Resumo em Português:

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

Resumo em Inglês:

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

Resumo em Português:

Resumo A pressão humana sobre os serviços ecossistêmicos tem resultado em impactos indesejáveis sobre o bem-estar humano. Com o Projeto Millennium, várias pesquisas interdisciplinares têm sido desenvolvidas em todo o mundo com o objetivo de entender esses impactos sobre os fluxos e os processos dos ecossistemas e internalizar os custos e os benefícios dos serviços ecossistêmicos para a produção. O solo fornece muitos serviços ecossistêmicos, uma vez que sua multifuncionalidade é a base para a produção de alimentos, filtração de água, ciclagem de nutrientes e outros bens essenciais à vida. Este artigo apresenta os principais conceitos e classificações dos serviços ecossistêmicos do solo e de suas funções; os indicadores e os métodos de avaliação, modelagem e valoração dos serviços ecossistêmicos; algumas aplicações recentes para avaliar impactos de práticas de manejo agrícola sobre os serviços ecossistêmicos do solo; bem como os desafios e as oportunidades para a pesquisa e para o desenvolvimento de políticas públicas relacionadas à sustentabilidade agroambiental no Brasil. Apesar de o papel do solo para prestação de serviços ecossistêmicos ainda ser subestimado, os cientistas têm gradualmente reconhecido os processos e as funções do solo como fundamentais para avaliar os serviços ecossistêmicos e os efeitos do uso e manejo da terra sobre eles. Abordagens interdisciplinares que integrem ciência e políticas públicas são necessárias para construir uma governança com base em serviços ecossistêmicos.

Resumo em Inglês:

Abstract Human pressure on ecosystems has undesirable impacts on human well-being. After the Millennium Project, much interdisciplinary research has been developed worldwide aiming to understand these impacts on ecosystem flows and processes, and to learn about the costs and the benefits of ecosystem services for production. Soil provides many ecosystem services, since its multi-functionality is the basis for food production, water filtration, nutrient cycling, and other goods essential to life. This article presents the main concepts and classifications of soil ecosystem services and of its functions; the indicators and the methods for assessment, modeling, and valuation of ecosystem services; some recent applications to assess and evaluate impacts of agricultural management practices on soil ecosystem services; as well as challenges and opportunities for research and for development of public policies related to agro-environmental sustainability in Brazil. Although the role of soil in supplying ecosystem services is yet undervalued, scientists are gradually recognizing soil processes and functions as fundamental to assess ecosystem services and the effects of land use and management on them. Interdisciplinary approaches to integrate science and public policies are necessary to build governance based on ecosystem services.

Resumo em Português:

Resumo Pesquisadores brasileiros têm tido um papel pioneiro no desenvolvimento e na aplicação das metodologias de isótopos estáveis, em termos de abundância natural e de níveis enriquecidos, para traçar os fluxos de carbono e nutrientes em ecossistemas terrestres, que incluem os naturais e os agroecossistemas. Contribuições significativas têm sido feitas nas áreas de fixação biológica de N2, de dinâmica de carbono nos solos, de síntese e avaliação de fertilizantes marcados, e da tecnologia dos alimentos. Essas contribuições têm se originado de diversas unidades decentralizadas da Embrapa, de institutos de pesquisa e de universidades federais ou estaduais. Para capitalizar a experiência brasileira existente, é necessária a provisão, nas instituições, de instalações analíticas para pesquisa com isótopos estáveis, a fim de fortalecer a capacidade nacional e manter a competitividade internacional das pesquisas.

Resumo em Inglês:

Abstract Brazilian scientists have played a pioneering role in developing and applying stable isotope methodologies, in terms of natural abundance and enriched levels, to trace carbon and nutrient flows in terrestrial ecosystems, including natural and agroecosystems. Significant contributions have been made in the areas of biological N2 fixation, carbon dynamics in soil, synthesis and evaluation of labeled fertilizers, and food science. These contributions have originated from several decentralized units of Embrapa, from research institutions, and from federal or state universities. In order to capitalize the existing Brazilian expertise, it is necessary to provide, at an institutional level, analytical facilities for stable isotope research, aiming to strengthen national capacity and to maintain the international competitiveness of the research.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi apresentar uma abordagem para avaliar as funções do solo em agroecossistemas e seus impactos sobre os serviços ambientais (SA). Uma abordagem com estudo de casos foi proposta para analisar a relação entre o estabelecimento e o manejo de agroecossistemas, em três biomas brasileiros (Floresta Atlântica, Cerrado e Caatinga), e a sua correlação com a prestação de serviços ambientais, tendo-se levado em consideração as especificidades de cada área. Também foi proposto um conjunto de parâmetros do solo que possam ser utilizados como indicadores para monitorar as alterações no agroecossistema. Observou-se que os tipos de serviços ambientais mais afetados pela implantação e pela gestão dos agroecossistemas são os de suporte e provisão, o que mostra o potencial que o manejo agrícola tem de fornecer múltiplos serviços, além de alimentos, fibras e energia. "Sem uso de fogo" e "consórcios agrícolas" foram os critérios usados na implantação e a gestão de agroecossistemas com maior potencial em aumentar a prestação de serviços ambientais, enquanto o estoque de biomassa no solo e na serapilheira foi o parâmetro do solo mais adequado para uso como indicador no monitoramento do impacto do agroecossistema na prestação de serviços ambientais.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to present an approach to evaluate soil functions in agroecosystems and their impact on environmental services (ES). An approach with case studies was proposed to assess the relationship between the establishment and management of agroecosystems, in three Brazilian biomes (Atlantic Forest, Cerrado, and Caatinga), and their environmental services provision, considering the specificities of each area. A set of soil parameters that can be used as indicators to monitor changes in the agroecosystem was also proposed. The environmental services types most affected by the establishment and management of the agroecosystems were the supporting and provisioning services, showing the potential of agricultural management in providing multiple services, besides food, fiber, and energy. "No fire use" and "agricultural consortium" were the criteria for the establishment and management of agroecosystems with greater potential to increase environmental services provision, whereas biomass stock in soil and litter was the most appropriate soil parameter to be used as an indicator to monitor the impact of agroecosystems in environmental services provision.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi quantificar os efeitos da substituição da floresta primária por seringal (Hevea spp.), quanto aos atributos físicos, químicos e biológicos de um Latossolo Amarelo distrófico na Amazônia Central. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,1 m, em área de floresta primária e em seringais de 2,0 ha com idades de plantio de 6, 16, 18, 19, 20 e 45 anos. O reflorestamento das áreas por seringais não minimiza os efeitos negativos da retirada da floresta primária, com aumento do quociente metabólico e redução nos teores de carbono orgânico, carbono da biomassa microbiana (CBM), nitrogênio da biomassa microbiana (NBM), porosidade, enzimas (arilsulfatase, β-glucosidase e β-galactosidase) e substâncias húmicas (ácidos húmicos e fúlvicos e humina) do solo. O CBM e o NBM variaram de 291,97 a 615,27 µg g-1 e de 65,76 a 98,58 µg g-1, e mostram-se como os atributos mais sensíveis às alterações decorrentes da substituição da floresta primária por seringais.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to quantify the effects of primary forest conversion into rubber tree plantation (Hevea spp.), concerning the physical, chemical, and microbiological attributes of a Xanthic Oxisol in the Central Amazon. Soil samples were collected at the 0.0-0.1 m depth in areas of the primary forest and of adjacent rubber tree plantations covering an area of 2.0 ha, with plant ages of 6, 16, 18, 19, 20, and 45 years. The reforestation with rubber tree plantation does not minimize the negative effects of the removal of the primary forest, with increased metabolic quotient and reduction of organic carbon, microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (MBN), porosity, enzymes (arilsulfatase, β-glucosidase, and β-galactosidase), and humic substances (humic and fulvic acids, and humin) in the soil. MBC and MBN ranged from 291.97 to 615.27 µg g-1 and from 65.76 to 98.58 µg g-1, respectively, and they are the most sensitive attributes to alterations resulting from the replacement of primary forest by rubber tree plantations.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a contribuição do sistema de produção integrada de feijão-comum (PI), em comparação ao sistema de produção convencional, quanto ao uso de energia, à eficiência energética e à pegada de carbono, contabilizados desde a fabricação de insumos até a colheita de grãos nas fazendas, tendo-se excluído o transporte. Foram selecionadas quatro fazendas em Cristalina, GO, na terceira época de produção de feijão, em 2009. O sistema PI reduziu o uso médio de energia em 3,1%, em comparação ao convencional. Os resultados variaram de 22.759,9 a 25.518,4 MJ ha-1. A adubação nitrogenada com 6.584,0 MJ ha-1, as operações mecanizadas com 5.309,4 MJ ha-1 e a irrigação com 4.961,4 MJ ha-1 tiveram a maior participação quanto ao uso de energia. A eficiência energética em PI (2,16) foi superior à observada no sistema convencional (2,01). Não houve diferença significativa entre os dois sistemas quanto à pegada de carbono por hectare, mas a pegada de carbono por quilograma de feijão produzido no PI (0,301 kg CO2-eq kg-1) foi significativamente menor do que no convencional (0,325 kg CO2-eq kg-1). A melhora da eficiência da adubação nitrogenada, por meio do uso de fixação biológica de N, e a racionalização da mecanização são os componentes dos sistemas de produção que mais contribuem para a diminuição da pegada de carbono.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the contribution of an integrated farming system (PI) of common bean, in comparison with convectional farming, as to energy use, energy efficiency, and carbon footprint, considered from input manufacturing to grain harvest in the farms, excluding transport. Four farms were selected in Cristalina, state of Goiás, Brazil, during the third harvest season of common bean, in 2009. The PI system reduced the average energy use by 3.1%, in comparison with the conventional system. Values ranged from 22,759.9 to 25,518.4 Mg ha-1. Mineral N fertilization with 6,584.0 MJ ha-1, agricultural operations with 5,309.4 MJ ha-1, and irrigation with 4,961.4 MJ ha-1 had the largest participation in energy use. Energy efficiency in PI (2.16) was higher than in the conventional system (2.01). There was no significant difference between the two systems as to carbon footprint per hectare, but carbon footprint per kilogram of yielded bean in PI (0.301 kg CO2-eq kg-1) was significantly lower than in conventional system (0.325 kg CO2-eq kg-1). The improvement of N fertilizer use efficiency by N biological fixation and the rationalization of machinery are the production system components that contributes the most for the reduction of carbon footprint.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a condição física e a potencialidade de uso agrícola de um solo construído após mineração com carvão, além do desenvolvimento radicular de gramíneas tropicais nesse solo, tendo-se considerado diferentes períodos de revegetação. O solo foi construído no início de 2003, e o experimento instalado em novembro/dezembro de 2007. A condição física do solo construído foi avaliada nas parcelas ocupadas por gramíneas perenes, como Urochloa humidicola, Panicum maximum e U. brizantha. Em julho de 2012, foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada e não preservada para a determinação dos atributos físico-químicos, nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Monólitos de solo foram coletados para caracterização do sistema radicular das diferentes gramíneas. Após 58 meses de revegetação, a condição física do solo construído ainda é inadequada ao uso agrícola que envolva práticas mais intensivas de manejo de solo. Entre as camadas avaliadas, somente a de 0,00-0,10 m fornece condições para que o solo cumpra suas funções no ecossistema. Urochloa brizantha mostra-se mais promissora para a recuperação da estrutura do solo na camada de 0,00-0,10 m, e a densidade radicular foi o atributo mais sensível para a diferenciação do desenvolvimento potencial das diferentes espécies nesta camada.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the root development of the physical condition and the potential of agricultural use of a constructed minesoil after coal mining, besides the root development of tropical grasses in this soil, considering different revegetation periods. The soil was constructed in early 2003, and the experiment was installed in November/December 2007. Soil physical condition was evaluated in plots vegetated with perennial grasses such as Urochloa humidicola, Panicum maximum, and U. brizantha. In July 2012, disturbed and undisturbed soil samples were taken for determining physical and chemical attributes in the 0.00-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.30-m soil layers. Soil monoliths were collected for characterizing the root system. After 58 months of revegetation, the physical condition of the constructed minesoil is still inadequate to an agricultural use that requires intensive soil management. Among the evaluated layers, only the 0.00-0.10-m layer provides conditions for the soil to function properly in the ecosystem. Urochloa brizantha was more promising for the recovery of soil structure in the 0.00-0.10-m soil layer, and root density was the most sensitive attribute to distinguish the potential development of the different species in this layer.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o risco de perdas de fósforo por escorrimento superficial por meio de um índice baseado no o grau de saturação de P (GSP) no solo, em solos agrícolas do Sul do Brasil. Foram avaliados 65 solos agrícolas representativos da região. Três formas lábeis de P foram medidas (Mehlich-1, Mehlich-3 e oxalato de amônio), e quatro índices de adsorção de P foram testados (adsorção de P em único ponto e Fe+Al obtido com os três extratores). O P extraível em água (PEA) foi utilizado como índice de suscetibilidade do P a perdas por escoamento superficial. O GSP foi obtido a partir do quociente entre a forma lábil de P e cada índice de adsorção. Os valores do GSP obtidos a partir do quociente entre P Mehlich-1 e a adsorção de P em único ponto variaram de 1 a 25%, enquanto os entre P Mehlich-1 e Fe+Al (oxalato de amônio) variaram de 1 a 55%. Todos os tipos de GSP estiveram altamente correlacionados ao PEA. Do ponto de vista de uso prático, o GSP obtido com P e Fe+Al extraídos com Mehlich-1 pode ser usado para estimar o risco de perda de P por escorrimento superficial em solos do Sul do Brasil.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to assess the risk of phosphorus losses by runoff through an index based on the degree of P saturation (DPS), in cropland soils of Southern Brazil. Sixty-five highly representative cropland soils from the region were evaluated. Three labile P forms were measured (Mehlich-1, Mehlich-3, and ammonium oxalate), and four P sorption indexes were tested (phosphorus single sorption point and Fe+Al determined with the three extractors). Water-extractable P (WEP) was used as an index of P susceptibility to losses by surface runoff. The DPS was determined from the ratio between labile P and each sorption index. DPS values obtained from the ratio between Mehlich-1 P and the single P sorption point ranged from 1 to 25%, whereas those from Mehlich-1 P and Fe+Al (ammonium oxalate) ranged from 1 to 55%. All DPS types were highly correlated with WEP. From a practical stand point, the DPS obtained with both P and Fe+Al extracted with Mehlich-1 can be used to estimate the risk of P losses by runoff in soils of Southern Brazil.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi identificar erosões em bacia hidrográfica e avaliar práticas conservacionistas de manejo do solo para a recuperação da degradação, por meio do monitoramento de indicadores de qualidade de água e por imagens de satélites. O monitoramento, por um período de 14 anos, foi realizado em 14.076 ha da bacia do Rio do Peixe, selecionada por ser a mais degradada do Estado de São Paulo, que abrangem 176 propriedades agrícolas exploradas basicamente com pastagens e café. Destas, 82 apresentaram algum tipo de erosão, além de 12 trechos de estradas municipais que contribuíram com processos erosivos nas áreas agrícolas. As práticas de manejo conservacionista do solo e da água implantadas em 86 propriedades da bacia permitem alteração positiva da paisagem e de rendimento da atividade agrícola, mudança comprovada pelas imagens aéreas e pelos indicadores de qualidade da água. A metodologia apresentada de monitoramento e de reabilitação agroambiental é viável e pode contribuir para o manejo e o monitoramento de microbacias.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to diagnose erosions in a hydrographic basin and to evaluate conservationist soil management practices for degradation recovery, by monitoring water quality indicators and satellite images. Monitoring was done for 14 years in 14,076 ha of the basin of Rio do Peixe, which was selected for being the most degraded one in the state of São Paulo, Brazil, circumscribing 176 farms, basically explored with pastures and coffee. Out of these farms, 82 showed some kind of erosion, besides 12 stretches of municipal roads that contributed to the erosion processes in the agricultural areas. The conservationist soil and water management practices established in 86 of the farms at the basin allow positive changes on the landscape and on the income from agricultural activity, which were shown in the aerial photos and by the water quality indicators. The adopted monitoring and agri-environmental rehabilitation methodologies are viable and may contribute to managing and monitoring microbasins.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar, sob chuva simulada, o efeito da cobertura vegetal sobre a erosão de um Argissolo Vermelho, no Estado de Mato Grosso do Sul, nos seguintes sistemas de cultivo: soja, com preparo convencional; soja, em plantio direto; pastagem estabelecida, sem pisoteio animal; e condição de solo exposto, como padrão de comparação. A cada 20 dias, foram tiradas fotografias digitais para a estimativa da cobertura do solo, e chuvas simuladas de 60 mm h-1 foram aplicadas às parcelas experimentais, com uso do simulador portátil de chuvas. As perdas de solo, quantificadas a cada 2 min, variaram de 3,10 a 11,40 Mg ha-1, no solo exposto, e de 0,03 a 0,19 Mg ha-1 na pastagem; as perdas de água variaram de 300 a 555 m3 ha-1, no solo exposto, e de 63 a 229 m3 ha-1, no cultivo de soja sob plantio direto. As perdas de solo diminuíram com o aumento da cobertura vegetal. Na pastagem, a máxima cobertura foi de 98,10%. Os efeitos benéficos do preparo convencional são temporários, o que torna o solo mais suscetível à erosão do que os sistemas conservacionistas.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate, under simulated rainfall, the effect of soil cover on the erosion of a Typic Hapludalf erosion, in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil, in the following crop systems: soybean, under conventional tillage; soybean, under no-tillage; established pasture, without cattle trampling; and exposed soil, as a comparison standard. Digital photographs were taken every 20 days for soil cover estimate, and 60 mm h-1 simulated rainfall was applied on the experimental plots, using a portable sprinkler infiltrometer. Soil losses, quantified every 2 min, ranged from 3.10 to 11.40 Mg ha-1, in exposed soil, and from 0.03 to 0.19 Mg ha-1, in established pasture; water losses ranged from 300 to 555 m3 ha-1, in exposed soil, and from 63 to 229 m3 ha-1, in soybean cultivation under no-tillage. Soil losses decreased with the increase in vegetation cover. In the pasture, the maximum vegetation cover was 98.10%. Conventional tillage has temporary positive effects, which makes the soil more susceptible to erosion than the conservationist systems.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da eutrofização do solo em fragmentos remanescentes de vegetação nativa sobre a comunidade florística de arbóreas em paisagens agrícolas. Foram amostrados oito sítios de vegetação arbórea na Mata Atlântica, no Estado do Rio de Janeiro, em pares formados de acordo com o uso do solo em seu entorno - intensivo (UI) ou extensivo (UE) - e com diferentes tamanhos: dois fragmentos pequenos, com cerca de 10 ha; dois médios, com 30 ha; dois grandes, com 100 ha; e outros dois sítios localizados dentro de uma área contínua de floresta. Um conjunto de parâmetros bióticos e de solos, além de métricas da paisagem, foi obtido e analisado segundo duas hipóteses: H01, a fertilidade do solo dos remanescentes naturais adjacentes a áreas agrícolas de uso intensivo é alterada; e H02, a eutrofização do solo dos remanescentes naturais adjacentes a áreas agrícolas de uso intensivo altera a composição da sua comunidade de arbóreas. Os teores de cálcio foram cerca de sete vezes maiores nos sítios adjacentes a UI, quando comparados aos fragmentos adjacentes a UE. Os teores de fósforo foram de 1,5 a 2,5 vezes maiores nos fragmentos pequenos e médios adjacentes a áreas de UI. A análise de ordenamento evidenciou que P, K, Ca, luz difusa, abertura de dossel, relação área/perímetro e isolamento dos fragmentos explicam 59% da composição das comunidades arbóreas.

