RESUMO A erosão hídrica é um dos principais fatores da degradação dos solos, impactando seu potencial produtivo e capacidade de provisão de serviços ecossistêmicos. O ecótono Cerrado-Amazônia, no norte de Mato Grosso, Brasil, tem sofrido intensas modificações em seu uso e cobertura com impacto na erosão e degradação do solo. Apesar da importância ambiental e agropecuária da região, estudos sobre as perdas de água, solo e nutrientes são escassos. Neste trabalho, testamos a utilidade da integração lavoura-pecuária-floresta (ICLF) para a produção agrícola sustentável no ecótono Cerrado-Amazônia. Foi implantado um experimento de campo no norte de Mato Grosso para quantificar as perdas de solo, água, carbono e nitrogênio durante o período chuvoso de 2012-2013 em parcelas de integração lavoura-floresta (ICF), pastagem (PAST), plantação de eucalipto (EUC), plantio direto com sucessão de culturas (CS) e solo descoberto (BS). As perdas totais de água, solo, carbono e nitrogênio foram, em média, 96,7% maiores em BS, quando comparadas a ICF, EUC, PAST e CS. As perdas de água e solo foram significativamente menores na ICF comparado a CS. As perdas totais de carbono (4.3 - 428.2 kg ha-1) e nitrogênio (1.05 - 10.4 kg ha-1) diferiram significativamente. Os sistemas com um componente arbóreo (EUC e ICF) e PAST tiveram menores perdas de solo e nutrientes em comparação com CS. Nossos resultados demonstraram que ICLF pode evitar a perda de qualidade de solo, melhorando a sustentabilidade da agricultura no ecótono Cerrado-Amazônia.

ABSTRACT Soil, water, and nutrient loss by water erosion are among the main factors leading to land degradation, decreasing soil productivity and the provision of ecosystem services. The Cerrado-Amazon ecotone in western Brazil has suffered rapid land-use cover changes with impacts on soil erosion and land degradation. Despite the importance of the region for Brazilian agriculture and environmental conservation, studies on soil, water, and nutrient loss are still scarce. We tested integrated crop-livestock-forestry (ICLF) as a sustainable agriculture management system for the Cerrado-Amazon ecotone region. A field experiment was established in the north of Mato Grosso state to quantify total soil, water, carbon and nitrogen loss during the rainy season in 2012-2013 in plots of integrated crop-forestry (ICF), pasture (PAST), eucalyptus plantation (EUC), no-tillage crop succession (CS) and bare soil (BS). Total soil, water, carbon and nitrogen losses in BS were, on average, 96.7% higher than in ICF, EUC, PAST, and CS. ICF had significantly lower water loss than CS, EUC and PAST. Total loss of carbon (4.3 - 428.2 kg ha-1) and nitrogen (0.3 - 29.2 kg ha-1) differed significantly among treatments. The production systems with tree components (EUC and ICF) and PAST showed reduced soil and nutrients loss compared to CS. Our results demonstrated that ICLF can avoid soil quality loss and thus improve agriculture sustainability in the Cerrado-Amazon ecotone.

Resumo Os solos leves ocupam cerca de 8% do território brasileiro e são epecialmente expressivos na nova e na última fronteira agrícola do país: a região de Matopiba, nos estados do Maranhão, do Tocantins, do Piauí e da Bahia, onde representam 20% da área. Esses solos enquadram-se nas classes texturais areia e areia franca ou francoarenosa, até a profundidade de 0,75 m ou mais, e são representados principalmente pelos Neossolos Quartzarênicos e, em parte, por Latossolos e Argissolos. O entendimento do funcionamento desses solos depende do estabelecimento de critérios distintivos sobre: dinâmica da matéria orgânica; teor e mineralogia da fração argila; teores de areia grossa e de areia total, em relação aos de areia fina; diâmetro médio da fração areia; e capacidade de retenção de água. Esses critérios podem contribuir para o zoneamento e para o manejo conservacionista e da fertilidade dos solos leves, bem como para estimação de seu potencial agrícola. Sistemas integrados de produção, como os de integração lavoura-pecuária e lavoura-pecuária-floresta, além do plantio direto com rotação de culturas, dos plantios florestais mistos com espécies leguminosas, e do uso de adubos verdes e cultivos de cobertura, são relevantes para o manejo adequado desses solos. O objetivo deste artigo de revisão foi caracterizar os solos leves e apontar os principais desafios em relação a seu potencial agrícola, a seu manejo e conservação e sua fertilidade, frente à expansão e à consolidação da nova fronteira agrícola.

