Beca G.A. Harris

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Beca Grant A. Harris
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2025 BENEFICIARIOS

YILING ZHENG: UNIVERSIDAD DE CONNETICUT

Premio: Analizador automático del tamaño de las partículas del suelo PARIO

Tema: Mejora de la herramienta de apoyo a la recomendación de fertilizantes mediante la integración del análisis de la textura del suelo

FADZAI ZIVANAI: UNIVERSIDAD ESTATAL DE PORTLAND

Premio: Sensores de humedad del suelo TEROS , sensores de profundidad de agua HYDROS 21, registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud.

Tema: Desaturación inducida por microbios (mid) para mitigar en suelos limosos licuables

MAZIYAR ROUDBARI: UNIVERSIDAD ESTATAL DE UTAH

Premio: Sensores de humedad del suelo TEROS , registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Evaluación del rendimiento del riego por aspersión en línea de ruedas mediante el análisis del contenido de humedad del suelo basado en cuadrículas

SHEILA SCHEFFEL: UNIVERSIDAD DE ILLINOIS - URBANA - CHAMPAIGN

Premio: Estación meteorológica todo en uno ATMOS 41, sensores de humedad del suelo TEROS , registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Optimización de un sistema de fenotipado basado en el campo para desarrollar variedades de avena resistentes al clima para la región del Medio Oeste

ASBIN B K: UNIVERSIDAD DE MISSOURI - COLUMBIA

Premio: Sensores de potencial hídrico del suelo TEROS ,leaf porometer SC-1 , registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud.

Tema: Riego basado en sensores en cultivos especializados en Missouri, Columbia

SHABNAM SHABNAM: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA - DAVIS

Premio:sensores de perfil de humedad del sueloTEROS , estación meteorológica todo en uno ATMOS 41, sensor de temperatura y humedad del aire ATMOS 14, registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud.

Tema: Mejora de la sostenibilidad económica y agronómica de los cultivos hortícolas mediante soluciones agrovoltaicas

TEJINDER SINGH: UNIVERSIDAD ESTATAL DE UTAH

Premio: Sensores de humedad del suelo TEROS , registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Caracterización de las propiedades hidráulicas de los suelos mediante sensores instalados sobre el terreno para estimar la recarga de aguas subterráneas

DANIELLE KLAWITTER: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA - SANTA CRUZ

Award:Sensores de humedad del sueloTEROS , registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Caracterización de las propiedades hidráulicas de los suelos mediante sensores instalados sobre el terreno para estimar la recarga de aguas subterráneas

2024 BENEFICIARIOS

DANIEL TUCKER: UNIVERSIDAD DE VICTORIA

Premio: Múltiples tipos de ATMOS estaciones meteorológicas, PHYTOS 31 sensores de humedad de las hojas, piranómetro, TEROS 54 sonda de perfil de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Los bosques pluviales y el estrés por sequía: efectos en los árboles viejos y en las copas secundarias de la Columbia Británica costera

OLANIYI AFOLAYAN: UNIVERSIDAD DE AUBURN

Premio: Varios tipos de sensores de humedad del suelo TEROS , sensores de profundidad del agua HYDROS 21, estación meteorológica inalámbrica ATMOS 41W, registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Influencia de las tuberías del suelo en la respuesta hidromecánica de deslizamientos poco profundos

JACK CAMBERIO: UNIVERSIDAD DE RUTGERS

Adjudicación: TEROS 12 sensores de contenido de agua del suelo, TEROS 21 sensores de potencial de agua del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Aplicación de geofísica y sensores de agua para cuantificar los recursos hídricos en los bofedales de los Andes peruanos

JACOB MEEUWSEN: UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

Premio: Varios tipos de sensores de humedad del suelo TEROS , registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Prácticas de producción innovadoras para mejorar la eficiencia del uso del agua en la patata y el rendimiento para el agricultor en situaciones de estrés térmico e hídrico.

KATHERINE MCCOOL: UNIVERSIDAD ESTATAL DE OREGÓN

Adjudicación: TEROS 12 sensores de contenido de agua del suelo, TEROS 21 sensores de potencial hídrico del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Investigación de los efectos interactivos del intervalo de retorno de incendios forestales y la gravedad de la quemadura del suelo en la hidrología del suelo tras el incendio

CHARLES SOUCEY: UNIVERSIDAD DE MINNESOTA

Premio: HYDROS 21 sensores de profundidad del agua, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Comprensión del destino y transporte de la sal y el nitrato en sistemas kársticos de triple porosidad

SHELBY WILLIFORD: UNIVERSIDAD DE CAROLINA DEL NORTE

Premio: TEROS 11 sensores de humedad del suelo, ATMOS estación meteorológica inalámbrica 41W, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Impulsores de la estructura de la sabana: efectos del cambio climático en la coexistencia de árboles y pastos en el LLP

CHARLIE CHEN: UC DAVIS

Concesión: TEROS 54 sonda de perfil de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Investigación de la influencia de la cubierta vegetal en el balance hídrico del suelo en plantaciones jóvenes de pistacho

ANDREW WALKER: UNIVERSIDAD DE IDAHO

Concesión: ATMOS 41 W estaciones meteorológicas inalámbricas y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Eficiencia en el uso del agua en distintas variedades de patata

2023 BENEFICIARIOS

GREGORY VERKAIK: UNIVERSIDAD DE MCMASTER

Premio: TEROS sensores de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Controles meteorológicos del fuego y umbrales de vulnerabilidad a la combustión lenta de turba en turberas boreales naturales y gestionadas

CHIHIRO DIXON: UNIVERSIDAD ESTATAL DE UTAH

Premio: HYPROP y KSAT instrumentación de hidrología de laboratorio

Tema: Diseño y caracterización de las propiedades hidráulicas de sustratos de crecimiento de plantas enraizadas para aplicaciones de gravedad reducida utilizando mediciones de última generación

ROBIN KIM: UNIVERSIDAD DE VIRGINIA

Premio: TEROS sensores de humedad del suelo, ATMOS 41 estaciones meteorológicas, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Modelización del permafrost y de los perfiles estacionales de temperatura del suelo congelado en el Himalaya

ARIA DUNCAN: UNIVERSIDAD DE STANFORD

Premio: TEROS sensores de humedad del suelo, ATMOS 41 estaciones meteorológicas, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Proteger el arroz de las amenazas combinadas del clima y la contaminación del suelo

EMMANUEL ADEYANJU: LA UNIVERSIDAD DE CAROLINA DEL NORTE

Premio: HYDROS sensores de profundidad del agua, TEROS sensores de humedad del suelo, ATMOS 41 estaciones meteorológicas, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Mitigación de la acción de las heladas en carreteras granulares mediante repelencia al agua por ingeniería en MnROAD

JACOB STID: UNIVERSIDAD ESTATAL DE MICHIGAN

Premio: HYPROP laboratory hydrology instrumentation

Tema: Hacia la comprensión de los impactos de las instalaciones solares sobre la hidrología local y las condiciones del suelo

BENEFICIARIOS 2022

LAUREN TUCKER: UNIVERSIDAD ESTATAL DE IDAHO

Concesión: TEROS sensores de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Investigación del almacenamiento de agua a largo plazo en los árboles y su importancia para las relaciones hídricas de todo el árbol

CECILIA R. HELLER: UNIVERSIDAD DE FLORIDA

Premio: TEROS sensores de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Raíces del cambio: producción de arándanos para un clima cambiante

MD ILIAS MAHMUD: UNIVERSIDAD DE MISSISSIPPI

Premio: TEROS sensores de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Modelización de la influencia de las propiedades hidráulicas de los suelos naturales en sus respuestas acústicas para la detección de minas terrestres

SCOTT CARPENTER: UNIVERSIDAD DE YALE

Concesión: PHYTOS 31 sensores de humedad de las hojas, registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Examen de los efectos interactivos del cambio climático y el pastoreo en la estabilidad de las comunidades vegetales de Big Sagebrush

SADIE KELLER: UNIVERSIDAD ESTATAL DE OREGÓN

Concesión: TEROS sensores de humedad del suelo, ZL6 registradores de datos y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Desarrollo de un índice de estrés hídrico de los cultivos de arce rojo

NINA FERRARI: UNIVERSIDAD ESTATAL DE OREGÓN

Premio: ATMOS 41 estaciones meteorológicas todo en uno, registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

Tema: Variabilidad vertical del microclima y ocupación de aves en bosques templados

2021 BENEFICIARIOS

AASHISH KHANDELWAL Y JUSTIN NICHOLS: UNIVERSIDAD DE NUEVO MÉXICO

Premio: Sensores PAR (radiación fotosintéticamente activa), sensores de control del nivel del agua HYDROS 21, registradores de datos ZL6 y suscripciones a ZENTRA Cloud

COMPRENSIÓN DEL TRANSPORTE DE SOLUTOS MEDIANTE UN SEGUIMIENTO EULERIANO Y LAGRANGIANO

La investigación sobre el transporte de solutos en los sistemas fluviales ha dado lugar a avances considerables en nuestra comprensión fundamental de las interacciones entre las aguas superficiales y las subterráneas, las vías de flujo, los tiempos de residencia y las zonas o condiciones de reactividad bioquímica óptima de los solutos. Por ejemplo, los anteriores programas de seguimiento de solutos han cuantificado 956.500 toneladas al año de cargas antropogénicas de nitrato en el Misisipi, que provocan la eutrofización anual del Golfo de México (Val et al., 2006; Heisler et at., 2008; Sobota et al., 2015).

Aunque se han obtenido grandes conocimientos de investigaciones anteriores, estas han utilizado principalmente regímenes de muestreo eulerianos y a menudo se han limitado a las aguas superficiales. Tales métodos de muestreo a menudo no abordan la heterogeneidad espacial que está inherentemente presente en las cuencas hidrográficas (Blaen et al., 2016; Krause et al., 2017). Por lo tanto, nos proponemos integrar el sensor HYDROS 21 de METER con el novedoso Navigator, una sonda multiparamétrica flotante, para poder utilizar enfoques lagrangianos para rastrear solutos, cuantificar fuentes difusas y puntuales, e identificar áreas de procesamiento acelerado dentro de los sistemas fluviales. También desplegaríamos sensores Hydros 21 a profundidades desde poco profundas a profundas dentro de la zona hiporreica adyacente a las sondas de calidad del agua superficial preexistentes para cuantificar el flujo de agua subterránea a superficial durante los experimentos de campo Navigator (Boano et al., 2014). Mediante el acoplamiento de la vigilancia lagrangiana, euleriana y de la superficie a las aguas subterráneas, pretendemos abordar las incertidumbres asociadas a la heterogeneidad de las cuencas hidrográficas y el efecto resultante sobre el transporte de solutos.

ALEXANDER FOX: UNIVERSIDAD DE WYOMING

Premio: ATMOS 22 anemómetros ultrasónicos, TEROS 11 sensores de humedad y temperatura del suelo, y ATMOS 14 estaciones cuatro en uno de temperatura/RH/presión barométrica/presión de vapor.

MODELIZACIÓN DEL CICLO AGUA/NUTRIENTES Y RENDIMIENTO DE UN CEREAL PERENNE

Kernza®, el primer cultivo de cereales perennes jamás desarrollado, tiene el potencial de revitalizar la agricultura en las Altas Llanuras, pero se desconoce cómo se adaptará este novedoso cultivo a un entorno tan seco. En el marco de un proyecto financiado por la Universidad de Wyoming (UW), se plantará Kernza en siete explotaciones del este de Wyoming para estudiar su rentabilidad a largo plazo, su sostenibilidad y sus efectos sobre la salud del suelo, el ciclo de los nutrientes y la disponibilidad de agua. Esta subvención contribuirá a ese proyecto permitiéndonos medir durante tres años las condiciones del suelo y el microclima en campos de Kernza, trigo anual y praderas restauradas.

Confrontaremos un modelo biofísico de primeros principios, el Terrestrial Regional Ecosystem Exchange Simulator (TREES), con datos de Kernza y trigo para mejorar la comprensión predictiva de cómo las diferencias en el uso del agua y los nutrientes afectan a su viabilidad a largo plazo. El enfoque biofísico es especialmente adecuado para probar nuestras hipótesis de que el estrecho ciclo de nutrientes y las profundas raíces perennes permitirán al Kernza tener éxito como cultivo sostenible en el este de Wyoming y en la ecorregión de las High Plains. Colaboraremos con los agricultores para que puedan tomar decisiones fundamentadas científicamente sobre el uso de Kernza en sustitución del trigo.

KAI LEPLEY: UNIVERSIDAD DE ARIZONA

Premio: TEROS 12 sensores de humedad, temperatura y conductividad eléctrica del suelo y registradores de datos ZL6

USO DE LA AGRIVOLTAICA PARA CREAR SOSTENIBILIDAD ALIMENTARIA, ENERGÉTICA E HÍDRICA EN UN MUNDO CAMBIANTE

Nuestros sistemas alimentarios, hídricos y energéticos son muy vulnerables debido al crecimiento demográfico y al cambio climático. Aquí exploramos una solución híbrida agrícola-fotovoltaica (FV) denominada "agrivoltaica". Estamos creando el mayor emplazamiento agrivoltaico de Estados Unidos: una huerta solar comunitaria de 1,2 MW y 6 acres en Longmont (Colorado) llamada Jack's Solar Garden. El agricultor cultivará cosechas para el mercado al tiempo que produce energía fotovoltaica, y ha invitado a nuestro equipo a estudiar diversos aspectos de la agrivoltaica.

En concreto, nuestro equipo tiene previsto estudiar la optimización del crecimiento de los cultivos y el uso del riego mediante la monitorización de precisión de la humedad y la conductividad eléctrica del suelo y la fotosíntesis, la biomasa y el rendimiento de las plantas. Trabajaremos junto a socios del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, la Universidad Estatal de Colorado, Audubon Rockies, Sprouts City Farms y la administración local. Las visitas públicas a las granjas, que comenzarán en la primavera de 2021, recorrerán el área de investigación de nuestro grupo, proporcionando una exposición directa a la ciencia. La agrivoltaica es un medio novedoso para adaptarse al cambio climático y mitigarlo, y esperamos seguir liderando los descubrimientos científicos que impulsan este campo.

JENNIFER ALVAREZ: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA

Premio: HYPROP 2 instrumentación de la curva de liberación de humedad del suelo

LA CURVA DE RETENCIÓN DE AGUA DEL SUELO ES LA CLAVE PARA COMPRENDER LA DINÁMICA DE LA C DEL SUELO EN CONDICIONES VARIABLES DE HUMEDAD Y TEMPERATURA

La reducción de nuestras emisiones atmosféricas de carbono (C) es sin duda uno de los problemas más acuciantes a los que nos enfrentamos en todo el mundo. Ha dado lugar a condiciones climáticas inestables que provocan la pérdida de recursos vitales y perturban las sociedades. Los suelos regulan mediante el almacenamiento de C y pueden pasar de sumideros masivos a fuentes significativas de C cuando la tasa de mineralización de C supera los aportes de C. Por ello, es imprescindible conocer los principales factores que impulsan la mineralización del C para desarrollar modelos precisos que ayuden a mitigar el cambio climático y a elaborar planes de adaptación. El entorno físico del suelo es particularmente crítico en la regulación de la tasa de mineralización del C, pero sigue siendo poco conocido [4].

La investigación propuesta pretende establecer un vínculo cuantitativo entre la variabilidad espacio-temporal del agua y la temperatura del suelo y la tasa de respiración microbiana. En concreto, pretendemos desarrollar nuevas técnicas de medición para explicar cómo influye la estructura del suelo en el acoplamiento entre los procesos hidrológicos, térmicos y biogeoquímicos.

ADAM SIBLEY: UNIVERSIDAD ESTATAL DE OREGÓN

Premio: PHYTOS 31 sensores de humedad foliar, termómetros infrarrojos IRT, ATMOS 41 estaciones meteorológicas, TEROS 21 sensores de potencial mátrico y registradores de datos ZL6

PREDICCIÓN DE LA VULNERABILIDAD A LA SEQUÍA EN UN PAISAJE DE MONTAÑA: CONEXIÓN DE LA PRECIPITACIÓN DE ROCÍO, LA ABSORCIÓN DE AGUA POR LAS HOJAS Y EL AGUA DEL SUELO CON EL ESTRÉS POR SEQUÍA EN BOSQUES ANTIGUOS

El bienestar de las especies vegetales y animales que habitan los bosques antiguos del noroeste del Pacífico está inextricablemente ligado al bienestar de los árboles altos. Los árboles altos crean refugios microclimáticos y redistribuyen el agua profunda del suelo hacia la superficie durante la estación seca estival, cuando aumenta el estrés hídrico y térmico y se intensifica el riesgo de incendios. Durante estos periodos, el acceso (o la falta del mismo) al agua profunda del suelo puede tener un gran impacto en el estrés hídrico de los árboles, y el suministro de humedad a las copas mediante eventos de rocío nocturno no sólo mejora el estrés por sequía a través de la absorción foliar de agua, sino que ayuda a mantener los refugios microclimáticos mediante el enfriamiento por evaporación, modula el riesgo de incendio por el secado de los combustibles y mantiene los balances de agua y carbono de las epífitas.

Además de estas realidades, cada vez hay más pruebas que sugieren que los bosques antiguos no gestionados son más resistentes a los incendios forestales que las plantaciones gestionadas. En conjunto, está claro que los planes de gestión que pretenden maximizar la resistencia de los bosques y los servicios ecosistémicos deben tener en cuenta los patrones de vulnerabilidad de los árboles viejos al cambio climático.

Trabajos recientes realizados en el bosque experimental H.J. Andrews utilizando sensores PHYTOS 31 han demostrado que la copa (56 m de altura) del Discovery Tree, un abeto Douglas de edad avanzada que crece a 450 m de altitud en un valle estrecho, recibió rocío en ~30% de las noches de verano, un patrón que no fue bien captado utilizando el enfoque tradicional Penman, incluso con datos meteorológicos co-localizados (Fig. 1), lo que ilustra la gran utilidad de los datos del sensor de humedad de las hojas. También llevamos a cabo un experimento de humectación por rocío a finales de agosto de 2020 en el Discovery Tree que mostró la absorción de agua pulverizada por las agujas del árbol, aunque la absorción no afectó en gran medida a las relaciones hídricas del tejido de la aguja, ya que el árbol estudiado no estaba experimentando un estrés hídrico indebido. Es probable que esto se deba a la posición del árbol en la meseta aluvial de un arroyo perenne; es muy posible que en el momento de nuestro experimento los árboles viejos situados a mayor altitud, con mayor exposición al aire más seco de la troposfera inferior y enraizados en suelos más rocosos, estuvieran experimentando un estrés hídrico significativamente mayor. Sin embargo, no está claro si estos factores podrían verse compensados por temperaturas máximas estivales generalmente más frías o por la persistencia del manto de nieve hasta bien entrada la primavera en zonas más elevadas, por lo que merece la pena seguir investigando.

Nuestra investigación propuesta crearía una red de sensores METER en posiciones estratégicas a lo largo de nuestra área de estudio montañosa que, junto con campañas de campo en verano, nos permitiría cuantificar cómo las diferencias en la frecuencia del rocío, la absorción de agua por las hojas y los déficits de humedad del suelo culminan en diferentes niveles de estrés por sequía en todo el paisaje.

NEILL PROHASKA: UNIVERSIDAD DE ARIZONA

adjudicación: PHYTOS 31 (5) sensores de humedad de las hojas y ATMOS 41 estaciones meteorológicas todo en uno

COMPRENSIÓN DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN EL CICLO DEL AGUA DE LA SELVA AMAZÓNICA MEDIANTE EL USO DE SENSORES DE MEDICIÓN PARA REVELAR LOS IMPULSORES DE LOS FLUJOS DE AGUA A NIVEL DE RAMA

Los bosques tropicales reciclan más carbono y agua que cualquier otro ecosistema terrestre. La investigación actual no ha abordado adecuadamente cómo interactúan el microclima y la biología para determinar la distribución de la energía entre el flujo de calor latente (LHF, evapotranspiración) y el flujo de calor sensible (SHF, calor convectivo) en las copas de los árboles. Esto es clave para comprender y predecir la futura dirección y magnitud de los flujos de agua en los bosques tropicales bajo el cambio climático. Los sensores de METER ATMOS-41 y PHYTOS-31 me permitirán crear un conjunto único de datos a largo plazo sobre los rasgos de las hojas a nivel de rama, la humedad, la temperatura y el microclima. Este conjunto de datos mostrará cómo el presupuesto energético de la hoja se ve afectado por el microclima, y cómo el microclima afecta al cambio en el presupuesto energético de la hoja a través de gradientes de altura del dosel y luz.