Resumo em Inglês:

Abstract This objective of this work was to evaluate the effect of soil eutrophication in remaining patches of native vegetation on the floristic community of trees in agricultural landscapes. Eight sites of arboreal vegetation were sampled in the Atlantic Forest, in state of Rio de Janeiro, Brazil, in pairs formed according to land use in their boundary - intensive (UI) or extensive (UE) -, and with different sizes: two small sites, with about 10 ha; two medium-sized ones, with 30 ha; two large ones, with 100 ha; and two sites located within a continuous forest area. A set of biotic and soil parameters, besides landscape metrics, was surveyed and analyzed considering two hypotheses: H01, soil fertility is changed in forest remnants next to areas of intensive agricultural use; and H02, soil eutrophication in forest remnants next to areas of intensive agricultural use changes the composition of its tree community. Calcium contents were about seven times higher in sites next to UI areas, in comparison with those next to UE areas. Phosphorous contents were 1.5 to 2.5 times higher in the small and medium-sized patches next to UI areas. The ordering analysis showed that P, K, Ca, diffuse light, canopy opening, area/perimeter ratio, and patch isolation account for 59% of the tree community composition.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a evolução de atributos físicos, químicos e biológicos de um solo hidromórfico sob sistemas de integração lavoura-pecuária, no bioma Pampa. O estudo foi desenvolvido em área experimental manejada com sistema plantio direto desde 2006, no Município de Capão do Leão, RS, em um Planossolo Háplico eutrófico típico. Três áreas foram utilizadas, com os seguintes tipos de manejo: área de lavoura sem pastejo; área de integração lavoura-pecuária (ILP), com soja e milho alternados em sucessão à pastagem de inverno; e campo nativo pastejado. As coletas de solo foram realizadas em duas épocas, em todas as áreas, às camadas de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m profundidade, para análises dos seguintes atributos do solo: físicos, macroporosidade, microporosidade e densidade; químicos, carbono orgânico total, nitrogênio total e relação carbono/nitrogênio; e biológicos, diversidade e abundância da macrofauna edáfica. Na área com pastejo, a macroporosidade aumentou ao longo do tempo. A densidade do solo diminuiu na camada 0,00-0,05 m, enquanto o carbono orgânico total aumentou na camada de 0,10-0,20 m, em todas as áreas. O sistema de integração lavoura-pecuária favorece a abundância e a diversidade da fauna edáfica do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the evolution of physical, chemical, and biological attributes of a hydromorphic soil, in crop-livestock integration systems in the Pampa biome. The study was carried out in an experimental area under no-tillage system since 2006, in the municipality of Capão do Leão, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, in a Haplic Albaqualf. Three areas were used with the following management types: an area without grazing; a grazing area under crop-livestock integration (CLI), with soybean or corn in alternating years, in succession to winter grazing; and a native grazed field. Soil samplings were conducted in two seasons in all areas, at the 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20-m soil layers, in order to carry out the following soil analyses: physical attributes, macroporosity, microporosity and density; chemical attributes, total organic carbon, total nitrogen, and carbon/nitrogen ratio; biological attributes, diversity and abundance of edaphic macrofauna. In the grazinf area, macroporosity increase over the time. There was a reduction in soil bulk density at the 0.00-0.05-m soil depth, whereas total organic carbon increased in the 0.10-0.20-m soil depth, in all areas. The crop-livestock integration system benefits the abundance and diversity of the edaphic fauna in the soil.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar, em experimento de longa duração, a fauna edáfica e os atributos microbiológicos de um Argissolo Vermelho sob sistemas de cobertura em plantio direto. O trabalho foi realizado em Eldorado do Sul, RS, após 27 anos de implantação de experimento para avaliação dos seguintes sistemas de cultivo: A/M, aveia/milho; E/M, ervilhaca/milho; AE/M, aveia-preta + ervilhaca/milho; AE/MC, aveia-preta + ervilhaca/milho + feijão-caupi; e L/M, lablab/milho. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com três repetições. As amostragens da fauna edáfica, realizadas por armadilhas "pitfall", e dos atributos microbiológicos foram feitas no pós-manejo das coberturas, na primavera; durante o ciclo do milho, no verão; na pós-colheita do milho, no outono; e durante o ciclo das coberturas, no inverno. A inclusão de leguminosa em consórcio ou em sucessão de coberturas promoveu a ocorrência de organismos da fauna edáfica e aumentou C e N da biomassa microbiana, o que favoreceu o potencial de ciclagem e a disponibilidade de nutrientes. O sistema A/M de cobertura com gramíneas favoreceu as ordens Diptera, Hemiptera e Diplopoda. De forma geral, no plantio direto, os melhores sistemas de cobertura são os que incluem leguminosa.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate, in a long-term experiment, the fauna and microbiological attributes of an Ultisol under no-tillage cover crop. The study was carried out in Eldorado do Sul, RS, Brazil, after 27 years of implantation of an experiment evaluating the following crop systems: O/C, oat/corn; V/C, vetch/corn; OV/C, oat + vetch/corn; OV/CP, oat + vetch/corn + cowpea; and L/M, lablab/corn. A randomized complete block design was used, with three replicates. Samplings of fauna, performed with pitfalls, and of microbiological attributes were done after cover crop management, in spring; during corn crop cycle, in summer; after corn crop harvest, in autumn; and during cover crop cycle, in winter. The inclusion of legume intercropped or in succession to cover crops promoted the occurrence of edaphic fauna and increased microbial biomass C and N, which favored cycling potential and nutrient availability. The O/C cover crop system with grasses favored the Diptera, Hemiptera, and Diplopoda orders. Overall, the best cover crop systems under no-tillage are those with legume inclusion.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica dos fluxos de óxido nitroso (N2O) em solo sob pastagem, em sistema de integração lavoura-pecuária, e sob cerrado nativo usado como referência, bem como identificar os atributos físicos e químicos do solo que influenciam esses fluxos. O estudo foi realizado na Fazenda Capivara, da Embrapa Arroz e Feijão, de 5 de fevereiro a 30 de setembro de 2013. As amostragens de gás foram realizadas com uso de câmaras estáticas manuais. O solo sob pastagem apresentou os maiores fluxos de N2O, com média de 14,12 ng m-2 s-1. Essa área também apresentou maior espaço poroso preenchido por água (EPPA), que, associado à temperatura e ao teor de nitrato no solo, influenciou a produção de N2O. Na época chuvosa, os fluxos apresentaram correlação positiva com o EPPA do solo e, na época seca, com seu teor de amônio e nitrato. A emissão total de N2O na área da pastagem foi de 1.644,19 gha1. No cerrado nativo, não houve emissão de N2O do solo para a atmosfera.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the dynamics of nitrous oxide (N2O) fluxes in a soil under pasture, in an integrated crop-livestock system, and in native cerrado as a reference, besides identifying the physical and chemical soil properties that affect the fluxes. The study was conducted at Fazenda Capivara of Embrapa Arroz e Feijão, in the state of Goiás, Brazil, between February 5 and September 30, 2013. Gas sampling was performed using manual static chambers. The soil under pasture showed the highest N2O fluxes with average of 14.12 ng m-2 s-1. This area also showed greater water-filled pore space (WFPS), which, associated with soil temperature and nitrate content in the soil affected the production of N2O. In the rainy season, fluxes showed positive correlation with soil WFPS, and, in the dry season, they were correlated with soil contents of ammonium and nitrate. The total N2O emission in the pasture area was 1,644.19 g ha-1. In native cerrado, there was no soil-N2O emission to the atmosphere.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de mitigação de óxido nitroso (N2O) em sistema de integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), em comparação ao monocultivo, e identificar os principais fatores que regulam as emissões deste gás. O experimento foi realizado em Sinop, MT, entre as safras 2012/2013 e 2013/2014, e avaliou os seguintes tratamentos: floresta, lavoura e pastagem, além do ILPF. Durante a realização do experimento, não houve presença de bovinos nas áreas com pastagem. Amostras de óxido nitroso foram coletadas semanalmente, com uso de câmaras estáticas, modelo topo-base. As concentrações do gás foram determinadas por meio de cromatografia gasosa. A precipitação pluvial e a disponibilidade de N foram os principais fatores reguladores das emissões de N2O. O sistema de ILPF apresenta potencial promissor para mitigar as emissões de N2O, com emissão acumulada de 0,367 kg ha-1 de N, em comparação a de 1,401 kg ha-1 emitidas pela lavoura; de 0,298 kg ha-1, pela pastagem; e de 0,165 kg ha-1, pela floresta.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the mitigation potential of nitrous oxide in an integrated crop-livestock-forestry system (ICLF), compared with monocultures, and to identify the main factors that regulate the emissions of this gas. The experiment was conducted in the municipality of Sinop, in the state of Mato Grosso, Brazil, between the 2012/2013 and 2013/2014 crop seasons, with the evaluation of the following treatments: forest, crop and pasture, besides ICLF. During the experiment, no cattle were present in the pasture areas. Nitrous oxide samples were collected weekly using top-down static chambers. Gas concentrations were determined with gas chromatography. Rainfall and N availability were main factors regulating N2O emissions. The ICLF system has promising potential to mitigate N2O emissions, with 0.367 kg ha-1 N accumulated emission, compared with 1.401 kg ha-1 from cropland, 0.298 kg ha-1 from pasture, and 0.165 kg ha-1 from forest.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto das plantas de cobertura de inverno azevém (Lolium multiflorum) e azevém+cornichão (Lotus corniculatus), bem como da drenagem parcial do solo, nas emissões de CH4 e N2O em um Planossolo cultivado com arroz irrigado. Amostras de ar foram coletadas semanalmente com câmara estática fechada, parcialmente inserida no solo (0,05 m). Calcularam-se o potencial de aquecimento global parcial (PAGp=CH4×25+N2O×298) e o PAGp por unidade de produtividade de grãos (PAGpPG). A drenagem parcial foi estabelecida pela suspenção temporária da irrigação por períodos de 8 a 15 dias, durante três ocasiões ao longo do ciclo da cultura. O aporte de resíduos pelas plantas de cobertura intensificou os fluxos de CH4 do solo, que excederam em dez vezes a emissão acumulada do solo em pousio invernal. As emissões de N2O foram maiores com o consórcio azevém+cornichão, em comparação ao azevém e ao pousio. O cultivo de plantas de cobertura elevou o índice PAGpPG (0,35 kg de CO2eq por quilograma de arroz), comparativamente ao pousio (0,06 kg kg-1). Nos tratamentos com cobertura de inverno, as estratégias de mitigação devem focar principalmente no CH4, que foi responsável pela maior porção (80%) do PAGp. A drenagem parcial reduziu em até 50% o PAGp e apresenta grande potencial para mitigar as emissões de gases em sistemas de produção de arroz irrigado.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of the winter cover crops ryegrass (Lolium multiflorum) and ryegrass+birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus), as well as of partial soil drainage, on CH4 and N2O emissions in an Alfisol cultivated with paddy rice. Air samples were collected weekly using static closed chambers partially inserted in the soil (0.05 m). Partial global warming potential (pGWP= CH4×25+N2O×298) and yield-scaled pGWP were calculated. Partial soil drainage was established with temporal suspensions of the irrigations for periods of 8 to 15 days, during three occasions throughout the crop cycle. Biomass input by cover crop residues increased CH4 fluxes, which exceeded ten times the accumulated emissions of fallow soil. N2O emissions were higher in the ryegrass+birdsfoot trefoil treatment, compared with ryegrass and fallow. Cover crops increased yield-scaled pGWP (0.35 kg CO2eq per kilogram of rice) compared with fallow (0.06 kg kg-1). In the treatments with winter crops, mitigation strategies should focus mainly on CH4, which was responsible for the greater portion (80%) of pGWP. Partial drainage reduced pGWP up to 50% and has great potential for mitigating gas emissions in subtropical irrigated rice production systems.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar a relação dos indicadores de qualidade da água com o regime de chuvas e os padrões de uso da terra. Foram avaliadas quatro bacias hidrográficas e suas respectivas áreas de preservação permanente (APPs), fontes do reservatório Alagados, no Estado do Paraná. O uso dos solos nas bacias e nas APPs foi mapeado em ambiente de sistema de informações geográficas, e os padrões resultantes foram avaliados quanto ao índice de qualidade das águas (IQA) e ao regime pluvial. A qualidade das águas foi menor nos períodos de verão, quando há maior precipitação e manejo mais intensivo dos solos, com presença de maiores superfícies cultivadas na paisagem. A área total cultivada nas APPs teve efeito negativo sobre a qualidade das águas. Diferenças topográficas, geomorfológicas e pedológicas, bem como sua influência nos padrões de uso dos solos, foram discutidas para possível explanação dos valores observados de IQA nas bacias. A variabilidade dos padrões de IQA entre as bacias, bem com os valores extremos observados de acordo com as estações do ano, evidencia a necessidade de gerenciamento do uso das terras, particularmente no âmbito das APPs, para que sejam mantidos padrões desejáveis de vazão e qualidade das águas do manancial.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to determine the relationship of water quality indicators with rainfall regime and land use patterns. Four watersheds and their respective permanent protected areas (APPs), sources of the Alagados reservoir, in the state of Paraná, Brazil were evaluated. Land use at basin level and in the APPs were mapped in a geographic information system environment, and the resulting patterns were evaluated as to their relation with the water quality index (IQA) and rainfall regime. Water quality decreased in the summer periods, when higher average rainfall and more intensive land management were present, with larger cultivated areas in the landscape. Total cultivated area in the APPs had negative effect on water quality. Differences in topography, geomorphology, and soil types, as well as their effect on land use patterns, were discussed as a potential explanation for the observed values of the IQA in each basin. The variability of the IQA patterns among watersheds, as well as the extreme values observed according to the season, highlights the demand for land use planning, particularly within the APPs, in order to ensure desirable patterns of water flow and quality in the wellspring.