Browsing by Author "Dafonte, Jorge"
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- Comparing effects of tillage treatments performed with animal traction on soil physical properties and soil electrical resistivity: preliminary experimental resultsPublication . García-Tomillo, Aitor; Figueiredo, Tomás de; Almeida, Arlindo; Rodrigues, João Brandão; Dafonte, Jorge; Paz-González, Antonio; Nunes, João; Hernández, ZulimarSoil Compaction results from compressive forces applied to compressible soil by machinery wheels, combined with tillage operations. Draft animal‐pulled equipment may also cause soil compaction, but a huge gap exists on experimental data to adequately assess their impacts and, actually, animal traction is an option seen with increasing potential to contribute to sustainable agriculture, especially in mountain areas. This study was conducted to assess the impacts on soil compaction of tillage operations with motor tractor and draft animals. In a farm plot (Vale de Frades, NE Portugal) treatments were applied in sub‐plots (30 m x 3 m), consisting in a two way tillage with tractor (T), a pair of cows (C) and a pair of donkeys (D). Undisturbed soil samples (120) were taken before and after operations for bulk density (BD) and saturated hydraulic conductivity (Ks). The relative changes in BD observed after tillage in the 0-0.05 m soil depth increased after operations in all treatments. The increase was higher in the tractor sub-plot (15%) than in those where animal traction was used (8%). Before operation Ks class was rapid and fast in all samples, and after operation this value was reduced to 33% in T, whereas it reached 83% in C. Electrical Resistivity Tomography (ERT) was useful as a tool to identify the alterations caused by tillage operations on soil physical status. These preliminary results confirm the potential of animal traction as an option for mountain agri‐environments, yet it requires much wider research to soundly ground its assets.
- Efectos comparados de modalidades de laboreo utilizando tracción animal en las propiedades físicas del suelo: resultados preliminares del ensayo experimentalPublication . García Tomillo, Aitor; Figueiredo, Tomás de; Almeida, Arlindo; Paz-González, Antonio; Dafonte, Jorge; Rodrigues, João Brandão; Nunes, João; Douglas, BandeiraLa compactación del suelo es causada por las fuerzas que compresión aplicadas al suelo mediante la maquinaria agrícola así como las operaciones de labrado, siendo particularmente preocupantes cuando el suelo está húme- do y sufre más riesgos de deformación. La tracción animal (e incluso la humana) también puede causarla, si bien no ha sido estudiada en profundidad. Hoy en día la tracción animal surge como alternativa sostenible a la meca- nizada, en especial en áreas de montaña. Este estudió se llevo a cabo para evaluar el impacto en la compacta- ción del suelo del laboreo utilizando tracción mecánica y tracción animal. La parcela estudiada está situada en Vale de Frades, NE de Portugal. En ella se aplicaron los tratamientos en sub-parcelas (30x3m), que consistían en dos pases con tractor, un par de vacas y un par de burros; siendo los aperos de volteo (arado romano) y de corte (cultivador y escarificador). Se tomaron 120 muestras de suelo antes y después de las labores para estu- diar diferentes propiedades físicas del suelo: densidad aparente, porosidad y conductividad hidráulica.Los resul- tados de este ensayo si bien parecen mostrar la tracción animal como una alternativa sostenible a la motoriza- ción, no son todavía concluyentes, haciendo necesarios estudios futuros.
- Efeito sobre propriedades hidráulicas do solo de mobilizações com tração animal: resultados de ensaio no NE PortugalPublication . Figueiredo, Tomás de; García-Tomillo, Aitor; Almeida, Arlindo; Rodrigues, João Brandão; Paz-González, Antonio; Dafonte, Jorge; Nunes, João; Hernández, Zulimar; Bandeira, Douglas HenriqueEste trabalho propõe-se comparar o efeito sobre propriedades hidráulicas do solo de mobilizações com modalidades de tração animal e motorizada. O estudo centrou-se nas curvas de dessecação de amostras não perturbadas, tomadas em ensaio experimental em Vale de Frades, NE de Portugal. Foram aplicados, em 2 passagens, 5 tratamentos em parcelas agrícolas (30mx3m): Trator com escarificador, Vacas com arado, Vacas com cultivador, Burros com arado, Burros com cultivador (animais em parelha). Foram colhidas 30 amostras na camada 0-5 cm (3 por parcela), em cilindros de 100 cm3, antes e depois dos tratamentos. Em laboratório, as amostras foram submetidas a ensaio de permeabilidade, após o que foi acompanhada a sua perda de peso ao longo de 11 dias. Foram calculados: permeabilidade saturada, densidade aparente, porosidade total, teor de humidade e porosidade drenada em intervalos de tempo crescentes. As curvas exponenciais de dessecação obtiveram-se por regressão. Registaram-se diferenças significativas entre tratamentos nos teores de humidade até 4 dias de dessecação, com valores menores no trator relativamente aos tratamentos com tração animal. Os tratamentos conduziram à redução da porosidade total, da permeabilidade, da porosidade de retenção às 24h (significativa), sendo os impactos mais expressivos no tratamento com trator. Os resultados revelam-se promissores como contributo para estimular futura investigação sobre tração animal e sua aplicação na agricultura de montanha.