Abstract Light soils occupy 8% of the Brazilian territory and are especially expressive in the new and last agricultural frontier in Brazil: the Matopiba region - in the states of Maranhão, Tocantins, Piauí, and Bahia -, where they represent 20% of the area. These soils fit into the textural classes of sand and loamy sand or sandy loam, down to 0.75-m soil depth or deeper, and they are mainly represented by Neossolos Quartzarênicos (Quartzipsamments) and, partly, by Latossolos (Oxisols) and Argissolos (Ultisols). The understanding of soil functioning depends on the establishment of distinguishing criteria for: organic matter dynamics; content and mineralogy of the clay fraction; coarse sand and total sand contents, in relation to those of fine sand; mean diameter of the sand fraction; and water retention capacity. These criteria can contribute for the zoning and for the conservation and fertility management of light soils, as well as for the estimation of their agricultural potential. Integrated production systems, such as crop-livestock and crop-livestock-forestry integration, besides no-tillage with crop rotation, mixed forestry planting with legumes, and the use of green manure and cover crops are relevant for the proper management of these soils. The objective of this review was to characterize light soils and to highlight the main challenges regarding their agricultural potential and their conservation and fertility managements, in face of the expansion and consolidation of the new Brazilian agricultural frontier.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade e os componentes de produção de trigo cultivado para grãos e duplo propósito em sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP), em plantio direto. A produtividade de grãos dos dois tipos de trigo e os componentes de produção do trigo para produção de grãos foram avaliados nos anos agrícolas de 2003 a 2008, em um Latossolo Vermelho distrófico típico, em Coxilha, RS, nos sistemas de rotação: 1, trigo/soja e ervilhaca/milho; 2, trigo/soja e pastagem de aveia-preta/milho; 3, trigo/soja e pastagem de aveia-preta/soja; 4, trigo/soja e ervilha/milho; 5, trigo/soja, triticale de duplo propósito/soja e ervilhaca/soja; e 6, trigo/soja, aveia-branca de duplo propósito/soja e trigo de duplo propósito/soja. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Não houve diferença entre as médias dos componentes de produção (número de espigas, número de grãos por espiga e massa de grãos) do trigo para produção de grãos, nos diferentes sistemas ILP. Os sistemas 2, 3, 4 e 5 proporcionaram maior produtividade do trigo para grãos em comparação ao 6. Não há diferença significativa na produtividade de grãos, na massa hectolítrica e na massa de mil grãos, entre os trigos cultivados para produção de grãos e para duplo propósito.

The objective of this work was to assess yield and yield components of wheat cultivated for grain production and for dual-purpose under no-tillage crop-livestock integration systems (CLIS). Grain yield of the two wheat types and yield components for the grain type were evaluated in the 2003 to 2008 growing seasons, in a Rhodic Hapludox, in Coxilha, RS, Brazil, in the following systems: 1, wheat/soybean and common vetch/corn; 2, wheat/soybean and black oat pasture/corn; 3, wheat/soybean and black oat pasture/soybean; 4, wheat/soybean and field pea/corn; 5, wheat/soybean, dual-purpose triticale/soybean, and common vetch/soybean; and 6, wheat/soybean, dual-purpose white oat/soybean, and dual-purpose wheat/soybean. A randomized complete block design, with four replicates, was used. There were no differences between CLIS in yield components (number of spikes, number of grains per spike, and grain mass) of wheat for grain production in differentes CLIS. The systems 2, 3, 4, and 5 showed higher yield of the grain-type wheat in comparison to 6. There are no significant differences in grain yield, hectoliter weight, and weight of 1,000 kernels between wheat cultivated for grain production and for dual-purpose.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a conversão e o balanço de energia em sistemas de produção com integração lavoura-pecuária, sob plantio direto. O experimento foi conduzido de 2001 a 2008. De 2001 a 2002, foram avaliados os sistemas: 1, trigo/soja e pastagem de aveia-preta+ervilhaca/milho; 2, trigo/soja e pastagem de aveia-preta+ervilhaca+azevém/milho; 3, trigo/soja e pastagem de aveia-preta+ervilhaca/pastagem de milheto; 4, trigo/soja e pastagem de aveia-preta+ervilhaca+azevém/pastagem de milheto; 5, trigo/soja, aveia-branca/soja e pastagem de aveia-preta+ervilhaca/pastagem de milheto; 6, trigo/soja, aveia-branca/soja e pastagem de aveia-preta+ervilhaca+azevém/pastagem de milheto. De 2003 a 2008, foram avaliados os sistemas: 1, trigo/soja e ervilhaca/milho; 2, trigo/soja e pastagem de aveia-preta/milho; 3, trigo/soja e aveia-preta/soja; 4, trigo/soja e ervilha/milho; 5, trigo/soja, ervilhaca/soja e triticale de duplo propósito/soja; e 6, trigo/soja, aveia-branca de duplo propósito/soja e trigo de duplo propósito/soja. O milho apresentou o maior retorno energético, em comparação às demais culturas produtoras de grãos e às pastagens de inverno e de verão. Das culturas de cobertura de solo e de adubação verde de inverno, a ervilha foi a mais eficiente na conversão de energia. Os sistemas 1, 2 e 4, entre 2003 e 2008, foram os mais eficientes no balanço energético.

