Resumo em Português:

Em oposição a definições objetivas da física do solo, o termo subjetivo “qualidade física do solo” aparece com frequência cada vez maior em trabalhos publicados da área. Um suposto indicador de qualidade física do solo que recebe muita atenção, especialmente na literatura brasileira, é o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO), definido por quatro teores-limite de água. Nesse texto, discutem-se seus quatro teores-limite à luz de propriedades físicas do solo determináveis objetivamente, apontando-se incoerências na definição e no cálculo do IHO. Discute-se a interpretação do IHO como indicador da produtividade das culturas ou da qualidade física do solo, demonstrando-se sua incapacidade de abranger condições de contorno fenológicas e pedológicas comuns. Demonstra-se, também, que as densidades críticas encontradas pelo IHO por método comumente empregado são questionáveis. Considerando a disponibilidade de modelos comprovadamente robustos para as áreas de agronomia, ecologia, hidrologia, meteorologia e outras conexas, a popularidade do IHO como indicador na física do solo brasileira não pode ser entendido pela sua eficácia, pois essa nunca foi comprovada, mas deve ser explicado pela simplicidade com que ele é tratado. A determinação dos respectivos teores-limite de forma simplificada, deixando o estudo ou a preocupação com o real funcionamento do sistema para o segundo plano, vai à contramão da construção científica e do entendimento sistêmico. Sugere-se um realinhamento da pesquisa em física do solo no Brasil com os preceitos da ciência, na direção da física do solo mecanística em detrimento da busca por correlações empíricas aquém do estado da arte em física do solo.

Resumo em Inglês:

As opposed to objective definitions in soil physics, the subjective term “soil physical quality” is increasingly found in publications in the soil physics area. A supposed indicator of soil physical quality that has been the focus of attention, especially in the Brazilian literature, is the Least Limiting Water Range (RLL), translated in Portuguese as "Intervalo Hídrico Ótimo" or IHO. In this paper the four limiting water contents that define RLLare discussed in the light of objectively determinable soil physical properties, pointing to inconsistencies in the RLLdefinition and calculation. It also discusses the interpretation of RLL as an indicator of crop productivity or soil physical quality, showing its inability to consider common phenological and pedological boundary conditions. It is shown that so-called “critical densities” found by the RLL through a commonly applied calculation method are questionable. Considering the availability of robust models for agronomy, ecology, hydrology, meteorology and other related areas, the attractiveness of RLL as an indicator to Brazilian soil physicists is not related to its (never proven) effectiveness, but rather to the simplicity with which it is dealt. Determining the respective limiting contents in a simplified manner, relegating the study or concern on the actual functioning of the system to a lower priority, goes against scientific construction and systemic understanding. This study suggests a realignment of the research in soil physics in Brazil with scientific precepts, towards mechanistic soil physics, to replace the currently predominant search for empirical correlations below the state of the art of soil physics.

Resumo em Português:

Na unidade geomorfológica dos Tabuleiros Costeiros dominam os solos com horizontes coesos, e alguns deles têm a presença de horizontes cimentados comumente do tipo fragipã. Esses horizontes interferem na dinâmica da água, no crescimento de raízes e, consequentemente, na nutrição mineral de plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da dissolução seletiva, a participação de formas de Fe, Si e, ou, Al na coesão e, ou, cimentação de fragipãs e horizontes coesos em Argissolos e Espodossolos da região dos Tabuleiros Costeiros do sul da Bahia e norte do Espírito Santo. Para isso, foram realizadas extrações seletivas de Fe, Si e Al por ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB) e oxalato ácido de amônio. Os maiores teores de Fe, Si e, principalmente, Al extraídos por oxalato de amônio nos fragipãs sugerem que, na gênese desses horizontes, formas de baixa cristalinidade desses elementos agem como cimentantes químicos. As dissoluções seletivas não evidenciaram a participação de formas de alta ou baixa cristalinidade de Fe, Si e, ou, Al na gênese dos horiozontes coesos em solos dos Tabuleiros Costeiros. Os Argissolos Amarelos apresentaram goethitas com alta substituição isomórfica de Fe por Al, condizente com o ambiente de forte intemperização, não redutivo e pH ácido onde esses solos se encontram nos Tabuleiros Costeiros. A substituição isomórfica de Fe por Al nos óxidos de Fe cristalinos apresentaram relação com o grau de cristalinidade e teor de Fe obtido na primeira extração com o DCB.

Resumo em Inglês:

In the geomorphological unit of the Coastal Tablelands of Brazil there is a predominance of cohesive soil horizons and some with the presence of cemented horizons, commonly of the fragipan type. These horizons interfere with water dynamics, root growth, and, consequently, mineral nutrition of plants. The objective of this study was to use selective dissolution to evaluate the participation of forms of Fe, Si, or Al, or their combination, in the cohesion or cementation or both of fragipans and cohesive horizons in Ultisols and Spodosols in the Coastal Tablelands region of southern Bahia and northern Espírito Santo. We made selective extractions of Fe, Al, and Si by sodium citrate-bicarbonate-dithionite (CBD) and acid ammonium oxalate. The higher levels of Fe and Si, and especially Al, extracted by ammonium oxalate in the fragipans suggest that, in the genesis of these horizons, low crystalline forms of these elements act as chemical cementing agents. The selective dissolutions did not show the participation of high or low crystalline forms of Fe, Si, or Al, or their combination, in the genesis of the cohesive horizons in the soils of the Coastal Tablelands. The Yellow Ultisols have goethites with high isomorphic substitution of Fe for Al, matching the strong weathering, non-reductive, and acid pH environment where these soil are found in the Coastal Tablelands. The isomorphic substitution of Fe for Al in the crystalline iron oxides was related to the degree of crystallinity and Fe concentration obtained in the first extraction with the CBD.

Resumo em Português:

A produção de mapas pedológicos por meio de técnicas do mapeamento digital de solos (MDS) pode ser dificultada pela falta de mapas pedológicos tradicionais de referência. Nessas situações, o conhecimento tácito do mapeador pode ser usado para o delineamento manual das unidades de mapeamento (UMs) a partir de geração de um mapa de ocorrência de tipos de solos preditos pelo MDS. Os objetivos deste estudo foram avaliar e comparar mapas de solos gerados por dois métodos, um denominado “MDS direto”, em que foi gerado um mapa preditor de UMs com base no modelo estabelecido com informações provenientes de um mapa pedológico convencional de referência preexistente, e outro em que o modelo preditor foi estabelecido a partir do exame de atributos morfológicos de 193 perfis de solo para identificar os tipos de solos, gerando-se um mapa com a indicação de ocorrência de tipos de solos sobre o qual foi realizado o delineamento manual das UMs, com base em mudanças das feições da superfície do solo. As predições foram feitas usando árvores de classificação Simple Cart,correlacionando oito variáveis do terreno com a ocorrência de UMs identificadas com nomes de classes de solos do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. A acurácia dos mapas foi avaliada pela “verdade de campo” (verificação em campo do tipo de solo ocorrente e comparação com o previsto no mapa) e pela concordância dos mapas gerados com o mapa de referência. Quando avaliado pela “verdade de campo”, a acurácia do mapa gerado pelo método MDS direto foi de 74 %, enquanto a acurácia do mapa de MDS com delineamento manual foi de 79 %. Os dois métodos apresentaram resultados satisfatórios; o método que usou o delineamento manual e a identificação em alguns locais dos tipos de solo no campo apresentou a vantagem de não necessitar de mapas pedológicos de referência para o treinamento dos modelos preditores.

Resumo em Inglês:

The production of soil maps through digital soil mapping (DSM) techniques may be hampered due to the lack of traditional reference soil maps. In these situations, the tacit knowledge of the field soil scientist can be used for manual delineation of soil mapping units (MUs) based on generation of a map of occurrence of soil types predicted by DSM. The objective of this study was to evaluate and to compare soil maps generated by two methods. One method, called “direct DSM”, generates a map predicting soil MUs based on a model established with information from a traditional pedological reference map. The other established a predicting model through examination of morphological properties of 193 soil profiles for identification of soil types, generating a map that indicates the occurrence of soil types performed through manual delineation of MUs (based on changes in land surface features). Predictions were made using Simple Cart classification trees, correlating eight terrain variables with the occurrence of MUs identified by soil class names from the Brazilian Soil Classification System (Sistema Brasileiro de Classificação de Solos). The accuracy of the maps was evaluated based on “field truth” (field verification of the soil type and comparison with that predicted on the map) and by agreement between the prediction maps generated and the reference map. When evaluated by “field truth”, the accuracy of the map generated by the direct DSM method was 74 %, whereas the accuracy of the map generated by DSM with manual delineation was 79 %. Both methods showed satisfactory results, and the method with manual delineation and identification of soil types in some locations in the field had the advantage of not requiring reference soil maps for training prediction models.

Resumo em Português:

Para estudar técnicas de amostragem, úteis ao mapeamento digital de solos (MDS), objetivou-se avaliar o efeito da variação da densidade de pontos amostrais com base em dados de áreas já mapeadas por métodos tradicionais na acurácia dos modelos de árvores de decisão (AD) para a geração de mapas de solos por MDS. Em duas bacias hidrográficas no noroeste do Rio Grande do Sul, usou-se, como referência, antigos mapas convencionais de solos na escala 1:50.000. A partir do modelo digital de elevação do terreno e da rede hidrográfica, foram gerados mapas das variáveis preditoras: elevação, declividade, curvatura, comprimento de fluxo, acúmulo de fluxo, índice de umidade topográfica e distância euclideana de rios. A escolha dos locais dos pontos amostrais foi aleatória e testaram-se densidades amostrais que variaram de 0,1 a 4 pontos/ha. O treinamento dos modelos foi realizado no software Weka, gerando-se modelos preditores usando diferentes tamanhos do nó final da AD para obter AD com tamanhos distintos. Quando não se controlou o tamanho das AD, o aumento da densidade de amostragem resultou no aumento da concordância com os mapas básicos de referências e no aumento do número de unidades de mapeamento preditas. Nas AD com tamanho controlado, o aumento da densidade de amostragem não influenciou a concordância com os mapas de referência e interferiu muito pouco no número de unidades de mapeamento preditas.

Resumo em Inglês:

In order to study sampling techniques useful for digital soil mapping (DSM), we evaluated the effect of changes in sampling density, based on data from areas already mapped by traditional methods, in regard to the accuracy of decision trees models for generating soil maps using DSM. In two watersheds in northwestern Rio Grande do Sul, Brazil, 1:50,000 scale conventional soils maps were used as reference maps. From the ASTER - GDEM Global Digital Elevation Model and the hydrographic network, maps of predictive variables were generated: elevation, slope, curvature, flow length, flow accumulation, topographic wetness index, and Euclidian distance of the streams. We used random sampling, and tested sampling densities that ranged from 0.1 to 4 points per hectare. Models were trained using Weka software, generating predictive models using different sizes of the final node to obtain decision trees of different sizes. The results indicate that when the size of the decision tree was not controlled, an increase in sampling density resulted in greater overall accuracy in accordance with the basic reference maps and an increase in the number of predicted soil mapping units. When the size of decision trees was controlled, an increase in sampling density did not affect the overall accuracy and had a very slight influence on the number of predicted mapping units.

