Carbono e nitrogênio da biomassa microbiana em resposta a diferentes sistemas de manejo em um latossolo vermelho no Cerrado

A biomassa microbiana é um componente vivo da matéria orgânica sensível às mudanças causadas pelos diferentes sistemas de manejo do solo. Para alcançar os objetivos propostos neste trabalho, foi realizado um experimento de longa duração na área experimental da Embrapa Cerrados, Planaltina, Distrito Federal. Foram estudados oito sistemas de manejo do solo, formados pelo uso de diferentes implementos agrícolas e épocas de incorporação de restos culturais. As amostras de solo foram coletadas em cinco profundidades: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, com três repetições, em três épocas: antes do plantio do milho, 30 dias após a emergência e na floração da cultura. Os tratamentos sob plantio direto apresentaram diferenças nos teores de C e N da biomassa microbiana (Cmic e Nmic): enquanto um tratamento sob plantio direto, que utilizou arado de aivecas (PDAV) no primeiro ano de cultivo, superou nos teores de Cmic um outro que utilizou o arado de discos, também no primeiro ano (PDAD), o oposto ocorreu para o conteúdo de Nmic. Isso indica que o efeito desses implementos nas propriedades do solo persistiu mesmo após 22 anos sob plantio direto. Das propriedades do solo analisadas, de maneira geral, as maiores diferenças entre os sistemas sob plantio direto e sob cultivo mínimo (escarificador) e aqueles com maior perturbação do solo (arado de discos e de aivecas) foram verificadas antes do plantio, ou seja, antes do revolvimento e da adubação do solo para estabelecimento da cultura.

Mineralogia e micromorfologia de solos esqueléticos do bioma cerrado, no leste de Goiás

A grande quantidade de material mineral com diâmetro maior que 2 mm de alguns solos do bioma Cerrado é uma característica de interesse em se tratando de formação, classificação, uso e manejo desses solos. Com o objetivo de contrastar atributos morfológicos, físicos, químicos, mineralógicos e micromorfológicos desses solos, com caráter esquelético, foram estudados perfis de Plintossolos Pétricos e Cambissolos Háplicos no leste de Goiás, comparando-os, também, com outros perfis semelhantes descritos na literatura. Cada perfil de solo (seis ao todo) correspondeu a uma trincheira, que permitiu a descrição morfológica e as amostragens, realizadas em duas profundidades, totalizando 12 amostras. Os corpos de petroplintita das frações mais grosseiras da terra fina contribuem para aumentar o Fe2O3 do ataque sulfúrico dos Plintossolos. As relações Feo/Fed são, de forma generalizada, muito baixas, refletindo a elevada estabilidade das formas cristalinas de Fe. Os Plintossolos e os Cambissolos estudados apresentam valores médios de Ki e Kr relativamente baixos quando comparados com outros solos das mesmas classes e com caráter esquelético do bioma Cerrado. A ausência de hematita na fração argila dos solos estudados reflete um processo de xantização do pedoambiente mais úmido das bordas da chapada, local de ocorrência dos Plintossolos, cujo material erodido contribui para formação dos Cambissolos. A hematita só aparece na fração areia dos Plintossolos, associada aos corpos de petroplintita. Magnetita/maghemita foram identificadas nas duas classes de solos. Nos Cambissolos, a detecção de mica por difração de raios X da fração areia e de minerais com cores de interferência fortes nas lâminas delgadas, além dos maiores valores das relações Ki e Kr, realçam a presença de material menos intemperizado, relativamente aos Plintossolos. A pequena quantidade de plasma, 10 % em relação à área das lâminas delgadas, confirma o caráter esquelético dos solos estudados. Os Plintossolos apresentam estrutura granular adensada. Os Cambissolos apresentam o espaço poroso menos conectado e dominado por alvéolos e canais, com microestrutura de grãos com películas.