- Effects of machinery trafficking in an agricultural soil assessed by electrical resistivity tomography (ERT)Publication . García-Tomillo, Aitor; Figueiredo, Tomás de; Dafonte, Jorge; Almeida, Arlindo; Paz-González, AntonioSoil compaction is a serious problem, which is aggravated due to its difficulty to locate and reverse. Electrical resistivity tomography (ERT) is a non-invasive geophysical method that can be used to identify compacted areas, soil horizon thickness and assess soil physical properties. This study assesses the relationship between ERT and soil compaction. Data were collected on a 4-m transect in a fallow plot located at Braganca (Portugal). Measurements were performed before and after tillage and tractor passage. Soil samples at different depths (0-0.05, 0.05-0.1 and 0.1-0.2 m depth) were taken to determine: soil bulk density, porosity, saturated hydraulic conductivity and soil water content. The effect of tillage and tractor passage was more significant on the first 0.05 m depth. In the wheel track areas, ERT suffered a reduction of about 40%, saturated hydraulic conductivity decreased by 70% and bulk density increased by 24%. These results proved that ERT can be a useful tool for assessing soil compaction.
- Electrical resistivity tomography for soil moisture estimation in terraced vineyards: a case study in the Douro Region, PortugalPublication . Figueiredo, Tomás de; García-Tomillo, Aitor; Dafonte, Jorge; Paz-González, Antonio; Fonseca, Felícia; Royer, Ana Carolina; Bandeira, Douglas Henrique; Hernández, ZulimarThe Douro Region (Portugal), with an extension of ca. 43 000 ha of vineyards, is one of the most important wine regions in Europe and listed as a World Heritage site (UNESCO 2001). This is a supplementary reason for actions to preserve its natural resources such as soil and water. The regional topography exposes soils to severe erosion risk. In order to mitigate these risks, vineyards are installed in conservation structures typical of this area, called Terraços or Socalcos (Terraces). These structures require important earth movement to secure them properly which results in strong disturbance of soil structure and soil water movement. The aim of this study is to compare soil water content of a terraced vineyard in the wet season (January) with that in the dry season (July), using Electrical Resistivity Tomography (ERT). ERT has been broadly used to assess soil water moisture, also in vineyards. However, in this case it is necessary to take into account the complex topography of the terraces in order to obtain a reliable soil profile model. The study was carried out in a terraced vineyard at Peso da Régua. ERT transects were measured in three neighbouring areas of the vineyard: Terrace, Inter-terrace and Terrace. Transects in the Terrace areas were parallel to the slope while transects in the Inter-terrace area were perpendicular to the slope. Six transects were carried out (three in January and three in July in the same positions). Electrode spacing along the 20 m transects was 0.5 m. Also, soil samples were taken at 4 depths (0.0 - 0.5 m; 0.5 - 0.10 m; 0.10 - 0.20 m; >0.20 m) for gravimetric water content determination. ERT data obtained were inverted taking into account the topography, to obtain soil electrical resistivity profiles. For this case study, ERT results provided an adequate representation of soil moisture profiles, offering possibilities of fast and detailed appraisal of soil water content and distribution in terraced vineyards.
