Solos do topo da Serra São José (Minas Gerais) e suas relações com o paleoclima no Sudeste do Brasil

A diversidade de ecossistemas do sudeste do Brasil nem sempre pode ser relacionada com fatores edáficos, geomorfológicos ou hidrológicos. Topos de elevações, onde os solos são caracterizados pela unicidade de material de origem, podem constituir ambiente especial para estudos de gênese de solos e datações de eventos cíclicos relacionados com a dinâmica do clima regional. Depois de um levantamento detalhado de solos no topo da Serra São José (Prados - Minas Gerais), dois perfis de solo (P1 e P2), originados de metarenitos da Formação Tiradentes e caracterizados por deposições sucessivas de camadas arenosas alternadas com camadas arenosas enriquecidas com matéria orgânica, foram estudados, com intuito de encontrar testemunhos de paleoambientes. O pequeno platô localiza-se a 1.350 m acima do nível de mar e 350 m acima do nível topográfico regional dominante. No P1, foram identificadas trinta e três camadas enriquecidas com matéria orgânica, alternadas com camadas de areia. Três camadas no P1 (20-30, 70-80 e 100-110 cm), com conteúdo de C orgânico respectivamente de 0.5, 7 e 1 dag kg-1, apresentam idades radiocarbônicas < 40, 180 ± 60 e 350 ± 80 anos AP, respectivamente, e taxas de deposição de 0,177 cm ano-1 entre 110 e 70 cm e de 0,357 cm ano-1 entre 70 e 20 cm de profundidade. No P2, as camadas enriquecidas com matéria orgânica são mais espessas (entre 10 e 130 mm) e apresentam descontinuidades abruptas. Situam-se entre 20-30, 80-90, 110-120 e 170-180 cm de profundidade, têm um conteúdo de C orgânico de 3, 2.5, 21 e 1.5 dag kg-1 e idade radiocarbônica de 3580 ± 80, 3750 ± 80, 21210 ± 180 e 24060 ± 130 anos AP, respectivamente. Suas taxas de deposição são de 0,352 cm ano-1, entre 20 e 80 cm; de 0,002 cm ano-1, entre 80 e 110 cm, e de 0,021 cm ano-1, entre 110 e 170 cm de profundidade. Nos dois perfis, a relação C/N aumenta com a profundidade e com a idade das camadas. Os teores de Ti e Zr, elementos de baixa mobilidade, são mais elevados nas camadas mais antigas dos perfis, enquanto o Cu e o Pb concentram-se nas camadas mais ricas em matéria orgânica. Um fragmento de planta de 5 cm de diâmetro e 62 cm de comprimento, situado na base de P2, foi datado de 32220 ± 290 anos AP e relacionado com o início da gênese deste perfil. Os solos do topo da Serra São José são formados a partir de metarenitos da Formação Tiradentes, sem aporte de materiais de outra litologia. A água pluvial é o principal fator que adiciona energia a este ambiente, relacionando os atributos dos solos com o clima. P1 é um solo holocênico (Neossolo Flúvico Psamítico típico), formado a partir de deposições episódicas de areia, alternadas com material enriquecido com matéria orgânica. A formação de P2 (Paleossolo) iniciou-se no Pleistoceno, prolongou-se até o Holoceno e a morfologia de suas camadas enterradas de turfa relaciona-se com a oscilação do espelho d'água de uma lagoa, decorrente de fases mais secas e mais úmidas do clima. As idades radiocarbônicas encontradas estão relacionadas com alternâncias climáticas pleistocênicas e holocênicas em P2 e holocênicas em P1. O perfil P2 está situado em um local propício para realização de estudos palinológicos, com intuito de identificar ecótipos que ocuparam a área a partir do Pleistoceno tardio, relacionando-os com os paleoclimas.

