Physical and chemical attributes of archaeological soils developed from shell middens in the Região dos Lagos, Rio de Janeiro, Brazil

In prehistoric times, innumerous shell middens, called "sambaquis", consisting mainly of remains of marine organisms, were built along the Brazilian coast. Although the scientific community took interest in these anthropic formations, especially since the nineteenth century, their pedological context is still poorly understood. The purpose of this study was to characterize and identify the physical and chemical changes induced by soil-forming processes, as well as to compare the morphology of shell midden soils with other, already described, anthropogenic soils of Brazil. Four soil profiles developed from shell middens in the Região dos Lagos - RJ were morphologically described and the physical and chemical properties determined. The chemical analysis showed that Ca, Mn, Mg, and particularly P and Zn are indicators of anthropic horizons of midden soils, as in the Amazon Dark Earths (Terras Pretas de Índio). After the deposition of P-rich material, P reaction and leaching can mask or disturb the evidence of in situ man-made strata, but mineralogical and chemical studies of phosphate forms can elucidate the apparent complexity. Lower phosphate-rich strata without direct anthropic inputs indicate P leaching and precipitation in secondary forms. The total and bioavailable contents of Ca, Mg, Zn, Mn, Cu, P, and organic C of midden soils were much higher than of regional soils without influence of ancient human settlements, demonstrating that the high fertility persisted for long periods, at some sites for more than 4000 years. The physical analysis showed that wind-blown sand contributed significantly to increase the sand fraction in the analyzed soils (texture classes sand, sandy loam and sandy clay loam) and that the aeolian sand accumulation occurred simultaneously with the midden formation.

Dispersantes químicos na análise granulométrica de latossolos

A completa dispersão da amostra e a manutenção da estabilidade da fase dispersa são condições fundamentais para obtenção de maior acurácia na análise textural de amostras de solo. Para isso, foram testados compostos de Na+ e Li+ como dispersantes químicos alternativos, frente à solução de NaOH 10 mmol L-1, com o objetivo de lograr dispersão mais efetiva e minimizar a presença de pseudocomponentes, fundamentalmente pseudossilte, na análise granulométrica de Latossolos. O trabalho foi realizado utilizando amostras de oito Latossolos do Estado de Minas Gerais, selecionados por apresentarem diferentes materiais de origem e teores de óxidos de ferro. Os tratamentos foram dispostos segundo um delineamento em blocos casualizados, correspondendo a um arranjo fatorial 8 x 2 x 7, com três repetições. Os fatores em estudo foram as amostras dos oito Latossolos, retiradas nos horizontes A e B, e sete dispersantes. O NaOH foi usado como dispersante de referência, testando-se alternativamente soluções de LiOH, NaClO, [NaClO + NaOH], [HCl + NaOH], (NaPO3)n e [(NaPO3)n + NaOH]. Utilizando a maior proporção de argila para identificar a efetividade dos dispersantes, nenhum deles igualou-se ao NaOH. Empregando o sinal > para indicar maior efetividade, a sequência determinada foi: NaOH > [(NaPO3)n + NaOH] > [HCl + NaOH] > [NaClO + NaOH] > LiOH > (NaPO3)n > NaClO. Dentre os dispersantes alternativos, destacou-se a solução de [(NaPO3)n + NaOH], com resultados próximos aos do dispersante de referência, evidenciando a importância da elevação do pH até valores próximos de 12. A efetividade das outras soluções sódicas com pH elevado, [NaClO+NaOH] e [HCl+NaOH], foi reduzida pela elevação da pressão osmótica da solução, dificultando a dispersão da amostra de solo. O LiOH foi inferior ao dispersante de referência. Essa resposta é justificada pela tendência desse cátion alcalino de formar ligações covalentes que bloqueiam cargas elétricas negativas do complexo de troca das argilas, com diminuição da densidade de carga superficial. O (NaPO3)n e NaClO foram os dispersantes menos efetivos, pelo menor pH das suas soluções. Conclui-se que a solução de NaOH é a mais efetiva para dispersar amostras de solos com argilas que apresentam capacidade de troca catiônica dependente do pH, por favorecer o incremento de cargas negativas, a repulsão entre partículas e, consequentemente, a dispersão da amostra de solo, com valores relativamente baixos da pressão osmótica da suspensão.

