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Long‐term Variation in Agricultural Edge‐of‐Field Phosphorus Transport during Snowmelt, Rain, and Mixed Runoff Events
Authors: Hoffman A. R. , Polebitski A. S. , Penn M. R. , Busch D. L. 
Published: May 2019

Runoff of nutrients and erosion of soil from agricultural lands affect soil fertility and are important nonpoint contributors of P and N to surface and ground waters, yet studies of edge‐of‐field nutrient transport from snowmelt or rainfall runoff on frozen ground are limited. The objective of this study was to quantify the temporal and spatial variation in edge‐of‐field snowmelt, rain, and mixed (rain on snow) runoff events for sediment and P loadings in five agricultural subwatersheds over a 12‐yr period. Edge‐of‐field runoff events from five subwatersheds at Pioneer Farm near Platteville, WI, ranging in size from approximately 4 to 30 ha were sampled using automated samplers from 2002 through 2014 to determine sediment and P yields (mass loads). Mean dissolved reactive P (DRP) runoff concentrations for each event type (rain = 1.24 mg L−1, snow = 1.90 mg L−1, mix = 2.23 mg L−1) were above total P (TP) water quality guidelines for surface waters. The percentages of TP that was DRP for snow, mixed, and rain events were 74, 84, and 39%, respectively. Although variation in total annual P yield in edge‐of‐field runoff was noted between years and among sites within a given year, when aggregated over the study period, the subwatersheds showed similar transport characteristics with respect to DRP and TP yield. This study highlights the importance of examining long‐term datasets in quantifying annual yields and understanding the timing of DRP and TP transport for developing best management practices and improving model accuracy in cold weather agricultural systems.Core Ideas
Runoff events were monitored in five agricultural subwatersheds over 12 yr.
Edge‐of‐field total P yield and P transport timing showed interannual variability.
P yields during events were not significantly different among sites.
Snowmelt and mixed precipitation runoff mobilized a higher proportion of soluble P.
Conditions during spring thaw affect rain‐driven P yields in subsequent months.
Correlations between Two Alkali Extractable Amino‐Nitrogen Tests and Response to Organic Fertilizer in Turfgrass Soils
Authors: Moore David B. , Guillard Karl , Geng Xingyuan , Morris Thomas F. , Brinton William F. 
Published: May 2019

Core IdeasThere are limited data to determine if the Illinois Soil Nitrogen Test and Solvita Labile Amino Nitrogen test are correlated.Across a 6‐yr study, Illinois Soil Nitrogen Test and Solvita Labile Amino Nitrogen were significantly and positively correlated.Illinois Soil Nitrogen Test and Solvita Labile Amino Nitrogen concentrations increased linearly across organic fertilizer rates.Illinois Soil Nitrogen Test concentrations increased at a greater rate than Solvita Labile Amino Nitrogen concentrations.The Solvita Labile Amino Nitrogen test may offer an easy and rapid soil analysis to guide N fertilization.The Illinois soil nitrogen (N) test (ISNT) and the Solvita Labile Amino‐Nitrogen (SLAN) test are chemical analyses that estimate the concentrations of soil labile N. The SLAN uses the same reagent as the ISNT but is a relatively new test with limited field data available. This study was conducted across 6 yr (2008–2013) to determine if concentrations of SLAN–N and ISNT–N are correlated in soils under predominantly Kentucky bluegrass (Poa pratensisL.) and tall fescue [Schedonorus arundinaceus(Schreb.) Dumort.] lawn turf and to compare the response of SLAN–N and ISNT–N concentrations in relation to varying organic fertilizer rates. Separate randomized complete block field experiments were established in Connecticut on the two species with varying rates of an organic fertilizer to create a wide range of labile soil N concentrations. Soil samples were collected in the spring of each year and analyzed for concentrations of ISNT–N and SLAN–N. For all years and each species, and for pooled years and species, SLAN–N concentrations were positively and significantly (P< 0.05) correlated with ISNT–N concentrations. Correlations were strongest (r> 0.80) at Year 6 of the study. Furthermore, SLAN–N and ISNT–N concentrations increased linearly (P< 0.05) in response to organic fertilizer rate, but the rate of change was greater for ISNT–N. The data suggest that the SLAN test is generally well correlated with the ISNT and may offer an easy and rapid soil analysis to guide N fertilization.
