Influence of tree species on the herbaceous understory and soil chemical characteristics in a silvopastoral system in semi-arid northeastern Brazil

Studies from some semi-arid regions of the world have shown the beneficial effect of trees in silvopastoral systems, by promoting the formation of resource islands and increasing the sustainability of the system. No data are available in this respect for tree species of common occurrence in semi-arid Northeastern Brazil. In the present study, conducted in the summer of 1996, three tree species (Zyziphus joazeiro, Spondias tuberosa and Prosopis juliflora: ) found within Cenchrus ciliaris pastures were selected to evaluate differences on herbaceous understory and soil chemical characteristics between samples taken under the tree canopy and in open grass areas. Transects extending from the tree trunk to open grass areas were established, and soil (0-15 cm) and herbaceous understory (standing live biomass in 1 m² plots) samples were taken at 0, 25, 50, 100, 150 and 200% of the average canopy radius (average radius was 6.6 ± 0.5, 4.5 ± 0.5, and 5.3 ± 0.8 m for Z. joazeiro, P. juliflora, and S. tuberosa , respectively). Higher levels of soil C, N, P, Ca, Mg, K, and Na were found under the canopies of Z. joazeiro and P. juliflora: trees, as compared to open grass areas. Only soil Mg organic P were higher under the canopies of S. tuberosa trees, as compared to open grass areas. Herbaceous understory biomass was significantly lower under the canopy of S. tuberosa and P. juliflora trees (107 and 96 g m-2, respectively) relatively to open grass areas (145 and 194 g m-2). No herbaceous biomass differences were found between Z. joazeiro canopies and open grass areas (107 and 87 g m-2, respectively). Among the three tree species studied, Z. joazeiro was the one that presented the greatest potential for use in a silvopastoral system at the study site, since it had a larger nutrient stock in the soil without negatively affecting herbaceous understory biomass, relatively to open grass areas.

Estimativa da acidez potencial pelo pH SMP em solos do semi-árido do Nordeste brasileiro

Neste estudo avaliou-se a relação entre o teor de H + Al e o pH SMP, visando estabelecer uma equação para estimar a acidez potencial de solos do Semi-Árido do Nordeste Brasileiro. As análises dos teores de H + Al e dos valores de pH SMP foram realizadas em 81 amostras de solo, variando os teores de carbono de 1,8 a 35,6 g kg-1 e os de argila de 60 a 590 g kg-1. Os resultados demonstraram que a acidez potencial dessas amostras de solo, expressa em mmol c dm-3, pode ser estimada pelo valor do pH em solução tampão SMP, por meio da equação de regressão: H + Al = 31,521 (pH SMP)² - 451,61 pH SMP + 1625,3 (R² = 0,87**).

Tomografia computadorizada na avaliação da densidade de um solo do semi-árido brasileiro

A densidade do solo de amostras indeformadas foi determinada por meio das técnicas de tomografia computadorizada e do torrão impermeabilizado, visando à identificação de processos de compactação do solo e a comparação de métodos. A pesquisa também visou auxiliar um levantamento pedológico elaborado com fins de classificação de terras para irrigação. As amostras de solo foram coletadas da região semi-árida de Petrolina (PE), ao longo de perfis do solo, da superfície até 1 m de profundidade, em camadas de 0,1 m e em duas áreas distintas quanto à sua ocupação vegetal e manejo: (1) vegetação natural (caatinga); (2) área cultivada e irrigada por pivô central. As tomografias foram realizadas com um tomógrafo de primeira geração, constituído por uma fonte de radiação gama de 137Cs e um detetor cintilador de NaI(Tl), com eletrônica padrão de espectrometria gama e sistema de movimentação de amostra controlados por uma interface específica acoplada a um microcomputador. Na área de caatinga, os resultados evidenciam a ocorrência de um adensamento do solo em camadas mais profundas, abaixo de 0,4 m, bem como de uma camada adensada e, ou, compactada entre aproximadamente 0 e 0,4 m, na área cultivada com pivô central, possivelmente em virtude da ação de máquinas e implementos utilizados no preparo e cultivo do solo.

