no lugar dos "coeficientes de cultura", que são comumente usados em aplicações agronômicas.

Nossos dados preliminares mostram que o NDVI está altamente correlacionado com o crescimento da planta, e um modelo de regressão linear múltipla desenvolvido usando apenas a radiação e o NDVI explicou mais de 85% das variações no DWU. A inclusão de outras variáveis ambientais ou da evapotranspiração de referência pode refinar esses modelos. Portanto, realizaremos um estudo adicional para fins de validação do modelo e aumentaremos a escala por meio da colaboração com produtores comerciais e desenvolveremos locais de estudo em viveiros.

Premiados seis sensores SRS NDVI, dois sensores SRS PRI, um ProCheck, um sensor PAR, um piranômetro, um sensor de temperatura e umidade VP3

JEB FIELDS: VIRGÍNIA TECH

CONSERVAÇÃO DE ÁGUA NA PRODUÇÃO EM CONTÊINERES POR MEIO DA ENGENHARIA DE SUBSTRATOS SEM SOLO PARA AUMENTAR A ÁGUA DISPONÍVEL

Há uma percepção crescente de que a água é um recurso finito do qual a agricultura, incluindo a produção de culturas em contêineres, é um dos principais consumidores. Quase dois terços de todas as culturas ornamentais produzidas nos EUA são cultivadas em contêineres que utilizam cultura sem solo, na qual mais de 20.000 galões de água por acre por dia podem ser aplicados para produzir culturas comercializáveis. Os substratos sem solo foram desenvolvidos para fornecer ampla porosidade cheia de ar, garantindo drenagem suficiente, permitindo assim que os produtores reguem em excesso para evitar riscos associados ao estresse hídrico. No entanto, com a iminente crise hídrica, são necessárias práticas de produção mais sustentáveis em termos de água.

Minha pesquisa envolve a manipulação das propriedades hidrofísicas do substrato sem solo em um esforço para entender melhor como a água se move e interage com os poros e as partículas do substrato. Além disso, essa pesquisa determinará como as variações nas propriedades hidrofísicas dos substratos sem solo afetam o crescimento e o desenvolvimento de culturas em contêineres. A alteração de substratos sem solo usados convencionalmente para que tenham propriedades hidráulicas otimizadas permitirá maior distribuição de água e disponibilidade subsequente em substratos em contêineres. Permitir que a água se mobilize mais prontamente em um contêiner proporcionará às raízes acesso a porcentagens mais altas de água retida no substrato e, portanto, aumentará a água disponível. Com porcentagens mais altas de água disponível, os produtores podem produzir mais biomassa aplicando menos água e, portanto, usando a água de forma mais eficiente durante a produção.

O objetivo geral da minha pesquisa é reduzir o consumo de água na produção de recipientes por meio da engenharia de substratos sem solo utilizando componentes tradicionais (por exemplo, turfa de Sphagnum e casca de árvore) sem alterar outras práticas de produção ou investir em novas tecnologias.

Premiado 1 WP4C medidor de potencial hídrico de ponto de orvalho

MITCHELL HUNTER: UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PENSILVÂNIA

DETECÇÃO DE ESTRESSE POR SECA NO DOSSEL EM BUSCA DE ADAPTAÇÃO ECOLÓGICA AO CLIMA

Utilizarei os Sensores de Refletância Espectral (SRS) e os Radiômetros Infravermelhos (IR) da METER para caracterizar os impactos do cultivo de cobertura nas respostas ao estresse da seca do milho. Os instrumentos permitirão a medição do desenvolvimento do dossel do milho, da eficiência do uso da luz e da temperatura do dossel. Usarei abrigos de exclusão de chuva para impor estresse de seca ao milho após cinco tratamentos de culturas de cobertura. Os instrumentos METER serão instalados em duas unidades móveis de observação. Cada unidade incluirá sensores SRS calibrados para ler o índice de vegetação diferencial normalizado (NDVI) e o índice de refletância fotoquímica (PRI), com sensores de referência apontados para o céu, além de um sensor de infravermelho.

Esse sistema móvel se baseará no conjunto atual de métodos ecofisiológicos repetidos usados neste estudo. Esses incluem: altura do milho, leaf area index (LAI; METER AccuPAR LP-80), condutância estomática (METER SC-1), potencial hídrico foliar antes do amanhecer (câmara de pressão da PMS Instruments) e verde das folhas (Konica Minolta SPAD).

NDVI As leituras fornecerão um indicador de desenvolvimento do dossel mais precoce, mais preciso e mais repetível do que o LAI. Após o fechamento do dossel, as leituras emparelhadas do PRI-NDVI fornecerão informações sobre a eficiência do uso da luz; as leituras de IR da temperatura do dossel fornecerão um indicador do estresse hídrico. Juntos, eles permitirão a medição do estresse do milho durante toda a estação.

Esses instrumentos melhorarão a resolução temporal e a especificidade mecanicista do meu estudo de campo, possibilitarão o desenvolvimento de métodos e ajudarão a validar um modelo de cultivo. Em termos mais amplos, isso aumentará a compreensão de como as práticas de gerenciamento ecológico (culturas de cobertura) podem ajudar na adaptação às condições futuras projetadas sob a mudança climática (seca).

Recebeu dois registradores de dados Em50, dois sensores SRS NDVI, dois sensores SRS PRI, dois radiômetros infravermelhos Apogee

LANCE STOTT: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE UTAH

TÉCNICAS PARA OBTER PRECISÃO NO ESTRESSE HÍDRICO EM POMARES

As plantações de frutas de árvores de alto valor exigem um gerenciamento cuidadoso da irrigação para conservar os recursos hídricos. O estresse hídrico moderado dessas culturas resulta em maior teor de açúcar nas frutas, mas é necessário um indicador confiável do estado hídrico da árvore antes que o estresse hídrico de precisão possa ser usado. As medições da umidade do solo não são confiáveis devido aos sistemas de raízes profundas e extensas das árvores. As medições do potencial hídrico do caule com bombas de pressão são confiáveis, mas exigem muita mão de obra e não podem ser automatizadas. As medições de infravermelho das diferenças de temperatura entre as folhas e o ar são apenas parcialmente eficazes. O uso de sensores de umidade do solo por reflectometria de domínio de frequência inseridos nos troncos das árvores frutíferas promete ser um método eficaz de monitoramento contínuo do estado hídrico das árvores. Relacionar com sucesso as medições do conteúdo de água do tronco com as medições da bomba de pressão e as diferenças de temperatura entre a folha e o ar poderia fornecer um indicador confiável do status da água da árvore. Esse método poderia, então, ser usado para cronometrar com precisão a irrigação e/ou automatizar sistemas de irrigação de precisão em pomares em todo o mundo, resultando em possíveis economias no uso da água, melhor qualidade da cultura e menos lixiviação e escoamento de nutrientes.

Foram concedidos 13 sensores de potencial hídrico e temperatura MPS-6 e 26 EC-5 sensores de umidade do solo

CLINTON STEKETEE: UNIVERSIDADE DA GEÓRGIA

MELHORIA DA TOLERÂNCIA À SECA NA SOJA COM O USO DE ESTAÇÕES MICROCLIMÁTICAS PARA MONITORAR AS CONDIÇÕES AMBIENTAIS E PREVER O ESTRESSE HÍDRICO PARA UMA FENOTIPAGEM PRECISA

Com as mudanças climáticas, espera-se que eventos como a seca sejam mais frequentes e extremos no futuro. O estresse por seca é um problema significativo que ameaça a produtividade agrícola da soja (Glycine max L. Merrill) e pode reduzir a produção em até 40%. Variedades com tolerância aprimorada são necessárias para sustentar e aumentar a produção de soja para alimentar uma população humana mundial em constante crescimento.

O progresso da pesquisa sobre tolerância à seca na soja tem sido limitado até o momento, principalmente porque as condições de seca são imprevisíveis tanto espacial quanto temporalmente. Para facilitar a seleção de linhas tolerantes à seca e torná-la mais previsível, é fundamental conhecer as condições ambientais do campo. Com essas informações, técnicas aprimoradas de triagem de tolerância à seca podem ser usadas para coletar dados fenotípicos precisos e identificar genótipos tolerantes à seca. Os marcadores moleculares e outras ferramentas genômicas desenvolvidas com esses dados fenotípicos são mais confiáveis se os dados forem coletados em momentos em que as diferenças entre as linhas de soja avaliadas reflitam com precisão o verdadeiro fenótipo de um determinado genótipo.

Para realizar um estudo de tolerância à seca, selecionamos 211 linhagens de soja para formar o painel de um estudo de associação de todo o genoma para identificar regiões genômicas responsáveis pela tolerância à seca e para desenvolver novas ferramentas genômicas, avaliando características relacionadas à seca no campo em dois locais durante dois anos. Essas 211 linhas são provenientes de 30 países e foram selecionadas de áreas geográficas conhecidas do mundo propensas à seca - áreas com baixa precipitação anual e linhas de soja recém-desenvolvidas com características aprimoradas relacionadas à seca. As estações microclimáticas METER equipadas com sensores para monitorar as condições ambientais nos locais de pesquisa de campo nos ajudarão muito a prever o estresse hídrico e a determinar os períodos ideais para a fenotipagem dessas características relacionadas à seca.