Resumo em Português:

A identificação de padrões de variabilidade dos atributos do solo permite o uso e a ocupação do solo de maneira sustentável. O objetivo deste trabalho foi delimitar áreas de manejo específico utilizando ferramentas matemáticas, suscetibilidade magnética e modelos de paisagem. A área de estudo localiza-se no município de Guariba, SP. Escolheu-se uma área de 110 ha, onde foram identificadas e mapeadas três superfícies geomórficas (I, II e III). Na área, foram coletadas 204 amostras de solo em uma transeção, nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,60-0,80 m. Foram determinados o pH em CaCl2, os teores de areia, argila, matéria orgânica, P, Ca, Mg, K, H+Al, e calculados SB, CTC e V. A suscetibilidade magnética (SM) foi medida com o auxílio de uma balança analítica. Os limites matemáticos da técnica Split Moving Windows Dissimilarity Analysis (SMWDA) utilizando as informações da suscetibilidade magnética ficaram próximos aos limites de campo identificados com base nos modelos de paisagem. A utilização conjunta da suscetibilidade magnética, dos modelos matemáticos e de paisagem permitiu identificar diferentes áreas de manejo, locais com diferentes teores de argila e níveis de fertilidade do solo. A susceptibilidade magnética pode ser adotada como alternativa para identificar e mapear unidades de manejo.

Resumo em Inglês:

The identification of variability patterns through soil properties allows land use and occupation in a sustainable manner. The aim of this study was to ascertain the potential of magnetic susceptibility of the soil and landscape models in defining areas for specific management practices through the use of mathematical tools. The study area is in the municipality of Guariba, SP, Brazil. We chose an area of 110 ha in which three geomorphic surfaces (I, II, and III) had been identified and mapped. In this area, we collected 204 soil samples in a transect at depths of 0.00-0.20 and 0.60-0.80 m. We determined pH in CaCl2, and quantified the contents of sand and clay, organic matter, P, Ca, Mg, K, H+Al, and calculated BS, CEC, and V. Magnetic susceptibility (MS) was measured with the aid of an analytical balance. The mathematical limits of the split moving-windows dissimilarity analysis (SMWDA) technique, using the information from magnetic susceptibility, coincided with the field boundaries identified based on the landscape models. The combined use of magnetic susceptibility, mathematical modeling, and landscape models allowed faster and less expensive identification of different management areas, locations with different levels of clay content and soil fertility levels. Magnetic susceptibility may be adopted as an alternative for identification and mapping of management units.

Resumo em Português:

O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) pode se beneficiar da fixação biológica de N2, mas respostas inconsistentes da cultura à inoculação com rizóbio indicam a necessidade de aplicação de N mineral complementar. Este trabalho teve por objetivo avaliar a resposta do feijoeiro à inoculação com rizóbio, associada à suplementação com N mineral, nos biomas Cerrado e Mata Atlântica. Foram conduzidos quatro experimentos de campo, dois em Santo Antônio de Goiás, GO, um em Valença, RJ e um em Macaé, RJ, onde a inoculação com estirpes comerciais de rizóbio foi comparada à inoculação com a estirpe BR 923 de Sinorhizobium sp., à adubação com N mineral e à suplementação com N na semeadura e em cobertura. A avaliação da população nativa de rizóbio indicou 105 células g-1 no solo na área experimental em Goiás, anteriormente cultivada com feijão, e 102células g-1 em Valença, anteriormente mantida com pastagem. Nos dois experimentos em Goiás, o rendimento de grãos, da ordem de 2.100 kg ha-1, não diferiu entre os tratamentos testemunha absoluta, inoculação com rizóbio ou aplicação de 120 kg ha-1 de N. Em Valença, a inoculação com estirpes comerciais forneceu rendimentos da cultivar Ouro Negro superiores à testemunha absoluta, na ausência de adubação de cobertura; na presença de 40 kg ha-1 de N em cobertura, a inoculação com rizóbio proporcionou rendimento de 3.420 kg ha-1, superior aos demais tratamentos. Na média das diferentes fontes de N na semeadura, a adubação de cobertura aumentou a produção de grãos de 2.367 para 2.542 kg ha-1. Em Macaé, em solo com alto teor de matéria orgânica, os maiores rendimentos foram obtidos com inoculação das estirpes comerciais associada a 40 kg ha-1 de N em cobertura, com efeito deletério da adubação de 80 kg ha-1 de N no plantio. Concluiu-se que em áreas sem cultivo prévio de feijão, a inoculação com estirpes comerciais de rizóbio aumentou o rendimento de grãos, em particular quando associada à adubação de cobertura com N.

Resumo em Inglês:

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) may benefit from biological N2fixation, but inconsistent responses of the crop to rhizobium inoculation indicate the need for supplemental mineral N fertilization. In this study, we aimed to evaluate the response of the common bean crop to rhizobium inoculation in association with supplemental mineral N in the Cerrado (Brazilian tropical savanna) and Atlantic Forest biomes. Four field experiments were carried out, two in Santo Antônio de Goiás (State of Goiás), one in Valença (State of Rio de Janeiro), and another in Macaé (State of Rio de Janeiro), all in Brazil. Inoculation with commercial rhizobium strains was compared to inoculation with strain BR 923 of Sinorhizobium sp., to mineral N fertilization, and to supplementation with N at sowing and in topdressing. Evaluation of the native rhizobium population indicated 105 cells g-1 in the soil of the experimental area in Goiás, previously cultivated with common bean, and 102 cells g1 in the soil in Valença, previously kept in pasture. In both experiments in Goiás, grain yields of around 2,100 kg ha-1 did not differ among the control treatments, rhizobia inoculation, or the application of 120 kg ha-1 of N. In Valença, inoculation with commercial strains provided yields from the cultivar Ouro Negro higher than the absolute control, in the lack of topdressing N fertilization. With 40 kg ha-1 of N in topdressing, rhizobium inoculation led to 3,420 kg ha-1 of grain yield, higher than the other treatments. In the mean of different N sources at sowing, topdressing fertilization increased grain yield from 2,367 to 2,542 kg ha-1. In Macaé, in a soil with high organic matter content, the highest yields were obtained with inoculation of commercial strains associated with 40 kg ha-1 of N in topdressing, and there were deleterious effects from application of 80 kg ha-1 of N at sowing. We conclude that in areas without a previous common bean crop, inoculation with commercial rhizobium strains increases grain yield, particularly when associated with topdressing N fertilization.

Resumo em Português:

As espécies vegetais que ocorrem naturalmente na Caatinga brasileira apresentam diversas adaptações às condições adversas que podem ser exploradas para aumentar a produção vegetal. Entre essas estratégias adaptativas para o enfrentamento da baixa disponibilidade hídrica, a tolerância à dessecação pode ser destacada. Até o momento, a associação entre essas espécies e os microrganismos benéficos do solo não é bem entendida. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar bactérias diazotróficas de Tripogon spicatus e avaliar a capacidade de promoção do crescimento delas em plantas de arroz. Dezesseis isolados bacterianos foram estudados quanto a seu posicionamento taxonômico por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, potencial diazotrófico, produção de ácido indol acético (AIA) e solubilização de fosfato de cálcio in vitro, metabolismo de nove diferentes fontes de C em meio semissólido, tolerância a diferentes concentrações de NaCl a pHs e resistência intrínseca a nove antibióticos. A habilidade em promover o crescimento vegetal foi avaliada utilizando o arroz (Oryza sativa) como planta-modelo. Dentre os 16 isolados avaliados, oito foram classificados como pertencentes à família Enterobacteriaceae, relacionados aos gêneros Enterobacter e Pantoea. Seis outros isolados foram relacionados a Bacillus e outros dois a Rhizobium e Stenotrophomonas. A avaliação da incorporação do N ao meio semissólido demonstrou o potencial diazotrófico de todos os isolados. Duas bactérias produziram mais AIA do que a estirpe BR 11175T de Herbaspirillum seropedicae. Isolados bacterianos foram capazes de formar película em meio semissólido suplementado com concentrações de NaCl de até 1.27 mol L-1. A resistência intrínseca a antibióticos e o metabolismo de diferentes fontes de C indicaram um perfil fisiológico muito variável. Sete isolados foram capazes de aumentar o crescimento das plantas de arroz, mais eficientemente do que a estirpe de referência Ab-V5 de Azospirillum brasilense. Os resultados indicaram o potencial de T. spicatus como uma espécie nativa fonte de bactérias promotoras de crescimento vegetal.

Resumo em Inglês:

Plant species that naturally occur in the Brazilian Caatinga(xeric shrubland) adapt in several ways to these harsh conditions, and that can be exploited to increase crop production. Among the strategic adaptations to confront low water availability, desiccation tolerance stands out. Up to now, the association of those species with beneficial soil microorganisms is not well understood. The aim of this study was to characterize Tripogon spicatusdiazotrophic bacterial isolates from the Caatingabiome and evaluate their ability to promote plant growth in rice. Sixteen bacterial isolates were studied in regard to their taxonomic position by partial sequencing of the 16S rRNA gene, putative diazotrophic capacity, in vitro indole-acetic acid (IAA) production and calcium phosphate solubilization, metabolism of nine different C sources in semi-solid media, tolerance to different concentrations of NaCl to pHs and intrinsic resistance to nine antibiotics. Finally, the ability of the bacterial isolates to promote plant growth was evaluated using rice (Oryza sativa) as a model plant. Among the 16 isolates evaluated, eight of them were classified as Enterobacteriaceae members, related to Enterobacter andPantoea genera. Six other bacteria were related toBacillus, and the remaining two were related toRhizobium and Stenotrophomonas. The evaluation of total N incorporation into the semi-solid medium indicated that all the bacteria studied have putative diazotrophic capacity. Two bacteria were able to produce more IAA than that observed for the strain BR 11175Tof Herbaspirillum seropedicae. Bacterial isolates were also able to form a microaerophilic pellicle in a semi-solid medium supplemented with different NaCl concentrations up to 1.27 mol L-1. Intrinsic resistance to antibiotics and the metabolism of different C sources indicated a great variation in physiological profile. Seven isolates were able to promote rice growth, and two bacteria were more efficient than the reference strainAzospirillum brasilense, Ab-V5. The results indicate the potential of T. spicatus as native plant source of plant growth promoting bacteria.

Resumo em Português:

Muitas áreas de mata nativas têm sido convertidas para o uso agrícola intensivo para satisfazer a produção de alimentos, fibras e forragem em razão do crescimento da população mundial. Assim, existe grande interesse em avaliar o efeito da conversão de florestas em áreas de cultivo agrícola, porque essa conversão interfere em várias propriedades do solo. Foram estudados indicadores microbiológicos, químicos e físicos em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) no sul do Brasil 24 anos após a conversão da mata nativa em área com cultura perene (cafeeiro) ou culturas anuais de grãos (milho/soja) em preparo convencional (PC) ou plantio direto (PD). O tipo de uso do solo influenciou significativamente a biomassa microbiana e sua atividade, a mineralização do C e N e a estabilidade de agregados por causa da profundidade do solo. Áreas cultivadas apresentaram menor biomassa microbiana e mineralização do C e N do que a área de controle (Mata Nativa). Apesar de a mata nativa e de o PD terem apresentado maior biomassa microbiana e mineralização do C e N do que o PC, o quociente metabólico foi de 65 e 43 % inferiores, respectivamente. A análise multivariada das variáveis microbiológicas do solo evidenciou clara separação entre os tratamentos, apresentando um gradiente do tratamento PC para a mata nativa. Apesar de o solo no cafeeiro não ser revolvido e apresentar alto teor de C orgânico demonstrou baixa atividade microbiana, provavelmente por causa da maior acidez e toxidez de Al do solo. A atividade microbiana no PD foi o dobro da observada no PC. A maior atividade microbiana na área da mata e de PD pode ser atribuída, pelo menos parcialmente, à maior estabilidade de agregados. A redução do revolvimento do solo é importante para o incremento do sequestro de C e da atividade microbiana; entretanto, o controle do pH e o da toxidez por Al do solo também são importantes para manter a atividade microbiana do solo elevada.

