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The effect of vegetal mulching on soil surface temperature in semiarid Brazil

João L.M.P. de Lima
João L.M.P. de Lima
, 
José R.L. da Silva
José R.L. da Silva
, 
Abelardo A.A. Montenegro
Abelardo A.A. Montenegro
, 
Valdemir P. Silva
Valdemir P. Silva
 y 
João R.C.B. Abrantes
João R.C.B. Abrantes
   | 30 may 2021
Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment's Cover Image
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Article Category: Research Article
Publicado en línea: 30 may 2021
Páginas: 185 - 195
Recibido: 28 ene 2019
Aceptado: 07 dic 2020
DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2020-0016
Palabras clave
© 2021 João L.M.P. de Lima et al., published by Sciendo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Figure 1

Location of the study area in the Alto Ipanema catchment (Pernambuco, Brazil)Abbildung 1. Lage der Untersuchungsfläche im Einzugsgebiet des Alto Ipanema (Pernambuco, Brasilien)
Location of the study area in the Alto Ipanema catchment (Pernambuco, Brazil)Abbildung 1. Lage der Untersuchungsfläche im Einzugsgebiet des Alto Ipanema (Pernambuco, Brasilien)

Figure 2

Schematic representation of the monitoring procedure: thermocouple sensors, infrared camera, soil cover treatments (dried elephant grass straw, dried cashew tree leaves and coconut powder on removable frames as well as the bare soil)Abbildung 2. Schematische Darstellung des Monitoringverfahrens: Thermoelementsensoren, Infrarotkamera und Bodenbedeckungsvarianten (Elefantengrasstroh, Kaschubaumblätter und Kokusnusspulver auf entfernbaren Rahmen sowie der vegetationslose Boden)
Schematic representation of the monitoring procedure: thermocouple sensors, infrared camera, soil cover treatments (dried elephant grass straw, dried cashew tree leaves and coconut powder on removable frames as well as the bare soil)Abbildung 2. Schematische Darstellung des Monitoringverfahrens: Thermoelementsensoren, Infrarotkamera und Bodenbedeckungsvarianten (Elefantengrasstroh, Kaschubaumblätter und Kokusnusspulver auf entfernbaren Rahmen sowie der vegetationslose Boden)

Figure 3

Soil surface temperature recorded with thermocouples for the bare soil and for the three types of mulch: elephant grass straw (top), cashew tree leaves (middle) and coconut powder (bottom).Abbildung 3. Mittels Thermoelementen gemessene Oberflächentemperatur des Bodens vom nackten Boden und drei Mulchvarianten: Elefantengrasstroh (oben), Kaschubaumblätter (Mitte) und Kokusnusspulver (unten).
Soil surface temperature recorded with thermocouples for the bare soil and for the three types of mulch: elephant grass straw (top), cashew tree leaves (middle) and coconut powder (bottom).Abbildung 3. Mittels Thermoelementen gemessene Oberflächentemperatur des Bodens vom nackten Boden und drei Mulchvarianten: Elefantengrasstroh (oben), Kaschubaumblätter (Mitte) und Kokusnusspulver (unten).

Figure 4

Soil surface temperatures of the different soil mulching covers and respective densities, and for bare soil, for both day and night periodsAbbildung 4. Oberflächentemperatur des Bodens bei verschiedenen Mulchauflagen und Mengen sowie dem nackten Boden während des Tages und der Nacht
Soil surface temperatures of the different soil mulching covers and respective densities, and for bare soil, for both day and night periodsAbbildung 4. Oberflächentemperatur des Bodens bei verschiedenen Mulchauflagen und Mengen sowie dem nackten Boden während des Tages und der Nacht

Figure 5

Soil surface temperature variations for both day and night periods compared to the bare soil (recorded with the thermocouple), of the different mulching treatments. Mean values from data recorded between 10:00 a.m. of October 31, 2014 and 8:00 a.m. of November 4, 2014.Abbildung 5. Die Abweichungen der Oberflächentemperatur des Bodens der Mulchvarianten vom nackten Boden während des Tages und der Nacht (mittels Thermoelement gemessen). Es werden Mittelwerte der vom 31. Oktober 2014, 10:00 Uhr, bis zum 4. November 2014, 8:00 Uhr, aufgenommen Daten gezeigt.
Soil surface temperature variations for both day and night periods compared to the bare soil (recorded with the thermocouple), of the different mulching treatments. Mean values from data recorded between 10:00 a.m. of October 31, 2014 and 8:00 a.m. of November 4, 2014.Abbildung 5. Die Abweichungen der Oberflächentemperatur des Bodens der Mulchvarianten vom nackten Boden während des Tages und der Nacht (mittels Thermoelement gemessen). Es werden Mittelwerte der vom 31. Oktober 2014, 10:00 Uhr, bis zum 4. November 2014, 8:00 Uhr, aufgenommen Daten gezeigt.