Caracterização micromorfológica e considerações sobre a gênese de solos de tabuleiro do semi-árido do Brasil

Detalhadas investigações macro e, especialmente, micromorfológicas foram realizadas em dois perfis de Argissolo Amarelo e um de Planossolo de uma superfície geomorfológica tabular, pertencente aos Tabuleiros Sertanejos (Interioranos) na bacia hidrográfica do médio São Francisco em Petrolina, Pernambuco. O objetivo do estudo foi caracterizar micromorfologicamente os solos, procurando fornecer subsídios para o entendimento da pedogênese, como uma forma de entender a diversidade dos solos na paisagem. Os resultados indicam que os três perfis foram derivados de sedimentos pós-cretáceos, em intensa mistura com resíduos de rochas cristalinas do Pré-Cambriano, provavelmente, ainda, influenciados por materiais de antigos terraços fluviais do rio São Francisco. As diferenciações entre os três perfis estão relacionadas com a heterogeneidade resultante da mistura desses materiais de origem, mas, principalmente, com o posicionamento dos solos no relevo, gerando condições diferenciadas de drenagem. Concreções de ferro herdadas do material de origem, sofreram degradações e se transfomaram em mosqueamentos plínticos, e, posteriormente, foram dissipadas no solo, eluviação/iluviação, ou perdas do sistema, parece ser um dos processos envolvidos na pedogênese.

Frações de fósforo após extrações sucessivas com resina e incubação, em Latossolos e Luvissolos do semi-árido de Pernambuco

A reposição do P mais lábil pelas frações menos lábeis do solo foi avaliada após dez extrações sucessivas com resina e incubação, durante quatro meses, em amostras dos horizontes A, BA e Bw de Latossolos e A e Bt de Luvissolos, coletadas do terço superior, médio e inferior de três toposseqüências de cada classe, fazendo-se um fracionamento seqüencial de P antes das extrações sucessivas e depois da incubação. O fracionamento foi feito com resina, NaHCO3 (fração orgânica e inorgânica), NaOH (fração orgânica e inorgânica), H2SO4 e uma digestão com H2SO4 e H2O2. Não houve diferenças significativas entre posições na encosta. As dez extrações sucessivas retiraram duas a cinco vezes mais P que a primeira extração nos Latossolos e duas a nove vezes nos Luvissolos. As últimas extrações mostraram estabilidade em torno de 1 mg kg-1 em todos os solos e horizontes. Após a incubação, o P-resina recuperou 20-30 % do seu valor inicial nos horizontes A (1,8 e 3,3 mg kg-1) e 50-90 % nos subsuperficiais (1,1 e 1,2 mg kg-1), para Latossolos e Luvissolos, respectivamente. As demais frações também se alteraram, mais nos Luvissolos e nos horizontes superficiais. Entretanto, as frações mais estáveis permaneceram com maiores teores. As frações com maiores decréscimos foram P-NaOH, nos Latossolos, e P-H2SO4, seguido de P-NaOH, nos Luvissolos, indicando serem elas as principais frações no processo de reposição do P disponível, nestes solos de semi-árido.

Análise espaço-temporal do uso da terra em parte do semi-árido cearense

A cobertura vegetal exerce papel imprescindível à proteção e conservação dos recursos naturais, principalmente no que diz respeito aos solos. Este estudo teve como objetivo avaliar e analisar a dimensão espacial e temporal da ação antrópica na cobertura vegetal de parte do semi-árido cearense, utilizando imagens LANDSAT TM-5, de 1985 e 1994, e técnicas de geoprocessamento, para verificar a hipótese de que a degradação ambiental vem sendo intensificada. Foram confeccionadas cartas de vegetação, uso da terra, solos e hidrografia, obtendo-se cartas de sobreposição, por meio das quais se constatou o aumento de áreas degradadas nas diferentes unidades fitoecológicas. No período de uma década, comprovou-se o processo progressivo da degradação nas áreas dos municípios de Independência, Pedra Branca, Mombaça e Tauá, tendo as áreas do município de Pedra Branca apresentado menor degradação. A unidade fitoecológica mais degradada, dentre as estudadas, foi a Caatinga Arbórea Aberta, desencadeando processos de degradação e transformação das unidades circunvizinhas. Grande parte da área foi atingida por processos de degradação ambiental, com forte pauperização da biodiversidade, acompanhados por um rebaixamento geral das formações vegetais.