The objective of this work was to assess energy conversion and balance of integrated crop-livestock production systems, under no-tillage. The experiment was carried out from 2001 to 2008. From 2001 to 2002, the following systems were evaluated: 1, wheat/soybean, and black oat pasture+common vetch/corn; 2, wheat/soybean, and black oat pasture+common vetch+ryegrass/corn; 3, wheat/soybean and black oat pasture+common vetch/millet pasture; 4, wheat/soybean and black oat pasture+common vetch+rygrass/millet pasture; 5, wheat/soybean, white oat/soybean, and black oat pasture+common vetch/millet pasture; 6, wheat/soybean, white oat/soybean, and black oat pasture+common vetch+rygrass/millet pasture. From 2003 to 2008, the following systems were evaluated: 1, wheat/soybean, and common vetch/corn; 2, wheat/soybean, and black oat pasture/corn; 3, wheat/soybean, and black oat pasture/soybean; 4, wheat/soybean, and field pea/corn; 5, wheat/soybean, common vetch/soybean, and double purpose triticale/soybean; and 6, wheat/soybean, double purpose white oat/soybean, and double purpose wheat/soybean. Corn showed highest returned energy in comparison to the other grain crops, and to winter and summer annual pastures. Of the winter cover crops and green manure species evaluated, field pea was the most efficient in energy conversion. Systems 1, 2, and 4, from 2003 to 2008, had the most efficient energy balance.

Alguns atributos físicos do solo foram avaliados, após oito anos da instalação do experimento (1995 a 2003), num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Coxilha, Estado do Rio Grande do Sul, em seis sistemas de produção de grãos com pastagens anuais de inverno e de verão: sistema I (trigo-soja / pastagem de aveia preta + ervilhaca-milho); sistema II (trigo-soja / pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém-milho); sistema III (trigo-soja / pastagem de aveia preta + ervilhaca-pastagem de milheto); sistema IV (trigo-soja / pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém-pastagem de milheto); sistema V (trigo-soja / aveia branca-soja / pastagem de aveia preta + ervilhaca-pastagem de milheto); e sistema VI (trigo-soja / aveia branca-soja / pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém-pastagem de milheto). A densidade de solo e resistência à penetração foram maior na camada 10-15 cm do que na camada 0-5 cm. Nos sistemas I, V e VI, houve diminuição da porosidade total e aumento da densidade e da resistência à penetração de solo, na camada 10-15 cm, em relação à camada 0-5 cm, devido maior intensidade das atividades agropastoris. Após oito anos, os sistemas de manejo com integração lavoura pecuária não provocaram degradação, em níveis limitantes, nas propriedades físicas do solo manejado sob sistema plantio direto.

Soil physical characteristics were evaluated, after eight years (1995 to 2003), on a typic Hapludox located in Coxilha, Rio Grande do Sul State, Brazil. Six crop production systems were evaluated: system I (wheat-soybean / black oat + common vetch pasture-corn); system II (wheat-soybean / black oat + common vetch + annual ryegrass pasture-corn); system III (wheat-soybean / black oat + common vetch pasture-pearl millet pasture); system IV (wheat-soybean / black oat + common vetch + annual ryegrass pasture-pearl millet pasture); system V (wheat-soybean, white oat-soybean / black oat + common vetch pasture-pearl millet pasture); and system VI (wheat-soybean / white oat-soybean / black oat + common vetch + annual ryegrass pasture-pearl millet pasture). Soil bulk density and resistance to penetration increased from deeper layer (10-15 cm) to top layer (0-5 cm). In the systems I, V and VI, total porosity decreased and soil bulk density resistance to penetration increased from the deeper layers to top layer surface, due to higher intensity of livestock activities. After eight years of use, the production systems under no-till, involving annual winter and summer pastures and crops, did not promoted soil degradation, in constraining levels, on soil physical attributes.

O pisoteio de bovinos em áreas de lavouras pode agravar a compactação do solo, entretanto as informações sobre esse problema são limitadas. Este trabalho teve por objetivo avaliar algumas características físicas de solo em LVd típico, em Coxilha (RS), após dez anos de estabelecimento de seis sistemas de produção integração lavoura-pecuária. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso com quatro repetições. Foram avaliados também os atributos físicos do solo de um fragmento de floresta subtropical adjacente ao experimento. As culturas, tanto as de inverno como as de verão foram manejadas com sistema plantio direto. Foram comparados os sistemas e os valores dos atributos físicos do solo em cada sistema nas camadas de 0,0-0,05 m ou de 0,0-0,02 m e de 0,10-0,15 m. A densidade de solo e resistência à penetração aumentaram da camada de 0,0-0,05 m ou 0,0-0,02 m para a camada de 0,10-0,15 m. A floresta subtropical, nas camadas de 0,0-0,05 m ou de 0,0-0,02 m e de 0,10-0,15 m, teve menor densidade de solo e resistência à penetração e maior porosidade total e macroporosidade do que a maior parte dos sistemas de produção estudados. Nos solos sob diferentes sistemas de produção integrando lavoura-pecuária, apesar de haver indícios de compactação, esta não atingiu níveis considerados críticos ao desenvolvimento dos cultivos, embora o sistema trigo/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém/pastagem de milheto tenha mostrado os valores de atributos físicos menos favoráveis às plantas.