- Estudio con tomografía de resistividad eléctrica del efecto del tráfico de maquinaria en un suelo agrícolaPublication . García-Tomillo, Aitor; Figueiredo, Tomás de; Dafonte, Jorge; Almeida, Arlindo; Paz-González, AntonioLa compactación es un grave problema cuya incidencia aumenta ya que es difícil de localizar y revertir al tratarse de un fenómeno sub-superficial. La tomografía de resistividad eléctrica (TRE) es un método geofísico no invasivo que se puede usar para identificación de áreas compactadas, espesor de horizontes y clasificación de propiedades físicas del suelo. Este trabajo estudia la relación entre la resistividad eléctrica del suelo y la compactación del mismo. Los datos de TRE se tomaron en un transecto de 4 m en una parcela en barbecho en el Campus de la Universidad de Bragança (Portugal). Se realizaron medidas de TRE antes y después del laboreo y paso del tractor. Se tomaron muestras de suelo (0-0,05; 0,05-0,1 y 0,1-0,2 m de profundidad) antes y después del paso del tractor para estudiar: Humedad, densidad aparente, conductividad hidráulica saturada y porosidad del suelo. Se observó que el efecto del laboreo y paso del tractor afectó de manera más importante en los primeros 0,05 m de suelo. En las zonas correspondientes a las rodadas del tractor la resistividad eléctrica sufrió una reducción del orden de un 40%, la conductividad hidráulica saturada disminuyó un 70% y la densidad aparente aumentó en un 24%
- Perfiles de resistividad eléctrica del suelo en terrazas de viñedoPublication . Figueiredo, Tomás de; García-Tomillo, Aitor; Dafonte, Jorge; Bandeira, Douglas Henrique; Royer, Ana Caroline; Paz González, AntonioLa región del "Douro" tiene una extensión de 250000 ha, siendo 46000 ha viñedos, que producen diferentes tipos de vinos entre los que destaca el Oporto, cuya exportación contribuye decisivamente a la economía tanto de este área como de Portugal. Esta región fue reconocida en 2001 por la UNESCO como Patrimonio de la Humanidad, con lo que es de extrema importancia la conservación y sostenibilidad de los recursos, como son agua y suelo. Las topografía de esta región la hace especialmente vulnerable a la erosión, lo que ha llevado a la implantación de estructuras de conservación denominadas "terrazas", tan características de la zona, siendo necesario para su sujeción la construcción de patamares y taludes, alterando tanto la estructura interna del suelo como la circulación de agua. El objetivo de este estudio es evaluar la humedad del suelo en un viñedo en terrazas mediante el uso de la Tomografía de Resistividad Eléctrica (TRE). La TRE ha sido ampliamente utilizada para evaluar el contenido de humedad del suelo, pero en este caso en particular se ha incorporado la variable topográfica al modelo para obtener un mapa más efectivo. El estudio se desarrolló en la los viñedos en terraza en Peso da Régua, (Portugal). Se llevaron a cabo tanto en la parte cóncava como convexa de la terraza 8 transectos de TRE, 4 paralelos y 4 perpendiculares a la pendiente. Se tomaron muestras de humedad del suelo a 4 profundidades en el caso de los patamares superior, intermedio e inferior (0,0 - 0,5 m; 0,5 - 0,10 m; 0,10 - 0,20 m; >0,20 m) y a dos profundidades para el caso de los taludes superior e inferior (0,0 - 0,5 m y 0,5 - 0,10 m). Los datos de los perfiles perpendiculares a la pendiente fueron invertidos teniendo en cuenta los datos topográficos. Los perfiles de TRE obtenidos muestran la zona convexa con un mayor contenido de agua que la zona cóncava tanto en la parte más superficial como en profundidad, en consonancia con los datos obtenidos en el muestreo.
- Perfiles de resistividad eléctrica del suelo en terrazas de viñedoPublication . García-Tomillo, Aitor; Figueiredo, Tomás de; Dafonte, Jorge; Bandeira, Douglas Henrique; Royer, Ana Caroline; Fonseca, Felícia; Paz González, AntonioLos viñedos de la Región del Douro, con 460 km2, contribuyen de manera decisiva a la economía de la región, así como a la de Portugal. La región del Douro fue reconocida en 2001 por la UNESCO como Patrimonio de la Humanidad, haciendo que la conservación y sostenibilidad de los recursos, como el agua y suelo, sean de extrema importancia. La topografía de esta Región la hace especialmente vulnerable a la erosión, lo que ha llevado a la implantación de estructuras de conservación, las terrazas, cuya construcción altera la estructura interna del suelo y la circulación de agua, tanto dentro como fuera del perfil. El objetivo de este estudio fue evaluar el contenido de agua en un viñedo en terrazas mediante el uso de la Tomografía Eléctrica Resistiva (TER). La TER ha sido ampliamente utilizada para evaluar el contenido de humedad del suelo, incorporando en este caso la variable topográfica al modelo para obtener un mapa más real. El estudio se desarrolló en los viñedos en terraza en Peso da Régua, (Portugal). Se realizaron 8 transectas de TER en las zonas cóncava y convexa de la ladera con terrazas, 4 paralelas (2 de ellos con una separación entre electrodos de 0,5 m y 2 de ellos con separación de 0,2 m) y 4 perpendiculares a la pendiente (0,5 m de separación entre electrodos). Se tomaron muestras de suelo para determinar el contenido de agua del suelo a 4 profundidades en el caso de los patamares (terraplenes) superior, intermedio e inferior (0,0 - 0,05 m; 0,05 - 0,10 m; 0,10 - 0,20 m; >0,20 m) y a dos profundidades para el caso de los taludes superior e inferior (0,0 - 0,05 m y 0,05 - 0,10 m). La zona convexa presentó en todas las profundidades estudiadas un mayor contenido de humedad (>2%-5%) que las mismas áreas en la zona cóncava. Los perfiles de TER obtenidos están en consonancia con los valores del contenido de agua del suelo obtenidos mediante el muestreo al comparar las dos subáreas (convexa y cóncava), tanto en la capa superficial como en profundidad; poniendo de manifiesto que incorporando la topografía como variable al cálculo de los perfiles de Resistividad Eléctrica, se obtienen perfiles que describen apropiadamente la distribución del agua del suelo en viñedos cultivados en terrazas.