Menção honrosa: recebeu dois monitores de microambiente, dois registradores de dados remotos Em50G, dois sensores de umidade do solo GS-1, software DataTrac 3

KATHERINE EAST: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

DEVELOPING A LIFE-CYCLE DEGREE DAY MODEL FOR MELOIDOGYNE HALPA (NORTHERN ROOT KNOT NEMATODE) TO IMPROVE WASHINGTON WINE GRAPE MANAGEMENT STATE

Root-knot nematodes are endoparasitic organisms that infest plant roots and form galls that disrupt normal translocation of sugars and water. Declines in vigor in older vineyards and poor establishment or death of young vines in replant situations have been attributed to nematodes. The northern root-knot nematode, Meloidogyne hapla, is the most prevalent species of root-knot nematode found in Washington wine grape vineyards. Knowing when the different life stages of M. hapla are present in the soil will allow growers to target those stages that are more susceptible to management intervention.

We know that the rate of M. hapla development and infectivity is most dependent on soil temperature and moisture. As such, we foresee the ability to develop a life-cycle model based on the temperature proxy of growing degree days. Over the next two years, I will intensively sample both soil and roots for life stages of M. hapla in two vineyards, and compare that to various environmental parameters such as air-based growing degree-days, soil temperature, and soil moisture. I plan on collecting the soil parameters using the METER 5TM soil moisture and temperature sensors and Em50 data loggers.

Honorable Mention: awarded four Em50 data loggers, 12 5TM sensors, 12 MPS-6 sensors

BENEFICIÁRIOS DE 2014

TROY MAGNEY: UNIVERSIDADE DE IDAHO

RESPOSTA DO ÍNDICE DE REFLETÂNCIA FOTOQUÍMICA (PRI) ÀS CONDIÇÕES DE ESTRESSORES AMBIENTAIS PARA MELHORAR A PREVISÃO DE RENDIMENTO DE GRÃOS EM TRIGO

Recentemente, as técnicas de sensoriamento remoto terrestre despertaram grande interesse da comunidade agrícola como uma ferramenta para monitorar o desempenho das culturas com alta resolução temporal (diária) e espacial. Para lidar com um aumento projetado da temperatura e períodos de seca em todo o mundo, os produtores e cientistas poderiam se beneficiar de informações mais prontamente disponíveis sobre o desempenho diário das culturas. Uma melhor compreensão da resposta da cultura às condições de estresse ambiental usando plataformas de sensoriamento remoto terrestres que coletam e processam dados em tempo real poderia levar a um método mais rápido e eficiente para direcionar práticas de gerenciamento específicas do local em escalas locais e, além disso, fornecer informações valiosas para dimensionar os espectros de refletância da planta desde a parcela até a escala da paisagem por meio de sensores aéreos e de satélite.

Uma técnica para coletar informações específicas do local sobre o desempenho da cultura é por meio de índices de vegetação (VIs) de sensoriamento remoto, como o índice de refletância fotoquímica (PRI). Meu trabalho busca aprimorar a compreensão e a interpretação do PRI como um indicador remoto de estresse da planta com aplicação específica para melhorar nossa compreensão de como diferentes condições de estresse ambiental podem afetar a qualidade e a quantidade de grãos.

MICHAEL SANTIAGO: CORNELL UNIVERSITY

MICROTENSIOMETER TO CONTINUOUSLY MONITOR WATER POTENTIAL IN PLANTS

Water potential (Ψ) is the best measure of a plant’s hydration relative to growth and product yield/quality. Unfortunately, directly measuring Ψ in plant tissue is only possible through labor-intensive, destructive methods such as the leaf pressure bomb and stem psychrometer. A common alternative is to use ‘set-and-forget’ soil tensiometers to measure soil water potential (Ψ_soil) as a proxy for plant water potential (Ψ_plant), but this method is unreliable for plants with high hydraulic resistance (e.g., vines and woody species) where often Ψ_plant << Ψ_soil.

Although very accurate and simple to use, tensiometers also have two drawbacks: they are large and bulky, and tend to cavitate in even slightly dry soils. My project involves using MEMS technology to develop a miniature tensiometer (microtensiometer) that overcomes these drawbacks and thus can be embedded in plant stems to directly measure Ψ_plant, is easily mass-manufactured, is stable for months, and communicates digitally.

Now that we have a functional prototype, I will use the AquaLab 4TE dew point water activity meter to produce solutions of specific activity to test, calibrate, and characterize the microtensiometer. My intent is to improve the design of this sensor so it can be used in the field to, for instance, continuously monitor and control Ψ_plant in vineyards, and consistently produce high-quality wine grapes with an exact flavor/aroma profile.

MELISSA STEWART: UNIVERSIDADE DO COLORADO EM BOULDER

MODELAGEM FÍSICA DA RESPOSTA TERMO-HIDRO-MECÂNICA DA INTERAÇÃO SOLO-GEOSSINTÉTICO EM SISTEMAS DE SOLO REFORÇADO TERMICAMENTE ATIVOS

As estruturas de solo reforçado, como os muros de terra mecanicamente estabilizada (MSE), são um método amplamente aceito para a separação de níveis na engenharia civil, não apenas para permitir mais espaço para as estradas ao longo das rodovias, mas também para ser mais eficiente na forma como o espaço é usado em locais de construção privados. O projeto tradicional dessas estruturas exige um tipo selecionado de aterro que seja de drenagem livre para combater o desenvolvimento de pressões de água nos poros do sistema. Esses aterros selecionados geralmente não são encontrados no local ou prontamente disponíveis e, portanto, podem ter um custo proibitivo para alguns projetos. Preenchimentos marginais de drenagem ruim, como siltes e argilas, que podem ser encontrados no local, foram usados em alguns projetos, embora ainda haja algumas preocupações quanto ao desenvolvimento de pressão de água nos poros na zona reforçada, uma vez que os solos não são de drenagem livre.

Um novo método para controlar a pressão da água dos poros é incorporar trocadores de calor para causar o fluxo de vapor de água termicamente impulsionado para fora da zona reforçada. Embora tenha sido demonstrado que esse método aumenta a resistência dos solos, ele pode ter um efeito negativo sobre os geossintéticos, que normalmente são feitos de polímeros suscetíveis a mudanças térmicas. O objetivo desta pesquisa é quantificar os efeitos das mudanças de temperatura na complexa interação entre solos não saturados e compactados e geossintéticos. Em particular, o fluxo de água induzido termicamente para longe dos trocadores de calor levará a mudanças na interação solo/geossintético. Uma melhor compreensão das mudanças nas propriedades térmicas e de como esses sistemas funcionam é fundamental para determinar a viabilidade de estruturas de terra reforçada termicamente ativas.

Para esse projeto, as sondas de umidade METER 5TM serão usadas para avaliar as alterações no conteúdo volumétrico de água e na temperatura em locais discretos de uma camada de solo reforçado com geossintético durante a injeção de calor. Além disso, um sistema METER KD2 Pro será usado para determinar as relações não isotérmicas entre as propriedades térmicas do solo e o grau de saturação. Esse conjunto de instrumentos será usado para avaliar a quantificação dos processos acoplados de transferência de calor e fluxo de água e os efeitos relacionados à eficiência do calor geotérmico em depósitos de solo não saturado ao longo do tempo.

KATHLEEN QUIGLEY: WAKE FOREST UNIVERSITY

MODELAGEM DE FEEDBACKS ENTRE SOLO, PLANTA E ANIMAL PARA ENTENDER A PERSISTÊNCIA DE "HOTSPOTS" NO PARQUE NACIONAL DE SERENGETI

As propriedades físicas e químicas dos solos desempenham um papel fundamental na mediação das interações entre plantas e herbívoros, mas muitas vezes são completamente ignoradas pelos ecologistas. Os "hotspots" do Serengeti são manchas temporariamente estáveis de gramíneas de crescimento rápido e ricas em nutrientes que atraem populações de herbívoros residentes (zebras, gazelas) e geram heterogeneidade no ecossistema. Há muito tempo os pesquisadores estão fascinados com os hotspots, mas continuam incapazes de explicar a criação, a manutenção e a distribuição espacial desses microhabitats exclusivos.

Compararei os hotspots com pastagem intensa com locais vizinhos sem hotspots e observarei como as características específicas do solo variam de acordo com a intensidade da pastagem. Estou especialmente interessado em saber como a presença de pastores influencia o potencial de água do solo e, em última análise, a composição da comunidade de plantas e a dinâmica dos herbívoros. A instalação dos sensores METER MPS-6 e dos registradores de dados Em50 me permitirá monitorar a variação espaço-temporal do potencial hídrico em relação à intensidade da pastagem. Esses dados servirão como um componente integral de um modelo de equação estrutural (SEM) para fornecer uma explicação mecanicista abrangente para a persistência dos pontos críticos do Serengeti.

MANUEL HELBIG: UNIVERSIDADE DE MONTRÉAL

IMPACTOS DA DEGRADAÇÃO DO PERMAFROST NA PRODUTIVIDADE DA VEGETAÇÃO E NOS REGIMES TÉRMICOS E DE UMIDADE DOS SOLOS EM PAISAGENS FLORESTAIS BOREAIS

A floresta boreal no limite sul da zona de permafrost é especialmente vulnerável a um clima mais quente projetado. O desaparecimento generalizado do permafrost foi observado no noroeste do Canadá, causando a subsidência da superfície do solo e um declínio na cobertura florestal. A paisagem fragmentada resultante é caracterizada por um alto grau de heterogeneidade espacial das condições térmicas e de umidade do solo, bem como dos tipos de vegetação.