Resumo em Inglês:

Many forested areas have been converted to intensive agricultural use to satisfy food, fiber, and forage production for a growing world population. There is great interest in evaluating forest conversion to cultivated land because this conversion adversely affects several soil properties. We examined soil microbial, physical, and chemical properties in an Oxisol (Latossolo Vermelho distrófico) of southern Brazil 24 years after forest conversion to a perennial crop with coffee or annual grain crops (maize and soybeans) in conventional tillage or no-tillage. One goal was to determine which soil quality parameters seemed most sensitive to change. A second goal was to test the hypothesis that no-tillage optimized preservation of soil quality indicators in annual cropping systems on converted land. Land use significantly affected microbial biomass and its activity, C and N mineralization, and aggregate stability by depth. Cultivated sites had lower microbial biomass and mineralizable C and N than a forest used as control. The forest and no-tillage sites had higher microbial biomass and mineralizable C and N than the conventional tillage site, and the metabolic quotient was 65 and 43 % lower, respectively. Multivariate analysis of soil microbial properties showed a clear separation among treatments, displaying a gradient from conventional tillage to forest. Although the soil at the coffee site was less disturbed and had a high organic C content, the microbial activity was low, probably due to greater soil acidity and Al toxicity. Under annual cropping, microbial activity in no-tillage was double that of the conventional tillage management. The greater microbial activity in forest and no-tillage sites may be attributed, at least partially, to lower soil disturbance. Reducing soil disturbance is important for soil C sequestration and microbial activity, although control of soil pH and Al toxicity are also essential to maintain the soil microbial activity high.

Resumo em Português:

Os atributos do solo tornam-se indicadores de qualidade na medida em que passam a ser utilizados para monitorar mudanças do solo no decorrer do tempo. Considerando a hipótese de que os solos da Chapada do Apodi sofreram alterações em sua qualidade física pelo uso, e que os sistemas de manejo conduzem a um novo estado de equilíbrio de seus atributos, esta pesquisa objetivou aferir o grau dessas alterações para certificar se o uso está levando ou não o solo a um processo de degradação física. Um Cambissolo sob cultivo com bananeira e sob mata nativa secundária foi avaliado desde a superfície até 0,3 m de profundidade, em três camadas de 0,1 m, quanto aos seguintes aspectos: granulometria, argila dispersa em água, grau de floculação, matéria orgânica, densidade das partículas, densidade do solo, estabilidade de agregados e resistência à penetração. Concluiu-se que os índices utilizados para a avaliação evidenciam que a qualidade dos atributos do solo sob cultivo está mantida em comparação à situação de mata nativa secundária. Embora não tenha sido observada diferença significativa entre os atributos avaliados pela estatística univariada nas situações de uso e manejo do solo, a análise de agrupamento foi eficiente para a distinção das situações de solo em três grupos a partir das variáveis analisadas.

Resumo em Inglês:

Soil properties become quality indicators as they come to be used to monitor soil changes through time. Under the hypothesis that the soils of the Chapada do Apodi (Apodi Plateau), CE, Brazil, underwent changes in physical quality through use, and that management systems lead to a new state of equilibrium in these properties, the aim of this study was to analyze the degree of these changes to ascertain whether soil use is leading to a process of physical degradation. A Cambisol under cultivation with banana and under secondary forest was evaluated from the surface to 0.3 m deep, in three layers of 0.1 m, in regard to the following aspects: soil texture, clay dispersed in water, degree of flocculation, organic matter, particle density, bulk density, aggregate stability, and resistance to penetration. We concluded that the indicators used for evaluation show that the quality of the soil properties under cultivation is maintained compared to the situation of secondary forest. Although we did not observe a significant difference between the properties evaluated by univariate statistics in the situations of soil use and management, cluster analysis was effective in distinguishing three groups of soil situations based on the variables analyzed.

Resumo em Português:

Uma topossequência apresenta solos com características estruturais e morfológicas distintas que podem alterar a susceptibilidade à deformação estrutural em curtas distâncias espaciais. Os objetivos deste estudo foram avaliar a capacidade de suporte de carga e a suscetibilidade à compactação e mensurar o efeito que cargas acima e abaixo da pressão de preconsolidação causam na permeabilidade ao ar de solos numa topossequência da Depressão Central do Rio Grande do Sul, Brasil. Amostras indeformadas foram coletadas nos horizontes de três perfis de Argissolos (Ap, A1, AB, BA, Bt1 e Bt2; Ap, A1, A2, AB, BA, Bt1 e Bt2; e Ap, A1, BA, Bt1 e Bt2) e dois de Gleissolos (A1, A2, Bg; A, Bg e Cg), no longo de uma topossequência. Essas amostras foram submetidas ao teste de compressão uniaxial, sendo avaliada a permeabilidade ao ar antes e após compressão. Na condição de capacidade de campo, os Gleissolos apresentaram menor suscetibilidade à compactação e maior capacidade de suporte de carga que os Argissolos. O teor de argila esteve diretamente correlacionado com a capacidade de suporte de carga. Portanto, foi inversamente proporcional à suscetibilidade à compactação, exceto em condições de elevada umidade do solo quando a água lubrificou as superfícies aumentando a susceptibilidade à compactação de quaisquer solos. Até 25 kPa de carga ao solo não resultou degradação física do solo, mas quando foram aplicadas cargas de 200 kPa, mesmo na condição de capacidade de campo, houve redução significativa do volume de macroporos e porosidade total em níveis inferiores ao limite crítico (0,10 m3 m-3).

Resumo em Inglês:

A toposequence has soils with distinct structural and morphological properties that may affect soil susceptibility to structural deformation in short spatial distances. The objective of this study was to evaluate soil load-bearing capacity and susceptibility to compaction, and quantify the effects that loads above and below preconsolidation pressure cause on soil permeability to air in a toposequence of the Central Lowlands of Rio Grande do Sul, Brazil. Undisturbed soil samples were collected from horizons of soil profiles of three Alfisols (Ap, A1, AB, BA, Bt1, Bt2; Ap, A1, A2, AB, BA, Bt1, Bt2; Ap, A1, BA, Bt1, Bt2) and two Aqualfs (A1, A2, Bg; A, Bg, Cg) along a toposequence. These samples underwent the uniaxial compression test, and soil permeability to air was tested before and after quantification of compression. Under the condition of field capacity, Aqualfs are less susceptible to compaction and have higher load-bearing capacity (higher preconsolidation pressure) than Alfisols. Soil clay content is directly correlated with the load-bearing capacity of the soil. Therefore, it is inversely proportional to susceptibility to compaction, except under high soil moisture conditions, when water lubricates the surfaces, increasing susceptibility to compaction of any soil. Loads up to 25 kPa do not result in physical degradation of the soil, but when a 200-kPa load is applied, even under the condition of field capacity, there is a significant reduction in macroporosity and total porosity, arriving at levels lower than the threshold level (0.10 m3 m-3).

Resumo em Português:

A estimativa da capacidade de suporte de carga do solo a partir de modelos matemáticos que relacionam a pressão de preconsolidação (σp), a resistência mecânica do solo à penetração (RP) e o conteúdo gravimétrico de água do solo (U) é importante na definição de estratégias para prevenção da compactação de solos agrícolas. Portanto, objetivou-se modelar a σp e o índice de compressão (IC) em função da RP (em campo com penetrômetro de impacto e em laboratório com penetrômetro digital de bancada) e do U em um Latossolo Vermelho. O experimento foi composto por seis tratamentos: sistema plantio direto (SPD); SPD com escarificação; e SPD com compactação adicional pelo tráfego de uma colhedora por 4, 8, 10 e 20 passadas. Os valores de densidade do solo, porosidade total, RP (no campo e no laboratório), U, σp e IC foram determinados nas camadas de 5,5-10,5 cm e 13,5-18,5 cm. A modelagem da σp e do IC foi realizada em função da RP em diferentes U. A σp aumentou e o IC diminui linearmente com incremento nos valores de RP. As relações entre σp e RP e IC e RP são influenciadas pelo U. A partir dessas relações, é possível estimar a capacidade de suporte de carga e a suscetibilidade do solo à compactação por meio das leituras de RP, avaliadas em diferentes U.

Resumo em Inglês:

Estimation of soil load-bearing capacity from mathematical models that relate preconsolidation pressure (σp) to mechanical resistance to penetration (PR) and gravimetric soil water content (U) is important for defining strategies to prevent compaction of agricultural soils. Our objective was therefore to model the σp and compression index (CI) according to the PR (with an impact penetrometer in the field and a static penetrometer inserted at a constant rate in the laboratory) and U in a Rhodic Eutrudox. The experiment consisted of six treatments: no-tillage system (NT); NT with chiseling; and NT with additional compaction by combine traffic (passing 4, 8, 10, and 20 times). Soil bulk density, total porosity, PR (in field and laboratory measurements), U, σp, and CI values were determined in the 5.5-10.5 cm and 13.5-18.5 cm layers. Preconsolidation pressure (σp) and CI were modeled according to PR in different U. The σp increased and the CI decreased linearly with increases in the PR values. The correlations between σp and PR and PR and CI are influenced by U. From these correlations, the soil load-bearing capacity and compaction susceptibility can be estimated by PR readings evaluated in different U.

Resumo em Português:

A espectroscopia de raios-X por reflexão total (TXRF) é uma técnica promissora para análise de elementos-traço (ETs), principalmente por não ser necessária a digestão das amostras, reduzindo assim a geração de resíduos e emissão de vapores tóxicos. Este trabalho comparou os teores dos ETs: Cr, Mn, Ni, Zn, Cu, As, Se, Hg e Pb, coletados em solos de área de agricultura intensiva e vegetação nativa, determinados por TXRF e por espectrometria de absorção atômica de chama ou forno de grafite (FAAS/GFAAS). Adicionalmente, compararam-se os teores dos ET com valores de referência para solos não contaminados. As amostras de solo foram coletadas na profundidade 0,0-0,2 m em municípios representativos de cada região agrícola do Estado de Mato Grosso (Rondonópolis, Alto Garça, Primavera do Leste, Campo Novo, Nova Mutum, Lucas do Rio Verde, Sorriso, Sinop, Campo Novo dos Parecis, Campos de Julho e Vila Bela da Santíssima Trindade). Em cada município, foram selecionadas seis áreas, totalizando 72 amostras, todas georreferenciadas. Para a leitura dos teores de ET no aparelho de TXRF S2 Picofox™, foram preparadas suspensões de solo usando Triton X-100 a 5 % v/v utilizando gálio como padrão interno, enquanto no FAAS/GFAAS as amostras foram submetidas à digestão ácida pelo método 3051A. Considerando área cultivada e área nativa, respectivamente, os teores médios dos ET por TXRF, em mg kg-1, foram: Cr, 69 e 62; Zn, 16 e 8; Pb, 28 e 21; Mn, 56 e 42; As, 2 e 2; Cu, 9 e 8; e Ni, 2 e 2. O Cd, Se e Hg não foram detectados por TXRF nas amostras analisadas. Para As, Cr, Mn, Zn, Ni, Cu e Pb, houve correlação linear (p<0,001) positiva entre as técnicas e, no geral, os teores obtidos para esses ET em TXRF foram superiores aos do FAAS/GFAAS. Os teores de todos os elementos detectados pelo TXRF, exceto o Cr, estão dentro das faixas dos relatados para solos não contaminados e muito inferiores aos limites de alerta estipulados na literatura.