Figure 6

Box plot of soil surface temperatures recorded with the thermo-couples of the different soil cover treatmentsAbbildung 6. Box-Plots der Oberflächentemperatur des Bodens der verschiedenen Bodenbedeckungsvarianten
Box plot of soil surface temperatures recorded with the thermo-couples of the different soil cover treatmentsAbbildung 6. Box-Plots der Oberflächentemperatur des Bodens der verschiedenen Bodenbedeckungsvarianten

Figure 7

Thermograms of the soil surface for the different soil cover treatments, recorded at 10:00 a.m. and 2:00 p.m. of October 31, 2014.Abbildung 7. Thermogramme der Bodenoberfläche der verschiedenen Bodenbedeckungsvarianten, aufgenommen vom 31. Oktober 2014, 10:00 Uhr, bis zum 4. November 2014, 8:00 Uhr.
Thermograms of the soil surface for the different soil cover treatments, recorded at 10:00 a.m. and 2:00 p.m. of October 31, 2014.Abbildung 7. Thermogramme der Bodenoberfläche der verschiedenen Bodenbedeckungsvarianten, aufgenommen vom 31. Oktober 2014, 10:00 Uhr, bis zum 4. November 2014, 8:00 Uhr.

Figure 8

Daily fluctuations of the difference between the soil surface temperature of mulching treatments (TMS) and bare soil (TBS). Thermal data (spatially averaged) obtained from the thermograms recorded with the infrared camera.Abbildung 8. Die täglichen Schwankungen der Differenz von der Oberflächentemperatur der Mulchvarianten (TMS) und des nackten Bodens (TBS). Die Daten der Thermogramme wurden mittels Infrarotkamera aufgenommen.
Daily fluctuations of the difference between the soil surface temperature of mulching treatments (TMS) and bare soil (TBS). Thermal data (spatially averaged) obtained from the thermograms recorded with the infrared camera.Abbildung 8. Die täglichen Schwankungen der Differenz von der Oberflächentemperatur der Mulchvarianten (TMS) und des nackten Bodens (TBS). Die Daten der Thermogramme wurden mittels Infrarotkamera aufgenommen.

Mean values of soil surface temperatures for different mulching covers, for day and night periodsTable 1. Mittelwerte der Oberflächentemperatur des Bodens der verschiedenen Bodenbedeckungsvarianten für die Tag- und Nachtperioden

Soil cover treatment Mulch density (t ha−1) Mean temperature (°C)
Day Night
Bare soil 0 39.13a 22.18f
Elephant grass straw 2 36.69ab 25.77bcd
4 32.87cd 23.71e
8 30.02def 26.64ab
Cashew tree leaves 2 32.01cde 26.13abc
4 29.41ef 27.01a
8 30.31def 26.56ab
Coconut powder (coir dust) 2 34.09bc 26.25abc
4 31.26cdef 25.32cd
8 28.22f 24.18d

a) Basic statistics of soil surface temperature register from October 31 to November 4, 2014; b) Data obtained from the soil surface thermograms of the different soil cover treatments, recorded at 10:00 a.m. and 2:00 p.m. of October 31, 2014 (see Figure 7)Table 2. a) Grundlegende Statistiken der Temperaturdaten vom 31. Oktober 2014 bis zum 4. November 2014, 8:00 Uhr; b) Daten der Thermogramme der Bodenoberfläche der verschiedenen Bodenbedeckungsvarianten, aufgenommen vom 31. Oktober 2014, 10:00 Uhr, bis zum 4. November 2014, 8:00 Uhr (vgl. Abbildung 7)

a)
Soil cover treatment Mulch density (t ha−1) Temperature (°C)
Mean Mode Median Max. Min. S.D.
Bare soil 0 30.4 24.0 24.6 53.1 18.4 10.2
2 31.1 25.3 27.7 52.0 23.0 7.3
Elephant grass straw 4 28.2 34.4 25.7 41.4 21.0 5.7
8 28.2 29.9 27.5 35.9 24.2 2.7
2 29.0 32.5 27.6 39.5 24.0 3.9
Cashew tree leaves 4 28.1 29.2 27.3 34.0 25.0 2.1
8 28.3 30.6 28.1 36.2 24.6 2.8
2 30.0 23.1 26.8 47.2 23.1 5.9
Coconut powder (coir dust) 4 28.2 23.1 25.6 43.0 22.4 4.5
8 26.4 24.6 24.6 33.0 22.9 2.6
Max stands for maximum. Min stands for minimum. S.D. stands for standard deviation.
eISSN:
2719-5430
Idioma:
Inglés
Calendario de la edición:
4 veces al año
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Life Sciences, Ecology, other
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