Even though raising cattle at crop fields can increase soil compaction, there is scarce information on this problem. This study aimed to evaluate some physical characteristics of soil in a typical Dystrophic Red Latosol (typical dystrophic Hapludox) in the county of Coxilha, State of Rio Grande do Sul, Brazil, after ten years of establishment of six ley farm production systems. The treatments were arranged in blocks with four replications. We also evaluated the fertility of the soil of a subtropical forest fragment adjacent to the experiment. Both winter and summer crops were established under no-tillage. Cropping systems and soil of different sampling depths were compared using the orthogonal contrast procedure. We compared the systems and values of the physical characteristics of soil in each system in the layers of 0.0-0.05 m or 0-0.02 m and also 0.10-0.15 m. Soil bulk density and penetration resistance were lower in the layer of 0-0.05 m or 0-0.02 m. The subtropical forest showed highest soil bulk density and soil penetration resistance and lowest total porosity and macroporosity than most systems studied. The soils under different ley farm production systems, despite showing signs of degradation, did not reach levels considered critical to the development of crops. The system wheat/soybean and black oat + vetch + rye grass/pearl millet pasture (IV) presented the worst physical attributes to plant development.

O objetivo deste estudo foi avaliar a fertilidade do solo no período de oito anos (1995 a 2003), num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Coxilha, Estado do Rio Grande do Sul. Empregou-se o delineamento de blocos casualizados com sete tratamentos e quatro repetições, sendo seis sistemas de produção integração lavoura-pecuária (ILP): I) trigo/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca/milho; II) trigo/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém/milho; III) trigo/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca/pastagem de milheto; IV) trigo/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém/pastagem de milheto; V) trigo/soja, aveia branca/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca/pastagem de milheto; e VI) trigo/soja, aveia branca/soja e pastagem de aveia preta + ervilhaca + azevém/pastagem de milheto, e um fragmento de floresta subtropical próximo ao experimento. Após oito anos, verificou-se acidificação da camada 0-5 cm. Nas camadas do solo de 0-5 e de 5-10 cm, aumentaram os teores de matéria orgânica, P e K, enquanto os valores de Al e de pH diminuíram. Os teores de matéria orgânica, P, K e Ca + Mg decresceram em profundidade do solo. Os sistemas de manejo estudados proporcionaram maior quantidade de C acumulado no solo do que a floresta subtropical.

The objective of this study, which employed a randomized complete block design, with four replicates, was to evaluate, after eight years (1995 to 2003), the soil fertility of a typical dystrophic red latosol (typic hapludox) located in Coxilha, Rio Grande do Sul State, Brazil, in six crop-livestock production systems (ILP): I) wheat/soybean, black oats + common vetch pasture/corn; II) wheat/soybean, black oat + common vetch + ryegrass pasture/corn; III) wheat/soybean, black oat + common vetch pasture/pearl millet pasture; IV) wheat/soybean, black oat + common vetch + ryegrass pasture/pearl millet pasture; V) wheat/soybean, oats/soybean, and black oat + common vetch pasture/pearl millet pasture; and VI) wheat/soybean, oats/soybean, and black oat + common vetch + ryegrass pasture/pearl millet pasture). Soil core samples were also collected in a fragment of subtropical forest adjacent to the experiment. After eight years, acidification in the top soil layer was observed. The exchangeable Mg and K and extractable P were affected by mixed-crop production models. The soil layers of 0-5 and 5-10 cm presented higher values of soil organic matter, P, and K. The reverse occurred with values of pH and exchangeable Al. The levels of soil organic matter, P, K and Ca + Mg decreased with soil depth. The crop systems studied presented higher values of C in the soil than the subtropical forest.

Atributos físicos de solo foram avaliados num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Passo Fundo, RS, dez anos após o estabelecimento (1993 a 2003) de cinco sistemas de produção integrando culturas produtoras de grãos, pastagens de inverno e forrageiras perenes: I) trigo/soja, aveia-branca/soja e ervilhaca/milho; II) trigo/soja, aveia-branca/soja e forrageiras anuais - aveia-preta + ervilhaca/milho; III) forrageiras perenes da estação fria - festuca + trevo-branco + trevo-vermelho + cornichão; IV) forrageiras perenes da estação quente - pensacola + aveia-preta + azevém + trevo-branco + trevo-vermelho + cornichão; e V) alfafa para feno, acrescentada em 1994, como tratamento adicional, com repetições em áreas contíguas ao experimento. Metade das áreas sob os sistemas III, IV e V retornou ao sistema I a partir do verão de 1996. As culturas, tanto de inverno como de verão, foram estabelecidas sob plantio direto. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso com quatro repetições. Amostras de solo também foram coletadas em fragmento de floresta subtropical ao lado do experimento. O aumento da densidade do solo e da microporosidade, e a redução da porosidade total e da macroporosidade, devido aos distintos sistemas de produção de grãos com pastagens, não atingiram níveis capazes de promover degradação do solo. Os sistemas com pastagens perenes apresentaram menor densidade do solo e maior porosidade total e macroporosidade na camada 0-2 cm, em relação aos sistemas de produção de grãos ou produção de grãos com pastagens anuais.