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi selecionar os indicadores de qualidade de solo mais relacionados à degradação de pastagens, e estabelecer os limites de diferentes níveis de degradação a partir desses indicadores. Cinco pastagens sobre Latossolo Vermelho-Amarelo foram selecionadas, em terço médio da encosta, com diferentes níveis visuais de degradação, tendo-se considerado as variáveis: perda de vigor, presença de espécies espontâneas, solo exposto e erosão. Avaliou-se a cobertura do solo, e coletaram-se amostras nas profundidades de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, para as análises físicas, químicas e de matéria orgânica. Diferentemente da classificação visual, a análise de agrupamento das variáveis de cobertura indicou apenas dois níveis de degradação: de baixo a moderado e de alto a muito alto, com percentual de classificações corretas acima de 87% na análise discriminante, em que o solo exposto foi a variável mais assertiva para discriminar os níveis de degradação. A matéria orgânica leve e o componente Ca+Mg foram os indicadores de qualidade mais relacionados aos índices de degradação de pastagens à profundidade de 0,00-0,05 m; enquanto o teor de potássio foi o indicador mais relacionado aos índices às profundidades de 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to select the soil quality indicators more related to pasture degradation and to establish the limits of the different degradation levels using these indicators. Five pasture areas on an Oxisol were selected in the medium third of the slope, with different levels of visual degradation, considering the following variables: loss of vigor, presence of weeds, exposed bare soil, and erosion. Soil cover was evaluated, and soil samples were collected at the 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20-m soil depths, for physical, chemical, and organic matter analyses. Differently from the visual classification, the cluster analysis of the cover variables only indicated two degradation levels: low to moderate and high to very high, with classification percentage above 87% in the discriminant analysis, in which bare soil was the most assertive variable for discriminating the degradation levels. Light organic matter and the Ca+Mg component were the indicators most related to pasture degradation indices at 0.00-0.05 m; while potassium content was the indicator most related to those indices at the 0.05-0.10 and 0.10-0.20-m soil depths.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da conversão de áreas de campos de murundus para sistemas agrícolas de plantio direto (PD) nos estoques de C orgânico e de N total do solo, em suas frações na matéria orgânica do solo e na estabilidade de agregados. O estudo foi realizado em uma cronossequência com 7, 11 e 16 anos de conversão para o PD, e em duas áreas de referência caracterizadas como topo dos murundus (TM) e entre os murundus (EM). O teor de C nos solos variou de acordo com o tempo de conversão para áreas agrícolas, em todas as profundidades, com exceção da área EM. Os estoques de C sofreram efeitos negativos da conversão da área nativa em agrícola, e os maiores estoques foram observados nas áreas EM e TM. O índice de manejo de C aumentou com o tempo de adoção do PD, em relação ao TM, e os atributos do solo melhoraram com o aumento no tempo de adoção de 7 para 16 anos de PD, mas os estoques de C orgânico nas áreas convertidas não retornam aos níveis observados nas áreas referências.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of the conversion of "murundu" (little natural mounds) field areas into no-tillage agricultural systems on the stocks of soil organic C and total N, on their fractions in soil organic matter, and on aggregate stability. The study was carried out in a chronosequence of 7, 11, and 16 years of conversion into a no-tillage system, and in two reference areas characterized as top mounds (TM) and between mounds (BM). Soil C content varied according to the time of conversion into agricultural areas at all soil depths, except in the BM area. Organic C stocks showed negative effects of the conversion of native area into an agricultural system, and the largest stocks were observed in the BM and TM areas. The carbon management index increased over time after no-tillage adoption, in relation to TM, and soil properties improved with the increase in PD adoption time from 7 to 16 years, but organic C stocks in the converted areas did not return to the levels observed in the reference areas.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi investigar o impacto da aplicação de biochar de madeira, combinada com fertilizações nitrogenadas, nos fluxos de N2O-N, na disponibilidade de nitrogênio e no espaço poroso preenchido por água (EPPA), em um Latossolo argiloso sob sucessão com arroz (época chuvosa) e feijão (época seca). Câmaras estáticas manuais foram utilizadas para quantificar os fluxos de N2O-N no solo logo após uma única aplicação de biochar (32 Mg ha-1) e após quatro épocas de cultivo com aplicações de N (90 kg ha-1 de N). A disponibilidade de amônio (N-NH4+) e de nitrato (N-NO3-) no solo, bem como o EPPA, foi medida juntamente com os fluxos de N2O-N. Não houve interação entre biochar e fertilização nitrogenada quanto aos fluxos de N2O-N, em nenhuma das quatro épocas monitoradas, apesar de esses fluxos terem aumentado com as aplicações de N. Aos 1,5 e 2,5 anos após a aplicação do biochar, o EPPA diminuiu. Além disso, nas épocas caracterizadas por reduzido EPPA, os fluxos de N2O-N e a disponibilidade de N-NO3- e N-NH4+ no solo aumentaram após as aplicações de N. Experimentos em campo de longa duração são importantes para quantificar o impacto do uso de biochar sobre os fluxos de N2O-N e para determinar a dinâmica desses fluxos sobre as variáveis relacionadas ao solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to investigate the impact of the application of wood biochar, combined with N fertilizations, on N2O-N fluxes, nitrogen availability, and water-filled pore space (WFPS) of a clayey Oxisol under rice (wet season) and common bean (dry season) succession. Manual static chambers were used to quantify N2O-N fluxes from soil immediately after a single application of wood biochar (32 Mg ha-1) and after four crop seasons with N applications (90 kg ha-1 N). Soil ammonium (N-NH4+) and nitrate (N-NO3-) availability, as well as WFPS, was measured together with N2O-N fluxes. There was no interaction between biochar and N fertilization regarding N2O-N fluxes in any of the four seasons monitored, although these fluxes were clearly enhanced by N applications. At 1.5 and 2.5 years after biochar application, the WFPS decreased. In addition, in the seasons characterized by low WFPS, N2O-N fluxes and soil N-NO3- and N-NH4+ availability were enhanced after N applications. Long-term experiments in the field are important to quantify the impacts of biochar on N2O-N fluxes and to determine the dynamics of these fluxes on soil-related variables.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de duas leguminosas (Crotalaria juncea e Mucuna pruriens), usadas como plantas de cobertura, e de vegetação espontânea, como tratamento-controle, sobre as emissões de NOx, N2O e CO2 de um Latossolo Vermelho cultivado com milho, em sistemas convencional e de plantio direto, na região do Cerrado, no Brasil Central. As variações dos fluxos de CO2 no solo foram explicadas principalmente pela umidade do solo e, nas leguminosas, sob sistema convencional, pela concentração de N-NH4+. Parcelas com leguminosas em sistema plantio direto mostraram maiores emissões anuais de CO2, NOx e N2O do que a vegetação espontânea. Os resultados mostram que o uso de leguminosas como plantas de cobertura favorece as emissões de N-NOx + N-N2O e C-CO2. Entretanto, ao se considerar o potencial de mitigação de emissões de CO2 e de óxidos de nitrogênio oriundas do solo, é importante avaliar as variações nos estoques de carbono e nitrogênio no solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of two legumes (Crotalaria juncea and Mucuna pruriens), as cover crops, and of natural fallow, as a control treatment, on the emissions of NOx, N2O, and CO2 from an Oxisol cultivated with corn, under conventional and no-tillage systems, in the Cerrado region, in Central Brazil. Variations of CO2 fluxes in the soil were explained mainly by soil humidity and, in the legumes, under conventional system, by soil NH4+-N concentration. Plots with legumes under no-tillage system had higher annual emissions of CO2, NOx, and N2O than natural fallow. Results show that the use of legumes as cover crops favors the emissions of NOx-N + N2O-N and CO2-C. However, when considering the potential for mitigation of CO2 and nitrogen oxide emissions from the soil, it is important to evaluate changes in soil carbon and nitrogen stocks.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar, em condição de chuva natural, a perda de solo e água em sistemas de produção com integração lavoura-floresta ou com sucessão soja-milho. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho-Amarelo com textura muito argilosa, em uma região de transição Cerrado/Amazônia. Os seguintes usos e coberturas do solo foram avaliados: sistema integração lavoura-floresta; lavoura com sucessão soja-milho+braquiária; e solo descoberto. As lavouras foram cultivadas em sistema plantio direto em sucessão soja-milho+braquiária, todos os anos, independentemente do sistema de produção. A perda de solo por erosão hídrica, nos três anos avaliados, foi de 0,215 Mg ha-1 por ano, no sistema integração lavoura-floresta, e de 0,753 Mg ha-1 por ano na lavoura com sucessão soja-milho. Estes valores situaram-se abaixo do limite de tolerância, que é de 11,1 Mg ha-1 por ano, e os menores valores observados com a integração lavoura-floresta apontam para o elevado potencial conservacionista desse sistema.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate, under conditions of natural rainfall, the soil and water losses in crop-forest integration systems or in soybean-corn succession. The experiment was carried out in a clayey Latossolo Vermelho-Amarelo (Oxisol), in a Cerrado/Amazon transition region. The following land use and soil covers were evaluated: crop-forest integration system; soybean-corn+brachiaria succession system; and bare soil. Crops were cultivated under no-tillage in soybean-corn+brachiaria sucession, every year, regardless of the production system. In the three years of evaluation, soil losses by hydraulic erosion were of 0.215 Mg ha-1 per year, in the crop-forest integration system, and of 0.753 Mg ha-1 per year, in the soybean-corn succession system. These values were below the tolerance limit, which is of 11.1 Mg ha-1 per year, and the lowest values for crop-forest integration point towards the great conservation potential of this production system.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar as variações nos solos e em seus atributos químicos sob diferentes unidades da paisagem no ecossistema Pantanal, na sub-região da Nhecolândia, no Mato Grosso do Sul. As unidades da paisagem avaliadas incluíram: FS, floresta semidecídua; CE, cerradão; CC, cerrado/campo cerrado; CLE, campo limpo com Elionurus muticus; CLA, campo limpo com Axonopus purpusii e Andropogon spp.; BB, bordas de baías; e VB, vazantes/baixadas. Perfis de solos representativos de cada unidade da paisagem foram descritos morfologicamente, e os atributos químicos foram determinados nas profundidades de 0,00-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m. Os solos apresentaram textura arenosa, baixo teor de matéria orgânica, e baixa capacidade de troca catiônica e aniônica. A principal diferenciação entre os solos avaliados foi a fertilidade natural, a qual foi mais elevada sob FS, especialmente nas camadas mais superficiais e nos horizontes abaixo de 2 m de profundidade. A qualidade química do solo é capaz de discriminar as unidades da paisagem em três diferentes grupos: 1, FS; 2, CE; e 3, CC, CLE, CLA, BB e VB.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the changes in soils and their chemical attributes under different landscape units in the Pantanal ecosystem, in the Nhecolândia subregion, in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The evaluated landscape units included: SF, semideciduous forest; CE, "cerradão"; CC, "cerrado"/"campo cerrado"; TPE, tropical open grassland with Elionurus muticus; TPA, tropical open grassland with Axonopus purpusii and Andropogon spp.; EP, edge of ponds; and TPL, temporary channels/lowlands. Soil profiles representative of each landscape unit were morphologically described, and chemical attributes were determined in the depths of 0.00-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.15, and 0.15-0.20 m. The soils showed sandy texture, low soil organic matter content, and low cation and anion exchange capacity. The main difference between the evaluated soils was natural fertility, which was higher in the SF, particularly at the surface layers and at the horizons below 2-m depth. Soil chemical quality is able to discriminate the landscape units into three different groups: 1, SF; 2, CE; and 3, CC, TPE, TPA, EP, and TPL.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do carbono no solo no funcionamento da paisagem em Latossolos sobre chapadas da bacia hidrográfica do Alto São Bartolomeu, na região do Cerrado do Brasil Central. A concentração de carbono orgânico no solo (COS), os estoques de carbono no solo, e algumas características físicas e químicas do solo foram determinadas a 0-0,20 m de profundidade, em áreas nativas e antrópicas. Os solos de fragmentos de cerrado sentido restrito foram semelhantes física e quimicamente, tendo sido influenciados por Al3+ trocável e concentrações de COS, enquanto as matrizes antrópicas foram influenciadas por densidade do solo, pH, P disponível, e Ca2+ e Mg2+ trocáveis. A estimativa da distribuição espacial do COS para áreas nativas e antrópicas apresentou R2 ajustado de 64,49%, com uso de estoques de carbono, e de 66,50%, com as concentrações de COS das áreas nativas e antrópicas. Estimar a concentração de COS a partir do solo e de feições da paisagem, por meio do uso de geotecnologias aplicadas aos índices de vegetação, é uma ferramenta potencial para avaliar a produtividade dos agroecossistemas, além de contribuir para estratégias de gestão mais adequadas em grandes escalas.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of soil carbon on landscape functioning of the Oxisols covering the plateaus of the Alto São Bartolomeu watershed, in the Cerrado (Brazilian savanna) region of Central Brazil. Soil organic carbon (SOC) concentration, carbon stocks, and some soil physical and chemical characteristics were determined at the 0-0.20-m depth on native and anthropogenic areas. Soils from cerrado stricto sensu patches were similar both physically and chemically, being affected by exchangeable Al3+ and by SOC concentrations, while anthropogenic matrices were affected by soil bulk density, pH, extractable P, and exchangeable Ca2+ and Mg2+. The estimate of spatial distribution of soil carbon better fitted had an adjusted R2 of 64.49% using soil C stock and 66.50% using SOC concentration from native and anthropic areas. Estimating SOC concentration from soil and landscape types, using geotechnologies to analyze vegetation indices, is a potential tool to evaluate the productivity of different agroecosystems, besides contributing to make management strategies more suitable on large scales.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi apresentar um índice para caracterização da suscetibilidade dos solos à contaminação do lençol freático, bem como realizar um estudo de caso exploratório para os solos do bioma Cerrado. O índice de tempo de retenção (TR) de água nos solo foi determinado a partir de valores médios, obtidos por meio de uma metodologia de filtragem, em bases de dados das seguintes propriedades do solo: espessura de horizontes; granulometria; teor de carbono orgânico; densidades global e de partículas; e umidade na capacidade de campo. A profundidade do lençol freático foi estimada com uso do modelo Hand. As distribuições espaciais dos dados de entrada e dos resultados do índice TR foram obtidas com uso de um aplicativo de sistema de informação geográfica. Os solos que oferecem menor proteção à contaminação do lençol freático por contaminantes químicos orgânicos estão localizados nas regiões Sudeste e Centro-leste do Mato Grosso, no Oeste da Bahia, no Sudoeste de Goiás e no Norte de Mato Grosso do Sul. Os solos predominantes nas áreas mais suscetíveis são Neossolos Quartzarênicos órticos e Latossolos Vermelhos distróficos.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to present an index for the characterization of soil susceptibility to groundwater contamination, as well as to perform an exploratory study of the soils from the Brazilian Cerrado biome. The water retention time (RT) index was determined with mean values obtained from a filtering methodology, in databases of the following soil properties: depth of the horizons; granulometry; organic carbon content; bulk density and particle density; and moisture content at field capacity. The water table depth was estimated using the Hand model. Spatial distributions of input data and TR index results were obtained using a geographic information system software. Soils that offer low protection to groundwater contamination by organic chemicals are located in southeast and east-central regions of the state of Mato Grosso, in the western of the state of Bahia, in the south of Goiás, and in the north of Mato Grosso do Sul, Brazil. The predominant soil classes in the more susceptible areas are "Neossolos Quartzarênicos órticos" (Entisols) and "Latossolos Vermelhos distróficos" (Oxisols).