Resumo em Inglês:

Total Reflection X-ray Fluorescence (TXRF) is a promising technique for analysis of trace elements (TEs), mainly because samples do not need to be digested, thereby reducing generation of waste and emission of toxic fumes. This study compared the levels of the TEs:Cr, Mn, Ni, Zn, Cu, As, Se, Hg, and Pb in soil samples collected from intensive agricultural and native vegetation areas, as determined by TXRF and by flame or graphite furnace atomic absorption spectrometry (FAAS/GFAAS). In addition, we compared the levels of TEs with reference values for uncontaminated soils. Soil samples were collected at a depth of 0.0-0.2 m in municipalities representing each agricultural region of Mato Grosso (Rondonópolis, Alto Garça, Primavera do Leste, Campo Novo, Nova Mutum, Lucas do Rio Verde, Sorriso, Sinop, Campo Novo dos Parecis, Campos de Julho, and Vila Bela da Santíssima Trindade). Six areas in each muncipality constituted the areas selected, for a total of 72 samples, all georeferenced. We prepared soil suspensions using Triton® 100 at 5 % v/v, with gallium as an internal standard, to read the TE contents on the TXRF S2 Picofox™ apparatus. The FAAS/GFAAS samples were digested by method 3051A. The mean contents of the TEs by TXRF in mg kg-1 were Cr 69 and 62, Zn 16 and 8, Pb 28 and 21, Mn 56 and 42, As 2 and 2, Cu 9 and 8, and Ni 2 and 2 in the samples analyzed, considering the cultivated area and the native vegetation area, respectively. Cadmium, Se, and Hg were not detected in the samples analyzed by TXRF. We detected a positive linear correlation (p<0.001) between the analysis techniques for As, Cr, Mn, Zn, Ni, Cu, and Pb. In general, the levels of these TEs in TXRF were higher than the levels in FAAS/GFAAS. The contents of all elements (except Cr) detected by TXRF are within the ranges of levels reported for uncontaminated soils and far below the alert thresholds stipulated in the literature.

Resumo em Português:

Os Latossolos apresentam, de modo geral, baixos teores de P disponível; no entanto, a influência do material de origem parece ser decisiva na definição do estoque e da forma de P predominante nesses solos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a disponibilidade de P, pelos extratores Mehlich-1 (M-1) e Resina de Troca Iônica (RTI), em amostras de horizontes B de Latossolos Férricos e Perférricos desenvolvidos a partir de diferentes materiais de origem. Para tanto, além da caracterização física e química dos solos, foram realizadas 10 extrações sequenciais com os extratores M-1 e RTI em amostras de horizonte B coletadas entre 0,8 e 1,0 m de profundidade. Os teores totais de Ca, P, Fe, Al e Ti foram determinados após digestão com os ácidos nítrico, fluorídrico e perclórico. Os efeitos das extrações sequenciais de P sobre os óxidos de Fe também foram avaliados a partir das análises com ditionito-citrato-bicarbonato e oxalato ácido de amônio. A maior semelhança observada entre os teores de P acumulado após as extrações sequenciais com M-1 e RTI nos solos desenvolvidos de tufito é indicativo da predominância de P-Ca. Os maiores teores de P extraídos pela RTI após uma única extração relevam sua maior eficiência na remoção de P em solos bastante intemperizados como os Latossolos estudados e, ainda, ressalta a elevada sensibilidade do extrator M-1 em solos altamente tamponados. Além disso, uma única extração com o extrator M-1 ou RTI não é suficiente para estimar o fator quantidade de P lábil nesses solos.

Resumo em Inglês:

In general, Latosols have low levels of available P, however, the influence of the parent material seems to be decisive in defining the pool and predominant form of P in these soils. This study evaluated P availability by extraction with Mehlich-1 (M-1) and Ion Exchange Resin (IER), from samples of B horizons of Ferric and Perferric Latosols developed from different parent materials. To this end, in addition to the physical and chemical characterization of soils, 10 sequential extractions were performed with M-1 and IER from samples of B horizons (depth between 0.8 and 1.0 m). Total contents of Ca, P, Fe, Al, and Ti were determined after digestion with nitric, hydrofluoric and perchloric acids. The effects of sequential P extractions on Fe oxides were also evaluated from the analyses of dithionite-citrate-bicarbonate and ammonium acid oxalate. The high similarity between contents of P accumulated after sequential extractions with M-1 and IER in soils developed on tuffite indicated a predominance of P-Ca. Higher contents of P after a single IER extraction show greater efficiency in P removal from highly weathered soils, as from the Latosols studied here. The P contents also show the high sensitivity of extractant M-1 in highly buffered soils. Furthermore, a single extraction with extractant M-1 or IER is not sufficient to estimate the amount of labile P in these soils.

Resumo em Português:

A utilização inadequada das terras tem ocasionado deterioração e esgotamento dos recursos naturais existentes, além da queda significativa da produção agrícola, em razão da piora da qualidade do solo. A remoção da vegetação natural para dar lugar a cultivos agrícolas muitas vezes manejados de forma inadequada resulta na desestruturação do solo, diminuição da disponibilidade de nutrientes e decomposição da matéria orgânica do solo, inviabilizando a sustentabilidade da produção agrícola. Assim, este estudo teve por objetivo avaliar o impacto do cultivo de mangueira irrigada (20 anos de idade) no estoque de carbono orgânico (CO) e nas frações da matéria orgânica do solo (MOS), em relação à caatinga nativa na região do Vale do Submédio São Francisco. O estudo foi realizado na Fazenda Boa Esperança localizada em Petrolina, PE. Nas áreas sob mangueira irrigada e caatinga nativa, foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-10 e 10-20 cm. Após a coleta e o preparo das amostras de solo, foram determinados os estoques de CO, C das substâncias húmicas (fração ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina) e frações leve e pesada da MOS. O cultivo de mangueira irrigada promoveu maiores estoques de CO, C das frações ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina, C da fração pesada e matéria orgânica leve, quando comparado à caatinga nativa, principalmente na camada mais superficial do solo.

Resumo em Inglês:

Improper land use has lead to deterioration and depletion of natural resources, as well as a significant decline in agricultural production, due to decreased soil quality. Removal of native vegetation to make way for agricultural crops, often managed inadequately, results in soil disruption, decreased nutrient availability, and decomposition of soil organic matter, making sustainable agricultural production unviable. Thus, the aim of the present study was to evaluate the impact of growing irrigated mango (over a 20 year period) on the organic carbon (OC) stocks and on the fractions of soil organic matter (SOM) in relation to the native caatinga (xeric shrubland) vegetation in the Lower São Francisco Valley region, Brazil. The study was carried out on the Boa Esperança Farm located in Petrolina, Pernambuco, Brazil. In areas under irrigated mango and native caatinga, soil samples were collected at the 0-10 and 10-20 cm depths. After preparing the soil samples, we determined the OC stocks, carbon of humic substances (fulvic acid fractions, humic acid fractions, and humin fractions), and the light and heavy SOM fractions. Growing irrigated mango resulted in higher OC stocks; higher C stocks in the fulvic acid, humic acid, and humin fractions; and higher C stocks in the heavy and light SOM fraction in comparison to nativecaatinga, especially in the uppermost soil layer.

Resumo em Português:

O extrator Mehlich-1 (M-1), assim como o Fosfato Monocálcico em ácido acético (FMCa), tem na acidez e na troca de ligantes - seja do sulfato do extrator pelo fosfato do solo ou do fosfato do extrator pelo sulfato do solo - os mecanismos de extração do P e do S disponíveis. Em solos argilosos, com maior poder de adsorção de P, ou menor valor de P-remanescente (P-rem), o que corresponde a solos com maior Poder-Tampão de Fosfato (PTF), mais tamponados para a acidez, o pH inicialmente baixo dos extratores é, durante o seu contato com o solo, aumentado em direção àquele do solo, e o sulfato do M-1 ou o fosfato do FMCa é adsorvido por sítios de adsorção ocupados ou não por esses ânions. Tal fato faz com que o extrator perca seu poder de extração, fenômeno conhecido como desgaste de extrator, objetivo de estudo deste trabalho. Escolheram-se 20 amostras de solos, de modo a cobrir a faixa do P-rem (0 a 60 mg L-1). Como medida do PTF, foi utilizado o P-rem. Os teores de P e de S disponíveis das amostras dos solos pelo M-1 e FMCa, de demais nutrientes e de matéria orgânica (MO) foram determinados. Para a determinação do desgaste dos extratores, após o período de repouso, foram medidos o pH e os teores de P e de S em ambos os extratos-solos. Houve efeito pouco expressivo, embora significativo, do desgaste da acidez dos extratores M-1 e FMCa com a diminuição do valor de P-rem. Observou-se para o M-1 um modelo linear plateau para desgaste descontínuo do teor do P, com a diminuição da concentração do P-rem ou aumento do PTF, sugerindo que se deve adotar um modelo também descontínuo para a interpretação do P-disponível de solos com diferentes valores de P-rem. Entretanto, observou-se resposta linear-contínua entre as variáveis P no extrato-solo e P-rem para o extrator FMCa, o que evidenciou desgaste crescente desse extrator com o aumento do PTF do solo, indicando a validade da relação linear entre o S disponível do solo e o PTF, estimado pelo P-rem, como atualmente adotada.

Resumo em Inglês:

The Mehlich-1 (M-1) extractant and Monocalcium Phosphate in acetic acid (MCPa) have mechanisms for extraction of available P and S in acidity and in ligand exchange, whether of the sulfate of the extractant by the phosphate of the soil, or of the phosphate of the extractant by the sulfate of the soil. In clayey soils, with greater P adsorption capacity, or lower remaining P (Rem-P) value, which corresponds to soils with greater Phosphate Buffer Capacity (PBC), more buffered for acidity, the initially low pH of the extractants increases over their time of contact with the soil in the direction of the pH of the soil; and the sulfate of the M-1 or the phosphate of the MCPa is adsorbed by adsorption sites occupied by these anions or not. This situation makes the extractant lose its extraction capacity, a phenomenon known as loss of extraction capacity or consumption of the extractant, the object of this study. Twenty soil samples were chosen so as to cover the range of Rem-P (0 to 60 mg L-1). Rem-P was used as a measure of the PBC. The P and S contents available from the soil samples through M-1 and MCPa, and the contents of other nutrients and of organic matter were determined. For determination of loss of extraction capacity, after the rest period, the pH and the P and S contents were measured in both the extracts-soils. Although significant, the loss of extraction capacity of the acidity of the M-1 and MCPa extractants with reduction in the Rem-P value did not have a very expressive effect. A “linear plateau” model was observed for the M-1 for discontinuous loss of extraction capacity of the P content in accordance with reduction in the concentration of the Rem-P or increase in the PBC, suggesting that a discontinuous model should also be adopted for interpretation of available P of soils with different Rem-P values. In contrast, a continuous linear response was observed between the P variables in the extract-soil and Rem-P for the MCPa extractor, which shows increasing loss of extraction capacity of this extractor with an increase in the PBC of the soil, indicating the validity of the linear relationship between the available S of the soil and the PBC, estimated by Rem-P, as currently adopted.

