Resumen La falta de cobertura es uno de los principales aceleradores de la degradación del suelo. Sin protección y expuesto a la lluvia, el suelo rompe las partículas, provocando el sellado de la superficie, dificultando la infiltración. Este estudio caracteriza el sellado superficial y la erosión hidráulica en Ultisoles de la Cuenca del Alto Ipanema. Se establecieron ocho parcelas de erosión bajo los tratamientos: suelo desnudo y suelo con mantillo de Brachiaria decumbens. Se simularon tres eventos de lluvia a intervalos de 24 horas, con una intensidad de 54,63 mmh-1. Después de cada simulación, se investigó la micromorfología de la superficie y la cantidad de suelo perdido. El uso de mantillo redujo la escorrentía en un 42% y la pérdida de suelo y la tasa de desagregación se redujo en un 70% en promedio. La infiltración se incrementó en un 242%. El mantillo fue eficaz para preservar la porosidad y la microestructura del suelo para el primer evento de lluvia simulado (0 h), pero no se observó en el segundo (24 h) y tercero (48 h) eventos de lluvia.

Abstract The lack of cover is one of the main accelerators of soil degradation. Without protection and exposed to rainfall, the soil breaks the particles, causing surface sealing, making infiltration difficult. This study characterizes surface sealing and hydraulic erosion in Ultisols of the Alto Ipanema Basin. Eight erosion plots were established under the treatments: bare soil and soil with Brachiaria decumbens mulch. Three rain events were simulated at 24-hour intervals, with an intensity of 54.63 mmh-1. After each simulation, the surface micromorphology and the amount of soil lost were investigated. The use of mulch reduced runoff by 42% and the loss of soil and the rate of disaggregation was reduced by 70% on average. Infiltration was increased by 242%. Mulch was effective in preserving soil porosity and microstructure for the first simulated rainfall event (0 h), but was not observed in the second (24 h) and third (48 h) rainfall events.

ABSTRACT Drought and soil salinity are the main abiotic stresses in semiarid regions of the world. This study aims to evaluate the effect of water tensions generated by the reduction of soil moisture and salt on the leaf water potential of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp). The experiments were conducted in a randomized complete block design, with a 6 × 2 factorial arrangement consisted of six soil water tensions (0.025, 0.265, 0.485, 0.705, 0.925, and 1.145 MPa) and two tension sources (water deficit and salt), with four replications. Two experiments were performed with the same environmental conditions to evaluate the influence of the tensions on vegetative and reproductive stages. Water and osmotic potentials, relative water content, leaf succulence, and shoot biomass yield were evaluated. Soil water tension was not the main factor of changes on water and osmotic potentials of V. unguiculata plants; the water deficit treatments at soil water tensions of up to 1.145 MPa did not reduce the water and osmotic potentials either at the vegetative or flowering phenological stages; high correlations were found between shoot biomass yield and the leaf water potential at seven days after stress. The osmotic potential was the main indicator of stress in plants at the vegetative and flowering stages subjected to water deficit by the presence of salts in the soil solution.

Resumen La Reflectometría en el Dominio de Frecuencia (FDR) es ampliamente utilizada para medir el contenido de agua en el suelo. Sin embargo los efectos de la composición del suelo en la calibración de FDR deben de cuantificarse para reducir la necesidad de una calibración adicional. Nuestros objetivos fueron: (1) evaluar la precisión del sensor EC-5 para medir el contenido de agua en suelos arenosos y (2) desarrollar la curva de calibración del sensor específica del suelo. Muestras de suelo disturbadas y no disturbadas fueron recogidas en un perfil de Spodosol (07º 37’ 30” S, 34º 57’ 30” W) representativo de una región productora de caña de azúcar, en el Noreste de Brasil. Los resultados del análisis de regresión mostraron una buena precisión y bajo error (RMSE = 0.01 m3 m-3), mientras que sin calibración específica el error fue mayor (RMSE = 0.06 m3 m-3). El sensor EC-5 debe de someterse a calibración específica en el campo en suelos arenosos debido a la baja capacidad de campo y contenido de agua en el periodo de crecimiento de la planta.

Abstract Frequency domain reflectometry (FDR) is widely used to measure soil water content. However, the effects of soil composition on FDR calibration have to be quantified to reduce the need for further calibration. Our objectives were to: (1) evaluate the accuracy of EC-5 for measuring water content in sandy soils, and (2) develop a soil-specific sensor calibration curve. Disturbed and undisturbed soil samples were collected in one Spodosol profile (07º 37’ 30” S, 34º 57’ 30” W) representative of the region where sugarcane is grown in northeastern Brazil. Regression analysis showed good accuracy and low error (RMSE = 0.01 m3 m-3), while without specific calibration the error was higher (RMSE = 0.06 m3 m-3). The EC-5 sensor should be subjected to field-specific calibration in sandy soils due to the low field capacity and water content during the growing season.