Modelling of soil penetration resistance for an oxisol under no-tillage

Soil penetration resistance is an important property that affects root growth and elongation and water movement in the soil. Since no-till systems tend to increase organic matter in the soil, the purpose of this study was to evaluate the efficiency with which soil penetration resistance is estimated using a proposed model based on moisture content, density and organic matter content in an Oxisol containing 665, 221 and 114 g kg-1 of clay, silt and sand respectively under annual no-till cropping, located in Londrina, Paraná State, Brazil. Penetration resistance was evaluated at random locations continually from May 2008 to February 2011, using an impact penetrometer to obtain a total of 960 replications. For the measurements, soil was sampled at depths of 0 to 20 cm to determine gravimetric moisture (G), bulk density (D) and organic matter content (M). The penetration resistance curve (PR) was adjusted using two non-linear models (PR = a Db Gc and PR' = a Db Gc Md), where a, b, c and d are coefficients of the adjusted model. It was found that the model that included M was the most efficient for estimating PR, explaining 91 % of PR variability, compared to 82 % of the other model.

Temporary effect of chiseling on the compaction of a Rhodic Hapludox under no-tillage

Mechanical chiseling has been used to alleviate the effects of compaction in soils under no-tillage (NT). However, its effect on the soil physical properties does not seem to have a defined duration period. The purpose of this study was to evaluate the behavior of the bulk density (BD) and degree of compaction (DC) at different soil depths, after chiseling in no-tillage, for one year. The experiment was performed in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil, using an Oxisol (Rhodic Hapludox). Bulk density and DC were previously measured in an area under NT for 16 years, then immediately after chiseling (CHI) in May 2009, six months after chiseling (CHI6M) in October 2009 and one year after chiseling (CHI12M) in May 2010. In the layers 0.0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m, there was a significant BD reduction CHI and a marked increase CHI6M. The BD values measured CHI12M were similar to those before tillage. Chiseling reduced the DC in the layers 0.0-0.10 m and 0.10-0.20 m, but returned to the initial values one year later. During the evaluation periods CHI, CHI6M and CHI12M, the BD increased in the layer 0.30-0.40 m, compared with NT. The highest DC values were observed six months after chiseling; nevertheless the structural recovery of the soil was considerable, possibly due to the high degree of soil resilience and the influence of the wetting and drying cycles detected in the study period. The chiseling effects, evaluated by BD and DC, lasted less than one year, i.e., the beneficial short-term effects of chiseling on the reduction of the surface BD increased the risk of compaction in deeper soil layers.

Soil functioning in a toposequence under rainforest in São Paulo, Brazil

Studies of soil-water dynamics using toposequences are essential to improve the understanding of soil-water-vegetation relationships. This study assessed the hydro-physical and morphological characteristics of soils of Atlantic Rainforest in the Parque Estadual de Carlos Botelho, state of São Paulo, Brazil. The study area of 10.24 ha (320 x 320 m) was covered by dense tropical rainforest (Atlantic Rainforest). Based on soil maps and topographic maps of the area, a representative transect of the soil in this plot was chosen and five soil trenches were opened to determine morphological properties. To evaluate the soil hydro-physical functioning, soil particle size distribution, bulk density (r), particle density (r s), soil water retention curves (SWRC), field saturated hydraulic conductivity (Ks), macroporosity (macro), and microporosity (micro) and total porosity (TP) were determined. Undisturbed samples were collected for micromorphometric image analysis, to determine pore size, shape, and connectivity. The soils in the study area were predominantly Inceptisols, and secondly Entisols and Epiaquic Haplustult. In the soil hydro-physical characterization of the selected transect, a change was observed in Ks between the surface and subsurface layers, from high/intermediate to intermediate/low permeability. This variation in soil-water dynamics was also observed in the SWRC, with higher water retention in the subsurface horizons. The soil hydro-physical behavior was influenced by the morphogenetic characteristics of the soils.