BENEFICIARIOS 2020

PETER A. TERESZKIEWICZ: UNIVERSIDAD DE CAROLINA DEL SUR

Premio: NDVI y sensores PRI SRS, ZL6 registrador de datos y ZENTRA Cloud

CUANTIFICACIÓN DE LOS CONTROLES ESTACIONALES DE LA VEGETACIÓN SOBRE EL CAMBIO VOLUMÉTRICO DE LAS DUNAS COSTERAS

Las dunas costeras -situadas en la playa subaérea- constituyen una formidable barrera contra el oleaje de las tormentas y las inundaciones que protege a las comunidades costeras de pérdidas económicas. Las interacciones entre vegetación y sedimentos constituyen un componente clave para comprender el crecimiento de las dunas costeras y su recuperación tras las tormentas. A pesar de esta importancia, los métodos tradicionales de seguimiento de la vegetación han dado lugar a inconsistencias en los datos y a suposiciones cualitativas. En el estudio de campo de un año de duración que aquí se propone se utilizarán los sensoresNDVI y PRI SRS para monitorizar espectralmente la vegetación de las dunas de forma simultánea con los puntos digitales de erosión (DEP) in situ. Por primera vez se medirá la dinámica de la vegetación y de la erosión con la misma resolución de muestreo, lo que supondrá un avance trascendental en la geomorfología costera.

La interacción del viento, los sedimentos y la vegetación esculpen las dunas mediante procesos eólicos (soplados por el viento) (Sherman, 1995). La vegetación induce turbulencias en el campo eólico que perturban el transporte de sedimentos y, a menudo, facilitan la deposición y el crecimiento de las dunas (Hesp, 1981). Los métodos tradicionales de evaluación de la vegetación dunar se han basado en la estimación cualitativa de cuadrículas de vegetación (Stalter, 1974; Kim y Yu, 2009) o en la mera captura de propiedades espaciales de la densidad de la vegetación mediante fotografías (Gillies et al., 2002; Renkin, 2015). Estos métodos dificultan el desarrollo de series temporales continuas de datos de vegetación y, a menudo, dejan a los investigadores con instantáneas temporales de la variabilidad de la vegetación.

El objetivo principal de este estudio es cuantificar la influencia de la densidad y la salud de la vegetación estacional en el cambio volumétrico de las dunas.

Este estudio introducirá una nueva metodología en la geomorfología costera utilizando NDVI y sensores PRI SRS para cuantificar la densidad y el estrés de la vegetación. La creación de un conjunto de datos continuos de vegetación junto con mediciones in situ de erosión y acreción ayudará a comprender la interconexión vegetación-sedimento y la formación de dunas.

JACLYN FIOLA: VIRGINIA TECH

Premio: SATURO infiltrómetro, TEROS sensores de humedad del suelo, ECRN-100 rain gauge, ZL6 registrador de datos y ZENTRA Cloud

PAUSAR LA PRECIPITACIÓN: MÉTODOS INNOVADORES PARA LIMITAR LA INFILTRACIÓN DE LA LLUVIA EN LOS SUELOS DE LOS VIÑEDOS

La industria vinícola de Virginia sufre a menudo un exceso de disponibilidad de agua en el suelo, lo que puede repercutir negativamente en la calidad del vino. Proponemos utilizar instrumentos METER para comprobar la capacidad de varios compuestos reductores de la infiltración para reducir la cantidad de agua que entra en los suelos de los viñedos. La limitación de la infiltración debería mejorar el crecimiento de la vid y la calidad del fruto para la elaboración del vino, y podría transformar el cultivo de la vid en las regiones vinícolas del mundo con alta precipitación.

Importancia de la investigación: En 2015, Virginia ocupaba el octavo lugar en los Estados Unidos en cuanto a hectáreas de viñedos y tenía un impacto económico de 1.370 millones de dólares.

1 Virginia recibe una media de 108,4 cm de precipitaciones al año, con las mayores precipitaciones durante los meses de mayo, julio y agosto.

2 Esta elevada pluviosidad se traduce en un exceso de disponibilidad de agua en muchos suelos de viñedos de Virginia, lo que puede producir un crecimiento vigoroso de la vid (por ejemplo, desestabilizar el equilibrio entre el crecimiento vegetativo y el desarrollo del cultivo) y ser perjudicial para la calidad de la fruta. La calidad de la uva de vinificación se ve afectada positivamente cuando los déficits hídricos leves limitan el crecimiento de la vid, especialmente en climas húmedos como el de Virginia. Los viticultores de esta región están ansiosos por reducir el agua del suelo, especialmente durante los años excesivamente húmedos, y actualmente no se dispone de métodos económicos y sostenibles.

Se han ensayado muchas estrategias para reducir el agua del suelo de los viñedos, como el drenaje por baldosas, los cultivos de cobertura (para competir por el agua) y las cubiertas plásticas del suelo. Sin embargo, todas estas intervenciones tienen limitaciones que van desde los elevados costes de la instalación de drenaje por baldosas hasta el uso neto de agua, a menudo insignificante, por parte de los cultivos de cobertura, pasando por el impacto medioambiental negativo de los residuos plásticos. También se ha propuesto la compactación de los suelos para limitar la infiltración de la lluvia, pero podría impedir la evaporación del suelo y crear problemas de drenaje, respiración radicular/intercambio de gases y erosión.

Metas y objetivos: La intervención ideal sobre el agua del suelo del viñedo limitaría la infiltración en el suelo al tiempo que minimizaría la erosión y permitiría el intercambio de vapor y gases. Para lograr esta intervención ideal, proponemos probar varios compuestos poliméricos respetuosos con el medio ambiente desarrollados por la industria del transporte para disminuir la infiltración en el suelo: DirtGlue (Salem NH) y Soiltac (Soilworks, Scottsdale AZ). También probaremos el ácido esteárico, un ácido graso hidrófobo de origen natural, que puede reducir la infiltración al tiempo que aumenta las pérdidas de vapor de agua del suelo.4 Estos compuestos no se han probado como forma de controlar el agua del suelo en los viñedos. Nuestro objetivo es comparar la eficacia de los compuestos aplicados al suelo para reducir la infiltración en el suelo y, a continuación, cuantificar los efectos sobre el crecimiento de la vid y la calidad de la fruta.

DANIEL HASTINGS: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, SANTA CRUZ

Premio: TEMPOS analizador de propiedades térmicas, SC-1 leaf porometer, TEROS 21 sensores de potencial hídrico, TEROS 10 sensores de humedad del suelo, ZL6 registrador de datos y ZENTRA Cloud.

¿ES EL ALMACENAMIENTO SUBTERRÁNEO DE AGUA UNA CLAVE PARA LA SUPERVIVENCIA DEL ÁRBOL DE JOSUÉ?

El árbol de Josué, icono del Oeste americano, está amenazado por el cambio climático. Aunque algunos aspectos del árbol de Josué han sido bien estudiados, tenemos un conocimiento limitado de su gestión del agua en periodos de estrés hídrico extremo. Los objetivos de esta investigación son

1) Evaluar el papel del almacenamiento de agua en los balances hídricos de los Josué,

2) documentar las fluctuaciones anuales en el almacenamiento de agua en los tejidos de los árboles Joshua, y

3) desarrollar un modelo integrado de la anatomía y las relaciones hídricas del árbol de Josué para simular las respuestas hidráulicas de toda la planta a diferentes condiciones climáticas.

Estos datos pueden utilizarse para modelizar futuras distribuciones de Josué, informar sobre la planificación de la conservación y los esfuerzos de migración asistida, y mejorar nuestra comprensión de la ecohidrología en el desierto de Mojave.

El árbol de Josué es una especie carismática y una fuerza económica vital que atrae visitantes a su popular parque nacional homónimo. También es una especie fundamental que presta servicios a los ecosistemas del desierto de Mojave. Se prevé que el cambio climático reduzca los árboles de Josué al 10% de su área de distribución actual debido al aumento de las temperaturas y a la mayor frecuencia de las sequías1. Aunque se sabe mucho sobre la historia natural de los Josué, no se sabe mucho sobre su balance hídrico. Comprender el almacenamiento de agua y sus fluctuaciones en los árboles de Josué, tanto a escala diaria como anual, nos proporcionará nuevos conocimientos sobre cómo pueden responder a sequías individuales y sucesivas.

Resultados iniciales: Observaciones y microCT de raíces de árboles Joshua y un estudio de sequía implican que el almacenamiento de agua no ocurre en el tallo como se espera, y puede ocurrir en tejidos especializados de la raíz.

Hipótesis:(H1): El contenido de agua de los tejidos del árbol Joshua, el potencial hídrico y la transpiración fluctuarán diaria y anualmente de una manera que refleja su uso tanto del agua del suelo como del almacenamiento de agua de la planta.(H2): La transpiración de los árboles Joshua incluye agua que fue almacenada en tejidos especializados en las raíces.(H3): Los árboles de Josué requerirán varios pulsos de precipitación después de largos periodos de condiciones secas para reponer el agua en los tejidos de almacenamiento a su plena capacidad.

NATALIE M. AGUIRRE: UNIVERSIDAD DE TEXAS A&M

Premio: SC-1 porómetros de hoja, sensores PAR, un registrador de datosZL6 y ZENTRA Cloud

INVESTIGAR LA RELACIÓN ENTRE EL CEBADO DE LAS PLANTAS Y LA CONDUCTANCIA ESTOMÁTICA

Los herbívoros invaden a menudo los campos agrícolas y pueden provocar pérdidas de rendimiento devastadoras. Tras un ataque, las plantas emiten mezclas características de volátiles vegetales inducidos por herbívoros (HIPVs), que juegan un papel importante en la defensa de las plantas. Recientemente se ha descubierto que las plantas también perciben los HIPV y responden a ellos. Algunas plantas detectan los HIPV emitidos por sus vecinas dañadas y responden reforzando sus propias defensas en preparación de futuros ataques, lo que se conoce como cebado. El cebado defensivo se ha documentado en una amplia gama de especies vegetales, incluidos varios cultivos de importancia agrícola como el maíz y el algodón. Sin embargo, se ha prestado poca atención a las bases fisiológicas de este proceso.

En general, el intercambio de gases de las plantas se produce a través de los estomas, y los cálculos indican que los compuestos volátiles pueden entrar en la planta a través de los estomas en condiciones de luz4. Dos preguntas importantes sin respuesta en el cebado de defensa de las plantas son:

1) ¿cómo captan las plantas los compuestos volátiles para el cebado?

2) ¿cómo influye la exposición de las plantas a compuestos volátiles en procesos fisiológicos como el intercambio gaseoso?

Hasta ahora no se habían estudiado las implicaciones fisiológicas del cebado de defensa de las plantas. Una mejor comprensión de las respuestas de las plantas podría revelar nuevas estrategias para mejorar su resistencia a las plagas.

Metas y objetivos

El objetivo de este proyecto es utilizar SC-1 Leaf Porometer para

1) determinar si las aperturas estomáticas son necesarias para el cebado de las plantas por HIPV y

2) determinar si el cebado de las plantas mediante HIPV influye en la conductancia estomática. Predecimos que los HIPV entran en las hojas de las plantas a través de los estomas y que el éxito del cebado estará positivamente correlacionado con la conductancia estomática.

Además, si las señales de cebado se captan a través de los estomas, las plantas podrían aumentar la conductancia estomática para aumentar su acceso a la información mientras están en alerta máxima. Trabajos anteriores de nuestro laboratorio hallaron una correlación positiva entre el cebado y la dosis de exposición5. Además, dado que la inversión de las plantas en defensas requiere reservas de carbono y energía, también predecimos que la exposición de las plantas a los HIPV influye en la regulación de la conductancia estomática para mejorar el intercambio de gases y la fotosíntesis.

RYAN C. HODGES: UNIVERSIDAD ESTATAL DE UTAH

Premio: PARIO analizador de textura del suelo y un WP4C instrumento de laboratorio de potencial hídrico

SOIL GENESIS ACROSS A CLIMO-LITHOSEQUENCE OF WESTERN HALEAKALĀ

En las laderas norte y oeste del volcán Haleakala, en la isla hawaiana de Maui, existe una enorme variabilidad climática (de 200 a >2000 mm de precipitaciones) y diversidad edáfica (siete órdenes de suelos de la Taxonomía de Suelos). Esta zona poco estudiada ofrece una ubicación ideal para investigar la influencia del clima y de las cenizas volcánicas en el desarrollo del suelo sobre los flujos de lava basáltica. Además, a medida que el uso de la tierra en Maui cambia de monocultivos de caña de azúcar a pastoreo de ganado y ecoturismo, crece el interés por el secuestro de carbono en el suelo y el desarrollo de mercados para cultivos especializados de nicho. Los lugares de muestreo (19) se seleccionaron basándose en una geología y un relieve similares, y se excavaron manualmente, se describieron y se muestrearon por horizonte genético para un conjunto completo de análisis de laboratorio. Esperamos una gran variabilidad en la capacidad de retención de nutrientes y agua, la pérdida de elementos y el contenido de carbono debido a la presencia de conos de ceniza en todo el lugar de estudio. Los resultados ayudarán a determinar la distribución de estos suelos influenciados por las cenizas, y pueden hacer avanzar nuestra comprensión del desarrollo del suelo a la vez que proporcionan información útil sobre el suelo para los gestores de la tierra.

Metas y objetivos principales: Nuestros objetivos son determinar la influencia de la precipitación y la ceniza volcánica en la morfología, mineralogía y composición de los suelos a través de un gradiente climático del oeste de Haleakalā. Esto nos permitirá modelizar las relaciones entre precipitación, temperatura, estado de meteorización, mineralogía y pérdida elemental de estos suelos volcánicos (Chadwick et al., 2003; Chorover et al., 2004).

KARLY SOLDNER: UNIVERSIDAD DE DREXEL

Premio: ATMOS 41 estaciones meteorológicas todo en uno, radiómetros de infrarrojos, registradores de datos ZL6 y ZENTRA Cloud

COMBATIR EL ESTRÉS TÉRMICO URBANO CON UNA INFRAESTRUCTURA VERDE DE AGUAS PLUVIALES DE PEQUEÑO TAMAÑO EN LOS BARRIOS MÁS VULNERABLES AL CALOR DE FILADELFIA

En Filadelfia y otras zonas urbanas, el efecto de isla de calor urbano agrava los riesgos asociados al calor extremo debido a las superficies que absorben el calor y a la escasa vegetación. Este impacto no se distribuye por igual en el paisaje urbano, sino que se concentra en las zonas con mayores niveles de materiales que absorben el calor y menor cobertura arbórea. Los mapas de temperatura de la superficie indican que algunos barrios son más calurosos de media que otras zonas, con diferencias que a veces alcanzan los 2,5 °C (8 °F). Estos barrios más calurosos están habitados de forma desproporcionada por personas de color y en situación de pobreza.

Se espera que el clima de Filadelfia se caliente de manera constante durante el próximo siglo, con entre cuatro y diez veces más días de 95 °F o más al año en 2100. Se prevé que este aumento de los episodios de calor extremo provoque seis veces más muertes relacionadas con el calor.

Un recurso utilizado para combatir el efecto isla de calor urbano es la infraestructura verde. Filadelfia cuenta con un plan de infraestructuras verdes a largo plazo que utiliza activos medioambientales descentralizados que imitan la ecología del paisaje previo al desarrollo con el objetivo de reducir la contaminación de las aguas pluviales urbanas. La restauración de los procesos ecológicos naturales de la cubierta terrestre incluye la reducción de las superficies impermeables que también retienen el calor y la reintroducción de espacios con vegetación, lo que reduce aún más las temperaturas mediante la refrigeración por evaporación.

El plan de infraestructuras verdes de Filadelfia, denominado Green City, Clean Waters (Ciudad verde, aguas limpias), depende del Departamento de Aguas y sirve principalmente para reducir los desbordamientos del alcantarillado combinado. Esta concentración en un único objetivo infrautiliza la red de infraestructuras verdes y no tiene en cuenta su impacto en el calor urbano. No se conocen bien los beneficios colaterales de utilizar infraestructuras verdes diseñadas principalmente para reducir la contaminación de las aguas pluviales con el fin de mitigar el efecto isla de calor urbano. Mediante la detección de las diferencias de temperatura dentro y alrededor de un emplazamiento de infraestructura verde, este estudio pretende cuantificar mejor el impacto de la infraestructura verde de pequeña huella diseñada para reducir la contaminación de las aguas pluviales en la superficie urbana y las temperaturas del aire.

BENEFICIARIOS DE 2019

KELLEY DRECHSLER: UC DAVIS

MANEJO DEL RIEGO DE DIFERENTES VARIEDADES DE ALMENDRO DENTRO DEL MISMO HUERTO DURANTE LOS PERIODOS EN ESTACIÓN Y POSTCOSECHA

La producción de almendras en California presenta problemas hídricos únicos, incluyendo la necesidad de riego post-cosecha y la presencia de hileras alternas de diferentes variedades dentro del mismo huerto para establecer una polinización efectiva. Muchos huertos de almendros están dispuestos en hileras que alternan entre una variedad de alto rendimiento (por ejemplo, Nonpareil) y una o dos variedades polinizadoras (por ejemplo, Butte, Aldrich).

Tradicionalmente, los agricultores han configurado sus sistemas de riego para regar todo el huerto por igual y no pueden regar independientemente las distintas variedades de almendros. En su lugar, las decisiones de riego se basan en la variedad de mayor rendimiento (normalmente Nonpareil). Dado que cada variedad de almendro experimenta etapas críticas de crecimiento (por ejemplo, la separación de la cáscara, la cosecha, la diferenciación de las yemas) en momentos diferentes, también pueden tener diferentes necesidades de agua en un momento dado y pueden beneficiarse de una gestión independiente del riego. En este proyecto se investiga cómo regar de forma independiente las distintas variedades sin interferir en sus diferentes fases de crecimiento ni en sus actividades de recolección.

Objetivo: Evaluar el crecimiento, la producción, la calidad de los frutos secos y la respuesta de la productividad del agua de los almendros a la gestión independiente del riego deficitario regulado por variedades durante la temporada y fuera de ella. La monitorización del agua del suelo mediante los sensores TEROS 12 y TEROS 21 proporcionará información sobre la adecuación del riego. Se elaborarán curvas de retención de agua in situ utilizando el contenido volumétrico de agua y el potencial hídrico del suelo para comprender las características de retención de agua del suelo en cada tratamiento.

EMEKA NDULUE: UNIVERSIDAD DE MANITOBA

GESTIÓN HÍDRICA DE LA COLZA Y LA SOJA BAJO DRENAJE EN BALDOSAS EN LAS PRADERAS CANADIENSES

Para hacer frente a la escasez mundial de alimentos, la escasez de agua, la salinización y el aumento de los fenómenos climáticos extremos, es necesario un sistema eficaz de gestión del agua que permita aumentar la producción de cultivos sin comprometer la sostenibilidad medioambiental. El sur de Manitoba es una importante zona de producción de cultivos, bendecida con suelos fértiles y una topografía llana. Sin embargo, los principales problemas que limitan al máximo la producción en la región son el encharcamiento causado por la infiltración del deshielo y la irregularidad del régimen de lluvias.

Una gestión adecuada de las capas freáticas (WTM) ofrece la doble función de riego y/o drenaje. Sin embargo, como la mayoría de los sistemas naturales que implican procesos complejos e interrelacionados, la gestión del agua ha hecho necesario el uso de modelos de sistemas agrícolas. Los objetivos de esta propuesta son (i) evaluar diferentes técnicas de gestión de la capa freática utilizando subirrigación y drenaje en baldosas sobre el rendimiento de la colza y la soja (ii) calibrar y validar el modelo HYDRUS (2/3D) utilizando el contenido de agua del suelo medido dentro de la zona radicular, espacial y temporalmente.