Resumo em Português:

A integração de métodos químicos de extração e a difração de raios-X podem ampliar o entendimento das formas de reserva de K+ nas frações do solo e o seu potencial de liberação para as plantas. Os objetivos deste estudo foram empregar os métodos de extração química para estimar a reserva mineral de K+ das frações areia, silte e argila de solos subtropicais, associar os mecanismos de extração com as formas liberadas do nutriente e acompanhar a dinâmica dessa liberação em estudo de cinética. As frações areia, silte e argila dos horizontes A e Bt de três Argissolos subtropicais foram submetidas à extração de formas não trocáveis e estruturais de K+pelos métodos: ácido oxálico 0,01 mol L-1 (cinética de liberação até o tempo acumulado de 2.889 h); HNO3 1 mol L-1 fervente; NaHSO4 na forma de cristais; e HNO3/HF/H2SO4 concentrados (teores totais). A fração argila também foi submetida a tratamento com NaOH 5 mol L-1. As esmectitas dioctaedrais na fração argila foram consideradas importantes na dinâmica de liberação de formas de reserva de K+. A maior e menor liberação de formas não trocáveis e estruturais de K+ foram pela extração com NaHSO4 e pelo ataque ácido com HNO3, respectivamente. Com os dados da cinética de liberação de K+ é possível concluir que as plantas cultivadas, nos Argissolos estudados, no longo dos anos nos solos estariam bem nutridas a partir de formas não trocáveis e estruturais de K+.

Resumo em Inglês:

Integration of chemical extraction methods and X-ray diffraction can broaden understanding of K+ forms and reserves in soil fractions, and their potential release to plants. The aim of this study was to use chemical extraction methods to estimate mineral reserves of K+ in sand, silt, and clay from subtropical soils; to associate extraction mechanisms with the forms of K+ released; and to monitor the dynamic of K+release in a kinetics study. The sand, silt, and clay fractions of the A and Bt horizons from three subtropical Argissolos (Alfisols) underwent extraction of structural and non-exchangeable K+ forms by the following methods: 0.01 mol L-1 oxalic acid (release kinetics up to a cumulative time of 2,889 h); boiling 1 mol L-1 HNO3; NaHSO4 in the form of crystals; and concentrated HNO3/HF/H2SO4 (total contents). The clay fraction also underwent treatment with 5 mol L-1 NaOH. Dioctahedral smectites in the clay fraction were considered important in the release dynamics of forms of the K+ reserve. The greatest amount of structural and non-exchangeable forms of K+ released was by NaHSO4fusion, and the smallest amount was by HNO3 dissolution. From the data on K+ release kinetics, we conclude that plants grown in the Argissolos studied would be well nourished from non-exchangeable and structural forms of K+ over the years.

Resumo em Português:

Apesar da grande importância ambiental do mercúrio (Hg), dada a sua elevada toxicidade e capacidade de contaminar extensas áreas via deposição atmosférica, pouco se conhece sobre seu comportamento em solos, especialmente nos tropicais, comparando-se com outros metais pesados. Certamente, essa escassez de informações ocorre porque os métodos de determinação de Hg são caros e laboriosos. Em relação à especiação do Hg em solos, a situação é mais precária, uma vez que os métodos de extração sequencial também são ineficientes para esse metal. Objetivou-se com este trabalho apresentar a técnica de termodessorção associada à espectrometria de absorção atômica, TDAAS, como ferramenta eficiente para a determinação quantitativa de Hg em amostras de solos. O método consiste na liberação de Hg, por aquecimento, seguido da quantificação desse por espectrometria de absorção atômica, e foi desenvolvido construindo-se curvas de calibração em diferentes matrizes de solo, a partir de soluções-padrão de Hg2+. Os parâmetros de desempenho, exatidão, precisão, limites de detecção e quantificação foram avaliados. Não houve interferência da matriz no resultado. As amostras de referência certificadas e a comparação com a determinação direta de Hg, DMA, outra técnica consagrada, foram utilizadas na validação do método, que se evidenciou exato e preciso.

Resumo em Inglês:

Despite the considerable environmental importance of mercury (Hg), given its high toxicity and ability to contaminate large areas via atmospheric deposition, little is known about its activity in soils, especially tropical soils, in comparison with other heavy metals. This lack of information about Hg arises because analytical methods for determination of Hg are more laborious and expensive compared to methods for other heavy metals. The situation is even more precarious regarding speciation of Hg in soils since sequential extraction methods are also inefficient for this metal. The aim of this paper is to present a technique of thermal desorption associated with atomic absorption spectrometry, TDAAS, as an efficient tool for quantitative determination of Hg in soils. The method consists of the release of Hg by heating, followed by its quantification by atomic absorption spectrometry. It was developed by constructing calibration curves in different soil samples based on increasing volumes of standard Hg2+ solutions. Performance, accuracy, precision, and quantification and detection limit parameters were evaluated. No matrix interference was detected. Certified reference samples and comparison with a Direct Mercury Analyzer, DMA (another highly recognized technique), were used in validation of the method, which proved to be accurate and precise.

Resumo em Português:

Os solos brasileiros apresentam grande variabilidade química natural e com isso a condutividade elétrica aparente (CEa) pode auxiliar na interpretação das variações de produtividade das culturas. O objetivo deste trabalho foi selecionar atributos químicos do solo com a melhor correlação linear e espacial, para explicar a variabilidade da CEa do solo utilizando o aparelho Profiler modelo EMP-400. O estudo foi realizado no município de Sidrolândia, MS, e as variáveis avaliadas no solo foram: CE 2 kHz, CE 7 kHz, CE 15 kHz, matéria orgânica, K disponível, saturação de bases e capacidade de troca catiônica (CTC). A medição da CEa do solo foi feita com auxílio de um quadricículo, percorrendo a área total com espaçamento de 0,45 m entre passadas. As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-20 cm, totalizando 36 amostras de solo em aproximadamente 70 ha. Para cada atributo analisado, realizou-se a análise descritiva clássica, utilizando o programa SAS, e para a dependência espacial, usou-se o GS+. O equipamento foi capaz de detectar simultaneamente as CEas nas diferentes frequências; por meio da análise de correlação com os atributos químicos do solo, foi possível estabelecer as zonas específicas de manejo. O atributo do solo que melhor se correlacionou com a CEa foi a CTC, para a frequência de 15 kHz.

Resumo em Inglês:

Brazilian soils have natural high chemical variability; thus, apparent electrical conductivity (ECa) can assist interpretation of crop yield variations. We aimed to select soil chemical properties with the best linear and spatial correlations to explain ECa variation in the soil using a Profiler sensor (EMP-400). The study was carried out in Sidrolândia, MS, Brazil. We analyzed the following variables: electrical conductivity - EC (2, 7, and 15 kHz), organic matter, available K, base saturation, and cation exchange capacity (CEC). Soil ECa was measured with the aid of an all-terrain vehicle, which crossed the entire area in strips spaced at 0.45 m. Soil samples were collected at the 0-20 cm depth with a total of 36 samples within about 70 ha. Classical descriptive analysis was applied to each property via SAS software, and GS+ for spatial dependence analysis. The equipment was able to simultaneously detect ECa at the different frequencies. It was also possible to establish site-specific management zones through analysis of correlation with chemical properties. We observed that CEC was the property that had the best correlation with ECa at 15 kHz.

Resumo em Português:

As informações referentes às taxas de recuperação do boro pelo extrator em razão das doses adicionadas são escassas e necessárias para os sistemas de recomendação de adubação e corretivos. Esta pesquisa teve o objetivo de determinar as taxas de recuperação desse nutriente com água fervente e CaCl2 fervente em solos dos Estados da Bahia e Minas Gerais, na ausência e na presença de calagem. O experimento foi instalado em casa de vegetação, utilizando tratamentos em esquema fatorial (6 × 2 + 9) × 6, correspondendo a seis solos com e sem calagem, nove solos sem calagem e seis doses de B. Utilizaram-se blocos casualizados, com três repetições. As unidades experimentais foram constituídas por 0,6 dm3 de solo. A calagem foi calculada com base na análise de solo, seguindo a recomendação de calagem usada para o Estado de Minas Gerais. Após 15 dias de incubação, os solos receberam doses de B (0,0; 1,5; 3,0; 6,0; 9,0; e 15 mg dm-3), fazendo-se uma nova incubação por um período de 45 dias. Usou-se ácido bórico como fonte de B. Terminada a incubação, o teor de B disponível foi extraído com água fervente e CaCl2 5 mmol L-1 fervente, sendo a dosagem feita com azometina-H. Foram feitas análises de regressão e correlação para as diversas variáveis. O B extraído do solo com água fervente e o CaCl2 fervente, independentemente da calagem, aumentou linearmente com a elevação das doses aplicadas desse nutriente aos solos. Os extratores água fervente e o CaCl2fervente não são sensíveis à calagem. As taxas de recuperação de B dos solos pelos extratores usados variam de acordo com os teores de matéria orgânica, a quantidade e qualidade de argila e pelo equivalente de umidade. Os extratores utilizados foram altamente correlacionados entre si na extração do B do solo.

Resumo em Inglês:

Information on rates of nutrient recovery by extractants as a function of added doses of the nutrients is scarce, yet necessary for fertilization and liming recommendation systems. The aim of this study was to determine boron recovery rates by boiling water and boiling CaCl2, with and without liming, in soils of the States of Bahia and Minas Gerais, Brazil. We set up three experiments under greenhouse conditions using a (6 × 2 + 9) × 6 factorial arrangement, consisting of six soils with and without liming, nine soils without liming, and six application rates of B. A randomized block design was used, with three replicates. Experimental units consisted of 0.6 dm3 of soil. We calculated the liming rate based on soil analysis, following the recommendation for the State of Minas Gerais. After 15 days of incubation, the soils received different application rates of B (0, 1.5, 3, 6, 9, and 15 mg dm-3); they then underwent an additional 45-day incubation period. Boric acid (H3BO3) was the B source. After incubation, available B contents were extracted by boiling water and boiling 5 mmol L-1CaCl2. Azomethine-H reagent was used for B detection. Regression and correlation analyses for the variables were carried out. The B extracted from the soil by boiling water and boiling CaCl2, regardless of liming, increases in a linear manner with the increase in the application rates of this nutrient in the soils. The boiling water and boiling CaCl2extractants proved not to be sensitive to liming. Rather, the rates of B recovered from the soils by the extractants used vary according to organic matter content, clay quantity and quality, and the moisture equivalent. The extractants used had high correlation in extraction of B from the soil.

Resumo em Português:

O uso da concentração foliar de nitrogênio total como indicador para diagnose nutricional apresenta algumas limitações. O objetivo deste trabalho foi determinar a confiabilidade da concentração de N total como indicador do status do nutriente para clones de eucalipto e compará-la com indicadores alternativos. Conduziu-se um experimento de casa de vegetação em delineamento de blocos ao acaso, em um arranjo fatorial 2 × 6, com mudas de dois clones de eucalipto (140 dias) e seis doses de N em solução nutritiva. Também foi conduzido um experimento de campo em delineamento inteiramente casualizado, em um arranjo fatorial 2 × 2 × 2 × 3, com duas épocas, duas regiões, dois clones jovens (aproximadamente dois anos) e três posições de amostragem das folhas na copa. As áreas de campo (regiões) tinham contrastantes propriedades físicas e químicas do solo e suas concentrações de N total, N-NH+4 e N-NO−3, foram determinadas em cinco camadas do solo, até 1 m de profundidade. Avaliaram-se como indicadores do status de N da planta, em raízes e folhas, concentrações de N total, N-NH+4 e N-NO−3, clorofila, razão N/P e leituras do medidor de clorofila nas folhas. Amônio (raiz) e N-NO−3, (raiz e folha) previram eficientemente os requerimentos de N para as mudas de eucalipto em casa de vegetação. Similarmente, N/P foliar, valores de clorofila e leituras do medidor de clorofila forneceram bons resultados em casa de vegetação. Entretanto, N/P foliar não refletiu o status de N do solo, e o uso do medidor de clorofila não pode ser generalizado para diferentes genótipos. A concentração foliar de N total não é um indicador ideal, mas essa e os níveis de clorofila melhor representam o status de N do solo para os clones jovens de eucalipto em condições de campo.

