• Highlands of the upper Jequitinhonha valley, Brazil: I - characterization and classification Soil in Space and Time

    Bispo, Fábio Henrique Alves; Silva, Alexandre Christofaro; Torrado, Pablo Vidal

    Abstract in Portuguese:

    No Alto Vale do Jequitinhonha - MG ocorrem extensas áreas de relevo aplainado denominadas de "chapadas", que estão separadas por áreas dissecadas pelos rios Jequitinhonha e Araçuaí e seus afluentes. Nessas áreas dissecadas é encontrado um sistema de drenagem superficial com vegetação arbóreo-arbustiva e gramíneas, comumente denominado de "vereda". O objetivo deste estudo foi caracterizar física, química e morfologicamente os solos de uma topossequência da microbacia da Vereda Lagoa do Leandro, representativa das veredas das chapadas do Alto Jequitinhonha, localizada no município de Minas Novas - MG. Os solos estudados ocupam as seguintes posições na vertente: topo - Latossolo Vermelho Amarelo (LVA); terço médio da vertente - Latossolo Amarelo (LA); sopé - Latossolo Amarelo, de cor cinzenta, aqui denominado "Latossolo Acinzentado" ("LAC"); e base da vereda - Gleissolo Háplico (GXbd). Esses solos foram descritos morfologicamente e foram coletadas amostras deformadas e indeformadas em todos os horizontes e sub-horizontes para realização das análises físicas e químicas de rotina, determinação de óxidos de Fe, Al, Mn, Ti e Si após extração por ataque sulfúrico e determinação dos teores de Fe, Al e Mn extraídos por ditionito-citrato-bicarbonato e oxalato. Os solos das posições bem drenadas da vertente apresentaram atributos morfológicos, físicos e químicos típicos da ordem dos Latossolos. Na base da vereda encontra-se o GXbd, que apresenta cores acinzentadas, elevado gradiente textural B/A e estrutura maciça. A diminuição do teor de Fe cristalino e de baixa cristalinidade ao longo da vertente confirmou a perda de Fe durante o processo de pedogênese e refletiu na cor dos solos. Os teores de Si e Al foram mais baixos no "LAC". Verificou-se diminuição da relação Fe2O3/TiO2 vertente abaixo, indicando impedimentos à drenagem ao longo da topossequência. A gênese e os atributos dos solos do sopé e da base das veredas das chapadas do Alto Vale do Jequitinhonha - MG são fortemente influenciados pela presença do nível freático na superfície ou próximo à superfície o ano todo, no presente e, ou, no passado. Os teores totais de óxidos de Fe, Fe o e Fe d dos solos da topossequência estudada estão relacionados com as cores dos solos e com condições de drenagem presentes e,ou, pretéritas.

    Abstract in English:

    In the upper Jequitinhonha valley, state of Minas Gerais, Brazi, there are large plane areas known as "chapadas", which are separated by areas dissected by tributaries of the Jequitinhonha and Araçuaí rivers. These dissected areas have a surface drainage system with tree, shrub, and grass vegetation, more commonly known as "veredas", i.e., palm swamps. The main purpose of this study was to characterize soil physical, chemical and morphological properties of a representative toposequence in the watershed of the Vereda Lagoa do Leandro, a swamp near Minas Novas, MG, on "chapadas", the highlands of the Alto Jequitinhonha region Different soil types are observed in the landscape: at the top - Typic Haplustox (LVA), in the middle slope - Xanthic Haplustox (LA), at the footslope - Xanthic Haplustox, gray color, here called "Gray Haplustox" ("LAC") and, at the bottom of the palm swamp - Typic Albaquult (GXbd). These soils were first morphologically described; samples of disturbed and undisturbed soils were collected from all horizons and subhorizons, to evaluate their essential physical and chemical properties, by means of standard determination of Fe, Al, Mn, Ti and Si oxides after sulfuric extraction. The contents of Fe, Al and Mn, extracted with dithionite-citrate-bicarbonate and oxalate treatments, were also determined. In the well-drained soils of the slope positions, the typical morphological, physical and chemical properties of Oxisols were found. The GXbd sample, from the bottom of the palm swamp, is grayish and has high texture gradient (B/A) and massive structure. The reduction of the proportion of crystalline iron compounds and the low crystallinity along the slope confirmed the loss of iron during pedogenesis, which is reflected in the current soil color. The Si and Al contents were lowest in the "LAC" soil. There was a decrease of the Fe2O3/TiO2 ratio downhill, indicating progressive drainage restriction along the toposequence. The genesis and all physical and chemical properties of the soils at the footslope and the bottom of the palm swamp of the "chapadas" of the Alto Jequitinhonha region are strongly influenced by the occurrence of ground water on the surface or near the surface all year long, at present and/or in the past. Total concentrations of iron oxides, Fe d and Fe o in soils of the toposequence studied are related to the past and/or present soil colors and drainage conditions.
  • Highlands of the upper Jequitinhonha valley, Brazil: II - mineralogy, micromorphology, and landscape evolution¹ Soil in Space and Time

    Bispo, Fábio Henrique Alves; Silva, Alexandre Christofaro; Torrado, Pablo Vidal; Souza Junior, Valdomiro Severino de

    Abstract in Portuguese:

    As veredas são formações típicas que ocorrem no Cerrado brasileiro, principalmente nas áreas aplainadas denominadas chapadas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar mineralógica e micromorfologicamente os solos de uma topossequência representativa da microbacia da Vereda Lagoa do Leandro, localizada no município de Minas Novas - MG, situada nas chapadas do Alto Vale do Jequitinhonha, enfatizando aspectos de suas gêneses e da evolução da paisagem. A topossequência está embasada em rochas do Grupo Macaúbas, com cobertura detrítica e rochas metamórficas (xistos diamictitos do Proterozoico). Os solos foram descritos em trincheiras, e amostras deformadas e indeformadas foram coletadas em todos os horizontes, para análises mineralógicas e micromorfológicas. As análises mineralógicas da fração argila foram determinadas pela técnica de difração de raios X (DRX), e as micromorfológicas, por descrições de lâminas delgadas em microscópio petrográfico. Os solos caracterizados da base da vereda para o topo foram Gleissolo Háplico (GXbd), Latossolo Amarelo, de cor cinzenta, aqui denominado "Latossolo Acinzentado" ("LAC"), Latossolo Amarelo (LA) e Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA). A mineralogia da fração argila em todos os solos é dominada pela caulinita. Nos LVA e LA foram identificadas goethita, gibbsita e anatásio; no "LAC", anatásio; e no GXbd, ilita, anatásio e traços de vermiculita. A micromorfologia do LVA, LA e "LAC" é dominada pela microestrutura do tipo granular ou microagregados e porosidade do tipo empilhamento/empacotamento, típicos de Latossolos. No GXbd predomina a estrutura maciça, com a presença de cutãs de iluviação e ferri-argilãs. Paleogleissolos foram latolizados pela ação da fauna escavadora e deram origem aos atuais "LAC". Os GXbd da base da vereda preservaram atributos físicos, mineralógicos e micromorfológicos que tiveram suas gêneses em períodos secos.

    Abstract in English:

    Palm swanp formations, the so-called veredas, typically occur in the Brazilian biome known as "Cerrado" (savanna-like vegetation), especially on flattened areas or tablelands (chapadas). The aim of this study was to characterize the mineralogy and micromorphology of soil materials from a representative toposequence of the watershed of the vereda Lagoa do Leandro, located in Minas Novas, state of Minas Gerais, Brazil, on plains in the region of the upper Jequitinhonha valley, emphasizing essential aspects of their genesis and landscape evolution. The toposequence is underlain by rocks of the Macaúbas group and covered with detrital and metamorphic rocks (schists of Proterozoic diamictites). The soil profiles were first pedologically described; samples of the disturbed and undisturbed soils were collected from all horizons for further micromorphological and mineralogical analyses. The mineralogical analysis was mainly based on powder X ray diffractometry (XRD) and micromorphological descriptions of thin sections under a petrographic microscope. The soils from the bottom to the top of this toposequence were classified as: Typic Albaquult (GXbd), Xanthic Haplustox, gray color, here called "Gray Haplustox" ("LAC"), Xanthic Haplustox (LA) and Typic Haplustox (LVA). The clay mineralogy of all soils was found to be dominated by kaolinite. In soil of LA and LVA, the occurrence of goethite, gibbsite, and anatase was evidenced; "LAC" also contained anatase and the GXbd, illite, anatase, and traces of vermiculite. The micromorphological analyses of the LVA, LA and "LAC" soils showed the prevalence of a microaggregate-like or granular microstructure, and aggregate porosity has a stacked/packed structure, which is typical of Oxisols. A massive structure was observed in GXbd material, with the presence of illuviation cutans of clay minerals and iron compounds. Paleogleissolos, which are strongly weathered, due to the action of the excavating fauna , and resulted in the present "LAC". The GXbd at the base of the vereda preserved the physical, mineralogical and micromorphological properties that are typical of a pedogenesis with a strong influence of long dry periods.
  • Chronofunctions of Heilu soil developed from Loess in Luochuan, on the chinese Loess plateau Soil in Space and Time

    Liu, Gang; Xu, Wennian; Cai, Chongfa

    Abstract in Portuguese:

    Cronofunção de solo é uma alternativa para quantificar processos de formação de solo e o fundamento para a modelagem da gênese de solo. Para estabelecer essas cronofunções, propriedades de solos selecionadas e datação com 14C no Holoceno, em perfil do solo "Heilu" em um Loess de Luochuan, foram estudadas. Funções linear, logarítmica e polinomial de terceira ordem foram selecionadas para ajustar as relações entre propriedades e idades dos solos. Os polinômios de terceira ordem apresentaram o melhor ajustamento para as relações entre argila (< 0,002 mm), silte (0,002-0,02 mm), areia (0,02-2 mm) e idades dos solos e uma tendência para a presença de horizonte Ah no perfil. A função logarítmica indicou preferencialmente variações no conteúdo de C orgânico e pH com o tempo (idade do solo). A variação no conteúdo de CaCO3 e nas razões Mn/Zr, Fe/Zr, K/Zr, Mg/Zr, Ca/Zr, P/Zr e Na/ Zr com a idade do solo foi mais bem descrita pelas funções polinomiais de terceira ordem, nas quais, como tendência, observou-se migração de CaCO3 e de alguns elementos.

    Abstract in English:

    Soil chronofunctions are an alternative for the quantification of soil-forming processes and underlie the modeling of soil genesis. To establish soil chronofunctions of a Heilu soil profile on Loess in Luochuan, selected soil properties and the 14C ages in the Holocene were studied. Linear, logarithmic, and third-order polynomial functions were selected to fit the relationships between soil properties and ages. The results indicated that third-order polynomial function fit best for the relationships between clay (< 0.002 mm), silt (0.002-0.02 mm), sand (0.02-2 mm) and soil ages, and a trend of an Ah horizon ocurrence in the profile. The logarithmic function indicated mainly variations of soil organic carbon and pH with time (soil age). The variation in CaCO3 content, Mn/Zr, Fe/Zr, K/Zr, Mg/Zr, Ca/Zr, P/Zr, and Na/Zr ratios with soil age were best described by three-order polynomial functions, in which the trend line showed migration of CaCO3 and some elements.
  • Physical and chemical attributes of archaeological soils developed from shell middens in the Região dos Lagos, Rio de Janeiro, Brazil Soil in Space and Time

    Corrêa, Guilherme Resende; Schaefer, Carlos Ernesto G.R; Freitas Melo, Vander de; Souza, Kleberson Worslley de; Ker, João Carlos; Rodrigues, Igor Morais Mariano; Senra, Eduardo Osório

    Abstract in Portuguese:

    Ao longo do litoral brasileiro foram erigidos, na pré-história, centenas de depósitos, constituídos principalmente por restos de organismos marinhos, denominados sambaquis. Essas formações de origem antrópica despertaram a curiosidade da comunidade científica, especialmente a partir do século XIX; entretanto, permanecem pouco conhecidas no contexto pedológico. Este trabalho objetivou caracterizar e identificar resultados dos processos pedogenéticos, que produziram alterações físico-químicas e morfológicas, bem como comparar solos de sambaquis com outros solos antropogênicos do Brasil, já conhecidos. Quatro perfis de solos desenvolvidos de sambaquis na Região dos Lagos - RJ foram estudados. Os solos foram descritos morfologicamente, e amostras foram coletadas para execução de análises físicas e químicas. As análises químicas revelaram que os elementos Ca, Mn, Mg e, especialmente, P e Zn são indicadores de horizontes antrópicos de solos de sambaquis, à semelhança das Terras Pretas de Índio da Amazônia. Após a deposição de materiais ricos em fósforo, reações e lixiviação podem alterar drasticamente as evidências de camadas feitas pelo homem in situ, porém estudos químicos e mineralógicos das formas de fósforo podem elucidar a complexidade aparente. Horizontes ricos em fósforo sem a deposição direta de materiais antrópicos indicam a lixiviação de P e sua precipitação em formas secundárias. Os teores de Ca, Mg, Zn, Mn, Cu, P e C-orgânico dos solos de sambaquis são muito maiores em comparação aos dos solos regionais sem interferência de antigos assentamentos humanos, o que demonstra a permanência de elevada fertilidade por longo período - em alguns sítios, superior a 4 mil anos. Quanto às análises físicas, elas mostraram que o aporte eólico de areias foi significativo no incremento dessa fração na composição dos solos analisados - todos se mostraram entre as classes texturais areia, franco-arenosa e franco-argiloarenosa - e que o acúmulo de areias eólicas foi contemporâneo à formação dos sambaquis.

    Abstract in English:

    In prehistoric times, innumerous shell middens, called "sambaquis", consisting mainly of remains of marine organisms, were built along the Brazilian coast. Although the scientific community took interest in these anthropic formations, especially since the nineteenth century, their pedological context is still poorly understood. The purpose of this study was to characterize and identify the physical and chemical changes induced by soil-forming processes, as well as to compare the morphology of shell midden soils with other, already described, anthropogenic soils of Brazil. Four soil profiles developed from shell middens in the Região dos Lagos - RJ were morphologically described and the physical and chemical properties determined. The chemical analysis showed that Ca, Mn, Mg, and particularly P and Zn are indicators of anthropic horizons of midden soils, as in the Amazon Dark Earths (Terras Pretas de Índio). After the deposition of P-rich material, P reaction and leaching can mask or disturb the evidence of in situ man-made strata, but mineralogical and chemical studies of phosphate forms can elucidate the apparent complexity. Lower phosphate-rich strata without direct anthropic inputs indicate P leaching and precipitation in secondary forms. The total and bioavailable contents of Ca, Mg, Zn, Mn, Cu, P, and organic C of midden soils were much higher than of regional soils without influence of ancient human settlements, demonstrating that the high fertility persisted for long periods, at some sites for more than 4000 years. The physical analysis showed that wind-blown sand contributed significantly to increase the sand fraction in the analyzed soils (texture classes sand, sandy loam and sandy clay loam) and that the aeolian sand accumulation occurred simultaneously with the midden formation.
  • Funcionalidades ambientais de solos altomontanos na Serra da Igreja, Paraná

    Scheer, Maurício Bergamini; Curcio, Gustavo Ribas; Roderjan, Carlos Vellozo

    Abstract in Portuguese:

    Apesar de ainda existirem ecossistemas altomontanos no Paraná em excelente estado de conservação, iminentes ameaças antrópicas e a fragilidade desses ambientes têm sido motivos de preocupação. Este trabalho teve os seguintes objetivos: caracterizar solos de área representativa dos campos e florestas altomontanas ocorrentes na Serra da Igreja; apontar quais os possíveis fatores pedológicos que resultam nessas diferentes fitotipias; e caracterizar algumas das suas funcionalidades ambientais (estoque de C e de água). Os principais solos encontrados nos campos foram Organossolos Fólicos fíbricos/sápricos (líticos e típicos) e Organossolos Háplicos fíbricos/sápricos (típicos e térricos) e, nas florestas altomontanas, Gleissolos Háplicos alíticos típicos. Ambas as classes são de solos distróficos, extremamente ácidos, com alta saturação por Al trocável e altos teores de C orgânico total. A distribuição das florestas altomontanas está fortemente controlada por vales e colos de cumeeiras, os quais estão sujeitos a processos morfogenéticos que resultam em solos com horizontes minerais. Já os campos estão estabelecidos em topos, onde processos pedogenéticos promoveram espessamento de horizontes hísticos, os quais, em função de suas características intrínsecas, aliadas aos fortes ventos, parecem conter com sucesso o avanço da floresta sobre o campo. Os estoques de C por unidade de área nos solos dos campos são superiores aos dos solos das florestas altomontanas, sendo ambos considerados altos quando comparados aos dados de outros ecossistemas, sendo duas a três vezes maiores do que os encontrados em solos de ecossistemas de altitudes mais baixas na mesma latitude. Também foi constatada alta capacidade de retenção hídrica devido à porosidade total verificada nos horizontes hísticos, os quais têm o potencial de reter em média 12 vezes seu volume em água.