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi verificar a eficácia da cor do solo na identificação de áreas com diferentes potenciais produtivos e qualidade de café, em Argissolo Vermelho-Amarelo desenvolvido de arenito, no Planalto Ocidental Paulista, no Estado de São Paulo. Coletaram-se 173 amostras em 39 ha, para a determinação de matiz, valor, croma e índice de avermelhamento do solo, com base nos dados da espectroscopia de reflectância difusa (ERD). Avaliaram-se, também, a produtividade e a qualidade do fruto de café, e calculou-se o índice de diagnose foliar (DRIS). A maior correlação espacial observada pelo variograma cruzado ocorreu entre matiz e DRIS, em pontos distantes em até 497 m. A menor correlação espacial foi observada em croma e produção, em pontos distantes em até 207 m. As áreas com o maior potencial de produtividade (20 a 33 sacas por hectare) apresentaram matiz entre 6,99 e 7,06, croma entre 5,00 e 5,08 e valor entre 4,40 e 4,45. As áreas com o menor potencial de produtividade (3 a 7 sacas por hectare) apresentaram matiz entre 7,27 e 7,68, croma entre 5,20 e 5,28 e valor entre 4,51 e 4,67. Nestes locais, o teor de argila foi de 16 g kg-1, os teores de P variaram entre 65 e 75 mg dm-3, e a soma de bases estava entre 56 e 58 mmolc dm-3. O uso da cor determinada por ERD é eficaz para identificar áreas com diferentes potenciais produtivos e qualidade de café, com precisão de 61 a 97%.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to verify soil color effectiveness for the identification of areas with different yield potentials and coffee quality, in an Ultisol developed from sandstone, in Planalto Ocidental Paulista, in the state of São Paulo, Brazil. One hundred seventy-three samples were collected from 39 ha, for the determination of hue, value, chroma, and the soil redness index, based on data of diffuse reflectance spectroscopy (DRS). Productivity and quality of coffee fruit were also evaluated, and the leaf diagnosis index (DRIS) was calculated. The highest spatial correlation, observed in the cross variogram, occurred between hue and DRIS in points up to 497 m apart. The lowest spatial correlation was observed for chroma and production, in points spaced by up to 207 m. The areas with the highest yield potential (20 to 33 bags per hectare) showed hue between 6.99 and 7.06, croma between 5.00 and 5.08, and value between 4.40 and 4.45. The areas with the lowest productivity potential (3 to 7 bags per hectare) showed hue between 7.27 and 7.68, chroma between 5.20 and 5.28, and value between 4.51 and 4.67. In these places, clay content was of 16 g kg-1, P levels varied between 65 and 75 mg dm-3, and the sum of bases was between 56 and 58 mmolc dm-3. The use of the color determined by DRS is effective to identify areas with different productive potentials and coffee quality, with 61 to 97% accuracy.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das correções atmosférica e de "crosstalk" (vazamento de radiação entre detectores) da qualidade das imagens RCGbscale, em dados SWIR do Aster, sobre a identificação da relação mineralógica RCGb [caulinita/(caulinita + gibbsita)], em uma mancha de solos expostos derivados do Complexo de Niquelândia, composto por gabronoritos, noritos e piroxenitos. Utilizaram-se dados brutos L1A, L1B (radiância no topo da atmosfera), produtos AST07 (reflectância de superfície sem correção de "crosstalk") e AST07XT (reflectância de superfície com correção de "crosstalk"), os módulos de correção atmosférica Flaash e Quac, e o programa de correção "crosstalk" CRSTK30. Os resultados foram ordenados de acordo com os seguintes parâmetros: os transectos RCGbscale e RCGbATG; a identificação da espacialização da relação mineralógica nas imagens RCGbscale, fatiadas em classes de valor Ki; e a verificação quantitativa do grau de similaridade entre os valores dos 17 pontos dos transectos RCGbscale e RCGbATG, por meio dos testes estatísticos t de Student e U de Mann-Whitney. Os procedimentos apresentaram 75% de resultados satisfatórios para o estudo proposto. Os dados L1B, bem como os efeitos atmosféricos e os do "crosstalk", não interferem na identificação da relação RCGb. Estudos em outros solos devem ser incentivados para melhor compreensão da interferência dessas correções nos dados Aster.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of atmospheric and crosstalk (the electrical or optical signals of band leaks into another band) corrections of RCGbscale image quality, in Aster SWIR data, on the identification of the mineralogical relationship RCGb [kaolinite/(kaolinite + gibbsite)], in a spot of bare soils derived from the Niquelândia Complex, composed by gabbronorites, norites and pyroxenites. Raw data were used for L1A, L1B (radiance at the top of the atmosphere), AST07 (surface reflectance without crosstalk correction) and AST07XT (surface reflectance with crosstalk correction) on-demand products, the atmospheric correction modules Flaash and Quac, and the CRSTK30 crosstalk correction program. The results were sorted according to the following parameters: the transects RCGbscale and RCGbATG; the identification of the spatialization of the mineralogical relationship in the RCGbscale images, which were sliced into Ki value classes; and the quantitative check of the similarity degree between the values of 17 points of the RCGbscale and RCGbATG transects, by Student's t and Mann-Whitney U statistical tests. The procedures showed 75% satisfactory results for the proposed study. The L1B data, as well as the atmospheric and crosstalk effects, do not interfere in the identification of the RCGb relationship. Studies in other soils should be stimulated for a better understanding of the interference of these corrections in Aster data.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi delinear zonas de manejo da irrigação, por meio de geoestatística e análise multivariada em diferentes combinações de atributos físico-hídricos do solo, bem como determinar o número ótimo de zonas de manejo para evitar sobreposições. Um experimento de campo foi realizado em Neossolo Quartzarênico, por dois anos, em pomar irrigado de videira de mesa, no perímetro irrigado Senador Nilo Coelho, em Petrolina, PE. Amostras de solo foram coletadas para a determinação das propriedades físico-hídricas. Um medidor portátil foi utilizado para medições da condutividade elétrica aparente do solo. Mapas de distribuição espacial foram gerados por krigagem ordinária. Zonas de manejo para cinco diferentes combinações de atributos foram delimitadas com uso do algoritmo de agrupamento fuzzy c-means, e dois índices foram aplicados para determinar o número ótimo de zonas de manejo. Duas combinações de atributos do solo podem ser utilizadas no planejamento das zonas de manejo, para o monitoramento da umidade do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to delineate irrigation management zones using geostatistics and multivariate analysis in different combinations of physical and hydraulic soil properties, as well as to determine the optimal number of management zones in order to avoid overlaping. A field experiment was carried out in a Quartzipsamment, for two years, in an irrigated orchard of table grape, in the Senador Nilo Coelho Irrigation Scheme, in the municipality of Petrolina, in the state of Pernanbuco, Brazil. Soil samples were collected for the determination of soil physico-hydraulic properties. A portable meter was used to measure soil apparent electrical conductivity. Spatial distribution maps were generated using ordinary kriging. Management zones for five different combinations of soil properties were defined using the fuzzy c-means clustering algorithm, and two indexes were applied to determine the optimal number of management zones. Two combinations of soil properties can be used in the management zone planning in order to monitor soil moisture.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi identificar atributos dos solos e de sedimentos como instrumentos para determinação dos impactos decorrentes da erosão hídrica, bem como propor redução do sobreúso dos solos no Cerrado goiano. Solos e sedimentos da mata ciliar do Córrego Ponte Nova, bem como do cultivo de soja a montante foram avaliados por micromorfometria quanto à morfologia, à granulometria e à porosidade. Na encosta cultivada, o solo foi classificado como Latossolo Vermelho distroférrico, e, na mata ciliar de vereda, como Plintossolo Pétrico Concrecionário êutrico e Gleissolo Melânico Tb distrófico típico. Solos e sedimentos foram predominantemente argilosos, e a fração argila encontrava-se naturalmente agregada em partículas maiores, de tamanho silte e areia. Análises morfológicas, granulométricas e de porosidade, por micromorfometria, possibilitaram distinguir os sedimentos dos solos soterrados, pela diferenciação de coloração, textura e porosidade. Elevada concentração de agregados de argila tamanho areia no Gleissolo Melânico sugere a remoção seletiva de partículas finas, o que indica erosão no solo sob a mata ciliar. A elevada deposição de sedimentos sobre os solos da mata ciliar compromete a função de filtro do solo e também a perpetuidade e a regeneração da floresta por causa do soterramento de sementes e plântulas.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to identify attributes of soil and of sediments as a tool to determine the impacts from water erosion, as well as to propose reducing the overuse of the soil in the Cerrado, in the state of Goiás, Brazil. Soils and sediments from the riparian forest of the Ponte Nova Stream and from upstream soybean crop areas were evaluated by micromorphometrics as to morphology, particle size, and porosity. Rhodic Oxisol was present in the cultivated hillside, and Petroferric Oxisol and Typic Eutraquox, in the riparian forest path. Soils and sediments were predominantly clayed, and the clay fraction was naturally aggregated into larger particles of silt and sand sizes. Analyses of morphological atributes, particle size, and porosity - by micromorphometrics - allowed to distinguish the sediment of buried soils by color, texture, and porosity differentiation. The high concentration of sandy-sized clay aggregates in Typic Eutraquox suggests the selective removal of fine particles, indicating soil erosion under the riparian forest. The high sediment deposition on the riparian forest soils is a risk to the soil filter function, and also to the perpetuity and regeneration of the forest because of the burial of seeds and seedlings.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar as relações da condutividade elétrica aparente (CEa), determinada por sensoriamento em tempo real, com os atributos do solo e com a produção vegetal, além de espacializar de forma indireta e em alta resolução os componentes da acidez de um Latossolo Vermelho distrófico no Sul do Brasil. O sensoriamento do solo foi realizado em duas áreas agrícolas, com o sensor Veris 3100. O solo foi amostrado à profundidade de 0,00-0,15 m, com trado calador. Avaliou-se o índice de vigor do milho (IV) com um sensor óptico, e a produtividade com sensores de produtividade e umidade. A associação dos atributos da acidez do solo com a produtividade do milho e com a CEa foi determinada por meio de análises de correlação e de componentes principais. A CEa relacionou-se ao IV e à produtividade de milho. Além disso, na área com qualidade química inferior, a CEa apresentou relação positiva com os conteúdos de Ca2+, Mg2+, com pH em água, saturação e soma de bases, e com a capacidade de troca catiônica; e negativa com os valores de Al3+, saturação por alumínio e de H+Al3+. Na área com melhor qualidade química, a CEa apresentou relação com Ca2+, Mg2+, matéria orgânica do solo e teor de argila.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the relationships between the apparent electric conductivity (ECa), measured by on-the-go sensing, with soil attributes and plant production, besides indirectly mapping with high resolution, the main acidity attributes of an Oxisol in South Brazil. Soil sensing was performed in two crop fields using the Veris 3100 sensor. Soil was sampled at the 0.00-0.15-m soil depth using a hand auger. The corn vigor index (VI) was measured with an optical sensor, and yield was determined using grain yield and moisture sensors. The association of soil acidity attributes with corn yield and ECa was determined with correlation and principal component analyses. ECa was associated with the VI and corn yield. Moreover, in the area with low chemical quality, ECa had a positive relationship with Ca2+ and Mg2+ contents, pH in water, base saturation, sum of bases, and cation exchange capacity; and a negative relationship with Al3+, aluminum saturation, and H+Al3+ values. In the area with better chemical quality, ECa was related to Ca2+ and Mg2+ contents, soil organic matter, and clay content.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi realizar a expansão de mapas pedológicos pela extrapolação de mapas preexistentes para áreas fisiograficamente semelhantes. Foram utilizados mapas de solos, em escala 1:50.000, das bacias hidrográficas dos rios Santo Cristo e Arroio Portão, no Rio Grande do Sul, e a extrapolação foi feita com uso do algoritmo de árvores de decisão "simple cart", treinado nas áreas previamente mapeadas. As bacias foram divididas em duas partes, uma para o treinamento e outra para a validação do modelo. A partir do modelo digital de elevação Aster-GDEM, foram gerados sete mapas de variáveis preditoras dos solos na paisagem. A amostragem de dados foi aleatória, com densidade de três pontos por hectare. O treinamento dos modelos foi realizado no programa Weka, e as acurácias foram calculadas a partir de matriz de erros. Para ambas as bacias, a acurácia geral do mapa de solos predito foi maior na área de treinamento do que na área de validação, a qual apresentou valores de 50 e 54%. Os mapas produzidos pelo modelo preditor apresentaram acentuada diferença na distribuição espacial das unidades de mapeamento, comparados com o mapa de solos original, indício de que a técnica de mapeamento digital utilizada é pouco eficiente para extrapolar mapas de solos preexistentes para outras áreas fisiograficamente semelhantes.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to expand pedological maps by extrapolating existing soil maps to physiographically similar areas. Soil maps were used at the scale of 1:50,000, for the watersheds of the rivers Santo Cristo and Arroio Portão, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, and the extrapolation was done using the "Simple Cart" decision tree algorithm, trained in the previously mapped areas. The watersheds were divided into two parts, one used for model training and the other for model validation. From the digital elevation model Aster-GDEM, seven maps of soil predicting variables in the landscape were generated. Sampling was random and performed with sampling density of three points per hectare. Model training was performed in the Weka software, and model accuracies were calculated using the error matrix. For both watersheds, the overall accuracy of the predicted soil map was higher in the training area than in the validation area, and showed values of 50 and 54%. The maps produced by the predictive model showed acute differences in the spatial distribution of mapping units, compared with the original soil map, indicating that the used digital mapping technique has low effectivity for the extrapolation of pre-existing soil maps to other physiographically similar areas.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar ferramentas pedométricas para caracterização da composição granulométrica (areia, silte e argila) e comparação de perfis de solos hidromórficos. O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do rio Guapi-Macacu, RJ. Foram aplicados o algoritmo "slice-wise" para o fatiamento do perfil em intervalos de 1 cm, e a função "spline" para harmonizar o conjunto de dados segundo seis intervalos de profundidade predefinidos. A análise do conjunto de perfis, por meio das funções de profundidade (slice-wise e spline) e de dendrograma de dissimilaridade, revelou que Planossolos e Gleissolos são relativamente rasos e apresentam camadas arenosas nos horizontes superficiais e teores de argila e silte irregulares em subsuperficie. Essas duas ordens ocorrem na área da bacia hidrográfica geralmente em planícies aluviais, em vales e em sopés de elevação. Os Neossolos Flúvicos apresentaram maiores quantidades de argila e silte em superfície, as quais decrescem em profundidade, e são mais profundos e ocorrem nos terraços aluviais. A abordagem permitiu descrever a variabilidade da textura dos solos hidromórficos em perfil e realizar a análise de similaridade entre as ordens, o que pode apoiar a distinção de fases em unidades de mapeamento e a identificação de critérios quantitativos para a classificação dos solos.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate pedometric tools to characterize the particle size distribution (sand, silt, and clay) and to compare the profiles of hydromorphic soils. The study was carried out in the Guapi-Macacu watershed, in the state of Rio de Janeiro, Brazil. The slice-wise algorithm was applied to slice the profile data at 1-cm intervals, and the equal-area spline function for database harmonization, according to six predefined depth intervals. The analysis of the soil profile collection, using the soil-depth functions (slice-wise and spline) and the similarity analysis, revealed that Alfisols and Entisols are relatively shallow and have coarse texture in the topsoil layer and a more irregular distribution of clay and silt along the soil profile. These two orders usually occur in the watershed area related to floodplains, valleys, and footslopes. Fluvisols had higher amounts of clay and silt in the topsoil layer, which decrease with soil depth, and they are deeper and occur in alluvial terraces. The approach allowed to characterize the variability of texture along hydromorphical soil profiles and to perform a similarity analysis between soil orders, which can support the differentiation of soil mapping units and the identification of quantitative criteria for soil classification.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os horizontes diagnósticos superficiais e quantificar os valores de δ13C em perfis de Cambissolos localizados em regiões de elevada altitude, em Santa Catarina, bem como propor a utilização complementar desse atributo no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Foram realizadas coletas de amostras de horizontes superficiais de 24 perfis modais para a caracterização de atributos físicos e químicos. Para a determinação do δ13C, as coletas foram feitas nas camadas de 0,0-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,30, 0,30-0,40, 0,40-0,50, 0,50-0,60, 0,60-0,80 e 0,80-1,00 m. Predominaram os Cambissolos Háplicos com horizonte diagnóstico superficial A moderado e elevados teores de carbono orgânico total (COT). Os elevados valores de COT, no entanto, frequentemente não foram suficientes para classificação dos horizontes superficiais como A húmico, em razão de sua pequena espessura. Nos solos classificados como A húmico, os valores de δ13C revelaram pequena alteração na assinatura isotópica, indício de manutenção da vegetação; enquanto nos solos com A moderado observaram-se alterações decorrentes do cultivo. Sugere-se o uso de δ13C como atributo complementar para o SiBCS, e que o atributo profundidade seja desconsiderado, para fins de classificação, no caso de: alterações no uso do solo em áreas com declividade superior a 8%, solos rasos e pouco profundos, textura argilosa a muito argilosa e teores de COT superiores a 3%.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate superficial diagnostic horizons and to quantify δ13C in Inceptisol profiles on the highlands of the state of Santa Catarina, Brazil, as well as to propose the complementary use of this attribute in the Brazilian System of Soil Classification (SiBCS). Samples of superficial horizons were collected to characterize physical and chemical attributes of 24 modal profiles. For the evaluation of δ13C, the samples were taken at the layers of 0.0-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.30, 0.30-0.40, 0.40-0.50, 0.50-0.60, 0.60-0.80, and 0.80-1.00 m. Haplic Inceptisols with moderate A superficial diagnostic horizon and high total organic carbon (TOC) content predominated. The high TOC values, however, were often not enough to classify the superficial horizon as humic A, due to its small thickness. In soils with humic A, δ13C values revealed little alteration in the isotopic signature, which indicates vegetation maintenance; whereas in the soils with moderate A, alterations occurred due to cultivation. The use of δ13C to complement the SiBCS is suggested, and depth should be disregarded for classification in the case of: changes in land use in areas with slopes above 8%, shallow or small-depth soils, clayey to very clayey texture, and TOC contents above 3%.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso da susceptibilidade magnética para caracterizar a variabilidade espacial dos atributos do solo e identificar áreas com diferentes potenciais de produção de cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Foram coletadas amostras em 110 pontos (1 por cada 7 ha), nas camadas de 0,00-0,20 e 0,20-0,40 m, para determinação da suscetibilidade magnética e de atributos físicos e químicos do solo. O teor de fibra, a polarização da sacarose (POL) e a produtividade da cana-de-açúcar foram determinados em 33 pontos. O modelo de variabilidade espacial da susceptibilidade magnética foi 63 e 22% mais acurado em delimitar o potencial do solo para produção da cana-de-açúcar que os atributos físicos e químicos do solo, nas camadas de 0,00-0,20 e de 0,20-0,40 m de profundidade, respectivamente. O mapa da variabilidade espacial da susceptibilidade magnética apresentou forte correlação com o conteúdo de argila (0,83 e 0,89, respectivamente, para as camadas) e de areia (-0,84 e -0,88); moderada correlação com a matéria orgânica (-0,25 e -0,35), a soma de bases (-046 e 0,37), a capacidade de troca catiônica (0,22 e 0,47), o pH (-0,52 e 0,13) e a POL (0,43 e 0,53); e fraca correlação com a produtividade da cana-de-açúcar (0,26 e 0,23). A susceptibilidade magnética pode ser utilizada para caracterizar a variabilidade espacial dos atributos do solo e para identificar áreas com diferentes potenciais para produção de cana-de-açúcar.