Soil physical characteristics were evaluated of a typical dystrophic Red Latosol (Typic Haplorthox) located in Passo Fundo, State of Rio Grande do Sul, Brazil, after ten years (1993 to 2003) under mixed production systems. The effects of production systems integrating grain production with winter annual and perennial forages under no-tillage were assessed. Five mixed cropping systems were evaluated: I) wheat/soybean, white oat/soybean, and common vetch/corn; II) wheat/soybean, white oat/soybean, and annual forages (black oat + common vetch)/corn; III) perennial cool season forages (fescue + white clover + red clover + birdsfoot trefoil); and IV) perennial warm season forages (bahiagrass + black oat + rye grass + white clover + red clover + birdsfoot trefoil). System V) alfalfa as hay crop was established in an adjacent area in 1994. Half of the areas under the systems III, IV, and V returned to system I after the summer of 1996 (southern hemisphere). The crops, both summer and winter, were grown under no-till. The treatments were arranged in a randomized complete block design, with four replications. Soil core samples were also collected in a subtropical forest fragment adjacent to the experimental area. The variations in soil bulk density, total porosity, microporosity and macroporosity due to grain production systems with forages were not severe enough to cause soil degradation. The soil bulk density in the production systems with perennial forages was lower and total porosity and macroporosity, in the 0-2 cm layer, higher than in the production systems of grain or of grain with annual forages.

Atributos químicos e físicos de um Nitossolo Vermelho Eutrófico léptico argiloso foram avaliados em Passo Fundo (RS) em um experimento sobre o desempenho agronômico de três gramíneas perenes de verão (capim quicuio, capim elefante e capim Tifton 68) para a produção de leite após duas estações de crescimento. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com quatro repetições. Avaliou-se também o solo sob floresta subtropical em área adjacente ao experimento. Os valores de pH, Al, Ca e Mg trocáveis, e P extraível diferiram, em algumas camadas, entre as pastagens estudadas. Algumas pastagens, em relação à floresta nativa favoreceram a elevação do teor de P, em todas as camadas avaliadas. Entre as pastagens, não houve diferença significativa para o teor de carbono do solo. Sob capins houve maior acúmulo de carbono, na camada de 0-20 cm do solo, em comparação à floresta. A densidade do solo e a resistência à penetração não diferiram entre as pastagens, em ambas as camadas, porém nas camadas de 0 a 5 cm e na de 10 a 15 cm, houve aumento desses valores, em relação à floresta subtropical. As porosidades totais e a macroporosidade não diferiram entre as três espécies de pastagens, mas houve redução dos valores em comparação com a floresta subtropical.

Soil chemical and physical characteristics were evaluated on a Rhodic Nitisol Eutrophic clayey located in Passo Fundo, Rio Grande do Sul State, Brazil in a trial of agronomic performance of three perennial summer grasses (kikuyu grass, elephant grass and Tifton 68 grass) for milk production after two growing seasons. The trial used a complete randomized block design replicated three times. Soil samples were also taken in a fragment of subtropical forest near the experiment. Soil reaction (pH), aluminum, calcium, magnesium, and phosphorus varied according to the studied soil layer. Some grasses increased the level of phosphorus content in all layers. Pastures increased accumulated carbon levels in the 0-20 cm layer in comparison to subtropical forest. No differences among grass species were observed for soil organic matter contents. Soil bulk density and soil mechanical resistance did not differ among pastures in both sampling layers. However, in the 0-5 cm layer (and in the 10-15 cm), these values increased in comparison to the subtropical forest. Total porosity and macroporosity did not differ among of three grass species, but the values were respectively lower and greater in comparison to soil forest.

A compreensão e a quantificação do impacto do uso e manejo do solo na qualidade física são fundamentais no desenvolvimento de sistemas agrícolas sustentáveis. Com o objetivo de avaliar o efeito de sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas sobre alguns atributos físicos de solo em um experimento instalado em 1985, em Latossolo Vermelho Distrófico típico argiloso, em Passo Fundo (RS), estudou-se a variação desses atributos entre 2001 e 2005. Os tratamentos consistiram de quatro modos de manejo de solo: 1) plantio direto (PD); 2) cultivo mínimo (CM); 3) preparo convencional de solo com arado e grade de discos (PCD) e 4) preparo convencional de solo com arado de aivecas e grade de discos (PCA), e três sistemas de rotação de culturas: I (trigo/soja), II (trigo/soja e ervilhaca/milho ou sorgo) e III (trigo/soja, aveia branca/soja e ervilhaca/milho ou sorgo). O delineamento experimental foi em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas e três repetições. A parcela foi constituída pelos sistemas de manejo de solo, e as subparcelas, pelos sistemas de rotação de culturas. Amostras de solo também foram coletadas em um fragmento de floresta subtropical adjacente ao experimento, como testemunha da condição original do solo. Os sistemas de manejo e de rotação de culturas influenciaram os atributos físicos do solo quando comparados entre si e com a condição sob floresta subtropical. Em quatro anos (2001 a 2005) ocorreram alterações significativas nos atributos físicos dos solos entre os distintos tipos de manejo. No sistema PD houve maior densidade de solo e microporosidade em comparação aos demais, principalmente na camada subsuperficial, e os sistemas de rotação de plantas não afetaram positivamente os atributos físicos de solo independentemente do tipo de manejo.