    Abstract in English:

    Although in Paraná some upper montane ecosystems are still in excellent conditions, imminent anthropogenic threats and the vulnerability of these environments have raised concern. The objectives of this study were: (1) to characterize representative soils of high altitude grasslands and upper montane rain forests in the Serra da Igreja; (2) identify the possible pedological factors underlying the different vegetation types and; (3) describe some of the environmental roles of the soils of these areas (carbon stock and water retention). The main soil types of the grasslands were fibric/sapric Folic and Haplic Histosols and the upper montane forests typic alitic Haplic Gleysols. Both soils are dystrophic, extremely acid, with high exchangeable Al saturation and very high levels of total organic C. The upper montane forests are mostly found in valleys influenced by morphogenetic processes that result in soils with mineral horizons. The grasslands are located on flat tops, where pedogenetic processes led to thicker histic horizons. This fact, combined with a great wind exposure, seem to prevent the normal expansion of tree species. Carbon stocks per unit area in the grassland soils are higher than those of the upper montane forests. Furthermore, C values in both areas are two- to threefold higher than those reported for soil ecosystems at low altitudes at the same latitude. Another important environmental feature of these soils is the high water retention capacity, due to the total porosity values in the histic horizons, which can retain water up to approximately 12 times their volume.
  • Microbial biomass and soil chemical properties under different land use systems in northeastern Pará Soil Processes and Properties

    Lopes, Elessandra Laura Nogueira; Fernandes, Antonio Rodrigues; Lourdes Pinheiro Ruivo, Maria de; Cattanio, José Henrique; Souza, Gladys Ferreira de

    Abstract in Portuguese:

    O aumento da produção agrícola na Amazônia brasileira tem ocorrido devido, em grande parte, à expansão da fronteira agrícola, utilizando áreas já antropizadas ou avançando sobre a vegetação primária. Ao mesmo tempo, os sistemas agrícolas, na pequena produção, continuam utilizando o fogo no preparo da área, o que leva à perda da capacidade produtiva dos solos em curto espaço de tempo, forçando a abertura de novas áreas. Este trabalho avaliou o efeito de métodos de preparo do solo e tempo de pousio que envolvem queima e trituração da vegetação, com permanência na superfície ou incorporada ao solo, com ou sem adubação mineral, em duas épocas do ano sobre os atributos químicos e biológicos do solo. O experimento foi instalado em 1995 em um Latossolo Amarelo do campo experimental da Embrapa Amazônia Oriental, no nordeste do Estado do Pará. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, arranjados em esquema fatorial 2 x 6, sendo dois sistemas de manejo e seis tratamentos, estudados em duas épocas de coleta. Os sistemas de manejo envolveram as culturas de arroz (Oriza sativa), seguido de feijão-caupi (Vigna unguiculata) e mandioca (Manihot esculenta). Um sistema constou de dois ciclos de cultivo seguidos, deixando em pousio por três anos; e o outro, de um ciclo de cultivo, deixando em pousio por três anos. Os tratamentos foram: corte e queima da vegetação, com adubação NPK (Q+NPK); corte e queima da vegetação, sem adubação NPK (Q-NPK); corte e trituração da vegetação, deixando-a na superfície do solo, com adubação NPK (C+NPK); corte e trituração da vegetação, deixando-a na superfície do solo, sem adubação NPK (C-NPK); corte e trituração da vegetação, com incorporação e com adubação NPK (I+NPK); e corte e trituração da vegetação, com incorporação e sem adubação NPK (I-NPK). As coletas de solo foram realizadas na estação mais chuvosa (abril de 2006) e na menos chuvosa (setembro de 2006), na profundidade de 0,0-0,1 m. Em cada parcela, foram coletadas 10 amostras simples para compor uma amostra composta. O sistema de manejo mais intensivo apresentou maiores teores de C microbiano (Cmic) e N microbiano (Nmic), ao passo que o sistema menos intensivo mostrou maio teor de C orgânico. Os tratamentos que apresentaram maior teor de Cmic e Nmic foram aqueles em que houve corte, trituração e deposição da biomassa na superfície do solo. Os atributos químicos nos dois sistemas de manejo encontram-se em faixas que enquadram os solos como de baixa fertilidade; no entanto, P e K (no período chuvoso) foram mais elevados no sistema de manejo menos intensivo.

    Abstract in English:

    The increase in agricultural production in the Brazilian Amazon region is mostly a result of the agricultural frontier expansion, into areas previously influenced by humans or of native vegetation. At the same time, burning is still used to clear areas in small-scale agricultural systems, leading to a loss of the soil productive capacity shortly after, forcing the opening of new areas. This study had the objective of evaluating the effect of soil preparation methods that involve plant residue shredding, left on the surface or incorporated to the soil, with or without chemical fertilization, on the soil chemical and biological properties. The experiment was conducted in 1995, in an experimental field of Yellow Latosol (Oxisol) of the Embrapa Amazônia Oriental, northeastern Pará (Brazil). The experiment was arranged in randomized blocks, in a 2x6 factorial design, with two management systems and six treatments evaluated twice. The management systems consisted of rice (Oriza sativa), followed by cowpea (Vigna unguiculata) with manioc (Manihot esculenta). In the first system the crops were planted in two consecutive cycles, followed by a three-year fallow period (natural regrowth); the second system consisted of one cultivation cycle and was left fallow for three years. The following treatments were applied to the secondary forest vegetation: slash and burn, fertilized with NPK (Q+NPK); slash and burn, without fertilizer NPK (Q-NPK); cutting and shredding, leaving the residues on the soil surface, fertilized with NPK (C+NPK); cutting and shredding, leaving residues on the soil surface, without fertilizer (C-NPK); cutting and shredding, with residue incorporation and fertilized with NPK (I+NPK); cutting and shredding, with residue incorporation and without NPK fertilizer (I-NPK). The soil was sampled in the rainier season (April 2006) and in the drier season (September 2006), in the 0-0.1 m layer. From each plot, 10 simple samples were collected in order to generate a composite sample. In the more intensive management system the contents of microbial C (Cmic) and microbial N (Nmic) were higher, while the C (Corg) level was higher in the less intensive system. The treatments with highest Cmic and Nmic levels were those with cutting, shredding and distribution of biomass on the soil surface. Under both management systems, the chemical characteristics were in ranges that classify the soil as little fertile, although P and K (in the rainy season) were higher in the less intensive management system.
  • Effect of compaction on microbial activity and carbon and nitrogen transformations in two oxisols with different mineralogy Soil Processes and Properties

    Silva, Sérgio Ricardo; Silva, Ivo Ribeiro da; Barros, Nairam Félix de; Sá Mendonça, Eduardo de

    Abstract in Portuguese:

    A mecanização em atividades agrícolas e florestais tem incrementado a compactação do solo, o que resulta no aumento da densidade e microporosidade, bem como na redução da condutividade hidráulica e das taxas de difusão de O2 e CO2, entre outros efeitos negativos. Assim, a compactação do solo tem o potencial de alterar negativamente a atividade dos seus microrganismos e os processos envolvidos na decomposição da matéria orgânica e ciclagem de nutrientes. Este trabalho foi realizado sob condições controladas para avaliar os efeitos da compactação sobre a atividade microbiana e mineralização do carbono (C) e nitrogênio (N) do solo. Foram utilizados dois Latossolos com distintas mineralogias: um oxídico-gibbsítico (Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico - LVA) e um caulinítico (Latossolo Amarelo distrófico - LA). Oito tratamentos (níveis de compactação) foram avaliados para cada tipo de solo em um delineamento em blocos casualizados, com seis repetições. A unidade experimental foi composta por anel de PVC com 6 cm de altura e 4,55 cm de diâmetro interno, com volume útil de 97,6 cm³. Os anéis de PVC foram preenchidos com uma massa de solo suficiente para alcançar a densidade final de 1,05 e 1,10 kg dm-3, no LVA e LA, respectivamente. A seguir, as amostras de solo foram umedecidas (0,20 kg kg-1 = 80 % da capacidade de campo) e compactadas em uma prensa hidráulica. As pressões de compactação foram de 0, 60, 120, 240, 360, 540, 720 e 900 kPa. Após a compactação dos solos, determinou-se a densidade resultante, por meio do novo volume ocupado pelo solo. Em seguida, cada vaso foi individualmente disposto no interior de um pote plástico de 1 L, que foi hermeticamente fechado. Procedeu-se a uma incubação aeróbia dos solos por um período de 35 dias, e a respiração basal (C-CO2 mineralizado) foi estimada nas duas últimas semanas. Depois do período de incubação, foram realizadas análises químicas e microbiológicas em amostras dos solos: C da biomassa microbiana (C MIC), C orgânico total (COT), N total e N mineral (N-NH4+ e N-NO3-). Depois disso, foram calculados o N mineral, o N orgânico e a taxa de mineralização líquida de N. A compactação ocasionou aumento do N-NH4+ e da taxa de mineralização líquida de N nos dois solos e do N-NO3- no LVA; e decréscimo da taxa de perda de COT nos dois solos, de N-NO3- no LA, de C-CO2 no LVA e de C MIC em maiores níveis de compactação no LA. Assim, a compactação reduziu a ciclagem de COT provavelmente devido ao aumento da proteção física da matéria orgânica do solo e à menor atividade microbiana. Portanto, é possível concluir que, sob condições controladas, o solo oxídico (LVA) foi mais suscetível aos efeitos de maiores níveis de compactação do que o caulinítico (LA), considerando a ciclagem de matéria orgânica; e que as pressões de compactação superiores a 540 kPa reduziram o nitrogênio total e orgânico do solo caulinítico (LA), o que foi atribuído às perdas gasosas de N.

    Abstract in English:

    The use of machinery in agricultural and forest management activities frequently increases soil compaction, resulting in greater soil density and microporosity, which in turn reduces hydraulic conductivity and O2 and CO2 diffusion rates, among other negative effects. Thus, soil compaction has the potential to affect soil microbial activity and the processes involved in organic matter decomposition and nutrient cycling. This study was carried out under controlled conditions to evaluate the effect of soil compaction on microbial activity and carbon (C) and nitrogen (N) mineralization. Two Oxisols with different mineralogy were utilized: a clayey oxidic-gibbsitic Typic Acrustox and a clayey kaolinitic Xantic Haplustox (Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico - LVA, and Latossolo Amarelo distrófico - LA, respectively, in the Brazil Soil Classification System). Eight treatments (compaction levels) were assessed for each soil type in a complete block design, with six repetitions. The experimental unit consisted of PVC rings (height 6 cm, internal diameter 4.55 cm, volume 97.6 cm³). The PVC rings were filled with enough soil mass to reach a final density of 1.05 and 1.10 kg dm-3, respectively, in the LVA and LA. Then the soil samples were wetted (0.20 kg kg-1 = 80 % of field capacity) and compacted by a hydraulic press at pressures of 0, 60, 120, 240, 360, 540, 720 and 900 kPa. After soil compression the new bulk density was calculated according to the new volume occupied by the soil. Subsequently each PVC ring was placed within a 1 L plastic pot which was then tightly closed. The soils were incubated under aerobic conditions for 35 days and the basal respiration rate (CO2-C production) was estimated in the last two weeks. After the incubation period, the following soil chemical and microbiological properties were detremined: soil microbial biomass C (C MIC), total soil organic C (TOC), total N, and mineral N (NH4+-N and NO3--N). After that, mineral N, organic N and the rate of net N mineralization was calculated. Soil compaction increased NH4+-N and net N mineralization in both, LVA and LA, and NO3--N in the LVA; diminished the rate of TOC loss in both soils and the concentration of NO3--N in the LA and CO2-C in the LVA. It also decreased the C MIC at higher compaction levels in the LA. Thus, soil compaction decreases the TOC turnover probably due to increased physical protection of soil organic matter and lower aerobic microbial activity. Therefore, it is possible to conclude that under controlled conditions, the oxidic-gibbsitic Oxisol (LVA) was more susceptible to the effects of high compaction than the kaolinitic (LA) as far as organic matter cycling is concerned; and compaction pressures above 540 kPa reduced the total and organic nitrogen in the kaolinitic soil (LA), which was attributed to gaseous N losses.
  • Microbial biomass and soil fauna during the decomposition of cover crops in no-tillage system Soil Processes and Properties

    Gatiboni, Luciano Colpo; Coimbra, Jefferson Luis Meirelles; Denardin, Rosiane Berenice Nicoloso; Prado Wildner, Leandro do

    Abstract in Portuguese:

    A decomposição de resíduos é um processo biológico mediado pela fauna do solo, mas poucos estudos foram feitos avaliando sua dinâmica temporal durante o processo de decomposição da palhada. O presente trabalho foi realizado na cidade de Chapecó, região Sul do Brasil, com o objetivo de monitorar as modificações populacionais da fauna do solo e do conteúdo de C armazenado na biomassa microbiana do solo durante a decomposição de plantas de cobertura de inverno em sistema plantio direto. Foram testados: palhada de aveia-preta (Avena strigosa Schreb.); palhada de centeio (Secale cereale L.); e palhada de ervilhaca (Vicia sativa L.). As plantas de cobertura foram cultivadas até pleno florescimento e, depois, manejadas mecanicamente com rolo-faca. As avaliações de fauna do solo e conteúdo de C armazenado na biomassa microbiana do solo (C BMS) foram realizadas durante o período de decomposição da palhada, de outubro de 2006 a fevereiro de 2007. Para avaliação do C BMS pelo método de irradiação-extração, foram usadas amostras de solo da camada de 0-10 cm, coletadas em oito datas, desde antes da rolagem até 100 dias depois. A fauna do solo foi coletada com armadilhas de superfície do tipo pitfall em sete datas, até 85 dias após a rolagem. A fitomassa da evilhaca foi decomposta mais rapidamente que a da aveia-preta e do centeio, e o C BMS decresceu durante o processo de decomposição das plantas de cobertura, sendo o decréscimo mais rápido no tratamento com ervilhaca. Quanto ao tratamento ervilhaca, houve diminuição da diversidade da fauna edáfica no final do processo de decomposição.

    Abstract in English:

    The decomposition of plant residues is a biological process mediated by soil fauna, but few studies have been done evaluating its dynamics in time during the process of disappearance of straw. This study was carried out in Chapecó, in southern Brazil, with the objective of monitoring modifications in soil fauna populations and the C content in the soil microbial biomass (C SMB) during the decomposition of winter cover crop residues in a no-till system. The following treatments were tested: 1) Black oat straw (Avena strigosa Schreb.); 2) Rye straw (Secale cereale L.); 3) Common vetch straw (Vicia sativa L.). The cover crops were grown until full flowering and then cut mechanically with a rolling stalk chopper. The soil fauna and C content in soil microbial biomass (C SMB) were assessed during the period of straw decomposition, from October 2006 to February 2007. To evaluate C SMB by the irradiation-extraction method, soil samples from the 0-10 cm layer were used, collected on eight dates, from before until 100 days after residue chopping. The soil fauna was collected with pitfall traps on seven dates up to 85 days after residue chopping. The phytomass decomposition of common vetch was faster than of black oat and rye residues. The C SMB decreased during the process of straw decomposition, fastest in the treatment with common vetch. In the common vetch treatment, the diversity of the soil fauna was reduced at the end of the decomposition process.
  • Total fatty acid composition in the characterization and identification of orchid mycorrhizal fungi Epulorhiza spp. Soil Processes and Properties

    Pereira, Marlon Corrêa; Vieira, Nívea Moreira; Tótola, Marcos Rogério; Kasuya, Maria Catarina Megumi

    Abstract in Portuguese:

    Os fungos rizoctonioides são os principais fungos micorrízicos de orquídeas. A caracterização morfológica e a análise de sequências conservadas do DNA total são as principais estratégias empregadas na identificação e no estudo da diversidade desses fungos. Contudo, fungos rizoctonioides fitopatogênicos têm sido caracterizados e identificados, de forma confiável e precisa, pela determinação da composição de seus ácidos graxos. Com o objetivo de avaliar a utilização da composição de ácidos graxos na caracterização e identificação de fungos rizoctonioides micorrízicos de orquídeas, três fungos Epulorhiza spp., micorrízicos de Epidendrum secundum, dois fungos não identificados, isolados de Epidendrum denticulatum, e um fungo fitopatogênico Ceratorhiza sp. AGC foram agrupados com base no perfil de seus ácidos graxos, utilizando as distâncias euclidiana e de Mahalanobis e o método UPGMA. Os dendrogramas gerados possibilitaram a distinção entre o isolado fitopatogênico de Ceratorhizasp. AGC e os fungos micorrízicos estudados. Os simbiontes de E. secundum foram distribuídos em dois clados: o primeiro contendo os isolados de Epulorhiza sp.1, e o segundo, o isolado de Epulorhiza sp.2. A similaridade entre os simbiontes de E. denticulatum e os fungos Epulorhizaspp. sugere a identificação desses simbiontes como Epulorhiza sp. Esses resultados foram semelhantes aos obtidos pela análise da região ITS (Internal Transcribed Spacer) do rDNA. O dendrograma construído a partir da distância de Mahalanobis apresentou melhor resolução, distinguindo claramente os clados descritos. A análise da composição de ácidos graxos mostrou ser uma ferramenta útil na caracterização e identificação dos fungos micorrízicos rizoctonioides estudados.

