Soil water storage in an upland forest after selective logging in Central Amazonia

Soil water storage of Central Amazonian soil profiles in upland forest plots subjected to selective logging (in average, 8 trees or 34, 3 m³ of timber per hectare were removed) was measured in four layers, down to a depth of 70 cm. The study lasted 27-months and was divided in two phases: measurements were carried out nearly every week during the first 15 months; in the following year, five intensive periods of measurements were performed. Five damage levels were compared: (a) control (undisturbed forest plot); (b) centre of the clearing/gap; (c) edge of the gap; (d) edge of the remaining forest; and (e) remaining forest. The lowest values for water storage were found in the control (296 ± 19.1 mm), while the highest were observed (333 ± 25.8 mm) in the centre of the gap, during the dry period. In the older gaps (7.5-8.5 year old), soil water storage was similar to the remaining and the control forest, indicating a recovery of hydric soil properties to nearly the levels prior to selective logging.

Nodulação e micorrização em Anadenanthera peregrina var. falcata em solo de cerrado autoclavado e não autoclavado

Anadenanthera peregrina var. falcata (angico-do-cerrado), uma leguminosa arbórea, forma associações simbióticas com bactérias fixadoras de nitrogênio (rizóbios) e com fungos micorrízicos arbusculares. Com o objetivo de avaliar a eficiência da inoculação de fungos micorrízicos e rizóbios no crescimento inicial de plantas de angico-do-cerrado, crescidas em solo autoclavado e em solo não autoclavado com e sem inoculação, foi desenvolvido um experimento em casa de vegetação, utilizando raízes micorrizadas de milho e uma mistura de isolados de rizóbios como inoculantes. O crescimento das plantas foi influenciado positivamente pela concomitante inoculação do fungo micorrízico e do rizóbio, tendo as plantas desse tratamento apresentado biomassa cerca de 60 % maior do que o controle no décimo mês. A inoculação de apenas um dos microssimbiontes, entretanto, não provocou diferença na produção de biomassa das plantas. A percentagem de colonização micorrízica foi significativamente mais alta e o número de nódulos maior nas raízes das plantas crescidas no solo não autoclavado, ocasionados pela população de fungos e rizóbios nativos. Nesse tratamento, houve pequeno acúmulo de matéria no xilopódio, provavelmente em virtude do dreno fotossintético por parte dos microssimbiontes, e a concentração de P na parte aérea e xilopódio dessas plantas foi cerca de 1,2 e 8 vezes maior, respectivamente, por causa da colonização micorrízica.

Mineralogia, morfologia e análise microscópica de solos do bioma cerrado

As características macro e micromorfológicas dos horizontes diagnósticos superficiais e subsuperficiais de Latossolos e Neossolos Quartzarênicos das superfícies Sul-Americana e Velhas foram estudadas em perfis sob cobertura de vegetação nativa, visando estabelecer um referencial para futuras comparações com áreas similares sob constante intervenção antrópica em termos de sustentabilidade. Com os solos referenciados por sub-região e pela superfície geomórfica que representam, três agrupamentos foram constituídos: Grupo 1: solos de textura argilosa a muito argilosa e hipo a mesoférricos; Grupo 2: solos de textura média a arenosa e hipoférricos, e Grupo 3: solos de textura argilosa a muito argilosa e férricos. O horizonte Bw dos Latossolos argilosos e muito argilosos estudados (Grupos 1 e 3), com relações cauliníticas/(caulinita + gibbsita) variando de 0,27 a 0,77, apresentaram grande coincidência de estrutura e microestrutura, respectivamente, forte muito pequena granular e de microagregados. Os solos do Grupo 2, Latossolos de textura média e um Neossolo Quartzarênico, apresentaram o plasma preferencialmente como películas aderidas aos grãos que dominam o fundo matricial. A presença marcante de agregados na fração areia, resistentes ao tratamento para dispersão da terra fina, se deu apenas nos Latossolos argilosos e muito argilosos do Grupo 3 (com caráter férrico) e em parte do Grupo 1 (naqueles mais gibbsíticos). No leste de Goiás, o horizonte Bw dos perfis de G2, Latossolos Amarelos de mineralogia gibbsítica e isenta de hematita, apresentaram feições observadas em lâmina delgada de cor vermelha e agregados residuais da fração areia com hematita detectada pela difração de raios-X, aspectos que corroboram a hipótese de um pedoambiente mais úmido dessa posição na paisagem relativamente à posição G1, com perfis de Latossolos Vermelhos.