Se utilizarán parcelas de campo con tres tratamientos replicados (drenaje controlado (CD), drenaje libre (FD) y sin drenaje (ND)) ya instalados en un diseño de parcela en franjas en el sur de Manitoba durante tres temporadas de cultivo (2019-2021). Cada tratamiento se replicará tres veces, dando un total de 18 parcelas para los dos cultivos en rotación. Se medirá y comparará el rendimiento de la colza y la soja en las hileras cosechadas en cada tratamiento. Se medirán las cantidades de fosfatos y nitratos en el suelo y en el agua de drenaje. La profundidad del nivel freático se medirá mediante pozos de observación instalados con registradores de nivel (propiedad).

Objetivo: Estudiar técnicas de gestión del nivel freático para aumentar la producción de colza y soja en las praderas canadienses. Los productos adjudicados incluyen el TEROS 10, ZL6 y la herramienta de instalación de pozos TEROS (alquiler).

AMMARA TALIB: UNIVERSIDAD DE WISCONSIN

MEJORA DE LA PLANIFICACIÓN DEL RIEGO Y PREDICCIÓN TEMPRANA DE LA SEQUÍA AGRÍCOLA EN WISCONSIN

Los riesgos de fenómenos climáticos extremos como las olas de calor y las sequías están aumentando y han amenazado el sistema agrícola del norte de Centroamérica en forma de aumento de la duración e intensidad de las sequías y reducción del rendimiento de los cultivos. Las previsiones actuales de sequía abarcan amplias regiones y no son específicas para explotaciones agrícolas concretas. Las capacidades de predicción de la sequía necesitan una mejora significativa. Aquí, proponemos mejorar la predicción de cómo el estrés de los cultivos cambia con el tiempo durante las diferentes etapas de crecimiento a través de la cartografía avanzada de la evapotranspiración (ET) con nuevos sensores espaciales de la NASA. Este objetivo se logrará mediante la cartografía de alta resolución (30 m) de la temperatura de la superficie y la pérdida de agua por los cultivos en las arenas centrales de Wisconsin con la misión recientemente lanzada por la NASA ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment (ECOSTRESS) y el satélite en órbita polar de la NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP) y el satélite de microondas Sentinel de la ESA.

A partir de estos dos productos, desarrollaremos, calibraremos y evaluaremos un nuevo producto de ET comparándolo con mediciones de campo de ET procedentes de una red de torres de flujo de covarianza de Foucault y sensores de humedad del suelo. Estas torres funcionan actualmente en explotaciones agrícolas de regadío gestionadas por Heartland Farms (en las que rotan los cultivos de patata, maíz y soja) y en plantaciones de pinos del Tri-county School Forest de WI. Los nuevos mapas semanales de ET a escala de campo indicarán cuándo las plantas están sometidas a estrés y los agricultores podrán tomar medidas y utilizar eficazmente los limitados recursos hídricos para mantener la productividad.

Objetivo: Utilizar mediciones terrestres para validar modelos de evapotranspiración (ET) del Experimento de Radiómetro Térmico Espacial ECOsystem en la Estación Espacial (ECOSTRESS) de la NASA mientras se estudia el uso del agua en los cultivos de patatas, maíz y soja. Entre los productos premiados figuran los siguientes :TEROS 12, ZL6 y ATMOS 41.

DALYN MCCAULEY: UNIVERSIDAD DE IDAHO

DESARROLLO DE UN SISTEMA METEOROLÓGICO DE ALERTA DE ENFERMEDADES PARA LOS VIÑEDOS DE IDAHO

Los productores necesitan detectar en tiempo real los fenómenos que dañan los cultivos para optimizar la gestión de los recursos en la explotación. Se propone un estudio para desarrollar una herramienta de apoyo a la toma de decisiones específica para la gestión en la explotación de los fenómenos meteorológicos perjudiciales para los cultivos. Se distribuirán estaciones meteorológicas en dos campos de diferentes paisajes en un viñedo de Idaho para identificar los factores ambientales asociados con la enfermedad del mildiú velloso (Plasmopara viticola). Se inspeccionarán las copas de los viñedos para detectar la respuesta fisiológica de las plantas al estrés inducido por el agua y las enfermedades. Los mapas de reflectancia espectral de las copas de los viñedos se compararán con datos meteorológicos distribuidos. Se evaluará la capacidad de los algoritmos de aprendizaje automático para avanzar en la predicción de enfermedades.

Objetivo: Recopilar datos medioambientales para desarrollar modelos predictivos y detectar la aparición temprana del mildiu en viñedos para la gestión de enfermedades y riesgos. Los productos premiados incluyen PHYTOS 31, ATMOS 41, TEROS 21 y TEROS 12.

EUREKA JOSHI: UNIVERSIDAD DE IDAHO

VARIABILIDAD ESPACIO-TEMPORAL DEL DRENAJE Y DEL FLUJO DE NUTRIENTES EN LOS BOSQUES DE RECUPERACIÓN DE AGUAS

La aplicación terrestre de aguas regeneradas en bosques establecidos es una alternativa de eliminación rentable y respetuosa con el medio ambiente, especialmente en Idaho, donde el crecimiento de los árboles está limitado por la disponibilidad de agua y nutrientes en el suelo. Sin embargo, el elevado riesgo de saturación y lixiviación de nutrientes se ha atribuido al aumento de la carga de constituyentes por la aplicación prolongada de agua regenerada (Barton et al., 2005; Hook y Kardos, 1978). El punto de saturación es indicativo de la vida útil de los terrenos forestales de aplicación de aguas regeneradas.

En Idaho existen decenas de instalaciones de reutilización de agua regenerada autorizadas. Estas instalaciones incluyen unidades de gestión que han recibido agua regenerada durante varios periodos de tiempo de hasta 50 años. Estos periodos variables de funcionamiento ofrecen la oportunidad de comparar la variabilidad espaciotemporal de los flujos de drenaje y nutrientes, lo que en última instancia ayudaría a determinar su longevidad. Para la investigación propuesta, se utilizarán METER G3 para medir la variación en el drenaje de nutrientes dentro de un conjunto de otras mediciones.

Objetivo: Estudiar el efecto de la aplicación terrestre de agua reciclada sobre los bosques establecidos y su eficacia como "sumideros" para la eliminación prolongada de agua reciclada. Los productos adjudicados incluyen el medidor de drenaje G3 lysimeter , G3 sensor de profundidad y G3 autobomba.

JOSEPH GALEN KORNOWSKE: UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

CARGA DE NUTRIENTES EN LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS PROCEDENTE DEL RIEGO CON EFLUENTES DE AGUAS RESIDUALES EN UN LAGO DEL NORTE DE IDAHO

La calidad del agua de los lagos se ve continuamente perjudicada por fuentes antropogénicas en zonas recientemente urbanizadas. Limitar la carga de nutrientes en los lagos puede reducir los efectos de la eutrofización, por lo que identificar la fuente de nutrientes es un paso hacia la mejora de la calidad del agua.

Este proyecto pretende identificar las principales vías que sigue el agua desde fuentes con altas concentraciones de nutrientes hasta el lago. La instrumentación de esta beca permitirá cuantificar la lixiviación de nutrientes a través de los suelos hasta las aguas subterráneas para proporcionar una base de carga y un punto de partida para un modelo de transporte reactivo. Los resultados complementarios incluirán la identificación de la tasa de transporte de agua y los tiempos de residencia de los nutrientes mediante una firma isotópica.

Objetivo: Examinar la carga de nutrientes de nitrógeno y fósforo en los sistemas lacustres locales como resultado del transporte subsuperficial (drenaje profundo). Los productos adjudicados incluyen el medidor de drenaje G3 lysimeter , CTD+DG de profundidad, EC y sensor de temperatura para el G3, ATMOS 41, ZL6 y ZENTRA Cloud.

BENEFICIARIOS DE 2018

CHRISTOPHER L. DUTTON: UNIVERSIDAD DE YALE

DINÁMICA ESPACIAL Y TEMPORAL DE INUNDACIONES HIPÓXICAS Y MUERTE DE PECES EN UN RÍO TROPICAL

La hipoxia en los ríos es poco frecuente debido a las altas tasas de reaireación de las aguas corrientes y, cuando se produce, suele estar asociada a una elevada carga antropogénica de nutrientes. Las inundaciones hipóxicas pueden ser catastróficas para la biota fluvial, provocando a menudo la muerte generalizada de peces u otras alteraciones en la composición y el comportamiento de la comunidad piscícola.

He documentado frecuentes inundaciones hipóxicas (13 en 3 años) y mortandades de peces (5 en 9 años) en el río Mara, en África Oriental, y mis investigaciones han demostrado que están causadas por el lavado de las pozas de hipopótamos. En la parte keniana del río Mara hay más de 4.000 hipopótamos que aportan cada día más de 3.500 kg de carbono orgánico al ecosistema acuático. He demostrado que las charcas de hipopótamos en los 3 afluentes del Mara se vuelven anóxicas cuando la descarga es baja, y que los aumentos de descarga expulsan las charcas de hipopótamos y llevan un pulso hipóxico de agua a través del río río río abajo. Sin embargo, aún se desconoce la dinámica espacial y temporal de estas inundaciones hipóxicas.

El objetivo de mi investigación es comprender las causas de la variabilidad de estas inundaciones hipóxicas y cómo se propagan río abajo. Esta comprensión será fundamental para predecir cómo influirán en la frecuencia e intensidad de estos fenómenos los cambios climáticos y de uso del suelo. Es probable que las diferencias en el grado de hipoxia entre las distintas inundaciones se deban a las diferencias en el tiempo transcurrido desde que las charcas de hipopótamos de una zona determinada se vaciaron y a la magnitud de las precipitaciones que provocaron la inundación. Dado que las precipitaciones en la región de Mara están muy localizadas dentro de las cuencas y entre ellas, y que la biogeoquímica que causa la hipoxia puede variar entre charcas y afluentes, la comprensión de esta dinámica requiere datos espaciales y temporales a escala fina sobre los patrones de precipitación en toda la cuenca. Para documentar el origen de las inundaciones hipóxicas, necesitamos comprender los factores que impulsan su variabilidad y cómo se propagan a través de la red fluvial. Documentaré la biogeoquímica de las pozas de hipopótamos y la respuesta de la descarga y el oxígeno disuelto (OD) de los afluentes y el cauce principal del río Mara en respuesta a la intensidad y frecuencia de las precipitaciones de cada subcuenca del Mara.

Instalaré una estación meteorológica METER ATMOS 41 en cada una de las tres subcuencas del río Mara para controlar la intensidad, frecuencia y duración de las precipitaciones. Seguiré documentando los casos de inundaciones hipóxicas en el río Mara con una sonda de calidad del agua instalada aguas abajo de todas las pozas de hipopótamos. También seguiré cartografiando y estudiando la biogeoquímica de todas las pozas de hipopótamos (~ 20-30) dentro de las 3 subcuencas del Mara. Modelizaré el grado de hipoxia en cada inundación en función de la biogeoquímica de las pozas de hipopótamos, el tiempo transcurrido desde la última descarga y el momento y la cantidad de precipitaciones en cada subcuenca.

LEENA SHEVADE: UNIVERSIDAD DE DREXEL

EFECTO DE LA CONFIGURACIÓN DE LAS RAÍCES DE LAS PLANTAS EN EL RENDIMIENTO DE LAS INSTALACIONES VERDES DESCENTRALIZADAS URBANAS DE GESTIÓN DE AGUAS PLUVIALES DEBIDO A LA VARIACIÓN ESPACIO-TEMPORAL DE LAS MEDICIONES DE CAMPO DE LA CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA SATURADA EFECTIVA

A menudo se supone una tasa de infiltración constante a la hora de diseñar las infraestructuras verdes. Sin embargo, diversos estudios sugieren que la tasa de infiltración es dinámica y varía espacial y temporalmente durante los fenómenos meteorológicos húmedos. Este estudio de investigación evaluará el efecto de la configuración de la zona radicular (tanto el tipo como la densidad) en la variabilidad espacial de los valores de conductividad hidráulica saturada en el campo (Kfsat) utilizando el infiltrómetro de METER SATURO dentro del emplazamiento. El estudio también comparará los valores de Kfsat y de conductividad hidráulica no saturada (Kfs) medidos con el MiniDisk Infiltrometer de METER en diferentes condiciones hidrológicas y a lo largo de tres estaciones de crecimiento.

La investigación se llevará a cabo en cuatro emplazamientos de IG urbana totalmente monitorizados y con vegetación establecida. Los resultados se analizarán estáticamente para derivar reglas generalizables que reduzcan las necesidades de monitorización in situ de la GI, y para calibrar modelos 2D/3D.

El objetivo de la investigación propuesta es evaluar el efecto de la configuración de la zona radicular (tanto el tipo como la densidad) y el efecto de las profundidades de los estanques y de los caudales de entrada en el rendimiento de la infiltración de la GI urbana.

KATIE MARCACCI: UNIVERSIDAD DE TENNESSEE - KNOXVILLE

INFLUENCIA DE LAS RAÍCES DE LAS PLANTAS Y DE LAS HIFAS MICORRÍCICAS EN LOS PARÁMETROS HIDRÁULICOS DEL SUELO

La investigación propuesta se centrará en cómo influyen las raíces de las plantas y las hifas micorrícicas en las propiedades hidráulicas del suelo. Se realizarán experimentos de laboratorio para medir la conductividad hidráulica saturada (KSAT) y la retención de agua en el suelo (HYPROP), en presencia y ausencia de raíces, con y sin micorrizas. Se utilizarán imágenes de neutrones para visualizar y cuantificar la densidad de longitudes y la morfología de raíces y micorrizas. Los conjuntos de datos resultantes se parametrizarán para su inclusión en modelos utilizados para predecir el flujo y el transporte dentro de la zona vadosa. Este trabajo abordará una incertidumbre clave de la investigación en nuestra capacidad para modelar adecuadamente las relaciones hidráulicas planta-suelo.

El objetivo de esta investigación es evaluar el impacto de las raíces de las plantas y de las hifas micorrícicas en las propiedades hidráulicas del suelo. Los objetivos son medir la curva de retención de agua del suelo y la conductividad hidráulica saturada en suelos con raíces (con y sin micorrizas) frente a suelos sin raíces, y visualizar y cuantificar las distribuciones espaciales de raíces e hifas. Basándome en una revisión de la literatura, planteo la hipótesis de que las raíces y las hifas cambiarán al aumentar la cantidad de agua que se mantiene a un potencial mátrico dado, particularmente cerca de la saturación. También hipotetizo que las raíces y las hifas aumentarán en relación con el suelo en el que están ausentes.

ELIZABETH MCNAMEE: UNIVERSIDAD DE WISCONSIN

CUANTIFICACIÓN DE LA EFICACIA DE LA PROGRAMACIÓN DEL RIEGO PARA AUMENTAR LA EFICIENCIA DEL USO DEL AGUA EN LAS ARENAS CENTRALES DE WI

Las aguas subterráneas de un acuífero poco profundo y no confinado de las Arenas Centrales de Wisconsin (WCS) reponen valiosos ecosistemas acuáticos y, al mismo tiempo, suministran agua de riego para sostener una industria agrícola de 450 millones de dólares. Para equilibrar con éxito estos valiosos servicios ecosistémicos, es imperativo cuantificar la eficacia de las estrategias de gestión del riego para reducir el consumo de agua subterránea y mantener al mismo tiempo unos rendimientos aceptables.

La investigación que propongo pondrá a prueba formalmente la capacidad del Programa de Programación del Riego de Wisconsin (WISP, por sus siglas en inglés) -una herramienta a disposición de los agricultores pero muy infrautilizada- para aumentar la eficiencia en el uso del agua (WUE, por sus siglas en inglés) y reducir el consumo de aguas subterráneas en las explotaciones agrícolas.

Los cultivos de patata y maíz dulce se examinarán en cuatro campos durante las temporadas de cultivo de 2018 y 2019. En un experimento de campo emparejado, la mitad de los campos se regarán utilizando el WISP disponible gratuitamente (https://wisp.cals.wisc.edu/), e Isherwood Farms regará los campos restantes de acuerdo con la intuición y la experiencia.

Las entradas del usuario se medirán de la siguiente manera: porcentaje de cubierta de copas con la aplicación de teléfono Canopeo, humedad del suelo con sensores/ProCheck de METER 5TM y riego/precipitación con METER ECRN-100. Medidores de drenaje METER G3 (3-5 por campo) y mediciones diarias de ET (ET = lluvia + precipitación - Δ almacenamiento en el suelo - drenaje) validarán los cálculos de drenaje profundo y ET del WISP. Un METER EM60G por campo registrará los datos de riego/precipitación(ECRN-100), humedad del suelo (10, 20, 40, 80 cm con 5TM; propiedad) y drenaje profundo (G3 drain gauge; propiedad). La recogida automatizada de datos del EM60G es vital para realizar un seguimiento coherente de los aportes diarios de precipitación/riego y hacer funcionar con precisión el WISP. Los EM50 recopilarán datos de lisímetros adicionales y conjuntos de sensores de humedad del suelo (2-3 dependiendo del campo) con el fin de capturar una gama completa de variabilidad. El rendimiento se determinará cosechando 6 metros de hilera de 15 ubicaciones de campo al final de un ciclo de crecimiento del cultivo. Las diferencias en el drenaje profundo, el rendimiento, la ET y la humedad del suelo se compararán entre los regímenes de riego WISP-intuición y los modelos WISP-Agro-IBIS para evaluar el ahorro potencial de agua y las oportunidades de mejora de WISP.

BENEFICIARIOS DE 2016

CHRISTOPHER BELTZ: UNIVERSIDAD DE WYOMING

LOS EFECTOS DEL CAMBIO AMBIENTAL EN EL CICLO DEL CARBONO EN EL OESTE SEMIÁRIDO

El aumento de la disponibilidad de nitrógeno (N) puede alterar muchas funciones de los ecosistemas, y ya lo está haciendo. La fijación antropogénica de N ha incrementado los aportes a la biosfera de 0,5 kg N ^ha-1 ^año-1 a más de 10 kg N ^ha-1 ^año-1. En los ambientes semiáridos, las relaciones entre los aportes de N y la respiración del suelo han aumentado. En los ambientes semiáridos, las relaciones entre el N disponible y los procesos ecosistémicos son especialmente complejas debido a la fuerte limitación que supone una precipitación baja y muy variable. Además, se sabe que la temperatura tiene efectos significativos sobre la respiración del suelo. Dadas las proyecciones del IPCC, en las que se alteran tanto el N como las precipitaciones, el actual desarrollo de los recursos energéticos en el oeste de EE.UU. brinda la oportunidad de plantear cuestiones de investigación básica y aplicada relacionadas con los efectos del aumento de la disponibilidad de nitrógeno y agua en el ciclo del carbono. Para comprender mejor estos efectos, examinaré los efectos interactivos de la aplicación de nitrógeno y agua en el ciclo del carbono y evaluaré los efectos relativos de las comunidades vegetales y microbianas en el ciclo del carbono y el balance de carbono. La implementación de la estación meteorológica METER me permitirá monitorizar las condiciones del lugar (es decir, precipitación, temperatura del aire, humedad del suelo y temperatura del suelo) con una alta resolución temporal, aumentando el ámbito de inferencia de este estudio.

DANIEL ADAMSON: UNIVERSIDAD DE WYOMING

DEGRADACIÓN DE HERBICIDAS APLICADOS AL SUELO BAJO RIEGO LIMITADO

Los herbicidas aplicados al suelo son importantes para controlar las malas hierbas en muchos cultivos, ya que ofrecen un espectro de control más amplio y una mayor diversidad química, especialmente cuando se dispone de menos herbicidas aplicados después de la siembra. Sin embargo, si los herbicidas aplicados al suelo persisten demasiado tiempo en el suelo, existe el riesgo de dañar los cultivos de rotación susceptibles en los años siguientes. Dado que la degradación de los herbicidas en el suelo depende en gran medida del agua, la necesidad inminente de reducir el uso agrícola del agua en el futuro podría conducir a una degradación limitada de los herbicidas y a un mayor riesgo de arrastre. Este proyecto pretende entender cómo el riego limitado afecta a la eficacia y al arrastre de los herbicidas aplicados al suelo en las rotaciones de cultivos de regadío de Wyoming. Actualmente se está llevando a cabo un estudio de campo en dos partes mediante la aplicación de cuatro herbicidas aplicados al suelo en judías secas y cuatro herbicidas aplicados al suelo en maíz. En 2015, se aplicaron tres tratamientos de riego (100%, 80%, 69% de la evapotranspiración del cultivo) a ambos cultivos, y se controló la humedad del suelo utilizando diez registradores de datos METER Em50, cada uno con cuatro sensores de humedad del suelo GS-1. El contenido volumétrico de agua del suelo en los tres tratamientos de riego fue, por término medio, del 22%, 18% y 17% a lo largo del periodo vegetativo. El rendimiento de los cultivos disminuyó a medida que se redujo el riego. Las muestras de suelo recogidas a intervalos regulares tras la aplicación del herbicida se analizarán en 2016 para determinar el nivel de herbicida y se utilizarán para realizar un bioensayo en invernadero para determinar la respuesta del cultivo al herbicida residual. La respuesta de los cultivos también se evaluará en el campo durante el segundo año, cuando se planten remolacha azucarera, girasol y judía seca o maíz sobre las parcelas originales y se evalúen los daños causados por el herbicida.

