Variabilidade espacial de atributos do solo para adoção do sistema de agricultura de precisão na cultura de cana-de-açúcar

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a variabilidade espacial de atributos de Latossolos sob cultivo de cana-de-açúcar na região de Jaboticabal (SP). Foram feitas amostragens do solo a intervalos regulares de 50 m, em uma área de 90 ha, nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,60-0,80 m para determinação de pH, CTC, V % e teores de matéria orgânica, P, K+, Ca2+, Mg2+, H + Al e argila. Os dados foram submetidos às análises: estatística descritiva, geoestatística e interpolação por krigagem. Os alcances de dependência espacial para os atributos químicos do solo e teores de argila na camada de 0,60-0,80 m de profundidade foram menores, quando comparados àqueles referentes à camada de 0,00-0,20 m. Estes resultados demonstraram maior descontinuidade na distribuição espacial dos atributos do solo na camada de 0,60-0,80 m de profundidade dos Latossolos, indicando que essa classe de solos não apresentou homogeneidade de seus atributos como conceituadamente a ela foi atribuída. O manejo no solo alterou a dependência espacial dos atributos do solo na camada superficial de forma a diminuir a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo em relação à camada mais profunda. A investigação da variabilidade espacial de atributos químicos e do teor de argila da camada superficial e subsuperficial dos solos proporcionou condições para a definição de zonas homogêneas de manejo, o que permite a adoção do sistema de agricultura de precisão.

Variabilidade de goethita e hematita via dissolução redutiva em solos de região tropical e subtropical

Dezenove amostras de horizontes B latossólicos, uma de B plíntico, uma de B incipiente e uma de horizonte Cr foram submetidas a dissoluções seletivas da goethita e da hematita por ditionito-citratro-bicarbonato de sódio a 20 ºC em intervalos de tempo entre 5 e 3.840 minutos. O diâmetro médio do cristal (DMC), área superficial específica (ASE) e substituição do ferro por Al (substituição por Al3+) da goethita e da hematita nas amostras foram estimados, por difratometria de raios X (DRX), em subamostras não tratadas e em subamostras tratadas selecionadas ao longo das dissoluções seletivas. O controle das fases de goethita e hematita que persistiram após cada etapa da dissolução seletiva foi realizado pelo método da difratometria diferencial de raios X (DDRX). A cinética dissolutiva dos cristais foi descrita por meio da segmentação das curvas de dissolução do ferro no tempo em intervalos em que o comportamento dissolutivo foi linear. As taxas de dissolução nos diferentes segmentos lineares foram estimadas a partir do coeficiente angular da reta relativa a cada segmento. Em amostras goethíticas latossólicas, a metodologia discriminou diferentes fases de goethita (populações heterogêneas) quanto à substituição por Al3+, DMC e ASE e ofereceu condições para classificar o grau de estabilidade da goethita em baixa, média, alta e muito alta estabilidade. Amostras goethíticas oriundas de ambientes pedogênicos jovens e amostras hematíticas latossólicas caracterizaram-se pela maior homogeneidade de seus cristais, classificados como de baixa e média estabilidade. Nas amostras goethíticas, a proporção de cristais com maior estabilidade (alta substituição por Al3+ e cristalinidade) em cada população mostrou associação positiva com a proporção de gibbsita em relação a caulinita nas amostras. A hematita apresentou menor resistência à dissolução por redução em relação à goethita, exceto quando a última combinou baixa substituição por Al3+ e alta ASE. A caracterização de populações heterogêneas de goethita pode ampliar a utilização deste óxido como indicador de processos pedogênicos em solos poligenéticos, bem como contribuir para um melhor entendimento do comportamento químico e físico desses solos.