Resumo em Inglês:

The use of leaf total nitrogen concentration as an indicator for nutritional diagnosis has some limitations. The objective of this study was to determine the reliability of total N concentration as an indicator of N status for eucalyptus clones, and to compare it with alternative indicators. A greenhouse experiment was carried out in a randomized complete block design in a 2 × 6 factorial arrangement with plantlets of two eucalyptus clones (140 days old) and six levels of N in the nutrient solution. In addition, a field experiment was carried out in a completely randomized design in a 2 × 2 × 2 × 3 factorial arrangement, consisting of two seasons, two regions, two young clones (approximately two years old), and three positions of crown leaf sampling. The field areas (regions) had contrasting soil physical and chemical properties, and their soil contents for total N, NH+4-N, and NO−3-N were determined in five soil layers, up to a depth of 1.0 m. We evaluated the following indicators of plant N status in roots and leaves: contents of total N, NH+4-N, NO−3-N, and chlorophyll; N/P ratio; and chlorophyll meter readings on the leaves. Ammonium (root) and NO−3-N (root and leaf) efficiently predicted N requirements for eucalyptus plantlets in the greenhouse. Similarly, leaf N/P, chlorophyll values, and chlorophyll meter readings provided good results in the greenhouse. However, leaf N/P did not reflect the soil N status, and the use of the chlorophyll meter could not be generalized for different genotypes. Leaf total N concentration is not an ideal indicator, but it and the chlorophyll levels best represent the soil N status for young eucalyptus clones under field conditions.

Resumo em Português:

A utilização de bactérias diazotróficas pode auxiliar a alcançar maiores produtividades e reduzir os impactos ambientais decorrentes da utilização de fertilizantes nitrogenados. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento de sementes com bactérias do gêneroAzospirillum e da aplicação de doses de N mineral sobre o desempenho agronômico do milho em diferentes níveis de manejo. O experimento foi conduzido no campo, na cidade de Lages, SC, durante os anos agrícolas de 2011/2012 e 2012/2013. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso dispostos em parcelas subsubdivididas. Na parcela principal, foram testados dois níveis de manejo, o médio, expectativa de produtividade de 8.000 kg ha-1; e o alto, expectativa de produtividade de 18.000 kg ha-1. Nas subparcelas, testaram-se quatro doses de N, equivalentes a 0; 0,5; 1; e 1,5 vez a dose recomendada pela Comissão Sul Brasileira de Química e Fertilidade do Solo para atingir a expectativa de produtividade prevista em cada nível de manejo. Nas subsubparcelas, avaliou-se o efeito do tratamento de sementes com Azospirillum sp. O rendimento de grãos variou de 8.344 a 16.947 kg ha-1 no nível de manejo alto e aumentou quadraticamente com o aumento das doses de N, tanto nas parcelas inoculadas quanto nas não inoculadas. No nível de manejo médio, os rendimentos oscilaram entre 5.986 e 9.684 kg ha-1, aumentaram linearmente com o incremento na dose de N nos tratamentos inoculados e não foram influenciados pela aplicação de N mineral nos tratamentos sem inoculação. Nos dois sistemas de manejo, a eficiência de uso do N diminuiu com o incremento na dose de N, tanto nas parcelas inoculadas quanto nas não inoculadas. Não houve diferenças significativas no rendimento de grãos dos tratamentos com e sem inoculação, independentemente do sistema de manejo e da dose de N. Portanto, o tratamento de sementes com Azospirillum sp. não melhorou o desempenho agronômico do milho.

Resumo em Inglês:

The use of diazotrophic bacteria can help to achieve higher yields and reduce negative environmental impacts caused by N fertilizers. The aim of this study was to evaluate the effects of seed treatment with Azospirillum bacteria and the application of different rates of mineral N on maize agronomic performance at two levels of yield management. A field experiment was set up in Lages, SC, Brazil, in the 2011/2012 and 2012/2013 growing seasons. A randomized block experimental design arranged in split-split plots was used. Two yield management levels were tested in the main plots: medium (grain yield expectation of 8,000 kg ha-1) and high (grain yield expectation of 18,000 kg ha-1). Four N rates were assessed in the split plots, rates equivalent to 0, 0.5, 1.0, and 1.5 times the rate recommended by the Southern Brazil Commission of Soil Chemistry and Fertility to achieve the yield expectation at each level of yield management. The effect of seed treatment with Azospirillum sp. was evaluated in the split-split plots. Grain yield ranged from 8,344 to 16,947 kg ha-1 at the high management level and increased quadratically with the increase in N rate, both with and without Azospirillum seed treatment. At the medium management level, grain yield ranged from 5,986 to 9,684 kg ha-1. It increased linearly with the increase in N rate when seeds were treated with Azospirillum and was not affected by mineral N in treatments without seed inoculation. The efficiency of N use decreased when Nn rates increased at both yield management levels and whether the seeds were inoculated or not. There was no significant difference in grain yield between inoculated and non-inoculated treatments, regardless of the yield management level or N rate. Therefore, seed treatment with Azospirillum sp. did not improve the agronomic performance of maize.

Resumo em Português:

Os solos cultivados com arroz irrigado no Estado de Santa Catarina apresentam características mineralógicas e químicas distintas dos solos utilizados nos estudos de calibração do extrator Mehlich-1, para estimar a disponibilidade de fósforo do solo para as plantas. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos extratores Mehlich-1, Mehlich-3, Resina em lâminas, Olsen e EDTA na predição da disponibilidade P para plantas de arroz cultivadas em sistema de alagamento em solos representativos de lavouras orizícolas do Estado de Santa Catarina. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, com cinco solos oriundos de várias lavouras orizícolas, em 2014. Foram adicionados aos solos quatro concentrações de P, correspondendo a 0, ¼, ½ e 1,0 vez a quantidade de P para atingir 0,2 mg L-1 de P na solução do solo (com base na capacidade de adsorção de cada solo). Foram usadas três repetições por tratamento, dispostas no delineamento completamente casualizado. Após cinco dias da adição dos níveis de P, as unidades experimentais constituídas por vasos de 8 L contendo 3,5 kg de solo seco foram amostradas para determinar o P disponível do solo por cinco métodos químicos. Na sequência, essas foram alagadas e cultivadas com seis plantas de arroz por 46 dias, quando se quantificaram a massa de matéria seca e o P absorvido pela parte aérea das plantas. A eficácia dos métodos Mehlich-1, Mehlich-3, Resina em lâminas, Olsen e EDTA foi avaliada por correlação linear entre a quantidade de P extraída dos solos e a quantidade absorvida pelas plantas. A quantidade de P absorvida pelas plantas de arroz aumentou com o acréscimo das doses de P aplicadas, variando com o tipo de solo. A maior recuperação do P adicionado aos solos foi obtida pelo extrator EDTA, seguido pelo Olsen. O P extraído pelo EDTA e Mehlich-3 evidenciou melhor correlação com quantidade de P absorvida pelo arroz. O agrupamento dos solos segundo características relacionadas à adsorção de P no solo melhora a eficiência de todos os métodos em predizer a disponibilidade de P em solos cultivados com arroz no sistema de inundação.

Resumo em Inglês:

The soils used to grow irrigated rice in the State of Santa Catarina have different mineralogical and chemical characteristics from the soils used for calibration studies of the Mehlich-1 extractant, for estimating soil phosphorus availability to plants. Thus, the aim of this study was to evaluate the effectiveness of Mehlich-1, Mehlich-3, Resin, Olsen and EDTA extractants in predicting P availability to flood irrigated rice in soils of State of Santa Catarina. The experiment was carried out in a greenhouse in 2014 with five soils collected from croplands previously planted to rice. Four rates of P were applied to the soils, corresponding to 0, ¼, ½, and 1.0 times the amount of P needed to reach 0.2 mg L-1 P in the soil solution (based on the maximum P adsorption capacity of each soil). Experimental units consisted of 8.0 L pots containing 3.5 kg of soil (dry base). Triplicates of each treatment were arranged in a completely randomized experimental design. Five days after mixing P with the soils, soil samples were collected to quantify P by five chemical methods (Mehlich-1, Mehlich-3, Resin, Olsen, and EDTA). The pots were then flooded and cultivated with six rice seedlings for 46 days. Shoot dry matter and P uptake were quantified. Linear correlations between P extracted from the soils and P taken up by the plants were used to evaluate the effectiveness of the chemical methods in predicting P availability. The amount of P taken up by rice plants varied according to soil type and increased with increases in the P rate. The EDTA method recovered the highest amount of P from the soils relative to the amount applied, followed by Olsen. Soil P extracted by EDTA and Mehlich-3 best correlated with the amount of P uptake by rice plants. Arranging soils according to their characteristics related to P adsorption improves the effectiveness of all methods in predicting P availability to rice cultivated in flood irrigated soils.

Resumo em Português:

O uso de dejeto suíno (DS) como fertilizante pode interferir na qualidade do solo e aumentar os estoques de carbono orgânico total do solo (COT). Entretanto, os efeitos do DS na quantidade e formas de COT acumulados no solo não são totalmente conhecidos, em especial em áreas em sistema plantio direto (SPD). O objetivo deste trabalho foi analisar os teores e estoques de COT e de C nas frações particulada (COP) e associada aos minerais (CAM) em Latossolo Vermelho cultivado com a sucessão milho e aveia-preta, sob SPD após nove anos com aplicações anuais de DS, de adubo solúvel e fertilização combinada (DS + adubo solúvel). O experimento foi iniciado em 2001, no município de Campos Novos, SC, e compreendeu os seguintes tratamentos: DS nas doses zero (sem adubação), 25, 50, 100 e 200 m3 ha-1 ano-1; adubação com adubo solúvel (AS); e adubação mista (25 m3 ha-1ano-1 de DS + AS). O teor de COT foi determinado em seis camadas de solo até a profundidade de 40 cm, enquanto os teores de COP e CAM foram determinados em quatro camadas até a profundidade de 20 cm. O teor e estoque de COT no solo aumentaram em razão da dose de DS aplicada nas camadas até 10 cm de profundidade, com doses a partir de 50 m3 ha-1ano-1. Os teores e estoques de COP e CAM foram maiores nas camadas superficiais, com expressiva predominância da segunda fração, porém com maior amplitude relativa nos teores da primeira fração.

Resumo em Inglês:

The use of pig slurry (PS) as fertilizer can affect the soil quality and increase total stocks of soil organic carbon (TOC). However, the effects of PS on TOC amount and forms in the soil are not fully understood, particularly in areas under no-tillage (NT). The purpose of this study was to determine TOC contents and stocks in the particulate (POC) and mineral-associated C fractions (MAC) of an Oxisol after nine years of maize-oat rotation under NT, with annual applications of PS, soluble fertilizer and combined fertilization (pig slurry + soluble fertilizer). The experiment was initiated in 2001 in Campos Novos, Santa Catarina, with the following treatments: PS at rates of 0 (without fertilization - PS0); 25 (PS25); 50 (PS50); 100 (PS100); and 200 m3 ha-1yr-1 (PS200); fertilization with soluble fertilizer (SF); and mixed fertilization (PS + SF). The TOC content was determined in samples of six soil layers to a depth of 40 cm, and the POC and MAC contents in four layers to a depth of 20 cm. From the rate of 50 m3 ha-1yr-1 and upwards, the soil TOC content and stock increased according to the PS rates in the layers to a depth of 10 cm. The POC and MAC contents and stocks were higher in the surface layers, with a clear predominance of the second fraction, but a greater relative amplitude in the contents of the first fraction.