DAVID SULLIVAN: UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

LABRANZA EN FRANJAS Y CULTIVOS DE COBERTURA PARA MEJORAR LA EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA EN GRANJAS ORGÁNICAS DE HORTALIZAS DEL OESTE DE WASHINGTON

La creciente preocupación por la salud del suelo y el uso del agua en los sistemas de laboreo convencionales ha llevado a un mayor interés en las prácticas de laboreo reducido debido a la mejora de la calidad del suelo, la retención de humedad y la disminución de la erosión. Un enfoque equilibrado que utilice la labranza en franjas y cultivos de cobertura con alto contenido en residuos tiene el potencial de reducir estos efectos negativos a la vez que protege la salud del suelo y conserva el agua. Se ha demostrado que los acolchados vegetales de alto residuo creados por los cultivos de cobertura de primavera suprimen las malas hierbas en los sistemas orgánicos y aumentan la humedad del suelo en comparación con los sistemas de laboreo convencionales. Este proyecto investigará cómo estos sistemas de laboreo en franjas basados en cultivos de cobertura con alto contenido en residuos pueden mejorar la eficiencia en el uso del agua mediante la investigación de la dinámica del agua de la capa de mantillo en comparación con los sistemas de suelo desnudo.

Un cultivo de cobertura de centeno de cereales plantado en otoño y terminado a mediados de la anestesia mediante siega con mayales será sometido a laboreo en franjas o laboreo completo antes del trasplante de calabaza. Se mantendrán programas de aplicación de riego por goteo separados por tratamiento utilizando la plataforma de programación de riego AgWeathernet de la WSU, emparejada con sensores volumétricos de humedad METER 5TM y monitorizada en tiempo real con registradores inalámbricos Em50G. Los datos de temperatura y humedad se tomarán a dos profundidades del suelo y en dos puntos del lecho. Una vez completado, este proyecto ayudará a abordar el nexo entre alimentos, energía y agua con el potencial de aumentar la resistencia del sistema agrícola al cambio climático mediante la conservación de los recursos hídricos en el estado de Washington.

ELISE CONNOR: UNIVERSIDAD DE TEXAS EN AUSTIN

REPLANTEAMIENTO DE LAS MEDICIONES DEL ESTADO HÍDRICO DE LAS PLANTAS EN RESPUESTA A LA SEQUÍA

La sequía es un factor primario que limita la productividad de las plantas, afectándolas negativamente desde el nivel molecular hasta el fisiológico. Muchos estudios han examinado los efectos de la sequía, pero pocos incluyen los efectos de los simbiontes fúngicos. Sin embargo, los hongos endófitos que colonizan las hojas pueden mejorar la tolerancia de las plantas a la sequía en un orden de magnitud o más. Por ejemplo, los hongos endofitos pueden reducir la pérdida de agua de la planta cerrando los estomas y prevenir la desecación celular acumulando solutos en las células. En algunos casos, la presencia de un endófito fúngico anula por completo los efectos de la sequía sobre el crecimiento de la planta y la eficiencia de la transpiración. Por ello, los simbiontes fúngicos pueden llevar a los investigadores a identificar incorrectamente los mecanismos de tolerancia a la sequía en las plantas. Además, los efectos fúngicos pueden explicar por qué los modelos actuales de conductancia no han sido capaces de predecir las respuestas estomáticas observadas al estrés hídrico. Por lo tanto, para comprender mejor la dinámica de la sequía en las plantas, propongo utilizar la página web de METER SC-1 Leaf Porometer para dividir los efectos de la humedad del suelo y los endofitos en la conductancia estomática de las plantas.

ELIZABETH ERNST: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE MICHIGAN

COMPRENSIÓN DE LAS CONDICIONES DEL SUELO EN LOS ECOSISTEMAS BOREALES-TAIGA Y SU INFLUENCIA EN LA EXTENSIÓN, GRAVEDAD Y DISTRIBUCIÓN DE LOS INCENDIOS FORESTALES

La región boreal ártica está experimentando un cambio climático significativo, con una tendencia hacia veranos más cálidos y largos. Se espera que este aumento de las temperaturas seque los combustibles, haciéndolos más susceptibles de inflamarse y arder durante las prolongadas temporadas de incendios forestales. Los incendios forestales son el principal factor de perturbación en los Territorios del Noroeste de Canadá, y el deshielo del permafrost es el segundo factor de perturbación. Es importante comprender la relación entre estas dos perturbaciones, ya que se impulsan e influyen mutuamente en un bucle de retroalimentación positiva. Estos procesos dependen de varios factores, como el tiempo y el clima, la topografía y la composición del suelo. Para comprender cómo varían los efectos de los incendios forestales en las distintas zonas ecológicas y condiciones del permafrost, se están estudiando los patrones de humedad del suelo y del combustible de la pretemporada, tanto sobre el terreno como con tecnología de teledetección. Las tendencias a largo plazo de los patrones de humedad del suelo previos a la temporada de incendios de 2014 cerca de Yellowknife, en los Territorios del Noroeste, se compararán con las mediciones de campo tomadas durante el verano de 2016. Se utilizarán los sensores 5TM de METER y los dispositivos portátiles Procheck para medir las condiciones del suelo, incluida la humedad y la materia orgánica; se SATURO comprobará la conductividad hidráulica saturada en el campo para estimar cuánta agua hay disponible para la escorrentía y la regeneración de la vegetación. Las mediciones se realizarán en una variedad de condiciones post-incendio (desde no quemado a quemado de alta severidad) e interacciones con el permafrost (continuas, discontinuas y esporádicas). Estos resultados contribuirán a comprender la vulnerabilidad de los ecosistemas Boreal-Taiga al aumento de la actividad de los incendios forestales en un clima cambiante.

LEANDER ANDEREGG: UNIVERSIDAD DE WASHINGTON

LA BÚSQUEDA DE LA FERTILIZACIÓN POR CO2

Los árboles son mercaderes; venden agua a la atmósfera a cambio del_CO2que necesitan para fotosintetizar azúcares. El tipo de cambio, o "eficiencia en el uso del agua" que impulsa el mercado de carbono-agua de las plantas es función de las concentraciones atmosféricas_{de CO2}. Así, en teoría, las emisiones humanas de carbono, que han aumentado el_CO2 atmosférico en un 40% desde 1850, deberían aumentar la eficiencia del uso del agua por las plantas, dando lugar a la "fertilización_{por CO2} " de nuestros bosques y cultivos. Sin embargo, las pruebas de la fertilización_{por CO2} son muy dispares. Intento comprender cuándo, dónde y por qué los árboles experimentan la fertilización_{por CO2} utilizando equipos METER para cuantificar las restricciones medioambientales (por ejemplo, la disponibilidad de agua, luz, temperatura, humedad relativa) experimentadas por dos especies de árboles, Abies lasiocarpa y Populus tremuloides, a través de sus rangos de elevación en el suroeste de Colorado. Combinando estos datos medioambientales con los registros existentes de crecimiento arbóreo y eficiencia en el uso del agua procedentes de testigos arbóreos, utilizaré un modelo de crecimiento forestal parametrizado (3-PG) para determinar cómo las limitaciones medioambientales determinan si los árboles se benefician del aumento de las concentraciones de dióxido de carbono y en qué medida.

JESSICA STEVENS: UNIVERSIDAD DE TENNESSEE KNOXVILLE

PUNTOS CALIENTES DE DESCOMPOSICIÓN DE CADÁVERES: SEGUIMIENTO DE LOS CAMBIOS EN LOS SUELOS DE LAS TUMBAS

La descomposición de cadáveres ha suscitado interés tanto desde el punto de vista forense como ecológico. Nuestra investigación se centra en la ecología microbiana de la descomposición de cadáveres de vertebrados terrestres, con especial atención a los cambios en la biología y la química del suelo. Planeamos utilizar sensores de humedad del suelo METER para predecir tanto la humedad del suelo como el contenido de grasa/lípidos en estos suelos en descomposición en experimentos de laboratorio y de campo. Esto proporcionará nuevos conocimientos sobre estos sensores y sus aplicaciones potenciales en la ciencia forense.

REBECCA SHERIDAN: UNIVERSIDAD DE IDAHO

FISIOLOGÍA HIDRÁULICA DE PLÁNTULAS PLANTADAS DE ABETO DOUGLAS EN RESPUESTA A CONDICIONES DE LIMITACIÓN HÍDRICA

Este proyecto medirá la conductividad hidráulica de las plántulas de abeto Douglas y determinará cómo cambia la conductividad hidráulica de las plántulas en condiciones limitantes de agua en el suelo. Cientos de miles de plantones de abeto Douglas se plantan cada año en el estado de Idaho, y están sometidos a una amplia variedad de condiciones ambientales. Las observaciones de campo muestran que las plántulas de abeto Douglas plantadas no sobreviven; se sospecha que una de las causas de la muerte de las plántulas es la limitada humedad del suelo en los lugares de plantación. El proyecto abordará un problema forestal, la no supervivencia de las plántulas plantadas, con las herramientas y mecanismos de la disciplina de la fisiología hidráulica vegetal, incluyendo un caudalímetro de alta presión, un aparato Sperry e instrumentos METER. Mediremos las características morfológicas y fisiológicas de las plántulas antes y después de la plantación. Las plántulas de control estarán bien regadas durante todo el experimento, y las de tratamiento experimentarán condiciones de sequía moderada o extrema. Los resultados se analizarán mediante análisis de varianza. Los resultados dilucidarán cómo responde la fisiología hidráulica de las plántulas a la plantación, lo que ayudará a mejorar la supervivencia de las plántulas y a garantizar el cumplimiento de los objetivos de reforestación y restauración.

THOMAS GREEN: UNIVERSIDAD ESTATAL DE MICHIGAN

EFECTOS DEL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE LA CAPA DE GRAVA Y DE LA PENDIENTE DE LA SUBRASANTE SOBRE LA MAGNITUD DEL PATRÓN ESPACIAL DEL AGUA DEL SUELO EN UN PUTTING GREEN DE PROFUNDIDAD VARIABLE SEGÚN LAS ESPECIFICACIONES DE LA USGA

La distribución uniforme del agua del suelo en putting greens con alto contenido en arena es una de las principales preocupaciones de los superintendentes de campos de golf. Aunque la grava se utiliza habitualmente como componente de una zona radicular basada en la arena para aumentar la retención de humedad, el contorno y la pendiente en los putting greens afectan significativamente a la retención de humedad debido a la gravedad. Como resultado, los suelos de textura gruesa se secan prematuramente en las zonas más elevadas y se humedecen en exceso en las zonas más bajas. Esta humectación no uniforme del suelo no sólo podría dificultar el rendimiento del putting green, sino que también podría aumentar los insumos de agua y mano de obra. El objetivo de este estudio es evaluar el impacto de la granulometría de la capa de grava y de la pendiente sobre el contenido de agua del suelo en una zona radicular de profundidad variable (menos profunda en el ápice de la pendiente y más profunda en la base de la pendiente) y alto contenido de arena. Debido a la falta de investigaciones publicadas y a la amplia especificación de la United States Golf Association (USGA) para la selección de una grava basada en el material de la zona radicular, es fundamental determinar los factores óptimos de puenteo, filtrado, permeabilidad y uniformidad capaces de aumentar la uniformidad de la humedad del suelo de la zona radicular a través de las ondulaciones de un putting green de profundidad variable y alto contenido en arena. Nuestro objetivo es evaluar los efectos de la granulometría de la capa de grava y la pendiente de la subrasante sobre la magnitud y el patrón espacial del agua del suelo en un putting green de profundidad variable y especificación USGA. Nuestra hipótesis es la siguiente: el aumento de la diferencia de tamaño de partícula entre la grava y las capas de la zona radicular, en combinación con una zona radicular de profundidad variable, mejorará la uniformidad de la humedad del suelo en un putting green ondulado.

BENEFICIARIOS DE 2015

ANDREW GREEN: UNIVERSIDAD DEL ESTADO DE KANSAS

CRIBADO REPETIBLE DE LA TOLERANCIA AL ESTRÉS HÍDRICO DEL TRIGO Y SUS PARIENTES SILVESTRES

Estudios anteriores han identificado accesiones "tolerantes a la sequía" de las especies silvestres de trigo Aegilops geniculata Roth y trigo blando (Triticum aestivum, L.) en entornos controlados. El cribado en entornos controlados es necesario para cultivar germoplasma no adaptado y aislar el estrés por humedad del estrés adicional en el campo. Muchas pruebas de detección de sequía en invernadero adolecen de problemas de confusión, como el tipo de suelo y el contenido de humedad del suelo resultante, la densidad aparente y las diferencias genéticas para rasgos como la masa radicular, la profundidad de enraizamiento y el tamaño de la planta. El control del potencial hídrico del suelo y de la planta es la única forma cuantificable de imponer un tratamiento coherente y repetible. Con el desarrollo de una curva de retención de la humedad del suelo para un medio de crecimiento homogéneo, el tratamiento de la humedad podría mantenerse a un potencial mátrico biológicamente relevante, y podrían registrarse los correspondientes potenciales hídricos de las plantas. Se están utilizando sensores de contenido volumétrico de agua METER EC-5 , sensores de potencial mátrico METER MPS-6, así como tensiómetros de columna, para controlar las condiciones de humedad del suelo en un experimento de invernadero en el que se utilizan tubos de crecimiento de cloruro de polivinilo (PVC) de 182 cm de altura con el medio de crecimiento homogéneo Profile Greens Grade. En un estudio piloto se están cultivando variedades de trigo previamente caracterizadas, y en el sistema más amplio se examinará una colección avanzada de Aegilops geniculata. Se realizarán mediciones de los días hasta la senescencia, la biomasa, la relación brote:raíz, los rasgos de enraizamiento, los componentes del rendimiento, el potencial hídrico de las hojas, el contenido relativo de agua de las hojas y otras observaciones fisiológicas entre los tratamientos de humedad limitada y los de control. Estos datos podrían constituir una forma cuantificable de clasificar los genotipos en función de su respuesta al estrés hídrico.

Adjudicación de 13 sensores MPS-6 de potencial hídrico y temperatura y 26 EC-5 sensores de humedad del suelo

BENJAMIN CARR: UNIVERSIDAD ESTATAL DE IOWA

PROPIEDADES TÉRMICAS E HIDRÁULICAS DEL SUELO PARA LA DENSIDAD APARENTE DINÁMICA DURANTE LOS CICLOS DE HUMEDECIMIENTO Y SECADO DESPUÉS DEL LABOREO

El suelo superficial es una interfaz compleja y dinámica que dicta la transferencia de masa y energía entre la tierra y la atmósfera y determina el flujo y la distribución del agua en el ciclo hidrológico. Sus propiedades se consideran dinámicas porque están controladas en parte por el contenido de agua del suelo, que puede cambiar rápidamente con los episodios de humectación o lentamente a lo largo de períodos sostenidos de drenaje, absorción por las plantas y secado por evaporación. Una suposición común en los estudios hidrológicos que consideran las propiedades dinámicas de la superficie del suelo es que la densidad aparente del suelo es estática. Los procesos naturales (por ejemplo, congelación-descongelación) y las modificaciones antropogénicas (por ejemplo, laboreo) afectan a la densidad aparente del suelo. Por lo tanto, si se puede cuantificar la densidad aparente transitoria, se puede medir el impacto en las propiedades térmicas e hidráulicas del suelo. Para monitorizar continuamente los cambios en las propiedades térmicas e hidráulicas del suelo en un campo labrado, propongo utilizar sensores termo-TDR para determinar in situ el contenido de agua del suelo y sus propiedades térmicas, los flujos de calor latente y sensible, además de evaluar el estado de la densidad aparente y la porosidad del suelo. Solicito sensores de potencial hídrico y de contenido de agua para poder determinar las características de retención de agua del campo y las conductividades hidráulicas.

Adjudicados 18 sensores MPS-6 de potencial hídrico y temperatura, nueve EC-5 sensores de humedad del suelo

RACHEL RUBIN: UNIVERSIDAD DEL NORTE DE ARIZONA

¿INFLUYEN LOS MICROBIOS DEL SUELO EN LA RESPUESTA DE LAS PLANTAS A LAS OLAS DE CALOR?

Las olas de calor y la sequía perturban los ecosistemas y son cada vez más frecuentes e intensas, pero reciben mucha menos atención en la investigación que el calentamiento gradual a largo plazo. Los efectos agudos de estos fenómenos son profundos, ya que en 2003 redujeron la productividad sobre el suelo en un 30% en todo el continente europeo. Aunque poco estudiadas, las olas de calor y la sequía probablemente producen efectos heredados mediados por la comunidad microbiana del suelo. Manipularé las comunidades de la rizosfera in vivo y evaluaré el rendimiento de las gramíneas autóctonas trasplantadas bajo una ola de calor aplicada sobre el terreno, un escenario cada vez más frecuente en el suroeste y un reto creciente dentro de la restauración ecológica. Espero que las olas de calor alteren la estructura de la comunidad microbiana del suelo, reduciendo la abundancia bacteriana pero preservando la abundancia fúngica. En segundo lugar, espero que el cultivo de gramíneas con inóculo de olas de calor "prepare" a las plantas para la tolerancia al calor, debido a la aclimatación de los microbios de la rizosfera. La instrumentación METER arrojará nueva luz sobre los factores abióticos asociados a las olas de calor, incluidos los impactos asociados sobre el agua disponible para los microbios y para las plantas.

Adjudicados ocho sensores MPS-6 de potencial hídrico y temperatura, ocho sensores GS1 de humedad del suelo y cuatro registradores de datos Em50.

STEPHANIE FULTON: UNIVERSIDAD DE GEORGIA

SEGUIMIENTO CONTINUO PARA DETERMINAR CÓMO LAS VÍAS DE FLUJO HIDRÁULICO DE INGENIERÍA MANTIENEN LA CALIDAD Y CANTIDAD DEL AGUA DURANTE LAS OPERACIONES DE MINERÍA DE CARBÓN A CIELO ABIERTO Y RELLENO DE VALLES

Los investigadores han descubierto que los niveles de salinidad -medidos por la conductividad, un indicador de la carga total de sólidos disueltos (TDS)- son el principal indicador de la degradación de los cursos de agua bajo las explotaciones mineras de carbón a cielo abierto y los rellenos de valles (SCM/VF) en los Apalaches centrales. Actualmente estamos investigando la eficacia de un método experimental de "aislamiento hidrológico" para la recuperación de minas, diseñado para mantener la calidad y cantidad del agua aguas abajo de las operaciones de SCM/VF minimizando el contacto de las aguas subterráneas con la sobrecarga altamente productora de sal. La identificación y caracterización de las contribuciones del agua de origen al caudal de los arroyos utilizando la conductividad nos ayudará a determinar cómo afecta el método de aislamiento hidrológico a la naturaleza y duración de las interacciones entre las aguas superficiales y subterráneas y a aumentar nuestra comprensión de las rutas de flujo hidrológico dominantes que contribuyen al caudal de los arroyos en las cuencas mineras. Los datos de seguimiento continuo proporcionan una resolución temporal mucho mayor que los datos de seguimiento trimestrales o mensuales y son fundamentales para comprender cómo varía la conductividad estacionalmente y con las distintas condiciones pluviométricas previas. El objetivo de nuestro estudio es evaluar cómo las prácticas de ingeniería hidrológica que controlan el movimiento del flujo de aguas subterráneas a través de los emplazamientos mineros SCM/VF pueden afectar a los mecanismos de generación de caudales y a la química del agua. Nuestros objetivos de investigación incluyen la evaluación del efecto de la ingeniería hidrológica en la reducción de las cargas de solutos y los niveles de conductividad en los arroyos receptores, así como los mecanismos que controlan los procesos de generación de caudales y la química del agua por debajo de SCM/VF.

