Method to estimate soil macroporosity and microporosity based on sand content and bulk density

Macroporosity is often used in the determination of soil compaction. Reduced macroporosity can lead to poor drainage, low root aeration and soil degradation. The aim of this study was to develop and test different models to estimate macro and microporosity efficiently, using multiple regression. Ten soils were selected within a large range of textures: sand (Sa) 0.07-0.84; silt 0.03-0.24; clay 0.13-0.78 kg kg-1 and subjected to three compaction levels (three bulk densities, BD). Two models with similar accuracy were selected, with a mean error of about 0.02 m³ m-3 (2 %). The model y = a + b.BD + c.Sa, named model 2, was selected for its simplicity to estimate Macro (Ma), Micro (Mi) or total porosity (TP): Ma = 0.693 - 0.465 BD + 0.212 Sa; Mi = 0.337 + 0.120 BD - 0.294 Sa; TP = 1.030 - 0.345 BD 0.082 Sa; porosity values were expressed in m³ m-3; BD in kg dm-3; and Sa in kg kg-1. The model was tested with 76 datum set of several other authors. An error of about 0.04 m³ m-3 (4 %) was observed. Simulations of variations in BD as a function of Sa are presented for Ma = 0 and Ma = 0.10 (10 %). The macroporosity equation was remodeled to obtain other compaction indexes: a) to simulate maximum bulk density (MBD) as a function of Sa (Equation 11), in agreement with literature data; b) to simulate relative bulk density (RBD) as a function of BD and Sa (Equation 13); c) another model to simulate RBD as a function of Ma and Sa (Equation 16), confirming the independence of this variable in relation to Sa for a fixed value of macroporosity and, also, proving the hypothesis of Hakansson & Lipiec that RBD = 0.87 corresponds approximately to 10 % macroporosity (Ma = 0.10 m³ m-3).

NPK fertilization on initial growth of physic nut seedlings in Quartzarenic Neossol

Balanced fertilization is important for plant growth. There is little information on physic nut (Jatropha curcas L.) and tests with the fertilization of the species are very recent. This study evaluated the initial growth of physic nut seedlings in response to NPK rates to Quartzarenic Neossol in a greenhouse and estimated P and K critical soil levels and N, P and K in shoot dry matter after 120 days of evaluation. The treatments were arranged in a randomized, fractional factorial design (4 x 4 x 4)½, totalizing 32 treatments with three replicates, 96 experimental plots and N rates (0, 75, 150 and 300 mg dm-3) as urea; P rates (0, 45, 90 and 180 mg dm-3) as triple superphosphate and K rates (0, 50, 100 and 200 mg dm-3) as potassium chloride. After 120 days, the plants were harvested and some variables evaluated: plant height, stem diameter, shoot and root dry weight, macro and micronutrient levels in plant shoots, and soil chemical properties. The physic nut seedlings responded to NPK fertilizer in the initial growth phase; the response to N was negative. The recommended P and K rates were 25 and 67 mg dm-3, respectively. The critical levels, corresponding to the recommended P rate were 13 and 74 mg dm-3 for K in soil (Mehlich-1). The N, P and K levels in the shoot dry matter of physic nut were 37.4, 2.1 and 35.7 g kg-1, respectively.

Atributos físicos, químicos e biológicos do solo em ambientes de voçorocas no município de Lavras - MG

A região Sul de Minas Gerais apresenta grandes áreas comprometidas por erosões do tipo voçoroca, e a avaliação dos atributos do solo nesses ambientes é de extrema importância, pela sua sensibilidade às alterações na qualidade do solo. Os objetivos deste estudo foram avaliar os atributos físicos, químicos e biológicos dos solos e suas relações com a cobertura vegetal ocorrente no interior das voçorocas. O estudo foi realizado em três voçorocas, uma sob Cambissolo Háplico e as outras duas sob Latossolo Vermelho-Amarelo - LVA1 e LVA2, localizadas em Lavras, MG. Diferentes ambientes das voçorocas foram avaliados, compreendendo o leito, o terço médio sem vegetação (TMSV) e o terço médio com vegetação (TMCV), que foram comuns às três voçorocas, bem como outros dois ambientes encontrados na voçoroca sob LVA2: terço médio com eucalipto (TMEucalipto) e terço médio com candeia (Eremanthus incanus) (TMCandeia), além de áreas sob vegetação nativa (VN), próximas de cada voçoroca, adotadas como referência. Entre os atributos físicos, os mais alterados foram volume total de poros (VTP), macro e microporosidade e densidade do solo (Ds). A erosão hídrica provocou decréscimo acentuado na fertilidade do solo, expresso pela redução de Ca2+, Mg2+, K+, P e teores de matéria orgânica, além do acréscimo dos teores de Al3+, H + Al e saturação por Al3+ (m). Entre os atributos biológicos analisados, o C da biomassa microbiana apresentou reduções superiores a 80 % nos ambientes TMSV nas voçorocas sob Cambissolo e LVA1 e leito sob LVA2, em relação às suas respectivas áreas de referência. O qCO2 mostrou-se um índice sensível às alterações do ambiente, e os maiores valores encontrados foram no leito, ocasionados pelo excesso de umidade, e no ambiente TMSV, devido ao baixo teor de matéria orgânica e à ausência de vegetação. O número de esporos de fungos micorrízicos arbusculares apresentou decréscimo superior a 75 % nos ambientes mais degradados. Os resultados evidenciam que os atributos de solo analisados foram sensíveis às alterações nos ambientes de voçorocas e podem servir como indicadores para o monitoramento da dinâmica de ambientes degradados pela erosão hídrica.