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the use of magnetic susceptibility for characterizing the spatial variability of soil attributes and identifying areas with different potentials for sugarcane (Saccharum spp.) production. Samples were collected at 110 points (1 per 7 ha) in the layers of 0.00-0.20 and 0.20-0.40 m, to determine the magnetic susceptibility and physical and chemical attributes of the soil. Fiber content, sucrose polarization (POL), and sugarcane yield were determined in 33 points. The spatial variability model for magnetic susceptibility was 63 and 22% more accurate in delimiting soil potential for sugarcane production than soil physical and chemical attributes at the 0.0-0.2 and 0.2-0.4-m layers, respectively. The spatial variability map for magnetic susceptibility was strongly correlated with clay (0.83 and 0.89, respectively, for the layers) and sand contents (-0.84 and -0.88); moderately correlated with organic matter (-0.25 and -0.35), sum of bases (-0.46 and 0.37), cation exchange capacity (0.22 and 0.47), pH (-0.52 and 0.13), and POL (0.43 and 0.53); and weakly correlated with sugarcane yield (0.26 and 0.23). Magnetic susceptibility can be used to characterize the spatial variability of soil attributes and to identify areas with different potentials for sugarcane production.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da resolução espacial do modelo digital de elevação e da eficiência de modelos Random Forest sobre a predição dos teores de areia, argila e carbono orgânico, com uso de número reduzido de amostras. O trabalho foi realizado em área de Cerrado com diversidade litológica, no Estado do Mato Grosso do Sul, tendo-se utilizado atributos morfométricos, dados do sensor TM Landsat 5 e litologia como covariáveis preditoras. Dados da camada superficial (0,0-0,2 m) de 175 perfis de solos (0,009 perfis km-2) e de 26 covariáveis preditoras foram utilizados com resolução espacial de 30 (conjunto 1) e 90 m (conjunto 2). A análise realizada pelo Random Forest mostrou que as covariáveis de nível de base do canal de drenagem, da elevação e da litologia foram as mais importantes para explicar a variabilidade. A validação dos modelos apresentou similaridade entre os conjuntos quanto à predição de areia, argila e carbono orgânico, o que explica os seguintes valores de variabilidade espacial, respectivamente: 44, 40 e 33%, para a resolução de 30 m; e de 45, 46 e 33%, para a resolução de 90 m. A resolução espacial das covariáveis preditoras tem pouca influência sobre a predição dos atributos, e a abordagem por Random Forest apresenta potencial de utilização para estimar atributos do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of the digital elevation model spatial resolution and of the efficiency of Random Forest models on the prediction of sand, clay, and organic carbon contents, using few soil samples. The study was carried out in a Cerrado area with lithological diversity, in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil, using morphometric attributes, TM Landsat 5 sensor data, and lithology as predictive covariates. The surface layer data (0.0-0.2 m) of 175 soil profiles (0,009 profiles km-2) and of 26 predictor covariates were used with 30 (set 1) and 90-m (set 2) spatial resolutions. The performed analysis by Random Forest models showed that channel base level, elevation, and lithology were the most important ones to explain the variability. The validation of the models showed similarity among sets for the prediction of sand, clay, and organic carbon contents, which explains the following values of spatial variability, respectively: 44, 40, and 33%, for the spatial resolution of 30 m; and 45, 46, and 33%, for the spatial resolution of 90 m. The spatial resolution of the predictive covariates has little effect on attribute predictions, and the Random Forest approach has potential use for estimating soil properties.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi comparar krigagem ordinária com regressão-krigagem para mapear atributos do solo, em diferentes profundidades, em área de Floresta Tropical Seca no Brasil. Os 11 atributos do solo avaliados foram: conteúdo e estoque de carbono orgânico; densidade do solo; conteúdos de argila, areia e silte; capacidade de troca catiônica; pH; retenção de água na capacidade de campo e no ponto de murcha permanente; e água disponível. As amostras foram retiradas de 327 locais a 0,0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade, em área de Floresta Tropical Seca de 102 km2. Os modelos de regressão linear "stepwise" tiveram o melhor ajuste para as frações granulométricas e as propriedades de retenção de água. Foram selecionadas covariáveis de relevo e material de origem em 31 dos 33 modelos (11 atributos em três profundidades) e de vegetação em 29 modelos. Com base na validação externa, a krigagem ordinária obteve maior acurácia para 21 das 33 combinações atributo vs. profundidade, o que é indicativo de que a inclusão de um modelo linear de tendência antes da krigagem não necessariamente melhora as predições. Portanto, para estudos semelhantes, os métodos geoestatísticos empregados devem ser comparados caso a caso.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to compare ordinary kriging with regression kriging to map soil properties at different depths in a tropical dry forest area in Brazil. The 11 soil properties evaluated were: organic carbon content and stock; bulk density; clay, sand, and silt contents; cation exchange capacity; pH; water retention at field capacity and at permanent wilting point; and available water. Samples were taken from 327 sites at 0.0-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.40-m depths, in a tropical dry forest area of 102 km2. Stepwise linear regression models for particle-size fractions and water retention properties had the best fit. Relief and parent material covariates were selected in 31 of the 33 models (11 properties at three depths) and vegetation covariates in 29 models. Based on external validation, ordinary kriging obtained higher accuracy for 21 out of 33 property x depth combinations, indicating that the inclusion of a linear trend model before kriging does not necessarily improve predictions. Therefore, for similar studies, the geostatistical methods employed should be compared on a case-by-case basis.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi predizer a fertilidade do solo no polo agrícola do Estado do Rio de Janeiro, por meio da modelagem solo x paisagem. A área de estudo compreendeu as regiões mais produtivas do Estado do Rio de Janeiro: Norte, Noroeste e Serrana. Características químicas do solo - pH em H2O e capacidade de troca catiônica (CTC) - e ambientais - elevação, plano de curvatura, perfil de curvatura, índice de umidade, aspecto e declividade do terreno, além de tipos de solos, índice de vegetação normalizada (NDVI), imagens Landsat 7 e litologia - foram utilizadas como variáveis preditoras. A análise exploratória dos dados identificou valores extremos, os quais foram expurgados, na preparação para a análise por regressão linear múltipla (RLM). Aos resultados da RLM, foram adicionados os resultados de krigagem dos resíduos da regressão, com uma técnica de mapeamento digital de solos (MDS) denominada regressão-krigagem. Na região Serrana, as variáveis ambientais explicaram as variáveis químicas. A variável NDVI foi importante nas três regiões, o que evidencia a importância da cobertura vegetal para a predição da fertilidade do solo. Em geral, os solos analisados apresentaram baixo pH. Os valores de CTC, nas regiões estudadas, estão dentro do intervalo considerado bom para a fertilidade do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to predict soil fertility in the agricultural hub of the state of Rio de Janeiro, Brazil, using soil x landscape modeling. The studied area comprised the most productive regions of the state of Rio de Janeiro: northern, northwestern, and Serrana (highlands). Soil chemical traits - pH H2O and cation exchange capacity (CEC) - and environmental variables - elevation, plane of curvature, curvature profile, moisture content index, aspect and slope of the terrain, in addition to soil types, normalized difference vegetation index (NDVI), Landsat 7 images, and lithology - were used as prediction variables. Exploratory data analysis identified outliers, which were purged, in the preparation for analysis by multiple linear regression (MLR). The kriging results of the regression residuals were added to the results of MLR, using a soil digital mapping (SDM) technique known as regression-kriging. In the Serrana region, the environmental variables explained the chemical variables. The NDVI variable was significant in all three regions, showing the importance of vegetation cover for the prediction of soil fertility. Generally, the tested soils showed low pH. The CEC values in the studied regions are within the range considered good for soil fertility.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes estratégias para a predição da distribuição de classes de solo em mapas pedológicos digitais de áreas sem dados de referência, na bacia sedimentar do São Francisco, no Norte de Minas Gerais. As estratégias incluíram: o detalhamento da legenda, o treinamento por observações em campo, a ampliação do conjunto de treinamento e o uso de diferentes algoritmos de mineração de dados. Foram elaboradas quatro matrizes, diferenciadas pelo volume de dados, para o aprendizado dos algoritmos, e pelo nível taxonômico das classes de solo a serem preditas. Avaliou-se o desempenho dos algoritmos de aprendizado de máquina - Random Forest, J48 e MLP -, associados a procedimentos de discretização, balanceamento de classes, seleção de variáveis e expansão do conjunto de treinamento. O balanceamento de classes, a discretização de variáveis por frequências iguais e o algoritmo Random Forest apresentaram os melhores desempenhos. A extensão da representatividade das observações em campo, que presume uma área de treinamento mais ampla, não trouxe ganho preditivo. A generalização taxonômica para subordem diminui a fragmentação dos polígonos mapeados e aumenta a acurácia dos mapas pedológicos digitais. Quando são produzidos após treinamento por observações de solo in situ, na área de mapeamento, os mapas pedológicos digitais têm valores de acurácia equivalentes aos dos treinados em mapas preexistentes.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate different strategies for the prediction of soil class distribution on digital soil maps of areas without reference data, in the sedimentary basin of San Francisco, in the north of the state of Minas Gerais, Brazil. The strategies included: taxonomic generalization, training by field observations, training set expansion, and the use of different data mining algorithms. Four matrices were developed, differentiated by the volume of data for machine learning and by soil taxonomic levels to be predicted. The performance of the machine learning algorithms - Random Forest, J48, and MLP -, associated with discretization, class balancing, variable selection, and expansion of the training set was evaluated. Class balancing, variable discretization by equal frequencies, and the Random Forest algorithm showed the best performances. The representativeness extension of field observations, that assumes a larger training area, brought no predictive gain. Soil taxonomic generalization to the suborder level reduces the fragmentation of mapped polygons and improves the accuracy of digital soil maps. When generated by training on in situ soil observations at the mapping area, digital soil maps are as accurate as those trained on preexistent maps.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego da espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) para a predição de formas de P, C e N, em solos desenvolvidos de basalto, com uso de modelos multivariados e de amostras com diferentes granulometrias. Amostras de Latossolos e Nitossolos provenientes de áreas de cultivo, pastagem e vegetação nativa foram coletadas nas camadas de 0,0-0,20 e de 0,60-0,80 m, e analisadas quanto aos teores de P disponível, P remanescente, C orgânico, C total e N total. Os espectros na região entre 1.100 e 2.500 nm foram obtidos de amostras com granulometria menor do que 2,0 e 0,2 mm. Modelos multivariados de predição foram construídos e validados a partir dos resultados obtidos pelos métodos de referência e dos espectros. O peneiramento das amostras em malha de 0,2 mm melhorou a relação entre os comprimentos de onda no NIRS e os teores de C orgânico, C total e N total no solo, o que permitiu a obtenção de melhores modelos de calibração e predição para esses atributos. Independentemente do tamanho das partículas, os modelos não apresentam robustez, acurácia e precisão adequadas de predição para o P extraível e o P remanescente.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the use of near-infrared spectroscopy (NIRS) to predict P, C, and N forms in soils developed from basalt, using multivariate models and soil samples with different granulometries. Samples from Oxisols and Alfisols from croplands, pasture, and native vegetation areas were collected at the 0.0-0.20 and 0.60-0.80-m soil layers, and analyzed for contents of available P, remaining P, organic C, total C, and total N. Spectra in the region between 1,100 and 2,500 nm were obtained on samples with granulometry smaller than 2.0 and 0.2 mm. Multivariate prediction models were constructed and validated from the results obtained by the reference methods and spectra. Sample screenings through 0.2 mm mesh improved the relationship between wavelengths in NIRS and the contents of organic C, total C, and total N in the soil, which allowed better calibration and prediction models for these attributes. Irrespectively of particle sizes, the models did not show appropriate robustness, accuracy, and precision for extractable P and remaining P.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi analisar características de imagem do satélite RapidEye, bem como avaliar sua qualidade, quanto à ortorretificação, e sua aplicação no mapeamento de uso do solo, em ambiente de Mar de Morros. As imagens passaram por correção atmosférica, seguida por avaliação dos seguintes aspectos: resposta espectral a diferentes alvos, na imagem sem correção e na corrigida; acurácia da imagem ortorretificada; e exatidão da classificação supervisionada. A correção atmosférica permitiu melhor avaliação da resposta espectral dos alvos. A avaliação da ortorretificação da imagem, quanto ao Padrão de Exatidão Cartográfico, enquadrou-se na classe C da escala 1:20.000. A classificação supervisionada quantificou áreas e percentagem de cada classe de uso de forma consistente. A distribuição das classes evidencia o efeito histórico do uso na degradação das terras.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to analyse RapidEye satellite image characteristics, as well as to assess its orthorectification geometric accuracy and its application for land use mapping, in a rugged landscape. An atmospheric correction was applied to the images, which was followed by the assessment of the following aspects: spectral response to different targets in the uncorrected and corrected images; accuracy of the orthorectified image; and accuracy of the supervised classification. The atmospheric correction allowed a better evaluation of the spectral response of the targets. The geometrical evaluation according to the Map Accuracy Standards, classified the orthorectified image in class C at the 1:20,000 scale. The supervised classification consistently quantified the areas and the percentage of each soil use class. The distribution of classes highlights the historical effect of the use on land degradation.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de modelos com diferentes conjuntos de dados, para estimar a densidade de solos de regiões tropicais montanhosas, a partir de atributos de solos comumente encontrados nas análises de perfis de solos descritos nos levantamentos regionais. O conjunto total de dados compõe-se de 163 amostras e foi dividido em seis grupamentos, dos quais três com 73 amostras, com o máximo de 32 covariáveis, e três com 163 amostras, com o máximo de 18 covariáveis. Testaram-se modelos de regressão linear múltipla (RLM) e randomForest (RF). A menor incerteza entre os modelos foi alcançada pelo RLM2, com R2 de 0,56, 13 covariáveis e 73 amostras. Nos grupamentos com 163 amostras, os melhores modelos foram os RF, com R2 médio de 0,48. A raiz quadrada da média do erro ao quadrado variou entre 0,09 e 0,14. As covariáveis mais importantes no modelo RF foram: carbono orgânico, hidrogênio, areia fina e grossa, saturação por bases e capacidade de troca catiônica. Pelo método "stepwise regression", as variáveis mais importantes foram: a relação silte/argila; areia grossa e fina; carbono orgânico; saturação por bases; e potássio.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was the development of models with different sets of data for estimating soil bulk density in tropical mountainous regions, from soil attributes commonly found in the analyses of soil profiles described in regional surveys. The complete dataset is composed of 163 samples and it was divided into six groups, of which three groups have 73 samples and the maximum of 32 covariables, and three have 163 samples and the maximum of 18 covariables. The linear regression (RLM) and randomForest (RF) models were tested. The lowest uncertainty between the models was achieved by RLM2, with R2 of 0.56, 13 covariables, and 73 samples. Considering the groups with 163 samples, the best models were the RFs with mean R2 of 0.48. The root mean squared error ranged between 0.09 and 0.14. The most important covariables in the RF model were: organic carbon, hydrogen, fine and coarse sand, base saturation, and cation exchange capacity. By the stepwise backward regression, the main covariables were: silt and clay relation; fine and coarse sand; organic carbon; base saturation; and potassium.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar atributos químicos do solo, quantificar os teores e os estoques de C e N, e avaliar a qualidade química da matéria orgânica do solo em sistemas de colheita de cana-de-açúcar com ou sem queima da palhada. Áreas cultivadas com cana-de-açúcar foram avaliadas com ou sem queima da palhada, aos 6 e aos 12 anos após a última reforma do canavial. Além disso, também foram avaliadas uma área de vegetação nativa e outra cultivada por 19 anos sem queima. O teor de C no solo das áreas sem queima foi superior ao daquelas queimadas e inferior ao da área com vegetação nativa. O estoque de C a 0,0-0,3 m de profundidade, na área queimada, foi 22% menor do que o na área sem queima, aos 6 anos, e 43% menor, aos 12 anos. Os maiores graus de humificação ocorreram na área sem queima por 19 anos; e os menores, na área com vegetação nativa. Os solos cultivados apresentaram maior concentração de grupos fenólicos e carboxílicos nos ácidos húmicos. A fertilidade do solo aumenta em áreas de cana-de-açúcar sem queima, em razão da matéria orgânica do solo mais humificada e da maior quantidade de grupamentos carboxílicos e fenólicos.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate soil chemical attributes, to quantify soil contents and stocks of C and N, and to evaluate the chemical quality of soil organic matter in sugarcane harvest systems with or without burning. Cultivated sugarcane areas were evaluated with or without burning of the fields at 6 and 12 years after the last renovation of the sugarcane fields. In addition, a native vegetation area and another one cultivated for 19 years without burning were also evaluated. Soil C content in the unburnt areas was higher than that of the burnt ones and lower than that of the areas with native vegetation. Carbon stock at the 0.0-0.3-m soil depth in the burnt areas was 22% lower than in the 6-year unburnt area and 43% lower in the 12-year area. The highest humification degrees occurred in the 19-year unburnt area; and the lowest, in the native vegetation area. The cultivated soils showed higher concentration of phenolic and carboxylic groups in humic acids. Soil fertility increases in the unburnt sugarcane areas because of their more humified organic matter and of the higher quantity of carboxylic and phenolic groups.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento e a qualidade de mudas clonais de teca (Tectona grandis) cultivadas em substrato com dois tipos de biochar. O ensaio foi realizado em delineamento de blocos ao acaso, com dez tratamentos e quatro repetições: SC, substrato comercial, composto de casca de pinus e vermiculita à proporção de 4:1; SV, substrato do viveiro, composto de casca de arroz carbonizada e fibra de coco a 1:1; e o restante dos tratamentos foi composto de inclusões de biochar (B) e biochar ativado (BA), nas proporções de 25, 50, 75 e 100% do SC. Os parâmetros de desenvolvimento e qualidade das mudas foram avaliados 90 dias após o plantio das estacas nos substratos. A adição de 25, 50 e 100% de BA possibilitou o desenvolvimento em altura e diâmetro do coleto comparável ao proporcionado pelo SV. O biochar sem o procedimento de ativação não melhora os parâmetros de qualidade das mudas, em comparação ao substrato comercial. A adição de biochar ativado na proporção de 25% já é suficiente para melhorar o crescimento das mudas para o mesmo nível proporcionado pelo já validado SV.