Qualidade de um solo sob diferentes usos e sob Cerrado nativo

O uso sustentável do solo tem-se constituído em tema de crescente relevância, em face do aumento das atividades antrópicas. Com o objetivo de avaliar a qualidade do solo em área de Cerrado nativo e em áreas sob diferentes usos, foram amostradas camadas de Latossolo Vermelho-Amarelo sob quatro tipos de ocupação: pastagem natural, pastagem cultivada, cultivo convencional com culturas anuais e florestamento de pínus. As áreas estão localizadas na Fazenda Água Limpa, DF. Foram avaliados os seguintes atributos de qualidade do solo: densidade do solo, resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água, teor de matéria orgânica, capacidade de troca catiônica, C total da biomassa microbiana e respiração basal. Com base nos dados obtidos, foi organizado um diagrama comparativo e calculado um índice da qualidade do solo para cada tipo de uso. Os resultados evidenciaram relação estreita e inversa entre a qualidade do solo e a intensidade de uso a que as áreas foram submetidas. Mediante análise desses atributos e da elaboração de um modelo comparativo, foi possível avaliar o nível de degradação do solo em função do uso de cada área.

A software to calculate soil hydraulic conductivity in internal drainage experiments (SHC, Version 2.00)

A software for the calculation of unsaturated soil hydraulic conductivity K(theta) is presented for commonly used methods found in the literature, based on field experiments in which a soil profile is submitted to water infiltration followed by internal drainage. The software is available at: dourado@esalq.usp.br.

Dinâmica do carbono da biomassa microbiana em cinco épocas do ano em diferentes sistemas de manejo do solo no cerrado

Em um Latossolo Vermelho argiloso, na Embrapa Cerrados, em Planaltina, Distrito Federal, foram selecionadas uma área com vegetação de Cerrado (CE) e seis parcelas de um experimento de longa duração (20 anos): arado de discos pré-plantio (ADPP); arado de discos pós-colheita (ADPC); plantio direto a partir do segundo ano em área preparada com arado de discos em 1979, primeiro ano de cultivo (PDAD); arado de aivecas pré-plantio (AVPP); arado de aivecas pós-colheita (AVPC); e plantio direto a partir do segundo ano em área preparada com arado de aivecas em 1979, primeiro ano de cultivo (PDAV). Foram estimados o carbono da biomassa microbiana e o carbono orgânico do solo (Csolo) em cinco profundidades: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm; e em cinco épocas do ano: na época da colheita da soja (abril/2000); no final do período chuvoso, após aração pós-colheita da soja (maio/2000); no período seco, sem nenhuma cultura no campo (agosto/2000); no início do período chuvoso, no plantio do milho (novembro/2000); e na floração da cultura do milho (fevereiro/2001). Considerando todo o período de estudo, os teores de C da biomassa microbiana (Cmic) e de Csolo foram menores nas camadas mais profundas em todos os sistemas de manejo e no Cerrado. No solo sob sistema plantio direto, os teores de Cmic e Csolo decresceram das camadas mais superficiais para as mais profundas e de forma mais acentuada que no solo sob sistemas convencionais. No CE, a biomassa microbiana constituiu-se em maior percentagem do carbono orgânico total do solo, em comparação aos sistemas cultivados, que não apresentaram diferenças entre si.

Soil compaction and eucalyptus growth in response to forwarder traffic intensity and load

During timber exploitation in forest stands harvesting machines pass repeatedly along the same track and can cause soil compaction, which leads to soil erosion and restricted tree root growth. The level of soil compaction depends on the number of passes and weight of the wood load. This paper aimed to evaluate soil compaction and eucalyptus growth as affected by the number of passes and wood load of a forwarder. The study was carried out in Santa Maria de Itabira county, Minas Gerais State - Brazil, on a seven-year-old eucalyptus stand planted on an Oxisol. The trees were felled by chainsaw and manually removed. Plots of 144 m² (four rows 12 m long in a 3 x 2 m spacing) were then marked off for the conduction of two trials. The first tested the traffic intensity of a forwarder which weighed 11,900 kg and carried 12 m³ wood (density of 480 kg m-3) and passed 2, 4, and 8 times along the same track. In the second trial, the forwarder carried loads of 4, 8, and 12 m³ of wood, and the machine was driven four times along the same track. In each plot, the passes affected four rows. Eucalyptus was planted in 30 x 30 x 30 cm holes on the compacted tracks. The soil in the area is clayey (470 clay and 440 g kg-1 sand content) and at depths of 0-5 cm and 5-10 cm, respectively, soil organic carbon was 406 and 272 g kg-1 and the moisture content during the trial 248 and 249 g kg-1. These layers were assessed for soil bulk density and water-stable aggregates. The infiltration rate was measured by a cylinder infiltrometer. After 441 days the measurements were repeated, with additional analyses of: soil organic carbon, total nitrogen, N-NH4+, N-NO3-, porosity, and penetration resistance. Tree height, stem diameter, and stem dry matter were measured. Forwarder traffic increased soil compaction, resistance to penetration and microporosity while it reduced the geometric mean diameter, total porosity, macroporosity and infiltration rate. Stem dry matter yield and tree height were not affected by soil compaction. Two passes of the forwarder were enough to cause the disturbances at the highest levels. The compaction effects were still persistent 441 days after forwarder traffic.