    Abstract in English:

    Rhizoctonia-like fungi are the main mycorrhizal fungi in orchid roots. Morphological characterization and analysis of conserved sequences of genomic DNA are frequently employed in the identification and study of fungi diversity. However, phytopathogenic Rhizoctonia-like fungi have been reliably and accurately characterized and identified through the examination of the fatty acid composition. To evaluate the efficacy of fatty acid composition in characterizing and identifying Rhizoctonia-like mycorrhizal fungi in orchids, three Epulorhiza spp. mycorrhizal fungi from Epidendrum secundum, two unidentified fungi isolated from Epidendrum denticulatum, and a phytopathogenic fungus, Ceratorhiza sp. AGC, were grouped based on the profile of their fatty acids, which was assessed by the Euclidian and Mahalanobis distances and the UPGMA method. Dendrograms distinguished the phytopathogenical isolate of Ceratorhiza sp. AGC from the mycorrhizal fungi studied. The symbionts of E. secundum were grouped into two clades, one containing Epulorhiza sp.1 isolates and the other the Epulorhiza sp.2 isolate. The similarity between the symbionts of E. denticulatum and Epulorhiza spp. fungi suggests that symbionts found in E. denticulatum may be identified as Epulorhiza. These results were corroborated by the analysis of the rDNA ITS region. The dendrogram constructed based on the Mahalanobis distance differentiated the clades most clearly. Fatty acid composition analysis proved to be a useful tool for characterizing and identifying Rhizoctonia-like mycorrhizal fungi.
  • Enzymatic activity measured by microcalorimetry in soil amended with organic residues Soil Processes and Properties

    Cenciani, Karina; Santos Freitas, Sueli dos; Critter, Silvana Auxiliadora Missola; Airoldi, Claudio

    Abstract in Portuguese:

    A atividade enzimática é uma propriedade importante para avaliação da qualidade do solo. Duas sequências de experimentos foram realizadas com o objetivo de avaliar a atividade enzimática em amostras de solo (Latossolo Vermelho eutroférrico típico), tratadas com esterco bovino, húmus de minhoca ou lodos de esgoto dos municípios de Barueri e Franca. A atividade de enzimas comerciais nas mesmas amostras de solo, após serem esterilizadas, foi medida por microcalorimetria. No primeiro experimento, a atividade das enzimas celulase, protease e urease foi determinada em amostras de solo durante um período de três meses. Na segunda sequência de experimentos, o efeito térmico das enzimas comerciais celulase, protease e urease em amostras de solo, esterilizadas sob os mesmos tratamentos, foi monitorado por um período de 46 dias. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial cinco tratamentos x sete amostragens, com cinco repetições. O efeito dos tratamentos foi avaliado estatisticamente pela análise de variância. O teste de Tukey foi usado para comparar médias a p < 0,05. A presença de diferentes fontes de materiais orgânicos aumentou a atividade enzimática durante o período de amostragem. O esterco bovino propiciou os maiores valores, seguido pelos lodos de esgoto. O húmus de minhoca ocasionou os valores mais baixos, mas que diferiram significativamente do tratamento controle. O efeito térmico para a atividade das enzimas comerciais celulase, protease e urease mostrou uma variedade de picos ao longo do tempo. Esses valores oscilaram provavelmente devido aos fatores físico-químicos do solo, alterando a atividade enzimática nos resíduos.

    Abstract in English:

    Enzymatic activity is an important property for soil quality evaluation. Two sequences of experiments were carried out in order to evaluate the enzymatic activity in a soil (Rhodic Eutrudox) amended with cattle manure, earthworm casts, or sewage sludges from the municipalities of Barueri and Franca. The activity of commercial enzymes was measured by microcalorimetry in the same soil samples after sterilization. In the first experiment, the enzyme activities of cellulase, protease, and urease were determined in the soil samples during a three month period. In the second sequence of experiments, the thermal effect of the commercial enzymes cellulase, protease, and urease on sterilized soil samples under the same tretaments was monitored for a period of 46 days. The experimental design was randomized and arranged as factorial scheme in five treatments x seven samplings with five replications. The treatment effects were statistically evaluated by one-way analysis of variance. Tukey´s test was used to compare means at p < 0.05. The presence of different sources of organic residues increased the enzymatic activity in the sampling period. Cattle manure induced the highest enzymatic activity, followed by municipal sewage sludge, whereas earthworm casts induced the lowest activity, but differed from control treatment. The thermal effect on the enzyme activity of commercial cellulase, protease, and urease showed a variety of time peaks. These values probably oscillated due to soil physical-chemical factors affecting the enzyme activity on the residues.
  • Comparação de métodos de determinação da condutividade hidráulica em um latossolo vermelho-amarelo Solo no Espaço e no Tempo

    Ghiberto, Pablo Javier; Moraes, Sergio Oliveira

    Abstract in Portuguese:

    A determinação da condutividade hidráulica como variável do conteúdo de água volumétrico, K(θ), é essencial para resolver, por exemplo, problemas de drenagem. Todavia, diferentes métodos de determinação podem produzir resultados distintos, dependendo dos pressupostos assumidos. Objetivou-se com este estudo avaliar o desempenho de métodos diretos no campo (perfil instantâneo, métodos do fluxo e da umidade) e indireto no laboratório (a partir da condutividade hidráulica do solo saturado e da curva de retenção) na estimativa da relação K(θ). O experimento foi realizado em Piracicaba, Estado de São Paulo, Brasil, em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa, entre os meses de junho e agosto de 1999, por serem de baixa precipitação pluvial média mensal. A função K(θ) fornecida pelos diferentes métodos foi comparada utilizando-se o erro máximo absoluto e o índice da concordância. Todos os métodos apresentaram limitações na determinação da função K(θ) na tensão próxima à de saturação, sendo os maiores erros identificados nessa faixa de umidade. Os métodos do fluxo, da umidade e indireto no laboratório tiveram concordância de moderada a fraca quando comparados ao método do perfil instantâneo, mostrando que no solo Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa assumir que o gradiente é unitário resultou em estimativas errôneas dos valores de K(θ), causadas pela falta de homogeneidade no perfil do solo.

    Abstract in English:

    The hydraulic conductivity, determined as a function of the volumetric soil water content K(θ), is essential to solve, e.g., drainage problems. However, the results of different methods vary according to the different assumptions. The objective of this study was to compare direct field methods (Instantaneous Profile, Flux and Humidity) and indirect laboratory methods for estimating the hydraulic conductivity as a function of soil water content, K(θ). The experiment was carried out in Piracicaba, State of São Paulo (Brazil), with a sandy clay texture Typic Hapludox, from June to August 1999 (low rainfall period). The K(θ) functions derived from different methods were compared using the maximum error and concordance index. It was difficult to determine the K(θ) function at a near-saturation water content, where the error for all methods was highest. The concordance of the unit gradient (Flux and Humidity) and indirect laboratory methods with the Instantaneous Profile method was moderate to low. This shows that the assumption of a unit gradient for a sandy clay texture Typic Hapludox results in erroneous estimates of the K(θ) values, due to the non-homogeneous soil profile.
  • Spatial patterns of preconsolidation pressure and soil moisture along transects in two directions under coffee

    Gontijo, Ivoney; Souza Dias Junior, Moacir de; Guimarães, Paulo Tácito Gontijo; Oliveira, Marcelo Silva de; Ajayi, Ayodele Ebenezer

    Abstract in Portuguese:

    Informações sobre a estrutura espacial das propriedades físicas e estruturais do solo são necessárias para avaliar a sua qualidade. O objetivo deste estudo foi investigar o comportamento espacial da pressão de preconsolidação e da umidade do solo em seis transectos: três ao longo e três perpendiculares às linhas de plantio do café, em três posições de amostragem com diferentes condições de tráfego. O experimento foi conduzido em uma fazenda localizada em Patrocínio, no Estado de Minas Gerais (latitude de 18 º 59 ' 15 '' S; longitude de 46 º 56 ' 47 '' W; 934 m acima do nível do mar). O solo, classificado como Latossolo Vermelho distrσfico típico, apresenta 780 g kg-1 de argila, 110 g kg-1 de silte e 110 g kg-1 de areia, com declividade média de 3 %. Amostras indeformadas foram coletadas na profundidade de 0,10-0,13 m, em três diferentes locais na lavoura cafeeira: na linha de tráfego, na entrelinha e sob a projeção da saia do cafeeiro. Foram dispostos seis transectos lineares na área experimental: três ao longo das linhas de plantio e três através das linhas de plantio. Assim, 161 amostras foram coletadas nos transectos através das linhas nos três locais estudados e 117 ao longo das linhas de plantio, em cada um dos locais avaliados. A menor distância entre os pontos amostrados foi de 4 m através dos transectos e de 0,5 m no sentido das linhas de plantio. Os valores de pressão de preconsolidação não exibiram padrões claros nos transectos. Os resultados dos semivariogramas para ambas as variáveis indicaram alto efeito pepita e curtos alcances em todas as situações estudadas e em todos os transectos. Um padrão cíclico dos parâmetros foi observado nos transectos através das linhas de plantio. A relação inversa entre a pressão de preconsolidação e a umidade do solo foi mais bem visualizada nas amostras coletadas na linha de tráfego, em ambas as direções avaliadas.

    Abstract in English:

    Information on the spatial structure of soil physical and structural properties is needed to evaluate the soil quality. The purpose of this study was to investigate the spatial behavior of preconsolidation pressure and soil moisture in six transects, three selected along and three across coffee rows, at three different sites under different tillage management systems. The study was carried out on a farm, in Patrocinio, state of Minas Gerais, in the Southeast of Brazil (18 º 59 ' 15 '' S; 46 º 56 ' 47 '' W; 934 m asl). The soil type is a typic dystrophic Red Latosol (Acrustox) and consists of 780 g kg-1 clay; 110 g kg-1 silt and 110 g kg-1 sand, with an average slope of 3 %. Undisturbed soil cores were sampled at a depth of 0.10-0.13 m, at three different points within the coffee plantation: (a) from under the wheel track, where equipment used in farm operations passes; (b) in - between tracks and (c) under the coffee canopy. Six linear transects were established in the experimental area: three transects along and three across the coffee rows. This way, 161 samples were collected in the transect across the coffee rows, from the three locations, while 117 samples were collected in the direction along the row. The shortest sampling distance in the transect across the row was 4 m, and 0.5 m for the transect along the row. No clear patterns of the preconsolidation pressure values were observed in the 200 m transect. The results of the semivariograms for both variables indicated a high nugget value and short range for the studied parameters of all transects. A cyclic pattern of the parameters was observed for the across-rows transect. An inverse relationship between preconsolidation pressure and soil moisture was clearly observed in the samples from under the track, in both directions.
  • Soil tillage systems: changes in soil structure and crop response

    Mazurana, Michael; Levien, Renato; Müller, Jônatan; Conte, Osmar

    Abstract in Portuguese:

    A introdução e intensificação no uso do sistema de semeadura direta no Brasil nas últimas décadas desenharam um novo cenário na agricultura brasileira, aumentando a preocupação com as características físicas dos solos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a implicação que diferentes sistemas de preparo de solo impõem sobre algumas características físicas de um Argissolo Vermelho inicialmente sob uso com campo natural. Cinco métodos de preparo de solo foram ensaiados: semeadura direta (SD), escarificação (E), semeadura direta com escarificação a cada dois anos (SDE2), escarificação com escarificador munido de rolo destorroador (ER) e escarificação seguida de gradagem (EG). Foram avaliados: densidade do solo, macroporosidade, microporosidade e porosidade total, resistência mecânica do solo à penetração, infiltração de água no solo e rendimento das culturas. Os valores de densidade do solo, resistência mecânica do solo à penetração e microporosidade aumentaram em detrimento da diminuição da macroporosidade. A densidade do solo foi menor nos sistemas de preparo com maior grau de mobilização do solo, sendo os maiores valores observados para o sistema SD e os menores para o sistema EG. A taxa de infiltração de água apresentou-se maior no sistema ER, seguido pelos sistemas EG, SD e SDE2, ao passo que o rendimento das culturas foi maior nos sistemas com menor mobilização de solo.

    Abstract in English:

    The introduction and intensification of no-tillage systems in Brazilian agriculture in recent decades have created a new scenario, increasing concerns about soil physical properties. The objective of this study was to assess the effects of different tillage systems on some physical properties of an Ultisol previously under native grassland. Five tillage methods were tested: no-tillage (NT), chiseling (Ch), no-tillage with chiseling every two years (NTCh2), chiseling using an equipment with a clod-breaking roller (ChR) and chiseling followed by disking (ChD). The bulk density, macroporosity, microporosity and total porosity, mechanical resistance to penetration, water infiltration into the soil and crop yields were evaluated. The values of soil bulk density, mechanical resistance to penetration and microporosity increased as macroporosity decreased. Soil bulk density was lower in tillage systems with higher levels of tillage/soil mobilization; highest values were observed in NT and the lowest in the ChD system. The water infiltration rate was highest in the ChR system, followed by the systems ChD, NT and NTCh2, while crop yields were higher in systems with less soil mobilization.
  • Atributos físicos do argissolo amarelo do semiárido nordestino sob sistemas de preparo

    Cortez, Jorge Wilson; Silva Alves, Aline Dantas da; Moura, Marcelo Rubens Dias de; Olszevski, Nelci; Jesus Nagahama, Hideo de

    Abstract in Portuguese:

    Os sistemas de preparo do solo devem propiciar boas condições físicas do solo, para que as plantas possam se desenvolver adequadamente. O objetivo deste trabalho foi avaliar densidade, porosidade e resistência mecânica à penetração em Argissolo Amarelo do semiárido nordestino após preparo com quatro implementos agrícolas (escarificador, grade leve em tandem, grade leve off-set com discos de 0,56 m e grade leve off-set com discos de 0,61 m) em uma, duas e três operações, usando como testemunha uma área sem preparo. Os dados de densidade e de porosidade do solo foram analisados pela estatística clássica, e os dados de resistência à penetração, pela geoestatística, utilizando-se uma malha composta pela largura do equipamento e pela profundidade de 0,40 m. O efeito do preparo do solo foi pouco expressivo sobre as características avaliadas. Verificaram-se maiores valores de densidade apenas na camada de 0,10-0,20 m para todos os equipamentos avaliados. A porosidade variou em função dos equipamentos, sendo maior no tratamento sem preparo e menor no preparo com escarificador e com grade leve off-set com discos de 0,61 m de diâmetro; a camada de 0,20-0,30 m apresentou menor porosidade. A resistência à penetração mostrou valores adequados na profundidade de trabalho de cada equipamento e foi alta nas camadas situadas abaixo, exceto no preparo do solo com escarificador.

    Abstract in English:

    Tillage systems should create adequate conditions for plant development. The objective of this study was to evaluate the density, porosity and penetration resistance of a Yellow Ultisol in the semi-arid region of northeastern Brazil after tilling with four agricultural implements (chisel, tandem disc harrow, offset disc harrow with 0.56 m discs, offset disc harrow with 0.61 m discs) in one, two and three operations, using an area without tillage as control. Data of soil bulk density and porosity were analyzed by classical statistics and penetration resistance by geostatistics using a grid given by the width of the equipment and reaching depth of 0.40 m. The effect of tillage had little influence on the evaluated properties. Higher bulk density values were detected in the 0.10-0.20 m layer only for all tilling devices. Porosity varied according to tilling, i.e., values were highest in the untilled soil and lower in soil that was chisel-tilled and harrowed with 0.61 m offset discs; porosity was lowest in the 0.20-0.30 m layer. The values of penetration resistance were adequate at the reaching depth of each equipment and high in the layers underneath, except in chisel-tilled soil.
  • Water retention in a peatland with organic matter in different decomposition stages

    Rocha Campos, José Ricardo da; Silva, Alexandre Christófaro; Fernandes, José Sebastião Cunha; Ferreira, Mozart Martins; Silva, Daniel Valladão

    Abstract in Portuguese:

    Turfeiras são ecossistemas formados por sucessivos processos pedogenéticos, resultando em acúmulo em sucessão de restos vegetais em locais que apresentam condições que inibem a atividade da maioria dos microrganismos decompositores. Em Diamantina - MG, uma turfeira de 81,7 ha é encontrada em uma área de 1.366 m de altitude, com litologia predominantemente quartzítica e vegetação típica de campo úmido. Para a realização deste estudo, a área da turfeira foi dividida em 12 transectos e, dentro destes, a cada 20 m, foi feita uma coleta de solo (90 amostras). Em todas as amostras, foram analisados os teores de fibras esfregadas (FE), densidade do solo (Ds), material mineral (MM), matéria orgânica (MO), umidade (Um) e capacidade máxima de retenção de água (CMRA). Em três perfis, foram coletadas amostras de solo a cada 27 cm, até a profundidade de 216 cm. Nessas amostras, foi determinada, adicionalmente, a umidade após drenagem sob tensão de 10 kPa (U10) e 1.500 kPa (U1500), em extrator de Richards, e foi feito o fracionamento da matéria orgânica. O grau de decomposição da matéria orgânica da turfeira aumenta com o aumento da profundidade. A Um e a CMRA são mais elevadas em camadas com estádio menos avançado de decomposição da MO. Os maiores teores de humina estão relacionados com as camadas que apresentam estádio menos avançado de decomposição da matéria orgânica e com a maior retenção de água na CMRA e U10. Os maiores teores de ácidos húmicos estão relacionados com as camadas que apresentam estádio intermediário de decomposição da matéria orgânica e com as menores retenções de água na CMRA, U10 e U1500.

