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- Effect of different substrates on the growth rate and water efficiency of Quercus suberPublication . Gusmão, Andressa Griebler; Toloto, Matheus de Oliveira; Segatelli, Ana; Fonseca, Felícia; Cortez, José Paulo; Figueiredo, Tomás de; Hernandez Hernandez, Zulimar; Gusmão, Andressa GrieblerThe cork oak (Quercus suber) is significant for its economic and environmental impact. In 2013, Picões (Trás-os-Montes, Portugal) experienced a major forest fire (14,912 ha), destroying over 256,64 ha of cork oak forests. Due to degraded soil and steep slopes in the area, forest regeneration wasn’t fully achieved. As part of Ecology Day, funded by EEA Grant, this study aims to reforest 32 ha on the slopes of the reservoir in Lagos do Sabor, constructed post-fire, focusing on the recovery of Mediterranean plant species. To achieve this, an experimental design was developed in a greenhouse using 800 cork oak seeds from the native forests of Picões. Several substrate treatments with different soil physical properties (porosity, apparent density, and humidity) were evaluated to investigate this species' growth and survival rate. Tests were conducted under controlled moisture and temperature (between 12 and 29 oC). Treatments included 200 seeds in each of the treatments: commercial substrate (SS), olive pomace compost (SC), and control in the sand with (SA) and without water stress (ST). The SS and SC substrates had similar nutritional characteristics, except for K, which was higher in SC. Preliminary data showed an early and higher germination rate in SS group. Significant differences were observed between treatments, particularly in the root biomass ratio: SA showed 26 %, SS 22 %, ST 22 %, and SC 19% relative to total biomass. Regarding water use efficiency, plants grown in the SC consumed less water per biomass unit (in terms of dry weight) than plants in SS and SA. This indicates that SC achieved equivalent biomass with reduced water use. This water use efficiency is expected to improve in future trials conducted under water-stressed conditions. The results highlight the importance of considering not only the physical but also the chemical properties of substrates, aiming for the survival of plants in a natural environment.
- Avaliação de boas práticas agrícolas para a conservação de solo e água na horta familiar de Portugal: o projeto HARVESTPublication . Gusmão, Andressa Griebler; Feniman, Eduardo; Figueiredo, Tomás de; Hernandez Hernandez, Zulimar; Gusmão, Andressa GrieblerO projeto PRR HARVEST – Valorizar a horta familiar de modo a educar para uma dieta mediterrânica, saudável e sustentável – tem por objetivo promover o consumo de alimentos provenientes da agricultura familiar para a salvaguarda da Dieta Mediterrânica que, além dum padrão alimentar saudável, contempla valores culturais baseados na sustentabilidade ambiental. Como atividade transversal foi elaborado um inquérito com 81 preguntas, 19% dedicadas a recolher informação sobre o uso de boas práticas agrícolas para a conservação de solo e água na horta familiar; o inquérito visou recolher informação de representatividade nacional e regional (NUTS Norte, Centro e região metropolitana de Lisboa); os horticultores inqueridos foram selecionados aleatoriamente em 7 áreas pilotos: 77% hortas urbanas, 17% hortas periurbanas e 6% hortas rurais, sendo a superfície media de cada talhão < 50 m2. O inquérito tem sido aplicado até o momento a 147 horticultores nas regiões centro e norte do país. Resultados preliminares mostraram que o 39% dos horticultores utilizam mobilização mínima (com recurso a ferramentas manuais) e o 60% fazem mobilização convencional (43% com motocultivador ou motoenxada e 17% com trator, para áreas de cultivo superiores a 200m2, embora esta situação apenas represente 18% dos inquiridos); representando a não-mobilização apenas 1%. Alem disso, um 66% dos solos são mobilizados duas ou mais vezes ao ano, coincidindo com mas dum ciclo de cultivo, o que indica uma alta pressão sobre o recurso solo. Quanto ao balanço de nutrientes, o 78% dos horticultores utilizam o estrume animal, o 14% algum composto orgânico comercial e um 15% usa algum fertilizante químico (em modo não biológico). O 39% produz seu próprio composto, sendo que o 16% utiliza somente esta fonte de fertilizante, e apenas o 1% tem como fonte exclusiva os fertilizantes químicos. O resultado do inquérito permitirá a realização de atividades de sensibilização e ciência cidadã de boas práticas de conservação do solo e da água.