Processo de formação de crostas superficiais em razão de sistemas de preparo do solo e chuva simulada

A chuva provoca a modificação da estrutura superficial do solo levando ao desenvolvimento de crostas. Este estudo avaliou a dinâmica da formação de crostas superficiais por meio da análise e descrição micromorfológica de lâminas delgadas. O experimento foi conduzido em 2009 e 2010. Em parcelas de 15 x 30 m, foram implantados os diferentes sistemas de preparos do solo: preparo convencional (PC), preparo reduzido (PR) e sem preparo (SP). Dentro das parcelas instalaram-se as microparcelas de 1 x 1m e aplicaram-se diferentes lâminas de chuva simulada (0, 27, 54 e 80 mm) com intensidade de 80 mm h-1. Nas microparcelas, coletou-se uma amostra indeformada em que consistia em um bloco de solo de 0,07 x 0,05 x 0,12 m. Os blocos foram impregnados com resina e após endurecimento e secagem total foram confeccionadas lâminas delgadas (4,5 x 8 cm), descritas, utilizando microscópio óptico. Foi confeccionada uma lâmina delgada para cada chuva (0, 27, 54 e 80 mm) e para cada preparo do solo. Todos os sistemas de preparo avaliados demonstraram presença de crostas; entretanto, o processo de formação das crostas ocorreu com dinâmica diferenciada em cada sistema de preparo. O preparo convencional apresentou formação de crostas a partir de 27 mm de chuva aplicada. O aumento da lâmina de chuva aplicada causou maior degradação da estrutura superficial e maior espessura da camada encrostada. O preparo reduzido e o sistema sem preparo apresentaram condições de superfície irregulares com as chuvas aplicadas, ou seja, não demonstraram modificações constantes da superfície do solo e na formação das crostas, com o aumento da chuva, como constatado no preparo convencional. A análise das lâminas delgadas e a descrição micromorfológica permitiram satisfatória observação e conclusão dos processos e da dinâmica envolvida na formação de crostas.

Deep subsoiling of a subsurface-compacted typical hapludult under citrus orchard

Soil management practices which increase the root depth penetration of citrus are important to the longevity and yield maintenance of this plant, especially in regions where long periods of drought are common, even in soil conventionally subsoiled to a depth of 30-40 cm, when the orchard was first established. The objective of this study was to evaluate the efficiency of subsoiling on the physical and hydric properties of a Typical Hapludult and fruit yield in a 14-year-old citrus orchard located in Piracicaba, SP. The treatments consisted of: no-subsoiling (with no tilling of the soil after the orchard was planted); subsoiling on one side of the plant lines (SUB. 1); and subsoiling on both sides of the plant lines (SUB. 2). The subsoiling treatments were carried out 1.5 m from the plant lines and to a depth of 0.8 m. Soil samples were taken 120 days after this operation, at four depths, in order to determine physical and hydric properties. Fruit yield was evaluated 150 days after subsoiling. Subsoiling between the plant lines of an old established citrus orchard alters the physical and hydric properties of the soil, which is reflected in increased soil macroporosity and unsaturated hydraulic conductivity, and reduced soil bulk density, critical degree-of-compactness and penetration resistance. The improvements in the physical and hydric properties of the soil were related to an increase in fruit number and orchard yield.

Antropossolos em sítios arqueológicos de ambiente cárstico no norte de Minas Gerais