Determining Millimeter‐Scale Maps of Cation Exchange Capacity at Macropore Surfaces in Bt Horizons
Authors: Leue Martin , Beck-Broichsitter Steffen , Felde Vincent J.M.N.L. , Gerke Horst H. 
Published: May 2019

Core Ideas
Coatings determine the cation exchange capacity (CEC) of macropore surfaces.
We predicted the millimeter‐scale, 2D spatial distribution of CEC at intact macropores.
The approach combined infrared spectroscopy and CEC measurements of small samples.
The CEC distribution in clay–organic coatings was similar for two different Bt horizons.
During preferential flow in structured soils, solute transport is largely restricted to a complex network of macropores. Clay–organic coatings of macropore surfaces determine soil physicochemical properties relevant for mass transport and carbon and nutrient turnover, such as the cation exchange capacity (CEC). However, due to the lack of an appropriate measurement approach, the small‐scale spatial distributions of the CEC and its quantities are unknown to date. The objective of this work was to develop a method for predicting the millimeter‐ to centimeter‐scale, two‐dimensional spatial distribution of the CEC at intact macropore surfaces. Diffuse reflectance infrared Fourier transform (DRIFT) spectroscopy was used to analyze bulk soil and separated coating material and for intact macropore surfaces as DRIFT mapping. To determine effective CEC (CECeff), a reduction of soil mass down to 0.5 g for use in the standard barium chloride batch method was tested to account for the limited amount of soil material that can be separated from thin macropore coatings. Linear and partial least squares regression analyses were applied to predict the CECeff distribution at intact macropore surfaces for samples from Luvisol Bt horizons from loess (L) and glacial till (T) using DRIFT spectral data. The highest CECeff values were found for coatings and pinhole fillings rich of clay–organic material (L: 38 cmol kg−1; T: 29 cmol kg−1) compared with low CECeff values of uncoated cracks and earthworm burrows that were similar to those of bulk soil (L: 21 cmol kg−1; T: 14 cmol kg−1). The location of millimeter‐ to centimeter‐sized regions with increased CECeff levels at intact macropore surfaces corresponded with the location of clay–organic coatings. The proposed method allows determining the CEC at macropore surfaces to quantify their effect on nutrient transport by preferential flow as well as on plant nutrient supply in macropores that may serve as preferential growth paths for plant roots.