    Abstract in English:

    Peatlands are ecosystems formed by successive pedogenetic processes, resulting in progressive accumulation of plant remains in the soil column under conditions that inhibit the activity of most microbial decomposers. In Diamantina, state of Minas Gerais, Brazil, a peatland is located at 1366 m asl, in a region with a quartz-rich lithology and characteristic wet grassland vegetation. For this study, the peat area was divided in 12 transects, from which a total of 90 soil samples were collected at a distance of 20 m from each other. The properties rubbed fiber content (RF), bulk density (Bd), mineral material (MM), organic matter (OM), moisture (Moi) and maximum water holding capacity (MWHC) were analyzed in all samples. From three selected profiles of this whole area, samples were collected every 27 cm from the soil surface down to a depth of 216 cm. In these samples, moisture was additionally determined at a pressure of 10 kPa (Moi10) or 1500 kPa (Moi1500), using Richards' extractor and soil organic matter was fractionated by standard procedures. The OM decomposition stage of this peat was found to increase with soil depth. Moi and MWHC were highest in layers with less advanced stages of OM decomposition. The humin levels were highest in layers in earlier stages of OM decomposition and with higher levels of water retention at MWHC and Moi10. Humic acid contents were higher in layers at an intermediate stage of decomposition of organic matter and with lowest levels of water retention at MWHC, Moi10 and Moi1500.
  • Determination of hydraulic properties of a tropical soil of Hawaii using column experiments and inverse modeling

    Sobotkova, Martina; Snehota, Michal; Dohnal, Michal; Ray, Chittaranjan

    Abstract in Portuguese:

    É apresentado neste estudo um método para determinar as propriedades hidráulicas de um solo tropical (um Oxisol) utilizando uma coluna de tamanho médio e amostras não amolgadas desse solo. O método foi utilizado para determinar parâmetros de ajuste da curva de retenção de água e funções de condutividade hidráulica em uma coluna de solo para um estudo da mobilidade de pesticidas nesses solos. A coluna de solo foi extraída de um sítio utilizado para pesquisa na região central de Oahu (Havaí, EUA), e sua estrutura interna foi examinada por meio de tomografia computadorizada de raios X. O experimento baseia-se na infiltração sob sucção em uma coluna de solo com saída livre na extremidade oposta. O fluxo de água foi simulado por um programa de computador que resolve a equação de Richards em uma dimensão. A simulação direta foi realizada usando parâmetros hidráulicos medidos, e os parâmetros da curva de retenção e condutividade hidráulica foram estimados por modelagem inversa. O procedimento de modelagem inversa produziu bom ajuste entre os resultados da análise numérica e valores de carga de pressão para a coluna homogênea de solo. Valores de umidade para uma dada pressão, adquiridos de uma curva de retenção determinada em amostras de pequenas dimensões, mostraram-se menores que aqueles obtidos por meio da otimização de parâmetros dos ensaios realizados em colunas de dimensão média.

    Abstract in English:

    A method for determining soil hydraulic properties of a weathered tropical soil (Oxisol) using a medium-sized column with undisturbed soil is presented. The method was used to determine fitting parameters of the water retention curve and hydraulic conductivity functions of a soil column in support of a pesticide leaching study. The soil column was extracted from a continuously-used research plot in Central Oahu (Hawaii, USA) and its internal structure was examined by computed tomography. The experiment was based on tension infiltration into the soil column with free outflow at the lower end. Water flow through the soil core was mathematically modeled using a computer code that numerically solves the one-dimensional Richards equation. Measured soil hydraulic parameters were used for direct simulation, and the retention and soil hydraulic parameters were estimated by inverse modeling. The inverse modeling produced very good agreement between model outputs and measured flux and pressure head data for the relatively homogeneous column. The moisture content at a given pressure from the retention curve measured directly in small soil samples was lower than that obtained through parameter optimization based on experiments using a medium-sized undisturbed soil column.
  • Carbono total e δ13C em agregados do solo sob vegetação nativa e pastagem no bioma cerrado

    Costa Junior, Ciniro; Cássia Piccolo, Marisa de; Siqueira Neto, Marcos; Camargo, Plínio Barbosa de; Cerri, Carlos Clemente; Bernoux, Martial

    Abstract in Portuguese:

    Diferentes sistemas de uso e manejo alteram o teor de carbono no solo (C), porém diminuições no C do solo têm sido reportadas quando áreas de Cerrado nativo são convertidas em pastagem. Disso resulta a necessidade da realização de pesquisas em diferentes sistemas e condições edafoclimáticas, a fim de elucidar as tendências encontradas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a agregação, os teores de C e a abundância natural de δ13C do solo em uma área cultivada há nove anos sob lavoura seguida de 20 anos sob pastagem, a qual atualmente apresenta sinais de degradação (PA), comparando-a a uma vegetação nativa no bioma Cerrado (CE) que ocorre em área adjacente. As áreas de estudo estão localizadas no município de Rio Verde (GO), em solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico, de textura argilosa. Em amostras de solo coletadas nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, foram determinados a distribuição de agregados estáveis em água (micro, meso e macroagregados), o diâmetro médio aritmético (DMA) e geométrico (DMG), os teores de C total e de δ13C, o tempo de residência média do C (TRM) e a fração da matéria orgânica leve livre (FLL). Os resultados indicaram que o uso sob lavoura seguido de pastagem reduziu em 21 % o estoque de C original, possivelmente devido ao menor aporte de material na FLL. O solo apresentou elevada agregação e não houve diferenças significativas entre as áreas avaliadas. No entanto, os teores de C nos macroagregados foram menores na PA em relação ao CE, enquanto nos microagregados não houve diferença entre os sistemas de uso, sugerindo, respectivamente, maior e menor sensibilidade ao manejo e menor e maior proteção do C por essas classes de agregados. Os valores de TRM e as análises isotópicas reforçaram esses resultados, mostrando, ainda, substituição de 83 % do C original durante os 29 anos de cultivo. O constante aporte de resíduos vegetais, assim como a manutenção do C no interior dos macro e mesoagregados, são importantes fatores para que ocorra o acúmulo de C nesse tipo de solo.

    Abstract in English:

    Different management systems affect soil C, however decreases in the C stocks of native Cerrado areas converted to pasture have been reported. This calls for further research on this trend, under different management systems and soil-climatic conditions. The objective of this study was to evaluate soil aggregation, C levels and natural abundance of δ13C in a 20 year-old pasture (PA), following nine years of cropping, with signs of degradation compared to soil under native Cerrado (CE) in an adjacent area. The studied areas are located in Rio Verde, state of Goiás (Brazil), with soil classified as clayey Oxisol. In samples from the layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm the distribution of water stable aggregates (microaggregates, mesoaggregates and macroaggregates), mean weight diameter (MWD) and mean geometric diameter (DMG), C contents and δ13C, the mean residence time of C (TRM), and the free light fraction of organic matter (FLL) were determined. Results indicated that grazing after cropping reduced the original C stock by 21 %, possibly due to a lower FLL input. Soil showed high aggregation and no significant difference between the assessed areas was observed. However, C levels in macroaggregates were lower in PA compared to CE, while in microaggregates C was not affected, suggesting, respectively, greater and lower sensitivity to management and lower and greater protection of C by these aggregate classes. Values of TRM and isotopic abundance reinforced these findings, showing a replacement of 83 % of the original C after crop and pasture cultivation for 29 years. A constant application of plant residues to the soil surface as well as C maintenance within macro and mesoaggregates are essential factors to ensure C accumulation in this soil type.
  • Hydraulic conductivity and water retention in leptosols-regosols and saprolite derived from sandstone, Brazil

    Araújo Pedron, Fabrício de; Fink, Jessé Rodrigo; Rodrigues, Miriam Fernanda; Azevedo, Antonio Carlos de

    Abstract in Portuguese:

    Os Neossolos são solos que apresentam inúmeras limitações de uso, principalmente relacionadas à sua profundidade efetiva, e têm sido muito pouco pesquisados no Brasil. Neossolos desenvolvidos sobre rochas sedimentares devem receber especial atenção para que sejam evitados danos ambientais, como a contaminação de aquíferos. O objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento da condutividade hidráulica e a capacidade de retenção de água em perfis de Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos derivados de arenito da Formação Caturrita no Rio Grande do Sul. Foram levantados dados morfológicos e determinadas a granulometria, porosidade, densidade do solo (Ds), condutividade hidráulica saturada (Ks), infiltração básica de água no campo (IB) e retenção de água em amostras de solo e saprolito de seis perfis de Neossolos. Os perfis apresentaram Ds elevada, baixa macroporosidade e alta microporosidade, o que contribuiu para baixa Ks e IB, mesmo em condições de textura franco-arenosa e camada saprolítica altamente fraturada. Os dados de Ks e IB apresentaram elevado coeficiente de variação entre os perfis analisados e entre as repetições de um mesmo perfil. A retenção de água teve valores superiores nas camadas Cr em relação aos horizontes A e volume superior de água disponível às plantas variável entre horizonte A e saprolito para os perfis analisados.

    Abstract in English:

    Leptosols and Regosols are soils with a series of restrictions for use, mainly related to the effective depth, which have been poorly studied in Brazil. These soils, when derived from sedimentary rocks should be treated with particular care to avoid environmental damage such as aquifer contamination. The purpose of this study was to verify the behavior of hydraulic conductivity and water retention capacity in profiles of Leptosols and Regosols derived from sandstone of the Caturrita formation in Rio Grande do Sul state. The morphology, particle size distribution, porosity, soil density (Ds), saturated hydraulic conductivity (Ks), basic water infiltration in the field (BI) and water retention were determined in soil and saprolite samples of six soil profiles. High Ds, low macroporosity and high microporosity were observed in the profiles, resulting in a low Ks and BI, even under conditions of sandy texture and a highly fractured saprolite layer. The variation coefficients of data of Ks and BI were high among the studied profiles and between replications of a same profile. Water retention of the studied soils was higher in Cr layers than in the A horizons and the volume of plant-available water greater and variable among A horizons and Cr layers.
  • Estabilidade de agregados de um latossolo vermelho degradado em recuperação com adubos verdes, calcário e gesso

    Bonini, Carolina dos Santos Batista; Alves, Marlene Cristina

    Abstract in Portuguese:

    A utilização incorreta dos solos e as grandes construções no meio rural vêm causando alterações no ambiente edafoclimático, o que torna os solos menos produtivos, aumentando assim as áreas degradadas. Tendo em vista esse problema, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a recuperação de um Latossolo Vermelho que se encontra há 17 anos com o uso de adubos verdes, calcário, gesso e braquiária. Foi utilizada a qualidade da estrutura como indicadora da recuperação do solo. O trabalho foi desenvolvido em delineamento experimental inteiramente casualizado, com nove tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: testemunha (solo mobilizado) até 1999, sendo depois implantada Brachiaria decumbens; mucuna-preta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy) até 1999, substituída por B. decumbens; guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp) até 1994, substituído por feijão-de-porco (Canavalia ensiformis (L.)) e, a partir de 1999, por B. decumbens; calcário+mucuna-preta até 1999, substituído por B. decumbens; calcário+guandu até 1994, substituído por feijão-de-porco e, a partir de 1999, por B. decumbens; calcário+gesso+mucuna-preta até 1999, substituído por B. decumbens; calcário+gesso+guandu até 1994, substituído por feijão-de-porco e, partir de 1999, por B. decumbens; e duas testemunhas: solo exposto (sem técnica de recuperação) e vegetação nativa de Cerrado. Foi avaliada a estabilidade de agregados em água e o conteúdo de matéria orgânica nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm. O solo vem sendo recuperado, e a qualidade da estrutura, comparada à condição natural de Cerrado, na camada de 0-10 cm foi mais alterada positivamente; os tratamentos que receberam calcário e gesso foram os melhores, e o teor de matéria orgânica nessa camada foi superior ao das demais. Abaixo da camada superficial do solo, os tratamentos estão agindo de forma semelhante. O solo exposto, em todas as camadas, apresentou-se com má qualidade da estrutura, avaliada pela estabilidade de agregados e pelo diâmetro médio ponderado.

    Abstract in English:

    Inadequate land use and large buildings in rural areas are causing damages to the soil-climate environment, reducing productivity and thus expanding degraded areas. In view of this problem, this study evaluated the recovery of an Oxisol that had been treated with green manure, soil amendment, gypsum and pasture in the last 17 years. The quality of the structure was used as an indicator of soil recovery. The study was conducted in a completely randomized design with nine treatments and four replications. The treatments consisted of a control (mobilized soil) until 1999 and then planted with signal grass (Brachiaria decumbens); black velvet bean (Stizolobium aterrimum) (Piper & Tracy) until 1999, then replaced by B. decumbens; pigeon pea (Cajanus cajan (L.)) until 1994, then replaced by jack bean (Canavalia ensiformis (L.)); pigeon pea (Cajanus cajan (L.)) until 1994, then replaced by signal grass (B. decumbens); Lime + S. aterrimum until 1999 when replaced by B. decumbens; Lime + C. cajan until 1994, when replaced by C. ensiformis and after 1999 replaced by B. decumbens; Lime + Gypsum + S. aterrimum until 1999, when replaced by B. decumbens; Lime+Gypsum+C. cajan until 1994, when replaced by C. ensiformis and after 1999 replaced by B. decumbens, and two controls: bare soil (without recovery techniques) and native Cerrado vegetation (savannah). Water aggregate stability and soil organic matter were evaluated in the layers 0- 10; 10-20 and 20-40 cm. The soil is being recovered and the structure quality, compared to the native Cerrado, was most improved in the 0-10 cm layer; the results of the treatments with lime and gypsum were the best and soil organic matter in this layer was higher than in the others. Below the surface layer, the effect of the treatments was similar. The structure quality of the bare soil, measured by aggregate stability and mean weighted diameter, was poor in all layers.
  • Determinação das propriedades hidráulicas do solo utilizando tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação Solo no Espaço e no Tempo

    Durigon, Angelica; Jong van Lier, Quirijn de

    Abstract in Portuguese:

    O tensiômetro de polímeros é um equipamento recentemente desenvolvido que permite medir o potencial matricial da água no solo desde a saturação até condições mais secas do que o ponto de murcha permanente. Nesta nota descreve-se a utilização de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação de cilindros com solo deformado, para determinar as propriedades hidráulicas do material. Nos experimentos foi utilizada terra da camada superficial de um Nitossolo Vermelho. O uso de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação com colunas de solo permitiu a determinação das relações entre condutividade hidráulica, teor de água e potencial matricial na faixa de potenciais matriciais entre -1 e -150 m.