Influência da granulometria e da mineralogia sobre a retenção do fósforo em latossolos sob pastagens no cerrado

As pastagens abrangem cerca de 50 milhões de hectares na região do Cerrado. Os Latossolos, ocupando aproximadamente a metade da área, são solos intemperizados, constituídos, principalmente de caulinita, óxidos de Fe e Al e estes óxidos têm grande influência na retenção de P. O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores totais de P, assim como sua disponibilidade e retenção em Latossolos sob pastagens do Cerrado, e relacionar estes dados com suas características mineralógicas, granulométricas e químicas. As relações entre as características estudadas foram avaliadas por meio da análise de componentes principais e correlações de Pearson. O P disponível resina mostrou-se correlacionado negativamente com as características mineralógicas e granulométricas e positivamente com os teores de matéria orgânica do solo. Tanto os óxidos livres totais como os amorfos tiveram correlações negativas com o P remanescente (Prem). Os teores de gibbsita, goethita e hematita apresentaram correlações negativas com o Prem. Por outro lado, a caulinita não exerceu influência sobre o Prem, indicando a baixa participação desta na adsorção de P nos Latossolos do Cerrado. Observou-se correlação negativa entre o Prem e o C total, explicada pelo fato de o estoque de C aumentar linearmente com o conteúdo de argila e silte no solo. Os óxidos de Fe e Al foram os componentes mineralógicos que exerceram maior influência sobre o Prem.

Rotação de culturas e propriedades físicas e químicas em Latossolo Vermelho de Cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoção

O manejo inadequado do solo tem promovido a degradação de suas propriedades físicas, químicas e biológicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar, após três anos da instalação de sistemas de manejo do solo, os efeitos da rotação com adubo verde, soja ou milho (verão) e feijão "de inverno", sendo utilizadas as seguintes espécies na adubação verde: mucuna-preta, milheto, crotalária e guandu, nas propriedades físicas e químicas de um Latossolo Vermelho distroférrico e na produtividade das culturas. Outro tratamento foi adicionado como alternativa à adubação verde, o pousio. Os sistemas de manejo do solo foram: semeadura direta não consolidada e preparo convencional. O estudo foi realizado em Selvíria-MS, no ano agrícola de 1999/2000. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. O sistema de semeadura direta, após três anos de instalada a rotação, degradou mais as propriedades físicas do solo na camada superficial. Por outro lado, neste sistema e camada de solo, houve acréscimo no teor de matéria orgânica e no pH, bem como na produtividade do milho, superior à do sistema de preparo convencional. O feijão em rotação à cultura do milho, na semeadura convencional, e em rotação à soja, na semeadura direta, foi a melhor opção quanto à produtividade.

Soil carbon and nitrogen in pasture soil reforested with eucalyptus and guachapele