Decomposição de estercos dispostos em diferentes profundidades em área degradada no semi-árido da Paraíba

Este estudo objetivou avaliar a velocidade de decomposição de estercos dispostos em diferentes profundidades. Utilizaram-se estercos asinino, bovino, caprino e ovino, que foram secos em estufa a ± 65 ºC, acondicionando-se 20 g de cada um em sacolas de náilon, sendo dispostos superficialmente e enterrados a 10,0 cm de profundidade. Mensalmente, coletou-se uma sacola/parcela, sendo o material limpo, seco em estufa e pesado para determinar a percentagem de perda em relação ao peso inicial, avaliando-se, assim, a decomposição. A decomposição foi lenta nos trinta dias iniciais, ficando nas sacolas de náilon mais ou menos 95 % do peso inicial dos estercos. Evidencia-se que a taxa de decomposição dos estercos foi fortemente influenciada pela pluviosidade ocorrida no período experimental. O esterco asinino foi mais resistente à decomposição, sendo a velocidade de decomposição mais acentuada nos estercos dispostos em 10,0 cm de profundidade.

Distribuição de fósforo em diferentes ordens de solo do semi-árido da Paraíba e de Pernambuco

Os solos do semi-árido nordestino têm sido reconhecidos como deficientes em P. Todavia, a grande diversidade de ordens a que eles pertencem indica que não devem ser semelhantes quanto às concentrações das diferentes formas deste elemento. A concentração de P foi avaliada em 69 amostras de solo das dez ordens mais comuns no semi-árido, nas camadas de 0-20 e 20-40 cm. O P foi extraído pelo Mehlich-1 e por fracionamento seqüencial, por extração com resina, NaHCO3, NaOH e H2SO4, e por digestão peróxido/sulfúrica. O P total (somatório das frações) variou de 52 a 1.625 mg kg-1, estando a maioria dos solos na faixa entre 100 e 200 mg kg-1, na camada de 0-20 cm, com uma grande variabilidade entre as ordens e dentro delas. Grande variabilidade foi encontrada também para qualquer das frações. De modo geral, Neossolos Flúvicos, Vertissolos, Luvissolos e Cambissolos tiveram os maiores valores; Argissolos, Neossolos Litólicos e Latossolos, valores intermediários, e Neossolos Regolíticos, Planossolos e Neossolos Quartzarênicos, os mais baixos. O maior reservatório de P, de forma geral, foi o P residual e os menores, as frações mais lábeis (P resina e Pi-NaHCO3), representando juntas entre 7 e 12 % do P total. Mehlich-1 extraiu baixas proporções de P total dos Vertissolos (1 %) e alta proporção dos Latossolos (24 %), o inverso ocorrendo com a extração com bicarbonato (11 e 5 %, respectivamente). A resina extraiu baixas proporções em todas as ordens (1 a 6 %).

Propágulos de fungos micorrízicos arbusculares em solos deficientes em fósforo sob diferentes usos, da região semi-arida no nordeste do Brasil

A conversão de áreas de caatinga em agricultura e pecuária de subsistência é uma das características marcantes da região semi-árida do Nordeste do Brasil. O presente estudo investigou o efeito dessa conversão sobre os propágulos de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) em 10 locais diferentes, distribuídos nos Estados da Paraíba e de Pernambuco. Cada local consistiu de uma área de vegetação nativa (caatinga) contígua com uma área cultivada, na mesma posição de encosta. Amostras de solo foram coletadas a intervalos de 20-30 m, nas profundidades de 0-7,5 e 7,5-15 cm (10 locais x 2 usos do solo x 2 profundidades com 4 pontos amostrais) ao longo de uma transecção que cruzava as áreas contíguas. As raízes (< 2 mm) catadas das amostras de solo (n = 160) foram coloridas com azul de tripan para quantificar o grau de colonização por FMA, verificando-se também o tipo de estruturas fúngicas presentes. Esporos de FMA extraídos do solo por peneiramento úmido foram incubados em solução de cloreto de iodonitrotetrazólio (INT) e contados, considerando-se viáveis os corados pelo INT. O solo foi analisado quanto ao teor de P-resina e CO total (COT). Para análise dos resultados, as 10 áreas com vegetação nativa foram separadas em dois subgrupos: caatinga preservada (CaatP, n = 6) e caatinga raleada (CaatR, n = 4), por apresentarem diferentes graus de degradação. Pelo mesmo motivo, as áreas cultivadas também foram separadas em dois subgrupos: cultivada preservada (CultP, n = 4) e cultivada degradada (CultD, n = 6). Dessa forma, foram estabelecidos quatro níveis de intensidade de uso do solo ou degradação, conforme o histórico de uso, a observação visual da degradação da vegetação ou do solo e a erosão do solo avaliada pela técnica do 137Cs. O efeito da intensidade de uso do solo nos propágulos de FMA somente foi observado na camada de 0-7,5 cm, exceto para esporos não-viáveis. A densidade de esporos viáveis variou de 1,4 a 6,8 esporos/50 g de solo e a de não-viáveis, de 91,4 a 226 esporos/50 g de solo. A categoria CaatR foi a que apresentou resultados mais consistentes em relação ao estímulo do desmatamento seletivo (raleamento) sobre os propágulos, com maior número de esporos viáveis, maior intensidade de colonização e diminuição da proporção de amostras com vesículas, em relação às demais categorias. Os teores de P-resina nas amostras de solo foram, em geral, muito baixos (< 6 mg kg-1), tendo-se observado que a colonização radicular em amostras com teores inferiores a 1,5 mg kg-1 foi menos intensa naquelas com P-resina acima desse valor. Observou-se também que a colonização das raízes foi favorecida pelos teores mais altos de COT, o mesmo acontecendo com o número de esporos viáveis.