As florestas boreais nas planícies de Taiga, no noroeste do Canadá, armazenam uma grande quantidade de carbono orgânico congelado no solo. O atual degelo do solo expõe esse carbono orgânico à decomposição microbiana, mas também pode aumentar a absorção de carbono por meio do aumento da produtividade das plantas. Uma melhor compreensão da magnitude e da dinâmica desses fluxos de carbono é importante para avaliar os possíveis feedbacks sobre o clima global.

Em minha pesquisa de doutorado, estou usando a técnica de covariância de Foucault e modelos de pegada de fluxo para estudar como as trocas líquidas de carbono, água e calor entre a superfície da terra e a atmosfera são influenciadas pela rápida degradação do permafrost. A instrumentação do METER permite o monitoramento contínuo do status da vegetação dos tipos de cobertura de terra dominantes e o monitoramento simultâneo da dinâmica térmica e de umidade específica do tipo de cobertura de terra. Essas informações são essenciais para analisar a troca de dióxido de carbono do ecossistema líquido integrado e os fluxos de seus componentes, a produtividade bruta do ecossistema e a respiração do ecossistema, além de ampliar esses fluxos para escalas regionais.

REBECCA LLOYD: UNIVERSIDADE DE MONTANA

RECUPERAÇÃO HIDROLÓGICA E ECOLÓGICA APÓS A REMOÇÃO DE ESTRADAS: INFLUÊNCIA DO PROJETO DE TRATAMENTO NOS SERVIÇOS ECOSSISTÊMICOS

Apesar dos milhões de dólares investidos na remoção e restauração de estradas florestais antigas em terras públicas, há uma incerteza considerável entre os gerentes sobre o método mais eficaz de desativação de estradas, especialmente para promover a recuperação de serviços ecossistêmicos de alto valor, como quantidade e qualidade da água, ciclo de nutrientes e produtividade florestal. No centro da incerteza do gerenciamento está a escassez de pesquisas relacionadas à compreensão dos mecanismos de recuperação dos processos hidrológicos e ecológicos acoplados acima e abaixo do solo.

Devido aos amplos esforços de desativação e restauração de estradas em andamento na Nez Perce-Clearwater National Forest, no centro-norte de Idaho, tenho a oportunidade de:

Aumentar a compreensão do papel do solo, da vegetação e das propriedades ecohidrológicas para restaurar a função do ecossistema Avaliar se a recuperação do solo, da vegetação e das propriedades e funções ecohidrológicas varia de acordo com o método de remoção da estrada

Local da pesquisa: Drenagem de Lochsa, Floresta Nacional Nez Perce-Clearwater, Condado de Idaho, ID.

Desenvolver funções de produção integradas para quantificar como a remoção de estradas pode melhorar os serviços do ecossistema, especificamente a quantidade e a qualidade da água e a produtividade primária líquida

MELANIE STOCK: UNIVERSIDADE DE WISCONSIN-MADISON

UM BALANÇO HÍDRICO DE INVERNO PARA INVESTIGAR O TRANSPORTE DE NUTRIENTES DO ESTERCO DURANTE EVENTOS DE CONGELAMENTO/DESCONGELAMENTO

As perdas de fósforo no escoamento agrícola são uma grande preocupação ambiental e, portanto, um dos principais focos do gerenciamento de esterco. O transporte de nutrientes é sensível ao clima de inverno e às condições complexas dos solos congelados, mas, como a geração de escoamento no inverno e as informações orientadas para o processo são limitadas, os modelos e as diretrizes de gerenciamento subsequentes geralmente não são apoiados por dados.

Para investigar o transporte de nutrientes no inverno em campos adubados, meus objetivos incluem a quantificação de um balanço hídrico para elucidar os mecanismos subjacentes de congelamento/descongelamento que controlam o potencial de infiltração do solo. A permeabilidade do solo será testada em campos de milho cultivados versus não cultivados, com aplicações de adubo no outono versus no final do inverno e controles sem adubo. Monitorarei o volume de escoamento e a carga de nutrientes, neve, geada, umidade do solo e temperatura.

A sublimação será medida com sensores VP-3 e DS-2 e os fluxos verticais de água do solo serão medidos com sensores de potencial hídrico MPS-2. Os dados informarão as ferramentas de previsão que avaliam a perda de nutrientes dos agroecossistemas e melhoram a sustentabilidade agrícola, equilibrando a viabilidade ambiental e econômica.

BENEFICIÁRIOS DE 2013

LAUREN HALLETT: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA EM BERKELEY

PREVISÃO DA ESTABILIDADE DA PRODUTIVIDADE DAS PASTAGENS EM RELAÇÃO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS

Prevê-se que o aumento da variabilidade da precipitação seja uma consequência das mudanças climáticas antropogênicas nos sistemas de pastagens. Como a precipitação se afasta com mais frequência da faixa histórica de variabilidade, a manutenção de uma produção estável de forragem, apesar do aumento da variabilidade climática, será uma prioridade crítica de gerenciamento nos agroecossistemas de pastagens.

Um mecanismo importante que pode levar à estabilidade da produção de forragem é a dinâmica compensatória, na qual as diferentes respostas das espécies às flutuações climáticas resultam em compensações entre grupos funcionais ao longo do tempo. Essas compensações devem amortecer a produção geral de forragem à variabilidade climática. Minha dissertação testa a importância da dinâmica compensatória para a estabilidade da forragem em um ambiente de campo experimental no qual manipulo a disponibilidade de chuvas e as interações entre espécies.

As sondas de umidade do solo e os registradores de dados da METER me permitirão caracterizar os efeitos do tratamento desse experimento e parametrizar modelos que preveem a resposta das pastagens às mudanças climáticas.

MALLIKA NOCCO: UNIVERSIDADE DE WISCONSIN

IMPACTOS DA IRRIGAÇÃO E DO CLIMA NO BALANÇO HÍDRICO-ENERGÉTICO DAS AREIAS CENTRAIS DE WI

O bombeamento para irrigação em regiões com forte conectividade de águas subterrâneas e superficiais pode afetar os recursos aquáticos, levando a dilemas de governança de águas subterrâneas. Os recursos aquáticos recentemente estressados criaram um dilema entre as partes interessadas agrícolas e aquáticas nas Areias Centrais de Wisconsin, uma região ecológica com forte conectividade de água subterrânea-superficial que passou por mudanças no uso da terra agrícola e no clima nos últimos 60 anos. Meu objetivo de pesquisa é determinar como o uso da terra agrícola e as mudanças climáticas afetam o equilíbrio regional de água e energia das Wisconsin Central Sands em resposta às incertezas científicas identificadas pelas partes interessadas.

Meus objetivos específicos de campo são

Estimar a recarga de água subterrânea usando medidores de drenagem METER G3 para capturar o fluxo da zona vadosa em sistemas de cultivo de batata e milho Monitorar o fluxo de água/temperatura do solo estratificando os sensores METER 5TM da superfície do solo até uma profundidade de um metro (topo do monólito G3 ) em sistemas de cultivo de batata e milho

As estimativas de recarga de água subterrânea e ET geradas em campo parametrizarão e validarão um modelo dinâmico de agroecossistema, o Agro-IBIS, que simula as respostas hidrológicas às mudanças climáticas e de uso da terra nos últimos 60 anos. Os orçamentos de água-energia e as simulações de quantidade de água/clima serão compartilhados com as partes interessadas nas Areias Centrais de Wisconsin, e futuras questões de pesquisa serão geradas por meio desse fórum.

Estimar a evapotranspiração (ET) usando o porômetro METER SC-1 para medir a condutância estomática junto com a micrometeorologia, leaf area index, e medições de troca de gás

WHITNEY GACHES: UNIVERSIDADE DE MARYLAND

MODELAGEM EM ESCALA DE TELHADO DA MISTURA DE SUBSTRATOS DE TELHADOS VERDES NA RETENÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS E NO CICLO DE ÁGUA BASEADO EM PLANTAS

Os telhados verdes estão ganhando popularidade como ferramentas de gestão de águas pluviais; no entanto, os relatórios sobre o desempenho dos telhados verdes baseiam-se principalmente em estudos de plataforma em pequena escala (geralmente menos de 6 metros quadrados). A falta de dados de desempenho de telhados reais pode ser atribuída principalmente a despesas e preocupações logísticas (ou seja, alguns telhados são difíceis ou inseguros de acessar regularmente).

Estabeleci um relacionamento com uma empresa local de instalação e gerenciamento de telhados verdes que recebeu o contrato para a instalação de um grande telhado verde para uma entidade governamental local. O cliente deseja coletar dados e monitorar o desempenho do telhado verde. Meu projeto equipará um telhado verde de 30.000 pés quadrados para monitorar o desempenho e, ao mesmo tempo, monitorará o desempenho de sistemas idênticos em escala de plataforma usando sensores de umidade METER apropriados e instrumentos de estação meteorológica. Os dados de desempenho do telhado real serão comparados aos dados de desempenho da plataforma para determinar se os estudos em pequena escala preveem com precisão o desempenho do telhado real.

JENS STEVENS: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA EM DAVIS

EFEITOS DA MUDANÇA DA CAMADA DE NEVE SOBRE PLANTAS INVASORAS EM FLORESTAS MONTANHOSAS DA CALIFÓRNIA

As florestas montanhosas são ecossistemas essenciais a serem compreendidos no contexto das mudanças climáticas, pois representam compressões espaciais de importantes gradientes climáticos e da vegetação correspondente em uma pequena área geográfica. As reduções na profundidade e na duração da neve de inverno esperadas nas florestas montanhosas sob as mudanças climáticas podem facilitar a disseminação de plantas invasoras tolerantes à seca de altitudes mais baixas, prolongando a estação de crescimento.