In spite of the normally low content of organic matter found in sandy soils, it is responsible for almost the totality of cation exchange capacity (CEC), water storage and availability of plant nutrients. It is therefore important to evaluate the impact of alternative forest exploitation on the improvement of soil C and N accumulation on these soils. This study compared pure and mixed plantations of Eucalyptus grandis and Pseudosamanea guachapele, a N2-fixing leguminous tree, in relation to their effects on soil C and N stocks. The studied Planosol area had formerly been covered by Panicum maximum pasture for at least ten years without any fertilizer addition. To estimate C and N contents, the soil was sampled (at depths of 0-2.5; 2.5-5.0; 5.0-7.5; 7.5-10.0; 10.0-20.0 and 20.0-40.0 cm), in pure and mixed five-year-old tree plantations, as well as on adjacent pasture. The natural abundance 13C technique was used to estimate the contribution of the soil organic C originated from the trees in the 0-10 cm soil layer. Soil C and N stocks under mixed plantation were 23.83 and 1.74 Mg ha-1, respectively. Under guachapele, eucalyptus and pasture areas C stocks were 14.20, 17.19 and 24.24 Mg ha-1, respectively. For these same treatments, total N contents were 0.83; 0.99 and 1.71 Mg ha-1, respectively. Up to 40 % of the soil organic C in the mixed plantation was estimated to be derived from trees, while in pure eucalyptus and guachapele plantations these same estimates were only 19 and 27 %, respectively. Our results revealed the benefits of intercropped leguminous trees in eucalyptus plantations on soil C and N stocks.

Short and long-term effects of tillage systems and nutrient sources on soil physical properties of a Southern Brazilian Hapludox

Soil tillage promotes changes in soil structure. The magnitude of the changes varies with the nature of the soil, tillage system and soil water content and decreases over time after tillage. The objective of this study was to evaluate short-term (one year period) and long-term (nine year period) effects of soil tillage and nutrient sources on some physical properties of a very clayey Hapludox. Five tillage systems were evaluated: no-till (NT), chisel plow + one secondary disking (CP), primary + two (secondary) diskings (CT), CT with burning of crop residues (CTb), and CT with removal of crop residues from the field (CTr), in combination with five nutrient sources: control without nutrient application (C); mineral fertilizers, according to technical recommendations for each crop (MF); 5 Mg ha-1 yr-1 of poultry litter (wetmatter) (PL); 60 m³ ha-1 yr-1 of cattle slurry (CS) and; 40 m³ ha-1 yr-1 of swine slurry (SS). Bulk density (BD), total porosity (TP), and parameters related to the water retention curve (macroporosity, mesoporosity and microporosity) were determined after nine years and at five sampling dates during the tenth year of the experiment. Soil physical properties were tillage and time-dependent. Tilled treatments increased total porosity and macroporosity, and reduced bulk density in the surface layer (0.00-0.05 m), but this effect decreased over time after tillage operations due to natural soil reconsolidation, since no external stress was applied in this period. Changes in pore size distribution were more pronounced in larger and medium pore diameter classes. The bulk density was greatest in intermediate layers in all tillage treatments (0.05-0.10 and 0.12-0.17 m) and decreased down to the deepest layer (0.27-0.32 m), indicating a more compacted layer around 0.05-0.20 m. Nutrient sources did not significantly affect soil physical and hydraulic properties studied.

Dinâmica do potássio nos resíduos vegetais de plantas de cobertura no Cerrado

A produção de biomassa, a manutenção dos resíduos vegetais sobre o solo e sua posterior decomposição são fatores de grande importância no estudo da ciclagem de nutrientes. Este estudo foi desenvolvido na área experimental do CEFET-Uberaba-MG, onde foram avaliados oito tipos de coberturas vegetais: milheto (Pennisetum americanum sin. tiphoydes), braquiária (Brachiaria brizantha), sorgo-forrageiro (Sorghum bicolor L. Moench), guandu (Cajanus cajan (L.) Mill sp.), crotalária (Crotalarea juncea), aveia-preta (Avena strigosa Schreb), pousio e área em preparo convencional de solo (testemunha) em área de Cerrado, na região do Triângulo Mineiro. Avaliaram-se a fitomassa seca (FS), a decomposição dos resíduos em bolsas de decomposição, e a liberação de K. Utilizou-se um modelo matemático para descrever a decomposição dos resíduos e a liberação de K, e calcularam-se a constante de decomposição (k) e o tempo de meia-vida (T½). O milheto, o sorgo e a crotalária foram as coberturas que apresentaram maiores produções de matéria seca. O maior acúmulo de K ocorreu em gramíneas e a maior liberação de K ocorreu no milheto, aveia, braquiária e crotalária nos primeiros 42 dias após manejo, nos dois períodos avaliados. A braquiária apresentou o menor T½ vida e a maior taxa de liberação de K.