Indicadores de qualidade do solo em sistemas de cultivo orgânico e convencional no semi-árido cearense

A qualidade do solo pode mudar com o passar do tempo, em decorrência de eventos naturais ou ações antrópicas. A adoção de práticas de cultivo orgânico reduz o revolvimento do solo, favorecendo a recuperação de suas propriedades físicas e químicas. Este trabalho teve como objetivo comparar propriedades físicas, químicas e biológicas de solos cultivados com algodão em bases orgânicas e no sistema convencional, assim como identificar as que possam ser utilizadas como indicadores de qualidade do solo. Selecionaram-se seis áreas submetidas ao cultivo orgânico e três ao cultivo convencional para coleta de amostras de solo deformadas e indeformadas, nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm. Técnicas de estatística univariada e multivariada foram utilizadas para análise dos dados. Os resultados mostraram que os indicadores físicos e químicos testados individualmente não foram sensíveis para diferenciar as áreas sob sistema de cultivo orgânico daquelas sob cultivo convencional. No entanto, a aplicação de técnicas de análise multivariada - no caso, componentes principais e a discriminante de Anderson - permitiu a distinção entre algumas áreas cultivadas sob cultivo orgânico comparativamente às convencionais, até mesmo as que estavam em transição. Dos indicadores biológicos, a fauna edáfica mostrou-se mais precisa na avaliação da qualidade do solo, distinguindo de forma satisfatória as áreas sob sistema de cultivo orgânico das que estavam sob sistema convencional.

Comunidade microbiana e mesofauna edáficas em solo sob caatinga no semi-árido da Paraíba

A atividade biológica do solo é responsável por inúmeras transformações físicas e químicas dos resíduos orgânicos que são depositados, mantendo, assim, a sustentabilidade do ambiente. O presente estudo objetivou avaliar a distribuição da comunidade microbiana e da mesofauna edáfica no semi-árido da Paraíba. Para determinação da população de microrganismos, foram coletadas amostras de solo na profundidade de 0-15 cm. A contagem total de fungos e de bactérias foi realizada em meios de cultura específicos. A extração da mesofauna foi feita pelo método de Berlese-Tullgren modificado. Oscilações no conteúdo de água do solo e na temperatura promoveram variações na população microbiana. A população de fungos foi superior à de bactérias nos dois anos de observação, provavelmente devido ao pH do solo da área de estudo, que é ligeiramente ácido. O índice de diversidade de Shannon (H) e o de Pielou (e) variaram de acordo com a época de coleta. Os grupos mais freqüentes da mesofauna do solo foram Diptera (42,5 %), Acarinae (40,3 %) e Collembola (8,8 %), indicando que esses organismos possuem papel importante na ciclagem de nutrientes em área de Caatinga.