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the development and quality of clonal seedlings of teak (Tectona grandis) grown in substrate with two types of biochar. The assay was carried out in a randomized complete block design, with ten treatments and four replicates: CS, commercial substrate, composed of pine bark and vermiculite at a ratio of 4:1; NS, nursery substrate composed of carbonized rice husk and coconut fiber at 1:1; and the remaining treatments were composed of the inclusions of biochar (BC) or activated biochar (BCA) in the CS, at the proportions of 25, 50, 75, and 100%. The development and quality parameters of seedlings were evaluated 90 days after striking the minicuttings in the substrates. BCA substrate additions at 25, 50, and 100% allowed for a development of height and stem diameter comparable to that of the NS. Biochar without the activation procedure does not improve quality parameters of seedlings, in comparison with the commercial substrate. The use of 25% activated biochar added to the commercial substrate is enough to improve seedling growth performance to the same level as that provided by the already validated NS.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes usos da terra nas características e nos atributos de Latossolos da região Oeste do Estado da Bahia. Os Latossolos apresentavam texturas com fração areia amplamente predominante, e foram avaliados em áreas de cerrado, algodão, soja e feijão, no Município de Luís Eduardo Magalhães. A caracterização morfológica e a coleta de amostras de solos para avaliação dos atributos físicos e químicos por horizontes foram feitas em minitrincheiras, enquanto a avaliação da condutividade hidráulica saturada foi feita com permeâmetro de Guelph em duas profundidades: 0,0-0,20 e 0,20-0,40 m. Os Latossolos avaliados, além de uma estrutura maciça, apresentaram horizonte genético adensado, que, sob uso agrícola, torna-se mais compactado, espesso e superficial, e forma torrões quando revolvido. O uso agrícola reduz a condutividade hidráulica saturada dos Latossolos avaliados nas duas camadas, com exceção do cultivo de feijão.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effects of different land uses on the characteristics and attributes of Oxisols in the western region of the state of Bahia, Brazil. The Oxisols had textures with largely predominant sand fraction, and they were evaluated in areas of cerrado, cotton, soybean, and common bean in the municipality of Luís Eduardo Magalhães. The morphological characterization and the collection of samples for evaluating soil physical and chemical attributes of horizons were carried out in small trenches, while the evaluation of field saturated hydraulic conductivity was done using the Guelph permeameter at two depths: 0.0 to 0.20 and 0.20 to 0.40 m. The evaluated Oxisols, besides their massive structure, showed a dense genetic horizon, which, under agricultural use, becomes more compacted, thick, and shallow, forming clods when plowed. Agricultural use reduces the saturated hydraulic conductivity of the evaluated Oxisols in both layers, except for common bean cultivation.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi caracterizar a macrofauna edáfica em sistemas de produção de grãos sob plantio direto e convencional no Sudoeste do Piauí, na região de Matopiba. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,3 m, com serrapilheira, em áreas cultivadas predominantemente com milho e soja, sob preparo convencional e plantio direto, em solos com diferentes texturas. Remanescentes de vegetação nativa adjacentes foram amostrados como referência. A macrofauna edáfica nos diferentes sistemas de uso do solo foi identificada até o nível de famílias, as quais foram agrupadas de acordo com suas funções ecológicas. Os grupos mais abundantes nas áreas amostradas foram Isoptera, Hymenoptera e Coleoptera, este com o maior número de famílias. A análise de componentes principais revelou que os grupos funcionais geófago/bioturbador, fitófago/praga e predador/parasita estão associados a solos de textura argilo-siltosa; enquanto o grupo detritívoro/decompositor, a solos mais arenosos. Os sistemas de manejo do solo alteram a estrutura da comunidade de macroinvertebrados edáficos em relação à condição natural de Cerrado. O plantio direto proporciona maior abundância e riqueza de espécies que o preparo convencional, e minimiza o impacto de sistemas agrícolas sobre a biodiversidade da macrofauna edáfica.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to characterize the edaphic macrofauna in agricultural grain production systems under no-tillage and conventional tillage, in the Shoutheastern state of Piauí, in the Matopiba region, Brazil. Soil samples were taken from the 0.0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3-m layers, with litter, in areas predominantly cropped with corn and soybean, under conventional and no-tillage systems, in soils with different textures. Fragments of native vegetation in adjacent areas were used as a reference. The edaphic macrofauna in the different land uses was identified down to family level, and the families were grouped according to their ecological functions. The most abundant groups in the sampled areas were Isoptera, Hymenoptera, and Coleoptera, the latter with the highest number of families. Principal component analysis revealed that the functional groups geophages/bioturbators, phytophages/pests, and predators/parasites were associated with clayey-silty soils, and detritivores/decomposers with sandy soils. Soil management systems change the community structure of edaphic macroinvertebrates in comparison with the natural Cerrado condition. No-tillage system promotes greater abundance and species richness than conventional tillage, and minimizes the impact of agricultural systems on edaphic macrofauna biodiversity.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da irrigação e da presença de braquiária (Urochloa decumbens) nas entrelinhas do café (Coffea arabica) sobre a produtividade do cafeeiro e sobre os atributos químicos e físico-hídricos de um Latossolo Vermelho distrófico típico. O ensaio foi conduzido na região do Cerrado, em Planaltina, Brasília, DF, em delineamento de blocos ao acaso, com parcelas sub-subdivididas e quatro repetições. Foram alocados os regimes hídricos (irrigado ou não irrigado) nas parcelas, os sistemas de manejo das entrelinhas nas subparcelas e as camadas de solo nas sub-subparcelas. Os seguintes atributos do solo foram determinados: carbono orgânico total, nitrogênio total, relação C/N, estoques de carbono e nitrogênio, densidade do solo, estabilidade de agregados, porosidade total, macroporosidade, microporosidade de baixa retenção, microporosidade remanescente, criptoporosidade, e disponibilidade de água total e de água prontamente disponível, além da produtividade de café. A irrigação do cafeeiro, associada ao consórcio com braquiária como planta de cobertura, aumentou a produtividade de café e favoreceu os atributos químicos e físico-hídricos do solo, o que melhorou a estrutura do solo e a sua capacidade em armazenar água. A irrigação favorece o estoque de carbono nas camadas superficiais do solo, enquanto a braquiária favorece os atributos físicos do solo relacionados à disponibilidade de água para o cafeeiro.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of irrigation and of the presence of brachiaria (Urochloa decumbens) between coffee (Coffea arabica) rows on coffee yield and on chemical and hydrophysical attributes of a Typic Haplustox. The study was conducted in the Cerrado region in Planaltina, Brasília, DF, Brazil, in a randomized complete block design, arranged in split-split plots, with four replicates. Water regimes (irrigated or rainfed) were assigned to the main plots, inter-row management systems to the subplots, and soil layers to the sub-subplots. The following soil attributes were determined: total organic carbon, total nitrogen, C/N ratio, carbon and nitrogen stocks, bulk density, aggregate stability, total porosity, macroporosity, low-retention microporosity, remaining microporosity, criptoporosity, and total and readily-available water, besides coffee yield. Irrigation of coffee plants, associated with brachiaria intercropped as a cover crop, increased coffee yield and favored chemical and hydrophysical soil attributes, improving soil structure and its ability to store water. Irrigation favors organic carbon stocks in the upper soil layers, whereas brachiaria favors soil physical attributes related to water availability to coffee.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do sistema plantio direto (PD) e do manejo com preparo convencional (PC) sobre atributos físicos e hídricos de um Planossolo Háplico cultivado com soja, em terras baixas do Sul do Brasil. Amostras indeformadas de solo foram coletadas às camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, para a determinação dos atributos físico-hídricos, tendo-se monitorado o potencial mátrico do solo com sensores, ao longo de um ciclo de produção da soja. Os valores de macroporosidade foram menores do que 0,10 m3 m-3, independentemente do sistema de manejo do solo, o que restringe a possibilidade de cultivo da soja em sequeiro, pelo comprometimento da difusão de gases. Comparado ao PC, o PD promove a microporosidade na camada de 0,00-0,10 m, o que aumenta o conteúdo de água armazenada no solo e a disponibilidade hídrica para a cultura da soja, com reflexos positivos sobre a produtividade da cultura.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effects of no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) on the physical and hydric properties of an Albaqualf soil cultivated with soybean, in the lowlands of Southern Brazil. Undisturbed soil samples were collected at the 0.00-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.40-m soil layers, in order to determine soil physicohydric properties, by monitoring the soil matric potential with sensors, over a cycle of soybean production. Macroporosity values were lower than 0.10 m3 m-3, irrespectively of the soil management system, which restricts the possibility of rainfed soybean cultivation because it affects gas diffusion. In comparison to CT, NT increases microporosity at the 0.00-0.10-m soil layer, which increases soil water content and soil water availability for soybean crop, with positive effects on crop yield.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do recolhimento de quantidades variáveis da palha de cana-de-açúcar sobre sua decomposição na superfície do solo, após subsequentes socas. O experimento foi realizado por duas socas subsequentes, com a variedade de cana-de-açúcar RB-845210, tendo-se testado quatro quantidades remanescentes de palha após a colheita: 11,3, 8,5, 5,7 e 2,8 Mg ha-1. Foram avaliadas as taxas de decomposição de biomassa, carbono, nitrogênio, celulose, hemicelulose e lignina, bem como a relação C/N e a quantidade de C e N mineralizada a partir da palha. O recolhimento variável da palha da cana-de-açúcar não alterou as taxas de decomposição da biomassa nem a mineralização de carbono, hemicelulose, celulose e lignina, em uma mesma soca. O processo de decomposição da palha não se esgota, mesmo após duas socas, independentemente da quantidade inicial de resíduo sobre o solo. A relação C/N e a decomposição da lignina servem como indicadores para verificar diferenças nas taxas de decomposição entre os níveis de palha avaliados, enquanto a decomposição da hemicelulose e da celulose somente detecta alterações nessas taxas ao longo do tempo. Em termos absolutos, quanto menor a retirada da palha do campo, maior a quantidade de carbono e nitrogênio mineralizada, mesmo que não haja diferenças na taxa de decomposição.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to determine the effect of collecting different levels of sugarcane straw on its decomposition on soil surface, after consecutive ratoons. The trial was conducted for two consecutive ratoons, using the sugarcane variety RB845210, testing four amounts of remaining straw after harvest: 11.3, 8.5, 5.7, and 2.8 Mg ha-1. Decomposition rates of biomass, carbon, nitrogen, cellulose, hemicellulose, and lignin were evaluated, as well as the C/N ratio and the mineralized quantities of C and N from the straw. The distinct levels of sugarcane straw aboveground do not alter decomposition rates, neither do they alter the mineralization of carbon, hemicellulose, cellulose, and lignin within the same ratoon. The straw decomposition process persists along the two ratoon cycles, regardless of the initial amount of straw on soil surface. The C/N ratio and lignin decay are adequate indicators for detecting differences of straw decomposition rates between the evaluated levels of straw, while hemicellulose and cellulose decay detects only differences in rates over time. In absolute terms, the lower the initial aboveground straw level, the higher the amounts of carbon and nitrogen mineralized, even if there are no differences in decomposition rates.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica de atributos microbiológicos do solo em sistemas integrados de produção, em pastagem contínua e em cerrado nativo. O estudo foi conduzido em área de transição de lavoura para pecuária. Quatro áreas com diferentes usos da terra foram avaliadas: sistema de integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), cultivado com renques de Eucalyptus urograndis, com espaçamento de 2x2 m entre plantas e 22 m entre renques; sistema de integração lavoura-pecuária (ILP); além de duas áreas adjacentes de cerrado nativo e pastagem contínua, usadas como referência. Para a avaliação dos atributos microbiológicos, amostras de solos foram retiradas das camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em fevereiro de 2012 e fevereiro de 2014 (estação chuvosa), e em julho de 2012 e setembro de 2013 (estação seca). No geral, o solo sob cerrado apresentou os maiores níveis de carbono da biomassa microbiana (CBM), enquanto sob ILPF apresentou os menores. A ILP aumentou o CBM e o coeficiente microbiano nas camadas mais profundas, após dois anos de estabelecimento. A respiração basal, o nitrogênio da biomassa microbiana e o CBM são os atributos microbiológicos mais adequados para diferenciar os sistemas avaliados.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the dynamics of soil microbiological attributes under integrated production systems, continuous pasture, and native cerrado. The study was conducted in a transition area from crop to livestock. Four areas with different land uses were evaluated: an integrated crop-livestock-forestry system (ICLFS), cultivated with Eucalyptus urograndis alley cropping, spaced 2x2 m between plants and 22 m between alleys; an integrated crop-livestock system (ICLS); besides two adjacent areas of native cerrado and continuous pasture, used as a reference. For the assessment of microbiological attributes, soil samples were taken in the 0.00-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.30-m layers, in February 2012 and February 2014 (rainy season), and in July 2012 and September 2013 (dry season). In general, soil under native cerrado had the highest microbial biomass carbon (MBC) levels, while under the ICLFS it had the lowest ones. The ICLS increased MBC and microbial coefficient in the deeper soil layers, after two years of establishment. Basal respiration, microbial biomass nitrogen, and MBC are the soil microbiological attributes better able to differentiate the evaluated systems.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar as frações húmicas, granulométricas e oxidáveis da matéria orgânica do solo, o conteúdo de matéria orgânica leve no solo, e os teores e estoques de C e N em Latossolo Vermelho, manejado pelos sistemas plantio direto e convencional, para o cultivo de repolho. Áreas de pastagem e de cerrado nativo foram utilizadas como controle. As amostras foram coletadas em 2014, às profundidades 0,0-0,05 e 0,05-0,10 m, após um ciclo de cultivo do repolho sob plantio direto e convencional, em área com longo histórico de cultivo convencional de hortaliças. O sistema plantio direto aumenta os teores de matéria orgânica leve, C e N, assim como os estoques de C e os valores de C orgânico particulado, de C orgânico associado a minerais, e de frações húmicas e oxidáveis da matéria orgânica. O sistema plantio direto melhora a qualidade do solo, em comparação ao plantio convencional, além de proporcionar, para a maioria das variáveis analisadas, maiores valores do que os observados em área de pastagem e valores semelhantes aos da área sob cerrado nativo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the humic, granulometric, and oxidizable fractions of soil organic matter, the light organic matter content in the soil, and C and N contents and storage in an Oxisol under no-tillage and conventional tillage systems for cabbage cultivation. Pasture areas and native cerrado soil were used as a control. The samples were collected in 2014 at the 0.0-0.05 and 0.05-0.10-m soil depths, after one cabbage crop cycle under no-tillage and conventional tillage systems, in an area with a long history of conventional tillage for vegetable crops. The no-tillage system increases the contents of light organic matter, C and N, as well as C storage and the values of particulate organic C, organic C associated with minerals, and the humic and oxidizable fractions of organic matter. The no-tillage system improves soil quality, in comparison with conventional tillage, besides providing, for most of the variables, higher values than those observed in the pasture area and similar values to those of the area under native cerrado.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar as frações físicas da matéria orgânica do solo (MOS) e o índice de manejo de carbono (IMC), após diferentes períodos de preparo do solo para a implantação de cana-de-açúcar. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho, de textura argilosa, depois de 1, 3 e 5 anos do preparo do solo para a implantação da cultura, com queima da palhada e colheita manual. Como referência, utilizou-se o solo de mata nativa adjacente à área de estudo. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, para quantificar o IMC, bem como o C orgânico total, o C particulado, o C associado a minerais e o C das frações leve livre, leve oclusa e pesada da MOS. O preparo do solo associado à queima da palhada na colheita diminuiu o aporte de matéria orgânica fresca ao solo e acelerou a decomposição do compartimento lábil da MOS, com reflexos negativos sobre os estoques das frações físicas do solo. As maiores proporções de C foram verificadas na fração associada a minerais. As frações densimétricas da MOS foram mais sensíveis na detecção de alterações dos estoques, labilidade, índice de labilidade e IMC, nos diferentes tempos de implantação da cultura. As áreas com cana-de-açúcar apresentam IMC inferior a 100, o que indica impacto negativo do cultivo sobre os estoques de matéria orgânica e sobre a qualidade física do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the physical fractions of soil organic matter (SOM) and the carbon management index (CMI) after different periods of soil tillage for sugarcane implantation. The study was carried out in a clayey Oxisol after 1, 3, and 5 years from soil tillage for crop plantation, with burning of the straw and manual cutting for harvest. As a reference, the soil of a native forest adjacent to the studied area was used. Soil samples were collected at the 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20-m soil layers, in order to quantify the CMI, as well as total organic C, particulated C, C associated with minerals, and C in the free light, occluded light, and heavy fractions of SOM. Soil tillage associated with previous burning of straw reduced the input of fresh organic matter to the soil and accelerated the decomposition of the SOM labile compartment, negatively affecting the stocks of soil physical fractions. The highest C proportions were observed in the fraction associated with minerals. The SOM density fractions were more sensible to detect changes in the stocks, lability, and the CMI, in the different crop implantation times. The cultivated areas had CMI lower than 100, which indicates the negative impacts of cropping on the stocks of organic matter and on soil physical quality.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade do solo a partir das frações químicas e oxidáveis da matéria orgânica (MOS) em áreas com diferentes sistemas de manejo. O trabalho foi realizado no Município de Guaíra, no Oeste do Paraná, em áreas com diferentes tempos de adoção do sistema plantio direto (SPD, 6, 14 e 22 anos), com sucessão das culturas soja (verão) e milho/trigo (inverno), além de áreas com 12 anos de SPD - no mesmo arranjo de sucessão - mais quatro anos de cultivo de braquiária (Urochloa ruziziensis) consorciada com milho (M+B) e com pastagem e mata nativa. As frações químicas de ácido fúlvico (AF), ácido húmico (AH) e humina (HUM) foram avaliadas, bem como as frações oxidáveis da MOS (F1, F2, F3 e F4), o carbono total (CT) e o estoque de carbono (C) nas frações húmicas. Os teores de CT aumentaram com o tempo de adoção do SPD, principalmente entre SPD6 e SPD22. Verificou-se predomínio da fração HUM e movimentação de AH e AF na camada de 0,0-0,4 m de profundidade. As frações oxidáveis apresentaram equilíbrio na distribuição do conteúdo de C, com maiores teores nas frações mais lábeis, em superfície. O cultivo com sucessão de culturas contribui para o aumento das frações mais lábeis, mas não para o aumento das frações mais recalcitrantes do C.