Dinâmica da distribuição e degradação de atrazina em argissolo vermelho-amarelo sob condições de clima tropical úmido

A biodegradabilidade e a distribuição dos agrotóxicos no ambiente determinam o seu potencial poluidor. O risco de contaminação do herbicida atrazina, em Argissolo Vermelho-Amarelo, foi estudado em experimentos de campo complementados com a utilização do sistema de microcosmo. O microcosmo permitiu utilizar 14C-atrazina em condições controladas e determinar a volatilização (0,33 %), mineralização (0,25 %) e lixiviação (4 a 11 %), parâmetros difíceis de determinar no campo. Verificou-se que 90 % da radioatividade ficou no solo, encontrando-se cerca de 75 % nos primeiros 5 cm. O experimento de campo foi feito na época seca, permitindo a simulação de chuvas de verão. Os resultados mostraram que, 90 dias após a aplicação, a atrazina foi encontrada a 50 cm de profundidade, podendo ter atingido as águas do subsolo. A atrazina deslocada pelo escoamento do excesso de água encontrava-se principalmente na fase líquida, 1,6 % do valor aplicado, enquanto 0,4 % foi adsorvido nas partículas erodidas. Os valores de atrazina na água do escorrimento foram maiores dois dias após aplicação, decrescendo a menos de um décimo após 15 dias. Os resultados evidenciam que a aplicação do herbicida deve ser evitada quando houver previsão de chuvas, considerando o potencial poluidor de águas superficiais e subterrâneas neste tipo de solo.

Carbono orgânico e fósforo microbiano em sistema de integração agricultura-pecuária submetido a diferentes intensidades de pastejo em plantio direto

Sistemas de integração agricultura-pecuária têm despertado maior interesse de pesquisadores nos últimos anos por proporcionarem maior estabilidade e sustentabilidade à produção agropecuária, em relação ao modelo de produção mais especializado atualmente predominante. Um dos indicadores desta estabilidade e sustentabilidade que vem sendo utilizado é o teor de C do solo. Neste sentido, o presente estudo objetivou avaliar os estoques nas frações do C orgânico total e P da biomassa microbiana de um Latossolo Vermelho distroférrico, sob sistema de integração agricultura-pecuária, em plantio direto submetido a diferentes intensidades de pastejo, no inverno, por seis anos. As amostras de solo foram coletadas em novembro de 2006, em área experimental sob sistema de integração instalado em maio de 2001. Anteriormente, a área, localizada no município de São Miguel das Missões - RS, vinha sendo cultivada há 10 anos sob sistema plantio direto. O delineamento foi o de blocos completos ao acaso com três repetições. Os tratamentos foram intensidades de pastejo de 10, 20 e 40 cm de altura do pasto aplicadas no ciclo da pastagem, durante o período hibernal, em uma pastagem constituída por aveia e azevém, além de uma área testemunha sem pastejo. Foram determinados os estoques de C orgânico total e particulado, os teores de P e C da biomassa microbiana, bem como a atividade da biomassa microbiana. Os estoques de C orgânico total não foram influenciados pelas intensidades de pastejo, porém os estoques de C orgânico particulado foram menores na área com maior intensidade de pastejo. Neste tratamento, o estímulo à biomassa microbiana e ao crescimento radicular foram maiores. O teor de P da biomassa aumentou com a diminuição da intensidade de pastejo, ocorrendo o inverso com a biomassa microbiana. O C orgânico particulado foi o atributo mais sensível em demonstrar variações no C orgânico do solo sob as condições de manejo da pastagem adotadas.

Fósforo orgânico em solos sob agrossistemas de cacau

A compreensão de parte do ciclo do P orgânico (Po) no solo poderá fornecer subsídios para o manejo eficiente da fertilização fosfatada no sistema de agricultura de baixos insumos na região tropical. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação de frações de Po em duas classes de solos sob diferentes agrossistemas de cacau no sul da Bahia. O Po total variou de 7,8 a 36,3 % do P total extraído, com teor médio de 193,3 mg kg-1. O teor médio de Po lábil foi de 15,2 mg kg-1, com variação de 33,1 a 81,9 % do P lábil total. Nos agrossistemas de cacau, o grupo de Latossolos apresentou menor teor de Po total, Po lábil e P microbiano do que o grupo de Cambissolos. No grupo de Latossolos, os solos sob agrossistemas de cacau apresentaram maior teor de Po total, P microbiano e P disponível, mas menor teor de Po lábil do que o solo sob floresta natural. O P disponível correlacionou-se positivamente com o Po (total, lábil e microbiano), e o Po total com o P microbiano. O Po lábil predominou amplamente sobre a fração inorgânica lábil, especialmente no grupo de Latossolos.