Transformations in occluded light fraction organic matter in a clayey oxisol: evidence from 13C-CPMAS-NMR and delta13C Signature

We hypothesised that, during occlusion inside granular aggregates of oxide-rich soils, the light fraction organic matter would undergo a strong process of decomposition, either due to the slow process of aggregate formation and stabilisation or due to digestion in the macro- and meso-fauna guts. This process would favour the accumulation of recalcitrant materials inside aggregates. The aim of this study was to compare the dynamics and the chemical composition of free and occluded light fraction organic matter in a natural cerrado vegetation (woodland savannah) and a nearby pasture (Brachiaria spp.) to elucidate the transformations during occlusion of light fraction in aggregates of a clayey Oxisol. Nuclear Magnetic Resonance of the 13C, with Cross Polarisation and Magic Angle Spinning (13C-CPMAS-NMR), and 13C/12C isotopic ratio were combined to study organic matter composition and changes in carbon dynamics, respectively. The occluded light fraction had a slower turnover than the free light fraction and the heavy fraction. Organic matter in the occluded fraction also showed a higher degree of decomposition. The results confirm that processes of soil organic matter occlusion in the typical "very fine strong granular" structure of the studied oxide-rich soil led to an intense transformation, selectively preserving stable organic matter. The small amount of organic material stored as occluded light faction, as well as its stability, suggests that this is not an important or manageable sink for sequestration of atmospheric CO2.

Relationships between soil class and nutritional status of coffee plantations

Farm planning requires an assessment of the soil class. Research suggest that the Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) has the capacity to evaluate the nutritional status of coffee plantations, regardless of environmental conditions. Additionally, the use of DRIS could reduce the costs for farm planning. This study evaluated the relationship between the soil class and nutritional status of coffee plants (Coffea canephora Pierre) using the Critical Level (CL) and DRIS methods, based on two multivariate statistical methods (discriminant and multidimensional scaling analyses). During three consecutive years, yield and foliar concentration of nutrients (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Zn, Mn, Fe and Cu) were obtained from coffee plantations cultivated in Espírito Santo state. Discriminant analysis showed that the soil class was an important factor determining the nutritional status of the coffee plants. The grouping separation by the CL method was not as effective as the DRIS one. The bidimensional analysis of Euclidean distances did not show the same relationship between plant nutritional status and soil class. Multidimensional scaling analysis by the CL method indicated that 93.3 % of the crops grouped into one cluster, whereas the DRIS method split the fields more evenly into three clusters. The DRIS method thus proved to be more consistent than the CL method for grouping coffee plantations by soil class.

Decomposição e liberação de nitrogênio de resíduos culturais de plantas de cobertura em um solo de cerrado

A produção de massa seca, a taxa de decomposição e a liberação de nitrogênio (N) foram avaliadas em um experimento com sete tipos de cobertura vegetal: milheto pérola (Pennisetum americanum sin. tiphoydes), braquiária (Brachiaria brizantha), sorgo forrageiro (Sorghum bicolor L. Moench), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), crotalária juncea (Crotalarea juncea) e aveia-preta (Avena strigosa Schreb), em pousio e em área de cultivo convencional (testemunha), em solo de cerrado, em Uberaba, região do Triângulo Mineiro. Dentre as coberturas avaliadas, o milheto e a crotalária foram as que apresentaram a maior produção de massa seca, maior acúmulo e a maior liberação de N. A braquiária foi a cobertura que apresentou a maior taxa de decomposição. Todas as coberturas apresentaram a maior taxa de liberação de N até 42 dias após dessecação.