Resumo em Português:

Na região do Jalapão, no Estado do Tocantins, existem grandes áreas contínuas de Neossolos Quartzarênicos, com desenvolvimento do capim dourado (Syngonanthus nitens), espécie nativa utilizada na confecção de artesanatos nessa região, possuindo destacada importância na economia local. O objetivo deste estudo foi verificar a relação entre os atributos físicos e químicos dos solos e a produtividade de capim dourado nos Campos Limpos Úmidos associados às Veredas no Parque Estadual do Jalapão. Foram coletadas amostras de solo e escapos de capim dourado e realizadas medições de declividade do terreno ao longo de caminhamento ou transeções perpendiculares às linhas de drenagem das Veredas selecionadas para o estudo. Foram identificados três tipos principais de solos ao longo das transeções: Neossolo Quartzarênico órtico típico, Neossolo Quartzarênico hidromórfico típico e Organossolo Háplico fíbrico típico. A produtividade de capim dourado foi analisada por meio de modelos de regressão múltipla, envolvendo 26 variáveis dos solos. Em razão da significância, o modelo final ficou constituído por seis dessas variáveis: pH, Mg2+, Ca2+, areia fina, argila e umidade do solo. O modelo de regressão quadrática múltipla envolvendo essas seis variáveis contemplou R2 de 0,85 e R2 ajustado de 0,81 da relação avaliada, onde a umidade dos solos foi a variável mais importante.

Resumo em Inglês:

In the Jalapão region, State of Tocantins, Brazil, there are large contiguous areas of Neossolos Quartzarênicos (Tropsamments). Golden grass (Syngonanthus nitens) is a native species widely used as material for handicrafts in the region, and it is therefore of great importance for the local economy. The aim of this study was to analyze the relationship between soil physical and chemical properties and golden grass yield in Campos Limpos Úmidos within Jalapão State Park (Parque Estadual do Jalapão). We collected soil samples and golden grass scapes and made slope measurements along the transects perpendicular to the drainage lines. We identified three soil units: Neossolo Quartzarênico órtico típico, Neossolo Quartzarênico hidromórfico típico, and Organossolo Háplico fíbrico típico (Orthpsamment, Hydropsamment, and Hydrofibrist, respectively). Multiple regression models involving 26 variables further portrayed golden grass yield. Six of these variables subsequently proved to be of greatest significance and constituted the final model: pH, Mg2+, Ca2+, fine sand, clay, and soil moisture. The multiple quadratic regression model involving these six variables considered an R2 of 0.85 (adjusted R2of 0.81) of the relationship evaluated. Soil moisture was the most important variable.

Resumo em Português:

A avaliação da incerteza espacial das predições das perdas de nutrientes por erosão, associada aos modelos de paisagem, é importante ferramenta na análise e no planejamento conservacionista do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a incerteza espacial e o local na predição das taxas de empobrecimento do solo por nutrientes (P, K, Ca e Mg) em razão da erosão hídrica em dois sistemas de colheita da cana-de-açúcar (cana crua e queimada), utilizando-se a simulação sequencial gaussiana (SSG). O estudo foi realizado em uma área de 200 ha, localizada em Tabapuã, Estado de São Paulo, sudeste do Brasil. Uma malha de amostragem regular foi estabelecida na área, com intervalos equidistantes de 50 m, totalizando 626 pontos. A taxa de empobrecimento do solo foi calculada com base na relação entre concentração dos nutrientes no sedimento erodido e os atributos químicos do solo original, ponto a ponto. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva e geoestatística. A taxa média de empobrecimento do solo para todos os nutrientes avaliados foi superior no cenário de cana queimada em relação ao cenário de cana crua (teste t-Student; p<0,05). Em ambos os cenários, a ordem da perda dos nutrientes foi: Ca>Mg>K>P. Áreas com maior taxa de empobrecimento do solo foram relacionadas à maior declividade da paisagem. As menores incertezas estão associadas às áreas com maiores taxas de empobrecimento do solo e declividades. Por sua vez, as maiores incertezas estão associadas às áreas de transição entre as pedoformas côncava e convexa.

Resumo em Inglês:

The assessment of spatial uncertainty in the prediction of nutrient losses by erosion associated with landscape models is an important tool for soil conservation planning. The purpose of this study was to evaluate the spatial and local uncertainty in predicting depletion rates of soil nutrients (P, K, Ca, and Mg) by soil erosion from green and burnt sugarcane harvesting scenarios, using sequential Gaussian simulation (SGS). A regular grid with equidistant intervals of 50 m (626 points) was established in the 200-ha study area, in Tabapuã, São Paulo, Brazil. The rate of soil depletion (SD) was calculated from the relation between the nutrient concentration in the sediments and the chemical properties in the original soil for all grid points. The data were subjected to descriptive statistical and geostatistical analysis. The mean SD rate for all nutrients was higher in the slash-and-burn than the green cane harvest scenario (Student’s t-test, p<0.05). In both scenarios, nutrient loss followed the order: Ca>Mg>K>P. The SD rate was highest in areas with greater slope. Lower uncertainties were associated to the areas with higher SD and steeper slopes. Spatial uncertainties were highest for areas of transition between concave and convex landforms.

Resumo em Português:

O número de passadas das máquinas, os tipos de rodados e a alta umidade do solo durante as operações de colheita agravam o processo de compactação, devendo-se conhecer esses impactos e quais alternativas para reduzí-los. O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto de diferentes frequências de tráfego doforwarder e o efeito de condições distintas de resíduos da colheita do eucalipto ao fim da rotação subsequente na produtividade, nos atributos físicos do solo e nos teores de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho (LV), localizado em São João Evangelista, MG, e um Latossolo Amarelo (LA), localizado em Belo Oriente, MG. Os tratamentos consistiram de um esquema fatorial 2 × 3, sendo: duas ou oito passadas na entrelinha sobre resíduo da colheita sem casca; com casca; e sem resíduo. A perda de produtividade dos plantios pela compactação do solo proveniente das passadas doforwarder é atenuada com a permanência dos resíduos da colheita especialmente com a manutenção da casca na área. A remoção de resíduo, particularmente quando há remoção da casca, leva à redução dos teores de C orgânico total e de frações mais lábeis de C e N do solo. O tráfego doforwarder na colheita do eucalipto da rotação anterior sobre solo sem resíduos promove perdas na qualidade física do solo, com aumento da densidade do solo e resistência à penetração, e redução na porosidade e condutividade hidráulica do solo. Esses efeitos negativos perduraram até o final da rotação seguinte.

Resumo em Inglês:

The number of machine passes, types of wheels, and high soil moisture during harvest operations affect the soil compaction process. The impacts of these factors and alternatives to reduce them must be better understood. This study evaluated the impact of different traffic intensities of a loaded forwarder and the effect of different management conditions of eucalyptus harvest residues on productivity, soil physical properties, and organic matter at the end of the subsequent rotation in two Oxisols in the State of Minas Gerais, Brazil. The treatments consisted of a 2 × 3 factorial arrangement: two or eight machine passes between rows over crop residue without bark, crop residue with bark, or an area without residue. Eucalypt wood productivity losses due to soil compaction caused by forwarder traffic is mitigated by the presence of harvest residues, especially when bark is maintained in the area. Residue removal, and especially bark removal, leads to reduction in total organic C content and the more labile C and N fractions of the soil. Forwarder traffic in the harvest of the previous rotation of eucalyptus on soil without residues leads to losses in soil physical quality, with increased bulk density and resistance to penetration, and reduction in porosity and hydraulic conductivity. These negative effects were observed up to the end of the following rotation.

Resumo em Português:

A caracterização do destino do N proveniente do fertilizante em um sistema é uma ferramenta essencial para a melhoria de práticas de manejo que visem a máxima utilização do nutriente pela cultura e o mínimo de perdas. A erosão do solo ocasiona perda de nutrientes, como o N, causando impactos negativos na qualidade das águas de mananciais superficiais e subterrâneas, além da queda de produtividade agrícola em razão do empobrecimento do solo. Estudos que correlacionam o percentual de N proveniente do fertilizante com as taxas de erosão do solo, bem como os fatores intervenientes nesse processo, são escassos. Nesse sentido, foram quantificadas as perdas de solo e N provenientes do fertilizante por erosão hídrica em solo mobilizado pelo preparo convencional e solo sem mobilização, sob diferentes intensidades de chuva, identificando os fatores que interferem no aumento dessa perda. O experimento foi conduzido em parcelas experimentais de 3,5 m de largura e 11 m de comprimento, com dois tratamentos e três repetições, sob chuva simulada. Os tratamentos utilizados foram solos com mobilização e sem mobilização. Foram aplicadas três chuvas sucessivas, com intervalo de 24 h entre elas, com intensidades de 30 mm/h, 30 mm/h e 70 mm/h. O fertilizante nitrogenado utilizado foi marcado isotopicamente (15N) e incorporado ao solo em linha transversal ao comprimento das parcelas. A ausência de preparo do solo condiciona as maiores perdas de solo por erosão e maiores perdas de nitrogênio total (NT) ao longo das chuvas aplicadas. As perdas do nitrogênio proveniente do fertilizante (NPF) seguiram padrão distinto; as maiores perdas de NPF foram verificados nas parcelas com mobilização do solo, mesmo que tenham apresentado as menores perdas de solo e NT; ou seja, quanto menor a quantidade de sedimentos erodidos maior o percentual de NPF associado a esses. As chuvas de maior intensidade não influenciaram a perda de NPF; as maiores perdas ocorreram em decorrência das chuvas de menor intensidade nos dois tratamentos utilizados.

Resumo em Inglês:

The description of the fate of fertilizer-derived nitrogen (N) in agricultural systems is an essential tool to enhance management practices that maximize nutrient use by crops and minimize losses. Soil erosion causes loss of nutrients such as N, causing negative effects on surface and ground water quality, aside from losses in agricultural productivity by soil depletion. Studies correlating the percentage of fertilizer-derived N (FDN) with soil erosion rates and the factors involved in this process are scarce. The losses of soil and fertilizer-derived N by water erosion in soil under conventional tillage and no tillage under different rainfall intensities were quantified, identifying the intervening factors that increase loss. The experiment was carried out on plots (3.5 × 11 m) with two treatments and three replications, under simulated rainfall. The treatments consisted of soil with and soil without tillage. Three successive rainfalls were applied in intervals of 24 h, at intensities of 30 mm/h, 30 mm/h and 70 mm/h. The applied N fertilizer was isotopically labeled (15N) and incorporated into the soil in a line perpendicular to the plot length. Tillage absence resulted in higher soil losses and higher total nitrogen losses (TN) by erosion induced by the rainfalls. The FDN losses followed another pattern, since FDN contributions were highest from tilled plots, even when soil and TN losses were lowest, i.e., the smaller the amount of eroded sediment, the greater the percentage of FDN associated with these. Rain intensity did not affect the FDN loss, and losses were greatest after less intense rainfalls in both treatments.