Aplicabilidade do lisem (limburg soil erosion) para simulação hidrológica em uma bacia hidrográfica tropical

As variáveis de entrada do modelo LISEM, mais importantes do ponto de vista da gênese do escoamento superficial direto (umidade do solo antecedente aos eventos de precipitação pluvial (θap) e espessura da camada de solo considerada no balanço hídrico) foram calibrados para eventos individuais de precipitação pluvial ocorridos na bacia hidrográfica do ribeirão Marcela, da região Alto Rio Grande, MG. Avaliou-se, também, a influência de diferentes cenários nas variáveis do escoamento superficial direto. O modelo apresentou elevada sensibilidade à umidade do solo, sendo este sua principal variável de calibração. A influência da camada de balanço hídrico esteve associada à umidade de calibração, observando-se que, quanto maior a profundidade, maior a umidade requerida para calibrar o modelo. Os cenários mata natural, eucalipto e café, aos 35 meses após o plantio, atenuaram as vazões máximas de 37,6; 42,2; e 28,0 %, cuja intensidade de precipitação pluvial foi de 48,0 mm h-1. O modelo hidrológico LISEM apresentou resultados satisfatórios na simulação hidrológica do escoamento superficial direto, mostrando que pode ser aplicado para previsão do comportamento hidrológico de bacias hidrográficas tropicais, desde que devidamente calibrado.

Propriedades físicas do solo em sistemas de manejo na integração agricultura-pecuária

A qualidade do solo no sistema de integração agricultura-pecuária depende do sistema de manejo do solo e da pastagem. A pesquisa foi realizada em Santa Catarina em um Cambissolo Húmico alumínico, em área com pastagem nativa pastejada por nove anos, dessecada em maio de 2003 para semear pastagem anual de inverno e cultivo de milho no verão. O experimento, conduzido no delineamento com parcelas subdivididas, consistiu da combinação de sistemas de manejo da pastagem e de sistemas de preparo do solo para o cultivo de verão, com os seguintes tratamentos: azevém sem pastejo e dessecado ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém sem pastejo, roçado e removido ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em preparo convencional; e azevém pastejado e milho em preparo reduzido. O pastejo foi realizado durante dois períodos de 14 e 10 dias, com carga animal de 6,0 Mg ha-1. Amostras de solo foram coletadas em diferentes épocas para determinações físicas e do teor total de C de compostos orgânicos (COT). O preparo do solo com arado ou escarificador foi o fator que mais modificou as propriedades do solo, reduziu o teor de COT, a estabilidade dos agregados, a densidade e a umidade e aumentou a porosidade total, a macroporosidade e a capacidade de aeração do solo, comparado ao sistema de plantio direto, no qual os efeitos do manejo da pastagem não modificaram as propriedades físicas do solo. A transição de pastagem nativa pastejada para o sistema de integração agricultura-pecuária no sistema de plantio direto preserva melhor a qualidade física do solo em relação ao preparo convencional, e o preparo reduzido tem desempenho intermediário.

Atributos do solo e distinção de pedoambientes para a agricultura na terra indígena Mbya em Ubatuba (SP)

As terras indígenas são destinadas à reprodução física e cultural, segundo os usos, costumes e tradições de seus povos. A experiência de agricultores Guarani Mbya na terra indígena Boa Vista do Sertão do Promirim foi considerada pela distinção de atributos de solo em três pedoambientes agrícolas denominados yvy porã (terra boa, TB ; terra para o cultivo do milho avaxi etei). A pesquisa de campo (etnográfica e pedográfica) foi realizada em ambiente de floresta ombrófila densa submontana, em Ubatuba, SP. Foram feitas análises morfológicas, físicas e químicas, em perfis dos solos de três áreas yvy porã (Argissolo Vermelho-Amarelo e Cambissolo Háplico) e em amostras de terra, das camadas de 0,0-0,05 e 0,05-0,10 m. A aptidão das terras foi avaliada segundo o Sistema de Avaliação da Aptidão Agrícola das Terras (SAAAT). As áreas foram definidas por quatro informantes Guarani Mbya, que localizaram as yvy porã e as ordenaram pelo potencial agrícola. Na profundidade de 0,0-0,05 m, os atributos teores de argila total (AT), Ca + Mg e Ca, soma de bases, V% e pH definiram a TB3 como a de maior potencial. Na profundidade de 0,05-0,10 m, os atributos foram os teores de H, Ca, H + Al e AT, o valor T, a soma de bases, o volume total de poros (VTP) e o diâmetro médio ponderado (DMP), e o pH. A análise de componente principal permitiu explicar a qualificação das yvy porã (TB3 > TB1 > TB2) segundo os Mbya, em termos dos atributos do solo, e corroborar TB3 como a área de maior potencial para a cultura do milho tradicional. Contudo, o SAAAT não diferenciou a aptidão agrícola entre as yvy porã e, em função do fator deficiência de fertilidade, o grupo de aptidão seria regular para pastagem natural (5n). A incongruência nas avaliações evidencia a relevância do conhecimento tradicional na gestão agroambiental das terras indígenas, visando à sua sustentabilidade.