Minha pesquisa investiga se as mudanças na neve podem influenciar as taxas de crescimento populacional de dois arbustos exóticos (vassoura escocesa e vassoura espanhola) em Sierra Nevada, na Califórnia. Ambas as espécies podem ser sensíveis a estações de crescimento mais precoces causadas pela diminuição da cobertura de neve na primavera, pois o crescimento pode ocorrer por meio de caules verdes fotossinteticamente ativos em temperaturas do solo tão baixas quanto 4 °C. No entanto, é possível que haja uma troca entre o derretimento precoce da neve e o esgotamento precoce da umidade do solo, o que poderia levar a um estresse prolongado por seca e a um ganho reduzido de carbono. Dados preliminares sugerem que o arbusto mais tolerante à seca, a vassoura espanhola, responde mais positivamente do que a vassoura escocesa à redução da neve no inverno.

A instrumentação do METER coletará um registro abrangente da cobertura de neve e da umidade do solo em uma série de tratamentos experimentais de neve e estruturas de dossel florestal para documentar a interação desses dois fatores e os mecanismos pelos quais eles podem explicar o desempenho das plantas invasoras.

AMANDA CORDING: UNIVERSIDADE DE VERMONT

ADAPTAÇÃO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS COM O GERENCIAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS DE DESENVOLVIMENTO DE BAIXO IMPACTO (LID) NA BACIA DO LAGO CHAMPLAIN

O objetivo desta pesquisa é informar o projeto futuro de sistemas de biorretenção de águas pluviais de Desenvolvimento de Baixo Impacto (LID) para proporcionar tempo de residência ideal, adsorção de fósforo e desnitrificação no contexto dos aumentos projetados na precipitação em Vermont como resultado das mudanças climáticas. Essa pesquisa investigará os mecanismos que influenciam as emissões de gases de efeito estufa e as transformações de nutrientes em várias profundidades em meios de solo projetados dentro de oito células de biorretenção no recém-construído Laboratório de Biorretenção Externa da Universidade de Vermont. Esses sistemas também serão avaliados quanto à sua possível implementação em países em desenvolvimento, que não dispõem de infraestrutura subterrânea para águas pluviais.

NEAL MITCHELL: UNIVERSIDADE DE ILLINOIS EM URBANA-CHAMPAIGN

ENCOSTAS ALGAIS FLORESTADAS DA ÁREA SEM DERIVA: AVALIAÇÃO E MONITORAMENTO DO SOLO E DO MICROCLIMA

As encostas algiformes são ecossistemas microclimáticos que ocorrem naturalmente e estão distribuídos por toda a Driftless Area do Centro-Oeste (Cottrell e Strode 2005). As encostas de Algific são descritas como encostas coluviais de ar frio, voltadas para o norte. Suas propriedades microclimatológicas exclusivas se devem a características geológicas fundamentais para a formação de encostas algíficas. Essencialmente, o ar circula pelo gelo preso no substrato geológico fraturado, o que faz com que o ar frio e úmido seja liberado nas encostas durante os meses quentes, moldando assim a flora e a fauna locais.

SCOTT PITZ: UNIVERSIDADE JOHNS HOPKINS

EMISSÕES CRÍPTICAS DE METANO DE FLORESTAS DE TERRAS ALTAS

O metano é o segundo gás de efeito estufa mais importante depois do_CO2, mas é muito menos compreendido. Nos últimos 10 anos, tanto os experimentos de laboratório quanto os dados de satélite coletaram evidências de que as plantas lenhosas e as florestas estão emitindo metano para a atmosfera. Apesar dessas novas descobertas, as florestas de terras altas ainda são consideradas sumidouros porque os organismos em seus solos superficiais consomem metano. Também é possível que o metano esteja vazando do solo profundo por meio das árvores. Isso poderia resultar em uma fonte líquida de metano para um ecossistema que atualmente é considerado um sumidouro. As florestas de terras altas cobrem grandes áreas do globo, portanto, há uma necessidade urgente de resolver essas questões e obter estimativas precisas dos fluxos a serem integrados aos modelos climáticos globais. Sem medições novas e precisas, as previsões climáticas continuarão a incluir falhas sistemáticas.

DIANNE PATER: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA EM SAN DIEGO

INVESTIGAÇÃO DAS RESPOSTAS À SECA NA PLANTA CULTIVADA BRASSICA NAPUS

A seca é um dos principais estresses que reduzem a produtividade das culturas e continuará a ser um problema crescente nos próximos anos, pois as mudanças climáticas e o suprimento limitado de água doce levam a temperaturas mais altas, desertificação e aumento da salinidade do solo. Os estresses abióticos, incluindo a seca, provocam a produção do hormônio vegetal ácido abscísico (ABA), que fecha os estômatos por meio de uma via de sinalização complexa, reduzindo a quantidade de perda de água transpiratória nas plantas.

Estou usando a tecnologia RNAi para derrubar a expressão de proteínas reguladoras negativas nesse caminho para avaliar se as respostas à seca na planta Brassica napus (canola) podem ser aprimoradas sem afetar negativamente o crescimento. As plantas transformadas serão cultivadas em condições controladas de seca, com o conteúdo de umidade do solo e a condutância estomática sendo monitorados usando a instrumentação METER.

D. COREY NOYES: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MICHIGAN

AUMENTO DA RENTABILIDADE DA CENOURA POR MEIO DA INTEGRAÇÃO DE FERTILIZANTES NITROGENADOS DE LIBERAÇÃO LENTA

Melhorar a eficiência do uso de nitrogênio (N) na produção de hortaliças não será apenas financeiramente benéfico, mas também melhorará a qualidade ambiental. Em Michigan, as cenouras são normalmente cultivadas em solos muito arenosos e exigem irrigação frequente e várias aplicações de fertilizantes nitrogenados ao longo da estação de crescimento.

Minha pesquisa se concentra em otimizar a sincronia da demanda de N da cultura com o N fornecido pela fertilização por meio do uso de materiais fertilizantes de nitrogênio de liberação lenta (SRN). Minhas hipóteses gerais são que o uso de um material SRN de ureia revestida com polímero (PCU) na produção de cenouras em Michigan

Permitir menos aplicações de N na cobertura Reduzir os requisitos totais de fertilizantes N Maximizar a eficiência do uso de N

Os possíveis benefícios proporcionados pelo uso da PCU nesse sistema incluem a redução dos custos de insumos, a diminuição do consumo de recursos não renováveis e a minimização dos impactos ambientais causados pela lixiviação de nitrato. Os registradores de dados e sensores do METER que medem o conteúdo volumétrico de água do solo, a temperatura e a condutividade elétrica a granel ajudarão a melhorar nossa compreensão das condições que regulam a liberação de N da PCU.

Usando os dados do METER em combinação com as extrações de N das amostras de solo, esperamos modelar a liberação de N em função da umidade e da temperatura e quantificar a relação entre a condutividade elétrica e a liberação de N. Essas informações serão úteis para a elaboração de programas de gerenciamento de nutrientes para produtores de hortaliças que sejam lucrativos e ecologicamente corretos.

BENEFICIÁRIOS DE 2012

KRISTINA HOPKINS: UNIVERSIDADE DE PITTSBURGH

AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DA INFRAESTRUTURA VERDE DE ÁGUAS PLUVIAIS NA HIDROLOGIA URBANA

O esclarecimento dos orçamentos hidrológicos urbanos é necessário para melhorar a gestão da água em sistemas urbanos complicados. O objetivo desta pesquisa é esclarecer as mudanças nas entradas e saídas de água em uma bacia hidrográfica urbanizada e avaliar a eficácia da infraestrutura verde no redirecionamento da água para caminhos de fluxo subsuperficial mais lentos.

A infraestrutura verde utiliza vegetação e corretivos de solo para reduzir o escoamento de águas pluviais na fonte e promover a infiltração e o armazenamento de água. Sensores de umidade do solo e registradores de profundidade da água serão instalados em dois jardins de chuva e em um local de controle na Phipps Conservancy, localizada em Pittsburgh, PA. Os sensores monitorarão continuamente a umidade do solo, a profundidade da água, a temperatura e a condutividade em cada local. Os dados coletados serão usados para caracterizar a dinâmica da água no solo e o armazenamento de água nos jardins de chuva. Os resultados desse estudo esclarecerão os benefícios da infraestrutura verde como uma prática de gerenciamento de águas pluviais.

ALISON DONIGER: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OREGON

ESTABELECIMENTO DE CRITÉRIOS DE IRRIGAÇÃO PARA O LÍRIO-DO-MILHO

Nos últimos anos, o lírio-do-milho (Veratrum californicum) tem despertado maior interesse da comunidade médica devido às suas propriedades de combate ao câncer. Testes preliminares do medicamento IPI-926 (Infinity Pharmaceutical) à base de lírio do milho em seres humanos produziram resultados muito promissores no tratamento do carcinoma basocelular e do câncer pancreático. O estabelecimento de critérios de cultivo para o lírio-do-milho será crucial para garantir um suprimento constante de IPI-926.

A Malheur Experiment Station (MES) da Oregon State University realizou testes de irrigação por gotejamento no lírio do milho nas duas últimas estações de cultivo com o objetivo de caracterizar a faixa de tensão de água no solo que produz o crescimento máximo do lírio do milho. A instrumentação METER será usada para medir a tensão da água no solo e o conteúdo de umidade do solo em cada um dos cinco tratamentos nas parcelas de teste de irrigação.