High-pressure phase stability and elasticity of ammonia hydrate
Authors: Li Xinyang , Shi Weigang , Liu Xiaodi , Mao Zhu 
Published: May 2019

Abstract
Phase stability and elasticity of ammonia hydrate have been studied using Raman spectroscopy and Brillion scattering in diamond-anvil cells up to 53 GPa at 300 K. Here we have established the high-pressure phase diagram of ammonia hydrate in three different compositions, including ammonia monohydrate (AMH, NH3·H2O), dihydrate (ADH, NH3·2H2O), and trihydrate (ATH, NH3·3H2O). In contrast to previous experimental results, our Raman and Brillouin measurements at 300 K have shown that all three ammonia hydrates start to dehydrate at 2.1–2.2 GPa. Dehydration of the ammonia hydrate leads to the formation of single-crystal ice-VII and an increase in the concentration of NH3 in the residual liquid. The residual liquid finally turns into solid ammonia hemihydrate phase II (AHH-II) at 4–4.6 GPa, leading to a 28% jump in the compressional-wave velocity (VP). Considering a 10–15 vol% NH3 in the mantle of ice giants, AHH should thus be the dominant form of NH3 coexisting with H2O-ice in the ice giants. Further Brillouin measurements provide crucial constraints on the VP of AHH and the single-crystal elasticity of ice-VII at high pressures and 300 K. VP of AHH increases smoothly with pressure. No anomalous change in VP of AHH was identified up to 39 GPa, although a solid to solid phase transition was noted to occur at ~18 GPa by Raman measurements. In addition, the elasticity of single-crystal ice-VII, which was the dehydration product of ammonia hydrate, has been determined up to 53 GPa at 300 K. The deviation of C12 from C44 observed at 11.4 and 14.6 GPa could be caused by the hydrogen bond symmetrizations or the ordering of dipole of single-crystal ice-VII. An abnormal softening in the elastic moduli C11, C12, and the adiabatic moduli KS together with stiffening in C44 was observed between 42 and 53 GPa, which should be caused by the transition from ice-VII to its pre-transitional state. Of particular interest is the dramatic increase in the anisotropy of ice-VII with increasing pressure. Combining the sound velocity of AHH and ice-VII, we have modeled the VP of ice giants with a volume ratio of 20% AHH and 80% ice-VII in the mantle. The obtained high-pressure phase diagram and elastic properties of ammonia hydrate could contribute to understanding the structure of the mantle in the ice giants and satellites.
MODELAGEM MATEMÁTICA DA IMUNOTERAPIA COM CÉLULAS CAR T
Authors: Rodrigues Brendon de Jesus , Barros Luciana Rodrigues Carvalho , Almeida Regina C 
Published: May 2019

Diversos estudos comprovam que o câncer já é uma das principais causas de morte no mundo. Essa doença de impacto global impulsionou grandes avanços no que diz repeito a protocolos de tratamento. Uma das terapias que vem recebendo grande atenção é a imunoterapia, que estimula o sistema imune do próprio paciente para induzir resposta anti-tumoral. A terapia celular adotiva, por exemplo, utiliza células do sistema imune do paciente, mais especificamente linfócitos, para efetuar a eliminação do tumor. Recentemente a imunoterapia ganhou grande impulsão com a terapia com células CAR T (receptor quimérico de antígeno). Nela, linfócitos T são manipulados geneticamente para reconhecer o antígeno expresso pelo tumor do próprio paciente, aumentando a eficiência da eliminação. Apesar de ter se mostrado bastante eficaz no combate à alguns tipos de câncer, questões como custo, identificação de marcadores de antígeno, toxicidade, inibidores do checkpoint imunológico, mecanismos de resistência, dentre outras, permanecem em aberto e são alvo de intensa pesquisa atualmente.Neste trabalho desenvolvemos um modelo baseado em equações diferenciais ordinárias para descrever a resposta tumoral devido à imunoterapia com células CAR T. Consideramos as interações entre as células tumorais e as efetoras, e a diferenciação destas em células de memória. Consideramos os efeitos de supressão do sistema imune pelo tumor e da conversão das células de memória em células efetoras na presença de células cancerosas. O modelo foi parcialmente calibrado utilizando dados da literatura e foi capaz de representar a eliminação do tumor tanto após a terapia, consequência da proteção decorrente da memória imunológica, quanto em caso de recidiva do tumor.