Resumo em Português:

Decorrente dos sistemas de manejo empregados no solo, como o sistema de preparo convencional (SPC) versus o sistema de plantio direto de hortaliças (SPDH), modificações nos atributos edáficos ocorrem; por exemplo, nos índices de agregação do solo e seu teor de carbono orgânico total (COT). Objetivaram-se quantificar os teores de COT e avaliar os índices de agregação do solo e a distribuição dos agregados por classes de diâmetro sob cultivo de cebola em SPDH e SPC, comparados a uma área de mata adjacente em Ituporanga, SC. Os tratamentos constituíram-se da semeadura de plantas de cobertura, solteiras e consorciadas, em SPDH: vegetação espontânea (VE); 100 % aveia; 100 % centeio; 100 % nabo-forrageiro; consórcio de nabo-forrageiro (14 %) e centeio (86 %); e consórcio de nabo-forrageiro (14 %) e aveia (86 %). Adicionalmente, foram avaliadas uma área de cultivo de cebola em SPC por ±37 anos e uma área de mata (floresta secundária; ±30 anos), ambas adjacentes ao experimento. Em setembro de 2013, cinco anos após a implantação dos tratamentos com plantas de cobertura, foram coletadas amostras indeformadas do solo nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm e separados os agregados para avaliar a estabilidade via úmida. Nos agregados, foi quantificado o COT; após a separação em classes de diâmetro (8,00 mm>Ø≥0,105 mm), calcularam-se o diâmetro médio ponderado (DMP) e o geométrico (DMG) dos agregados; a distribuição deles em macroagregados (Ø≥2,0 mm), mesoagregados (2,0>Ø≥0,25 mm) e microagregados (Ø<0,25 mm); e o seu índice de sensibilidade (IS). Os dados foram submetidos à análise de variância e de componentes principais (ACP). Os maiores teores de COT foram encontrados na área de mata (52,83; 37,77; e 26,70 g kg-1, respectivamente para 0-5, 5-10 e 10-20 cm); e os menores, no SPC (18,23 g kg-1, 0-5 cm). Os tratamentos com plantas de cobertura, solteiras ou consorciadas, não apresentaram diferenças entre si (p≤0,05) para o COT, nem em relação à área testemunha (VE). O SPC apresentou os menores índices de DMP (3,425; 3,573; e 3,401 mm), DMG (2,438; 2,682; e 2,541 mm) e IS (0,77; 0,79; e 0,81), nas três camadas avaliadas. Para o DMP e DMG, não foram verificadas diferenças (p≤0,05) entre tratamentos no SPDH; porém, esses índices foram superiores aos do SPC; os de DMP, iguais aos da área de mata; e os de DMG, maiores na camada de 0-5 e 5-10 cm. Na camada de 10-20 cm, no SPDH, o tratamento com nabo-forrageiro apresentou maiores valores de DMP (4,520 mm), DMG (4,284 mm) e IS (1,07). Em relação à distribuição dos agregados por classes de diâmetro, o SPC evidenciou, respectivamente, os menores (14,22; 14,75; e 13,86 g) e maiores (4,94; 3,44; e 3,52 g/3,0; 3,0; e 3,76 g) valores para macro e meso/microagregados, enquanto o SPDH demonstrou maiores valores de macroagregados (médias de 19,90; 20,48; e 18,56 g) em comparação à mata (16,0; 16,31; e 15,47 g) e ao SPC (14,22; 14,75; e 13,86 g) nas três camadas avaliadas. O uso de plantas de cobertura, solteiras ou consorciadas, em SPD de cebola foi eficiente para recuperar e aumentar os teores de COT e os índices de DMP, DMG e IS em relação ao SPC; e, em comparação à área de mata, aumentou o DMG (0-5 e 5-10 cm). O nabo-forrageiro aumentou a agregação do solo (DMG e IS) na camada de 10-20 cm em relação aos demais tratamentos com plantas de cobertura. A ACP evidenciou a perda de COT e o aumento dos meso e microagregados no SPC, assim como a substituição do SPC por SPDH com plantas de cobertura elevou a formação de macroagregados estáveis em água, com posterior aumento do DMP, DMG e IS.

Resumo em Inglês:

As a result of soil management systems, like the conventional tillage system (CTS) versus the no-tillage system (NTS) for vegetable crops, modifications in soil properties occur, which change, for example, the rates of soil aggregation and the content of total organic carbon (TOC). The aim of this study was to quantify the TOC contents and evaluate the rates of soil aggregation and the distribution of aggregates by diameter classes in a soil planted to onion in NTS and CTS and compare them to an adjacent forest area in Ituporanga, Santa Catarina, Brazil. We evaluated the following treatments, which consisted of planting cover crops, alone and intercropped, in NTS: spontaneous vegetation (SV); 100 % oats; 100 % rye; 100 % wild radish; intercropping of wild radish (14 %) and rye (86 %); and intercropping of wild radish (14 %) and oats (86 %). We also evaluated an onion-growing area under CTS for ±37 years, and a forest area (secondary forest for ±30 years), both adjacent to the experimental area. In September 2013, five years after setting up treatments with cover crops, undisturbed soil samples were collected from the 0-5, 5-10, and 10-20 cm soil layers, and aggregates were separated to assess stability by the wet method. In the aggregates, we quantified TOC and, after separation into diameter classes (8.00 mm>Ø≥0.105 mm), we calculated the mean weighted diameter (MWD) and mean geometric diameter (MGD) of the aggregates, the distribution of the aggregates in macroaggregates (Ø≥2.0 mm), mesoaggregates (2.0>Ø≥0.25 mm), and microaggregates (Ø<0.25 mm), and the aggregate sensitivity index (SI). Data underwent analysis of variance and principal component analysis (PCA). The highest TOC contents were found in the forest area (52.83, 37.77, and 26.70 g kg1 for the depths of 0-5, 5-10, and 10-20 cm, respectively) and the lowest in the CTS (18.23 g kg-1, 0-5 cm). Treatments with cover crops, alone or intercropped, did not differ among themselves (p≤0.05) for TOC, or in relation to the control area (SV). The CTS had the lowest rates of MWD (3.425, 3.573, and 3.401 mm), MGD (2.438, 2.682, and 2.541 mm) and SI (0.77, 0.79, and 0.81) in the three layers evaluated. For MWD and MGD, differences were not observed (p≤0.05) among treatments in NTS, but these rates were higher than the rates of CTS; the MWD readings were equal to the forest area; and the MGD readings were higher in the 0-5 and 5-10 cm layers. In the 10-20 cm layer, in the NTS, treatment with wild radish showed higher values of MWD (4.520 mm), MGD (4.284 mm), and SI (1.07). Regarding the distribution of aggregates by diameter classes, the CTS showed the smallest (14.22, 14.75, and 13.86 g) values for macroaggregates, and largest (4.94, 3.44, and 3.2 g/3.0, 3.0, and 3.76 g) values for meso-/microaggregates, respectively. The NTS showed higher macroaggregate values (means of 19.90, 20.48, and 18.56 g) compared to the forest area (16.0, 16.31, and 15.47 g) and to the CTS (14.22, 14.75, and 13.86 g) in the three layers evaluated. The use of cover crops, alone or intercropped, in NTS of onion was quick in recovering and increasing the TOC and the MWD, MGD, and SI indices in relation to the CTS, and, compared to the forest area, the MGD increased (0-5 and 5-10 cm). Oilseed radish increased soil aggregation (MGD and SI) in the 10-20 cm layer compared to the other treatments with cover crops. The PCA showed loss of TOC, and increase in the meso- and microaggregates of CTS, just as the substitution of CTS for NTS with cover plants increased the formation of macroaggregates stable in water, with a subsequent increase in the MWD, MGD, and SI indices.

Resumo em Português:

O Estado de Santa Catarina tem algumas atividades agropecuárias, como a suinocultura, que são responsáveis pela adição de grandes quantidades fósforo (P) nos solos; porém, o Estado necessita de um método para avaliar o risco ambiental desses solos com elevado teor de P. Uma maneira de avaliar o risco ambiental da adubação fosfatada, orgânica ou mineral é determinar o teor máximo de P disponível por Mehlich-1 que um solo pode apresentar sem que haja alto risco de transferência de P do solo para as águas superficiais, chamado Limite Crítico Ambiental de P (LCA-P). Contudo, o extrator Mehlich-1 é sensível ao teor de argila do solo, devendo esse fator ser considerado no estabelecimento do LCA-P. O objetivo deste trabalho foi determinar o LCA-P pelo extrator Mehlich-1 para solos com diferentes teores de argila do Estado de Santa Catarina. Usou-se solo do horizonte B de um Latossolo Bruno com 800 g kg-1 de argila, que foi misturado com areia em quantidades para se obterem solos artificiais com 200, 400, 600 e 800 g kg-1 de argila. Esses solos artificiais foram incubados por 30 dias com umidade de 80 % da capacidade de campo para estabilização das propriedades físico-químicas e posteriormente incubados novamente por mais 30 dias com calcário para elevar o pH(H2O) até 6,0. Nos solos, foram realizadas curvas de adsorção de P e determinadas a adsorção máxima de P (Pmax) pelo modelo de Langmuir para cada textura avaliada. Com base nos valores de Pmax, foram adicionadas aos solos sete doses de P incubados novamente por 20 dias, com quatro repetições. Após a incubação, foram definidos os teores de P disponível (P-Mehlich-1) e P dissolvido em água (P-água). O teor de P por Mehlich-1 a partir do qual o P-água passa a aumentar drasticamente foi obtido por equações segmentadas e, para manter-se uma margem de segurança ambiental, consideraram-se 80 % desse valor como o LCA-P. O LCA-P foi dependente do teor de argila do solo; pelos dados, obteve-se o modelo LCA-P (mg dm-3) = 40 + Argila, em que a argila do solo é expressa em porcentagem. O modelo foi testado em 82 amostras diversificadas de solos do Estado de Santa Catarina e foi capaz de separar amostras com alto e baixo risco ambiental.

Resumo em Inglês:

The State of Santa Catarina, Brazil, has agricultural and livestock activities, such as pig farming, that are responsible for adding large amounts of phosphorus (P) to soils. However, a method is required to evaluate the environmental risk of these high soil P levels. One possible method for evaluating the environmental risk of P fertilization, whether organic or mineral, is to establish threshold levels of soil available P, measured by Mehlich-1 extractions, below which there is not a high risk of P transfer from the soil to surface waters. However, the Mehlich-1 extractant is sensitive to soil clay content, and that factor should be considered when establishing such P-thresholds. The objective of this study was to determine P-thresholds using the Mehlich-1 extractant for soils with different clay contents in the State of Santa Catarina, Brazil. Soil from the B-horizon of an Oxisol with 800 g kg-1 clay was mixed with different amounts of sand to prepare artificial soils with 200, 400, 600, and 800 g kg-1 clay. The artificial soils were incubated for 30 days with moisture content at 80 % of field capacity to stabilize their physicochemical properties, followed by additional incubation for 30 days after liming to raise the pH(H2O) to 6.0. Soil P sorption curves were produced, and the maximum sorption (Pmax) was determined using the Langmuir model for each soil texture evaluated. Based on the Pmax values, seven rates of P were added to four replicates of each soil, and incubated for 20 days more. Following incubation, available P contents (P-Mehlich-1) and P dissolved in the soil solution (P-water) were determined. A change-point value (the P-Mehlich-1 value above which P-water starts increasing sharply) was calculated through the use of segmented equations. The maximum level of P that a soil might safely adsorb (P-threshold) was defined as 80 % of the change-point value to maintain a margin for environmental safety. The P-threshold value, in mg dm-3, was dependent on the soil clay content according to the model P-threshold = 40 + Clay, where the soil clay content is expressed as a percentage. The model was tested in 82 diverse soil samples from the State of Santa Catarina and was able to distinguish samples with high and low environmental risk.