Availability of soil water under tillage systems, mulch management and citrus rootstocks

The increased availability of soil water is important for the management of non-irrigated orange orchards. The objective of this study was to evaluate the availability of soil water in a Haplorthox (Rhodic Ferralsol) under different tillage systems used for orchard plantation, mulch management and rootstocks in a "Pera" orange orchard in northwest Parana, Brazil. An experiment in a split-split-plot design was established in 2002, in an area cultivated with Brachiaria brizantha grass in which three tillage systems (no tillage, conventional tillage and strip-tillage) were used for orchard plantation. This grass was mowed twice a year between the rows, representing two mulch managements in the split plots (no mulching and mulching in the plant rows). The split-split-plots were represented by two rootstocks ("Rangpur" lime and "Cleopatra" mandarin). The soil water content in the plant rows was evaluated in the 0-20 cm layer in 2007 and at 0-20 and 20-40 cm in 2008-2009. The effect of soil tillage systems prior to implantation of orange orchards on soil water availability was less pronounced than mulching and the rootstocks. The soil water availability was lower when "Pera" orange trees were grafted on "Cleopatra" mandarin than on "Rangpur" lime rootstocks. Mulching had a positive influence on soil water availability in the sandy surface layer (020 cm) and sandy clay loam subsurface (20-40 cm) of the soil in the spring. The production of B. brizantha between the rows and residue disposal in the plant rows as mulch increased water availability to the "Pera" orange trees.

Spatial variability of soil physical properties in two management systems in sugarcane crop

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial da densidade do solo (Ds), teor de água no solo (θ) e porosidade total (Pt) em dois sistemas de manejo da colheita da cana-de-açúcar, com queima e sem queima, em um Latossolo Vermelho, na camada de 0-0,20 m. A área de estudo está localizada no município de Rio Brilhante-MS, na Usina Eldorado. A parcela de cada talhão apresentou malha com comprimento de 180 m e largura de 145,6 m, perfazendo 90 pontos distribuídos na forma de uma grade de nove colunas por dez linhas, com pontos distanciados 20 m de seu vizinho. Foram coletadas amostras de solo na camada de 0-0,20 m, nos anos agrícolas de 2007/2008 e 2008/2009. O sistema de colheita com queima apresentou maior densidade em relação ao mecanizado, nos dois períodos de análise. O teor de água no solo, assim como a porosidade, teve aumento proporcional com relação à diminuição da densidade do sistema de colheita com queima para com o mecanizado.

Effects of soil management systems on soil microbial activity, bulk density and chemical properties

Este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos de diferentes sistemas de uso e manejo na densidade do solo nas suas propriedades químicas e na atividade microbiana em um Latossolo Vermelho distrófico (Oxisol). As amostras de solo foram retiradas de parcelas dos seguintes tratamentos: cerrado denso preservado, pastagem de Brachiaria decumbens degradada (20 anos), plantio direto com rotação de culturas (8 anos) e sistema convencional com rotação de culturas anuais (10 anos). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com dez repetições. O uso contínuo de plantio direto resultou em mais alta taxa de C-biomassa microbiana e menor perda relativa de carbono pela respiração basal, podendo determinar, desta forma, maior acúmulo de C no solo a longo prazo. Proporcionou, ainda, melhoria na densidade aparente e nas propriedades químicas do solo. Assim, o sistema plantio direto, com manejo de culturas, mostrou ser uma alternativa para a conservação e manutenção das condições físicas e do potencial produtivo de solos de cerrado.

Nitrogen fertilization and soil management of winter common bean crop

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evaluation of soil management and use in an Ultisol in a guava orchard in comparison with a sugarcane field and native forest area

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influence of Agroforestry and Traditional Management of Maize (Zea mays L.) on Soil Fertility

The aim of the work was to evaluate soil nutrient concentration at 0-5, 5-10, and 10-20 cm in maize (Zea mays L.) grown in sequence with black oats (Avena strigosa Schreb.) under Leucaena diversifolia alley cropping agroforestry system (AFS) and traditional management system/sole crop (without trees-TS), following a randomized block design. The experiment was carried out at the Brazilian Association of Biodynamic Agriculture, in Botucatu, São Paulo, Brazil. The treatments were: control (C), chemical fertilizer (F), biomass of L. diversifolia alley cropping (B), and biomass of L. diversifolia alley cropping + chemical fertilizer (B+F). After 2 yr, it was observed that pH, organic matter, and nutrient content had a tendency to show higher values in the treatments biomass+fertilizer, biomass, and fertilizer application, in both systems. Higher values in pH, organic matter, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sum of bases, cation exchange capacity, percentage base saturation, boron, copper, and manganese tended to occur in the agroforestry system. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Magnetic susceptibility in the prediction of soil attributes in two sugarcane harvesting management systems