Evaluation and quantification of soil use impact on its physical quality are important to achieve sustainable cropping systems. Soil physical attributes were assessed after twenty years of implementation (1985 to 2005) on a typical Dystrophic Red Latosol (Rodic Hapludox) located in Passo Fundo, Rio Grande do Sul State, Brazil. Four soil tillage systems were evaluated: 1) no-tillage; 2) minimum tillage; 3) conventional tillage using a disk plow plus disk harrow, and 4) conventional tillage using a moldboard plow plus disk harrow. Three crop rotation systems were evaluated: I (wheat/soybean), II (wheat/soybean and common vetch/corn or sorghum), and III (wheat/soybean, common vetch/corn or sorghum and white oats/soybean). A randomized complete block design, with split-plots and three replicates, was used. The main plots were formed by the soil tillage systems, while split-plots were composed by crop rotation systems. As control, soil samples were collected in a subtropical forest fragment adjacent to the experiment. Soil tillage systems and crop rotation systems influenced soil physical parameters when compared to the samples collected in a fragment of subtropical forest. During four years (2001 to 2005) the physical attributes were altered among different soil tillage management. The no-tillage system (PD) presented higher soil bulk density and microporosity in comparison to the other systems, mainly in 0.10 to 0.15 m layer, characterizing high soil compaction levels. Crop systems did not promote favorable changes in physical attributes independent of the type of soil management.

A compactação do solo restringe o rendimento de culturas de grãos. Dentre outros fatores, a calagem pode favorecer a dispersão de microagregados e a formação de camadas compactadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do calcário e da esterilização em atributos físicos e químicos do solo relacionados com a compactação do solo. O experimento foi efetuado em colunas de PVC, em casa de vegetação, durante 18 meses. Amostras esterilizadas e não esterilizadas de um Latossolo Vermelho distrófico foram incubadas com doses equivalentes a 0, 1,9, 3,8, 5,7, 7,6 e 15,2 Mg ha-1. Após 18 meses, foram avaliados a macro e microporosidade, a densidade do solo, teor de argila dispersa, a condutividade hidráulica saturada, o pH e os teores de Al, Ca e Mg trocáveis e de matéria orgânica do solo. A calagem aumentou a densidade do solo, o teor de argila dispersa em água, o pH e os teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis, e decresceu a micro e macroporosidade, a condutividade hidráulica saturada, os teores de matéria orgânica e de Al trocável. O aumento de pH e a redução da condutividade hidráulica saturada foram maiores no solo esterilizado. Os efeitos da calagem foram mais pronunciados na quantidade correspondente a 3,8 Mg ha-1. A esterilização aumentou o valor do pH em água e reduziu os teores de matéria orgânica e de Ca2+, além da condutividade hidráulica saturada. A dispersão de microagregados pela calagem pode, em parte, contribuir para a compactação do solo.

Soil compaction limits grain yields. Among others factors, soil amendment with agricultural lime can contribute to micro-aggregate dispersion and the formation of compacted layers. The objective of this study was to evaluate the effect of lime on soil physical attributes related to soil compaction. The experiment was carried out in PVC columns, in a glass house, during 18 months. Sterilized and non-sterilized samples of a dystrophic Red Latosol (Hapludox) were incubated with 0, 1.9, 3.8, 5.7, 7.6 and 15.2 Mg ha-1. After the incubation period, the micro and macro porosity, soil density, clay dispersion, hydraulic conductivity and concentration of exchangeable Al, Ca and Mg and soil organic matter were evaluated. Soil density, clay dispersion, pH and Ca and Mg concentration increased with lime application, while macro porosity, hydraulic conductivity, soil organic matter, and Al decreased. The increase of pH and hydraulic conductivity were higher in the sterilized soil. Liming effects were more evident at a rate of 3.8 Mg ha-1. Soil sterilization increased the pH value and decreased the organic matter content and Ca, besides the hydraulic conductivity. Micro- aggregate dispersion in limed soils can, at least partially, contribute to soil compaction.