    Abstract in English:

    The polymer tensiometer is a newly developed instrument to measure soil water pressure heads from saturation conditions to drier than the permanent wilting point. In this note we describe how the hydraulic properties of disturbed soil samples were determined in laboratory evaporation experiments with these polymer tensiometers. Soil material from the surface layer of an Ultisol was used. The relation among hydraulic conductivity, water content and pressure heads in the range from -1 to -150 m could be determined using polymer tensiometers in evaporation experiments.
  • Dispersantes químicos na análise granulométrica de latossolos

    Mauri, Jocimar; Ruiz, Hugo Alberto; Fernandes, Raphael Bragança Alves; Ker, João Carlos; Rezende, Luiz Rogério Martins

    Abstract in Portuguese:

    A completa dispersão da amostra e a manutenção da estabilidade da fase dispersa são condições fundamentais para obtenção de maior acurácia na análise textural de amostras de solo. Para isso, foram testados compostos de Na+ e Li+ como dispersantes químicos alternativos, frente à solução de NaOH 10 mmol L-1, com o objetivo de lograr dispersão mais efetiva e minimizar a presença de pseudocomponentes, fundamentalmente pseudossilte, na análise granulométrica de Latossolos. O trabalho foi realizado utilizando amostras de oito Latossolos do Estado de Minas Gerais, selecionados por apresentarem diferentes materiais de origem e teores de óxidos de ferro. Os tratamentos foram dispostos segundo um delineamento em blocos casualizados, correspondendo a um arranjo fatorial 8 x 2 x 7, com três repetições. Os fatores em estudo foram as amostras dos oito Latossolos, retiradas nos horizontes A e B, e sete dispersantes. O NaOH foi usado como dispersante de referência, testando-se alternativamente soluções de LiOH, NaClO, [NaClO + NaOH], [HCl + NaOH], (NaPO3)n e [(NaPO3)n + NaOH]. Utilizando a maior proporção de argila para identificar a efetividade dos dispersantes, nenhum deles igualou-se ao NaOH. Empregando o sinal > para indicar maior efetividade, a sequência determinada foi: NaOH > [(NaPO3)n + NaOH] > [HCl + NaOH] > [NaClO + NaOH] > LiOH > (NaPO3)n > NaClO. Dentre os dispersantes alternativos, destacou-se a solução de [(NaPO3)n + NaOH], com resultados próximos aos do dispersante de referência, evidenciando a importância da elevação do pH até valores próximos de 12. A efetividade das outras soluções sódicas com pH elevado, [NaClO+NaOH] e [HCl+NaOH], foi reduzida pela elevação da pressão osmótica da solução, dificultando a dispersão da amostra de solo. O LiOH foi inferior ao dispersante de referência. Essa resposta é justificada pela tendência desse cátion alcalino de formar ligações covalentes que bloqueiam cargas elétricas negativas do complexo de troca das argilas, com diminuição da densidade de carga superficial. O (NaPO3)n e NaClO foram os dispersantes menos efetivos, pelo menor pH das suas soluções. Conclui-se que a solução de NaOH é a mais efetiva para dispersar amostras de solos com argilas que apresentam capacidade de troca catiônica dependente do pH, por favorecer o incremento de cargas negativas, a repulsão entre partículas e, consequentemente, a dispersão da amostra de solo, com valores relativamente baixos da pressão osmótica da suspensão.

    Abstract in English:

    The complete sample dispersion and maintenance of stability in the dispersed phase are fundamental for a greater accuracy in soil texture analysis. For this purpose, Na+ and Li+ compounds were tested as alternative chemical dispersants, compared to a 10 mmol L-1 NaOH solution, for the possibility of a more effective dispersion and to minimize the presence of pseudo components, basically pseudo-silt, in the particle size analysis of Oxisols. Eight samples of Oxisols from the State of Minas Gerais, selected for their different parent materials and iron oxide contents were used. The treatments were arranged in a randomized block design, corresponding to a 2 x 8 x 7 factorial arrangement, with three replications. The factors consisted of eight Oxisol samples, collected in the horizons A and B, and of seven dispersants. NaOH was used as reference dispersant and the alternative dispersants tested were LiOH, NaClO, [NaClO + NaOH], [HCl + NaOH], (NaPO3)n and [(NaPO3)n + NaOH]. None of these identified the effectiveness of dispersants as well as NaOH when using the highest clay proportion. The sequence of effectiveness was ranked as follows: NaOH > [(NaPO3)n + NaOH] > [HCl + NaOH] > [NaClO + NaOH] > LiOH > (NaPO3)n > NaClO. Among the alternative dispersants, the solution [(NaPO3)n + NaOH] performed similarly to the reference dispersant, highlighting the importance of raising the pH values to near 12. The effectiveness of the other sodic solutions with high pH, [NaClO + NaOH] and [HCl + NaOH], was reduced when raising the osmotic pressure of the solution, hampering soil dispersion. The performance of LiOH was worse than of the reference. This response can be explained by the tendency of this alkali cation to form covalent bonds that block negative electric charges from the clay exchange complex, decreasing surface charge density. The dispersants (NaPO3)n and NaClO were the least effective, due to the lower solution pH. It was concluded that NaOH is most effective in dispersing soil with clays with pH-related cation exchange capacity, since it tends to increase negative charges, repulsion between particles and consequently soil sample dispersion, at a relatively low osmotic pressure of the suspension.
  • Kinetic parameters of soil β-glucosidase response to environmental temperature and moisture regimes

    Zhang, Yulan; Chen, Lijun; Wu, Zhijie; Sun, Caixia

    Abstract in Portuguese:

    A β-glucosidade do solo participa do passo final da biodegradação da celulose. Ela tem contribuição significativa no ciclo do C no solo e é usada como indicador do componente biológico da fertilidade do solo. Contudo, a resposta de seus parâmetros cinéticos à temperatura e a regimes hídricos no ambiente não é bem conhecida. Este estudo testou a resposta da β-glucosidade nos principais solos agrícolas do norte da China (solo negro, álbico, castanho e castanho-amarelo-claro). Testes de incubação foram conduzidos para estimar os parâmetros cinéticos Km, Vmax ou Vmax/Km da β-glucosidade nas condições de 10, 20 e 30 ºC e a 10, 20 e 30 % de água no solo. A resposta não significativa dos parâmetros cinéticos a mudanças na temperatura indica que a β-glucosidade do solo estava presente principalmente em uma forma imobilizada. A resposta significativa dos parâmetros dessa enzima à umidade, e não à temperatura, sugere que sua habilidade catalítica é sensível a mudanças no regime de água do solo.

    Abstract in English:

    Soil β-glucosidase participates in the final step of cellulose biodegradation. It is significant in the soil C cycle and is used as an indicator of the biological fertility of soil. However, the response of its kinetic parameters to environmental temperature and moisture regimes is not well understood. This study tested the β-glucosidase response in the main agricultural soils (black soil, albic soil, brown soil, and cinnamon soil) of Northeast China. Incubation tests were conducted to measure the kinetic parameters Km, Vmax or Vmax/Km of soil β-glucosidase at environmental temperatures of 10, 20 and 30 ºC and at 10, 20 and 30 % soil moisture content. The insensitive response of the kinetic parameters to temperature changes indicates that soil β-glucosidase was present primarily in immobilized form. The significant response of the kinetic parameters of soil β-glucosidase to soil moisture rather than to environmental temperatures suggests that the catalytic ability of soil β-glucosidase was sensitive to changing soil moisture regimes.
  • Electrical conductivity of soil irrigated with swine wastewater estimated by time-domain reflectometry¹

    Soncela, Rosimaldo; Sampaio, Silvio Cesar; Vilas Boas, Marcio Antonio; Tavares, Maria Hermínia Ferreira; Souza, Claudinei Fonseca; Soncela, Adriana Smanhotto

    Abstract in Portuguese:

    A aplicação de água residuária no solo é uma forma alternativa de fertilização do solo e de reúso da água. Entretanto, deve-se dar especial atenção à técnica, devido ao fato de que sucessivas aplicações podem provocar a salinização do solo. A reflectometria no domínio do tempo (TDR) permite não apenas o monitoramento simultâneo e contínuo do teor de água e da condutividade elétrica aparente do solo, como também a determinação indireta da condutividade elétrica de sua solução. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade do emprego da TDR na determinação indireta da condutividade elétrica de um extrato de solo saturado (CEse), empregando-se uma equação empírica para o equipamento TDR Trase® modelo 6050X1. O experimento foi conduzido utilizando-se amostras deformadas de solo saturadas com água residuária da suinocultura nas proporções de 0, 0,45, 0,90, 1,80, 2,70 e 3,60 m³ m-3 de solo. As sondas utilizadas eram equipadas com três hastes de 0,20 cm de comprimento, montadas artesanalmente. O modelo empírico que associou valores da condutividade elétrica mensurado por meio da TDR (CE TDR) com CEse propiciou excelente ajuste, indicando a viabilidade da técnica na determinação da condutividade elétrica da solução do solo.

    Abstract in English:

    Wastewater application to soil is an alternative for fertilization and water reuse. However, particular care must be taken with this practice, since successive wastewater applications can cause soil salinization. Time-domain reflectometry (TDR) allows for the simultaneous and continuous monitoring of both soil water content and apparent electrical conductivity and thus for the indirect measurement of the electrical conductivity of the soil solution. This study aimed to evaluate the suitability of TDR for the indirect determination of the electrical conductivity (ECse) of the saturated soil extract by using an empirical equation for the apparatus TDR Trase 6050X1. Disturbed soil samples saturated with swine wastewater were used, at soil proportions of 0, 0.45, 0.90, 1.80, 2.70, and 3.60 m³ m-3. The probes were equipped with three handmade 0.20 cm long rods. The fit of the empirical model that associated the TDR measured values of electrical conductivity (EC TDR) to ECse was excellent, indicating this approach as suitable for the determination of electrical conductivity of the soil solution.
  • Kinetics of phosphorus sorption in soils in the state of Paraíba¹

    Santos, Hemmannuella Costa; Oliveira, Fábio Henrique Tavares de; Salcedo, Ignácio Hernan; Souza, Adailson Pereira de; Mota Silva, Valério Damásio da

    Abstract in Portuguese:

    A capacidade de sorção de P em solos tem sido estudada por muitos anos, mas pouca atenção foi dada à velocidade com que esse processo se realiza, sendo essa informação importante para o planejamento da adubação fosfatada. Objetivou-se, com este experimento, avaliar a cinética de sorção do P em 12 solos representativos do Estado da Paraíba, escolher o melhor ajuste dos dados entre quatro equações e relacionar os coeficientes dessas equações com características dos solos. Amostras de 12 solos com ampla variação de características físicas, químicas e mineralógicas foram agitadas horizontalmente com soluções de CaCl2 10 mmo L-1 contendo 6 e 60 mg L-1 de P, pelos períodos de 5, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 420, 720, 1.020 e 1.440 min. Após cada período de agitação, mediu-se a concentração de P na solução de equilíbrio e foram ajustadas três equações baseadas na equação de Freundlich e uma baseada na equação de Elovich, visando determinar qual solo apresentava maior taxa (cinética) de sorção e quais características dos solos se correlacionavam com essa taxa. A cinética de sorção de P nos solos com elevada CMAP foi rápida até os 30 min na menor concentração inicial de P (6 mg L-1), não sendo possível distinguir muitas diferenças entre os solos na maior concentração inicial de P (60 mg L-1). A velocidade com que o P foi sorvido correlacionou-se positivamente com o teor de argila, com a capacidade máxima de adsorção de fosfato dos solos e com o teor de Al extraído por ditionito-citrato-bicarbonato. Os dados ajustaram-se bem às equações baseadas na equação de Freundlich, cujos coeficientes podem ser utilizados para predizer a taxa de sorção de P nos solos.

    Abstract in English:

    The soil P sorption capacity has been studied for many years, but little attention has been paid to the rate of this process, which is relevant in the planning of phosphate fertilization. The purpose of this experiment was to assess kinetics of P sorption in 12 representative soil profiles of the State of Paraíba (Brazil), select the best data fitting among four equations and relate these coefficients to the soil properties. Samples of 12 soils with wide diversity of physical, chemical and mineralogical properties were agitated in a horizontal shaker, with 10 mmo L-1 CaCl2 solution containing 6 and 60 mg L-1 P, for periods of 5, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 420, 720, 1,020, and 1,440 min. After each shaking period, the P concentration in the equilibrium solution was measured and three equations were fitted based on the Freundlich equation and one based on the Elovich equation, to determine which soil had the highest sorption rate (kinetics) and which soil properties correlated to this rate. The kinetics of P sorption in soils with high maximum P adsorption capacity (MPAC) was fast for 30 min at the lower initial P concentration (6 mg L-1). No difference was observed between soils at the higher initial P concentration (60 mg L-1). The P adsorption kinetics were positively correlated with clay content, MPAC and the amount of Al extracted with dithionite-citrate-bicarbonate. The data fitted well to Freundlich-based equations equation, whose coefficients can be used to predict P adsorption rates in soils.
  • Mobilidade de íons em solo sob sistema de semeadura direta submetido às adubações mineral e orgânica¹

    Bertol, Oromar João; Lana, Maria do Carmo; Fey, Emerson; Rizzi, Nivaldo Eduardo

    Abstract in Portuguese:

    A retenção, no perfil do solo, de elementos minerais aplicados em sua superfície é fundamental para manter a qualidade da água e diminuir prejuízos econômicos e ambientais. Este trabalho avaliou a mobilidade do K, Ca, Mg, teores de Al e matéria orgânica, as alterações de pH, em Latossolo Vermelho eutroférrico cultivado sob sistema de semeadura direta, bem como a demanda química de oxigênio (DQO) da água de percolação. A mobilidade foi medida em colunas de solo com estrutura preservada e submetidas a adubação mineral (100 kg ha-1) ou orgânica (150 m³ ha-1). Com uso de adubo mineral houve maior lixiviação de K, Ca e Mg, mesmo com maior quantidade de K aplicado via adubo orgânico do que via adubo mineral. A DQO da água percolada no sistema com adubação orgânica foi menor do que com adubação mineral. Os teores de Ca2+ e de Mg2+ foram maiores na camada de 0 a 2,5 cm, principalmente para a adubação orgânica. O adubo orgânico não aumentou o teor de matéria orgânica no solo, porém, na camada de 0 a 2,5 cm, elevou o pH do solo em uma unidade e neutralizou o Al3+. Os resultados deste trabalho mostram o efeito depurador do solo sobre águas contaminadas, evidenciando os benefícios econômicos e ambientais que poderão advir com a infiltração no solo da água de enxurrada que venha a se formar em lavouras.

    Abstract in English:

    The retention in soil profiles of surface-applied mineral elements is crucial to maintain the water quality and reduce environmental and economic damages. This study evaluated: the mobility of potassium, calcium and magnesium, aluminum and organic matter contents and changes in pH in an Eutroferric Red Latosol under no-tillage, and the chemical oxygen demand (COD) of percolated water. Mobility was assessed in an undisturbed soil column with preserved structure and treated with mineral (100 kg ha-1) and organic (150 m³ ha-1) fertilization. Mineral fertilization increased K, Ca2+ and Mg2+ leaching, although the quantity of K applied was greater in the organic than in the mineral fertilizer. The COD of percolated water under organic fertilizer was significantly reduced. Soil Ca and Mg contents were highest in the 0- 2.5 cm layer, mainly under organic fertilization. Organic fertilizer did not raise the soil organic matter content, but reduced soil pH by one unit and neutralized Al3+. Results of this study show how soil plays the role of a filter of contaminated water, evidencing the economic and environmental benefits in the case of runoff infiltration from croplands.
  • O uso de amostras peneiradas a dois milímetros subestima a proteção física da matéria orgânica no solo

    Tomazi, Michely; Bayer, Cimélio; Conceição, Paulo César

    Abstract in Portuguese:

    O fracionamento físico densimétrico é uma importante ferramenta no estudo da proteção física da matéria orgânica (MO) em agregados de solo, porém seus resultados podem ser alterados pela malha da peneira utilizada no preparo da amostra. A hipótese do presente estudo é de que a desagregação excessiva do solo pelo uso de peneira de 2 mm libera MO originalmente protegida dentro de agregados e, portanto, subestima o teor de C na fração leve-oclusa (C-FLO) e a magnitude da proteção física da MO intra-agregados, em comparação à peneira de 9,5 mm. Amostras (0-5 cm) de cinco solos foram coletadas em experimentos de longa duração (9-18 anos) nas regiões Centro-Oeste (quatro solos) e Sul do Brasil (um solo), sob sistemas de manejo convencional e conservacionista. Tomando as amostras < 9,5 mm como referência, verificou-se subestimação de 2,9 a 15,7 % no C-FLO quando utilizadas amostras < 2,0 mm, a qual foi mais expressiva nos sistemas conservacionistas de manejo de solo e positivamente correlacionada com os teores de C no solo (r = 0,92, p < 0,04), massa de macroagregados > 2 mm (r = 0,90, p < 0,02) e índice de estabilidade de agregados (r = 0,94, p < 0,01). Em três dos cinco solos estudados, o uso de amostras < 2,0 mm levou à conclusão errônea de que os sistemas conservacionistas de manejo do solo não são efetivos na proteção física da MO do solo. Em estudos da proteção física da MO intra-agregados indica-se o uso da peneira de malha de 9,5 mm no preparo da amostra ou, alternativamente, da mesma malha da peneira empregada na preparação de amostras para avaliação da estabilidade de agregados, usualmente 8 mm ou maior.