ELISE WYGANT: UNIVERSIDADE DA GEÓRGIA

INVESTIGANDO A FALTA DE EQUILÍBRIO ENTRE A RESISTÊNCIA À SECA E A PRODUTIVIDADE MÁXIMA

Prevê-se que as mudanças nos padrões de precipitação global afetarão a produtividade das plantas em sistemas naturais e agrícolas em todo o mundo. Uma das principais preocupações dessas mudanças na precipitação é que algumas espécies enfrentarão maiores limitações de água, causando reduções na produtividade das plantas.

Foi demonstrado que as espécies que são mais resistentes à seca tendem a ter uma produtividade máxima baixa quando cultivadas em condições de boa irrigação. No entanto, evidências preliminares sugerem que a Helianthus porteri, uma espécie encontrada nos afloramentos de granito quentes e secos do sudeste dos EUA, não apresenta essa troca. A comparação das respostas resistentes à seca da H. porteri com seus dois parentes mais próximos, H. agrestis e H. carnosus, que habitam solos úmidos, pode fornecer informações úteis para a agricultura futura.

Minha avaliação dessas espécies, especialmente da H. porteri, ampliará os esforços para explorar as espécies selvagens de Helianthus em busca de características de resistência à seca para fins agrícolas. Meu objetivo é fornecer informações sobre quais características podem ser úteis para aumentar a produtividade agrícola em áreas onde se espera que a limitação de água se torne problemática no futuro.

KATE CASSITY: UNIVERSIDADE DA GEÓRGIA

CALIBRAÇÃO DE SENSORES DE UMIDADE DAS FOLHAS PARA MEDIR A QUANTIDADE DE ORVALHO EM UM ESTUDO DA VOLATILIZAÇÃO DE AMÔNIA DA CAMA DE FRANGO APLICADA NA SUPERFÍCIE

Grandes quantidades de cama de frango são produzidas anualmente na produção comercial de frangos. Ela é comumente usada como fertilizante e é uma boa fonte de nitrogênio disponível para as plantas em pastagens e plantações. A quantidade de nitrogênio disponível para as plantas e a perda de nitrogênio para a atmosfera por meio da volatilização da amônia dependem das características do solo, das taxas de aplicação e dos fatores ambientais. Compreender a importância da chuva, da umidade relativa, da temperatura, da umidade do solo e da deposição de orvalho na volatilização e em outras transformações do nitrogênio na cama levará a uma melhor compreensão do nitrogênio aplicado à pastagem e à modelagem de taxas de aplicação mais precisas.

Leia mais sobre sensores de umidade da folha e deposição de orvalho

CORNELIUS ADEWALE: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE WASHINGTON

MONITORAMENTO DA LIXIVIAÇÃO SOB O MANEJO DE FAZENDAS ORGÂNICAS

O nitrogênio é o nutriente mais vital usado nos sistemas agrícolas e contribui muito para a viabilidade econômica, a sustentabilidade e a melhoria dos sistemas de cultivo em todo o mundo. No entanto, sua gestão tem sido associada a uma miríade de problemas globais que vão desde a poluição das águas subterrâneas como resultado da lixiviação de N além das zonas radiculares, eutrofização como resultado de suas perdas no escoamento superficial/erosão e sua enorme contribuição para a mudança climática global na forma de emissão de N20.

A otimização do gerenciamento do N em sistemas orgânicos é um desafio devido à alta sensibilidade ao N e à imprevisibilidade da mineralização do N dos fertilizantes orgânicos e da matéria orgânica do solo. Além disso, a aplicação de composto e fertilizantes orgânicos para aumentar a fertilidade do solo, que é predominante nos sistemas orgânicos, pode aumentar o potencial de contaminação não intencional das águas subterrâneas por lixiviação de nitrato. Portanto, é necessário avaliar o impacto das práticas de agricultura orgânica sobre a matéria orgânica do solo, as emissões de gases de efeito estufa e o destino dos nutrientes.

Usando o METER Drain Gauge G3estarei monitorando o fluxo de água e nitrogênio drenado da zona vadosa para ajudar a determinar a disponibilidade de nutrientes e os efeitos de insumos, culturas e práticas comuns usados na lixiviação de N em cinco fazendas de foco orgânico localizadas em várias partes do estado de Washington. Os dados dessa pesquisa nos ajudarão a parametrizar e avaliar modelos preditivos para aprimorar o gerenciamento de fertilizantes orgânicos.

TIM ASTON: UNIVERSIDADE DE WYOMING

MELHORANDO O CRESCIMENTO DA CULTURA SOB SECA: UMA ABORDAGEM QUE UTILIZA A GENÉTICA E A MEDIÇÃO E O CONTROLE PRECISOS DA UMIDADE DO SOLO

Há potencial e ímpeto para desenvolver culturas, por meio de melhoramento ou engenharia genética, com características que permitam maior crescimento em condições de seca. Ao se deslocar por uma planta, grande parte da resistência que a água sofre é devido à passagem pelas membranas das folhas e raízes. As plantas podem diminuir sua resistência geral ao fluxo de água criando proteínas, chamadas aquaporinas, que se inserem nessas membranas e atuam como canais de água. Os genótipos de culturas que têm maior capacidade de usar essas proteínas para diminuir a resistência geral ao fluxo de água podem ser capazes de assimilar carbono por mais tempo todos os dias antes que seus potenciais hídricos atinjam o ponto em que os estômatos precisam se fechar.

Os genótipos de uma cultura importante, o óleo de colza (Brassica rapa), foram identificados com níveis variados de função de aquaporina. Esses genótipos serão cultivados sob combinações cuidadosamente controladas de solo e seca atmosférica em um sistema automatizado feito sob medida, usando sondas de umidade do solo METER, para determinar se essa característica permite que as culturas que passam por uma seca fixem maiores quantidades de carbono e, portanto, cresçam mais rapidamente.

IAIN HAWTHORNE: UNIVERSIDADE DA COLÔMBIA BRITÂNICA

IMPACTOS DO BIOCHAR NA DINÂMICA DA ÁGUA DO SOLO E NA LIXIVIAÇÃO EM UM SOLO DE FLORESTA DE ABETO DE DOUGLAS

O biochar é uma forma muito estável de carbono orgânico (C) produzido pela pirólise da biomassa. Seu uso em solos agrícolas tem sido sugerido como um meio de reduzir as perdas de lixiviação de nutrientes e as emissões de gases de efeito estufa, ao mesmo tempo em que aumenta a produtividade das culturas e o armazenamento de carbono no solo.

Procuro avaliar o uso potencial do biochar derivado do abeto de Douglas e aplicado aos solos da floresta de abeto de Douglas para melhorar a dinâmica da água no solo e o armazenamento de C no solo. Sensores de potencial hídrico METER e sensores GS3 serão instalados em um local de pesquisa bem estabelecido para medir as características da água do solo em quatro tratamentos:

5 t ha-1 de biochar, 200 kg de N ha-1 de fertilizante de ureia,

Núcleos de solo retirados de solos de campo tratados com biochar serão levados aos laboratórios da METER (Pullman, WA), onde as curvas de características de água do solo serão determinadas usando os sensores METER Hyprop e WP4C. Ao nos concentrarmos no abeto de Douglas, estamos representando o tipo de floresta com a maior faixa latitudinal de qualquer floresta comercial de coníferas na América do Norte. Espera-se que os resultados desse estudo ajudem a direcionar a colheita florestal para longe das áreas cada vez menores de florestas antigas, avaliando estratégias para melhorar a sustentabilidade da produção de abeto de Douglas dentro das áreas florestais manejadas existentes.

Biochar mais fertilizante, cada um com as taxas de aplicação mencionadas acima

Controle

THAIR B. PATROS: UNIVERSIDADE DE GUELPH

ANÁLISE E APRIMORAMENTO DO MÉTODO DE FLUTUAÇÃO DO LENÇOL FREÁTICO PARA ESTIMAR A RECARGA DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS

As medições de recarga de água subterrânea (GWR) em áreas urbanas e rurais são cruciais para muitas aplicações, incluindo a compreensão da dinâmica espacial e temporal da disponibilidade de água subterrânea e o desenvolvimento de diretrizes de proteção de fontes de água. Existem lacunas substanciais em nosso conhecimento sobre a GWR, e estimativas precisas são fundamentais para a caracterização do orçamento hidrológico.

Uma nova técnica está em desenvolvimento para que a recarga (R) possa ser quantificada com precisão em escala local em uma base de cinco minutos (média horária) durante todo o ano usando o método de flutuação do lençol freático (WTF) em combinação com o monitoramento do orçamento hídrico do solo. A capacidade de medir o R com frequência durante o ano inteiro, por vários anos, é fundamental, pois muitas vezes ocorre um R substancial em um curto período de tempo de dinâmica robusta. Os resultados esperados e a importância do projeto são:

Obter medições de GWR em escala local durante todo o ano, que atualmente são escassas ou até mesmo inexistentes em muitas regiões de Ontário e, portanto, forneceriam um banco de dados valioso para orientar o desenvolvimento ou qualquer política que exija GWR Usar esse banco de dados para calibrar e testar estimativas da variabilidade espacial e temporal em GWR em escala regional (escala de bacia hidrográfica) a partir de técnicas estatísticas aproximadas ou meios determinísticos usando, por exemplo, precipitação e textura do solo Fornecer orientação sobre como complementar equipamentos em estações meteorológicas preexistentes para medir GWR na estação. A orientação pode incluir quantos poços de lençol freático, piezômetros, sensores de temperatura e conteúdo de água do solo , tensiômetros e medidores de drenagem precisam ser instalados para estimar a GWR dentro de um intervalo de confiança desejado.