No Brasil, ainda são escassos os estudos disponíveis com experimentos de longa duração em sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas. Após vinte anos (1985 a 2005), a fertilidade de solo foi avaliada, em Latossolo Vermelho distrófico típico, em Passo Fundo (RS), em quatro sistemas de manejo de solo (SMSs) - 1) plantio direto (PD), 2) cultivo mínimo (CM), 3) preparo convencional de solo com arado de discos e com grade de discos (PCD) e 4) preparo convencional de solo com arado de aivecas e com grade de discos (PCA) - e em três sistemas de rotação de culturas (SRCs): I (trigo/soja), II (trigo/soja e ervilhaca/milho) e III (trigo/soja, ervilhaca/milho e aveia branca/soja), incluindo como testemunha um fragmento adjacente de floresta subtropical (FST). O delineamento experimental foi em blocos completos ao acaso, com parcelas subdivididas e três repetições. As parcelas (4 x 90 m) no total de 12, foram constituídas pelos SMSs, e as subparcelas, pelos SRCs (4 x 10 m), no total de 72. Os valores de pH, carbono, P extraível e K disponível diferiram entre os SMSs. No PD, houve acúmulo de carbono orgânico, P e K, na camada superficial. Não houve diferença do nível de matéria orgânica (MOS) entre PD e FST, em todas as camadas estudadas. O nível de MOS e os teores de P e K foram mais elevados na camada 0-0,05 m, quando comparados com os observados de 0,15-0,20 m de profundidade, sob PD e nas rotações II e III. Observou-se que em FST os valores de pH, Ca, P e de K foram menores do que os dos SMSs e SRCs.

Long term field studies on crop rotation and soil tillage systems under Brazilian conditions are scarce. Soil fertility characteristics were assessed after twenty years (1985 to 2005) on a typical dystrophic Red Latosol located in Passo Fundo, in Rio Grande do Sul, the southernmost state of Brazil. Four soil tillage systems (STS) - 1) no-tillage, 2) minimum tillage, 3) conventional tillage using disk plow followed by disk harrow, and 4) conventional tillage using moldboard plow followed by disk harrow - and three crop rotation systems (CRS): I (wheat/soybean), II (wheat/soybean and common vetch/corn), and III (wheat/soybean, common vetch/corn, and white oat/soybean) were evaluated, including as check a fragment of subtropical forest (FST). A randomized complete block design, with split-plots and three replicates, was used. The main field plots (4 x 90 m) in a total of 12, were the soil tillage systems, whereas the subplots (4 x 10 m), in a total of 72 comprised the crop rotation systems. Values of soil pH, soil organic carbon, extractable P, and exchangeable K were affected by soil tillage systems (STSs). Higher levels of soil organic matter and contents of soil carbon, extractable P, and exchangeable K were observed in the 0-0,05 m layer for the no-tillage system. No statistical differences were found in soil organic matter levels between no-tillage and tropical forest, in any soil layer. Values of soil organic matter, P, and K were higher in the 0-0,05 m layer, when compared to the ones observed in the 0,15-0,20 m layer, in no-tillage and II and III CRSs. Values of pH, Ca, P, and K observed in all STSs and CRSs were higher than in the tropical forest area.

Desenvolveu-se de 1997 a 2003, em Passo Fundo (RS), um experimento constituído de quatro sistemas de manejo de solo (plantio direto, cultivo mínimo, preparo convencional de solo com arado de discos e preparo convencional de solo com arado de aivecas) e de três sistemas de rotação de culturas: sistema I (trigo/soja); sistema II (trigo/soja e ervilhaca/milho ou sorgo) e sistema III (trigo/soja, ervilhaca/milho ou sorgo e aveia branca/soja). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e três repetições. A parcela principal foi constituída pelos sistemas de manejo de solo, e as subparcelas, pelos sistemas de rotação de culturas. Neste trabalho, apresentam-se a conversão energética (energia disponível/energia consumida) e o balanço energético (energia disponível - energia consumida) no período de 7 anos. No sistema plantio direto houve conversão e balanço energéticos (72,44 e 190.766 MJ ha-1) superiores ao cultivo mínimo (64,06 e 167.349 MJ ha-1), aos preparos convencionais de solo com arado de discos (54,35 e 134.982 MJ ha-1) e com arado de aivecas (52,02 e 128.159 MJ ha-1) respectivamente. O trigo em rotação de culturas foi mais eficiente energeticamente do que a monocultura desse cereal. Na cultura de milho foi observada maior eficiência energética.

The effects of soil management systems and crop rotations were assessed from 1997 to 2003, in Passo Fundo, Rio Grande do Sul State, Brazil. Four soil management systems (no-tillage, minimum tillage, conventional tillage using disk plow, and conventional tillage using moldboard plow) and three crop rotation systems [system I (wheat/soybean), system II (wheat/soybean and common vetch/corn or sorghum), and system III (wheat/soybean, common vetch/corn or sorghum and white oats/soybean)] were compared. An experimental design of blocks at random with split-plots and three replications was used. The main plot consisted of soil management systems, while the split-plots consisted of crop rotation systems. Energy conversion (energy available/energy consumed) and balance (energy available - energy consumed) during a seven-year period is presented in this paper. No-tillage showed higher energy conversion and balance (72.44 and 190,766 MJ ha-1) than minimum tillage (64.06 and 167,349 MJ ha-1), conventional tillage using disk plow (54.35 and 134,982 MJ ha-1), and conventional tillage using moldboard (52.02 and 128,159 MJ ha-1), respectively. Wheat within crop rotations presented higher energy efficiency in energy than the monoculture of this cereal. The corn crop was observed the highest energy efficiency of this study.