- Soil electrical resistivity profiles in terraced areas: methodological approaches and application to the Douro vineyards, PortugalPublication . Dafonte, Jorge; García-Tomillo, Aitor; Figueiredo, Tomás de; Paz-González, Antonio; Fonseca, FelíciaTerracing is an important method of soil erosion control and water conservation. Terraced vineyards are very common in the Douro region. The modern terraces are cutted into the mountainsides using earth moving equipment; they are separated by tall earth banks. Electrical resistivity tomography (ERT) is widely used in vineyard surveys; however most of the ERT surveys are conducted on uneven terrain where topography effects may produce misleading anomalies. Therefore, it is very important to understand the topography effects to remove them during interpretation of the model. In summary, there are two ways to remove the topography effect: the modelling approach, and the resistivity incorporating topography. The results presented in this study are derived from data collected in a vineyard located in Peso da Régua‐Portugal (N ‐ 41º 09´ 587 W ‐ 7º 45´989). The 2D resistivity tomography was obtained using ABEM Lund Imaging system and a multielectrode wenner array with 21 electrodes and 0.5 m interelectrodes separation. The wenner array is commonly used in profiling methods because it is more sensitive to vertical changes than to horizontal changes in subsurface resistivity and it is better adapted to subhorizontal geological structures. The inversion software Res2Dinv was used to calculate resistivity sections, the apparent resistivity data from the 2D survey were inverted using a least‐square method to obtain a pseudo‐resistivity 2D‐ including topographic variations, with finiteelement method that incorporates the topography into the modelling mesh used. The used type of topography modelling was distorted finite‐elements grid with damped distortion. The soil resistivity profile which is expected in this type of terraces, with low resistivity values in the toe of the slope corresponding to higher soil water content. So it is remarkable the incorporation of topographic data for the correct interpretation of the resistivity measurements obtained with the ERT.
- Tomografía de resistividad eléctrica del suelo en terrazas de viñedo de la región del Douro, PortugalPublication . Figueiredo, Tomás de; García-Tomillo, Aitor; Royer, Ana Caroline; Dafonte, Jorge; Bandeira, Douglas Henrique; Fonseca, Felícia; Paz-González, AntonioCon una extensión de 460 Km² de viñedos, la región del “Douro” es reconocida por la UNESCO como Patrimonio de la Humanidad, siendo de extrema importancia la conservación y sostenibilidad de sus recursos. La topografía de esta región la hace especialmente vulnerable a la erosión, lo que ha llevado a la implantación de estructuras de conservación denominadas "terrazas", tan características de la zona, siendo necesario para su sujeción la construcción de patamares y taludes, alterando tanto la estructura interna del suelo como la circulación de agua. Utilizando la Tomografía Eléctrica Resistiva (TER), el objetivo de este estudio fue evaluar la dinámica del agua en los perfiles de terrazas de un viñedo, incorporado la variable topográfica al modelo para obtener un mapa del perfil del suelo más efectivo. El estudio se desarrolló en invierno (enero) y verano (julio) de 2019 en los viñedos en terraza en Peso da Régua (Portugal). Se llevaron a cabo 8 transectos TER, 4 paralelos y 4 perpendiculares a la pendiente. Se tomaron muestras de humedad del suelo a 4 profundidades en el caso de los patamares superior, intermedio e inferior (0,0 - 0,05 m; 0,05 - 0,10 m; 0,10 - 0,20 m; >0,20 m) y a dos profundidades para el caso de los taludes superior e inferior (0,0 - 0,05 m y 0,05 - 0,10 m). En las muestras de la capa 0,0 - 0,05 m fueron determinadas: permeabilidad inicial y final (Ki, Kf), densidad real (Dr) y aparente (Dap), capacidad máxima para el agua (CMA), capacidad de campo (CC), Porosidad (P), Microporosidad (MicroP) y Macroporosidad (MacroP). Los datos de los perfiles perpendiculares a la pendiente fueron invertidos teniendo en cuenta los datos topográficos. Para las propiedades del suelo Dr, CMA, CC, P, MacroP y MicroP fueron encontrados mayores valores para el invierno, con diferencia estadísticamente significativa entre las estaciones. Los perfiles de TER obtenidos muestran zonas de menor resistividad en los taludes. La humedad de las muestras reveló una similitud entre la capa superficial de los taludes y la profundidad 0,05 - 0,10 m de los patamares, lo que sugiere una conexión hídrica subsuperficial entre talud y patamar.