This study aimed to investigate the potential use of magnetic susceptibility (MS) as pedotransfer function to predict soil attributes under two sugarcane harvesting management systems. For each area of 1 ha (one with green sugarcane mechanized harvesting and other one with burnt sugarcane manual harvesting), 126 soil samples were collected and subjected to laboratory analysis to determine soil physical, chemical and mineralogical attributes and for measuring of MS. Data were submitted to descriptive statistics by calculating the mean and coefficient of variation. In order to compare the means in the different harvesting management systems it was carried out the Tukey test at a significance level of 5%. In order to investigate the correlation of the MS with other soil properties it was made the correlation test and aiming to assess how the MS contributes to the prediction of soil complex attributes it was made the multiple linear regressions. The results demonstrate that MS showed, in both sugarcane harvesting management systems, statistical correlation with chemical, physical and mineralogical soil attributes and it also showed potential to be used as pedotransfer function to predict attributes of the studied oxisol.

Productivity, Leaf Nutrient Content and Soil Carbon Stocked in Agroforestry and Traditional Management of Maize (Zea mays L.)

The aim of the work was to evaluate the productivity, leaf nutrient content and soil nutrient concentration in maize (Zea mays L.) grown in sequence with black oats (Avena strigosa Schreb.) under Leucaena diversifolia alley cropping agroforestry system (AFS) and traditional management system/sole crop (without trees-TS), after two years of cultivation following a randomized block design. The experiment was carried out in the Brazilian Association of Biodynamic Agriculture, in Botucatu—S?o Paulo, Brazil. Treatments were: control (C), chemical fertilizer application (F), biomass of L. diversifolia alley cropping application (B), biomass of L. diversifolia alley cropping + chemical fertilizer application (B + F). In the second year of management it was observed that black oat yield was higher in treatments B + F and F with significant difference in relation to the others treatments in both systems, followed by treatment B. Between systems, only treatment B showed significant difference, with higher yield value corresponding to AFS, reflecting the efficiency of AFS to promote soil fertility. Maize production presented the second year of cultivation an increasing trend in all treatments in both production systems. This result may be due to the cumulative effect of mineralization and maize straw and oats, along the experiment. How productivity was higher in the AFS system, could also be occurring effect of biological nitrogen fixation, water retention and reduction of extreme microclimate through the rows of L. diversifolia. Comparing the AFS and TS, it was observed that the concentration of N in leaf tissue was higher in the AFS treatments, probably due to nitrogen fixation performed through the rows of L. diversifolia, that is a nitrogen fixing tree species. After two years, carbon stocked in soil show higher values in the treatments biomass + fertilizer and biomass application, in both systems, AFS and TS.

Fractal dimension and anisotropy of soil CO2 emission in a mechanically harvested sugarcane production area

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Test of a microlysimeter for measurement of soil evaporation

A quantificação da evaporação do solo é requerida em estudos de balanço hídrico de culturas e em aplicações que visam a aumentar a eficiência do uso da água pelos cultivos. O objetivo deste trabalho foi testar um modelo de microlisímetro (ML) para medir a evaporação do solo em condições irrigada e não irrigada. Os MLs foram construídos utilizando tubos de PVC rígido, medindo 100 mm de diâmetro interno, 150 mm de profundidade e 2,5 mm de espessura da parede. Quatro MLs foram assentados sobre a superfície de dois lisímetros de pesagem de alta precisão conduzidos com solo nu, previamente instalados no Iapar, em Londrina-PR. Os lisímetros tinham dimensões de 1,4 m de largura, 1,9 m de comprimento e 1,3 m de profundidade, e estavam sendo conduzidos com e sem irrigação. A evaporação medida nos MLs (E ML) foi comparada com a medida nos lisímetros (E L), durante quatro períodos do ano. As diferenças entre E ML e E L foram mínimas para condições de baixa e elevada demanda atmosférica, e também para condições de solo irrigado ou não irrigado, indicado que o modelo de ML testado neste trabalho é adequado para medir a evaporação do solo.