The combined use of reflectance, emissivity and elevation Aster/Terra data for tropical soil studies

Reflectance, emissivity and elevation data of the sensor ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)/Terra were used to characterize soil composition variations according to the toposequence position. Normalized data of SWIR (shortwave infrared) reflectance and TIR (thermal infrared) emissivity, coupled to a soil-fraction image from a spectral mixture model, were evaluated to separate bare soils from nonphotosynthetic vegetation. Regression relationships of some soil properties with reflectance and emissivity data were then applied on the exposed soil pixels. The resulting estimated values were plotted on the ASTER-derived digital elevation model. Results showed that the SWIR bands 5 and 6 and the TIR bands 10 and 14 measured the clay mineral absorption band and the quartz emissivity feature, respectively. These bands improved also the discrimination between nonphotosynthetic vegetation and soils. Despite the differences in pixel size and field sampling size, some soil properties were correlated with reflectance (R² of 0.65 for Al2O3 in band 6; 0.61 for Fe2O3 in band 3) and emissivity (R² of 0.65 for total sand fraction in the 10/14 band ratio). The combined use of reflectance, emissivity and elevation data revealed variations in soil composition with topography in specific parts of the landscape. From higher to lower slope positions, a general decrease in Al2O3 and increase in total sand fraction was observed, due to the prevalence of Rhodic Acrustox at the top and its gradual transition to Typic Acrustox at the bottom.

Contribution of humic substances from different composts to the synthesis of humin in a tropical soil

The contribution of humic substances of different composts to the synthesis of humin in a tropical soil was evaluated. Increasing doses (0, 13, 26, 52, and 104 Mg ha-1) of five different composts consisting of agroinpowderrial residues were applied to a Red-Yellow Latosol. These composts were chemically characterized and 13C NMR determined and the quantity of the functional alkyl groups of humic acids applied to the soil as compost was estimated. Thirty days after application of the treatments, organic matter samples were collected for fractionation of humic acids (HA), fulvic acids (FA) and humin (HU), from which the ratios HA/FA and (HA + FA)/HU were calculated. The application of the composts based on castor cake resulted in the highest HU levels in the soil; alkyl groups of the HA fraction of the composts were predominant in the organic components added to the HU soil fraction.

Emission of nitrous oxide and carbon dioxide from semi-arid tropical soils in Chiapas México

The semi-arid region of Chiapas is dominated by N2 -fixing shrubs, e.g., Acacia angustissima. Urea-fertilized soil samples under maize were collected from areas covered and uncovered by A. angustissima in different seasons and N2O and CO2 emissions were monitored. The objective of this study was to determine the effects of urea and of the rainy and dry season on gas emissions from semi-arid soil under laboratory conditions. Urea and soil use had no effect on CO2 production. Nitrons oxide emission from soil was three times higher in the dry than in the rainy season, while urea fertilization doubled emissions. Emissions were twice as high from soil sampled under A. angustissima canopy than from arable land, but 1.2 lower than from soil sampled outside the canopy, and five times higher from soil incubated at 40 % of the water-holding capacity (WHC) than at soil moisture content, but 15 times lower than from soil incubated at 100 WHC. It was found that the soil sampling time and water content had a significant effect on N2O emissions, while N fertilizer and sampling location were less influent.