    Abstract in English:

    Density fractionation is an important tool to determine the physical protection of organic matter within soil aggregates, but results may be affected by the mesh size used to sieve soil samples. The hypothesis of this study is that in comparison to 9.5 mm sieve, sieving through 2 mm mesh results in excessive soil disaggregation by releasing organic matter originally protected within aggregates and consequently leads to underestimations of the carbon content in the occluded light fraction (OLF-C) and of the magnitude of physical protection of organic matter within soil aggregates. Soil samples (0-5 cm) of five Brazilian soils under long-term experiments (9-18 yrs) were collected in the regions Center West (4 soils) and South (1 soil), under conventional and conservation soil management systems. Based on < 9.5 mm soil samples as reference, an underestimation of 2.9-15.7% of the OLF-C pool was observed in comparison to < 2.0 soil samples mm. This effect was more pronounced for conservation soil management systems and positively correlated with soil organic C content (r = 0.92, p < 0.04), macroaggregate mass > 2 mm (r = 0.90, p < 0.02) and aggregate stability index (r = 0.94, p < 0.01). In three of the evaluated soils, the use of < 2.0 mm soil samples led to the erroneous conclusion that conservation soil management systems are not efficient to stabilize organic matter within soil aggregates. Therefore, a mesh size of 9.5 mm is indicated to evaluate the physical protection of organic matter in aggregates, or alternatively, the sieves used to prepare soil samples for aggregate stability analysis, i.e., usually greater than 8 mm.
  • Complexometric titration with potenciometric indicator to determination of calcium and magnesium in soil extracts¹

    Pereira, Claudia Mara; Neiverth, Cristhiane Anete; Maeda, Shizuo; Guiotoku, Marcela; Franciscon, Luziane

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho foi proposto um método para determinar de forma direta e simultânea a quantidade de Ca2+ e Mg2+ trocáveis presente em extratos de solos, empregando-se eletrodo íon seletivo de Ca e titulação complexométrica (EIS-TC). Os resultados dessas determinações foram comparados aos dados obtidos por meio de técnicas analíticas convencionais de Titulação Complexométrica (TC) e Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS). Não houve diferenças significativas nas determinações dos íons Ca2+ e Mg2+ em relação aos métodos TC e FAAS, com 95 % de confiança. Adicionalmente, o método apresentou melhor precisão e exatidão quando seus resultados foram comparados aos do Controle Interlaboratorial (CI).

    Abstract in English:

    This study proposes a method of direct and simultaneous determination of the amount of Ca2+ and Mg2+ present in soil extracts using a Calcium Ion-Selective Electrode and by Complexometric Titration (ISE-CT). The results were compared to those obtained by conventional analytical techniques of Complexometric Titration (CT) and Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS). There were no significant differences in the determination of Ca2+ and Mg2+ in comparison with CT and FAAS, at a 95 % confidence level. Additionally, results of this method were more precise and accurate than of the Interlaboratorial Control (IC).
  • Effect of 15n-labeled hairy vetch and nitrogen fertilization on maize nutrition and yield under no-tillage¹ Soil Use and Manegement

    Almeida Acosta, José Alan de; Amado, Telmo Jorge Carneiro; Neergaard, Andreas de; Vinther, Mads; Silva, Leandro Souza da; Silveira Nicoloso, Rodrigo da

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho foi avaliada, por meio de técnicas isotópicas, a contribuição da ervilhaca (Vicia villosa Roth) utilizada como cultura de cobertura na nutrição e produtividade do milho sob sistema plantio direto. Para isso, três estudos foram conduzidos: estimativa da fixação biológica de nitrogênio (FBN) na ervilhaca; avaliação da taxa de liberação de nitrogênio (N) da fitomassa da ervilhaca quando mantida na superfície do solo; e estimativa do 15N recuperado pelo milho da ervilhaca isotopicamente marcada sob três taxas de fertilização mineral do milho. O experimento foi conduzido durante dois anos. O solo é um Argissolo Vermelho distrófico no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (Acrisol no sistema da FAO). As parcelas principais mediam 5 x 12 m e tinham dois níveis de aporte de resíduos de ervilhaca (50 e 100 % da produção da parte aérea de fitomassa). As subparcelas mediam 1,8 x 2,2 m. A FBN da leguminosa empregada como cultura de cobertura foi, em média, de 72,4 %, com aporte anual de 130 kg ha-1 de N atmosférico. A liberação do N da fitomassa da ervilhaca foi rápida, com aproximadamente 90 % do total liberado ocorrendo nas primeiras quatro semanas após o corte e deposição dos resíduos. A recuperação do 15N da ervilhaca pelo milho foi baixa: em média, 12,3 %. Embora a ervilhaca não tenha sido diretamente a principal fonte nitrogenada do milho, a produtividade obtida, sem adubação mineral, alcançou 8,2 Mg ha-1. Foi observado aparente sinergismo entre o aporte de ervilhaca e a dose de 60 kg ha-1 de adubação mineral, confirmando os benefícios da integração da adubação orgânica com a inorgânica como fontes de N no plantio direto de milho.

    Abstract in English:

    This study evaluated the effect of hairy vetch (Vicia villosa Roth) as cover crop on maize nutrition and yield under no tillage using isotope techniques. For this purpose, three experiments were carried out: 1) quantification of biological nitrogen fixation (BNF) in hairy vetch; 2) estimation of the N release rate from hairy vetch residues on the soil surface; 3) quantification of 15N recovery by maize from labeled hairy vetch under three rates of mineral N fertilization. This two-year field experiment was conducted on a sandy Acrisol (FAO soil classification) or Argissolo Vermelho distrófico arênico (Brazilian Soil Classification), at a mean annual temperature of 18 ºC and mean annual rainfall of 1686 mm. The experiment was arranged in a double split-plot factorial design with three replications. Two levels of hairy vetch residue (50 and 100 % of the aboveground biomass production) were distributed on the surface of the main plots (5 x 12 m). Maize in the sub-plots (5 x 4 m) was fertilized with three N rates (0, 60, and 120 kg ha-1 N), with urea as N source. The hairy vetch-derived N recovered by maize was evaluated in microplots (1.8 x 2.2 m). The BFN of hairy vetch was on average 72.4 %, which represents an annual input of 130 kg ha-1 of atmospheric N. The N release from hairy vetch residues was fast, with a release of about 90 % of total N within the first four weeks after cover crop management and soil residue application. The recovery of hairy vetch 15N by maize was low, with an average of 12.3 % at harvest. Although hairy vetch was not directly the main source of maize N nutrition, the crop yield reached 8.2 Mg ha-1, without mineral fertilization. There was an apparent synergism between hairy vetch residue application and the mineral N fertilization rate of 60 kg ha-1, confirming the benefits of the combination of organic and inorganic N sources for maize under no tillage.
  • Selenato e selenito na produção, nutrição mineral e biofortificação com selênio em cultivares de alface¹ Uso e Manejo do Solo

    Ramos, Sílvio Júnio; Faquin, Valdemar; Almeida, Hilário Júnior de; Ávila, Fabrício William; Guilherme, Luiz Roberto Guimarães; Bastos, Carla Elisa Alves; Ávila, Patrícia Andressa

    Abstract in Portuguese:

    O selênio (Se) é um importante elemento ligado a processos fisiológicos na planta, microrganismos, animais e seres humanos. No entanto, para as plantas, seu modo de ação e sua essencialidade são ainda motivos de controvérsia. No Brasil, é relevante a falta de informações sobre o Se nas culturas agrícolas, havendo ainda indicativo de baixa ingestão desse elemento pela população. Assim, este estudo objetivou avaliar a influência da aplicação de selenato e selenito na biofortificação com Se e o efeito dessas formas de Se nos teores de macro e micronutrientes em cultivares de alface. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 3 x 2, sendo cinco cultivares de alface (Maravilha de Verão, Rafaela, Great Lakes, Veneranda e Vera), três concentrações de Se (0, 10 e 20 μmol L-1) e duas formas de Se (selenato e selenito), com quatro repetições. Os resultados encontrados mostram que, para o cultivo de alface em solução nutritiva, o selenato foi mais indicado para a biofortificação com Se, enquanto o selenito mostrou ser mais tóxico. A aplicação do selenato resultou em aumento no teor de S na parte aérea, enquanto o selenito reduziu o teor de P, e ambas as formas de Se diminuíram os teores de micronutrientes. Entre as cultivares de alface, não se observou variação genotípica para o teor de Se, e pequena variação foi verificada para produção de matéria seca da parte aérea e teores de S, Mg, Mn e Fe.

    Abstract in English:

    Selenium is an important antioxidant element associated with physiological processes in plants, microorganisms, animals, and humans. However, its mode of action and essentiality in plants are still disputed. In Brazil, information on Se in agricultural crops is extremely scarce, though there are indications that low levels of Se are being consumed by the population. The objective of this study was to evaluate the effect of selenate and selenite on yield, mineral nutrition and biofortification with Se of lettuce cultivars. The experiment was arranged in a completely randomized factorial design 5 x 3 x 2, with five lettuce cultivars (Maravilha de Verão, Rafaela, Great Lakes, Veneranda, and Vera), three Se concentrations (0, 10 and 20 μmol L-1) and two forms of Se (selenate and selenite), with four replicates. Results indicate that selenate application is more appropriate for biofortification of lettuce cultivars, while the effect of selenite proved to be more toxic. The application of selenate results in increased S shoot concentrations, while selenite reduced P concentrations, and both Se forms decreased micronutrient concentrations. No genotypic variation among lettuce cultivars was observed for Se concentration, and little variation was observed for shoot dry matter yield and S, Mg, Mn, and Fe levels.
  • Absorção de nutrientes e crescimento do arroz com suprimento combinado de amônio e nitrato¹ Uso e Manejo do Solo

    Holzschuh, Marquel Jonas; Bohnen, Humberto; Anghinoni, Ibanor; Pizzolato, Tânia Mara; Carmona, Felipe de Campos; Carlos, Filipe Selau

    Abstract in Portuguese:

    O arroz é classificado como uma planta tolerante ao amônio (NH4+) devido à predominância desse íon nos solos alagados. Entretanto, nas regiões oxidadas do solo e da rizosfera do arroz pode haver a formação de nitrato (NO3-) e esta se tornar importante fonte de N para cultura. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes proporções entre os íons NH4+ e NO3- no desenvolvimento do arroz em solução nutritiva. O experimento foi realizado em casa de vegetação no período de janeiro a fevereiro de 2008, em solução nutritiva com as seguintes proporções entre NH4+ e NO3-: 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100 na concentração de 5,0 mmol L-1 de N. Foi cultivado o genótipo IRGA 417 e avaliado o rendimento de biomassa, os teores de N, K, Ca e Mg na biomassa e na seiva do xilema. Houve toxidez por NH4+ nas proporções de 100:0 e 75:25 e por NO3- nas proporções de 25:75 e 0:100. Na proporção de 50:50 as plantas se desenvolveram normalmente. O suprimento combinado de NH4+ e NO3- aumentou a produção de biomassa em relação ao NH4+ e ao NO3- supridos isoladamente. O NH 4+ na solução reduziu os teores de Ca e Mg na biomassa, porém não influenciou o teor de N e o de K. Já na seiva do xilema houve redução nos teores de K, Ca e Mg, indicando que o NH4+ influenciou na absorção desses cátions. A quantidade total absorvida de N, K, Mg e Ca foi maior com o suprimento combinado de NH4+ e NO3-, indicando que, além de promover melhor desenvolvimento das plantas de arroz, aumenta a eficiência de absorção de nutrientes em relação ao suprimento isolado das duas formas de N.

    Abstract in English:

    Rice is classified as an ammonium (NH4+)- tolerant plant due the predominance of this ion in flooded soils. However, in the oxygenated zones of flooded soil and in the rice rhizosphere, nitrate (NO3-) can be formed and become an important nitrogen (N) source for the crop. This experiment was carried out to evaluate the effect of different ammonium:nitrate proportions on rice development in nutrient solution. The experiment was carried out in a greenhouse, from January until February 2008 in a nutrient solution with the following NH4+: NO3- proportions: 100:0, 75:25; 50:50; 25:75 and 0:100, at 5.0 mmol L-1 N. The genotype IRGA 417 was used and the biomass production, the nitrogen, calcium, magnesium and potassium contents in tissue and xylem sap were evaluated. The presence of ammonium at the proportions 100:0 and 75:25 resulted in plant toxicity, as well as for nitrate at the proportions 25:75 and 0:100. The combined supply of ammonium and nitrate increased biomass production in relation to solely NH4+ or NO3- supply. Ammonium in solution affected negatively Ca and Mg, whereas no effect was observed on N or K tissue contents. However, in the xylem sap, both K, Ca and Mg contents were affected by ammonium. The higher total absorbed quantities of N, K, Ca, and Mg and better rice development indicated that the combined supply results in higher nutrient absorption efficiency than solely ammonium or nitrate supply.
  • Adubação N-P-K e o desenvolvimento, produtividade e qualidade dos frutos do abacaxi 'gold' (MD-2) Uso e Manejo do Solo

    Guarçoni M, André; Ventura, José Aires

    Abstract in Portuguese:

    O abacaxi Gold (MD-2) tem atraído interesse no Brasil, visando à exportação. No entanto, há poucas informações científicas no País sobre o manejo nutricional dessa cultivar. O presente trabalho teve por objetivo determinar o efeito da adubação com N, P e K no estado nutricional da planta, no desenvolvimento, na produtividade e na qualidade dos frutos do abacaxi MD-2. Foram avaliados os efeitos de cinco doses de N, cinco de P2O5 e cinco de K 2O sobre as características de crescimento da folha D e do fruto, bem como sobre os teores de N, P e K das folhas D e as características de qualidade do fruto. Concluiu-se que as maiores produtividade e massa de fruto foram obtidas com a aplicação de 650,6 kg ha-1 de N e 735,9 kg ha-1 de K2O, correspondendo a 12,7 e 14,4 g/planta de N e K2O, respectivamente. Nesse caso, a indução floral deve ser recomendada quando a folha D apresentar comprimento > 75,5 cm. Os valores das características de qualidade do fruto diminuíram com a aplicação de N e aumentaram com a adição de P e K, sendo que as doses máximas de 205,8 kg ha-1 de P2O5 e 703,4 kg ha-1 de K2O corresponderam a 4,01 e 13,7 g/planta de N e K2O, respectivamente.

    Abstract in English:

    The cultivar Gold (MD-2) has attracted interest in Brazil, with a view to fresh pineapple export. However, little scientific information is available on the nutritional management of this cultivar in the country. This study aimed to determine the effect of N, P and K fertilization on the nutritional status, development, yield and fruit quality of MD-2 pineapple plants. Five doses of N; P2O5 and K2O, were studied and the leaf 'D' development, the N, P and K levels, and fruit development and quality were evaluated. The yield and fruit weight were highest after the application of 650.6 kg ha-1 N and 735.9 kg ha-1 K2O, corresponding to 12.7 and 14.4 g/ plant, respectively; in this case, flowering should be induced when the 'D' leaf length is > 75.5 cm; the fruit quality was reduced with application of N, but increased with the addition of P and K, up to a maximum of 205.8 kg ha-1 P2O5 and 703.4 kg ha-1 K2O, corresponding to 4.01 and 13.7 g/plant, respectively.
  • Produtividade, qualidade dos frutos e distribuição do sistema radicular da melancia em diferentes sistemas de cultivo Uso e Manejo do Solo

    Rocha, Marta Rodrigues da; Eltz, Flávio Luiz Foletto; Santos, Michele Silva dos; Rocha, Pedro Vanti da; Goulart, Rafael Ziani

    Abstract in Portuguese:

    A melancia é cultivada principalmente por pequenos produtores, em solos arenosos sob preparo convencional, com ocorrência de altas taxas de erosão, já que a cultura não forma dossel vegetativo capaz de cobrir inteiramente o solo. Com o objetivo de avaliar a cultura da melancia (Citrullus lanatus L.) em diferentes sistemas de cultivo, sobre um Argissolo Vermelho distrófico arênico na Depressão Central do RS, foi desenvolvido um experimento durante o ano agrícola 2008/2009 com a cultivar Crimson Sweet. Em parcelas de 48 m² e delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições, foram testados os seguintes sistemas de cultivo: preparo convencional (PC), plantio direto (PD), PD escarificado com uma haste de escarificador (PD1H), PD escarificado com duas hastes de escarificador (PD2H), PD escarificado com três hastes de escarificador (PD3H), PD escarificado com quatro hastes de escarificador (PD4H) e PD escarificado com cinco hastes de escarificador (PD5H), com espaçamento entre hastes de 0,35 m. Os dados foram comparados pelo teste de Duncan (p < 5 %). A melancia foi semeada em novembro de 2008, com espaçamento de 2,20 x 0,75 m, sobre palhada de aveia-preta (Avena strigosa). Além da produtividade de melancia, considerando os frutos comercializáveis (> 6 kg), foram determinadas a área superficial e a distribuição do sistema radicular no perfil do solo perpendicular à linha de semeadura (30 e 60 d após a semeadura). Também foram determinadas a densidade do solo e a resistência à penetração após o ciclo. No tratamento PC obteve-se a maior produtividade (126 t ha-1), diferenciando-se estatisticamente dos demais. A área total de raízes aumentou com a intensidade de mobilização e área mobilizada de solo, exceto para o tratamento PD4H. No tratamento PC, a densidade do solo não mostrou diferença em profundidade, porém nos demais tratamentos houve diferença entre a camada de 0-5 cm e as mais profundas. A resistência à penetração na camada de 0-10 cm foi menor, o que pode ter favorecido a maior concentração de raízes nessa camada.