BENEFICIÁRIOS DE 2011

MICHELLE NEWCOMER: UNIVERSIDADE DE SÃO FRANCISCO

TAXAS DE RECARGA SOB JARDINS DE CHUVA DE BAIXO IMPACTO E A INFLUÊNCIA DA OSCILAÇÃO SUL DO EL NIÑO NOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS DA COSTA URBANA

Os recursos hídricos subterrâneos globais em ambientes urbanos e costeiros são altamente vulneráveis ao aumento das pressões humanas e à variabilidade climática. Superfícies impermeáveis, como prédios, estradas e estacionamentos, impedem a infiltração, reduzem a recarga dos aquíferos subjacentes e aumentam os contaminantes no escoamento superficial que, muitas vezes, transborda dos sistemas de esgoto.

Para atenuar esses efeitos, cidades de todo o mundo estão adotando abordagens de projeto de baixo impacto (LID) que direcionam o escoamento para sistemas naturais com vegetação, como jardins de chuva, que reduzem, filtram e retardam o escoamento de águas pluviais e, supostamente, aumentam as taxas de infiltração e recarga dos aquíferos. Os efeitos do LID nas taxas e na qualidade da recarga são desconhecidos, especialmente durante eventos de precipitação intensa em cidades ao longo da costa do Pacífico em resposta à variabilidade interanual da Oscilação Sul do El Niño (ENSO).

Usando os sensores de potencial hídrico e de umidade do solo METER, coletarei e monitorarei dados do solo, hidráulicos e geoquímicos para quantificar as taxas e a qualidade da infiltração e da recarga do sistema aquífero da costa da Califórnia sob um jardim de chuva LID e um gramado tradicional em São Francisco, CA.

Os dados serão usados para calibrar um modelo HYDRUS-1D para simular as taxas de recarga sob a variabilidade histórica e futura do ENSO. A compreensão desses processos tem implicações importantes para o gerenciamento de recursos hídricos subterrâneos em ambientes urbanos e costeiros.

ERIK LANDRY: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE WASHINGTON

INFLUÊNCIAS DA CULTURA DE COBERTURA NA LIXIVIAÇÃO DE NITRATO DURANTE O INVERNO

A produção de batatas em Skagit Valley, Washington, exige o uso de fertilizantes para ser lucrativa. As chuvas de inverno podem lixiviar nutrientes lábeis, levando a problemas ambientais. As culturas de cobertura são promissoras em sua capacidade de reduzir a lixiviação de nutrientes por meio do aumento de elementos organicamente ligados.

Esta pesquisa empregará sensores 5TE de umidade do solo, temperatura e CE em conjunto com os detectores FullStop Wetting Front para medir o fluxo de água e soluto em solos semeados com ou sem misturas de culturas de cobertura de inverno. Nossa missão é oferecer aos produtores orgânicos e convencionais locais opções de produção sustentáveis e específicas para cada local. A caracterização de quais culturas de cobertura são melhores como culturas de cobertura resolverá a apreensão dos produtores e facilitará a utilização eficaz.

SARA BAGUSKAS: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, SANTA BARBARA

COMPREENSÃO DOS PROCESSOS SUBJACENTES À MORTALIDADE DE ÁRVORES EM UMA FLORESTA DE PINHEIROS COSTEIROS DA CALIFÓRNIA

As florestas ao longo do litoral nebuloso da Califórnia provavelmente passarão por um futuro mais quente e possivelmente menos nebuloso. Como a neblina do verão aumenta o suprimento de água para as florestas durante uma época do ano em que as condições são quentes e secas, uma menor entrada de água da neblina provavelmente colocará as árvores em maior risco de estresse hídrico e mortalidade induzida pela seca.

Este estudo busca entender como a variação na entrada de água da neblina afeta o estado fisiológico das árvores em um povoamento de pinheiro Bishop (Pinus muricata D.Don) localizado na Ilha de Santa Cruz, no Parque Nacional das Ilhas do Canal. Sara conduzirá um experimento de campo em que alterará a água do solo disponível para as plantas nessas árvores, manipulando o gotejamento de neblina na superfície do solo. O objetivo desse estudo é entender melhor como as entradas de água da neblina influenciam o orçamento de água das florestas costeiras e, assim, aumentar nossa capacidade de prever como as florestas costeiras podem responder às mudanças climáticas.

CARRIE WOODS: UNIVERSIDADE DE CLEMSON

RESPOSTAS FISIOLÓGICAS E MORFOLÓGICAS DE UMA SAMAMBAIA EPÍFITA AO SUPRIMENTO DE NUTRIENTES

A disponibilidade de nutrientes e água pode determinar em grande parte a distribuição das plantas. As plantas que conseguem se desenvolver em uma variedade de níveis de nutrientes e água têm maior plasticidade morfológica e fisiológica e, portanto, uma distribuição mais ampla do que as plantas que são mais especializadas em condições específicas. Pleopeltis polypodioides é uma samambaia epífita (ou seja, uma planta que vive de forma não parasitária na copa das árvores) cuja distribuição inclui as florestas de madeira de lei do sudeste dos Estados Unidos e as florestas tropicais da América Central e do Sul. A capacidade dessa planta de abranger uma distribuição tão ampla pode residir em sua capacidade de tolerar níveis variados de nutrientes e suprimento de água.

Proponho examinar as características morfológicas e fisiológicas da P. polypodioides em relação a diferentes graus de nutrientes e umidade na Carolina do Sul e na Costa Rica. Em experimentos anteriores, descobri que quando a P. polypodioides era cultivada em água alta sem adição de nutrientes, as plantas mostravam evidências de fotoinibição, resultando em crescimento e taxas fotossintéticas menores. Quando os nutrientes foram adicionados, não houve evidência de fotoinibição; em vez disso, houve um aumento nas taxas fotossintéticas e de crescimento.

Estou propondo testar a hipótese de que, em ambientes úmidos, a P. plypodioides se restringe a habitats no dossel com alto teor de nutrientes, como no solo do dossel, a fim de atenuar os efeitos da fotoinibição. Medirei as características morfológicas e fisiológicas da P. plypodioides em relação a diferentes suprimentos de nutrientes e água, como a condutância estomática, a área foliar específica e a concentração de nitrogênio e fósforo no tecido foliar. O fato de a P. polypodioides poder habitar uma diversidade de habitats, desde carvalhos na Carolina do Sul até árvores de dossel emergentes na Costa Rica, sugere uma capacidade potencialmente única entre as samambaias de tolerar uma ampla variedade de condições ambientais.

PETER BUMPUS: UNIVERSIDADE DO SUL DA FLÓRIDA

AVALIAÇÃO DO FLUXO INTERMITENTE EM SUMIDOUROS E PADRÕES DE RECARGA EM TERRENOS DE CARSTE COBERTO

Uma melhor compreensão do fluxo de águas subterrâneas é fundamental para o aprimoramento da gestão de recursos hídricos em ambientes complexos de carste coberto. O volume de fluxo através de colunas verticais de colapso cheias de areia pode determinar se uma área úmida será drenada ou se os níveis do lago e os lençóis freáticos cairão, especialmente quando os aquíferos são muito bombeados. Os conflitos ocorrem devido à competição pelos recursos hídricos, portanto, é extremamente desejável que haja uma melhor compreensão do comportamento dos sumidouros e métodos eficazes de monitoramento do fluxo de águas subterrâneas próximas à superfície. A hipótese é que as medições de autopotencial refletem transições entre três regimes de fluxo: fluxo rápido, profundamente obstruído em profundidades rasas que se comportam como se nenhuma coluna de areia estivesse presente.

Para testar essa hipótese de fluxo intermitente, é necessário medir o movimento da umidade e as alterações do potencial matricial durante as flutuações de SP. Será estabelecido um protocolo eficaz para o uso de sensores hidrológicos e SP para monitorar o fluxo associado ao sumidouro. Além disso, os sensores de umidade do solo nos conduítes e nos principais locais hidrológicos, topográficos, vegetativos e de insolação separarão os sinais devidos ao potencial de fluxo do ET, à sucção da raiz e aos efeitos anisotrópicos do terreno e confirmarão ou negarão a utilidade do SP para analisar o movimento das águas subterrâneas.

Entender o movimento da água é tão importante no século 21 quanto encontrar petróleo era no século 20. Não se trata apenas de proteger áreas úmidas, lagos e riachos, mas de gerenciar um recurso que será usado de forma competitiva para transporte (célula de combustível), alimentação e recreação. Esse trabalho também aborda a localização de campos de drenagem e campos de poços e pode ajudar a distinguir sumidouros de solos de encolhimento como fontes de subsidência. Esse estudo avaliará de forma prática o SP como uma ferramenta para mapear o fluxo da zona vadosa.

ADAM HOWARD: UNIVERSIDADE ESTADUAL DA CAROLINA DO NORTE

RESPOSTAS AMBIENTAIS E FISIOLÓGICAS À INDUÇÃO DE ESTRESSE EM DUAS CULTIVARES DE V. VINIFERA NA CAROLINA DO NORTE

À medida que a produção de uvas para vinho na Carolina do Norte se intensifica, a importância do gerenciamento da água deve ser abordada. O rendimento e a composição da uva e, consequentemente, a qualidade do vinho, são profundamente influenciados pelo regime hídrico sob o qual as uvas foram produzidas.