Propriedades físicas de um latossolo vermelho-amarelo cultivado com cafeeiro em três sistemas de manejo no sul de minas gerais

Em razão de diferentes tipos de manejo utilizados na cafeicultura, o presente trabalho teve como objetivo quantificar as alterações de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo cultivado com cafeeiro, após quatro anos da implantação, no Sul de Minas Gerais, sob três sistemas de manejo em comparação à mata nativa. Foram avaliados os seguintes sistemas de manejo: lavoura cafeeira com mecanização (CCM), lavoura cafeeira sem mecanização (CSM), lavoura cafeeira sob sistema adensado (CA) e mata nativa (MN), utilizada como referência. Foram coletadas amostras indeformadas, com o auxílio de um amostrador de Uhland e anéis de alumínio de 6,35 cm de diâmetro por 2,54 cm de altura, nas profundidades de 0-3 e 15-18 cm, sendo esta última a camada de máxima resistência mecânica determinada previamente por penetrometria. As amostras foram retiradas em duas posições nas lavouras cafeeiras, sendo na linha de tráfego das máquinas e na projeção da copa dos cafeeiros, nos manejos CCM e CSM; no centro das entrelinhas e na projeção da copa do cafeeiro, no manejo CA; e aleatório, na mata nativa, com quatro repetições, totalizando 56 amostras. Os atributos físicos avaliados foram densidade do solo (Ds), densidade de partícula (Dp), resistência do solo à penetração (RP), volume total de poros (VTP), macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi) e relação Ma/Mi. O sistema de café com mecanização alterou as propriedades físicas, na posição de linha de tráfego de máquinas, indicadas pelo aumento da densidade do solo e resistência do solo à penetração e pela redução do volume total de poros, macroporosidade e da relação macro/microporosidade, quatro anos após o plantio. Comparando as profundidades, o sistema de café com mecanização apresentou menores valores de macroporosidade e relação macro/ microposidade e maiores valores de microporosidade e resistência do solo à penetração, na profundidade de 0-3 cm, quatro anos após o plantio.

Carbono total e δ13C em agregados do solo sob vegetação nativa e pastagem no bioma cerrado

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.

Selenato e selenito na produção, nutrição mineral e biofortificação com selênio em cultivares de alface¹

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.

Chemical and microbiological attributes of an oxisol treated with successive applications of sewage sludge¹

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.

Soil physical properties and sugarcane root growth in a red oxiso

Sugarcane, which involves the use of agricultural machinery in all crop stages, from soil preparation to harvest, is currently one of the most relevant crops for agribusiness in Brazil. The purpose of this study was to investigate soil physical properties and root growth in a eutroferric red Oxisol (Latossolo Vermelho eutroférrico) after different periods under sugarcane. The study was carried out in a cane plantation in Rolândia, Paraná State, where treatments consisted of a number of cuts (1, 3, 8, 10 and 16), harvested as green and burned sugarcane, at which soil bulk density, macro and microporosity, penetration resistance, as well as root length, density and area were determined. Results showed that sugarcane management practices lead to alterations in soil penetration resistance, bulk density and porosity, compared to native forest soil. These alterations in soil physical characteristics impede the full growth of the sugarcane root system beneath 10 cm, in all growing seasons analyzed.