Influence of soil pH on inorganic phosphorus sorption and desorption in a humid brazilian Ultisol

Liming is a common practice to raise soil pH and increase phosphorus (P) bioavailability in tropical regions. However, reports on the effect of liming on P sorption and bioavailability are controversial. The process of phosphorus desorption is more important than P sorption for defining P bioavailability. However few studies on the relationship between soil pH and P desorption are available, and even fewer in the tropical soils. The effects of soil pH on P sorption and desorption in an Ultisol from Bahia, Brazil, were investigated in this study. Phosphorus sorption decreased by up to 21 and 34 % with pH increases from 4.7 to 5.9 and 7.0, respectively. Decreasing Langmuir K parameter and decreasing partition coefficients (Kd) with increasing pH supported this trend. Phosphorus desorption was positively affected by increased soil pH by both the total amount of P desorbed and the ratio of desorbed P to initially sorbed P. A decreased K parameter and increased Kd value, particularly at the highest pH value and highest P-addition level, endorsed this phenomenon. Liming the soil had the double effect of reducing P sorption (up to 4.5 kg ha-1 of remaining P in solution) and enhancing P desorption (up to 2.7 kg ha-1 of additionally released P into solution).

Épocas e formas de aplicação de nitrogênio no milho sob plantio direto em solo de cerrado

O nitrogênio é o nutriente mineral requerido em maior quantidade pelo milho e o que mais influencia a produtividade de grãos. Com o objetivo de avaliar a melhor época e forma de aplicação do N na cultura do milho no sistema plantio direto, em solo de cerrado, foi realizado um experimento na Fazenda Vargem Grande, localizada no município de Montividiu (GO), em Latossolo Vermelho distrófico no ano agrícola 1996/97. A área experimental apresentava um histórico de 16 anos com plantio convencional e cinco anos de plantio direto com culturas anuais, sendo no último ano agrícola cultivada com soja, sucedida por aveia preta na entressafra. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições, e os tratamentos foram constituídos pela combinação de quatro épocas de aplicação do N (120 kg ha-1): 20 dias antes da semeadura do milho, todo na semeadura, 15 dias após a emergência (DAE) e 35 DAE; duas formas de aplicação do N: superficial a lanço e incorporado na entrelinha da cultura; e dois tratamentos adicionais, correspondentes ao manejo do N predominantemente utilizado na região (16 kg ha-1 de N na semeadura + 90 kg ha-1 aos 35 DAE, a lanço em superfície), e no sistema-padrão da fazenda experimental (24 kg ha-1 de N na linha de semeadura + 102 kg ha-1, incorporado na entrelinha). A época e o modo de aplicação do N influenciaram a produtividade do milho, sendo os melhores resultados obtidos com a incorporação do fertilizante na semeadura ou 15 DAE. O sistema de manejo da adubação nitrogenada predominantemente utilizado na região, 16 kg ha-1 de N na semeadura + 90 kg ha-1 em superfície aos 35 DAE, proporcionou menor produtividade de grãos de milho. A aplicação do N em pré-semeadura do milho, 20 dias antes, demonstrou não ser recomendável para as condições edafoclimáticas estudadas.

Atributos químicos de um Latossolo de cerrado sob plantio direto, de acordo com doses e formas de aplicação de calcário

Em áreas cultivadas em sistema plantio direto, a incorporação de calcário não é desejável. Com isso, o corretivo é aplicado sobre a superfície e concentra-se nos primeiros centímetros do solo. Para avaliar a correção da acidez de camadas mais profundas do perfil, com o passar do tempo, estudou-se o efeito de doses de calcário dolomítico (2,0, 4,9 e 7,8 t ha-1), aplicadas em superfície ou incorporadas, nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho distrófico de cerrado. Amostras de terra foram coletadas nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, aos seis, 18 e 30 meses da aplicação do corretivo. Após seis meses, a calagem superficial promoveu aumento nos valores de pH, na saturação por bases e nos teores de Ca e Mg trocáveis, bem como diminuição nos teores de Al trocável e da acidez potencial (H + Al) somente na camada de 0-5 cm. Aos 18 e 30 meses da aplicação do calcário, tais efeitos estenderam-se até 10 cm. A incorporação do calcário proporcionou correção da acidez do solo até 20 cm de profundidade, a partir de seis meses após a sua aplicação. A calagem na superfície ou com incorporação não influenciou a correção da acidez do subsolo (20-40 cm). A saturação por bases na profundidade de 0-20 cm ficou abaixo da estimada pelo cálculo da dose do corretivo, mesmo com a incorporação do calcário, após 30 meses. A aplicação de calcário reduziu os teores de Mn e Fe no solo até à profundidade de 10 cm, quando realizada na superfície, e até 20 cm, quando incorporada, em conseqüência do aumento do pH proporcionado pela calagem. Mesmo assim, os teores de Mn e Fe no solo mantiveram-se acima dos limites considerados baixos.