Calagem superficial e cobertura de aveia preta antecedendo os cultivos de milho e soja em sistema plantio direto

Os resíduos de plantas de cobertura podem mobilizar cátions no solo e beneficiar a ação da calagem superficial, por meio da liberação de ácidos orgânicos de baixo peso molecular da fração solúvel dos resíduos. Entretanto, faltam estudos no campo que comprovem tais efeitos em sistema plantio direto. Para avaliar as alterações químicas do solo e a resposta do milho e da soja com a aplicação de doses de calcário dolomítico na superfície (0,0, 2,5, 5,0 e 7,5 t ha-1), na ausência e na presença de cobertura de aveia preta, foi realizado um experimento em um Latossolo Vermelho distrófico textura argilo-arenosa, há cinco anos no sistema plantio direto, em Ponta Grossa (PR). As doses de calcário foram aplicadas nas parcelas em novembro de 2000 e, nas subparcelas, foram realizados dois cultivos, sem e com aveia preta em 2001 e 2002, antecedendo as culturas de milho e soja. A massa de aveia preta produzida não foi influenciada pela aplicação de calcário, tendo-se obtido aproximadamente 4 t ha-1 de matéria seca de aveia, em 2001 e 2002. A calagem também não alterou a capacidade de neutralização do hidrogênio (482 mmol c kg-1), a soma de cátions solúveis (29,5 mmol c L-1) e a condutividade elétrica (1.230 µS cm-1) do extrato de aveia. O calcário aplicado na superfície aumentou o pH, Ca2+ e Mg2+ e reduziu o Al3+ do solo até à profundidade de 10 cm. O resíduo de aveia preta mantido na superfície do solo não ocasionou benefícios à ação da calagem superficial na correção da acidez de camadas do subsolo. A calagem superficial não modificou a nutrição do milho, reduziu as concentrações de Zn e Mn nas folhas de soja e não causou alterações no rendimento de milho e soja. A cobertura de aveia preta aumentou as concentrações de P, Ca e Mg, nas folhas de milho, de N e P, nas folhas de soja, e reduziu o Mn no tecido foliar de soja. A manutenção do resíduo de aveia preta sobre a superfície do solo aumentou o rendimento de milho, mas não influiu no rendimento de soja, cultivada após o milho, no sistema plantio direto.

Spatial variability of the chemical, physical and biological properties in lowland cultivated with irrigated rice

In the areas where irrigated rice is grown in the south of Brazil, few studies have been carried out to investigate the spatial variability structure of soil properties and to establish new forms of soil management as well as determine soil corrective and fertilizer applications. In this sense, this study had the objective of evaluating the spatial variability of chemical, physical and biological soil properties in a lowland area under irrigated rice cultivation in the conventional till system. For this purpose, a 10 x 10 m grid of 100 points was established, in an experimental field of the Embrapa Clima Temperado, in the County of Capão do Leão, State of Rio Grande do Sul. The spatial variability structure was evaluated by geostatistical tools and the number of subsamples required to represent each soil property in future studies was calculated using classical statistics. Results showed that the spatial variability structure of sand, silt, SMP index, cation exchange capacity (pH 7.0), Al3+ and total N properties could be detected by geostatistical analysis. A pure nugget effect was observed for the nutrients K, S and B, as well as macroporosity, mean weighted diameter of aggregates, and soil water storage. The cross validation procedure, based on linear regression and the determination coefficient, was more efficient to evaluate the quality of the adjusted mathematical model than the degree of spatial dependence. It was also concluded that the combination of classical with geostatistics can in many cases simplify the soil sampling process without losing information quality.

Pedotransfer functions related to spatial variability of water retention attributes for lowland soils

The estimation of non available soil variables through the knowledge of other related measured variables can be achieved through pedotransfer functions (PTF) mainly saving time and reducing cost. Great differences among soils, however, can yield non desirable results when applying this method. This study discusses the application of developed PTFs by several authors using a variety of soils of different characteristics, to evaluate soil water contents of two Brazilian lowland soils. Comparisons are made between PTF evaluated data and field measured data, using statistical and geostatistical tools, like mean error, root mean square error, semivariogram, cross-validation, and regression coefficient. The eight tested PTFs to evaluate gravimetric soil water contents (Ug) at the tensions of 33 kPa and 1,500 kPa presented a tendency to overestimate Ug 33 kPa and underestimate Ug1,500 kPa. The PTFs were ranked according to their performance and also with respect to their potential in describing the structure of the spatial variability of the set of measured values. Although none of the PTFs have changed the distribution pattern of the data, all resulted in mean and variance statistically different from those observed for all measured values. The PTFs that presented the best predictive values of Ug33 kPa and Ug1,500 kPa were not the same that had the best performance to reproduce the structure of spatial variability of these variables.