RESUMO O remanescente florestal que compõe o Parque Estadual Dois Irmãos (PEDI) é considerado como um dos maiores fragmentos florestais urbanos do Brasil. Há relatos no Parque da ocorrência de frequentes quedas de árvores sadias em condições naturais na reserva, o que pode comprometer seu equilíbrio natural e sua função como fragmento florestal urbano. É provável que este fenômeno possa estar associado com características químicas e físicas dos solos que compõem o PEDI. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar química e fisicamente os solos do PEDI, identificando, mapeando e analisando o solo nas áreas de ocorrência de queda das árvores no locus da pesquisa. Foram mapeados 12 pontos de coleta de amostras em área representativa do PEDI. Amostras deformadas foram coletadas nas profundidades 0-0,10 m; 0,10-0,30 m; e 0,30-0,60 m e amostras não deformadas foram coletadas nas profundidades 0-0,05 m e 0,10-0,15 m. Nas amostras deformadas determinaram-se todos os atributos químicos e parte dos atributos físicos. Em amostras não deformadas determinaram-se apenas atributos físicos. Os solos do PEDI apresentaram baixa fertilidade natural. Mostraram reação ácida e com elevadas concentrações de Al3+ até 0,60 m de profundidade, que podem formar barreiras químicas que prejudicam o crescimento das raízes das plantas e podem estar causando a frequente queda de árvores no Parque. Os solos foram, em sua maioria, classificados como de textura argilosa a muito argilosa, muito permeáveis ao movimento vertical e lateral de água. Apresentaram uma elevada variabilidade na condutividade hidráulica e redução abrupta de umidade volumétrica com aplicação de pequenas tensões em camadas superficiais, além de maior retenção de água pelo Latossolo em subsuperfície. Com a finalidade de ampliar as informações e criar um banco de dados para estudos futuros, sugere-se o monitoramento das espécies mais vulneráveis à queda, além de analisar outros elementos químicos e físicos do solo do PEDI, como a abertura de perfis para compreender a dinâmica das raízes pivotantes.

ABSTRACT The forest remnant that composes ‘Parque Estadual Dois Irmãos’ (PEDI) is regarded as one of the largest urban forest fragments in Brazil. There are reports of frequent occurrence of healthy fall trees in the park, in natural conditions, which may compromise its natural balance and its function as an urban forest fragment. Probably, this phenomenon is associated to the chemical and physical properties of the soils comprising PEDI. So, this research aimed to evaluate PEDI soils chemical and physically, identifying, mapping and analyzing the soils in the occurrence of falling tree areas at the research locus. Twelve points of sampling in a representative area of PEDI were mapped, where deformed samples were collected at depths 0-0.10; 0.10-0.30 and 0.30-0.60 m, and not deformed samples at depths 0-0.05 and 0.10-0.15 m. The chemical attributes and part of the physical attributes were determined in the deformed samples. And other physical attributes were determined in the undisturbed samples. The soils of PEDI were low in natural fertility. They have acid reaction and high concentrations of Al3+ to 0.60 m, and this can create chemical barriers that damage the growth of the plant roots and may be the cause of the frequent tree falling in the park. The soils were classified as clayed to very clayed, very permeable to vertical and lateral water movement. They had high variability in hydraulic conductivity and sharp decrease of water volumetric content in applying small stresses in surface layers as well as higher water retention by soil in Oxisol subsurface. In order to extend the information and create a database for future studies, it is suggested the monitoring of the most vulnerable species to fall, and analyzing other chemical and physical properties of PEDI soils, also opening profiles to understand tap root dynamics.