    Abstract in English:

    The watermelon is cultivated mainly by small producers, in sandy soils under conventional tillage, with occurrence of high erosion taxes, since the crop doesn't form canopy capable to cover the soil entirely. Watermelon (Citrullus lanatus L.) was evaluated under different cultivation systems on an Ultisol in the Central Depression of RS, Brazil, in an experiment in the 2008/2009 growing season. On 48 m² plots in a randomized block design with four repetitions, the following cultivation systems were tested: conventional tillage (CT), no-tillage (NT), NT chiseled with one chisel shank (NT1S), NT chiseled with two shanks (NT2S), NT chiseled with three shanks (NT3S), NT chiseled with four shanks (NT4S), NT chiseled with five shanks (NT5S); the distance between chisel shanks was 0.35 m. Data were analyzed by the Duncan test (p < 5 %). Watermelon was sown in November 2008, in a spacing of 2.20 x 0.75 m, on black oat straw (Avena strigosa). Apart from the watermelon yield of marketable fruits (> 6 kg), the root surface area and root system distribution in the soil profile perpendicular to the sowing line were determined 30 and 60 d after sowing. Besides, some soil physical properties (soil density and resistance to penetration) were determined after the watermelon cycle. The yield was highest under CT (126 t ha-1), differing statistically from the other treatments. The total root area increased with intensity and area of soil mobilization, except in the NT4S treatment. In the CT treatment, no difference in depth was observed, but in the other treatments the 0-5 cm layer differed from the deeper layers. Resistance to penetration in the 0-10 cm layer was lower, which may be related to the higher root concentration in that layer.
  • Erosão superficial em argissolo amarelo sob cultivo perene e com pousio florestal em área de relevo montanhoso

    Mendes, Carlos André Ribeiro; Mahler, Claudio Fernando; Andrade, Aluísio Granato de

    Abstract in Portuguese:

    A Região Serrana Fluminense possui muitas nascentes de água com as maiores áreas de remanescentes da Mata Atlântica do Estado do Rio de Janeiro. Para conciliar a preservação ambiental com a intensa produção de olerícolas nessa região de relevo montanhoso, é relevante conhecer e controlar a ação nociva da erosão. Este trabalho teve como objetivo estudar as perdas de solo por erosão superficial e suas componentes hidrológicas, em uma encosta com aproximadamente 65 cm m- 1 de declividade, em tratamentos sob cultivo de olerícolas em rotação, banana e deixada sob pousio florestal por três anos. O estudo foi realizado em uma microbacia no município de Bom Jardim, instalando-se quatro parcelas experimentais com 88,0 m² (4 x 22 m) de área cada uma, para o monitoramento de perdas de solo, escoamento superficial e dinâmica da água no solo. Foi feita a caracterização do solo, determinando-se características físicas, químicas e mineralógicas. Os resultados indicaram que as maiores perdas por erosão acumulada foram registradas no período de maior precipitação, entre setembro e março, correspondendo a aproximadamente 30 t ha-1 ano-1 no tratamento sob cultivo anual e em torno de 10 t ha-1 ano-1 no tratamento com pousio florestal ainda no primeiro ano de desenvolvimento. Os atributos do solo que melhor se correlacionaram com a erosão foram a textura e o índice de estabilidade dos agregados. Constatou-se que o tempo utilizado nos cultivos e pousios pode dificultar a manutenção dos recursos naturais nesses locais, comprometendo a estabilização dessas encostas e sua vegetação.

    Abstract in English:

    The mountainside region of Rio de Janeiro (Região Serrana Fluminense) has many freshwater springs and the State´s largest remaining area of Atlantic Rainforest. It is important to know and control the harmful effects of soil erosion in order to harmonize environmental preservation with the intensive vegetable production in this mountain region. The purpose of this paper was to study soil loss by erosion and the hydrological components in an area with a slope gradient of 65 cm m-1. The study area consisted of plots with vegetable production in a rotation system, with banana and of a five-year-old forest fallow in a small watershed of the municipality of Bom Jardim. Three experimental plots of 88.0 m² each (4 x 22 m) were installed to monitor soil loss, runoff and soil water dynamics. Soil characterization was performed by physic, chemical and mineralogy analysis. The highest soil erosion loss was recorded in the critical period between September and March, with approximately 30t ha-1 yr-1 from the annual crops and 10 t ha-1 yr-1 from forest fallow in the first year of development. The soil properties that correlated best with erosion were texture and the soil aggregate stability index. It was concluded that the time of soil use for vegetable cultivation and forest fallow can affect the maintenance of natural resources in this area, reducing slope stability and accelerating the erosive processes.
  • Recovery of soil physical properties by green manure, liming, gypsum and pasture and spontaneous native species¹

    Santos Batista Bonini, Carolina dos; Alves, Marlene Cristina

    Abstract in Portuguese:

    O uso inadequado pode degradar os recursos naturais, sobretudo o solo. Práticas visando à recuperação de solos degradados têm recebido mais atenção nos últimos anos, por meio do uso de adubos orgânicos, correção do solo e implantação de espécies adequadas às condições adversas. Nesse sentido, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de investigar a recuperação das propriedades físicas de um Latossolo Vermelho degradado devido à construção de usina hidrelétrica. Na área estudada, foi retirada uma camada de solo de aproximadamente 8 m de espessura, com o uso de máquinas pesadas, o que causou compactação do solo, caracterizando alto grau de degradação. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com nove tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: 1-solo mobilizado pelo preparo (para se obter o efeito mecânico da mobilização em todos os tratamentos) e sem plantio, deixando a ocorrência de vegetação espontânea; 2-mucuna-preta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy); 3-guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp) até 1994, sendo depois substituído por feijão-de-porco (Canavalia ensiformis (L.) DC); 4-calcário+mucuna-preta; 5-calcário+guandu até 1994, sendo depois substituído por feijão-de-porco; 6-calcário+gesso+mucuna-preta; 7-calcário+gesso+guandu até 1994, sendo depois substituído por feijão-de-porco; e, para controle, duas testemunhas, sendo: 8-vegetação nativa de Cerrado e 9-solo exposto (sem mobilização pelo preparo e sem plantio), deixado nas condições naturais e, nessa situação, sem vegetação espontânea. Nos tratamentos 1 a 7 o solo foi mobilizado pelo preparo. Os tratamentos foram instalados em 1992 e permaneceram por sete anos, até que em 1999 implantou-se Brachiaria decumbens em todas as parcelas experimentais. Após 17 anos de implantados os tratamentos descritos, foram avaliadas as propriedades: macroporosidade, microporosidade, porosidade total, densidade do solo e estabilidade de agregados nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, resistência do solo à penetração e umidade do solo (0,00-0,15 e 0,15-0,30 m). Com relação às plantas, foram avaliados a massa seca da braquiária e o crescimento das espécies arbóreas nativas que surgiram espontaneamente nas parcelas experimentais, sendo notadas a partir de 2006. Os resultados foram analisados efetuando-se a análise de variância e o teste de Tukey a 5 % para comparação de médias. Todos os tratamentos adotados, com exceção do solo exposto (sem intervenção para a sua recuperação), estão recuperando as propriedades físicas do solo degradado. A macroporosidade, densidade do solo e porosidade total foram bons indicadores da qualidade do solo. A ocorrência de espécies nativas espontâneas foi um indicativo do processo de recuperação do solo, e a espécie Machaerium acutifolium Vogel foi a mais adaptada, pelo maior número de plantas e maior desenvolvimento; a produção de massa seca de Brachiaria decumbens no solo em recuperação foi semelhante à do solo sob condição natural, atestando a sua recuperação.

    Abstract in English:

    Inadequate usage can degrade natural resources, particularly soils. More attention has been paid to practices aiming at the recovery of degraded soils in the last years, e.g, the use of organic fertilizers, liming and introduction of species adapted to adverse conditions. The purpose of this study was therefore to investigate the recovery of physical properties of a Red Latosol (Oxisol) degraded by the construction of a hydroelectric power station. In the study area, a soil layer about 8m thick had been withdrawn by heavy machines leading not only to soil compaction, but resulting in high-degree degradation. The experiment was arranged in a completely randomized design with nine treatments and four replications. The treatments consisted of: 1- soil mobilization by tilling (to ensure the effect of mechanical mobilization in all treatments) without planting, but growth of spontaneous vegetation; 2- Black velvet bean (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy); 3- Pigeonpea (Cajanus cajan (L.) DC); 4- Liming + black velvet bean; 5-Liming + pigeonpea until 1994, when replaced by jack bean (Canavalia ensiformis); 6- Liming + gypsum + black velvet bean; 7- Liming + gypsum + pigeonpea until 1994, when replaced by jack bean; and two controls as reference: 8- Native Cerrado vegetation and 9- bare soil (no tilling and no planting), left under natural conditions and in this situation, without spontaneous vegetation. In treatments 1 through 7, the soil was tilled. Treatments were installed in 1992 and left unmanaged for seven years, until brachiaria (Brachiaria decumbens) was planted in all plots in 1999. Seventeen years after implantation, the properties soil macroporosity, microporosity, total porosity, bulk density and aggregate stability were assessed in the previously described treatments in the soil layers 0.00-0.10; 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m, and soil Penetration Resistance and soil moisture in 0.00-0.15 and 0.15-0.30 m. The plants were evaluated for: brachiaria dry matter and spontaneous growth of native tree species in the plots as of 2006. Results were analyzed by variance analysis and Tukey´s test at 5 % for mean comparison. In all treatments, except for the bare soil (no recovery measures), ongoing recovery of the degraded soil physical properties was observed. Macroporosity, soil bulk density and total porosity were good soil quality indicators. The occurrence of spontaneous native species indicated the soil recovery process. The best adapted species was Machaerium acutifolium Vogel, with the largest number of plants and most advanced development; the dry matter production of B. decumbens in recovering soil was similar to normal conditions, evidencing soil recovery.
  • Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogênio em latossolo de cerrado com a sucessão soja-milho

    Souza Nunes, Rafael de; Castro Lopes, André Alves de; Sousa, Djalma Martinhão Gomes de; Carvalho Mendes, Ieda de

    Abstract in Portuguese:

    Os estoques de C e N no solo são determinados pelo balanço entre adição e perda no sistema, sendo o preparo do solo e o sistema de culturas determinantes nesse processo. Este estudo teve por objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo do solo baseados em sistemas de preparo, plantas de cobertura e adubação fosfatada nos estoques de C e N em frações físicas da matéria orgânica do solo e na biomassa e respiração microbiana em um solo cultivado por 11 anos na sucessão soja-milho. O experimento foi iniciado em 1999 em um Latossolo Vermelho argiloso com teor de P adequado para obtenção de 80 a 90 % de rendimentos potenciais de culturas anuais. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com parcelas divididas, tendo três sistemas de manejo baseados em preparo do solo e plantas de cobertura (sistema de preparo convencional com milheto, sistema plantio direto com milheto e sistema plantio direto com mucuna-preta) nas parcelas e duas doses de P (0 e 100 kg ha-1 ano-1 de P2O5 na forma de superfosfato triplo, aplicados no sulco de semeadura) nas subparcelas. Amostras de solo foram retiradas no enchimento de grãos da soja (março de 2010), nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, e submetidas ao fracionamento físico da matéria orgânica do solo e a análises microbianas. O sistema plantio direto promoveu estratificação de C orgânico e N total, enquanto o preparo convencional promoveu distribuição mais homogênea na camada de 0 a 20 cm de profundidade. A adubação fosfatada por 11 anos promoveu acúmulo de C orgânico e N total em solos com adequada disponibilidade inicial de P, com relação àquele que não recebeu adubação com P, independentemente do sistema de preparo e das plantas de cobertura. O sistema plantio direto apresentou maior estoque de C orgânico e N total, maior C biomassa microbiana e menor respiração microbiana em relação ao sistema de preparo convencional, ambos tendo o milheto como planta de cobertura. Quando sob plantio direto, maior estoque de C orgânico e N total, semelhante C biomassa microbiana e maior respiração microbiana foram obtidos com o milheto como planta de cobertura, em relação à mucuna. A taxa de conversão do C adicionado pelas culturas em C orgânico do solo foi de 4,0, 8,2 e 14,3 % para sistema de preparo convencional com milheto, sistema plantio direto com milheto e com mucuna, respectivamente.

    Abstract in English:

    Carbon and N stocks in soils are determined by the balance between addition and losses, and tillage and cropping systems are decisive in this process. This study aimed to evaluate the effect of soil management systems based on tillage, cover crops and P fertilization on C and N stocks in physical fractions of the soil organic matter and on microbial biomass and respiration in a soil after 11 years under soybean-maize rotation. The experiment was initiated in 1999 in an Oxisol with adequate level of available P to obtain form 80 to 90 % of potential yields of annual crops. The experiment was arranged in a split-plot design in randomized blocks, with three management systems based on soil tillage and cover crop (conventional tillage with pearl millet, no-tillage with pearl millet and no-tillage with velvet bean) assigned to the main plots and two P levels (0 and 100 kg ha-1 yr-1 of P2O5 as triple superphosphate applied at sowing) in subplots. Soil samples were collected at the grain filling stage of soybean (March 2010), from the soil layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm, and subjected to physical fractionation of organic matter and microbial analysis. The no-tillage system resulted in stratification of organic C and N while conventional tillage resulted in a more homogeneous distribution in the 0-20 cm layer. Phosphorus fertilization for 11 years led to an accumulation of organic C and N in the soil, regardless of tillage and cover crop systems. Higher stocks of organic C and total N, higher microbial biomass C and lower microbial respiration were found under no-tillage than conventional tillage, both with pearl millet as cover crop. In the no-tillage systems, greater stocks of organic C and total N, similar microbial biomass C and higher microbial respiration were found with pearl millet as cover crop compared to velvet bean. The conversion rate of C added by crops to soil organic C was 4.0, 8.2 and 14.3 % for conventional tillage with pearl millet and no-tillage with pearl millet and with velvet bean, respectively.
  • Erosão hídrica em campo nativo sob diversos manejos: perdas de água e solo e de fósforo, potássio e amônio na água de enxurrada

    Bertol, Ildegardis; Gobbi, Ederson; Barbosa, Fabrício Tondello; Paz-Ferreiro, Jorge; Gebler, Luciano; Ramos, Júlio César; Souza Werner, Romeu de

    Abstract in Portuguese:

    Os campos nativos do sul do Brasil são utilizados para o pastejo de bovinos e ovinos. Após o verão, no início da estação fria, a fitomassa excedente do pastejo seca, sendo comum sua queima para facilitar o rebrote da pastagem na primavera. No entanto, a queima da fitomassa mineraliza nutrientes e deixa o solo descoberto, potencializando a erosão hídrica. Este trabalho teve o objetivo de quantificar as perdas totais de água e solo e os teores de P, K e NH4+ na água da enxurrada, em campo nativo sobre um Latossolo Bruno aluminoférrico típico. Foram estudados os tratamentos: campo nativo sem queima e sem adubo; campo nativo sem queima e com superfosfato triplo; campo nativo com queima e sem adubo; e campo nativo com queima e com superfosfato triplo. Sobre as parcelas, com 11 m de comprimento, na direção do declive, e 3,5 m de largura, aplicou-se uma chuva simulada com intensidade de 75 mm h-1 e duração de 3 h. A queima influenciou a erosão hídrica e as perdas de nutrientes. A queima da fitomassa do campo nativo diminuiu os tempos de início e pico da enxurrada e a infiltração de água no solo, bem como aumentou a taxa máxima de enxurrada, as perdas de água e solo por erosão hídrica e os teores e as perdas totais de P, K e NH4+ na água de enxurrada, em relação à ausência da queima. A concentração de sedimentos na enxurrada foi maior no tratamento com queima da fitomassa do que no sem queima. O maior e o menor valor da concentração de sedimentos ocorreram em menor tempo de duração do escoamento superficial no tratamento com queima do que no tratamento sem queima, contribuindo para que a perda total de solo fosse 8,9 vezes maior com a queima do que sem a queima do campo. O teor e a perda total de P na água da enxurrada foram maiores no tratamento com adubo fosfatado do que no tratamento sem adubo, tanto no tratamento com queima da fitomassa quanto no sem queima. Para o K e o NH4+, os teores e as perdas totais foram maiores no tratamento com queima do que no sem queima. O modelo exponencial do tipo y = ae-bx ajustou-se aos teores de P, K e NH4+ na água da enxurrada, em relação ao tempo de ocorrência do escoamento superficial (p < 0,01).