Parámetros genéticos para peso al destete y rasgos reproductivos en ganado cebú de Cuba
Authors: Palacios Espinosa Alejandro , Espinoza Villavicencio José Luis , Menéndez Buxadera Alberto 
Published: May 2019

Introducción: El programa de mejora del ganado Cebú de Cuba (PMGC) se lleva a cabo con aproximadamente 12000 hembras de raza pura, distribuidas en varios rebaños en todo el país. Se registra en los machos jóvenes, el peso al destete (PD); peso vivo a 18 meses (PF18), y en las hembras el intervalo entre partos (IPP), intervalo parto gestación (IPG), número de inseminación por gestación (NIA); duración de la gestación (DG) y tasa de gestación a la primera inseminación (TG). Sin embargo, hasta el presente sólo el PD y PF18 son los criterios de selección de mayor prioridad. El objetivo de éste estudio fue estimar los parámetros genéticos de estos caracteres y de acuerdo con los resultados hacer las sugerencias necesarias que posibiliten una mayor eficiencia del PMGC.Método: Un total de 28776 registros de IPP, IPG, NIA, DG, TG y PD, provenientes de 23808 animales fueron estudiados con diferentes modelos lineales mixtos con el propósito de estimar los componentes de (co)varianza y los parámetros genéticos de estos caracteres aplicando el software ASreml3 (Gilmour et al., 2009). Resultados: La edad al parto ejerció un efecto benéfico en todos los rasgos excepto en NIA. La heredabilidad (h2) para PD fue 0.45±0.05 y 0.21±0.03 para efectos directo y maternos, respectivamente, mientras que la correlación genética entre ambos efectos fue negativa (- 0.57±0.05); Las heredabilidades para IPP, IPG, NIA y TG fueron: 0.10±0.03; 0.10±0.03; 0.11±0.03 y 0.08±0.02, respectivamente. Los modelos bivariados, arrojaron incrementos del 4 al 18 % en la h2 para IPP (0.12±0.01); IPG (0.11±0.02) y NIA (0.12±0.03) y cerca del 45 % para TG (0.14±0.04), respecto a los estimados por modelos univariados. Los modelos multivariados mostraron un incremento del 18% en la precisión de los valores genéticos de los sementales. El análisis de componentes principales arrojó que los dos primeros eigenvalores (ei) explican entre el 93 al 99% de la varianza genética total y en un escenario de evaluación bicarácter mediante PD y IPP o PD con IPG, el segundo componente explicó cerca del 20% de la varianza entre los valores genéticos para estos rasgos. Con el uso de los coeficientes del segundo ei como índice de ponderación de los VG se pudieron identificar animales que mejoran simultáneamente tanto el PD y los rasgos reproductivos IPP o IPG.Discusión o Conclusión: La selección aplicando los coeficientes del primer y segundo eigenvalores producirá respuestas positivas en PD e IPP, atenuando los efectos antagónicos de los efectos directos y maternos sobre el peso al destete. Se recomienda aplicar modelos multivariados para incrementar la precisión de los estimados de parámetros genéticos de rasgos de reproductivos, debido a un mejor aprovechamiento de las (co)varianzas genéticas con caracteres de mayor nivel de heredabilidad.
Climatic hazard indicators for rainfed maize in a developing country: the case of Bajo Balsas, Mexico
Authors: Ortega Gómez Alba M. , Montiel Cristina , Gallegos Tavera Ángeles , Pacheco Aristeo , Bautista Francisco 
Published: May 2019

Introduction: Rainfed agriculture is one of the most vulnerable forms of crop to the effects of climate change producing either drought or excess moisture and thus damaging crops and causing substantial economic damage. In developing countries with scarce resources for technological investment, rainfed agriculture is extremely important for the food production. The sowing of seasonal maize in the Bajo Balsas is for self-consumption, thence the importance of identifying climatic hazard indicators that threaten agricultural production of this culture. The purpose of this study was to build and validate climatic hazard indicators considering the different phenological stages of the plant. Method: First, we identify the climatic variables and characterize the phenological cycle of maize variety that is cultivated in the region; then we elaborate a database with the following daily and monthly climatic parameters: pluvial precipitation, maximum temperature and minimum temperature. We applied data mining with the WEKA software to validate and classify the maize production of 18 years, then, the years were classified by production defining three classes: 1) low hazard: a sinister area from 0 to 10%, without drought reports; 2) moderate hazard: a sinister area from 11 to 50%, with moderate drought reports; 3) high hazard: a sinister area from 51 to 100%, with reports of severe drought. Results: We determined ten climatic hazard indicators of which four correspond to the number of days with precipitation lower than zero in the months of June, July, August and September (DDE0jun, DDE0jul, DDE0aug, DDE0sep); two indicators with rainfall equal to 5 mm for June and August (DDL5jun, DDL5aug); two indicators associated with the maximum temperature of July and August (TX38jul, TX38aug), and two indicators with precipitation equal to or greater than 10 mm in October and November (WDH10oct, WDH10nov). The result of the Kappa statistic was 0.91, indicating a high reliability in the classification of three hazardness categories: high, moderate and low. Conclusion: The proposed method on the validation of climatic hazard with the WEKA software allowed to identify the most important indicators that affect the maize phenological cycle and therefore its yield; the mathematical validation of the method shows three primary indicators, which indicates that there are primary and secondary variables that determine its climatic hazard. The indicators of climatic hazard were automated and adjusted using ICC® (Indicators of Climatic Change) which offers a useful tool for future research on climate hazard analysis of other rainfed crops.