- Evaluation of compost application on soil organic carbon sequestration and physic-chemical properties in olive grove agroecosystems of NE PortugalPublication . Toloto, Matheus de Oliveira; Lima, Arthur A.J.; Segatelli, Ana; Royer, Ana Caroline; Gusmão, Andressa Griebler; Hernandez Hernandez, Zulimar; Figueiredo, Tomás de; Gusmão, Andressa GrieblerGlobal carbon (C) cycle and atmosphere pollution remediation depended directly on C terrestrial sequestration and storage. In this context, soil organic carbon (SOC) plays an extremely important role by creating and enlarging C pools, such as organic amendments input over croplands. The present research aims to evaluate the outcomes from three types of compost (A, B and C) to a Leptosol, in an olive grove (NE Portugal) and its relationship with soil physic-chemical properties. The compost production is derived from an agroindustry by-product, namely olive pomace mixed with sheep manure and almond shell in different proportions. Preview studies showed no significant difference for SOC concentration on top layer soil (0-5 cm) for different dosage (10 and 40 ton ha-1) after 1 year application. The olive grove conservative management also presented no significant difference of SOC concentration among spatial distribution (elevation, x and y coordinates), which means there is practically no soil loss in 15% slope. Furthermore, the soil ΔpH (from KCl to H2O) presented variable charge of 1.21 in the control group, for that reason, the ΔpH was used as an indicator due the organic matter input. Besides, results presented a ΔpH of 0.98, 1.15 and 0.71, respectively for treatments A, B and C (10 ton ha-1) on 0-5 cm layer soil, with significant difference between treatments, which demonstrated to be originated exclusively from the organic matter, varying on the C quality of each one of the composts and not from the mineral fraction of the soil. For 40 ton ha-1 dosage, the treatments A and B presented significant difference compared to C (ΔpH 1.15, 1.18 and 0.56, respectively). In general terms, there is directly causeeffect over compost application and analytical analyzes, independently of dosage application and type of compost.
- Impacts of extensive sheep grazing on soil physical and chemical quality in open mountain forests, NE PortugalPublication . Fonseca, Felícia; Castro, Marina; Alves, Leonardo Kipper; Castro, José; Figueiredo, Tomás deGrazing and mechanical clearing are common techniques for vegetation management in open Mediterranean forests. Despite its recognized benefits in the prevention of high-intensity and severity forest fires, it is essential to consider its impacts on the physical and chemical soil properties. In an open mountain forest located in the NE of Portugal, soil samples were analyzed at depths 0–5, 5–10, and 10–20 cm collected at two moments: before mechanical clearing, (Control) and after 18 months of extensive sheep grazing, in areas without grazing, only mechanical clearing (MC) and in areas with both mechanical clearing and grazing (MCG). The results indicate that vegetation cutting has induced a significant decrease in extractable potassium, and an increase in the soil organic matter and total nitrogen. The exchangeable bases and the exchangeable acidity did not undergo expressive changes, as indicated by the pH values and the cation exchangeable capacity. After grazing, extractable phosphorus and potassium, organic matter, total nitrogen, exchangeable bases, and cation exchangeable capacity have increased significantly in the topsoil (0–5 cm), reducing soil acidity. Regarding physical properties, only soil permeability has been negatively affected by grazing. Mediterranean mountain open forests management with the combination of vegetation clearing and extensive sheep grazing proved to be effective in reducing vegetable fuel availability and improving soil quality.
- Erosão do solo em áreas de matos de montanha: efeito do fogo controladoPublication . Alves, Leonardo Kipper; Figueiredo, Tomás de; Royer, Ana Caroline; Nóvoa-Muñoz, Juan Carlos; Méndez-López, Melissa; Fonseca, FelíciaAtualmente, um dos maiores problemas ambientais ao nível do globo é a perda de solo por erosão hídrica. O agente erosivo pode provocar perdas significativas de nutrientes e matéria orgânica, principalmente quando a superfície do solo suporta um reduzido coberto vegetal. Em Portugal, o fogo controlado é uma prática comumente utilizada no controlo da disponibilidade de combustível e consequente redução do risco de incêndio. Contudo, esta prática remove em grande parte a cobertura vegetal, deixando o solo mais exposto aos processos erosivos. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do fogo controlado na erosão hídrica em áreas de matos do Parque Natural de Montesinho, NE Portugal. Após o fogo, foram instaladas 6 parcelas de erosão de 4 m2 cada (4 × 1 m), para avaliação da perda de solo e do escoamento superficial na área queimada. Os resultados englobam 8 meses de ensaio (março a dezembro de 2021), e as colheitas foram realizadas por cada evento de precipitação, perfazendo um total de 6 avaliações. O volume de água de escoamento e a perda de solo (massa de sedimentos) foram obtidos através de cálculos que englobaram o escoamento, os sedimentos transportados para o interior dos reservatórios de colheita do escoamento e os sedimentos depositados na parte frontal das parcelas de erosão (colocação de um dispositivo que permite a recolha dos sedimentos transportados). A quantidade média de perda de solo foi de 15,4 g m-2, o escoamento superficial médio foi de 1,4 mm, traduzindo-se num coeficiente de escoamento de 4,2%. Para avaliação das perdas de C e N, os sedimentos foram separados em 4 classes de tamanho (<0,2mm, 0,2-0,5mm, 0,5-2mm, >2mm) e analisadas em laboratórios as concentrações de C e N. A baixa precipitação total, durante o período de ensaio, ocasionou baixos valores de escoamento e, portanto, baixos valores de perda de solo, de C e de N