Dinâmica físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob Savana Florestada (Cerradão) em Assis, SP

Este trabalho teve como objetivo a caracterização morfológica e físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob floresta nativa de uma parcela permanente de 320 x 320 m, instalada na Estação Ecológica de Assis (SP). A vegetação da parcela consiste em um remanescente de Savana Florestada (Cerradão) da zona limítrofe sul do grande domínio do Cerrado. O estudo da geometria bidimensional (horizontal e vertical) dos horizontes em uma toposseqüência possibilitou o detalhamento da morfologia do solo. Para estudar a dinâmica da água no ambiente de desenvolvimento das plantas nativas, foram obtidas curvas de retenção, análise granulométrica e medidas de condutividade hidráulica saturada no campo, utilizando o permeâmetro de Guelph. O monitoramento da umidade do solo in situ, utilizando o sensor WCR, e da distribuição de chuvas foi realizado no período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Os solos foram classificados de montante a jusante em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico. O alto teor de argila no horizonte de subsuperfície do Gleissolo, em contraste aos Latossolos com maior teor de areia, determina menor drenagem, maior retenção hídrica e baixa condutividade hidráulica nesta camada, não atingindo a saturação em nenhum momento do ano monitorado. O comportamento físico-hídrico dos solos é influenciado pelas condições do relevo, evidenciado pela transição lateral contínua de cor, textura e estrutura dos solos na toposseqüência, e pela pluviosidade. Em superfície, ocorre uma oscilação da umidade do solo intimamente ligada a eventos chuvosos. Em subsuperfície, este efeito é menos intenso, sendo deslocado no tempo. A disponibilidade de água em toda a toposseqüência é limitada na estação seca e também em parte da estação úmida, o que deve definir as características florísticas da formação florestal da parcela e determinar a distribuição espacial do mosaico vegetacional.

Fontes e modos de aplicação de fósforo para o milho em solo cultivado da região do Cerrado

O uso eficiente de fertilizantes fosfatados nos solos da região tropical ainda constitui um desafio, principalmente considerando o manejo de longo prazo. Com base nas respostas acumuladas de três cultivos sucessivos de milho, compararam-se alternativas de fornecimento de P, combinando fontes e modos de aplicação, num Argissolo Vermelho adubado em épocas passadas. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro repetições, num esquema fatorial 4 x 3 + 1, envolvendo quatro fontes de P, na dose de 180 kg ha-1 de P2O5 (superfosfato triplo - ST, termofosfato magnesiano Yoorin - TM, fosfato reativo de Arad - FR e fosfato natural de Araxá - FA), três formas de aplicação (a lanço em área total no primeiro ano, localizada no sulco de plantio no primeiro ano e parcelada anualmente no sulco) e uma testemunha (sem aplicação de P), como tratamento adicional. O P foi fornecido, considerando os teores totais do nutriente nas fontes. Ao final dos três cultivos de milho, foram totalizados a produção de biomassa e de grãos e o acúmulo de P na parte aérea e nos grãos. Determinaram-se os teores de P residual no solo ao final do experimento. Foram calculados índices de eficiência agronômica e econômica. Foram detectadas mais diferenças em termos de absorção de P do que de produtividade de grãos. A maioria dos tratamentos proporcionou incrementos de produção semelhantes, o que, em parte, foi atribuído ao residual de adubações passadas e à eficiência genotípica do milho a P. As fontes mais solúveis, ST e TM, apresentaram desempenho similar. Para o FR, maior produção foi obtida com a aplicação parcelada no sulco, o que não se verificou no caso do FA. O parcelamento da dose total das fontes em aplicações anuais no sulco não comprometeu a produtividade do milho e propiciou maior efeito residual. Os tratamentos com maior eficiência agronômica (ST e TM) não corresponderam aos de maior eficiência econômica. Os dois fosfatos naturais (FR e FA) apresentaram relação benefício/custo mais compensadora.