Comparação de métodos para a observação de fungos micorrízicos arbusculares e endofíticos do tipo dark septate em espécies nativas de Cerrado

As espécies vegetais de Cerrado sensu stricto apresentam estratégias adaptativas às condições edáficas e climáticas de altos investimentos em fotoassimilados, nutrientes e água para sua estruturação. A simbiose entre fungos e raízes de plantas é uma importante adaptação radicular que auxilia as plantas na absorção de nutrientes e água do solo, sendo determinantes para a sobrevivência no Cerrado. Com o objetivo de estudar fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e fungos endofíticos do tipo dark septate (DSEFs) nas raízes de algumas espécies arbóreas e herbáceas, nativas do Cerrado sensu stricto, foram testados diferentes métodos para melhor observação das estruturas fúngicas em simbiose. O melhor método de clarificação foi observado quando as raízes foram autoclavadas a 121 °C em KOH 2 %, por 20 min, e com a subseqüente transferência para solução nova de KOH 2 %, por 24 h, em temperatura ambiente. Este procedimento foi repetido e, em seguida, essas amostras foram imersas em H2O2 2 % por 2 h. Os arbúsculos foram observados com maiores detalhes após a inclusão em resina, seccionamento e coloração com azul-de-toluidina. Todas as espécies avaliadas encontravam-se colonizadas por FMAs, e apenas em Xylopia aromatica não se observaram os DSEFs. As espécies herbáceas apresentaram maiores freqüências de colonização micorrízica do que as arbóreas. O caráter generalista dos FMAs e DSEFs observado nas espécies vegetais do Cerrado sensu stricto sugere a importância dessas simbioses como mecanismo adaptativo às condições de Cerrado.

Atividade respiratória da microbiota e conteúdo de glicose em resposta à adição de fósforo em solo de Cerrado

A atividade metabólica dos microrganismos é um dos principais processos reguladores das transformações de nutrientes no solo. No entanto, a atividade microbiana do solo é influenciada por fatores como a disponibilidade de nutrientes, incluindo o P. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de P (de 50 a 500 mg kg-1 de P no solo) na atividade respiratória da microbiota e nos teores de glicose extra e intracelular em um Latossolo Vermelho distrófico fase Cerrado. As amostras de solo foram avaliadas quanto ao C liberado (C-CO2) pela atividade microbiana; pelo C orgânico total e pela glicose extra e intracelular. Durante o período de incubação (31 dias), a adição de P aumentou a atividade respiratória diária de 6,30 para 23,59 (mg kg-1 dia-1 de C-CO2 no solo), quando comparado com o controle. No entanto, a relação entre C-CO2 liberado por dia, por unidade de P adicionado, diminuiu, mostrando uma redução da eficiência na utilização do P adicionado. O teor de glicose extracelular no solo foi menor do que o encontrado intracelularmente. Ao final de 31 dias de incubação, o teor de glicose intracelular reduziu-se em decorrência da adição de P no solo, sugerindo maior consumo de glicose pelos microrganismos nas condições de adição do nutriente. Houve correlação negativa (r= -0,98, p < 0,01) entre a respiração diária e a glicose intracelular. Aos 31 dias de incubação, o CO total do solo diminuiu com a adição de 500 mg kg-1 de P no solo. A estreita relação entre o aumento da atividade e a diminuição de glicose intracelular sugere que a resposta da microbiota à adição de P pode estar associada ao conteúdo do açúcar no solo.

Produtividade e aspectos nutricionais de plantas de soja cultivadas em solos de cerrado com diferentes texturas