Algumas características físicas de solo foram avaliadas após sete anos (1995 a 2001), num Latossolo Vermelho Distrófico, em Coxilha, RS, em seis sistemas de produção de grãos integrados com pastagens anuais de inverno e de verão e em floresta subtropical. As culturas, tanto de inverno como de verão, foram estabelecidas sob plantio direto. Mediante contrastes, foram comparados os valores das características físicas do solo em cada sistema nas camadas 0-0,05 e 0,10-0,15m. Nos sistemas I e II e na floresta, a densidade de solo e a resistência à penetração foram maiores na camada superficial em relação à camada mais profunda. No sistema II, porosidade total e microporosidade foram menores na camada superficial. O mesmo comportamento das características foi verificado na floresta subtropical para porosidade total e microporosidade. A floresta apresentou densidade de solo e resistência à penetração menores do que a maioria dos sistemas estudados em ambas as camadas, indicando que o solo, sob manejo antrópico, pode sofrer alterações nas características físicas. Os solos sob diferentes sistemas de produção, integrando lavoura e pecuária, apesar de apresentarem indícios de desestruturação, não atingiram níveis considerados críticos.

Soil physical characteristics were evaluated, after seven years (1995 to 2001), on a typical Dystrophic Red Latosol located in Coxilha, State of Rio Grande do Sul, Brazil. Six systems integrating crop production with livestock and a subtropical forest were evaluated. Both winter and summer crops were seeded under no-tillage. Cropping systems and soil of different sampling depths were compared using the contrast procedure. In the I and II sistems and in the forest, the soil density and the resistance to penetration increased in the top layer (0-0,05m) concerning the deeper layer (0,10-0,15m). In the II system, total porosity and microporosity decreased in the surface. In the subtropical forest, the some was observed in relation to total porosity and microporosity. The forest showed decrease on soil density and resistance to penetration, compared to most crop systems studied, from 0-0,05m layer to 0,10-0,15m layer. Soil degradation in the systems could not be considered severe.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar sistemas de manejo de solo e de rotação de culturas sobre o rendimento de grãos e componentes do rendimento de soja durante seis anos. Foram comparados quatro sistemas de manejo de solo - 1) plantio direto, 2) cultivo mínimo, no inverno e semeadura direta, no verão, 3) preparo convencional de solo com arado de discos, no inverno e semeadura direta, no verão e 4) preparo convencional de solo com arado de aivecas, no inverno e semeadura direta, no verão - e três sistemas de rotação de culturas: sistema I (trigo/soja), sistema II (trigo/soja e ervilhaca/milho ou sorgo) e sistema III (trigo/soja, ervilhaca/milho ou sorgo e aveia branca/soja). O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e três repetições. O rendimento de grãos e o peso de 1.000 grãos de soja cultivada sob plantio direto e sob cultivo mínimo foi superior ao de soja cultivada sob preparo convencional de solo com arado de discos e com arado de aivecas. A maior estatura de plantas de soja ocorreu no plantio direto. O rendimento de grãos de soja cultivada após trigo, no sistema II, foi superior ao de soja cultivada após aveia branca e após trigo, no sistema III, e após trigo, no sistema I. O menor rendimento de grãos, peso de grãos por planta de soja e peso de 1.000 grãos ocorreu quando em monocultura (trigo/soja).

The objective of this six-year study was to assess the soil tillage systems and crop rotation systems on soybean grain and yield components were evaluated at Embrapa Trigo in Passo Fundo, RS, Brazil. Four soil tillage systems - 1) no-tillage, 2) minimum tillage in winter and no-tillage in summer, 3) conventional tillage with disk plow in winter and no-tillage in summer, and 4) tillage using a moldboard plow in winter and no-tillage in summer - and three crop rotation systems [system I (wheat/soybean), system II (wheat/soybean and common vetch/corn or sorghum), and system III (wheat/soybean, common vetch/corn or sorghum and white oats/soybean)]. An experimental randomized blocks design, with split-plots and three replications, was used. The yield and weight of 1,000 kernels of soybean grown under no-tillage and minimum tillage was higher than soybean grown conventional soil tillage with disk plow and a moldboard plow. Plant height showed higher in the no-tillage. The yield of soybean grown after wheat, in system II, was higher than soybean grown after white oats and after wheat, in system III, and after wheat, in system I. The lowest soybean yield, grain weight/plant, and weight of 1,000 kernels was obtained in monoculture (wheat/soybean).