Chemical and mineralogical changes in a Brazilian Rhodic Paleudult under different land use and managements

Changes in land use and management can affect the dynamic equilibrium of soil systems and induce chemical and mineralogical alterations. This study was based on two long-term experiments (10 and 27 years) to evaluate soil used for no-tillage maize cultivation, with and without poultry litter application (NTPL and NTM), and with grazed native pasture fertilized with cattle droppings (GrP), on the chemical and mineralogical characteristics of a Rhodic Paleudult in Southern Brazil, in comparison with the same soil under native grassland (NGr). In the four treatments, soil was sampled from the 0.0-2.5 and 2.5-5.0 cm layers. In the air-dried fine soil (ADFS) fraction (∅ < 2 mm), chemical characteristics of solid and liquid phases and the specific surface area (SSA) were evaluated. The clay fraction (∅ < 0.002 mm) in the 0.0-2.5 cm layer was analyzed by X-ray diffraction (XRD) after treatments for identification and characterization of 2:1 clay minerals. Animal waste application increased the total organic C concentration (COT) and specific surface area (SSA) in the 0.0-2.5 cm layer. In comparison to NGr, poultry litter application (NTPL) increased the concentrations of Ca and CECpH7, while cattle droppings (GrP) increased the P and K concentrations. In the soil solution, the concentration of dissolved organic C was positively related with COT levels. With regard to NGr, the soil use with crops (NTM and NTPL) had practically no effect on the chemical elements in solution. On the other hand, the concentrations of most chemical elements in solution were higher in GrP, especially of Fe, Al and Si. The Fe and Al concentrations in the soil iron oxides were lower, indicating reductive/complexive dissolution of crystalline forms. The X-ray diffraction (XRD) patterns of clay in the GrP environment showed a decrease in intensity and reflection area of the 2:1 clay minerals. This fact, along with the intensified Al and Si activity in soil solution indicate dissolution of clay minerals in soil under cattle-grazed pasture fertilized with animal droppings.

Animal manure phosphorus characterization by sequential chemical fractionation, release kinetics and 31P-NMR analysis

Phosphate release kinetics from manures are of global interest because sustainable plant nutrition with phosphate will be a major concern in the future. Although information on the bioavailability and chemical composition of P present in manure used as fertilizer are important to understand its dynamics in the soil, such studies are still scarce. Therefore, P extraction was evaluated in this study by sequential chemical fractionation, desorption with anion-cation exchange resin and 31P nuclear magnetic resonance (31P-NMR) spectroscopy to assess the P forms in three different dry manure types (i.e. poultry, cattle and swine manure). All three methods showed that the P forms in poultry, cattle and swine dry manures are mostly inorganic and highly bioavailable. The estimated P pools showed that organic and recalcitrant P forms were negligible and highly dependent on the Ca:P ratio in manures. The results obtained here showed that the extraction of P with these three different methods allows a better understanding and complete characterization of the P pools present in the manures.

Boundary between Soil and Saprolite in Alisols in the South of Brazil

Despite numerous studies conducted on the lower limit of soil and its contact with saprolite layers, a great deal of work is left to standardize identification and annotation of these variables in the field. In shallow soils, the appropriately noting these limits or contacts is essential for determining their behavior and potential use. The aims of this study were to identify and define the field contact and/or transition zone between soil and saprolite in profiles of an Alisol derived from fine sandstone and siltstone/claystone in subtropical southern Brazil and to subsequently validate the field observations through a multivariate analysis of laboratory analytical data. In the six Alisol profiles evaluated, the sequence of horizons found was A, Bt, C, and Cr, where C was considered part of the soil due to its pedogenetic structure, and Cr was considered saprolite due to its rock structure. The morphological properties that were determined in the field and that were different between the B and C horizons and the Cr layer were color, structure, texture, and fragments of saprolite. According to the test of means, the properties that support the inclusion of the C horizon as part of the soil are sand, clay, water-dispersible clay, silt/clay ratio, macroporosity, total porosity, resistance to penetration, cation exchange capacity, Fe extracted by DCB, Al, H+Al, and cation exchange capacity of clay. The properties that support the C horizon as a transition zone are silt, Ca, total organic C, and Fe extracted by ammonium oxalate. Discriminant analysis indicated differences among the three horizons evaluated.