In-furrow inoculation of soybean as alternative to fungicide and micronutrient seed treatment

Soybean is a major grain crop in Brazil, and yields can be considerably improved by inoculation with selected Bradyrhizobium strains. However, the incompatibility between inoculation and seed treatments with fungicides and micronutrients represents a major barrier to the achievement of high rates of biological N2 fixation. Inoculation practices that can alleviate the negative effects of agrochemicals must therefore be found and in-furrow inoculation seems to be an attractive alternative. This study reports the results of seven field experiments conducted in three growing seasons in Brazil; three in soils previously cropped with inoculated soybean (> 10(4) cells g-1 of soil of Bradyrhizobium), and four in areas where the crop was sown for the first time (< 10² cells g-1 of soil of Bradyrhizobium). The compatibility with fungicides and micronutrients was compared in seeds inoculated with peat or liquid inoculants, or treated with different doses of liquid inoculant in-furrow. In areas with established Bradyrhizobium populations, seed-applied agrochemicals did generally not affect nodulation, but also did not increase yields, while inoculation always increased N grain accumulation or yield, and N fertilizer decreased both nodulation and yield. Where soybean was sown for the first time, the seed treatment with agrochemicals affected nodulation when applied together with peat or liquid inoculant. In-furrow inoculation alleviated the effects of seed treatment with agrochemicals; the best performance was achieved with high Bradyrhizobium cell concentrations, with up to 2.5 million cells seed-1.

Sistemas de preparo do solo e culturas de cobertura na produção orgânica de feijão e milho: I - atributos físicos do solo

Há necessidade de se avaliar a contribuição de plantas de cobertura e do seu manejo na manutenção ou melhoria da qualidade física do solo em áreas sob produção orgânica. Este trabalho objetivou determinar a influência das plantas de cobertura crotalária (Crotalaria juncea), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), mucuna-preta (Mucuna aterrima), sorgo-vassoura (Sorgum technicum) e pousio nos atributos físicos de solo cultivado com feijão e milho orgânicos, sob semeadura direta (SD) e preparo convencional (PC). O trabalho foi conduzido em Santo Antônio de Goiás-GO, em Latossolo Vermelho distrófico, no delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Em novembro de 2003 foram instalados quatro experimentos, dois em SD e dois em PC, sendo um com feijão e outro com milho em cada sistema. Amostragens do solo das parcelas e de uma mata próxima aos experimentos foram realizadas em novembro de 2007, nas camadas de 0,00-0,10 e 0,10-0,20 m, para determinação do teor de matéria orgânica (MO) e de atributos físicos do solo. O uso desse solo para a produção agrícola, independentemente do sistema de preparo, resultou em redução no teor de MO e em modificações nos seus atributos físicos, aumentando sua densidade (Ds) e resistência à penetração (RP) e reduzindo a macroporosidade (Mp), porosidade total (Pt) e diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP). Entretanto, a Ds e a Mp não atingiram os valores críticos preconizados na literatura como limitantes ao desenvolvimento das culturas. Os sistemas de preparo do solo divergiram quanto ao DMP e à RP. Os atributos físicos do solo foram alterados favoravelmente pela MO. O índice S correlacionou-se com os atributos físicos do solo e com o teor de MO, mostrando-se adequado como indicador da qualidade física do solo.