Nos últimos anos, o cultivo da soja teve grande expansão em áreas com texturas mais arenosas do Cerrado. Esse fato gerou questionamentos quanto à sustentabilidade e viabilidade técnica, econômica e ambiental da produção dessa cultura. Adicionalmente, esperam-se diferenças no potencial produtivo e na dinâmica de nutrientes em solo e planta com a variação da textura do solo. Este estudo objetivou avaliar a produtividade e os aspectos nutricionais de plantas de soja cultivadas em solos de Cerrado com diferentes texturas. Foram utilizados dois bancos de dados com informações de plantas de soja e solos com diferentes teores de argila (valores entre 30 e 840 g kg-1). Por meio de plotagem dos dados em gráficos e ajustes de equações de regressão, foram gerados relacionamentos da produtividade com a textura, histórico de uso e, em alguns casos, separando-se os efeitos por classes texturais: arenosa, média, argilosa e muito argilosa, além dos teores foliares de nutrientes com a textura e a produtividade. A produtividade de soja mostrou tendência de aumento com o teor de argila. Separando-se os bancos de dados por classes texturais, a mesma tendência foi verificada apenas nas classes arenosa e argilosa. Nas classes média e muito argilosa houve tendência de queda da produtividade com o aumento do teor de argila. Os nutrientes tiveram relacionamentos variados com a textura e produtividade da soja, merecendo destaque os teores foliares de P e S, que apresentaram aumento com os teores de argila até valores de 227 e 426 g kg-1, respectivamente, para posterior decréscimo. Potássio, Ca e Mg se relacionaram positiva e significativamente com teor de argila e produtividade da soja, mostrando limitação, principalmente de K+ e Ca2+, no solo para a soja cultivada em solos mais arenosos. Quanto aos micronutrientes, não houve limitação à produtividade, com exceção do B. Pode-se considerar que a produtividade de soja independe da textura do solo; condições climáticas e manejo adequado do solo parecem ser os principais fatores determinantes das respostas da cultura. Em solos arenosos, deve ser dispensada maior atenção ao manejo da adubação com K, Ca e B, que foram os elementos mais limitantes à produtividade da soja.

Protective effect of divalent cations against aluminum toxicity in soybean

A large proportion of soybean fields in Brazil are currently cultivated in the Cerrado region, where the area planted with this crop is growing considerably every year. Soybean cultivation in acid soils is also increasing worldwide. Since the levels of toxic aluminum (Al) in these acid soils is usually high it is important to understand how cations can reduce Al rhizotoxicity in soybean. In the present study we evaluated the ameliorative effect of nine divalent cations (Ca, Mg, Mn, Sr, Sn, Cu, Zn, Co and Ba) in solution culture on Al rhizotoxicity in soybean. The growth benefit of Ca and Mg to plants in an acid Inceptisol was also evaluated. In this experiment soil exchangeable Ca:Mg ratios were adjusted to reach 10 and 60 % base saturation, controlled by different amounts of CaCl2 or MgCl2 (at proportions from 100:0 up to 0:100), without altering the soil pH level. The low (10 %) and adequate (60 %) base saturation were used to examine how plant roots respond to Al at distinct (Ca + Mg)/Al ratios, as if they were growing in soils with distinct acidity levels. Negative and positive control treatments consisted of absence (under native soil or undisturbed conditions) or presence of lime (CaCO3) to reach 10 and 60 % base saturation, respectively. It was observed that in the absence of Aluminum, Cu, Zn, Co and Sn were toxic even at a low concentration (25 µmol L-1), while the effect of Mn, Ba, Sr and Mg was positive or absent on soybean root elongation when used in concentrations up to 100 µmol L-1. At a level of 10 µmol L-1 Al, root growth was only reverted to the level of control plants by the Mg treatment. Higher Tin doses led to a small alleviation of Al rhizotoxicity, while the other cations reduced root growth or had no effect. This is an indication that the Mg effect is ion-specific and not associated to an electrostatic protection mechanism only, since all ions were divalent and used at low concentrations. An increased exchangeable Ca:Mg ratio (at constant soil pH) in the acid soil almost doubled the soybean shoot and root dry matter even though treatments did not modify soil pH and exchangeable Al3+. This indicates a more efficient alleviation of Al toxicity by Mg2+ than by Ca2+. The reason for the positive response to Mg2+ was not the supply of a deficient nutrient because CaCO3 increased soybean growth by increasing soil pH without inducing Mg2+ deficiency. Both in hydroponics and acid soil, the reduction in Al toxicity was accompanied by a lower Al accumulation in plant tissue, suggesting a competitive cation absorption and/or exclusion of Al from plant tissue stimulated by an Mg-induced physiological mechanism.