La recopilación de datos hidrológicos y químicos del agua continuos utilizando el sistema de registro de datos remoto Em50R de METER acoplado con sensores CTD-10 nos ayudará a comprender la dinámica hidrológica en un emplazamiento SCM/VF remoto situado en el condado de Magoffin, en los campos de carbón del este de Kentucky.

Adjudicados cuatro sensores CTD-10, tres registradores de datos Em50, una estación de datos

BENJAMIN WALLEN: ESCUELA DE MINAS DE COLORADO

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL Y MODELIZACIÓN DE LOS PROCESOS DEL SUBSUELO POCO PROFUNDO INFLUIDOS POR LAS INTERACCIONES TIERRA-ATMÓSFERA/APLICACIONES A LA DETECCIÓN DE MINAS TERRESTRES

Uno de los peligros medioambientales más prolíficos en todo el mundo son las minas terrestres antipersonas. El éxito de las tecnologías de detección de minas terrestres depende de muchos factores, entre ellos la composición física de la mina y el tiempo de permanencia en el suelo desde su emplazamiento. Sin embargo, un aspecto que se suele pasar por alto son las condiciones ambientales en las que se coloca la mina. Un mejor conocimiento de las condiciones ambientales en las proximidades de una mina terrestre permite calibrar mejor los modelos numéricos utilizados para desarrollar algoritmos que interactúen con diferentes tecnologías de detección. Esta investigación se centra en la caracterización de las condiciones ambientales en las proximidades del emplazamiento de una mina terrestre. Se han desarrollado numerosos modelos numéricos y analíticos para predecir las propiedades físicas del subsuelo poco profundo. El conocimiento fundamental del carácter del terreno y de los procesos dinámicos que alteran las propiedades del mismo es clave para estos modelos. El objetivo de esta investigación es mejorar nuestra comprensión de los procesos no isotérmicos de flujo multifásico de agua, vapor de agua y aire en el subsuelo poco profundo para predecir mejor la distribución espacial y temporal de la humedad del suelo. En última instancia, esto proporcionará predicciones más precisas de la distribución espacial de la humedad y la temperatura del suelo, lo que permitirá una mejor comprensión para modelar, simular y predecir las condiciones ambientales que son más dinámicas para el rendimiento de la detección de minas.

Adjudicados cinco sensores VP-3 de temperatura y humedad relativa, diez ECT sensores de temperatura del aire, diez EC-5 sensores de humedad del suelo

HENRY SINTIM: UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

ACOLCHADO PLÁSTICO BIODEGRADABLE: DEGRADACIÓN E IMPACTO EN LA CALIDAD DEL SUELO

La aplicación de acolchados plásticos convencionales (CPM) en agricultura es una práctica común en la mayoría de los productores de cultivos especializados de todo el mundo. Ofrece las ventajas de una mayor eficiencia en el uso del agua, además del control de malas hierbas, plagas y enfermedades. Esto mejora el rendimiento y la calidad de los cultivos. Sin embargo, los productores tienen que recuperar y eliminar de forma segura el CPM después de su uso, lo que aumenta el coste total de producción. La sustitución del CPM por películas de plástico biodegradables (BPM) aliviará las necesidades de eliminación. Sin embargo, es necesario evaluar el impacto potencial sobre los ecosistemas del suelo agrícola antes de adoptar el BPM. Los objetivos de mi investigación son

Examinar la degradación de distintos tipos de BPM a lo largo del tiempo Evaluar los efectos del BPM en la calidad del suelo

Evaluaré la calidad del suelo utilizando el kit de pruebas de calidad del suelo del USDA disponible en Gempler. Dado que la temperatura y el contenido de humedad del suelo son parámetros importantes que rigen las tasas de reacción química y la actividad microbiana y es probable que varíen entre los diferentes tratamientos de BPM, se controlarán utilizando sensores de humedad y temperatura del suelo 5TM de METER instalados a 10 cm y 20 cm de profundidad. También instalaré medidores de drenaje G3 de METER a 30 cm de profundidad para recoger muestras de lixiviado para el análisis de partículas de BPM. La degradación del BPM a lo largo del tiempo se examinará evaluando las propiedades del material y midiendo también el tamaño y la superficie de las partículas mediante fotografía, digitalización de las fotografías y análisis de imágenes con el software Image J.

Se ha concedido un G3 medidor de drenaje, seis sensores 5TM de humedad y temperatura del suelo, un registrador de datos remoto Em50G

Evaluar la lixiviación de los productos de degradación del BPM a través del suelo

SHUYANG ZHEN: UNIVERSIDAD DE GEORGIA

USO DEL ÍNDICE DE VEGETACIÓN DE DIFERENCIA NORMALIZADA (NDVI) COMO SUSTITUTO DEL TAMAÑO DE LAS PLANTAS EN MODELOS PREDICTIVOS DEL USO DEL AGUA PARA FACILITAR EL RIEGO DE PRECISIÓN

Un riego preciso basado en las necesidades hídricas de las plantas no sólo permite un crecimiento óptimo de éstas, sino que también conserva el agua y alivia la contaminación ambiental provocada por la escorrentía de fertilizantes y pesticidas. Un conocimiento profundo de las necesidades hídricas específicas de cada cultivo es esencial para un riego más eficiente. Sin embargo, el consumo de agua de las plantas cambia a diario debido a las variaciones de las condiciones ambientales y al tamaño de las plantas a lo largo del tiempo. Mientras que las condiciones ambientales son relativamente fáciles de medir, la determinación directa del tamaño de las plantas suele ser destructiva y requiere mucho tiempo. La teledetección de los índices de vegetación, como el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), proporciona un método continuo y no destructivo para estimar el tamaño del dosel para su uso en modelos de uso del agua. Mi trabajo actual, que utiliza sensores METER NDVI , desarrollará modelos cuantitativos que predicen el uso diario de agua (DWU) de especies de plantas de parterre basándose en factores medioambientales y en NDVI, un indicador del tamaño de las plantas. El objetivo es utilizar NDVI en lugar de los "coeficientes de cultivo" que suelen emplearse en aplicaciones agronómicas.

Nuestros datos preliminares muestran que NDVI está altamente correlacionado con el crecimiento de la planta, y un modelo de regresión lineal múltiple desarrollado utilizando sólo la radiación y NDVI explicó más del 85% de las variaciones en DWU. La inclusión de variables ambientales adicionales o de evapotranspiración de referencia puede refinar estos modelos. Por lo tanto, llevaremos a cabo un estudio adicional con fines de validación del modelo y lo ampliaremos mediante la colaboración con cultivadores comerciales y desarrollaremos lugares de estudio en viveros.

Adjudicación de seis sensores SRS NDVI, dos sensores SRS PRI, un ProCheck, un sensor PAR, un piranómetro y un sensor VP3 de temperatura y humedad.

JEB FIELDS: VIRGINIA TECH

CONSERVACIÓN DEL AGUA EN LA PRODUCCIÓN EN CONTENEDORES MEDIANTE LA INGENIERÍA DE SUSTRATOS SIN SUELO PARA AUMENTAR EL AGUA DISPONIBLE

Cada vez se es más consciente de que el agua es un recurso finito del que la agricultura, incluida la producción de cultivos en contenedores, es uno de los principales consumidores. Casi dos tercios de todos los cultivos ornamentales producidos en EE.UU. se realizan en contenedores que utilizan cultivos sin suelo, en los que se pueden aplicar más de 20.000 galones de agua por acre y día para obtener cosechas comercializables. Los sustratos sin suelo se han desarrollado para proporcionar una amplia porosidad llena de aire, garantizando un drenaje suficiente, lo que permite a los cultivadores regar en exceso para evitar los riesgos asociados al estrés hídrico. Sin embargo, ante la inminente crisis del agua, se necesitan más prácticas de producción sostenibles.

Mi investigación consiste en manipular las propiedades hidrofísicas de los sustratos sin suelo para comprender mejor cómo se mueve el agua a través de los poros y las partículas del sustrato y cómo interactúa con ellos. Además, esta investigación determinará cómo las variaciones en las propiedades hidrofísicas de los sustratos sin suelo afectan al crecimiento y desarrollo de los cultivos en contenedores. La modificación de los sustratos sin suelo utilizados convencionalmente para que tengan propiedades hidráulicas optimizadas permitirá una mayor distribución del agua y su posterior disponibilidad en los sustratos en contenedores. Permitir que el agua se movilice más fácilmente dentro de un contenedor proporcionará a las raíces acceso a mayores porcentajes de agua retenida dentro del sustrato y, por lo tanto, aumentará el agua disponible. Con mayores porcentajes de agua disponible, los cultivadores pueden producir más biomasa aplicando menos agua, utilizando así el agua de forma más eficiente durante la producción.

El objetivo general de mi investigación es reducir el consumo de agua en la producción de contenedores mediante la ingeniería de sustratos sin suelo utilizando componentes tradicionales (por ejemplo, turba de Sphagnum y corteza) sin alterar otras prácticas de producción o invertir en nuevas tecnologías.

Galardonado con 1 WP4C medidor del potencial hídrico del punto de rocío

MITCHELL HUNTER: UNIVERSIDAD ESTATAL DE PENN

DETECCIÓN DEL ESTRÉS CAUSADO POR LA SEQUÍA EN LAS COPAS DE LOS ÁRBOLES PARA LA ADAPTACIÓN ECOLÓGICA AL CLIMA

Utilizaré sensores de reflectancia espectral (SRS) y radiómetros infrarrojos (IR) METER para caracterizar el impacto de los cultivos de cobertura en las respuestas del maíz al estrés por sequía. Los instrumentos permitirán medir el desarrollo del dosel del maíz, la eficiencia en el uso de la luz y la temperatura del dosel. Utilizaré refugios de exclusión de lluvia para imponer estrés por sequía al maíz siguiendo cinco tratamientos de cultivos de cobertura. Los instrumentos METER se instalarán en dos unidades de observatorio móviles. Cada unidad incluirá sensores SRS calibrados para leer el índice de vegetación diferencial normalizado (NDVI) y el índice de reflectancia fotoquímica (PRI), con sensores de referencia apuntando al cielo, así como un IR.

Este sistema móvil se basará en el conjunto actual de métodos ecofisiológicos repetidos utilizados en este estudio. Estos incluyen: altura del maíz, leaf area index (LAI; METER AccuPAR LP-80), conductancia estomática (METER SC-1), potencial hídrico de la hoja antes del amanecer (PMS Instruments Pressure Chamber) y verdor de la hoja (Konica Minolta SPAD).

NDVI Las lecturas proporcionarán un indicador más temprano, preciso y repetible del desarrollo del dosel que el IAF. Tras el cierre del dosel, las lecturas emparejadas PRI-NDVI proporcionarán información sobre la eficiencia del uso de la luz; las lecturas IR de la temperatura del dosel proporcionarán un indicador del estrés hídrico. Juntos, permitirán medir el estrés del maíz a lo largo de toda la temporada.

Estos instrumentos mejorarán la resolución temporal y la especificidad mecánica de mi estudio de campo, permitirán el desarrollo de métodos y ayudarán a validar un modelo de cultivo. En términos más generales, esto mejorará la comprensión de cómo las prácticas de gestión ecológica (cultivos de cobertura) pueden ayudar a la adaptación a las condiciones futuras previstas bajo el cambio climático (sequía).

Concedidos dos registradores de datos Em50, dos sensores SRS NDVI, dos sensores SRS PRI, dos radiómetros infrarrojos Apogee

LANCE STOTT: UNIVERSIDAD ESTATAL DE UTAH

TÉCNICAS PARA LOGRAR UN ESTRÉS HÍDRICO DE PRECISIÓN EN LOS HUERTOS FRUTALES

Los cultivos frutales de alto valor requieren una gestión cuidadosa del riego para conservar los recursos hídricos. El estrés hídrico moderado de estos cultivos da como resultado un mayor contenido de azúcar en la fruta, pero se necesita un indicador fiable del estado hídrico de los árboles antes de poder utilizar el estrés hídrico de precisión. Las mediciones de la humedad del suelo son poco fiables debido a los profundos y extensos sistemas radiculares de los árboles. Las mediciones del potencial hídrico del tallo con bombas de presión son fiables, pero requieren mucho trabajo y no pueden automatizarse. Las mediciones por infrarrojos de las diferencias de temperatura hoja-aire sólo son parcialmente eficaces. El uso de sensores de humedad del suelo por reflectometría en el dominio de la frecuencia insertados en los troncos de los árboles frutales promete ser un método eficaz de monitorización continua del estado hídrico de los árboles. Relacionar con éxito las mediciones del contenido de agua del tronco con las mediciones de la bomba de presión y las diferencias de temperatura entre la hoja y el aire podría proporcionar un indicador fiable del estado hídrico del árbol. Este método podría utilizarse para programar con precisión el riego y/o automatizar los sistemas de riego de precisión en huertos de todo el mundo, lo que permitiría ahorrar agua, mejorar la calidad de los cultivos y reducir la lixiviación y la escorrentía de nutrientes.

Adjudicados 13 sensores MPS-6 de potencial hídrico y temperatura y 26 EC-5 sensores de humedad del suelo

CLINTON STEKETEE: UNIVERSIDAD DE GEORGIA

MEJORA DE LA TOLERANCIA A LA SEQUÍA EN LA SOJA MEDIANTE EL USO DE ESTACIONES MICROCLIMÁTICAS PARA MONITORIZAR LAS CONDICIONES AMBIENTALES Y PREDECIR EL ESTRÉS HÍDRICO CON VISTAS A UN FENOTIPADO PRECISO

Con el cambio climático, se espera que fenómenos como la sequía sean más frecuentes y extremos en el futuro. El estrés por sequía es un problema importante que amenaza la productividad agrícola de la soja (Glycine max L. Merrill) y puede reducir el rendimiento hasta en un 40%. Se necesitan variedades con mayor tolerancia para mantener y aumentar la producción de soja con el fin de alimentar a una población humana mundial en continuo crecimiento.

Los avances en la investigación de la tolerancia a la sequía en soja han sido limitados hasta la fecha, principalmente porque las condiciones de sequía son impredecibles tanto espacial como temporalmente. Para que la selección de líneas tolerantes a la sequía sea más fácil y predecible, es fundamental conocer las condiciones ambientales del campo. Dada esta información, se pueden utilizar técnicas mejoradas de cribado de la tolerancia a la sequía para recopilar datos fenotípicos precisos e identificar genotipos tolerantes a la sequía. Los marcadores moleculares y otras herramientas genómicas desarrolladas con estos datos fenotípicos son más fiables si los datos se recogen en momentos en los que las diferencias entre las líneas de soja evaluadas reflejan con precisión el verdadero fenotipo de un genotipo concreto.

Para llevar a cabo un estudio de tolerancia a la sequía, seleccionamos 211 líneas de soja para formar el panel de un estudio de asociación de genoma completo para identificar regiones genómicas responsables de la tolerancia a la sequía y desarrollar nuevas herramientas genómicas evaluando rasgos relacionados con la sequía en el campo en dos localizaciones a lo largo de dos años. Estas 211 líneas proceden de 30 países y se seleccionaron entre zonas geográficas conocidas del mundo propensas a la sequía -zonas con escasas precipitaciones anuales- y líneas de soja de reciente desarrollo con rasgos mejorados relacionados con la sequía. Las estaciones microclimáticas METER, equipadas con sensores para monitorizar las condiciones ambientales en los lugares de investigación de campo, nos ayudarán enormemente a predecir el estrés hídrico y a determinar los periodos de tiempo ideales para el fenotipado de estos rasgos relacionados con la sequía.

Mención honorífica: premiados con dos monitores microambientales, dos registradores de datos remotos Em50G, dos sensores de humedad del suelo GS-1, software DataTrac 3

KATHERINE ESTE: 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

BENEFICIARIOS DE 2014

TROY MAGNEY: UNIVERSIDAD DE IDAHO

RESPUESTA DEL ÍNDICE DE REFLECTANCIA FOTOQUÍMICA (PRI) A LAS CONDICIONES DE ESTRÉS AMBIENTAL PARA MEJORAR LA PREDICCIÓN DEL RENDIMIENTO DE GRANO EN TRIGO

Las técnicas de teledetección terrestre han suscitado recientemente un gran interés entre la comunidad agrícola como herramienta para seguir el rendimiento de los cultivos con una alta resolución temporal (diaria) y espacial. Para hacer frente al aumento previsto de las temperaturas y a los periodos de sequía en todo el mundo, los agricultores y los científicos podrían beneficiarse de una mayor disponibilidad de información sobre el rendimiento diario de los cultivos. Una mejor comprensión de la respuesta de los cultivos a las condiciones de estrés ambiental mediante plataformas terrestres de teledetección que recojan y procesen datos en tiempo real podría conducir a un método más rápido y eficaz para orientar las prácticas de gestión específicas del lugar a escala local; y además, proporcionar información valiosa para escalar los espectros de reflectancia de las plantas desde la parcela hasta la escala del paisaje mediante sensores aerotransportados y por satélite.

Una de las técnicas para recopilar información específica sobre el rendimiento de los cultivos es la teledetección de índices de vegetación (VI), como el índice de reflectancia fotoquímica (PRI). Mi trabajo pretende avanzar en la comprensión e interpretación del PRI como indicador remoto del estrés de las plantas, con una aplicación específica para mejorar nuestra comprensión de cómo las diferentes condiciones de estrés ambiental pueden afectar a la calidad y cantidad del grano.

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: UNIVERSIDAD DE COLORADO EN BOULDER

MODELIZACIÓN FÍSICA DE LA RESPUESTA TERMO-HIDRO-MECÁNICA DE LA INTERACCIÓN SUELO-GEOSINTÉTICO EN SISTEMAS DE SUELO REFORZADO TÉRMICAMENTE ACTIVOS

Las estructuras de suelo reforzado, como los muros de tierra mecánicamente estabilizada (MSE), son un método ampliamente aceptado para la separación de rasantes en ingeniería civil, no sólo para permitir más espacio para las carreteras a lo largo de las autopistas, sino también para ser más eficientes en el uso del espacio en las obras de construcción privadas. El diseño tradicional de estas estructuras requiere un tipo selecto de relleno de drenaje libre para evitar que se desarrollen presiones de agua de poros en el sistema. Estos rellenos selectos no suelen encontrarse in situ ni son fáciles de conseguir, por lo que su coste puede resultar prohibitivo para algunos proyectos. En algunos proyectos se han utilizado rellenos marginales de drenaje deficiente, como limos y arcillas, que pueden encontrarse in situ, aunque sigue existiendo cierta preocupación por el desarrollo de presiones de agua de poros en la zona reforzada, ya que los suelos no son de drenaje libre.

Un método novedoso para controlar la presión del agua de poros consiste en incorporar intercambiadores de calor para provocar un flujo de vapor de agua impulsado térmicamente fuera de la zona reforzada. Aunque se ha demostrado que este método aumenta la resistencia de los suelos, podría tener un efecto negativo en los geosintéticos, que suelen estar hechos de polímeros susceptibles a los cambios térmicos. El objetivo de esta investigación es cuantificar los efectos de los cambios de temperatura en la compleja interacción entre los suelos no saturados y compactados y los geosintéticos. En particular, el flujo de agua inducido térmicamente que se aleja de los intercambiadores de calor provocará cambios en la interacción suelo-geosintético. Una mejor comprensión de los cambios en las propiedades térmicas y del funcionamiento de estos sistemas es fundamental para determinar la viabilidad de las estructuras de tierra reforzada térmicamente activas.

Para este proyecto, se utilizarán sondas de humedad METER 5TM para evaluar los cambios en el contenido volumétrico de agua y la temperatura en ubicaciones discretas dentro de una capa de suelo reforzado con geosintéticos durante la inyección de calor. Además, se utilizará un sistema METER KD2 Pro para determinar relaciones no isotérmicas entre las propiedades térmicas del suelo y el grado de saturación. Este conjunto de instrumentación se utilizará para evaluar la cuantificación de los procesos acoplados de transferencia de calor y flujo de agua y los efectos relacionados sobre la eficiencia del calor geotérmico en depósitos de suelo no saturado a lo largo del tiempo.