    Abstract in English:

    Native pastures in southern Brazil are used for cattle and sheep grazing. The forage offer in the spring-summer season is greater than the animal requirement, so the forage left over is usually burned. Pasture burning mineralizes nutrients and leaves the soil bare, triggering water erosion. This study aimed to quantify total soil and water losses and P, K and NH4+ contents in the runoff water from an Oxisol with native pasture. In the treatments, the native pastures, were i) unburned and unfertilized, ii) unburned and P-fertilized, iii) burned and unfertilized, and iv) burned and P-fertilized. Rain was simulated at an intensity of 75 mm h-1 and duration of 3 h on the plots (11 m long along the slope and 3.5 m wide). Burning of the native vegetation decreased the times until runoff began and peaked and reduced soil water infiltration, but increased the maximum runoff rate, soil and water losses by water erosion and the P, K and NH4+ concentration and total losses in the runoff water, compared to no burning. The runoff sediment concentration was higher in the treatment with vegetation burning than without. The highest and lowest values of sediment concentration were detected after a shorter runoff period in the treatment with vegetation burning than in that without, which is related to the 8.9 times higher total soil loss from burnt than from unburnt grassland. The P concentration and total loss in the runoff water were higher in the treatment with than without phosphate fertilizer, in the treatment with burning as well as that without. For K and the NH4+ , the concentration and total losses were higher in the treatment with burning than in that without. Phosphorus, K and NH4+ concentration in the runoff water fit the exponential model y = ae-bx in relation to runoff duration (p < 0.01).
  • Calibração e validação da equação universal de perda de solos modificada (MUSLE) utilizando dados hidrossedimentológicos locais

    Silva, Celina Rubiano da; Chaves, Henrique Marinho Leite; Camelo, Ana Paula

    Abstract in Portuguese:

    Modelos hidrossedimentológicos são úteis na análise ambiental de bacias hidrográficas não monitoradas. Entretanto, para que as suas predições sejam confiáveis, é necessário que os modelos sejam adequadamente calibrados e validados para as condições locais. O objetivo do presente trabalho foi calibrar o coeficiente a da MUSLE para as condições da bacia do ribeirão Pipiripau, usando dados hidrossedimentológicos locais, bem como validar a equação calibrada, com uma série de dados diferente da usada na calibração. O coeficiente a da MUSLE foi calibrado por meio do ajuste entre os valores observados e calculados de aporte de sedimento de eventos individuais, correspondentes ao período entre 1999 e 2005, usando dados hidrológicos (Q e q p) observados. Para validação do modelo calibrado, a série usada correspondeu aos anos de 1998 e 2006-2009 (N.A.: dados corretos, ver p. 12), onde apenas os dados pluviométricos locais e os fatores CN, K, L, S, C e P da bacia, previamente obtidos, foram usados. Os resultados indicam que a MUSLE calibrada apresenta melhor acurácia na estimativa do aporte de sedimento total anual (R² = 0,68 e E = 0,61) do que em nível mensal (R² = 0,44 e E = 0,43). Como o coeficiente de ajuste a da MUSLE foi proporcional ao volume de precipitação pluvial anual, este poderá ser usado para melhorar as predições do modelo.

    Abstract in English:

    Hydro-sedimentologic models are useful in the environmental analysis of unmonitored watersheds. However, the models must be calibrated and validated for accurate predictions. The objective of this study was to calibrate MUSLE for the conditions of the Piripipau river basin (Brazil), using hydrologic and sedimentologic data from 1999 to 2005, and to validate the calibrated model with another data set (1998, 2006-2009). MUSLE's a coefficient was calibrated fitting observed and calculated sediment yield values of individual events, using observed hydrologic data (Q and q p). In the validation stage of the calibrated model, only observed rain gauge data and previously obtained CN, K, L, S, C, and P values of the watershed were used. Results indicate that the calibrated MUSLE fit better to total annual sediment yields (R² = 0.68 and E = 0.61) than monthly Y values (R² = 0.44 and E = 0.43). Since coefficient a was directly related to the annual precipitation volume, it can be used to improve MUSLE predictions.
  • Tolerância e potencial fitorremediador de Stizolobium aterrimum associada ao fungo micorrízico arbuscular Glomus etunicatum em solo contaminado por chumbo

    Souza, Lucas Anjos de; Andrade, Sara Adrián López de; Souza, Sarah Caroline Ribeiro de; Schiavinato, Marlene Aparecida

    Abstract in Portuguese:

    A poluição do solo com metais pesados tem aumentado significativamente nos últimos anos, devido à ação antrópica. Diversas técnicas podem ser utilizadas para reverter ou minimizar a condição de contaminação do solo, porém muitas delas são prejudiciais ao solo. Uma alternativa é a utilização da fitorremediação, já que as plantas possuem a capacidade de absorver elementos do solo e, dessa maneira, promover sua descontaminação com teores excessivos de metais e outros elementos potencialmente tóxicos. A associação de plantas com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) pode influenciar a absorção desses elementos. Com o objetivo de avaliar o potencial fitorremediador de plantas de Stizolobium aterrimum associadas ou não a FMAs em solos com concentrações crescentes de Pb, realizou-se um experimento sob condições de casa de vegetação, em esquema fatorial 4 x 2. Os tratamentos consistiram na adição de quatro doses de Pb (0, 250, 500 e 1.000 mg dm-3) e da inoculação ou não de FMA. Os resultados mostraram que a planta foi tolerante ao Pb nas doses utilizadas. A associação com FMA não influenciou a absorção de Pb pela planta. No entanto, a micorrização influenciou a fixação biológica de N2, observando-se maior atividade da enzima nitrogenase em plantas micorrizadas. Apesar dos bons resultados obtidos com relação à tolerância dessa planta ao Pb, mais estudos precisam ser realizados acerca da absorção desse elemento, principalmente em solo multicontaminado, que é a realidade encontrada em sistemas poluídos.

    Abstract in English:

    Heavy metal pollution of soils has increased significantly in the last years owing to anthropic action. Several techniques can be used to revert or to minimize soil contamination, although many of these techniques are harmful to the soil. An alternative is to use a new technique, called phytoremediation, based on the ability of plants to take up elements from soils with excessive high levels of metals or of other potentially toxic elements and thus contribute to soil decontamination. The inoculation of plants with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can influence the absorption of these elements. The phytoremediation potential of Stizolobium aterrimum plants with or without AMF in soils with increasing lead concentrations was evaluated in a greenhouse experiment, in a 4 x 2 factorial design. The treatments consisted of the addition of four Pb rates (0, 250, 500 and 1000 mg dm-3) to the soil where black velvet bean plants associated or not with Glomus etunicatum AMF where grown. The results showed that black velvet bean was Pb tolerant at the tested rates. The association with AMF did not influence the Pb plant uptake. However, the mycorrhiza influenced biological nitrogen fixation by increasing the activity of the enzyme nitrogenase in mycorrhizal plants. Despite the good results obtained in relation to Pb tolerance of black velvet bean, further studies on the uptake of this element are needed, above all in the case of multicontaminated soils, as actually observed in polluted systems.
  • Plant availability of trace elements in sewage sludge-treated soils: methodology¹

    Marchi, Giuliano; Guilherme, Luiz Roberto Guimarães; Chang, Andrew C

    Abstract in Portuguese:

    Com base em composições de ácidos orgânicos de exsudatos radiculares obtidos da rizosfera de plantas de milho cultivadas assepticamente, pH da rizosfera e matriz química da solução do solo, extratores sintéticos desses exsudatos foram formulados. Esses extratores, que imitam o ambiente da rizosfera, onde os elementos-traço do solo são dissolvidos e absorvidos pelas plantas, foram usados para extrair elementos-traço de solos 16 vezes sucessivas. A concentração de Zn, Cd, Ni, Cr e Cu do solo tratado com lodo de esgoto era de 71,74; 0,21; 15,90; 58,12; e 37,44 mg kg-1, respectivamente. Os exsudatos radiculares sintéticos foram constituídos pelos ácidos orgânicos acético, butírico, glutárico, lático, maleico, propiônico, pirúvico, succínico, tartárico e valérico. A concentração das misturas de ácidos orgânicos foi de 0,05 e de 0,1 mol L-1 de -COOH. Os elementos-traço removidos pelas extrações sucessivas podem ser usados para representar a disponibilidade desses elementos para as plantas nesses solos. A especiação química dos elementos-traço na fase líquida foi calculada. Os resultados mostraram que os elementos-traço em solos tratados com lodo de esgoto foram dissolvidos e formaram complexos solúveis com os diferentes exsudatos radiculares baseados em ácidos orgânicos. Os ligantes orgânicos mais reativos foram lactato, maleato, tartarato e acetato. Os ligantes inorgânicos cloreto e sulfato tiveram papel insignificante na dissolução dos elementos-traço. Com exceção de Cd, íons livres não foram importantes espécies químicas de elementos-traço na rizosfera do solo. Como diferentes elementos-traço formaram complexos solúveis com diferentes ligantes na rizosfera, nenhum extrator, baseado em apenas um reagente, poderia ser capaz de recuperar todos os elementos-traço potencialmente disponíveis do solo; as misturas de ácidos orgânicos baseados em exsudatos testados neste estudo podem ser mais adequadas para recuperar os elementos-traço do solo potencialmente disponíveis para as plantas do que os extratores convencionais.

    Abstract in English:

    Synthetic root exudates were formulated based on the organic acid composition of root exudates derived from the rhizosphere of aseptically grown corn plants, pH of the rhizosphere, and the background chemical matrices of the soil solutions. The synthetic root exudates, which mimic the chemical conditions of the rhizosphere environment where soil-borne metals are dissolved and absorbed by plants, were used to extract metals from sewage-sludge treated soils 16 successive times. The concentrations of Zn, Cd, Ni, Cr, and Cu of the sludge-treated soil were 71.74, 0.21, 15.90, 58.12, and 37.44 mg kg-1, respectively. The composition of synthetic root exudates consisted of acetic, butyric, glutaric, lactic, maleic, propionic, pyruvic, succinic, tartaric, and valeric acids. The organic acid mixtures had concentrations of 0.05 and 0.1 mol L-1 -COOH. The trace elements removed by successive extractions may be considered representative for the availability of these metals to plants in these soils. The chemical speciation of the metals in the liquid phase was calculated; results showed that metals in sludge-treated soils were dissolved and formed soluble complexes with the different organic acid-based root exudates. The most reactive organic acid ligands were lactate, maleate, tartarate, and acetate. The inorganic ligands of chloride and sulfate played insignificant roles in metal dissolution. Except for Cd, free ions did not represent an important chemical species of the metals in the soil rhizosphere. As different metals formed soluble complexes with different ligands in the rhizosphere, no extractor, based on a single reagent would be able to recover all of the potentially plant-available metals from soils; the root exudate-derived organic acid mixtures tested in this study may be better suited to recover potentially plant-available metals from soils than the conventional extractors.
  • Chemical and microbiological attributes of an oxisol treated with successive applications of sewage sludge¹

    Bueno, José Rafael Pires; Berton, Ronaldo Severiano; Silveira, Adriana Parada Dias da; Chiba, Marcio Koiti; Andrade, Cristiano Alberto de; Maria, Isabella Clerici De

    Abstract in Portuguese:

    Estudos realizados com lodo de esgoto (LE) têm demonstrado o potencial desse resíduo como fertilizante e, ou, condicionador do solo em áreas agrícolas. Apesar das restrições quanto ao conteúdo de elementos potencialmente tóxicos (EPT), como os metais pesados, e de patógenos, a aplicação de LE com baixos teores de EPT e devidamente higienizado poderá melhorar os atributos químicos e microbiológicos do solo. Em um Latossolo Vermelho com caráter férrico cultivado com milho, avaliaram-se as alterações nos atributos químicos e microbiológicos do solo em dois tratamentos com LE aplicado sucessivamente por sete anos: na dose recomendada para suprir o N requerido pela cultura do milho e no dobro da dose recomendada, bem como em um tratamento com adubação mineral. Foram coletadas amostras compostas de solo, na profundidade de 0-0,20 m, para determinação de atributos químicos (C-orgânico, pH, P, K, Ca, Mg, CTC, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Ni e Pb) e microbiológicos (respiração basal, atividade microbiana, C da biomassa microbiana, quociente metabólico, quociente microbiano e atividade das enzimas protease e desidrogenase). A adição sucessiva de LE ao solo aumentou a disponibilidade de macro e micronutrientes para as culturas. Entretanto, na maior dose do LE houve redução significativa do pH, indicando a necessidade de correções periódicas da acidez do solo. A adição do LE causou efeito negativo sobre a atividade e biomassa da microbiota do solo. Não houve diferença significativa para a produção de grãos de milho entre os tratamentos. Após sete aplicações anuais de LE baseadas na necessidade do milho em N, os níveis de metais pesados no solo não atingiram níveis tóxicos.

    Abstract in English:

    Studies on sewage sludge (SS) have confirmed the possibilities of using this waste as fertilizer and/or soil conditioner in crop production areas. Despite restrictions with regard to the levels of potentially toxic elements (PTE) and pathogens, it is believed that properly treated SS with low PTE levels, applied to soil at adequate rates, may improve the soil chemical and microbiological properties. This study consisted of a long-term field experiment conducted on a Typic Haplorthox (eutroferric Red Latosol) treated with SS for seven successive years for maize production, to evaluate changes in the soil chemical and microbiological properties. The treatments consisted of two SS rates (single and double dose of the crop N requirement) and a mineral fertilizer treatment. Soil was sampled in the 0-0.20 m layer and analyzed for chemical properties (organic C, pH, P, K, Ca, Mg, CEC, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Ni, and Pb) and microbiological properties (basal respiration, microbial biomass activity, microbial biomass C, metabolic quotient, microbial quotient, and protease and dehydrogenase enzyme activities). Successive SS applications to soil increased the macro- and micronutrient availability, but the highest SS dose reduced the soil pH significantly, indicating a need for periodic corrections. The SS treatments also affected soil microbial activity and biomass negatively. There were no significant differences among treatments for maize grain yield. After seven annual applications of the recommended sludge rate, the heavy metal levels in the soil had not reached toxic levels.
  • Behavioral avoidance tests to evaluate effects of cattle slurry and dairy sludge application to soil¹

    Matos-Moreira, Mariana; Niemeyer, Júlia Carina; Sousa, José Paulo; Cunha, Mário; Carral, Emilio

    Abstract in Portuguese:

    A aplicação de resíduos orgânicos em solos agrícolas não está isenta de riscos e pode afetar os invertebrados do solo. Foram realizados testes ecotoxicológicos de comportamento de fuga usando minhocas e colêmbolos para avaliar os efeitos de diferentes estratégias de fertilização na qualidade do solo e na sua função de habitat. Esses testes foram realizados em solos que receberam: chorume e fertilizantes químicos - a estratégia de fertilização convencional na região; lodo adicionado à estratégia convencional; e solo-referência, não fertilizado. Ambas as estratégias de fertilização contribuíram para mitigar a acidez do solo e não contribuíram para aumento do teor em metais pesados do solo. Os resultados dos testes de fuga não mostraram efeitos negativos dessas estratégias nos organismos do solo, quando se comparam com os do solo-referência. Contudo, quando as duas estratégias de fertilização foram comparadas entre si, obtiveram-se resultados diferentes. Os colêmbolos não evitaram os solos fertilizados com lodo em nenhuma das combinações testadas. No entanto, as minhocas evitaram os solos que receberam lodo desde maio de 2004 (DS1). Possivelmente, o comportamento de fuga das minhocas é mais sensível às características do solo (que não a textura, a matéria orgânica e o teor de metais pesados) do que o dos colêmbolos.

    Abstract in English:

    The application of organic wastes to agricultural soils is not risk-free and can affect soil invertebrates. Ecotoxicological tests based on the behavioral avoidance of earthworms and springtails were performed to evaluate effects of different fertilization strategies on soil quality and habitat function for soil organisms. These tests were performed in soils treated with: i) slurry and chemical fertilizers, according to the conventional fertilization management of the region, ii) conventional fertilization + sludge and iii) unfertilized reference soil. Both fertilization strategies contributed to soil acidity mitigation and caused no increase in soil heavy metal content. Avoidance test results showed no negative effects of these strategies on soil organisms, compared with the reference soil. However, results of the two fertilization managements differed: Springtails did not avoid soils fertilized with dairy sludge in any of the tested combinations. Earthworms avoided soils treated with sludge as of May 2004 (DS1), when compared with conventional fertilization. Possibly, the behavioral avoidance of earthworms is more sensitive to soil properties (other than texture, organic matter and heavy metal content) than springtails
Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Secretaria Executiva , Caixa Postal 231, 36570-000 Viçosa MG Brasil, Tel.: (55 31) 3899 2471 - Viçosa - MG - Brazil
E-mail: sbcs@ufv.br