Polímeros solúveis em água caracterizam-se como eficientes agentes floculantes relacionados aos seus aspectos moleculares, cuja aplicação em solos com horizontes que apresentam problemas estruturais, como acontece com o caráter coeso, favorece a melhoria da qualidade física e, assim, amplia a aptidão agrícola desses solos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a qualidade estrutural de solos com horizontes coesos dos Tabuleiros Costeiros de Pernambuco com a aplicação de Poliacrilamida (PAM) como condicionador químico. Para isso, foram avaliados três horizontes (um coeso e dois não coesos) de um Argissolo Amarelo e, para fins comparativos de horizontes coesos, foi selecionado o horizonte de um Latossolo Amarelo. Como tratamentos, foram aplicadas soluções aquosas de PAM (12,5; 50,0; e 100,0 mg kg-1) e água destilada (controle). Os aspectos estruturais dos horizontes foram avaliados pela estabilidade (massa de solo retida em cinco classes de diâmetro), distribuição de agregados por classe de tamanho (diâmetro médio ponderado - DMP, diâmetro médio geométrico - DMG) e magnitude das alterações promovidas pela PAM, medindo o índice de sensibilidade (Is). As soluções aquosas de PAM aumentaram a estabilidade de agregados na maior classe de diâmetro avaliada dos horizontes coesos e não coesos, repercutindo em maiores valores de DMP e DMG, com a solução de 100 mg kg-1 mais eficiente. O horizonte coeso Bt1, do Argissolo, evidenciou-se mais sensível à ação da PAM, onde foram encontrados maiores valores do Is; porém, o horizonte BA, do Latossolo, apresentou melhor qualidade estrutural inferida pela estabilidade e distribuição de tamanho de agregados.

Water-soluble polymers are characterized as effective flocculating agents due to their molecular features. Their application to soils with horizons with structural problems, e.g, a cohesive character, contributes to improvements in the physical quality and thus to the agricultural suitability of such soils. The purpose of this study was to evaluate the structural quality of soils with cohesive horizons of coastal tablelands in the State of Pernambuco treated with polyacrylamide (PAM) as chemical soil conditioner. To this end, three horizons (one cohesive and two non-cohesive) of a Yellow Argisol (Ultisol) were evaluated and to compare cohesive horizons, the horizon of a Yellow Latosol (Oxisol) was selected. The treatments consisted of aqueous PAM solutions (12.5; 50.0; 100.0 mg kg-1) and distilled water (control). The structural aspects of the horizons were evaluated by the stability (soil mass retained in five diameter classes), aggregate distribution per size class (mean weight diameter- MWD, geometric mean diameter - GMD) and the magnitude of the changes introduced by PAM by measuring the sensitivity index (Si). Aqueous PAM solutions increased aggregate stability in the largest evaluated diameter class of the cohesive and non-cohesive horizons, resulting in higher MWD and GMD, with highest efficiency of the 100 mg kg-1 solution. The cohesive horizon Bt1 in the Ultisol was most sensitive to the action of PAM, where highest Si values were found, but the structural quality of the BA horizon of the Oxisol was better in terms of stability and aggregate size distribution.

A resistência do solo à penetração (RP) e a resistência tênsil de agregados (RT) são comumente utilizadas para caracterizar a condição estrutural de solos agrícolas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a funcionalidade de uma máquina de ensaio para dinamometria mediante a automatização do controle de posição e da velocidade linear de sua base móvel nas medições de RP e de RT. O equipamento proposto foi utilizado na determinação da RP em amostras indeformadas de um Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso sob cultivo de seringueira, considerando duas posições de amostragem (linha e entrelinha). Nessas amostras também foram determinados o teor de água e a densidade do solo, cujos dados foram utilizados para o ajuste da curva de resistência do solo à penetração (CRP). Os valores de RT foram medidos num Latossolo Vermelho distrófico de textura média (LVd) e num Nitossolo Vermelho distroférrico muito argiloso (NVdf) sob distintos sistemas de uso: LVd, sob culturas anuais e mata nativa, e NVdf, sob culturas anuais e mata com eucaliptos há mais de 30 anos. Quanto às determinações de RT, foram utilizadas duas máquinas de ensaio dinamométrico para aplicar distintas taxas de deformação: uma de referência (0,03 mm s-1), já amplamente empregada em outros trabalhos, e o equipamento proposto (1,55 mm s-1). A CRP apresentou elevado valor de coeficiente de determinação (R² > 0,9), independentemente da posição de amostragem. Os valores médios de RT do LVd e do NVdf obtidos com o equipamento proposto não diferiram (p > 0,05) daqueles da máquina de ensaio de referência, independentemente do sistema de uso e da classe textural do solo. Os resultados indicam que a RP e a RT podem ser determinadas mais rapidamente e com elevada acurácia utilizando o procedimento proposto.