Beaufils ranges to assess the cotton nutrient status in the southern region of Mato Grosso

The relationships between nutrient contents and indices of the Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) are a useful basis to determine appropriate ranges for the interpretation of leaf nutrient contents. The purpose of this study was to establish Beaufils ranges from statistical models of the relationship between foliar concentrations and DRIS indices, generated by two systems of DRIS norms - the F value and natural logarithm transformation - and assess the nutritional status of cotton plants, based on these Beaufils ranges. Yield data from plots (average acreage 100 ha) and foliar concentrations of macro and micronutrients of cotton (Gossypium hirsutum r. latifolium) plants, in the growing season 2004/2005, were stored in a database. The criterion to define the reference population consisted of plots with above-average yields + 0.5 standard deviation (over 4,575 kg ha-1 seed cotton yield). The best-fitting statistical model of the relationship between foliar nutrient concentrations and DRIS indices was linear, with R² > 0.8090, p < 0.01, except for N, with R² = 0.5987, p < 0.01. The two criteria were effective to diagnose the plant nutritional status. The diagnoses were not random, but based on the effectiveness of the chi-square-tested method. The agreement between the methods to assess the nutritional status was 92.59-100 %, except for S, with 74.07 % agreement.

Spatial and linear correlations between soil and corn

The Technologies setting at Agricultural production system have the main characteristics the vertical productivity, reduced costs, soil physical, chemical and biological improvement to promote production sustainable growth. Thus, the study aimed to determine the variability and the linear and special correlations between the plant and soil attributes in order to select and indicate good representation of soil physical quality for forage productivity. In the growing season of 2006, on the Fazenda Bonança in Pereira Barreto (SP), the productivity of autumn corn forage (FDM) in an irrigated no-tillage system and the soil physical properties were analyzed. The purpose was to study the variability and the linear and spatial correlations between the plant and soil properties, to select an indicator of soil physical quality related to corn forage yield. A geostatistical grid was installed to collect soil and plant data, with 125 sampling points in an area of 2,500 m². The results show that the studied properties did not vary randomly and that data variability was low to very high, with well-defined spatial patterns, ranging from 7.8 to 38.0 m. On the other hand, the linear correlation between the plant and the soil properties was low and highly significant. The pairs forage dry matter versus microporosity and stem diameter versus bulk density were best correlated in the 0-0.10 m layer, while the other pairs - forage dry matter versus macro - and total porosity - were inversely correlated in the same layer. However, from the spatial point of view, there was a high inverse correlation between forage dry matter with microporosity, so that microporosity in the 0-0.10 m layer can be considered a good indicator of soil physical quality, with a view to corn forage yield.

Impacts of different management systems on the physical quality of an Amazonian Oxisol

The physical quality of Amazonian soils is relatively unexplored, due to the unique characteristics of these soils. The index of soil physical quality is a widely accepted measure of the structural quality of soils and has been used to specify the structural quality of some tropical soils, as for example of the Cerrado ecoregion of Brazil. The research objective was to evaluate the physical quality index of an Amazonian dystrophic Oxisol under different management systems. Soils under five managements were sampled in Paragominas, State of Pará: 1) a 20-year-old second-growth forest (Forest); 2) Brachiaria sp pasture; 3) four years of no-tillage (NT4.); 4) eight years of no-tillage (NT8); and 5) two years of conventional tillage (CT2). The soil samples were evaluated for bulk density, macro and microporosity and for soil water retention. The physical quality index of the samples was calculated and the resulting value correlated with soil organic matter, bulk density and porosity. The surface layers of all systems were more compacted than those of the forest. The physical quality of the soil was best represented by the relations of the S index to bulk density and soil organic matter.

Carbono em agregados do solo sob vegetação nativa, pastagem e sistemas agrícolas no bioma Cerrado

A matéria orgânica do solo (MOS) é responsável pela fertilidade, ciclagem de nutrientes e estabilidade da estrutura, possuindo estreita relação com a agregação do solo. No entanto, ainda não é clara a relação entre as classes de agregados na dinâmica de acúmulo ou perda de MOS em função do uso e manejo do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar os teores de carbono (C) em agregados do solo sob quatro usos e manejos: Cerrado nativo (CE), sistema plantio direto (SPD), sistema plantio convencional (SPC) e pastagem (PA). 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 em fevereiro de 2007 nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, foram determinados: a quantidade de macroagregados (maiores que 2,0 mm), mesoagregados (maiores que 0,25 e menores que 2,00 mm) e microagregados (maiores que 0,05 e menores que 0,25 mm) estáveis em água, os índices de agregação diâmetro médio ponderado (DMP) e geométrico (DMG) e os teores de C nas classes de agregados estabelecidas. No solo avaliado observou-se predominância de macroagregados, com maior quantidade sob CE e PA, em comparação ao solo sob SPD e SPC, indicando efeito negativo do cultivo do solo na conservação de macroagregados. Contudo, os teores de C nos agregados do solo na camada de 0-20 cm foram maiores no CE e SPD em relação a PA e SPC, sugerindo que o não revolvimento e a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo favorecem o acúmulo de C. Com isso, foi verificado que os macro e mesoagregados podem ser mais sensíveis ao tipo de uso e manejo do solo, quando comparados aos microagregados. A agregação do solo sob PA é semelhante à do CE, embora com menores teores de C, sugerindo dinâmica de agregação diferenciada, o que merece a atenção de novas pesquisas.