A ocupação e a dispersão territorial dos primeiros colonizadores da América do Sul, sobretudo do Brasil, são ainda pouco conhecidas e exigem esforço interdisciplinar contínuo, envolvendo a antropologia, arqueologia e pedologia. Sob abrigos naturais de rochas calcárias, populações pré-colombianas viveram por milhares de anos, aportando e removendo matérias de naturezas e procedências distintas, desenvolvendo solos antropogênicos muito peculiares, sobre os quais ainda não se têm estudos pedológicos. Para melhor conhecer os solos, procedeu-se à caracterização física, química e mineralógica de solos de dois abrigos calcários, Lapas do Boquete e do Malhador, situados no Parque Nacional Cavernas do Peruaçu, norte de Minas Gerais, tido como uma das mais importantes regiões arqueológicas do país. As amostras foram submetidas à caracterização física, química e mineralógica, ao ataque total, à determinação do carbono orgânico total, além de fracionamento das formas inorgânicas de fósforo. As características químicas dos solos estudados estão condizentes com a natureza calcária da rocha local, apresentando valores de pH elevados (> 7,7). O complexo de troca catiônica é praticamente todo preenchido pelas bases trocáveis, principalmente Ca e Mg, alcançando valores de V de 100 %. Os teores de P-extraível (Mehlich-1) encontrados foram elevados, de 131 a 749 mg dm-3. Nos solos analisados, predominou a fração areia, sendo todas as camadas enquadradas na classe textural franco. É marcante a presença de óxidos com atração magnética em todas as frações, especialmente na fração areia, associada principalmente a camadas carbonizadas. Os solos apresentaram predomínio, em sua matriz, de minerais silicatados do tipo 1:1 (caulinita), associados a minerais do tipo 2:1, basicamente illita. De acordo com os resultados encontrados, os solos estudados apresentaram gênese policíclica, marcada por pronunciada alternância climática associada a distintos períodos de ocupação antrópica, que resultaram na formação de camadas aparentemente sem relação pedogenética entre si.

Pedogênese e classificação de latossolos desenvolvidos de itabiritos no Quadrilátero Ferrífero, MG

Localizado na porção centro-oeste do Estado de Minas Gerais, o Quadrilátero Ferrífero abrange uma área de aproximadamente 7.000 km². Desde o século XVII, a região é conhecida como uma província aurífera e ferrífera, sendo por essa razão uma das regiões mais bem estudadas do Brasil no contexto geológico. A região é de topografia muito acidentada, onde predominam solos pouco evoluídos pedogeneticamente, com destaque para Cambissolos Háplicos, Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos. Em menor proporção e em rampas de colúvio (relevo suave ondulado), ocorrem Latossolos Vermelhos muito ricos em Fe, anteriormente denominados Latossolos Ferríferos. Neste trabalho, foram realizados estudos para caracterizar física, química e mineralogicamente amostras de nove perfis de Latossolos Vermelhos férricos e perférricos, desenvolvidos de itabirito e rochas afins no Quadrilátero Ferrífero, com os objetivos de melhor entender sua gênese e avaliar critérios taxonômicos que permitam sua diferenciação no SiBCS, em níveis categóricos mais baixos. Os elevados valores de densidade de partículas são peculiares nesses solos e, ao lado da estrutura forte, muito pequena e granular, são fatores que contribuem para subestimar os teores de argila e superestimar os de silte, resultando em relação silte/argila maior do que aquela proposta pelo SiBCS para os Latossolos. A variação dos teores de SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, MnO, P2O5 e de alguns elementos-traço aponta para a diversidade na composição química do itabirito ou, ainda, provável mistura com rochas filíticas da região. Os valores das relações Fe2O3/TiO2 (não molecular) e TiO2/Fe2O3 (molecular) revelaram-se diferentes daqueles sugeridos na literatura para separação de Latossolos Vermelhos desenvolvidos de itabirito daqueles de rochas máficas. As frações areia, silte e argila apresentaram grande variação na atração magnética, com as duas primeiras frações evidenciando maior magnetização, em razão da presença de magnetita. Os valores de substituição isomórfica de Fe por Al variaram 0,07 a 0,11 e 0,09 a 0,38 mol mol-1 nas estruturas da hematita e magnetita, respectivamente.

Planossolos e Gleissolos Utilizados na Fabricação de Cerâmica Artesanal no Semiárido de Minas Gerais