Sistemas de preparo do solo e culturas de cobertura na produção orgânica de feijão e milho: II - atributos biológicos do solo

Há necessidade de se avaliar a contribuição de culturas de cobertura e do seu manejo na manutenção da qualidade biológica do solo em áreas sob produção orgânica. Este trabalho objetivou determinar a influência das plantas de cobertura crotalária (Crotalaria juncea), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), mucuna-preta (Mucuna aterrima), sorgo-vassoura (Sorghum technicum) e pousio nos atributos biológicos de solo cultivado com feijão e milho orgânicos, sob semeadura direta (SD) e preparo convencional (PC). O trabalho foi conduzido em Santo Antônio de Goiás-GO, em Latossolo Vermelho distrófico, no delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Em novembro de 2003 foram instalados quatro experimentos, dois em SD e dois em PC, sendo um com feijão e outro com milho em cada sistema. Amostragens de solo das parcelas e de uma mata próxima aos experimentos foram realizadas em novembro de 2007, nas camadas de 0,00-0,10 e 0,10-0,20 m, para determinação do teor de C orgânico total (COT), carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal do solo (RBS), quociente metabólico (qCO2) e quociente microbiano (qMIC). As principais alterações nos atributos biológicos com o uso agrícola ocorreram na camada superficial, onde, de maneira geral, os valores de CBM foram menores que no solo sob mata, sendo esse fato mais pronunciado nas áreas sob PC. O qCO2 mostrou-se sensível às alterações decorrentes do preparo do solo, apresentando valores mais favoráveis na camada superficial do solo sob SD.

Growth, nodulation and nitrogen fixation of cowpea in soils amended with composted tannery sludge

Tannery wastes generation is increasing every year and a suitable method for tannery sludge management is necessary in order to decrease this environmental problem. The composting is recognized as a suitable method for sludge recycling.. The effect of tannery sludge compost (TSC) rates on growth, nodulation and N fixation of cowpea was investigated. Sandy and clayey soils were amended with TSC at rates of 0, 7.5, 15, 30, and 60 t ha-1. The shoot dry weight of cowpea plants 45 days after emergence (DAE) was greater in the TSC-amended than in the unamended soil. In the sandy soil, nodule dry weight increased with TSC application 45 DAE. In the clayey soil, 45 DAE, nodule dry weight decreased with TSC amendment levels greater than 7.5 t ha-1 compared to the unamended control. The application of TSC increased N accumulation in the cowpea plants. The results suggest that cowpea responds differently to TSC depending on the amendment rate and initial soil type.

Impacts of land leveling on lowland soil physical properties

The practice of land leveling alters the soil surface to create a uniform slope to improve land conditions for the application of all agricultural practices. The aims of this study were to evaluate the impacts of land leveling through the magnitudes, variances and spatial distributions of selected soil physical properties of a lowland area in the State of Rio Grande do Sul, Brazil; the relationships between the magnitude of cuts and/or fills and soil physical properties after the leveling process; and evaluation of the effect of leveling on the spatial distribution of the top of the B horizon in relation to the soil surface. In the 0-0.20 m layer, a 100-point geo-referenced grid covering two taxonomic soil classes was used in assessment of the following soil properties: soil particle density (Pd) and bulk density (Bd); total porosity (Tp), macroporosity (Macro) and microporosity (Micro); available water capacity (AWC); sand, silt, clay, and dispersed clay in water (Disp clay) contents; electrical conductivity (EC); and weighted average diameter of aggregates (WAD). Soil depth to the top of the B horizon was also measured before leveling. The overall effect of leveling on selected soil physical properties was evaluated by paired "t" tests. The effect on the variability of each property was evaluated through the homogeneity of variance test. The thematic maps constructed by kriging or by the inverse of the square of the distances were visually analyzed to evaluate the effect of leveling on the spatial distribution of the properties and of the top of the B horizon in relation to the soil surface. Linear regression models were fitted with the aim of evaluating the relationship between soil properties and the magnitude of cuts and fills. Leveling altered the mean value of several soil properties and the agronomic effect was negative. The mean values of Bd and Disp clay increased and Tp, Macro and Micro, WAD, AWC and EC decreased. Spatial distributions of all soil physical properties changed as a result of leveling and its effect on all soil physical properties occurred in the whole area and not specifically in the cutting or filling areas. In future designs of leveling, we recommend overlaying a cut/fill map on the map of soil depth to the top of the B horizon in order to minimize areas with shallow surface soil after leveling.