- Deteção remota apoiada por veículos aéreos não tripulados (VANT) aplicada à monitorização de áreas sujeitas a incêndios florestaisPublication . Barroso, Ana; Royer, Ana Carolina; Alves, Leonardo Kipper; Piovesan, Eloiza de Lima; Fernandes, M.; Teixeira, Bruno Rafael Silva; Alves, Diogo; Santos, Patrícia; Fonseca, Felícia; Pamplona, Jorge Manuel; Carvalho, Manuela; Henriques, Renato; Hernández, Zulimar; Delerue-Matos, Cristina; Figueiredo, Tomás de; Valente, TeresaOs incêndios florestais, nas últimas décadas, têm aumentado em termos de frequência, intensidade e extensão. Em consequência, têm também crescido as preocupações pelos efeitos ambientais negativos destes eventos, nomeadamente nas propriedades dos solos. A gravidade das modificações depende, entre outros aspetos, da intensidade e/ou severidade do fogo, topografia local e tipo de vegetação. A monitorização das áreas ardidas é pois essencial para compreender a evolução das propriedades do solo e sua interação com a vegetação, bem como as tendências de recuperação ao longo do tempo. É neste contexto que se reforça a utilidade das técnicas de deteção remota, proporcionando ferramentas eficazes para o acompanhamento de áreas florestais queimadas. Mais frequentemente, esta monitorização faz-se com recursamento ao processamento de imagens de satélite, antes e pós incêndio. As aplicações mais comuns referem o mapeamento ara obtenção de modelos digitais de superfície (MDS) e cálculo de índices de vegetação (NDVI) ou de áreas ardidas (NBR) e volume de biomassa. No entanto, as imagens de satélite apresentam algumas limitações, nomeadamente quanto à resolução espacial e temporal, condicionando assim a qualidade dos dados. Estas limitações são ultrapassadas com a utilização de veículos aéreos não tripulados (VANT), que possibilitam uma maior resolução espacial. No presente trabalho mostra-se um caso de aplicação deste tipo de tecnologia numa área situada no Parque Natural de Montesinho (Aveleda, Bragança, Portugal). São apresentados os resultados de levantamentos fotogramétricos, realizados antes e após um fogo controlado, que proporcionaram imagens obtidas com um VANT Dji Phantom 4RTK. O tratamento dos dados resultantes dos voos permitiu a obtenção de ortofotomapas e MDS, abrindo a possibilidade de estimar o volume de biomassa e avaliar a evolução do processo de revegetação natural. A realização de voos de pormenor, em pequenas secções da parcela, permite ainda um acompanhamento de elevada resolução do efeito do fogo em termos de perda de solo por erosão.
- Efeitos de curta duração do fogo controlado em propriedades físicas do solo: um exemplo em áreas de matos do Parque Natural de MontesinhoPublication . Piovesan, Eloiza de Lima; Royer, Ana Caroline; Alves, Leonardo Kipper; Poggere, Giovana; Figueiredo, Tomás de; Fonseca, FelíciaO fogo produz efeitos adversos no solo, alterando as suas propriedades físicas, químicas, biológicas e mineralógicas. O PNM apresenta 1/3 da sua área coberto por áreas de matos, que são altamente inflamáveis, e acompanhado das características mediterrânicas do ambiente, elevam o risco de incêndios. O fogo controlado é uma medida preventiva do risco de incêndio, diminuindo a biomassa combustível, admitindo-se ter baixo impacto sobre o solo, face à sua baixa intensidade. Este estudo focou-se nas alterações das propriedades físicas do solo, após a aplicação de fogo controlado numa área de matos do PNM, vizinha de um povoamento florestal de resinosas. As propriedades físicas foram analisadas em três momentos: antes, imediatamente pós fogo e dois meses pós fogo. Em 11 pontos de amostragem foram tomadas amostras não perturbadas na camada 0-5 cm, em anéis metálicos 100 cm3. As determinações laboratoriais incluíram permeabilidade saturada, densidade aparente, capacidade máxima para a água, capacidade de campo, porosidade (macro-, micro- e total). A densidade aparente e os macroporos aumentaram significativamente, assim como a capacidade máxima para água, a capacidade de campo, e o armazenamento de água, sofreram uma diminuição; para além disso, a porosidade total e a permeabilidade diminuíram, mesmo que não significativamente. Contudo, a combinação de todas essas mudanças consta que a dinâmica hidrológica do solo se alterou após o fogo, entretanto, tendendo a voltar ao estágio anterior ao fogo controlado, no momento dois meses após o fogo. Entende-se que a contribuição deste trabalho para a investigação dos impactos do fogo controlado nas propriedades físicas do solo em áreas de matos permite um conhecimento mais amplo dos efeitos a curto prazo nesta no Parque Natural de Montesinho, NE Portugal.
- 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.
- 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.
- 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.