O conhecimento etnopedológico tem fornecido informações importantes sobre o modo de vida das populações rurais a respeito de suas tradições ancestrais, como a arte de elaborar peças artesanais a partir do barro advindo de solos com características próprias a esse uso. O objetivo deste trabalho foi avaliar física, química e mineralogicamente Planossolos e Gleissolos explorados para a produção de artefatos de cerâmica artesanal em Minas Gerais. Nos barreiros, foram coletados dois perfis de Planossolos (P1 e P2) e um Gleissolo (P3) usados como matéria-prima na produção artesanal de cerâmica. Foram realizadas análises físicas e químicas, limites de liquidez (LL) e plasticidade (LP), índice de plasticidade (IP) e de atividade coloidal (IA), além da mineralogia da fração argila. Os horizontes selecionados pelos ceramistas para a fabricação de cerâmica artesanal (BA, Btg e BCg, do P1; Btg1 e Btg2, do P2; e C2g e C3g, do P3) apresentaram os maiores teores de argila e silte, IP e IA, importantes para a qualidade final da cerâmica. O horizonte Cg do perfil P1 possui potencial de ser utilizado para a produção artesanal, em virtude do seu IP, superior aos dos horizontes normalmente usados, além dos teores de argila, silte e areia fina e suas características mineralógicas. A proporção ideal das frações areia, silte e argila e a porcentagem de matéria orgânica na definição de um bom material para cerâmica são difíceis de estabelecer e variam principalmente em razão de aspectos quantitativos e qualitativos da argila nos solos.

FORMAS DE FERRO, SILÍCIO E, OU, ALUMÍNIO NA GÊNESE DE FRAGIPÃS E HORIZONTES COESOS DOS TABULEIROS COSTEIROS

Na unidade geomorfológica dos Tabuleiros Costeiros dominam os solos com horizontes coesos, e alguns deles têm a presença de horizontes cimentados comumente do tipo fragipã. Esses horizontes interferem na dinâmica da água, no crescimento de raízes e, consequentemente, na nutrição mineral de plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da dissolução seletiva, a participação de formas de Fe, Si e, ou, Al na coesão e, ou, cimentação de fragipãs e horizontes coesos em Argissolos e Espodossolos da região dos Tabuleiros Costeiros do sul da Bahia e norte do Espírito Santo. Para isso, foram realizadas extrações seletivas de Fe, Si e Al por ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB) e oxalato ácido de amônio. Os maiores teores de Fe, Si e, principalmente, Al extraídos por oxalato de amônio nos fragipãs sugerem que, na gênese desses horizontes, formas de baixa cristalinidade desses elementos agem como cimentantes químicos. As dissoluções seletivas não evidenciaram a participação de formas de alta ou baixa cristalinidade de Fe, Si e, ou, Al na gênese dos horiozontes coesos em solos dos Tabuleiros Costeiros. Os Argissolos Amarelos apresentaram goethitas com alta substituição isomórfica de Fe por Al, condizente com o ambiente de forte intemperização, não redutivo e pH ácido onde esses solos se encontram nos Tabuleiros Costeiros. A substituição isomórfica de Fe por Al nos óxidos de Fe cristalinos apresentaram relação com o grau de cristalinidade e teor de Fe obtido na primeira extração com o DCB.

SEQUENTIAL EXTRACTION OF PHOSPHORUS BY MEHLICH-1 AND ION EXCHANGE RESIN FROM B HORIZONS OF FERRIC AND PERFERRIC LATOSOLS (OXISOLS)

In general, Latosols have low levels of available P, however, the influence of the parent material seems to be decisive in defining the pool and predominant form of P in these soils. This study evaluated P availability by extraction with Mehlich-1 (M-1) and Ion Exchange Resin (IER), from samples of B horizons of Ferric and Perferric Latosols developed from different parent materials. To this end, in addition to the physical and chemical characterization of soils, 10 sequential extractions were performed with M-1 and IER from samples of B horizons (depth between 0.8 and 1.0 m). Total contents of Ca, P, Fe, Al, and Ti were determined after digestion with nitric, hydrofluoric and perchloric acids. The effects of sequential P extractions on Fe oxides were also evaluated from the analyses of dithionite-citrate-bicarbonate and ammonium acid oxalate. The high similarity between contents of P accumulated after sequential extractions with M-1 and IER in soils developed on tuffite indicated a predominance of P-Ca. Higher contents of P after a single IER extraction show greater efficiency in P removal from highly weathered soils, as from the Latosols studied here. The P contents also show the high sensitivity of extractant M-1 in highly buffered soils. Furthermore, a single extraction with extractant M-1 or IER is not sufficient to estimate the amount of labile P in these soils.