Frações de nitrogênio em Luvissolo sob sistemas agroflorestais e convencional no semi-árido cearense

Os sistemas agroflorestais têm sido amplamente promovidos como sistemas de produção agrícola sustentáveis, principalmente para regiões subdesenvolvidas, onde o uso de insumos externos é inviável. Este trabalho objetivou avaliar o impacto de quatro sistemas agroflorestais e um sistema convencional sobre os teores de N total, mineral e em diferentes frações orgânicas, após cinco anos de uso de um Luvissolo na região semi-árida cearense, em experimento instalado na Embrapa Caprinos, em Sobral (CE). Os sistemas testados foram: agrossilvipastoril (AGP); silvipastoril (SILV); tradicional cultivado em 1998 e 1999 (TR98); tradicional cultivado em 2002 (TR02); cultivo convencional (CC); e uma área de Caatinga (CA). Nas amostras de solo, avaliaram-se os teores de N total, N-NH4+, N-NO3-, N microbiano, N da matéria orgânica leve (livre e oclusa) e o N das substâncias húmicas. Os resultados indicaram que todos os tratamentos condicionaram elevados teores de N-NO3-, representando entre 10,3 e 23,5 % dos teores de N total. O sistema CC reduziu os teores de N total e das frações das substâncias húmicas em 38 e 44 %, respectivamente, na camada superficial do solo. Dentre os sistemas agroflorestais, os sistemas AGP e TR98 causaram redução significativa dos teores de N total, N da matéria orgânica leve (livre e oclusa) e N das substâncias húmicas. O tratamento SILV preservou e, em alguns casos, aumentou os teores de N do solo e, portanto, constituiu um sistema que pode ser recomendado como uma alternativa sustentável de manejo do solo para o semi-árido cearense.

Micromorfologia e gênese de luvissolos e planossolos desenvolvidos de rochas metamórficas no semi-árido brasileiro

Apesar da ocorrência comum de Luvissolos e Planossolos nas áreas de rochas do Pré-Cambriano na região semi-árida do Brasil, há poucas informações disponíveis sobre a micromorfologia e a gênese desses solos. Objetivou-se com este trabalho realizar a caracterização micromorfológica de perfis de solos dispostos em toposseqüências nas quais os Luvissolos são os principais componentes e, com isso, gerar informações para subsidiar a interpretação da sua gênese. Doze perfis de solos, sendo 10 de Luvissolos e dois de Planossolos, distribuídos em quatro toposseqüências, foram selecionados em áreas semi-áridas dos Estados de Pernambuco e da Paraíba. Amostras indeformadas foram coletadas de horizontes selecionados, impregnadas, cortadas e polidas para confecção das seções delgadas, que foram analisadas sob microscópio petrográfico. A descrição das amostras indicou que não há evidências micromorfológicas que sustentem que a argiluviação tenha sido um processo efetivo na formação do gradiente textural dos solos estudados. A remoção preferencial (erosão diferencial) da argila dos horizontes superficiais é apontada como o principal processo atuante na formação do gradiente textural encontrado na maioria dos solos estudados. As principais pedofeições observadas estão relacionadas ao intemperismo dos minerais primários, notadamente da biotita, à dinâmica de formação e dissolução dos compostos de Fe e à reorganização da massa do solo em função das mudanças de umidade do solo decorrentes das alternâncias entre períodos secos e chuvosos.

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

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

Pedotransfer functions to predict water retention for soils of the humid tropics: a review

Over the past three decades, pedotransfer functions (PTFs) have been widely used by soil scientists to estimate soils properties in temperate regions in response to the lack of soil data for these regions. Several authors indicated that little effort has been dedicated to the prediction of soil properties in the humid tropics, where the need for soil property information is of even greater priority. The aim of this paper is to provide an up-to-date repository of past and recently published articles as well as papers from proceedings of events dealing with water-retention PTFs for soils of the humid tropics. Of the 35 publications found in the literature on PTFs for prediction of water retention of soils of the humid tropics, 91 % of the PTFs are based on an empirical approach, and only 9 % are based on a semi-physical approach. Of the empirical PTFs, 97 % are continuous, and 3 % (one) is a class PTF; of the empirical PTFs, 97 % are based on multiple linear and polynomial regression of n th order techniques, and 3 % (one) is based on the k-Nearest Neighbor approach; 84 % of the continuous PTFs are point-based, and 16 % are parameter-based; 97 % of the continuous PTFs are equation-based PTFs, and 3 % (one) is based on pattern recognition. Additionally, it was found that 26 % of the tropical water-retention PTFs were developed for soils in Brazil, 26 % for soils in India, 11 % for soils in other countries in America, and 11 % for soils in other countries in Africa.