Nitrogen application timing and soil inorganic nitrogen dynamics under no-till oat/maize sequential cropping

The timing of N application to maize is a key factor to be considered in no-till oat/maize sequential cropping. This study aimed to evaluate the influence of pre-planting, planting and sidedress N application on oat residue decomposition, on soil N immobilisation and remineralisation and on N uptake by maize plants in no-till oat/maize sequential cropping. Undisturbed soil cores of 10 and 20 cm diameter were collected from the 0-15 cm layer of a no-till Red Latossol, when the oat cover crop was in the milk-grain stage. Two greenhouse experiments were conducted simultaneously. Experiment A, established in the 10 cm diameter cores and without plant cultivation, was used to asses N dynamics in soil and oat residues. Experiment B, established in the 20 cm diameter cores and with maize cultivation, was used to assess plant growth and N uptake. An amount of 6.0 Mg ha-1 dry matter of oat residues was spread on the surface of the cores. A rate of 90 kg N ha-1 applied as ammonium sulphate in both experiments was split in pre-planting, planting and sidedress applications as follows: (a) 00-00-00 (control), (b) 90-00-00 (pre-planting application, 20 days before planting), (c) 00-90-00 (planting application), (d) 00-30-60 (split in a planting and a sidedress application 31 days after emergence), (e) 00-00-00* (control, without oat residue) and (f) 90-00-00* (pre-planting application, without oat residue). The N concentration and N content in oat residues were not affected during decomposition by N fertilisation. Most of the fertiliser NH4+-N was converted into NO3--N within 20 days after application. A significant decrease in NO3--N contents in the 0-4 cm layer was observed in all treatments between 40 and 60 days after the oat residue placement on the soil surface, suggesting the occurrence of N immobilisation in this period. Considering that most of the inorganic N was converted into NO3- and that no immobilisation of the pre planting fertiliser N occurred at the time of its application, it was possible to conclude that pre-planting applied N was prone to losses by leaching. On the other hand, with split N applications, maize plants showed N deficiency symptoms before sidedress application. Two indications for fertiliser-N management in no-till oat/maize sequential cropping could be suggested: (a) in case of split application, the sidedress should be earlier than 30 days after emergence, and (b) if integral application is preferred to save field operations, this should be done at planting.

Qualidade do solo avaliada pelo "Soil Quality Kit Test" em dois experimentos de longa duração no Rio Grande do Sul

A avaliação da qualidade do solo (QS) é importante estratégia no planejamento agrícola, possibilitando a identificação e o aprimoramento de sistemas de manejo com características de alta produtividade e de preservação ambiental. O presente estudo foi realizado em dois experimentos de longa duração (10 e 15 anos) conduzidos no Sul do Brasil e teve por objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo na QS, utilizando um kit de análise expedita de qualidade de solo (KQS), desenvolvido pelo Instituto de Qualidade do Solo-USDA-ARS. A eficiência desse kit foi avaliada pela comparação com os métodos tradicionais utilizados na ciência do solo. Nas duas áreas experimentais investigou-se um total de 12 tratamentos, os quais englobaram sistemas de preparo com diferentes intensidades de revolvimento do solo (preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto) e sistemas de culturas com ampla faixa de adição de resíduos vegetais ao solo, além da aplicação de doses anuais de N-uréia, variando de 0 a 144 kg ha-1. Em cada base experimental uma área sob campo natural foi avaliada, servindo como referência da condição do solo na ausência de interferência antrópica. Como indicadores de QS, foram avaliados infiltração de água, respiração do solo, densidade do solo, teor de nitrato+nitrito (N-NO3- + N-NO2-), estabilidade de agregados em água e pH. De maneira geral, os coeficientes de correlação entre os métodos do KQS e os métodos tradicionais foram elevados, sendo o mais alto para o indicador pH (r = 0,98) e o menor para o indicador infiltração de água no solo (r = 0,42). Os tratamentos selecionados foram teoricamente ordenados em ordem crescente de QS, a qual foi reproduzida de forma eficiente pelo índice de estoque de carbono (IEC), calculado pela razão entre o estoque de C orgânico do solo, na camada de 0-5 cm, de cada tratamento e o estoque de C orgânico no solo sob campo natural. Os indicadores estabilidade de agregados, N-NO3- + N-NO2- e respiração do solo foram os mais eficientes em discriminar a QS. O KQS foi eficiente em avaliar a QS dos tratamentos nas duas áreas experimentais. Os níveis mais elevados de QS foram alcançados nos tratamentos com plantio direto e consórcio de gramíneas e leguminosas tropicais, devido à cobertura do solo e às elevadas adições de C e N via resíduos culturais.