Soil penetration resistance (PR) and the tensile strength of aggregates (TS) are commonly used to characterize the physical and structural conditions of agricultural soils. This study aimed to assess the functionality of a dynamometry apparatus by linear speed and position control automation of its mobile base to measure PR and TS. The proposed equipment was used for PR measurement in undisturbed samples of a clayey "Nitossolo Vermelho eutroférrico" (Kandiudalfic Eutrudox) under rubber trees sampled in two positions (within and between rows). These samples were also used to measure the volumetric soil water content and bulk density, and determine the soil resistance to penetration curve (SRPC). The TS was measured in a sandy loam "Latossolo Vermelho distrófico" (LVd) - Typic Haplustox - and in a very clayey "Nitossolo Vermelho distroférrico" (NVdf) - Typic Paleudalf - under different uses: LVd under "annual crops" and "native forest", NVdf under "annual crops" and "eucalyptus plantation" (> 30 years old). To measure TS, different strain rates were applied using two dynamometry testing devices: a reference machine (0.03 mm s-1), which has been widely used in other studies, and the proposed equipment (1.55 mm s-1). The determination coefficient values of the SRPC were high (R² > 0.9), regardless of the sampling position. Mean TS values in LVd and NVdf obtained with the proposed equipment did not differ (p > 0.05) from those of the reference testing apparatus, regardless of land use and soil type. Results indicate that PR and TS can be measured faster and accurately by the proposed procedure.

A compactação é um dos processos responsáveis pela degradação física do solo que pode ocasionar a perda da sustentabilidade da produção agrícola. Assim, é fundamental dispor de estratégias instrumentais para quantificar as propriedades físicas que são influenciadas pela compactação e utilizadas para avaliar a qualidade do solo. Os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um consolidômetro com propulsão pneumática de baixo custo; avaliar sua funcionalidade mediante estudo do comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho distrófico de textura argilo-arenosa sob plantio direto; e avaliar o potencial de utilização da propulsão pneumática para determinações de resistência do solo à penetração (RP) e de resistência tênsil de agregados (RT). A avaliação do comportamento compressivo do solo foi realizada mediante curvas de compressão, utilizando amostras indeformadas, obtidas das posições de amostragem relativas à linha e à entrelinha da cultura de aveia-preta. Nessas amostras, foram realizados ensaios de compressão uniaxial em condição de teor de água correspondente ao potencial mátrico de -10 kPa, sendo determinados o índice de compressão (IC) e a pressão de preconsolidação (σp), bem como suas relações com outras propriedades físicas do solo. A RP foi determinada em amostras indeformadas de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico de textura franco-arenosa sob citros. Para as determinações da RT foram utilizados agregados de dois solos: um Argissolo Acinzentado distrófico arênico coeso e um Argissolo Amarelo distrófico arênico. Os resultados mostram que a densidade do solo, antes do ensaio de compressão uniaxial, foi maior (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A curva de compressão foi sensível às alterações estruturais do solo entre as posições de amostragem; a σp e o IC indicaram, respectivamente, maior capacidade de suporte de carga e menor suscetibilidade à compactação (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT. Isso permite concluir que a curva de compressão do solo, a RP e a RT podem ser determinadas utilizando o equipamento desenvolvido neste estudo.

Soil compaction is one of the processes responsible for soil physical degradation that may result in the loss of sustainability of agricultural production. Therefore, it is important to have instrumental strategies to quantify soil physical properties that are influenced by soil compression and used to assess soil quality. The objectives of this study were to: (i) develop an inexpensive pneumatic consolidometer, (ii) evaluate its functionality by the study of the compressive behaviour of a sandy clay Rhodic Hapludox under no-tillage, (iii) evaluate the potential use of pneumatic propulsion to determine penetration resistance (PR) and tensile strength of aggregates (TS) using the proposed consolidometer. Compression curves based on undisturbed soil sampled in and between rows under black oat were used to evaluate the soil compressive behaviour. Uniaxial compression tests were performed in these samples at a soil water content corresponding to a matric potential of -10 kPa and used to determine the compression index (CI) and preconsolidation pressure (σp) and their correlations with other soil physical properties. PR of undisturbed samples of a sandy loam soil under citrus was determined. Aggregates from two Ultisols were used to determine TS in a hardsetting and a non-hardsetting horizons. Results showed that soil bulk density before the uniaxial compression test was higher (p < 0.05) in-between the black oat rows. The compression curve was sensitive to differences in soil structure between sampling positions, and σp and CI indicated, respectively, higher load support and less susceptibility to compaction (p < 0.05) in-between the black oat rows. The use of pneumatic propulsion did not influence the results of PR and TS. Therefore, the soil compression curve, PR and TS can be determined with the equipment developed in this study.