Influência da antibiose exercida por actinomicetos às estirpes de Bradyrhizobium SPP., na nodulação da soja

Este trabalho teve por objetivo avaliar o espectro antibiótico de actinomicetos provenientes de solos de Cerrados e a sua influência na nodulação da soja. As estirpes BR 29, BR 33, BR 40, BR 85, BR 86, BR 96, 47/587, 3B-7 e 4A-5 de Bradyrhizobium spp. apresentaram comportamento diferenciado em relação à resistência natural aos antibióticos produzidos por 204 actinomicetos. As estirpes BR 29 e BR 96 foram sensíveis a 5,2 e 9,9% dos antibióticos produzidos, respectivamente, enquanto a BR 33 apresentou sensibilidade a 20,3%. O antagonismo exercido pelos actinomicetos exclusivamente à BR 29 e BR 33 foi de 1,6 e 5,7%, respectivamente. Esse efeito não foi observado nas estirpes BR 40 e BR 96. Inoculações simples e em mistura das estirpes na presença de actinomicetos influenciaram a nodulação da soja. A co-inoculação da BR 33 e BR 29 com o isolado 370 reduziu o percentual de ocorrência média, nos nódulos, da BR 29, de 94,1% para 83,7%, com conseqüente aumento da BR 33 de 6,7% para 17,2%. Os resultados evidenciam a importância de estudos ecológicos desses microrganismos, visando avaliar o seu papel no estabelecimento de uma nodulação eficiente.

Parâmetros genéticos em progênies de polinização livre de acerola

A acerola (Malpighia emarginata D.C.) é uma cultura que vem despertando grande interesse por parte de consumidores, produtores, industriais e exportadores, dado o seu alto teor de vitamina C. No Brasil, não existem variedades recomendadas para o plantio comercial; por esta razão, os dados de produção são muito variáveis. O presente trabalho visa estimar e interpretar geneticamente a porção de variabilidade existente quanto a alguns caracteres, em uma população de plântulas de aceroleira obtidas de sementes, originalmente selecionadas em plantio comercial no Estado do Ceará. O experimento foi instalado no local definitivo em abril/96, na Estação Experimental da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Agroindústria Tropical (CNPAT), no município de Pacajus, CE, sob arranjo experimental de blocos casualizados, com 62 tratamentos, três repetições e quatro plantas por parcelas, no espaçamento de 4 m entre linhas e 3 m entre plantas. Os tratamentos são constituídos por progênies de polinização livre. No primeiro ano de idade das plantas, a maioria das progênies já tinha frutificado, sendo que a proporção de florescimento era menor do que a frutificação no período de avaliação. Pelas estimativas dos coeficientes de herdabilidade dos caracteres, pode-se afirmar que a seleção de progênies resultará em ganhos superiores em relação à seleção de plantas. Os índices b1 e b2, que quantificam a relação da variação genética em face da variação ambiental entre e dentro de progênies, respectivamente, revelam uma condição favorável à seleção dentro de progênies.

Dinâmica das populações bacterianas em solos de Cerrados

Nos ambientes tropicais, os Cerrados destacam-se pelo seu potencial agrícola. Apesar das funções dos microrganismos no crescimento das plantas e na produtividade das culturas, existem poucas informações dos efeitos resultantes do manejo do solo, na ecologia microbiana. Neste estudo, foram avaliados os efeitos das condições ambientais e das práticas agrícolas sobre as populações bacterianas. As densidades das populações em solos com vegetação nativa foram variáveis e diferenciadas. Em Sete Lagoas, MG, as populações de actinomicetos variaram de 1,7 a 50 X 10(4) UFC/g de solo seco, enquanto em Planaltina as densidades das populações bacterianas em solo com primeiro e segundo ano de cultivo de soja foram semelhantes, mas superiores ao solo com vegetação nativa. A utilização agrícola deste solo não resultou em desequilíbrios acentuados das populações de actinomicetos provenientes de esporos e hifas. As relações esporos/hifas variaram de 1,1 a 5,8. Na rizosfera da soja, os coeficientes de correlação entre as populações de actinomicetos com as demais populações bacterianas foram significativos. Os resultados evidenciam que as práticas agrícolas utilizadas na introdução da cultura da soja em solos de Cerrados pode influenciar o equilíbrio das populações na comunidade bacteriana.