Influencia de los métodos de cocción sobre la actividad antioxidante y compuestos bioactivos de tomate (Solanum lycopersicum L.)
Authors: Gutiérrez Tlahque Jorge , Santiago Sáenz Yair Olovaldo , Hernández Fuentes Alma Delia , Pinedo Espinoza José Manuel , López Buenabad Guadalupe , López Palestina César Uriel 
Published: May 2019

Con el objetivo de evaluar el efecto de tres tipos de cocción (rehogado, hervido y asado), sobre el contenido de los compuestos bioactivos y la actividad antioxidante en tomate, se establecieron cuatro tratamientos: rehogado, hervido, asado y testigo (sin aplicación de algún método de cocción). Una vez aplicados los tratamientos fueron evaluadas las propiedades fisicoquímicas tales como sólidos solubles totales (SST), ácidez titulable (AT) y pH, así como el contenido de licopeno, β-caroteno, ácido ascórbico, fenoles y flavonoides totales y actividad antioxidante in vitro mediante los ensayos de 2-2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) y 2,2'-azino-bis (3-etilbenzotiazolino-6-ácido sulfónico) (ABTS). Todos los métodos de cocción aumentaron los SST y redujeron la acidez del fruto. Mediante el asado se retuvo una mayor concentración de ácido ascórbico (58.10%), respecto al testigo. Se observó un aumento significativo (P ≤ 0.05) en la concentración de carotenoides y compuestos fenólicos en tomates por efecto del rehogado y por lo tanto una mayor actividad antioxidante. Se encontró una inhibición del radical DPPH● de 17.92% y una actividad antioxidante expresada en equivalentes de Trolox de 25.97 µM por gramo de peso fresco, de acuerdo con el ensayo de ABTS. El hervido provocó un efecto de lixiviación de los compuestos bioactivos al medio de cocimiento y por lo tanto una menor concentración de estos compuestos. El rehogado fue el mejor método de cocción de tomates para obtener una mayor concentración de compuestos antioxidantes.
Caracterización molecular de aislados de Trypanosoma cruzi de triatominos recolectados en los municipios del Estado de Hidalgo, México
Authors: Pérez España Víctor Hugo , Morales Evangelista Claudia Leticia , Vázquez Chagoyán Juan Carlos , Valladares Carranza Benjamín , Romero Cortes Teresa , Cuervo Parra Jaime A. , Martínez Hernández Irma , Nóguez García Julio César , Aparicio Burgos José E. 