KATHLEEN QUIGLEY: UNIVERSIDAD WAKE FOREST

MODELIZACIÓN DE LA RETROALIMENTACIÓN SUELO-PLANTA-ANIMAL PARA COMPRENDER LA PERSISTENCIA DE "PUNTOS CALIENTES" EN EL PARQUE NACIONAL DEL SERENGETI

Las propiedades físicas y químicas del suelo desempeñan un papel fundamental en la interacción entre plantas y herbívoros, pero los ecólogos suelen pasarlas por alto. Los "hotspots" del Serengeti son matas estables de hierbas de crecimiento rápido y ricas en nutrientes que atraen a poblaciones de herbívoros residentes (cebras, gacelas) y generan heterogeneidad en el ecosistema. Los investigadores llevan mucho tiempo fascinados por los hotspots, pero siguen sin poder explicar la creación, el mantenimiento y la distribución espacial de estos microhábitats únicos.

Compararé los hotspots intensamente pastoreados con las zonas vecinas que no lo están y observaré cómo varían las características específicas del suelo con la intensidad del pastoreo. Me interesa especialmente saber cómo influye la presencia de herbívoros en el potencial hídrico del suelo y, en última instancia, en la composición de la comunidad vegetal y la dinámica de los herbívoros. La instalación de sensores METER MPS-6 y registradores de datos Em50 me permitirá controlar la variación espaciotemporal del potencial hídrico en relación con la intensidad de pastoreo. Estos datos servirán como componente integral de un modelo de ecuaciones estructurales (SEM) para proporcionar una explicación mecanicista exhaustiva de la persistencia de los puntos calientes del Serengeti.

MANUEL HELBIG: UNIVERSIDAD DE MONTRÉAL

IMPACTOS DE LA DEGRADACIÓN DEL PERMAFROST SOBRE LA PRODUCTIVIDAD DE LA VEGETACIÓN Y LOS REGÍMENES TÉRMICOS Y DE HUMEDAD DE LOS SUELOS EN PAISAJES FORESTALES BOREALES

Los bosques boreales situados en el límite meridional de la zona de permafrost son especialmente vulnerables a las previsiones de un clima más cálido. En el noroeste de Canadá se ha observado la desaparición generalizada del permafrost, lo que ha provocado el hundimiento de la superficie del suelo y la disminución de la cubierta forestal. El paisaje fragmentado resultante se caracteriza por un alto grado de heterogeneidad espacial de las condiciones térmicas y de humedad del suelo, así como de los tipos de vegetación.

Los bosques boreales de las llanuras de Taiga, en el noroeste de Canadá, almacenan una gran cantidad de carbono orgánico congelado en el suelo. El deshielo actual del suelo expone este carbono orgánico a la descomposición microbiana, pero también podría aumentar la absorción de carbono a través de una mayor productividad de las plantas. Es importante comprender mejor la magnitud y la dinámica de estos flujos de carbono para evaluar las posibles retroalimentaciones sobre el clima mundial.

En mi investigación doctoral, utilizo la técnica de covarianza de Foucault y modelos de huella de flujo para estudiar cómo los intercambios netos de carbono, agua y calor entre la superficie terrestre y la atmósfera se ven influidos por la rápida degradación del permafrost. La instrumentación METER permite la monitorización continua del estado de la vegetación de los tipos de cubierta terrestre dominantes y la monitorización simultánea de la dinámica térmica y de humedad específica de cada tipo de cubierta terrestre. Esta información es esencial para analizar el intercambio neto integrado de dióxido de carbono de los ecosistemas y sus flujos componentes, la productividad bruta de los ecosistemas y la respiración de los ecosistemas, así como para escalar estos flujos a escala regional.

REBECCA LLOYD: UNIVERSIDAD DE MONTANA

RECUPERACIÓN HIDROLÓGICA Y ECOLÓGICA TRAS LA ELIMINACIÓN DE UNA CARRETERA: INFLUENCIA DEL DISEÑO DEL TRATAMIENTO EN LOS SERVICIOS ECOSISTÉMICOS

A pesar de los millones de dólares invertidos en la eliminación y restauración de las carreteras forestales heredadas en terrenos públicos, existe una gran incertidumbre entre los gestores acerca del método de desmantelamiento de carreteras más eficaz, sobre todo para promover la recuperación de servicios ecosistémicos de gran valor, como la cantidad y calidad del agua, el ciclo de nutrientes y la productividad forestal. En el centro de la incertidumbre de la gestión se encuentra la escasez de investigación relacionada con la comprensión de los mecanismos de recuperación de los procesos hidrológicos y ecológicos acoplados por encima y por debajo del suelo.

Gracias a la amplia labor de desmantelamiento y restauración de carreteras que se está llevando a cabo en el bosque nacional de Nez Perce-Clearwater, en el centro-norte de Idaho, tengo la oportunidad de hacerlo:

Aumentar la comprensión del papel del suelo, la vegetación y las propiedades ecohidrológicas para restaurar la función del ecosistema Evaluar si la recuperación de los suelos, la vegetación y las propiedades y funciones ecohidrológicas varían con el método de eliminación de carreteras

Localización de la investigación: Lochsa Drainage, Nez Perce-Clearwater National Forest, Idaho County, ID.

Desarrollar funciones de producción integradas para cuantificar cómo la eliminación de carreteras puede mejorar los servicios de los ecosistemas, concretamente la cantidad y calidad del agua y la productividad primaria neta.

MELANIE STOCK: UNIVERSIDAD DE WISCONSIN-MADISON

BALANCE HÍDRICO INVERNAL PARA INVESTIGAR EL TRANSPORTE DE NUTRIENTES DEL ESTIÉRCOL DURANTE HELADAS Y DESHIELOS

Las pérdidas de fósforo en la escorrentía agrícola son una de las principales preocupaciones medioambientales y, por lo tanto, un aspecto clave en la gestión del estiércol. El transporte de nutrientes es sensible al clima invernal y a las complejas condiciones de los suelos helados, pero como la generación de escorrentía invernal y la información orientada al proceso son limitadas, los modelos y las directrices de gestión subsiguientes a menudo no están respaldados por datos.

Para investigar el transporte invernal de nutrientes en campos abonados, mis objetivos incluyen la cuantificación de un balance hídrico para dilucidar los mecanismos subyacentes de congelación/descongelación que controlan el potencial de infiltración del suelo. Se analizará la permeabilidad del suelo en campos de maíz con laboreo frente a campos sin laboreo con aplicaciones de estiércol en otoño frente a campos con aplicaciones de estiércol a finales de invierno y campos de control sin laboreo. Controlaré el volumen de escorrentía y la carga de nutrientes, la nieve, las heladas, la humedad del suelo y la temperatura.

La sublimación se medirá con sensores VP-3 y DS-2 y los flujos verticales de agua del suelo se medirán con sensores de potencial hídrico MPS-2. Los datos servirán de base a herramientas de predicción que evalúen la pérdida de nutrientes de los agroecosistemas y mejoren la sostenibilidad agrícola equilibrando la viabilidad medioambiental y económica.

BENEFICIARIOS DE 2013

LAUREN HALLETT: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN BERKELEY

PREDICCIÓN DE LA ESTABILIDAD DE LA PRODUCTIVIDAD DE LOS PASTIZALES FRENTE AL CAMBIO CLIMÁTICO

Se prevé que el aumento de la variabilidad de las precipitaciones sea una consecuencia del cambio climático antropogénico en los sistemas de pastizales. A medida que las precipitaciones se aparten con mayor frecuencia del rango histórico de variabilidad, el mantenimiento de una producción estable de forraje a pesar de la mayor variabilidad climática será una prioridad crítica de gestión en los agroecosistemas de pastizales.

Un mecanismo clave que puede conducir a la estabilidad de la producción forrajera es la dinámica compensatoria, en la que las diferentes respuestas de las especies a las fluctuaciones climáticas dan lugar a compensaciones entre grupos funcionales a lo largo del tiempo. Estas compensaciones deberían amortiguar la producción total de forraje frente a la variabilidad climática. Mi tesis pone a prueba la importancia de la dinámica compensatoria para la estabilidad del forraje en un entorno experimental de campo en el que manipulo la disponibilidad de precipitaciones y las interacciones entre especies.

Las sondas de humedad del suelo y los registradores de datos METER me permitirán caracterizar los efectos de los tratamientos de este experimento y parametrizar modelos que predicen la respuesta de los pastizales al cambio climático.

MALLIKA NOCCO: UNIVERSIDAD DE WISCONSIN

IRRIGACIÓN E IMPACTOS CLIMÁTICOS EN EL BALANCE HÍDRICO-ENERGÉTICO DE LAS ARENAS CENTRALES DE WI

El bombeo para el regadío en regiones con una fuerte conectividad entre las aguas subterráneas y las superficiales puede afectar a los recursos acuáticos y provocar dilemas en la gestión de las aguas subterráneas. La reciente presión sobre los recursos acuáticos ha creado un dilema entre las partes interesadas de la agricultura y la acuicultura en las Arenas Centrales de Wisconsin, una región ecológica con una fuerte conectividad entre las aguas subterráneas y superficiales que ha experimentado cambios en el uso de las tierras agrícolas y el clima en los últimos 60 años. El objetivo de mi investigación es determinar cómo afectan el uso agrícola de la tierra y el cambio climático al equilibrio hídrico-energético regional de Wisconsin Central Sands en respuesta a las incertidumbres científicas identificadas por las partes interesadas.

Mis objetivos específicos de campo son

Estimar la recarga de aguas subterráneas utilizando medidores de drenaje METER G3 para captar el flujo de la zona vadosa en sistemas de cultivo de patata y maíz Controlar el flujo de agua/temperatura del suelo estratificando los sensores METER 5TM desde la superficie del suelo hasta una profundidad de un metro (parte superior del monolito G3 ) en sistemas de cultivo de patata y maíz

Las estimaciones generadas sobre el terreno de la recarga de aguas subterráneas y la ET parametrizarán y validarán un modelo dinámico de agroecosistema, Agro-IBIS, que simula las respuestas hidrológicas a los cambios climáticos y de uso del suelo de los últimos 60 años. Los presupuestos hídrico-energéticos y las simulaciones de cantidad de agua/clima se compartirán con las partes interesadas de las Arenas Centrales de Wisconsin y se generarán futuras preguntas de investigación a través de este foro.

Estimación de la evapotranspiración (ET) utilizando el porómetro METER SC-1 para medir la conductancia estomática junto con micrometeorología, leaf area index, y mediciones del intercambio de gases.

WHITNEY GACHES: UNIVERSIDAD DE MARYLAND

MODELIZACIÓN A ESCALA DE CUBIERTA DE LA MEZCLA DE SUSTRATOS DE CUBIERTAS VERDES EN LA RETENCIÓN DE AGUAS PLUVIALES Y EL CICLO DEL AGUA BASADO EN PLANTAS

Los tejados verdes están ganando popularidad como herramientas de gestión de las aguas pluviales; sin embargo, los informes relativos al rendimiento de los tejados verdes se basan principalmente en estudios de plataformas a pequeña escala (generalmente de menos de 6 metros cuadrados). La falta de datos sobre el rendimiento de los tejados reales puede atribuirse principalmente a los gastos y a cuestiones logísticas (por ejemplo, algunos tejados son de difícil o inseguro acceso regular).

He establecido una relación con una empresa local de instalación y gestión de tejados verdes a la que se ha adjudicado el contrato para la instalación de un gran tejado verde para una entidad gubernamental local. El cliente desea recopilar datos y supervisar el rendimiento del tejado verde. Mi proyecto equipará un tejado verde de 30.000 pies cuadrados para supervisar su rendimiento y, al mismo tiempo, supervisará el rendimiento de sistemas idénticos a escala de plataforma utilizando sensores de humedad METER e instrumentos de estación meteorológica adecuados. Los datos de rendimiento de la cubierta real se compararán con los datos de rendimiento de la plataforma para determinar si los estudios a pequeña escala predicen con exactitud el rendimiento de la cubierta real.

JENS STEVENS: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN DAVIS

EFECTOS DE LOS CAMBIOS EN EL MANTO NIVOSO SOBRE LAS PLANTAS INVASORAS DE LOS BOSQUES MONTANOS DE CALIFORNIA

Los bosques montanos son ecosistemas fundamentales para comprender el contexto del cambio climático, ya que representan compresiones espaciales de importantes gradientes climáticos y la vegetación correspondiente en un área geográfica pequeña. La disminución de la profundidad y duración del manto de nieve invernal que se espera en los bosques montanos bajo el cambio climático podría facilitar la propagación de plantas invasoras tolerantes a la sequía procedentes de zonas más bajas al alargar la estación de crecimiento.

Mi investigación analiza si los cambios en el manto de nieve pueden influir en las tasas de crecimiento de la población de dos arbustos exóticos (retama escocesa y retama española) en Sierra Nevada, California. Ambas especies pueden ser sensibles a las estaciones de crecimiento más tempranas provocadas por la disminución de la capa de nieve en primavera, ya que el crecimiento puede producirse a través de tallos verdes fotosintéticamente activos a temperaturas del suelo tan bajas como 4 °C . Sin embargo, existe una posible compensación entre un deshielo más temprano y un agotamiento más temprano de la humedad del suelo que podría conducir a un estrés prolongado por sequía y a una menor ganancia de carbono. Los datos preliminares sugieren que el arbusto más tolerante a la sequía, la retama española, responde más positivamente que la retama escocesa a la reducción del manto de nieve invernal.

La instrumentación METER recogerá un registro exhaustivo de la capa de nieve y la humedad del suelo en una serie de tratamientos experimentales de la capa de nieve y estructuras del dosel forestal para documentar la interacción de estos dos factores y los mecanismos por los que pueden explicar el comportamiento de las plantas invasoras.

AMANDA CORDING: UNIVERSIDAD DE VERMONT

ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO MEDIANTE LA GESTIÓN DE AGUAS PLUVIALES DE BAJO IMPACTO EN LA CUENCA DEL LAGO CHAMPLAIN

El objetivo de esta investigación es informar sobre el diseño futuro de los sistemas de biorretención de aguas pluviales de Desarrollo de Bajo Impacto (LID) para proporcionar un tiempo de residencia, adsorción de fósforo y desnitrificación óptimos en el contexto de los aumentos previstos de las precipitaciones en Vermont como consecuencia del cambio climático. Esta investigación estudiará los mecanismos que influyen en las emisiones de gases de efecto invernadero y las transformaciones de nutrientes a distintas profundidades en medios de suelo artificiales dentro de ocho celdas de biorretención en el recién construido Laboratorio de Biorretención al Aire Libre de la Universidad de Vermont. Estos sistemas también se evaluarán para su posible implantación en países en desarrollo, que carecen de infraestructuras subterráneas de aguas pluviales.

NEAL MITCHELL: UNIVERSIDAD DE ILLINOIS EN URBANA-CHAMPAIGN

LADERAS ARBOLADAS ALGIFICAS DE LA ZONA DRIFTLESS: EVALUACION Y SEGUIMIENTO DEL SUELO Y EL MICROCLIMA

Las laderas aluviales son ecosistemas microclimáticos naturales que se distribuyen por toda la zona Driftless del Medio Oeste (Cottrell y Strode 2005). Las laderas aluviales se describen como laderas coluviales de aire frío orientadas al norte. Sus propiedades microclimatológicas únicas se deben a características geológicas fundamentales para la formación de las laderas algíficas. Esencialmente, el aire circula a través del hielo atrapado en el sustrato geológico fracturado, lo que hace que el aire fresco y húmedo se ventile en las laderas durante los meses cálidos, moldeando así eficazmente la flora y la fauna locales.

SCOTT PITZ: UNIVERSIDAD JOHNS HOPKINS

EMISIONES CRÍPTICAS DE METANO DE LOS BOSQUES DE MONTAÑA

El metano es el segundo gas de efecto invernadero más importante después_{del CO2}, pero se conoce mucho menos. En los últimos 10 años, tanto los experimentos de laboratorio como los datos obtenidos por satélite han recogido pruebas de que las plantas leñosas y los bosques emiten metano a la atmósfera. A pesar de estos nuevos descubrimientos, los bosques de montaña siguen considerándose sumideros porque los organismos de sus suelos superficiales consumen metano. También es posible que el metano se esté filtrando desde el suelo profundo a través de los árboles. Esto podría resultar en una fuente neta de metano para un ecosistema que actualmente se considera un sumidero. Los bosques de tierras altas cubren enormes extensiones del planeta, por lo que urge resolver estas cuestiones y obtener estimaciones precisas de los flujos para integrarlas en los modelos climáticos globales. Sin mediciones nuevas y precisas, las predicciones climáticas seguirán incluyendo fallos sistemáticos.

DIANNE PATER: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA EN SAN DIEGO

INVESTIGACIÓN DE LAS RESPUESTAS A LA SEQUÍA EN LA PLANTA DE CULTIVO BRASSICA NAPUS

La sequía es uno de los principales factores de estrés que reducen el rendimiento de los cultivos y seguirá siendo un problema cada vez mayor en los próximos años, a medida que el cambio climático y la escasez de agua dulce provoquen un aumento de las temperaturas, la desertificación y la salinidad del suelo. El estrés abiótico, incluida la sequía, provoca la producción de la hormona vegetal ácido abscísico (ABA), que cierra los estomas a través de una compleja vía de señalización, reduciendo la pérdida de agua por transpiración en las plantas.

Estoy utilizando tecnología de ARNi para destruir la expresión de proteínas reguladoras negativas de esta vía y evaluar si es posible mejorar la respuesta a la sequía en la planta de cultivo Brassica napus (canola) sin afectar negativamente al crecimiento. Las plantas transformadas se cultivarán en condiciones de sequía controlada, con un seguimiento del contenido de humedad del suelo y la conductancia estomática mediante instrumentos METER.

D. COREY NOYES: UNIVERSIDAD ESTATAL DE MICHIGAN

MEJORA DE LA RENTABILIDAD DE LA ZANAHORIA MEDIANTE LA INTEGRACIÓN DE FERTILIZANTES NITROGENADOS DE LIBERACIÓN LENTA

Mejorar la eficiencia del uso del nitrógeno (N) en la producción de hortalizas no sólo será beneficioso económicamente, sino que también mejorará la calidad medioambiental. En Michigan, las zanahorias se cultivan normalmente en suelos muy arenosos y requieren un riego frecuente y múltiples aplicaciones de fertilizante nitrogenado a lo largo de su temporada de crecimiento.

Mi investigación se centra en optimizar la sincronía de la demanda de N del cultivo con el N suministrado por la fertilización mediante el uso de materiales fertilizantes nitrogenados de liberación lenta (SRN). Mis hipótesis generales son que el uso de un material SRN de urea recubierta de polímero (PCU), en la producción de zanahoria de Michigan

Permitirá menos aplicaciones de N en cobertera Reducirá las necesidades totales de fertilizante N Maximizará la eficiencia en el uso del N

Los beneficios potenciales proporcionados por el uso de PCU en este sistema incluyen la reducción de los costes de los insumos, la disminución del consumo de recursos no renovables, y la minimización de los impactos ambientales causados por la lixiviación de nitratos. Los registradores de datos METER y los sensores que miden el contenido volumétrico de agua, la temperatura y la conductividad eléctrica del suelo ayudarán a mejorar nuestra comprensión de las condiciones que regulan la liberación de N de la PCU.

Utilizando los datos del METER en combinación con las extracciones de N de las muestras de suelo, esperamos modelizar la liberación de N en función de la humedad y la temperatura y cuantificar la relación entre la conductividad eléctrica y la liberación de N. Esta información será útil para diseñar programas de gestión de nutrientes para horticultores que sean rentables y respetuosos con el medio ambiente.

BENEFICIARIOS 2012

KRISTINA HOPKINS: UNIVERSIDAD DE PITTSBURGH

EVALUACIÓN DEL IMPACTO DE LAS INFRAESTRUCTURAS VERDES DE AGUAS PLUVIALES EN LA HIDROLOGÍA URBANA

Es necesario aclarar los balances hidrológicos urbanos para mejorar la gestión del agua en sistemas urbanos complicados. El objetivo de esta investigación es aclarar los cambios en las entradas y salidas de agua en una cuenca urbanizada y evaluar la eficacia de las infraestructuras verdes para redirigir el agua hacia vías de flujo subsuperficiales más lentas.