Apesar da importância do gerenciamento da água, poucas pesquisas pertinentes a esse tópico foram realizadas na principal região de uvas para vinho da Carolina do Norte, a Yadkin Valley Appellation. Essa região tem solos e clima exclusivos e pode diferir consideravelmente de outras regiões vinícolas estabelecidas onde foram realizadas pesquisas sobre gestão de água. Embora as descobertas preliminares sugiram que as quantidades de precipitação excedem a demanda evapotranspirativa nessa região, é desejável que haja algum estresse hídrico para uvas de qualidade, pois o excesso de água disponível afeta negativamente a qualidade da uva.

O principal objetivo desta pesquisa é determinar o status das principais variáveis ambientais e fisiológicas nas quais os níveis de estresse desejáveis são atingidos em duas cultivares de v. vinifera hidraulicamente diferentes, Grenach e Syrah. Excluiremos a água das videiras nessas duas cultivares e usaremos os sensores de conteúdo de água, os registradores de dados e o porômetro de estado estável da METER para monitorar os parâmetros do solo e da planta à medida que o estresse hídrico for induzido. Essas informações ajudarão os produtores nas decisões de gerenciamento de água e serão usadas para avaliar a viabilidade de atingir níveis de estresse adequados para a produção de uvas de qualidade nessa região.

NATALIE LOUNSBURY: UNIVERSIDADE DE MARYLAND COLLEGE PARK

CULTURAS DE COBERTURA COM BAIXO TEOR DE RESÍDUOS E MORTAS NO INVERNO PARA PLANTIO DIRETO DE VEGETAIS

Apesar da conhecida qualidade do solo e dos benefícios ambientais das culturas de cobertura e da redução do plantio direto, a integração das culturas de cobertura e a eliminação do plantio direto para as primeiras hortaliças da primavera continuam problemáticas no nordeste e no meio do Atlântico dos Estados Unidos. Muitas culturas de cobertura tradicionais, com alto teor de resíduos, agravam o problema de solos frios e úmidos na primavera e podem imobilizar o nitrogênio para a cultura subsequente. As culturas de inverno alternativas, com baixo teor de resíduos, têm o potencial de proporcionar benefícios ambientais e de qualidade do solo, como a captura de nutrientes, a prevenção da erosão e a adição de matéria orgânica, ao mesmo tempo em que facilitam o plantio antecipado na primavera sem a necessidade de lavoura.

Esta pesquisa investigará o uso de culturas de cobertura alternativas, como rabanete forrageiro, phacelia, aveia preta e feijão lablab para o plantio direto de hortaliças na primavera. Usando os sensores METER 5TE, monitoraremos a umidade e a temperatura do solo para determinar as datas adequadas de plantio e trabalharemos para estabelecer uma relação entre a CE da água dos poros e as concentrações de nitrato para monitorar a decomposição das culturas de cobertura e sua capacidade de fornecer N à cultura subsequente.

FELIPE BARRIOS MASIAS: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, DAVIS

TESTE DE MÉTODOS INOVADORES DE IRRIGAÇÃO PARA AUMENTAR A EFICIÊNCIA DO USO DA ÁGUA

Métodos alternativos de irrigação que usam menos água, mas produzem altos rendimentos, contribuem para a sustentabilidade agrícola. Este projeto se concentra na promissora técnica de secagem parcial da raiz (PRD), usada na prática como irrigação alternativa por sulco para reduzir a água aplicada e aumentar a eficiência do uso da água na lavoura (produtividade/água aplicada, WUE) de tomates para processamento na Califórnia.

Atualmente, há informações disponíveis sobre as respostas fisiológicas gerais da cultura à técnica PRD, mas as estratégias para um gerenciamento confiável precisam ser testadas para culturas individuais. A irrigação por sulco alternado consiste em regar seletivamente apenas um sulco a cada dois. Cada canteiro recebe água em apenas um lado e alterna os lados/sulcos a cada irrigação. O uso de metade dos sulcos em um campo pode reduzir o volume de água aplicado, potencialmente sem diminuir a produtividade.

O monitoramento da umidade do solo e do estado da água da planta é crucial para programar cada irrigação a fim de evitar estresse hídrico grave e redução da produtividade, mas é limitado pela capacidade de fazer medições frequentes de forma não destrutiva. Usando os sensores de umidade do solo METER EC-5 em campos de diferentes produtores, leituras instantâneas serão feitas com frequência suficiente para monitorar a disponibilidade de água no solo em duas profundidades diferentes. Esses dados serão relacionados às medições de condutância foliar do site SC-1 leaf porometer para mostrar os tratamentos de irrigação que são eficientes no uso da água e produzem altos rendimentos. Também analisaremos como a umidade do solo afeta a lixiviação de nitrogênio, o crescimento da copa e a interceptação da luz, a WUE, a produtividade e a qualidade dos frutos em todos os regimes de irrigação por sulco ou em regimes alternados.

BENEFICIÁRIOS DE 2010

GINGER ALLINGTON: UNIVERSIDADE DE SAINT LOUIS

INFLUÊNCIA DAS PROPRIEDADES DO SOLO NA REVERSÃO DA DESERTIFICAÇÃO

A desertificação de pastagens áridas em todo o mundo é vista como amplamente irreversível. No entanto, um trabalho recente documentou a recuperação de gramíneas perenes em cercados de gado de longo prazo em quatro locais desertificados. Em um desses locais, as mudanças na vegetação foram concomitantes ao aumento da infiltração de água e dos nutrientes do solo.

Com base nesses dados, propus o seguinte mecanismo para a reversão da desertificação: na ausência de gado a longo prazo, as taxas de infiltração de água aumentam por meio da liberação da compactação, o que diminui a erosão e permite que os nutrientes do solo se acumulem em um nível favorável ao restabelecimento da grama perene.

Para testar esse modelo, estou coletando dados de outros cercados de gado de longo prazo em locais com e sem recuperação de grama. Esses dados nos permitirão tirar conclusões mais abrangentes sobre a dinâmica dos sistemas desertificados e o potencial de restauração de terras áridas.

KENDALL DEJONG: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO COLORADO

QUANTIFICAÇÃO DO USO CONSUMPTIVO E DOS FLUXOS DE RETORNO NA AGRICULTURA IRRIGADA

À medida que ocorre um rápido crescimento municipal em Colorado Front Range e em outras áreas dos Estados Unidos com limitação de água, os agricultores são cada vez mais pressionados a transferir os direitos sobre a água. Como alternativa às transferências permanentes de direitos sobre a água, a pesquisa de Kendall investiga a capacidade dos produtores de reduzir o uso sazonal consumptivo e, opcionalmente, alugar a água não utilizada para as cidades.

Kendall usará o pacote METER Watershed Characterization Package para monitorar três conjuntos de sensores em um campo de milho irrigado por sulco. Os dados coletados nesses locais ajudarão a calcular todos os componentes do balanço hídrico. Esse método de amostragem poderia ser usado por produtores individuais como um método de baixo custo para quantificar a evapotranspiração e os fluxos de retorno.

MICHAEL WINE: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE OKLAHOMA

EFEITOS DA CONVERSÃO DE TERRAS MARGINAIS PARA A PRODUÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA PARA BIOENERGIA NO CICLO DA ÁGUA

As recentes determinações governamentais que exigem o aumento da produção de biocombustíveis para melhorar a sustentabilidade do suprimento de combustível do país e reduzir as emissões de carbono podem afetar o ciclo da água durante e após o estabelecimento da cultura energética. O switchgrass, uma das principais opções para a produção de biomassa, tem raízes mais profundas do que as espécies dominantes de pradarias de grama mista.

Usaremos bacias hidrográficas emparelhadas em Woodward, Oklahoma, para determinar como o estabelecimento e a produção de switchgrass afetarão cada componente do ciclo da água. A G.A. Harris Fellowship fornecerá o METER Drain Gauge Lysimeters para determinar a drenagem profunda em cada bacia hidrográfica e melhorar nossa compreensão do ciclo de água de base dessa paisagem e do orçamento de água associado a uma monocultura de switchgrass.

JILL SHERWOOD: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE IOWA

EFEITOS DA MUDANÇA CLIMÁTICA NA INTERAÇÃO TRÓFICA EM SISTEMAS DE PRADOS MONTANHOSOS

É provável que a mudança climática cause impacto em muitos sistemas biológicos. Este estudo quantificará como a modificação no tempo dos principais eventos biológicos pode afetar um ecossistema de prado montanhoso. Nesse projeto, Jill manipulará a cobertura de neve e a temperatura para imitar os efeitos da mudança climática prevista. Em seguida, ela testará as interações entre a umidade do solo, a temperatura do solo e a temperatura do ar no surgimento e na sobrevivência das borboletas Parnassius clodius e de suas plantas hospedeiras, a Dicentra uniflora. Os resultados fornecerão informações sobre as interações entre as borboletas e suas plantas hospedeiras e serão usados como um indicador para compreender os impactos das mudanças climáticas em outros sistemas ecológicos.

CAMILA TEJO HARISTOY: UNIVERSIDADE DE WASHINGTON

CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA E PADRÕES DE TEMPERATURA DOS SOLOS DO DOSSEL EM UMA FLORESTA ANTIGA DE ABETOS SITKA NO ESTADO DE WASHINGTON

As copas das árvores de Sitka Spruce contêm grandes acúmulos de matéria orgânica conhecidos como "solo de copa". Esses acúmulos fornecem substrato e habitat para uma ampla comunidade de plantas, insetos e outras espécies arbóreas. Usando técnicas de escalada em árvores, sensores de umidade e temperatura serão instalados nos solos da copa das árvores de abeto de uma plantação antiga da Península Olímpica, Washington.