Published: May 2019

Introducción: Trypanosoma cruzi (T. cruzi), esta clasificado en seis linajes mediante marcadores moleculares de tipificación, que son fácilmente amplificados por técnicas de biología molecular. El objetivo del trabajo fue identificar y ubicar geográficamente a los aislados de T. cruzi que infectan naturalmente a los triatominas de los municipios del Estado de Hidalgo a través de la técnica de PCR, que amplifica fragmentos de la región intergénica del gen mini-exón. Método: Se recolectaron 170 muestras de insectos hematófagos en 14 municipios del Estado de Hidalgo, México. El diagnóstico de laboratorio en las muestras de heces y de tejido digestivo de los triatominos, se realizó de manera convencional por microscopia óptica y por la técnica de PCR para determinar la presencia o ausencia de T. cruzi y para la identificación del linaje correspondiente del parásito.Resultados: Se identificaron tres taxones de triatominos: Triatoma dimidiata (87/170), Triatoma mexicana (14/170) y Triatoma gerstaeckeri (7/170). En el 36.47% (62/170) de los especímenes colectados la especie no pudo ser identificada y se clasificaron únicamente como T. spp. Se determinó la presencia del parásito en el 1.76% de los vectores analizados por el método parasitoscópico y en el 11.17% por el método de biología molecular. El total de los parásitos analizados corresponde al biotipo TcI de T. cruzi. En el ecotopo peridoméstico, se encontró la mayor abundancia de triatominos (80.58%) y el mayor porcentaje (10.58%) de infección por T. cruzi.Conclusiones: El vector más importante encontrado en la región en estudio fue Triatoma dimidiata seguido de T. mexicana y T. gerstaekeri y el biotipo con el que están mayormente infectados es el TcI. Los triatominos encontrados se distribuían principalmente en hábitats peridomésticos en los municipios estudiados. Los resultados indican la existencia de riesgo de infección para los habitantes de esas regiones endémicas del Estado de Hidalgo, México.
Diseños de bloques incompletos como una alternativa para la evaluación de proyectos en organizaciones gubernamentales y no gubernamentales
Authors: Montesinos López Osval Antonio , Luna Vázquez Francisco Javier , Franco Pérez Emeterio , Pastrana Palma Alberto , Buenrostro Mariscal Raymundo 
Published: May 2019

Introducción: La evaluación transparente de propuestas a proyectos de investigación científica con apoyo económico es de suma importancia, ya que incrementa la confianza en los investigadores que participan en las convocatorias, emitidas por las instituciones gubernamentales u organizaciones privadas, y optimiza el uso de los recursos financieros. El método actual de evaluación de proyectos con financiamiento consiste en la obtención de un promedio de las calificaciones asignadas por un grupo de evaluadores a cada proyecto. Sin embargo, este método no descuenta el efecto del evaluador y produce un sesgo en el dictamen final de cada proyecto, ya sea que los proyectos se vean favorecidos por evaluadores que no son estrictos o afectados por evaluadores exigentes.Método: En esta investigación se propone el uso de dos diseños experimentales estadísticos como una alternativa al proceso de evaluación de proyectos: (a) diseño de bloques incompletos balanceados y el (b) diseño de bloques Alpha. Además, proporcionamos códigos en el software estadístico R, para ambos diseños de experimentos, que permite implementar la evaluación de proyectos de una forma rápida y precisa.Resultados: Con base en la evaluación de los métodos propuestos, se encontró que el método tradicional presenta un sesgo muy importante considerando la heterogeneidad entre los evaluadores, mientras que, al hacer uso de los dos diseños experimentales se puede reducir este sesgo considerablemente.Discusión y Conclusión: En este artículo se propone el uso de dos diseños experimentales, los cuales son los siguientes: el diseño de bloques incompletos balanceados y diseño de bloques Alpha, para el proceso de evaluación de proyectos en instituciones gubernamentales y no gubernamentales. De acuerdo con los ejemplos realizados, ambos diseños experimentales producen resultados similares, pero que son bastante diferentes al método tradicional; básicamente, esto se debe a la capacidad de los diseños experimentales propuestos de remover el efecto del evaluador a diferencia del método tradicional. Este efecto se ve reflejado en la dictaminación final de los proyectos, ya sea en beneficio o perjuicio, ya que el ranking resultante esta enmascarado con las calificaciones verdaderas de los proyectos más el efecto del evaluador.