La infraestructura verde utiliza vegetación y enmiendas del suelo para reducir la escorrentía de las aguas pluviales en su origen y promover la infiltración y el almacenamiento de agua. Se instalarán sensores de humedad del suelo y registradores de la profundidad del agua en dos jardines de lluvia y un lugar de control en el Phipps Conservancy, situado en Pittsburgh, Pensilvania. Los sensores controlarán continuamente la humedad del suelo, la profundidad del agua, la temperatura y la conductividad en cada lugar. Los datos recogidos se utilizarán para caracterizar la dinámica del agua en el suelo y el almacenamiento de agua en los jardines de lluvia. Los resultados de este estudio aclararán los beneficios de la infraestructura verde como práctica de gestión de las aguas pluviales.

ALISON DONIGER: UNIVERSIDAD ESTATAL DE OREGÓN

ESTABLECIMIENTO DE CRITERIOS DE RIEGO PARA EL LIRIO DEL MAÍZ

En los últimos años, el lirio de maíz (Veratrum californicum) ha suscitado un creciente interés entre la comunidad médica por sus propiedades contra el cáncer. Los ensayos preliminares del fármaco IPI-926 (Infinity Pharmaceutical) a base de lirio de maíz en seres humanos han arrojado resultados muy prometedores en el tratamiento tanto del carcinoma basocelular como del cáncer de páncreas. Establecer criterios de cultivo para el lirio de maíz será crucial para garantizar un suministro constante de IPI-926.

La Estación Experimental Malheur (MES) de la Universidad Estatal de Oregón ha realizado ensayos de riego por goteo en lirio de maíz durante las dos últimas temporadas de cultivo con el objetivo de caracterizar el rango de tensión hídrica del suelo que produce el máximo crecimiento del lirio de maíz. Se utilizarán instrumentos METER para medir la tensión hídrica del suelo y el contenido de humedad del suelo en cada uno de los cinco tratamientos de las parcelas de ensayo de riego.

ELISE WYGANT: UNIVERSIDAD DE GEORGIA

INVESTIGAR LA FALTA DE COMPENSACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA A LA SEQUÍA Y LA MÁXIMA PRODUCTIVIDAD

Se prevé que los cambios en los patrones globales de precipitación afecten a la productividad de las plantas tanto en sistemas naturales como agrícolas de todo el mundo. Una de las principales preocupaciones de estos cambios en las precipitaciones es que algunas especies se enfrentarán a mayores limitaciones hídricas que causarán disminuciones en la productividad de las plantas.

Se ha demostrado que las especies más resistentes a la sequía tienden a tener una productividad máxima baja cuando se cultivan en condiciones de buen riego. Sin embargo, las pruebas preliminares sugieren que Helianthus porteri, una especie que se encuentra en los afloramientos de granito cálidos y secos del sudeste de EE.UU., no muestra esta compensación. La comparación de las respuestas de resistencia a la sequía de H. porteri con sus dos parientes más cercanos, H. agrestis y H. carnosus, que habitan en suelos húmedos, puede proporcionar información útil para la agricultura futura.

Mi evaluación de estas especies, especialmente de H. porteri, ampliará los esfuerzos para extraer de las especies silvestres de Helianthus rasgos de resistencia a la sequía con fines agrícolas. Mi objetivo es proporcionar información sobre qué rasgos pueden ser útiles para mejorar la productividad agrícola en zonas donde se espera que la limitación de agua se convierta en un problema en el futuro.

KATE CASSITY: UNIVERSIDAD DE GEORGIA

CALIBRACIÓN DE SENSORES DE HUMEDAD FOLIAR PARA MEDIR LA CANTIDAD DE ROCÍO EN UN ESTUDIO DE VOLATILIZACIÓN DE AMONÍACO A PARTIR DE CAMA DE POLLOS DE ENGORDE APLICADA EN SUPERFICIE

La producción comercial de pollos produce anualmente grandes cantidades de cama de pollos de engorde. Se utiliza habitualmente como fertilizante y es una buena fuente de nitrógeno disponible para las plantas en pastos y cultivos. La cantidad de nitrógeno disponible para las plantas y la pérdida de nitrógeno a la atmósfera por volatilización del amoníaco dependen de las características del suelo, las dosis de aplicación y los factores ambientales. Comprender la importancia de la lluvia, la humedad relativa, la temperatura, la humedad del suelo y la deposición de rocío en la volatilización y otras transformaciones del nitrógeno en la hojarasca conducirá a una mejor comprensión del nitrógeno aplicado a los pastos y a la modelización de tasas de aplicación más precisas.

Más información sobre sensores de humedad foliar y deposición de rocío

CORNELIUS ADEWALE: UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

CONTROL DE LA LIXIVIACIÓN EN EXPLOTACIONES ECOLÓGICAS

El nitrógeno es el nutriente más importante utilizado en los sistemas agrícolas y contribuye en gran medida a la viabilidad económica, la sostenibilidad y la mejora de los sistemas de cultivo en todo el mundo. Sin embargo, su gestión se ha relacionado con una miríada de problemas globales que van desde la contaminación de las aguas subterráneas como resultado de la lixiviación del N más allá de las zonas radiculares, la eutrofización como resultado de sus pérdidas en la escorrentía superficial/erosión y su enorme contribución al cambio climático global en forma de emisión de N20.

La optimización de la gestión del N en los sistemas orgánicos es un reto debido a la alta sensibilidad al N y a la imprevisibilidad de la mineralización del N de los fertilizantes orgánicos y de la materia orgánica del suelo. Además, la aplicación de compost y fertilizantes orgánicos para aumentar la fertilidad del suelo, que es frecuente en los sistemas orgánicos, puede aumentar el potencial de contaminación involuntaria de las aguas subterráneas por lixiviación de nitratos. Por tanto, es necesario evaluar el impacto de las prácticas de agricultura ecológica sobre la materia orgánica del suelo, las emisiones de gases de efecto invernadero y el destino de los nutrientes.

Con el METER Drain Gauge G3monitorizaré el flujo de agua y nitrógeno que drena de la zona vadosa para ayudar a determinar la disponibilidad de nutrientes y los efectos de los insumos, cultivos y prácticas comunes utilizados en la lixiviación de N en cinco granjas orgánicas situadas en diversas partes del estado de Washington. Los datos de esta investigación nos ayudarán a parametrizar y evaluar modelos predictivos para la mejora de la gestión de los fertilizantes orgánicos.

TIM ASTON: UNIVERSIDAD DE WYOMING

MEJORA DEL CRECIMIENTO DE LOS CULTIVOS EN CONDICIONES DE SEQUÍA: UN ENFOQUE BASADO EN LA GENÉTICA Y EN LA MEDICIÓN Y EL CONTROL PRECISOS DE LA HUMEDAD DEL SUELO

Existe potencial e ímpetu para desarrollar cultivos, ya sea mediante mejora genética o ingeniería genética, que posean rasgos que permitan un mayor crecimiento en condiciones de sequía. Al desplazarse por una planta, gran parte de la resistencia que experimenta el agua se debe a que atraviesa las membranas de las hojas y las raíces. Las plantas son capaces de disminuir su resistencia general al flujo de agua creando proteínas, llamadas acuaporinas, que se insertan en estas membranas y actúan como canales de agua. Los genotipos de cultivos que tienen una mayor capacidad de utilizar estas proteínas para disminuir su resistencia global al flujo de agua pueden ser capaces de asimilar carbono durante una mayor cantidad de tiempo cada día antes de que sus potenciales hídricos alcancen el punto en el que sus estomas deban cerrarse.

Se han identificado genotipos de un importante cultivo, la colza oleaginosa (Brassica rapa), con distintos niveles de función de las acuaporinas. Estos genotipos se cultivarán bajo combinaciones cuidadosamente controladas de sequía atmosférica y del suelo en un sistema automatizado hecho a medida con sondas de humedad del suelo METER, para determinar si este rasgo permite a los cultivos que experimentan una sequía fijar mayores cantidades de carbono y, por tanto, crecer más deprisa.

IAIN HAWTHORNE: UNIVERSIDAD DE COLUMBIA BRITÁNICA

IMPACTO DEL BIOCARBÓN EN LA DINÁMICA DEL AGUA DEL SUELO Y LA LIXIVIACIÓN EN UN SUELO FORESTAL DE ABETO DOUGLAS

El biocarbón es una forma muy estable de carbono orgánico (C) producido por pirólisis de biomasa. Su uso en suelos agrícolas se ha sugerido como medio para reducir las pérdidas por lixiviación de nutrientes y las emisiones de gases de efecto invernadero, aumentando al mismo tiempo el rendimiento de los cultivos y el almacenamiento de carbono en el suelo.

Mi objetivo es evaluar el uso potencial del biocarbón derivado del abeto Douglas y aplicado a suelos forestales de abeto Douglas para mejorar la dinámica del agua del suelo y el almacenamiento de C en el suelo. Se instalarán sensores de potencial hídrico METER y sensores GS3 en un lugar de investigación bien establecido para medir las características hídricas del suelo en cuatro tratamientos:

5 t ha-1 de biocarbón, 200 Kg N ha-1 de fertilizante de urea,

Los testigos de suelo tomados de los suelos de campo tratados con biocarbón se llevarán a los laboratorios METER (Pullman, WA), donde se determinarán las curvas de las características hídricas del suelo utilizando los sensores METER Hyprop y WP4C. Al centrarnos en el abeto Douglas, estamos representando el tipo de bosque con el mayor rango latitudinal de todos los bosques de coníferas comerciales de Norteamérica. Se espera que los resultados de este estudio ayuden a dirigir la explotación forestal lejos de las cada vez más escasas zonas de bosque antiguo mediante la evaluación de estrategias para mejorar la sostenibilidad de la producción de abeto Douglas dentro de las zonas forestales gestionadas existentes.

Biocarbón más fertilizante en las dosis de aplicación mencionadas

Control

THAIR B. PATROS: UNIVERSIDAD DE GUELPH

ANÁLISIS Y MEJORA DEL MÉTODO DE FLUCTUACIÓN DEL NIVEL FREÁTICO PARA ESTIMAR LA RECARGA DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

Las mediciones de la recarga de las aguas subterráneas (GWR) en zonas urbanas y rurales son cruciales para muchas aplicaciones, incluyendo la comprensión de la dinámica espacial y temporal de la disponibilidad de las aguas subterráneas y el desarrollo de directrices para la protección de las fuentes de agua. Existen lagunas sustanciales en nuestro conocimiento de la GWR y las estimaciones precisas son elementales para la caracterización del presupuesto hidrológico.

Se está desarrollando una técnica novedosa para poder cuantificar con precisión la recarga (R) a escala local durante todo el año en intervalos de cinco minutos (promediados cada hora) utilizando el método de fluctuación del nivel freático (WTF) en combinación con el seguimiento del balance hídrico del suelo. La capacidad de medir con frecuencia la R a lo largo de todo el año durante varios años es fundamental, ya que a menudo se produce una R sustancial durante un corto período de tiempo de dinámica robusta. Los resultados esperados y la importancia del proyecto son:

La obtención de mediciones de GWR a escala local durante todo el año, que actualmente son escasas o incluso totalmente inexistentes para muchas regiones de Ontario y, por lo tanto, proporcionarían una valiosa base de datos para orientar el desarrollo o cualquier política que requiera GWR El uso de esta base de datos para calibrar y probar las estimaciones de la variabilidad espacial y temporal en GWR a escala regional (escala de cuenca hidrográfica) a partir de técnicas estadísticas aproximadas o medios deterministas utilizando, por ejemplo, la precipitación y la textura del suelo Proporcionar orientación sobre cómo complementar el equipo en las estaciones meteorológicas preexistentes para medir GWR en la estación. La orientación podría incluir cuántos pozos de nivel freático, piezómetros, sensores de contenido de agua y temperatura del suelo , tensiómetros y medidores de drenaje deben instalarse para estimar el GWR dentro de un intervalo de confianza deseado.

2011 BENEFICIARIOS

MICHELLE RECIÉN LLEGADA: UNIVERSIDAD DE SAN FRANCISCO

TASAS DE RECARGA BAJO JARDINES DE LLUVIA DE DISEÑO DE BAJO IMPACTO Y LA INFLUENCIA DE LA OSCILACIÓN MERIDIONAL DEL NIÑO EN LOS RECURSOS URBANOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS COSTERAS

Los recursos globales de aguas subterráneas en entornos urbanos costeros son muy vulnerables a la creciente presión humana y a la variabilidad climática. Las superficies impermeables, como edificios, carreteras y aparcamientos, impiden la infiltración, reducen la recarga de los acuíferos subyacentes y aumentan los contaminantes en la escorrentía superficial, que a menudo desborda los sistemas de alcantarillado.

Para mitigar estos efectos, las ciudades de todo el mundo están adoptando enfoques de diseño de bajo impacto (DBI) que dirigen la escorrentía hacia sistemas de vegetación natural, como los jardines de lluvia, que reducen, filtran y ralentizan la escorrentía de las aguas pluviales y, según la hipótesis, aumentan la infiltración y las tasas de recarga de los acuíferos. Se desconocen los efectos de la DIT en los índices y la calidad de la recarga, sobre todo durante los episodios de precipitaciones intensas en las ciudades de la costa del Pacífico en respuesta a la variabilidad interanual de El Niño Oscilación del Sur (ENOS).

Utilizando sensores de potencial hídrico y humedad del suelo METER, recopilaré y controlaré datos del suelo, hidráulicos y geoquímicos para cuantificar los índices y la calidad de la infiltración y la recarga del sistema acuífero costero de California bajo un jardín de lluvia LID y un césped tradicional en San Francisco, California.

Los datos se utilizarán para calibrar un modelo HYDRUS-1D para simular las tasas de recarga bajo la variabilidad histórica y futura de ENSO. La comprensión de estos procesos tiene importantes implicaciones para la gestión de los recursos de aguas subterráneas en entornos urbanos costeros.

ERIK LANDRY: UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

INFLUENCIA DE LOS CULTIVOS DE COBERTURA EN LA LIXIVIACIÓN DE NITRATOS DURANTE EL INVIERNO

La producción de patatas en Skagit Valley, Washington, requiere el uso de fertilizantes para ser rentable. Las precipitaciones invernales pueden lixiviar nutrientes lábiles y provocar problemas medioambientales. Los cultivos de cobertura son prometedores por su capacidad para disminuir la lixiviación de nutrientes mediante el aumento de elementos orgánicamente ligados.

Esta investigación empleará sensores 5TE de humedad, temperatura y CE del suelo junto con detectores de frente de humectación FullStop para medir el flujo de agua y solutos en suelos sembrados con o sin mezclas de cultivos de cobertura de invierno. Nuestra misión es proporcionar a los productores locales orgánicos y convencionales opciones de producción sostenibles y específicas para cada lugar. Caracterizar qué cultivos de cobertura son mejores como cultivos de captura abordará la aprehensión del productor y facilitará la utilización eficaz.

SARA BAGUSKAS: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, SANTA BARBARA

COMPRENSIÓN DE LOS PROCESOS SUBYACENTES A LA MORTALIDAD ARBÓREA EN UN PINAR COSTERO CALIFORNIANO

Es probable que los bosques situados a lo largo de la niebla costera de California experimenten un futuro más cálido y posiblemente con menos niebla. Dado que la niebla estival aumenta el suministro de agua a los bosques en una época del año en la que las condiciones son cálidas y secas, es probable que una menor aportación de agua por la niebla exponga a los árboles a un mayor riesgo de estrés hídrico y mortalidad inducida por la sequía.

Este estudio pretende entender cómo la variación en los aportes de agua de niebla afecta al estado fisiológico de los árboles en un rodal de pino albar (Pinus muricata D.Don) situado en la isla de Santa Cruz, en el Parque Nacional de las Islas del Canal. Sara llevará a cabo un experimento de campo en el que alterará el agua disponible en el suelo para estos árboles manipulando el goteo de la niebla a la superficie del suelo. El objetivo de este estudio es comprender mejor cómo los aportes de agua de niebla influyen en el balance hídrico de los bosques costeros y mejorar así nuestra capacidad para predecir cómo pueden responder los bosques costeros al cambio climático.

CARRIE WOODS: UNIVERSIDAD DE CLEMSON

RESPUESTAS FISIOLÓGICAS Y MORFOLÓGICAS DE UN HELECHO EPÍFITO AL SUMINISTRO DE NUTRIENTES

La disponibilidad de nutrientes y agua puede determinar en gran medida la distribución de las plantas. Las plantas que pueden prosperar bajo una variedad de niveles de nutrientes y agua tienen una mayor plasticidad morfológica y fisiológica y, por tanto, una distribución más amplia que las plantas que están más especializadas en condiciones particulares. Pleopeltis polypodioides es un helecho epífito (es decir, una planta que vive de forma no parasitaria en las copas de los árboles) cuya distribución incluye los bosques de frondosas del sureste de Estados Unidos y las selvas tropicales de América Central y del Sur. La capacidad de esta planta para abarcar una distribución tan amplia puede residir en su capacidad para tolerar distintos niveles de suministro de nutrientes y agua.

Me propongo examinar las características morfológicas y fisiológicas de P. polypodioides a distintos grados de nutrientes y humedad tanto en Carolina del Sur como en Costa Rica. A partir de experimentos previos, encontré que cuando P. polypodioides se cultivaba en agua alta sin nutrientes añadidos, las plantas mostraban evidencia de fotoinhibición resultando en tasas de crecimiento y fotosintética reducidas. Cuando se añadieron nutrientes, no hubo evidencia de fotoinhibición; más bien, hubo un aumento en las tasas fotosintéticas y de crecimiento.

Me propongo probar la hipótesis de que en ambientes húmedos, P. plypodioides se restringe a hábitats en el dosel con alto contenido de nutrientes, como en el suelo del dosel, con el fin de mitigar los efectos de la fotoinhibición. Mediré las características morfológicas y fisiológicas de P. plypodioides en función del suministro de nutrientes y agua, como la conductancia estomática, el área foliar específica y la concentración de nitrógeno y fósforo en el tejido foliar. El hecho de que P. polypodioides pueda habitar en una diversidad de hábitats, desde robles en Carolina del Sur hasta copas de árboles emergentes en Costa Rica, sugiere una capacidad potencialmente única entre los helechos para tolerar una amplia variedad de condiciones ambientales.

PETER BUMPUS: UNIVERSIDAD DEL SUR DE FLORIDA

EVALUACIÓN DEL FLUJO INTERMITENTE EN SUMIDEROS Y PATRONES DE RECARGA EN TERRENOS KÁRSTICOS CUBIERTOS

Comprender mejor el flujo de aguas subterráneas es fundamental para mejorar la gestión de los recursos hídricos en entornos kársticos cubiertos complejos. El volumen de flujo a través de columnas verticales de colapso rellenas de arena puede determinar si un humedal se drenará o si los niveles de los lagos y los niveles freáticos descenderán, especialmente en los casos en que los acuíferos se bombean en gran medida. La competencia por los recursos hídricos es motivo de conflicto, por lo que es sumamente deseable comprender mejor el comportamiento de los sumideros y disponer de métodos eficaces de control del flujo de aguas subterráneas cercanas a la superficie. Se parte de la hipótesis de que las mediciones de autopotencial reflejan transiciones entre tres regímenes de flujo: el flujo rápido, el taponamiento profundo a poca profundidad que se comporta como si no hubiera columna de arena.

La comprobación de esta hipótesis de flujo intermitente requiere medir el movimiento de la humedad y los cambios del potencial mátrico durante las fluctuaciones del SP. Se establecerá un protocolo eficaz para utilizar sensores hidrológicos y SP para monitorizar el flujo asociado a los sumideros. Además, los sensores de humedad del suelo en los conductos y en lugares clave hidrológicos, topográficos, vegetativos y de insolación separarán las señales debidas al potencial de flujo de la ET, la succión radicular y los efectos anisotrópicos del terreno y confirmarán o negarán la utilidad del SP para analizar el movimiento del agua subterránea.