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate soil quality from soil organic matter (SOM) chemical and oxidizable fractions in areas with different management systems. The study was carried out in the municipality of Guaira, in the west of the state of the Paraná, Brazil, in areas with different adoption times of the no-tillage system (NT; 6, 14, and 22 years), with succession scheme of soybean (summer) and corn/wheat (winter) crops, besides areas with 12 years under NT - in the same succession scheme - plus four years of Urochloa ruziziensis intercropped with maize (M+U), and with pasture and native forest. The chemical fractions of fulvic acid (FA), humic acid (HA), and humin (HUM) were evaluated, as well as the oxidizable fractions of MOS (F1, F2, F3, and F4), total carbon (TC), and carbon storage (C) in the humic fractions. Total carbon contents increased with the increasing adoption of time of SPD, especially from NT6 to NT22. Humin fraction predominance was observed, with movement of HA and FA in the 0.0-0.4 m soil depth. The oxidizable C fractions showed equilibrium in the distribution of C contents, with higher levels in the more labile fractions, at surface. The cultivation with succession of crops contributes to the increase in labile fractions, but not to the increase of the more recalcitrant fractions of C.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da mudança de uso da terra na dinâmica do carbono orgânico, no nitrogênio total e em atributos microbiológicos do solo ao longo do tempo, em cultivos irrigados de cana-de-açúcar. Os sistemas foram avaliados em quatro áreas com cana-de-açúcar, numa cronossequência com 5, 7, 8 e 9 anos de cultivo, além de uma área com vegetação nativa. As amostras foram analisadas quanto ao estoque de C e N e quanto às propriedades microbiológicas do solo. O sistema com 8 anos apresentou os maiores valores de C na biomassa microbiana e de respiração basal, bem como os menores de quociente metabólico (qCO2). Já os maiores valores de estoque de C e N foram observados na área com vegetação nativa. Estes resultados estão associados à deposição constante de serrapilheira e à intensa atividade biológica na vegetação nativa. A deposição de palhada de cana-de-açúcar sobre a superfície, ao longo tempo, melhorou a qualidade do solo e manteve os estoques de C e N semelhantes aos observados na área de vegetação nativa.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effects of land use change on the dynamics of organic carbon, on total nitrogen, and on microbial soil properties over time, in irrigated sugarcane crops. The systems were evaluated in four areas with sugarcane in a chronosequence of 5, 7, 8, and 9 years of cultivation, besides a native vegetation area. The soil samples were analyzed for C and N stocks, and for the microbiological properties of the soil. The system with 8 years showed the highest C values of microbial biomass and basal respiration, and the lowest ones for microbial metabolic quotient (qCO2). The highest values of C and N stocks were observed in the native vegetation area. These results are associated with the constant deposition of litter and intense biological activity in the native vegetation. The deposition of sugarcane straw on the soil surface, over time, improved soil quality and kept the soil stocks of C and N similar to those observed in the native vegetation area.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar a movimentação vertical do íon potássio em perfil de Neossolo Quartzarênico cultivado com cana-de-açúcar. Foram realizados dois experimentos, em campo. O primeiro consistiu de uma avaliação da movimentação do íon no perfil do solo até 1,80 m de profundidade, por dois anos, em uma área cultivada com cana-de-açúcar e em outra sob cerrado. O segundo consistiu da avaliação do movimento do íon até a profundidade de 1,00 m, sob dois regimes hídricos: natural e controlado. No experimento sob condições controladas, as avaliações foram feitas em parcelas de 0,5 m2, delimitadas por chapas galvanizadas, com adição de 80 kg ha-1 de K2O seguida da adição de 1.200 mm de água. A área sob lavoura apresentou maior conteúdo de matéria orgânica do solo, maior pH e, consequentemente, maior capacidade de retenção do K+ nas camada superficiais do perfil do que a área de cerrado. Além disso, na área sob lavoura, a avaliação da disponibilidade de K+ ao longo do perfil do Neossolo avaliado foi influenciada pelo tipo de regime hídrico adotado (chuva natural ou controlada). Independentemente do uso do solo, o K+ apresenta rápida movimentação no perfil do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to determine the vertical movement of the potassium ion in the profile of Quartzipsamment Entisols cultivated with sugarcane. Two experiments were conducted in field conditions. The first one consisted of an assessment of ion movement in the soil profile, down to 1.80-m depth, for two years, in an area cultivated with sugarcane and in another one under cerrado. The second one consisted of the evaluation of ion movement to a depth of 1.00 m, under two water regimes: natural and controlled. In the experiment under controlled conditions, evaluations were done with 0.5-m2 plots, delimited by galvanized sheets, receiving 80 kg ha-1 K2O followed by the addition of 1,200 mm of water. The area cropped with sugarcane showed greater soil organic matter content, greater pH, and, consequently, greater retention capacity of K+ in the superficial layers of the soil profile than the cerrado area. Moreover, in the area with sugarcane crop, the evaluation of K+ availability in the profile of the Quartzipsamment Entisol profile was affected by the adopted water regime (natural or controlled rainfall). Regardless of soil use, K+ moves rapidly through the soil profile.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar níveis críticos e faixas de suficiência de nutrientes para a palma-de-óleo (Elaeis spp.), a partir de métodos de avaliação do estado nutricional das plantas. Utilizaram-se os métodos chance matemática (ChM), sistema integrado de diagnose e recomendação (DRIS) e diagnose da composição nutricional (CND), além da avaliação do nível crítico obtido pela distribuição normal reduzida (DNR) em dados de produtividade e do teor de nutrientes de 144 amostras foliares de plantios no Pará. As regressões dos índices DRIS e CND com os teores foliares foram todas significativas, e o menor coeficiente de determinação foi encontrado para N. Os intervalos das faixas de suficiência obtidos com os métodos ChM, DRIS e CND nos talhões nutricionalmente equilibrados foram, em geral, mais estreitos do que os reportados na literatura, com poucos diagnósticos concordantes, sobretudo para K. Os níveis críticos obtidos pela DNR situaram-se dentro do intervalo das faixas nutricionais obtidas com os outros métodos. Os métodos ChM, DRIS, CND e DNR são adequados para a obtenção de valores de referência nutricionais e indicaram N, Ca, S, Mn e Zn como os nutrientes com maior frequência de deficiência nos talhões de palma-de-óleo avaliados.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to determine critical levels and nutrient sufficiency ranges for oil palm (Elaeis spp.), using methods for assessing the nutritional status of the plants. The methods of mathematical chance (ChM), diagnosis and recommendation integrated system (DRIS), and compositional nutrient diagnosis (CND), besides the critical level obtained by the reduced normal distribution (DNR), were used in productivity data and in nutrient content of 144 leaf samples of oil palm plantations in the state of Pará, Brazil. The regressions of the DRIS and CND indexes with leaf nutrient contents were all significant, and the lowest coefficient of determination was found for N. The sufficiency range intervals obtained with the ChM, DRIS, and CND methods in the nutritionally balanced stands were, in general, narrower than the ones reported in the literature, with few concordant diagnostics, mainly for K. The critical levels obtained with DNR were within the nutritional range intervals obtained with the other methods. ChM, DRIS, CND, and DNR are suited methods for obtaining nutritional reference values, and they indicated N, Ca, S, Mn, and Zn as the nutrients with the highest frequency of deficiency in the evaluated oil palm orchards.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física de Latossolo sob plantio direto submetido a diferentes rotações de cultura e cultivos de sucessão. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho eutrófico argiloso, durante seis anos, em delineamento de blocos ao acaso, em faixa, com três repetições. Foram avaliados os seguintes atributos físicos, indicadores da qualidade do solo: densidade do solo e conteúdo de carbono, bem como diâmetro médio ponderado e resistência tênsil dos agregados. Os tratamentos consistiram de três rotações com culturas de verão - milho/milho (Zea mays), soja/soja (Glycine max) e soja/milho - e de sete segundos cultivos (sucessão) - milho, girassol (Helianthus annuus), nabo forrageiro (Raphanus sativus), milheto (Pennisetum americanum), feijão-guandu (Cajanus cajan), sorgo (Sorghum bicolor) e crotalária (Crotalaria juncea). As rotações e os cultivos de sucessão não influenciaram o conteúdo de carbono no solo. O milho, como cultivo de verão, incrementou a resistência tênsil e o diâmetro médio ponderado dos agregados, do mesmo modo que o milheto e o sorgo como segundos cultivos. A rotação soja/milho, com crotalária como segundo cultivo, aumenta a qualidade física do solo e promove maior resistência tênsil e menor densidade do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the physical quality of an Oxisol under no-tillage subjected to different crop rotations and crop sequences. The experiment was carried out in a clayey Oxisol, during six years, in a randomized complete block design, with strip plots and three replicates. The following physical indicators of soil quality were evaluated: soil density and carbon content, as well as mean weight diameter and tensile strength of aggregates. Treatments consisted of three summer crop rotations - corn/corn (Zea mays), soybean/soybean (Glycine max), and soybean/corn - and of seven second crops (crop sequences) - corn, sunflower (Helianthus annuus), oilseed radish (Raphanus sativus), pearl millet (Pennisetum americanum), pigeon pea (Cajanus cajan), grain sorghum (Sorghum bicolor), and sun hemp (Crotalaria juncea). Crop rotations and sequences did not affect soil carbon contents. Corn, as a summer crop, increased the tensile strength and mean weight diameter of aggregates, similarly to pearl millet and sorghum as second crops. Soybean/corn rotation with sun hemp as a second crop increases soil physical quality, promoting higher tensile strengths and lower soil densities.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade do meio poroso de solo submetido a diferentes usos, bem como propor um novo índice para monitorar mudanças em sua estrutura devidas ao manejo: o índice Srelativo. Um Cambissolo sob cultivo de banana irrigada e mata secundária, na Chapada do Apodi, foi avaliado em três camadas (0,0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,3 m), quanto a: granulometria, densidade de partículas e do solo, conteúdo de matéria orgânica, permeabilidade intrínseca ao ar e curva de retenção de água. Foram determinados porosidade total, índice de continuidade dos poros (definido pela razão entre a permeabilidade ao ar e a porosidade de aeração), volume de poros bloqueados, e índices S e Srelativo. O índice Srelativo foi calculado como a razão entre os valores do índice S em amostras indeformadas e deformadas de um mesmo solo (Sindeformada/Sdeformada). Nas condições estudadas, o índice Srelativo mostra-se como um bom quantificador das alterações impostas pelo uso e pelo manejo do solo. O cultivo do solo mantém ou melhora a qualidade dos atributos avaliados, exceto para porosidade bloqueada, em comparação ao solo sob mata secundária com dez anos de regeneração após uso agrícola.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate soil porous media quality under different uses, as well as to propose a new index to monitor changes in its structure due to management: the Srelative index. An Inceptisol under irrigated banana cultivation and secondary forest, in the Brazilian Apodi Plateau, was evaluated at three soil layers (0.0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3 m) as to: particle size, particle and bulk density, organic matter content, intrinsic permeability to air, and water retention curve. Total porosity, index for pore continuity (defined by the ratio between soil intrinsic permeability to air and aeration porosity), volume of blocked pores, and the S and Srelative indices were determined. The Srelative index was calculated as the ratio between S-index values from undisturbed and disturbed samples of the same soil (Sundisturbed/Sdisturbed). Under the studied conditions, the Srelative index is a good quantifier of the changes imposed by soil use and management. Soil cultivation maintains or improves the quality of the evaluated attributes, except for blocked porosity, when compared with the soil under native secondary forest with ten years of regeneration after agricultural use.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar a influência da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo sobre a produtividade do arroz irrigado por aspersão, em terras baixas no Rio Grande do Sul. Na safra 2011/2012, foram avaliados os efeitos das tensões de água no solo de 20 e 40 kPa, durante todo o ciclo da cultura, bem como as de 40 e 20 kPa nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente. Na safra 2012/2013, foram avaliadas as tensões de 10, 20 e 40 kPa, durante todo o ciclo da cultura, e as de 40 e 10 kPa nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente. Em ambas as safras, utilizou-se a cultivar de arroz irrigado BRS Pampa. O gasto com água na irrigação por aspersão representou 48% do gasto com a irrigação por inundação. A produtividade do arroz correlacionou-se positivamente com a microporosidade e com os teores de fósforo e potássio disponíveis no solo; e negativamente com a macroporosidade e a saturação por alumínio. A avaliação conjunta da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo permite avaliar com mais propriedade a variabilidade na produtividade de arroz irrigado por aspersão em terras baixas no Rio Grande do Sul. A irrigação por aspersão possibilita melhor uso da água proveniente da precipitação pluvial, com efeitos positivos sobre a economia de água.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to determine the effect of soil water tension and physicochemical soil attributes on sprinkler-irrigated rice yield in lowlands of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In the 2011/2012 crop season, the effects of 20 and 40 kPa soil water tensions throughout the crop cycle were evaluated, as well as of 40 and 20 kPa during the vegetative and reproductive phases, respectively. In the 2012/2013 crop season, soil water tensions of 10, 20, and 40 kPa were evaluated throughout the entire crop cycle, and the tensions of 40 and 10 kPa were evaluated during the vegetative and reproductive phases, respectively. In both crop seasons, the irrigated rice cultivar BRS Pampa was used. Water costs with sprinkler irrigation represented 48% of that with flood irrigation. Rice yield was positively correlated with soil microporosity and phosphorus and potassium availability; and negatively correlated with macroporosity and aluminum saturation. The joint evaluation of soil water tension and soil physicochemical attributes allow a better evaluation of the variability of sprinkler-irrigated rice yield in the lowland areas of the state of Rio Grande do Sul. Sprinkler irrigation allows better use of rainwater, revealing positive effects on water economy.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade e a diluição do isótopo 15N de duas variedades de cana-de-açúcar, inoculadas ou não com bactérias diazotróficas. Dois experimentos foram realizados nas regiões Sudeste e Nordeste do Brasil, durante três safras (2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010): o primeiro em Argissolo Vermelho eutrófico, de textura argilosa, e o segundo em Planossolo Háplico distrófico, de textura média. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. As variedades testadas foram a RB867515 e a RB72454, cultivadas com inoculação com bactérias diazotróficas (cinco estirpes combinadas no inoculante para cana-de-açúcar) ou com adubação de 120 kg ha-1 de N, além do controle experimental sem inoculação e sem adubação. Avaliaram-se a produtividade de colmos e a diluição isotópica de 15N nas folhas-bandeira. A variedade RB72454 foi mais responsiva aos tratamentos, nos ciclos de cana-planta e na segunda soca. A abundância natural de 15N nas folhas-bandeira diminui ao longo dos anos, o que indica aumento da fixação biológica de N na medida em que a disponibilidade de N do solo vem sendo reduzida.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the productivity and 15N isotope dilution of two sugarcane varieties inoculated or not with diazotrophic bacteria. Two experiments were carried out in the Southeast and Northeast regions of Brazil, during three cropping seasons (2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010): the first one on a clayey Acrisol, and the second one on a medium-textured Planosol. A randomized complete block design, with four replicates was used. The varieties RB867515 and RB72454 were tested with inoculation of diazotrophic bacteria (five strains combined in the inoculant for sugarcane) or fertilization with 120 kg ha-1 N, besides the control treatment without inoculation and nitrogen fertilization. Stalk yield and 15N isotope dilution of the flag-leaves were evaluated. The RB72454 variety showed greater response to the treatments during the plant-cane cycle and the second ratoon. 15N natural abundance in the flag-leaves decreases over the years, which suggests the increase of biological N fixation when N availability in soil reduces.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de doses de nitrogênio em cobertura e das palhadas de milho, de milho consorciado com braquiária e de braquiária sobre a produtividade e a qualidade de grãos do feijoeiro. O experimento foi realizado em área irrigada, no cultivo de inverno, após cinco anos da implantação do sistema plantio direto, em Latossolo Vermelho eutroférrico de textura argilosa. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com parcelas subdivididas e três repetições. As parcelas foram constituídas por palha de milho, palha de milho consorciado com braquiária e palha de braquiária; enquanto as subparcelas, pelas doses de N em cobertura correspondentes a 0, 40, 80, 120 e 160 kg ha-1. Todos os tratamentos receberam 17 kg ha1 de N na semeadura. O feijoeiro cultivado sobre palha de braquiária atinge maior produtividade de grãos e maior eficiência agronômica. Os atributos qualitativos dos grãos não são alterados pelas diferentes palhadas avaliadas. A aplicação do N em cobertura aumentou o teor de proteína bruta e o tempo de cozimento dos grãos de feijão, além da produtividade de grãos do feijoeiro até a dose de 136 kg ha-1 de N.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effect of top-dressed nitrogen fertilization and of the straws of corn crop, of corn intercropped with Brachiaria, and of Brachiaria on grain yield and quality of common bean. The experiment was carried out under irrigation, in winter cropping, after five years from the implementation of a no-tillage system, in a clayey Oxisol. A randomized block design with split plots and three replicates was used. The plots consisted of the straws of corn, of corn intercropped with Brachiaria, and of Brachiaria; while the split plots consisted of top-dressed N at levels corresponding to 0, 40, 80, 120, and 160 kg ha-1. All the treatments received 17 kg ha-1 N at sowing. Common bean cropped over Brachiaria straw reaches higher grain yield and has increased agronomic efficiency. The evaluated straws did not affect the qualitative attributes of common beans. The application of top-dressed N increased protein contents and cooking time of the beans, besides grain yield up to the level of 136 kg ha-1 N.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da escarificação entre linhas sobre o crescimento de raízes, a compactação do solo e a produtividade de soqueiras de cana-de-açúcar no Cerrado. O estudo foi conduzido por cinco anos, de 2009 a 2013, em Latossolo Vermelho acriférrico típico, de textura muito argilosa, no Município de Bom Jesus de Goiás, GO. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com dois tratamentos, com e sem escarificação, e quatro repetições. Foram avaliados: produtividade de colmos e de açúcar; densidade do solo; grau de compactação; intervalo hídrico ótimo; e massa de raízes. A escarificação do solo não afetou a produtividade de colmos ou a de açúcar, a massa específica de raízes e nem atributos físicos do solo. A densidade crítica do solo para o crescimento de raízes foi de 1,33 g cm-3, que corresponde a um grau de compactação de 87,9%. A resistência do solo crítica à penetração de raízes é de 3,8 MPa.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effects of inter-row chiseling on root growth, soil compaction, and sugarcane ratoon yield in the Brazilian Cerrado. The study was conducted for five years, from 2009 to 2013, in a very clayey Rhodic Acrustox, in the municipality of Bom Jesus, in the state of Goiás, Brazil. A randomized complete block design was used comprising two treatments, with and without post-harvest inter-row chiseling, and four replicates. Stalk and sugar yields, soil bulk density, degree of compaction, least limiting water range, and specific mass of roots were evaluated. Soil chiseling did not affect stalk or sugar yields, root density, nor soil physical attributes. Critical bulk density for root growth was 1.33 g cm-3, which corresponds to a degree of compaction of 87.9%. Critical soil resistance to root penetration is 3.8 MPa.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física e as frações da matéria orgânica de um Planossolo sob sistema plantio direto (SPD), com diferentes tempos de implantação, no Sul do Brasil. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,00-0,03, 0,03-0,06, 0,06-0,10 e 0,10-0,20 m, tendo-se determinado: a porosidade total (Pt); a macroporosidade (Ma); a microporosidade (Mi); a resistência do solo à penetração (Rp); a densidade (Ds); os macro e microagregados; o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP); o carbono orgânico total (COT); o carbono das frações leve livre (FLL), leve oclusa (FLO) e pesada (FP); os estoques de carbono (EstC), os índices de labilidade (ILC), de estoque (IEC) e de manejo do carbono (IMC). O tempo de implantação SPD aumentou a Pt, a Ma, os EstC, e diminuiu a Mi, a Rp e a Ds. O SPD promove os atributos DMP, ILC, IEC e IMC a partir do quinto ano de implantação, e, portanto, melhora a qualidade física do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the physical quality and the organic matter fractions of an Alfisol soil under no-tillage (NT) with different deployment times in Southern Brazil. Soil samples were taken at the 0.00-0.03, 0.03-0.06, 0.06-0.10, and 0.10-0.20-m depths, for determining: total porosity (Pt); macroporosity (Ma); microporosity (Mi); soil penetration resistance (Rp); bulk density (Ds); macro- and microaggregates; mean weight diameter (MWD) of soil aggregates; total organic carbon content (TOC); the free light (FLL), light occluded (FLO), and heavy (FP) carbon fractions; carbon stocks (EstC); and the lability (ILC), stock (IEC), and carbon management (IMC) indexes. SPD deployment time increased Pt, Ma, and EstC, and decreased Mi, RP, Ds. NT promotes MWD, ILC, IEC, and IMC after five years of deployment, and, therefore, it improves soil physical quality.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos em longo prazo da aplicação superficial de calcário sobre a fertilidade do solo e sobre a nutrição mineral e a produtividade de soja, e de aveia-preta e sorgo em sucessão. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho argiloso, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram das doses de calcário de: 0, 1.000, 2.000 e 4.000 kg ha-1, aplicadas em outubro de 2002 e novembro de 2004. Amostras de solos foram tiradas de cinco camadas do solo, até a profundidade de 0,60 m. A calagem superficial foi efetiva em reduzir a acidez do solo e elevar os teores de Ca+2 e Mg+2 em profundidade. Além disso, ela elevou os teores de fósforo disponível e de matéria orgânica do solo, em longo prazo (48 a 60 meses após a última calagem). A calagem superficial melhorou a nutrição das plantas, principalmente quanto a N, Ca e Mg, e aumentou a produção de matéria seca e a produtividade de grãos da culturas, mesmo em anos com distribuição regular de chuvas. As maiores produtividades de soja, aveia-preta e sorgo foram obtidas com as respectivas doses de calcário estimadas em 4.000, 2.333 e 3.281 kg ha-1, para a matéria seca da parte aérea, e de 2.550, 3.555 e mais de 4.000 kg ha-1, para a produção de grãos.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the long-term effects of the surface application of lime on soil fertility and on the mineral nutrition and grain yield of soybean, and of black oat and sorghum in crop succession. The experiment was carried out on a clayey Oxisol, in a randomized complete block design, with four replicates. Treatments consisted of lime the rates of 0, 1,000, 2,000, and 4,000 kg ha-1, applied in October 2002 and November 2004. Soil samples were collected at five soil layers, down to 0.60-m depth. Surface liming was effective in reducing soil acidity and increasing Ca2+ and Mg2+ contents in the subsurface. Moreover, it increased available phosphorus contents and soil organic matter in the long term (48 to 60 months after the last lime application). Surface liming improved plant nutrition, mainly for N, Ca, and Mg, and increased dry matter production and grain yield of the crops, even in years with regular distribution of rainfall. The greatest productivities of soybean, black oat, and sorghum were obtained with the respective estimated lime doses of 4,000, 2,333, and 3,281 kg ha-1, for shoot dry matter, and of 2,550, 3,555, and over 4,000 kg ha-1, for grain yield.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar indicadores da qualidade do solo, obtidos de diferentes bases de dados, para comparar sistemas de manejo do solo no Cerrado. Três critérios foram utilizados para a seleção de indicadores físicos, químicos e biológicos do solo: o conjunto completo de indicadores obtido, com 36 parâmetros, entre os quais todas as propriedades físicas, químicas e biológicas foram determinadas; um subconjunto de indicadores selecionados por análise de componentes principais (20 parâmetros); e um subconjunto de indicadores com alguma frequência de uso na literatura (16 parâmetros). Esses indicadores foram obtidos a partir dos seguintes sistemas de manejo: plantio direto, preparo convencional e cerrado nativo. As amostras de solo foram coletadas a 0,0-0,1 m de profundidade, e os indicadores de qualidade do solo foram submetidos à análise de variância e suas médias foram comparadas. A incorporação do solo de cerrado nativo à agricultura diminuiu a qualidade do solo. Os indicadores mais comumente utilizados na literatura científica são suficientemente sensíveis para detectar diferenças de qualidade do solo de acordo com o uso da terra. Portanto, a seleção de um conjunto mínimo de dados representativos pode ser mais útil do que um conjunto complexo de atributos, para comparar sistemas de manejo quanto à qualidade do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to assess soil quality indicators obtained with different datasets to compare soil management systems in the Brazilian Cerrado. Three criteria were used to select soil physical, chemical, and biological indicators: the full set of indicators obtained, with 36 parameters, for which all the physical, chemical, and biological soil properties were determined; a subset of indicators selected by principal component analysis (20 parameters); and a subset of indicators with some frequency of use in the literature (16 parameters). These indicators were obtained from the following management systems: no-tillage, conventional tillage, and native cerrado vegetation. Soil samples were collected at 0.0-0.1-m soil depth, and soil quality indicators were subjected to analysis of variance and their means were compared. The incorporation of soil native cerrado into agriculture decreased soil quality. The most commonly used indicators in the scientific literature are sensitive enough to detect differences in soil quality according to land use. Therefore, the selection of a minimum set of representative data can be more useful than a complex set of properties to compare management systems as to their soil quality.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o conteúdo total de carbono e de nitrogênio no solo, bem como seu conteúdo nas frações carbono particulado e associado a minerais; determinar o estoque de C e suas taxas de sequestro no solo; e verificar o efeito dos conteúdos de C e N sobre a agregação do solo, com diferentes rotações e sequências de culturas, sob plantio direto. O estudo foi realizado por nove anos, em Latossolo Vermelho argiloso. Os tratamentos consistiram de diferentes sistemas de cultivo formados pela combinação de três cultivos de verão (cultivados até março) - monocultura de milho (Zea mays), monocultura de soja (Glycine max) e rotação soja/milho - e sete cultivos de sucessão. Amostras de solo foram retiradas da camada de 0,00-0,10 m para fracionamento físico de C e N, e para determinar a agregação do solo via úmida. A monocultura de soja promoveu aumento de C e N na fração C particulado, enquanto os sistemas com monocultivo de milho x feijão-guandu (Cajanus cajan), monocultivo de milho x crotalária (Crotalaria juncea) e monocultivo de soja x milho em sucessão incrementaram C total no solo. Os maiores sequestros de C no solo foram verificados com a rotação soja/milho e soja em monocultivo, bem como com a crotalária em sucessão no inverno. O aumento do conteúdo total de N aumenta o estoque de C no solo. A agregação do solo foi mais influenciada pela fração C particulado. Aumentos no conteúdo de N no solo promovem a adição de C na fração particulada e aumentam a agregação do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate total soil carbon and nitrogen, as well as their contents in particulate and mineral-associated C fractions; to determine C stock and sequestration rates in the soil; and to verify the effect of C and N contents on soil aggregation, using different crop rotations and crop sequences under no-tillage. The study was carried out for nine years in a clayey Oxisol. The treatments consisted of different cropping systems formed by the combination of three summer crops (cropped until March) - corn (Zea mays) monocropping, soybean (Glycine max) monocropping, and soybean/corn rotation - and seven second crops (crop successions). Soil samples were taken at the 0.00-0.10-m layer for physical fractionation of C and N, and to determine soil aggregation by the wet method. Soybean monocropping increased C and N in particulate C fraction, while the crop systems with corn monocropping x pigeon pea (Cajanus cajan), corn monocropping x sun hemp (Crotalaria juncea), and soybean monocropping x corn as a crop succession increased total C in the soil. Greater rates of soil C sequestration were observed with soybean/corn rotation and with soybean monocropping, as well as with sun hemp as a second crop. The increase in total N increases soil C stock. Soil aggregation was most affected at particulate C fraction. Increases in soil N promote C addition to particulate fraction and enhance soil aggregation.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de cultivos de milho (Zea mays) em monocultura e consorciado com forrageiras nas propriedades microbiológicas de solo e na disponibilidade de nitrogênio, em plantio direto, no Cerrado. O experimento foi realizado nas safras de 2007/2008 até 2010/2011, em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com três repetições e os seguintes tratamentos: milho em monocultura; milho em consórcio com Panicum maximum; milho em consórcio com Urochloa humidicola; P. maximum em monocultura; e U. humidicola em monocultura. Amostras de solos foram retiradas nas profundidades de 0,00-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, no início e no final da última safra. Os cultivos consorciados de milho aumentaram o nitrogênio disponível no solo, mas não alteraram os conteúdos totais de nitrogênio e carbono orgânico, quando comparado ao cultivo do milho em monocultura. O consórcio de milho com P. maximum aumentou o nitrogênio da biomassa microbiana e o quociente microbiano de nitrogênio no solo, em comparação ao milho em monocultura, bem como o carbono da biomassa microbiana, na camada superficial do solo, quando comparado ao consórcio com U. humidicola.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effects of corn (Zea mays) in monoculture and intercropped with forage on soil microbiological properties and nitrogen availability under no-tillage in the Cerrado (Brazilian savanna). The experiment was carried out from the 2007/2008 to the 2010/2011 crop season, in a Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (Typic Haplustox). A randomized complete block design with three replicates was used, with the following treatments: corn in monoculture; corn intercropped with Panicum maximum; corn intercropped with Urochloa humidicola; P. maximum in monoculture; and U. humidicola in monoculture. Soil samples were taken at 0.00-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.30-m soil depths, in the begining and in the end of the last crop season. The intercropping systems of corn increased soil nitrogen availability, but did not alter total nitrogen and organic carbon contents in the soil, when compared to corn in monoculture. Corn intercropped with P. maximum increased soil microbial biomass nitrogen and microbial nitrogen quotient, in comparison to corn in monoculture, as well soil as microbial biomass carbon in the surface soil layer, when compared to corn intercropped with U. humidicola.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de sistemas de manejo do solo, de plantas de cobertura e da fertilização fosfatada nas frações húmicas do solo, em experimento de longa duração. Os tratamentos consistiram de sistemas de preparo convencional e de plantio direto com milheto (Pennisetum glaucum) ou com mucuna-preta (Mucuna aterrima) como planta de cobertura, sob duas doses de fósforo: 0 e 100 kg ha-1 de P2O5 por ano. As amostras de solo foram coletadas após 11 anos da implantação do experimento e analisadas quanto aos teores de carbono orgânico total e de carbono das frações humificadas no solo, nas camadas de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m de profundidade. As frações humificadas são sensíveis ao manejo do solo, exceto o ácido fúlvico livre, que foi a única que não diminuiu seus conteúdos de carbono na camada superficial do solo (0,00-0,05 cm) com o plantio convencional. As principais alterações ocorreram na camada superficial, em que o plantio direto com milheto como planta de cobertura promoveu os maiores teores de carbono nas frações húmicas. A fertilização fosfatada por longo tempo sob plantio direto, com milheto como planta de cobertura, promove o acúmulo de carbono orgânico nas frações húmicas do solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the effects of soil management systems, cover crops, and phosphate fertilization on soil humic fractions in a long-term experiment. The treatments consisted of conventional tillage and no-tillage with pearl millet (Pennisetum glaucum) or velvet bean (Mucuna aterrima) as cover crops, at two doses of phosphorous: 0 and 100 kg ha-1 P2O5 per year. Soil samples were taken 11 years after the establishment of the experiment and analyzed for soil total organic carbon and carbon content of humic fractions at 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20-m depths. The humic fractions are sensitive to soil management, except free fulvic acid, which was the only one that did not reduce its carbon contents on the surface layer (0.00-0.05 m) with conventional tillage. The main changes occurred on the soil surface layer, in which the no-tillage system with pearl millet as a cover crop provided the highest carbon levels in humic fractions. Long-term phosphate fertilization under no-tillage, with pearl millet as a cover crop, promotes the accumulation of organic carbon in soil humic fractions.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi identificar as vias de formação de agregados biogênicos, intermediários e fisiogênicos, bem como sua estabilidade e seus atributos químicos em diferentes sistemas de manejo agroecológico. Foram escolhidas cinco áreas para coleta de amostras, em Argissolo Vermelho-Amarelo, no Município de Seropédica, RJ: SAF, sistema agroflorestal, com 10 anos de implantação; C-SOL, café a pleno sol, com 15 anos; C-SOM, café sombreado, com 15 anos; AL-FLE, aleias com flemíngia (Flemingia macrophylla), com 10 anos; e PD, sistema plantio direto, com milho e berinjela, com 6 anos. As amostras foram coletadas às profundidades de 0,00-0,05 e 0,05-0,10 m, e a fração dessas amostras retida em peneiras de 9,7 e 8,0 mm foi utilizada para identificar os diferentes tipos de agregado. Após a separação, foram avaliados a estabilidade e os atributos químicos de cada tipo. Os sistemas de manejo não produziram efeito sobre a proporção média de cada tipo de agregado, e a contribuição relativa dos agregados intermediários para a massa total de agregados foi superior à dos demais. Os sistemas C-SOL e C-SOM apresentam os maiores teores de carbono orgânico total, carbono orgânico associado aos minerais, carbono orgânico particulado, independentemente dos sistemas e das profundidades avaliadas.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to identify the formation pathways of biogenic, intermediate, and physiogenic aggregates, as well as their stability and chemical characteristics in different agroecological management systems. Five areas were chosen for sampling in Argissolo Vermelho-Amarelo (Ultisol), in the municipality of Seropédica, in the state of Rio de Janeiro, Brazil: SAF, 10-year agroforestry system; C-SOL, 15-year full-sun coffee; C-SOM, 15-year shaded coffee; AL-FLE, 10-year alleys with flemingia (Flemingia macrophylla); and PD, 6-year no-tillage system with corn and eggplant. Soil samples were collected at the 0.00-0.05 and 0.05-0.10-m soil depths, and the fraction retained in sieves of 9.7 and 8.0 mm were used to identify the different types of aggregates. After separation, the stability and chemical characteristics of each aggregate type were evaluated. The proportion between the aggregate types was not affected by the managements systems, and the relative contribution of intermediate aggregates to the total aggregate mass was higher than that of the other ones. The C-SOL and C-SOM systems show the highest total organic carbon, organic carbon associated with minerals, and particulate organic carbon, irrespectively of the evaluated systems and depths.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi selecionar um método para estimar o N-NH3 perdido por volatilização e determinar essas perdas em fertilizantes mistos contendo ureia. Um experimento foi realizado em casa de vegetação, em bandejas preenchidas com solo arenoso, com as doses de ureia de 0, 50, 100 e 200 kg ha-1 de N. A amônia volatilizada foi quantificada por três métodos: CSA, coletor semiaberto; Sale, coletor semiaberto livre estático; e CA, coletor aberto. Em um segundo experimento, avaliou-se a volatilização de amônia proveniente de 18 fertilizantes mistos com ureia, ácidos húmicos e zeólita, em solos com textura arenosa e argilosa, na dose de 200 kg ha-1 de N. O CSA foi o método que recuperou mais N, seguido do Sale e do CA. O Sale é mais adequado para experimentos com elevado número de unidades amostrais, por ser mais prático. Os fertilizantes minerais mistos com ureia e ácido húmico (5 e 10%) e com ureia e zeólita (10%) apresentaram os melhores resultados na mitigação da volatilização da amônia, com redução nas perdas de N-NH3 de até 38%. Os tratamentos são mais efetivos no combate à volatilização no solo de textura arenosa.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to select a method for estimating N-NH3 lost by volatilization and to determine these losses in mixed fertilizers containing urea. An experiment was conducted in a greenhouse in trays filled with sandy soil, with urea rates of 0, 50, 100, and 200 kg ha-1 N. Volatilized ammonia was quantified by three methods: CSA, semi-open collector; Sale, free and static semi-open collector; and CA, open collector. In a second experiment, volatilization of ammonia from 18 fertilizers mixed with urea, humic acids, and zeolite was evaluated in sandy and clayey soils, at 200 kg ha-1 N. CSA was the method with the highest N recovery, followed by Sale and CA. Sale is more suited for experiments with a high number of experimental units, since it is more practical. The mixed fertilizers with urea and humic acids (5 and 10%) and with urea and zeolite (10%) had the best results in the mitigation of ammonia volatilization, reducing N-NH3 losses in up to 38%. The treatments are more effective in mitigating volatilization losses in the sandy soil.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de forragem de capim-marandu (Urochloa brizantha) e os atributos químicos e físicos do solo, em sistemas integrados de produção. Foram avaliados os sistemas de integração lavoura-pecuária e lavoura-pecuária-floresta, em linhas simples (200 árvores por hectare) e linhas triplas (500 árvores por hectare), além do plantio exclusivo de eucalipto. A resistência mecânica à penetração do solo e a produção de forragem não diferiram entre os sistemas. A infiltração de água no solo foi menor nos sistemas agrossilvipastoris. Após dois anos da implantação dos sistemas, os teores de matéria orgânica, cálcio, magnésio e fósforo, na camada de 0-20 cm, aumentaram.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the forage production of 'Marandu' palisade grass (Urochloa brizantha) and the soil chemical and physical attributes in integrated agricultural systems. Crop-livestock and crop-livestock-forest integrated systems were evaluated in single (200 trees per hectare) and triple planting lines (500 trees per hectare), besides the exclusive planting of eucalyptus. Soil mechanical resistance to penetration and forage production did not differ between systems. Soil-water infiltration was lower in the agroforestry systems. After two years of the implementation of the systems, the levels of organic matter, calcium, magnesium, and phosphorus increased in the 0-20-cm soil depth.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial da umidade, da densidade e da porosidade de solo coeso cultivado com soja sob sistemas de manejo convencional e de plantio direto. Foram instaladas duas malhas regulares, uma para cada tipo de manejo. O solo foi coletado na profundidade de 0,00-0,20 m, e a variabilidade espacial de seus atributos foi analisada por meio de parâmetros do semivariograma e do interpolador geoestatístico krigagem ordinária. O solo apresentou maior densidade e conservação da umidade no plantio direto, e maior porosidade no manejo convencional.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work was to evaluate the spatial variability of moisture content, bulk density, and porosity of a cohesive soil under conventional and no-tillage management systems. Two regular grids were installed, one for each management type. The soil was collected at the 0.00-0.20-m depth and the spatial variability of its attributes was analyzed by semivariogram parameters and ordinary kriging geostatistical interpolation. The soil showed greater bulk density and moisture conservation under no-tillage, and greater porosity under conventional tillage.