Small relief shape variations influence spatial variability of soil chemical attributes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Terrain forms and spatial variability of soil properties in an area cultivatedwith citrus

A técnica de agricultura de precisão e a relação solo-paisagem permitem delimitar áreas para o manejo localizado, o que permite a aplicação localizada de insumos agrícolas e, consequentemente, pode contribuir para a preservação de recursos naturais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila, no contexto da relação solo-paisagem, em um Latossolo sob cultivo de citros. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, em uma área de 83,5 ha cultivada com citros, na forma de malha, com intervalos regulares de 50 m, com 129 pontos na forma de relevo côncava e 206 pontos na forma plana, totalizando 335 pontos. Os valores obtidos para as variáveis que expressam as propriedades químicas e para o teor de argila do solo foram submetidos à análise estatística descritiva e geoestatística com a modelagem de semivariogramas para a confecção de mapas de krigagem. Os valores de alcance e mapas de krigagem indicaram maiores variabilidades na forma de relevo côncava (segmento topo), quando comparada com a forma plana (segmentos meia encosta e encosta inferior). A identificação de diferentes formas de relevo mostrou-se eficiente no entendimento da variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila do solo sob cultivo de citros.

Spatial variability of soil penetration resistance influenced by season of sampling

O objetivo deste trabalho foi analizar a distribuição espacial da compactação do solo e a influência da umidade do solo na resistência à penetração. Esta última variável foi descrita pelo índice de cone. O solo estudado foi Nitossolo e os dados de índice de cone foram obtidos usando um penetrômetro. A resistência do solo foi avaliada a 5 profundidades diferentes, 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm e mais de 40 cm, porém o conteúdo de umidade do solo foi medido a 0-20 cm e 20-40 cm. As condições hídricas do solo variaram nas diferentes amostragems. Os coeficientes de variação para o índice de cone foram 16,5% a 45,8% e os do conteúdo de umidade do solo variaram entre 8,96% e 21,38%. Os resultados sugeriram elevada correlação entre a resistência do solo, estimada pelo índice de cone e a profundidade do solo. Sem embargo, a relação esperada com a umidade do solo não foi apreciada. Observou-se dependência espacial em 31 de 35 séries de dados de índice de cone e umidade do solo. Esta dependência foi ajustada por modelos exponenciais com efeito pepita variável de 0 a 90% o valor do patamar. em séries de dados o comportamento foi aleatório. Portanto, a técnica das distâncias inversas foi utilizada para cartografar a distribuição das variáveis que não tiveram estrutura espacial. Na krigagem constatou-se uma suavização dos mapas comparados com esses das distâncias inversas. A krigagem indicadora foi utilizada para cartografar a variabilidade espacial do índice de cone e recomendar melhor manejo do solo.

Fuzzy Logic and Geostatistical Techniques for Spatialization of Soil Texture in Region with Rough Terrains

From the geotechnical standpoint, it is interesting to analyse the soil texture in regions with rough terrain due to its relation with the infiltration and runoff processes and, consequently, the effect on erosion processes. The purpose of this paper is to present a methodology that provides the soil texture spatialization by using Fuzzy logic and Geostatistic. The results were correlated with maps drawn specifically for the study area. The knowledge of the spatialization of soil properties, such as the texture, can be an important tool for land use planning in order to reduce the potential soil losses during rain seasons. (c) 2011 Published by Elsevier Ltd. Selection and peer-review under responsibility of Spatial Statistics 2011

Prediction and spatial variability of soil dynamic properties in sugar cane fields of São Paulo State Brazil

The objective of this work was to model and diagnose the spatial variability of soil load support capacity (SLSC) in sugar cane crop fields, as well as to evaluate the management impact on São Paulo State soil structure. The investigated variables were: pressure preconsolidation (sigma(p)), apparent cohesion () and internal friction angle (). The conclusions from the results were that the models and spatial dependence maps constitute important tools in the prediction and location of the mechanical internal strength of soils cultivated with sugar cane. They will help future soil management decisions so that soil structure sustainability will not be compromised.