Comprender el movimiento del agua es tan importante en el siglo XXI como lo fue encontrar petróleo en el XX. No se trata sólo de proteger humedales, lagos y arroyos, sino de gestionar un recurso que se utilizará de forma competitiva para el transporte (pila de combustible), la alimentación y el ocio. Este trabajo también aborda la localización de campos de drenaje y campos de pozos y puede ayudar a distinguir los sumideros de los suelos de pozos de contracción como fuentes de subsidencia. Este estudio evaluará de forma práctica el SP como herramienta para cartografiar el flujo de la zona vadosa.

ADAM HOWARD: UNIVERSIDAD ESTATAL DE CAROLINA DEL NORTE

RESPUESTAS AMBIENTALES Y FISIOLÓGICAS A LA INDUCCIÓN DE ESTRÉS EN DOS CULTIVARES DE V. VINIFERA EN CAROLINA DEL NORTE

A medida que se intensifica la producción de uva de vinificación en Carolina del Norte, es necesario abordar la importancia de la gestión del agua. El rendimiento y la composición de la uva, y en consecuencia la calidad del vino, están profundamente influenciados por el régimen hídrico bajo el cual se produjeron las uvas.

A pesar de la importancia de la gestión del agua, se han realizado pocas investigaciones sobre este tema en la principal región vinícola de Carolina del Norte, la denominación de origen Yadkin Valley. Esta región tiene unos suelos y un clima únicos y puede diferir considerablemente de otras regiones vinícolas establecidas en las que se han llevado a cabo investigaciones sobre la gestión del agua. Aunque los resultados preliminares sugieren que las cantidades de precipitación superan la demanda evapotranspirativa en esta región, es deseable un cierto estrés hídrico para obtener uvas de calidad, ya que el exceso de agua disponible afecta negativamente a la calidad de la uva.

El objetivo principal de esta investigación es determinar el estado de las variables ambientales y fisiológicas clave en las que se alcanzan los niveles de estrés deseables en dos cultivares de v. vinifera hidráulicamente disímiles, Grenach y Syrah. Excluiremos el agua de las vides de estos dos cultivares y utilizaremos los sensores de contenido de agua, los registradores de datos y el porómetro de estado estacionario de METER para controlar los parámetros del suelo y de la planta a medida que se induce el estrés hídrico. Esta información ayudará a los cultivadores a tomar decisiones sobre la gestión del agua y se utilizará para evaluar la viabilidad de alcanzar niveles de estrés adecuados para la producción de uva de calidad en esta región.

NATALIE LOUNSBURY: UNIVERSIDAD DE MARYLAND COLLEGE PARK

CULTIVOS DE COBERTURA DE BAJO RESIDUO MUERTOS EN INVIERNO PARA LA SIEMBRA DIRECTA DE HORTALIZAS

A pesar de los conocidos beneficios para la calidad del suelo y el medio ambiente tanto de los cultivos de cobertura como de la labranza reducida, la integración de los cultivos de cobertura y la eliminación de la labranza para las primeras hortalizas de primavera sigue siendo problemática en el noreste y el Atlántico medio de Estados Unidos. Muchos cultivos de cobertura tradicionales de alto contenido en residuos agravan el problema de los suelos fríos y húmedos en primavera y pueden inmovilizar el nitrógeno para el cultivo posterior. Los cultivos de invierno alternativos, de bajo residuo, tienen el potencial de proporcionar beneficios medioambientales y de calidad del suelo, como la captura de nutrientes, la prevención de la erosión y la adición de materia orgánica, al tiempo que facilitan la siembra temprana en primavera sin necesidad de laboreo.

Esta investigación estudiará el uso de cultivos de cobertura alternativos como el rábano forrajero, la phacelia, la avena negra y la judía lablab para la siembra directa de hortalizas en primavera. Utilizando sensores METER 5TE, controlaremos la humedad y la temperatura del suelo para determinar las fechas de plantación apropiadas y trabajaremos para establecer una relación entre la CE del agua de poro y las concentraciones de nitrato para controlar la descomposición de los cultivos de cobertura y su capacidad para proporcionar N al cultivo posterior.

FELIPE BARRIOS MASIAS: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, DAVIS

ENSAYO DE MÉTODOS DE RIEGO INNOVADORES PARA AUMENTAR LA EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA

Los métodos de riego alternativos que utilizan menos agua pero producen altos rendimientos contribuyen a la sostenibilidad agrícola. Este proyecto se centra en la prometedora técnica de secado parcial de raíces (PRD) utilizada en la práctica como riego por surcos alternativo para reducir el agua aplicada y aumentar la eficiencia del uso del agua en los cultivos (rendimiento/agua aplicada, WUE) de tomates de procesado en California.

Actualmente se dispone de información sobre las respuestas fisiológicas generales de los cultivos a la técnica PRD, pero es necesario probar estrategias de gestión fiables para cultivos individuales. El riego por surcos alternos consiste en regar selectivamente sólo uno de cada dos surcos. Cada lecho recibe agua por un solo lado y alterna los lados/ surco en cada riego. Utilizando la mitad de los surcos de un campo se puede reducir el volumen de agua aplicada, potencialmente sin disminución del rendimiento.

El control de la humedad del suelo y del estado hídrico de las plantas resulta crucial para programar cada riego con el fin de evitar un grave estrés hídrico y una reducción del rendimiento, pero está limitado por la capacidad de realizar mediciones frecuentes de forma no destructiva. Utilizando el METER EC-5 en diferentes campos de cultivo, se tomarán lecturas instantáneas con la frecuencia suficiente para controlar la disponibilidad de agua en el suelo a dos profundidades diferentes. Estos datos se relacionarán con las mediciones de conductancia foliar de SC-1 leaf porometer para mostrar los tratamientos de riego que son eficientes en el uso del agua y producen altos rendimientos. También analizaremos cómo afecta la humedad del suelo a la lixiviación del nitrógeno, el crecimiento del dosel y la interceptación de la luz, el WUE, el rendimiento y la calidad de la fruta en todos los regímenes de riego por surcos o en regímenes de riego por surcos alternos.

BENEFICIARIOS 2010

GINGER ALLINGTON: UNIVERSIDAD DE SAINT LOUIS

INFLUENCIA DE LAS PROPIEDADES DEL SUELO EN LA REVERSIÓN DE LA DESERTIFICACIÓN

La desertificación de los pastizales áridos de todo el mundo se considera en gran medida irreversible. Sin embargo, trabajos recientes han documentado la recuperación de pastos perennes en cercados ganaderos de larga duración en cuatro lugares desertificados. En uno de esos lugares, los cambios en la vegetación fueron concomitantes con un aumento de la infiltración de agua y de los nutrientes del suelo.

Basándome en estos datos, propuse el siguiente mecanismo de reversión de la desertificación: en ausencia de ganado a largo plazo, las tasas de infiltración de agua aumentan por la liberación de la compactación, lo que disminuye la erosión y permite que los nutrientes del suelo se acumulen hasta un nivel favorable para el restablecimiento de los pastos perennes.

Para probar este modelo, estoy recopilando datos de recintos ganaderos adicionales a largo plazo en lugares con y sin recuperación de pastos. Estos datos nos permitirán extraer conclusiones más exhaustivas sobre la dinámica de los sistemas desertificados y el potencial de restauración de los pastizales áridos.

KENDALL DEJONG: UNIVERSIDAD ESTATAL DE COLORADO

CUANTIFICACIÓN DEL USO CONSUNTIVO Y LOS CAUDALES DE RETORNO EN LA AGRICULTURA DE REGADÍO

A medida que se produce un rápido crecimiento municipal en Colorado Front Range y otras zonas de Estados Unidos con limitaciones de agua, aumenta la presión sobre los agricultores para que transfieran derechos de agua. Como alternativa a las transferencias permanentes de derechos de agua, la investigación de Kendall estudia la capacidad de los productores para reducir el uso consuntivo estacional y arrendar opcionalmente el agua no utilizada a las ciudades.

Kendall utilizará el paquete de caracterización de cuencas METER para supervisar tres conjuntos de sensores en un campo de maíz regado por surcos. Los datos recogidos en estos lugares ayudarán a calcular todos los componentes del balance hídrico. Este método de muestreo podría ser utilizado por productores individuales como método de bajo coste para cuantificar tanto la evapotranspiración como los flujos de retorno.

MICHAEL VINO: UNIVERSIDAD ESTATAL DE OKLAHOMA

EFECTOS DE LA CONVERSIÓN DE TIERRAS MARGINALES PARA LA PRODUCCIÓN DE MATERIAS PRIMAS BIOENERGÉTICAS EN EL CICLO DEL AGUA

Los recientes mandatos gubernamentales que exigen una mayor producción de biocombustibles para mejorar la sostenibilidad del abastecimiento de combustible del país y reducir las emisiones de carbono podrían afectar al ciclo del agua tanto durante como después del establecimiento de los cultivos energéticos. El pasto varilla, una de las principales opciones para la producción de biomasa, tiene raíces más profundas que las especies dominantes de praderas de hierba mixta.

Utilizaremos cuencas emparejadas de Woodward, Oklahoma, para determinar cómo afectarán el establecimiento y la producción de pasto varilla a cada componente del ciclo del agua. La beca G.A. Harris proporcionará lisímetros METER Drain Gauge para determinar el drenaje profundo en cada cuenca y mejorar nuestra comprensión tanto del ciclo hídrico de referencia de este paisaje como del balance hídrico asociado a un monocultivo de switchgrass.

JILL SHERWOOD: UNIVERSIDAD ESTATAL DE IOWA

EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LA INTERACCIÓN TRÓFICA EN SISTEMAS DE PRADERAS MONTANAS

Es probable que el cambio climático afecte a muchos sistemas biológicos. Este estudio cuantificará cómo la modificación del calendario de acontecimientos biológicos clave podría afectar a un ecosistema de pradera de montaña. En este proyecto, Jill manipulará la capa de nieve y la temperatura para imitar los efectos del cambio climático previsto. A continuación, comprobará las interacciones entre la humedad del suelo, la temperatura del suelo y la temperatura del aire en la emergencia y supervivencia de las mariposas Parnassius clodius y sus plantas huésped, Dicentra uniflora. Los resultados permitirán comprender mejor las interacciones entre las mariposas y sus plantas hospedadoras y servirán de referencia para entender las repercusiones del cambio climático en otros sistemas ecológicos.

CAMILA TEJO HARISTOY: UNIVERSIDAD DE WASHINGTON

CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA Y PATRONES DE TEMPERATURA DE LOS SUELOS DE DOSEL EN UN BOSQUE ANTIGUO DE PICEA SITKA DEL ESTADO DE WASHINGTON

Las copas de los abetos de Sitka contienen grandes acumulaciones de materia orgánica conocidas como "suelo de dosel". Estas acumulaciones proporcionan sustrato y hábitat a una amplia comunidad de plantas, insectos y otras especies arbóreas. Utilizando técnicas de trepa de árboles, se instalarán sensores de humedad y temperatura en los suelos de las copas de los abetos de un rodal antiguo de la península olímpica, Washington.

Este estudio caracterizará por primera vez las condiciones ambientales asociadas a las alfombras de suelo dentro de la copa de los abetos, proporcionando un marco para comprender la distribución y actividad de las plantas epífitas, la dinámica de los nutrientes y los organismos asociados del dosel.

TRACY ROWLANDSON: UNIVERSIDAD ESTATAL DE IOWA

INVESTIGACIÓN DE LA VARIABILIDAD ESPACIAL DEL ROCÍO A ESCALA DE CAMPO

Las investigaciones sobre la variabilidad espacial y temporal del rocío tienen implicaciones tanto para la gestión de las enfermedades de las plantas como para la teledetección de la humedad del suelo. En este estudio, se investigará el proceso de escalado de las mediciones puntuales de rocío a escala del dosel mediante la determinación de la contribución del LAI de las regiones del dosel con las mayores y menores cantidades de rocío al LAI total del dosel. Se utilizarán sensores de humedad de la hoja para determinar en qué parte del dosel de la soja se produce la mayor duración (y cantidad) de rocío. Se examinará la variación del rocío dentro de un campo.

NIKKI WOODWARD: UNIVERSIDAD DE WISCONSIN

FENÓMENOS DE CONDUCCIÓN TÉRMICA DEL RELLENO COMPACTADO PARA LA PRÁCTICA DE LA ENERGÍA SOSTENIBLE

Es necesario maximizar el flujo de calor alrededor de los cables de alta tensión y gran ampacidad en las zanjas colectoras de energía eólica y en las zanjas de intercambio geotérmico poco profundas para que los procesos cíclicos de calentamiento y enfriamiento sean eficientes en el suelo de relleno compactado de las zanjas de ingeniería. La investigación sobre la estructura física del relleno compactado y las limitaciones teóricas relacionadas con la tasa de entrada de calor y el flujo de humedad impulsado térmicamente es limitada en el estado no saturado. Para pasar de establecer los valores térmicos del suelo para el diseño mediante reglas empíricas a utilizar correlaciones empíricas basadas en mediciones científicas y térmicas, se recopilará una base de datos de propiedades térmicas medidas para una amplia colección de tipos de suelo en condiciones de compactación variables y se investigará la correlación de las propiedades térmicas del suelo con las propiedades físicas.

LAFE CONNER: UNIVERSIDAD BRIGHAM YOUNG

MEDICIÓN DEL DRENAJE PROFUNDO DEL SUELO COMO RESPUESTA AL PASTOREO Y A LA MANIPULACIÓN DE LAS PRECIPITACIONES

Se prevé que el cambio climático en el oeste de Estados Unidos provoque intervalos más largos entre episodios de lluvia y un mayor volumen de precipitaciones en episodios aislados. Es probable que el pastoreo interactúe con el cambio climático para influir en el balance hídrico del suelo. Los instrumentos proporcionados por esta subvención medirán los cambios en el drenaje profundo relacionados con la manipulación de las precipitaciones en tratamientos emparejados con y sin pastoreo. La manipulación de las precipitaciones y el pastoreo pueden provocar una mayor pérdida de agua a través del drenaje profundo o pueden mejorar la disponibilidad de agua en la zona radicular. La cantidad de agua disponible para las plantas y los procesos biogeoquímicos del suelo en un mismo año puede cambiar incluso si la precipitación total anual permanece constante.

SRUTHI NARAYANAN: UNIVERSIDAD DEL ESTADO DE KANSAS

ARQUITECTURA DEL DOSEL Y EFICIENCIA EN EL USO DE LA RADIACIÓN EN SORGO

Este estudio investiga la influencia de la arquitectura del dosel en la eficiencia del uso de la radiación en sorgo. La RUE se calculó como la relación entre la acumulación de biomasa sobre el suelo y la radiación fotosintéticamente activa interceptada acumulada (IPAR). ACCUPAR LP-80 Las mediciones de PAR por encima y por debajo del dosel del cultivo proporcionan medidas de IPAR y leaf area index. Los resultados preliminares mostraron:

Las líneas diferían en la RUE aparente, que aumentaba con la longitud media de los entrenudos Correlación positiva entre la RUE y la eficiencia en el uso del agua (biomasa producida por unidad de uso de agua del cultivo) El aumento de la productividad se debió a una mayor eficiencia en el uso de la radiación más que a la captura teniendo en cuenta la similitud entre líneas en IPAR.

ANDRES OLIVOS: UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, DAVIS

MODELIZACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN RADICULAR Y LA ABSORCIÓN DE NUTRIENTES EN ALMENDROS

Para optimizar la eficiencia del uso de nutrientes en almendros fertirrigados es esencial que los fertilizantes inyectados en el sistema de riego se suministren en la concentración y momento óptimos para asegurar que los patrones de deposición coincidan con la máxima absorción de nutrientes por las raíces. El objetivo del proyecto es instrumentar los almendros con dispositivos de contenido de agua 5TE para monitorizar el movimiento de iones y agua con el fin de proporcionar datos específicos de la almendra para introducirlos en el modelo Hydrus 2D/3D. Los objetivos son determinar la distribución de las raíces, el movimiento del agua y los solutos y la dinámica de la absorción de nutrientes por las plantas. Estos parámetros, y la posterior optimización del rendimiento de Hydrus, se utilizarán para desarrollar las mejores herramientas de gestión de la fertilización para los cultivadores de almendros.

BENEFICIARIOS 2009

LAUREN KOLB: UNIVERSIDAD DE MAINE, ORONO

ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS DE MANEJO DE MALEZAS PARA CEREALES ORGÁNICOS: MEJORA DE LA INTERFAZ CULTIVO-MALEZA Y CONTROL FÍSICO DE LAS MALAS HIERBAS

Existen dos estrategias innovadoras y opuestas para mejorar la gestión de las malas hierbas en cereales cultivados con un aporte mínimo o nulo de herbicidas:

Potenciación de la competencia entre cultivos, que se consigue aumentando las poblaciones de plantas y sembrando con un patrón más uniforme Potenciación del control físico de las malas hierbas, que se consigue sembrando en hileras más anchas de lo habitual para permitir el intercalado con barridos (es decir, cultivando en hileras).

Mediante la medición del desarrollo del dosel del cultivo a lo largo de la temporada de crecimiento, Lauren espera caracterizar cómo la dinámica de leaf area index (LAI) varía entre las estrategias de siembra y determinar cómo esto se correlaciona con la supresión de las malas hierbas.

KEIR SODERBERG: UNIVERSIDAD DE VIRGINIA

NIEBLA, AEROSOLES Y CICLO DE NUTRIENTES EN EL DESIERTO DEL NAMIB

El desierto del Namib, en la costa suroccidental de África, es hiperárido en cuanto a precipitaciones, pero experimenta frecuentes episodios de niebla costera. Se ha sugerido que la niebla proporciona agua suficiente a ciertas plantas endémicas del Namib, algunas de las cuales sólo se dan en la zona de niebla (hasta 60 km tierra adentro). La beca G.A. Harris se utilizará para establecer cinco estaciones de vigilancia de la niebla a lo largo de un gradiente climático en el Namib central, utilizando mediciones de la humedad de las hojas, la temperatura del aire y la humedad relativa, junto con la radiación solar y los parámetros del suelo(humedad, temperatura y conductividad eléctrica). También se utilizarán análisis de isótopos estables de muestras para ayudar a cuantificar las cantidades de niebla, agua subterránea y agua del suelo que utilizan las plantas.

LYNETTE LAFFEA: UNIVERSIDAD DE COLORADO

MEDICIÓN DE LOS PROCESOS DE SECUESTRO DE CARBONO EN BOSQUES SUBALPINOS MEDIANTE MATRICES DE SENSORES INALÁMBRICOS

La escala es importante a la hora de modelizar las tasas de respiración del suelo. Este estudio despliega un conjunto de sensores ambientales y de respiración del suelo en el centro de investigación AmeriFlux de Niwot Ridge para explorar a qué escala (temporal y espacial) afectan los impulsores de la respiración del suelo al flujo respiratorio de CO2 desde el suelo del bosque. Este proyecto pondrá a prueba nuestras capacidades para medir la dinámica medioambiental del suelo a pequeñas escalas espaciales y a altas frecuencias temporales. Desarrollaremos nuevas estrategias para el despliegue de sensores y el uso de tecnología inalámbrica para mantener la recogida y el archivo de datos de alta frecuencia en una ubicación remota.

MENCIONES HONORÍFICAS: SARA BAGUSKAS, UC SANTA BABARA

Interacciones ecológicas entre los macrolíquenes epifitos (Ramalina mensiesii) y la niebla en la isla Santa Cruz, California

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JUSTIN BECHNELL, UNIVERSIDAD DE MINNESOTA

Humedad del suelo y absorción de carbono en bosques secos tropicales restaurados

ROBERT KEEFE, UNIVERSIDAD DE IDAHO

Optimización basada en modelos del momento de germinación de las semillas

TONI SMITH, UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOISE

Variaciones espaciotemporales del agua del suelo y sus efectos en el almacenamiento y el ciclo del carbono en una cuenca semiárida de piedemonte

JAMES PAREJKO, UNIVERSIDAD ESTATAL DE WASHINGTON

Determinación de la ecología y biogeografía de Pseudomonas spp. flourescentes productoras de fenazina en la rizosfera del trigo

JONGYUN KIM, UNIVERSIDAD DE GEORGIA

Modelización del uso de agua y fertilizantes en cultivos de invernadero para un riego eficiente

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