Leaf senescence of common bean plants as affected by soil phosphorus supply

Responses of leaf senescence to P supply could constitute adaptive mechanisms for plant growth under P-limiting conditions. The aim of this study was to evaluate the effects of soil P supply on leaf senescence of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Eight P levels, ranging from 5 to 640 mg kg-1 P, were applied to pots containing four bean plants of cultivar Carioca in 10 kg of an Oxic Haplustult soil. Attached leaves were counted weekly, abscised leaves were collected every other day, and seeds were harvested at maturity. The number of live leaves increased until 48 days after emergence (DAE) and decreased afterwards, irrespective of applied P levels. At lower applied P levels, the initial increase and the final decrease of leaf number was weak, whereas at higher applied P levels the leaf number increased intensively at the beginning of the growth cycle and decreased strongly after 48 DAE. Dry matter and P accumulated in senesced leaves increased as soil P levels increased until 61 DAE, but differences between P treatments narrowed thereafter. The greatest amounts of dry mass and P deposited by senesced leaves were observed at 48-54 DAE for high P levels, at 62-68 DAE for intermediate P levels and at 69-76 DAE for low P levels. These results indicate that soil P supply did not affect the stage of maximal leaf number and the beginning of leaf senescence of common bean plants, but the stage of greatest deposition of senesced leaves occurred earlier in the growth cycle as the soil P supply was raised.

Maize response to nitrogen fertilization timing in two tillage systems in a soil with high organic matter content

No-tillage systems, associated to black oat as preceding cover crop, have been increasingly adopted. This has motivated anticipated maize nitrogen fertilization, transferring it from the side-dress system at the stage when plants have five to six expanded leaves to when the preceding cover crop is eliminated or to maize sowing. This study was conducted to evaluate the effects of soil tillage system and timing of N fertilization on maize grain yield and agronomic efficiency of N applied to a soil with high organic matter content. A three-year field experiment was conducted in Lages, state of Santa Catarina, from 1999 onwards. Treatments were set up in a split plot arrangement. Two soil tillage systems were tested in the main plots: conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). Six N management systems were assessed in the split-plots: S1 - control, without N application; S2 - all N (100 kg ha-1) applied at oat desiccation; S3 - all N applied at maize sowing; S4 - all N side-dressed when maize had five expanded leaves (V5 growth stage); S5 - 1/3 of N rate applied at maize sowing and 2/3 at V5; S6 - 2/3 of nitrogen rate applied at maize sowing and 1/3 at V5. Maize response to the time and form of splitting N was not affected by the soil tillage system. Grain yield ranged from 6.0 to 11.8 t ha-1. The anticipation of N application (S2 and S3) decreased grain yield in two of three years. In the rainiest early spring season (2000/2001) of the experiment, S4 promoted an yield advantage of 2.2 t ha-1 over S2 and S3. Application of total N rate before or at sowing decreased the number of kernels produced per ear in 2000/2001 and 2001/2002 and the number of ears produced per area in 2001/2002, resulting in reduced grain yield. The agronomic efficiency of applied N (kg grain increase/kg of N applied) ranged from 13.9 to 38.8 and was always higher in the S4 than in the S2 and S3 N systems. Short-term N immobilization did not reduce grain yield when no N was applied before or at maize sowing in a soil with high organic matter content, regardless of the soil tillage system.