Qualidade física de Latossolos Amarelos sob plantio direto na região do Cerrado piauiense

O Cerrado vem sendo alvo de exploração sem a devida preocupação com a manutenção dos recursos naturais, e os sistemas de produção têm se caracterizado pelo uso intensivo do solo. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito do plantio direto na alteração das características físicas de Latossolos Amarelos cultivados com soja. A pesquisa foi realizada na Serra do Quilombo, localizada no cerrado piauiense. Foram verificadas as alterações nos atributos do solo em decorrência da utilização agrícola, que foi iniciada com plantio convencional (PC), posteriormente substituído pelo sistema de plantio direto (PD). Foram amostrados solos com diferentes históricos de uso: PC7/PD8: sete anos de plantio convencional e oito de plantio direto; PC5/PD4: cinco anos de plantio convencional e quatro de plantio direto; PC3/PD3: três anos de plantio convencional e três de plantio direto; e CN: solo com cerrado nativo. As propriedades avaliadas foram: distribuição das frações granulométricas, argila dispersa em água, grau de floculação, relação silte/argila, densidade do solo e das partículas, porosidade total, macro e microporosidade. Os resultados foram submetidos à análise de variância e, como análise complementar, utilizaram-se técnicas multivariadas. Para identificação das características físicas semelhantes do solo, utilizou-se a técnica de análise multivariada denominada análise fatorial. Maiores valores de densidade do solo e de microporosidade foram observados nos sistemas PD, e de macroporosidade e porosidade total, no CN. Os resultados mostraram que a implementação do sistema plantio direto alterou o volume total de poros e a macroporosidade, porém estes apresentaram valores dentro da faixa considerada não restritiva. A análise fatorial possibilitou a visualização conjunta dos atributos do solo, sendo as propriedades densidade do solo, porosidade total e macroporosidade as que mais sofreram variação nos sistemas de uso.

Lodo de esgoto na recuperação de áreas degradadas: efeito nas características físicas do solo

A recuperação de áreas degradadas é um processo lento e requer a adição de resíduos orgânicos como condicionador das propriedades físicas do solo. O lodo de esgoto apresenta elevados teores de matéria orgânica (MO) e nutrientes e, portanto, tem alto potencial para utilização nessas áreas. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da adição de lodo de esgoto na recuperação das características físicas de um solo degradado (Neossolo Quartzarênico) plantado com espécies nativas da Mata Atlântica, na Fazenda Entre-Rios, pertencente à Cia. Suzano Bahia Sul de Papel e Celulose, na região de Itatinga-SP. O experimento foi conduzido em blocos casualizados com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por seis doses de lodo de esgoto (0, 2,5, 5, 10, 15 e 20 t ha-1), mais um que recebeu a adubação química. A aplicação de lodo de esgoto, para recuperação de áreas degradadas, aumentou os agregados do solo conforme o aumento das doses de lodo, até 12 meses após sua aplicação. As porosidades (macro, micro e total) do solo foram aumentadas com as maiores doses de lodo de esgoto até seis meses após sua aplicação; apenas a microporosidade foi aumentada até 12 meses após a aplicação. Houve aumento da umidade do solo em função do aumento das doses de lodo no solo até seis meses após a aplicação.

Diagnosis and recommendation integrated system (DRIS) of soybean seed oil content

The Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) can improve interpretations of leaf analysis to determine the nutrient status. Diagnoses by this method require DRIS norms, which are however not known for oil content of soybean seeds. The aims of this study were to establish and test the DRIS method for oil content of soybean seed (maturity group II cultivars). Soybean leaves (207 samples) in the full flowering stage were analyzed for macro and micro-nutrients, and the DRIS was applied to assess the relationship between nutrient ratios and the seed oil content. Samples from experimental and farm field sites of the southernmost Brazilian state Rio Grande do Sul (28° - 29° southern latitude; 52° -53° western longitude) were assessed in two growing seasons (2007/2008 and 2008/2009). The DRIS norms related to seed oil content differed between the studied years. A unique DRIS norm was established for seed oil content higher than 18.68 % based on data of the 2007/2008 growing season. Higher DRIS indices of B, Ca, Mg and S were associated with a higher oil content, while the opposite was found for K, N and P. The DRIS can be used to evaluate the leaf nutrient status of soybean to improve the seed oil content of the crop.