Pedological and isotopic relations of a highland tropical peatland, Mountain Range of the Espinhaço Meridional (Brazil)

The evolution of organic matter sources in soil is related to climate and vegetation dynamics in the past recorded in paleoenvironmental Quaternary deposits such as peatlands. For this reason, a Histosol of the mineralotrophic peatland from the Pau-de-Fruta Special Protection Area - SPA, Espinhaço Meridional, State of Minas Gerais, was described and characterized to evidence the soil constituent materials and properties as related to changes in environmental conditions, supported by the isotopic and elementary characterization of soil C and N and 14C ages. Samples were collected in a depression at 1,350 m asl, where Histosols are possibly more developed due to the great thickness (505 cm). Nowadays, the area is colonized by vegetation physiognomies of the Cerrado Biome, mainly rocky and wet fields (Campo Rupestre and Campo Úmido), aside from fragments of Semidecidual Seasonal Forest, called Capões forests. The results this study showed that early the genesis of the analyzed soil profile showed a high initial contribution of mostly herbaceous organic matter before 8,090 ± 30 years BP (14C age). In the lower-mid Holocene, between 8,090 ± 30 years AP (14C age) to ± 4,100 years BP (interpolated age), the vegetation gradually became more woody, with forest expansion, possibly due to increased humidity, suggesting the existence of a more woody Cerrado in the past than at present. Drier climate conditions than the current were concluded ± 2,500 years BP (interpolated age) and that after 430 years BP (14C age) the forest gave way to grassland, predominantly. After the dry season, humidity increased to the current conditions. Due to these climate fluctuations during the Holocene, three decomposition stages of organic matter were observed in the Histosols of this study, with prevalence of the most advanced (sapric), typical of a deposit in a highly advanced stage of pedogenetic evolution.

Determination of hydraulic properties of a tropical soil of Hawaii using column experiments and inverse modeling

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.

Influence of liming on residual soil respiration and chemical properties in a tropical no-tillage system

Because of the climate changes occurring across the planet, especially global warming, the different forms of agricultural soil use have attracted researchers´ attention. Changes in soil management may influence soil respiration and, consequently, C sequestration. The objectives of this study were to evaluate the long-term influence of liming on soil respiration and correlate it with soil chemical properties after two years of liming in a no-tillage system. A randomized complete block design was used with six replications. The experimental treatments consisted of four lime rates and a control treatment without lime. Two years after liming, soil CO2 emission was measured and the soil sampled (layers 0-5, 5-10, 10-20, and 20-30 cm). The P, Ca2+ e Mg2+ soil contents and pH and base saturation were determined. CO2 emission from soil limed at the recommended rate was 24.1 % higher, and at twice the recommended rate, 47.4 % higher than from unlimed soil. Liming improved the chemical properties, and the linear increase in soil respiration rate correlated positively with the P, Ca2+ and Mg2+ soil contents, pH and base saturation, and negatively with H + Al and Al3+ contents. The correlation coefficient between soil respiration rate and chemical properties was highest in the 10-20 cm layer.

Organic matter quality and dynamics in tropical soils amended with sugar industry residue

Soil organic matter depletion caused by agricultural management systems have been identified as a critical problem in most tropical soils. The application of organic residues from agro-industrial activities can ameliorate this problem by increasing soil organic matter quality and quantity. Humic substances play an important role in soil conservation but the dynamics of their transformations is still poorly understood. This study evaluated the effect of compost application to two contrasting tropical soils (Inceptisol and Oxisol) for two years. Soil samples were incubated with compost consisting of sugarcane filter cake, a residue from the sugar industry, at 0, 40, 80, and 120 Mg ha-1. Filter cake compost changed the humic matter dynamics in both content and quality, affecting the soil mineralogical composition. It was observed that carbon mineralization was faster in the illite-containing Inceptisol, whereas humic acids were preserved for a longer period in the Oxisol. In both soils, compost application increased fulvic acid contents, favoring the formation of small hydrophilic molecules. A decrease in fluorescence intensity according to the incubation time was observed in the humic acids extracted from amended soils, revealing important chemical changes in this otherwise stable C pool.