Esse estudo caracterizará pela primeira vez as condições ambientais associadas aos tapetes de solo dentro da copa das árvores de abeto, fornecendo uma estrutura para compreender a distribuição e a atividade das plantas epífitas, a dinâmica de nutrientes e os organismos associados à copa.

TRACY ROWLANDSON: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE IOWA

INVESTIGAÇÃO DA VARIABILIDADE ESPACIAL DO ORVALHO EM ESCALA DE CAMPO

As investigações sobre a variabilidade espacial e temporal do orvalho têm implicações tanto para o gerenciamento de doenças de plantas quanto para o sensoriamento remoto da umidade do solo. Neste estudo, o processo de dimensionamento das medições pontuais de orvalho para a escala do dossel será investigado determinando-se a contribuição do LAI para as regiões do dossel com as maiores e menores quantidades de orvalho para o LAI total do dossel. Os sensores de umidade das folhas serão usados para determinar onde, em um dossel de soja, ocorre a maior duração (e quantidade) de orvalho. A investigação em locais ao redor de um campo será examinada quanto à variação do orvalho em um campo.

NIKKI WOODWARD: UNIVERSIDADE DE WISCONSIN

FENÔMENOS DE CONDUÇÃO TÉRMICA DO PREENCHIMENTO COMPACTADO PARA A PRÁTICA DE ENERGIA SUSTENTÁVEL

A maximização do fluxo de calor em torno de cabos de alta tensão e alta ampacidade em trincheiras de coletores de energia eólica e em trincheiras de troca geotérmica rasas é necessária para processos eficientes de aquecimento e resfriamento cíclico em solo de preenchimento de trincheiras compactadas e projetadas. As pesquisas sobre a estrutura física do preenchimento compactado e as restrições teóricas relacionadas à taxa de entrada de calor e ao fluxo de umidade termicamente acionado são limitadas no estado não saturado. Para fazer a transição do estabelecimento de valores térmicos do solo para o projeto por meio de regras práticas para o uso de correlações empíricas baseadas em medições científicas e térmicas, um banco de dados de propriedades térmicas medidas para uma coleção abrangente de tipos de solo em condições variáveis de compactação será compilado e investigado para correlações de propriedades térmicas do solo com propriedades físicas.

LAFE CONNER: UNIVERSIDADE BRIGHAM YOUNG

MEDIÇÃO DA DRENAGEM PROFUNDA NO SOLO COMO RESPOSTA À MANIPULAÇÃO DE PASTAGENS E CHUVAS

Prevê-se que as mudanças climáticas no oeste dos Estados Unidos causem intervalos mais longos entre os eventos de chuva e maior volume de chuva em eventos únicos. É provável que a pastagem interaja com as mudanças climáticas para influenciar o balanço hídrico do solo. Os instrumentos fornecidos por esse subsídio medirão as mudanças na drenagem profunda relacionadas à manipulação da chuva em tratamentos pareados com pastagem e sem pastagem. A manipulação da chuva e o pastoreio podem resultar em maior perda de água por meio da drenagem profunda ou podem melhorar a disponibilidade de água na zona da raiz. A quantidade de água disponível para as plantas e os processos biogeoquímicos do solo em um único ano pode mudar, mesmo que a precipitação anual total permaneça constante.

SRUTHI NARAYANAN: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO KANSAS

ARQUITETURA DO DOSSEL E EFICIÊNCIA DO USO DA RADIAÇÃO NO SORGO

Este estudo investiga a influência da arquitetura do dossel na eficiência do uso da radiação do sorgo. A RUE foi calculada como a razão entre o acúmulo de biomassa acima do solo e a radiação fotossinteticamente ativa interceptada acumulada (IPAR). ACCUPAR LP-80 As medições do ceptômetro de PAR acima e abaixo do dossel de uma cultura fornecem medidas de IPAR e leaf area index. Os resultados preliminares mostraram que:

As linhas diferiram em RUE aparente, que aumentou com o comprimento médio do entrenó Correlação positiva entre RUE e eficiência do uso da água (biomassa produzida por unidade de uso de água da cultura) O aumento da produtividade foi devido ao aumento da eficiência do uso da radiação em vez da captura, considerando a semelhança entre as linhas no IPAR

ANDRES OLIVOS: UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, DAVIS

MODELAGEM DA DISTRIBUIÇÃO DE RAÍZES E ABSORÇÃO DE NUTRIENTES EM AMÊNDOAS

Para otimizar a eficiência do uso de nutrientes em amêndoas fertirrigadas, é essencial que os fertilizantes injetados no sistema de irrigação sejam fornecidos na concentração e no momento ideais para garantir que os padrões de deposição coincidam com a absorção máxima de nutrientes pelas raízes. O objetivo do projeto é instrumentar as amendoeiras com dispositivos de conteúdo de água 5TE para monitorar o movimento de íons e água, a fim de fornecer dados específicos da amêndoa para serem inseridos no modelo Hydrus 2D/3D. As metas são determinar a distribuição das raízes, o movimento da água e dos solutos e a dinâmica da absorção de nutrientes pelas plantas. Esses parâmetros, e a otimização subsequente do desempenho do Hydrus, serão usados para desenvolver as melhores ferramentas de gerenciamento de fertilização para os produtores de amêndoas.

BENEFICIÁRIOS DE 2009

LAUREN KOLB: UNIVERSIDADE DE MAINE, ORONO

ESTRATÉGIAS ALTERNATIVAS DE MANEJO DE ERVAS DANINHAS PARA CEREAIS ORGÂNICOS: INTERFACE CULTURA-ERVAS DANINHAS APRIMORADA E CONTROLE FÍSICO DE ERVAS DANINHAS

Há duas estratégias inovadoras e opostas para melhorar o manejo de ervas daninhas em cereais cultivados com o mínimo ou nenhum uso de herbicida:

Aumento da competição entre as culturas, obtido por meio do aumento das populações de plantas e da semeadura em um padrão mais uniforme Aumento do controle físico de ervas daninhas, obtido por meio da semeadura em fileiras mais largas do que o normal para permitir a varredura entre as fileiras (ou seja, cultivo em fileiras)

Ao medir o desenvolvimento do dossel da cultura durante a estação de crescimento, Lauren espera caracterizar como a dinâmica do leaf area index (LAI) varia entre as estratégias de plantio e determinar como isso se correlaciona com a supressão de ervas daninhas.

KEIR SODERBERG: UNIVERSIDADE DA VIRGÍNIA

NEBLINA, AEROSSÓIS E CICLO DE NUTRIENTES NO DESERTO DO NAMIBE

O Deserto do Namibe, na costa sudoeste da África, é hiperárido em termos de precipitação, mas apresenta frequentes eventos de neblina costeira. Foi sugerido que a neblina fornece água suficiente para determinadas plantas endêmicas do Namibe, algumas das quais ocorrem somente na zona de neblina (até 60 km para o interior). A bolsa de estudos G.A. Harris será usada para estabelecer cinco estações de monitoramento de neblina ao longo de um gradiente climático na região central do Namibe, utilizando medições de umidade das folhas, temperatura do ar e umidade relativa, além de radiação solar e parâmetros do solo(umidade, temperatura e condutividade elétrica). A análise de isótopos estáveis de amostras também será usada para ajudar a quantificar as quantidades de neblina, água subterrânea e água do solo que as plantas utilizam.

LYNETTE LAFFEA: UNIVERSIDADE DO COLORADO

MEDIÇÃO DE PROCESSOS DE SEQUESTRO DE CARBONO EM FLORESTAS SUBALPINAS USANDO CONJUNTOS DE SENSORES SEM FIO

A escala é importante na modelagem das taxas de respiração do solo. Este estudo implementa um conjunto de sensores ambientais e de respiração do solo no local de pesquisa do Niwot Ridge AmeriFlux para explorar em que escalas (temporal e espacial) os fatores de respiração do solo afetam o fluxo respiratório de CO2 do solo da floresta. Esse projeto testará nossos recursos para medir a dinâmica ambiental do solo em pequenas escalas espaciais e em altas frequências temporais. Desenvolveremos novas estratégias para a implantação de sensores e o uso de tecnologia sem fio para sustentar a coleta e o arquivamento de dados de alta frequência em um local remoto.

MENÇÕES HONROSAS: SARA BAGUSKAS, UC SANTA BABARA

Interações ecológicas entre macrolichen epifítico (Ramalina mensiesii) e neblina na Ilha de Santa Cruz, Califórnia

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JUSTIN BECHNELL, UNIVERSIDADE DE MINNESOTA

Umidade do solo e absorção de carbono em florestas tropicais secas restauradas

ROBERT KEEFE, UNIVERSITY OF IDAHO

Otimização baseada em modelos do tempo de germinação de sementes

TONI SMITH, BOISE STATE UNIVERSITY

Variações espaço-temporais na água do solo e seus efeitos sobre o armazenamento e o ciclo de carbono em uma bacia hidrográfica de sopé semiárido

JAMES PAREJKO, WASHINGTON STATE UNIVERSITY

Determinação da ecologia e biogeografia de Pseudomonas spp. flourescentes produtoras de fenazina na rizosfera do trigo

JONGYUN KIM, UNIVERSITY OF GEORGIA

Modelagem do uso de água e fertilizante de culturas em estufa para irrigação eficiente

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