Sustainability of Wood Productivity of Pinus TaedaBased on Nutrient Export and Stocks in the Biomass and in the Soil

ABSTRACT The impact of intensive management practices on the sustainability of forest production depends on maintenance of soil fertility. The contribution of forest residues and nutrient cycling in this process is critical. A 16-year-old stand of Pinus taeda in a Cambissolo Húmico Alumínico léptico (Humic Endo-lithic Dystrudept) in the south of Brazil was studied. A total of 10 trees were sampled distributed in five diameter classes according to diameter at breast height. The biomass of the needles, twigs, bark, wood, and roots was measured for each tree. In addition to plant biomass, accumulated plant litter was sampled, and soil samples were taken at three increments based on sampling depth: 0.00-0.20, 0.20-0.40, 0.40-0.60, 0.60-1.00, 1.00-1.40, 1.40-1.80, and 1.80-1.90 m. The quantity and concentration of nutrients, as well as mineralogical characteristics, were determined for each soil sample. Three scenarios of harvesting intensities were simulated: wood removal (A), wood and bark removal (B), and wood + bark + canopy removal (C). The sum of all biomass components was 313 Mg ha-1.The stocks of nutrients in the trees decreased in the order N>Ca>K>S>Mg>P. The mineralogy of the Cambissolo Húmico Alumínico léptico showed the predominance of quartz sand and small traces of vermiculite in the silt fraction. Clay is the main fraction that contributes to soil weathering, due to the transformation of illite-vermiculite, releasing K. The depletion of nutrients from the soil biomass was in the order: P>S>N>K>Mg>Ca. Phosphorus and S were the most limiting in scenario A due to their low stock in the soil. In scenario B, the number of forest rotations was limited by N, K, and S. Scenario C showed the greatest reduction in productivity, allowing only two rotations before P limitation. It is therefore apparent that there may be a difference of up to 30 years in the capacity of the soil to support a scenario such as A, with a low nutrient removal, compared to scenario C, with a high nutrient removal. Hence, the effect of different harvesting intensities on nutrient availability may jeopardize the sustainability of P. taeda in the short-term.

GERAÇÃO DE DRENAGEM ÁCIDA E DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS PESADOS EM PERFIS DE SOLOS CONSTRUÍDOS EM ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO Os solos construídos após a extração de carvão a céu aberto são compostos do solo superficial e, ou, do estéril de mineração. As propriedades químicas desses solos diferem das propriedades dos solos naturais, principalmente em razão do processo de sulfurização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de acidifica��ão da pirita e de contaminação com metais pesados ao longo de perfis de solos construídos após mineração de carvão, em áreas de diferentes idades, com e sem recuperação ambiental concomitante com a lavra. Foram selecionadas áreas mineradas denominadas de I e II, sem recuperação ambiental durante a lavra e compostas somente pelo estéril de mineração, representando as áreas mais antigas, e IV e VII, contendo topsoil e em alguns locais na camada de argila, constituindo as áreas mais jovens deste estudo. Foram coletadas amostras deformadas até 2 m de profundidade. Analisaram-se granulometria, densidade de partículas, pH em água, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, potencial de acidifica��ão, potencial de neutralização, potencial líquido, teor de C orgânico e condutividade elétrica no extrato da pasta saturada. Também foram extraídos os metais potencialmente biodisponíveis pela metodologia USEPA 3050B, cujos resultados foram comparados com os valores orientadores de prevenção e investigação para solos. Na análise univariada, foi aplicada a estatística descritiva e o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. O grau de dispersão de cada variável foi avaliado qualitativamente e classificado como: baixo, moderado ou alto. A análise multivariada de componentes principais foi realizada para os solos construídos das áreas I, II, IV e VII; posteriormente, foram construídos biplots dos primeiros componentes principais. Os solos construídos das áreas mais antigas evidenciaram menores pHs e significativo potencial de acidifica��ão. As camadas superficiais detopsoil, dos solos das áreas IV e VII, apesar de proporcionar condições químicas favoráveis ao estabelecimento de culturas agrícolas, não evitaram a formação de drenagem ácida em profundidade. O processo de sulfurização e sua relação com a liberação de metais foi melhor caracterizado pela análise de componentes principais realizada nas áreas IV e VII, em razão da correlação entre pH e saturação por bases nos estéreis só se expressar em saturações por bases acima de 40 %, não observada nos materiais dos estéreis das áreas I e II.

High coffee population density to improve fertility of an oxisol

The objective of this work was to evaluate the effect of coffee (Coffea arabica L.) population densities on the chemical and microbiological properties of an Oxisol. The work was carried out on soil samples of 0-20 cm depth originated from an experimental site which had been used for coffee tree spacing studies during 15 years, in Paraná State, Brazil. Eight coffee tree populations were evaluated: 7143, 3571, 2381, 1786, 1429, 1190, 1020, and 893 trees/ha. Increasing plant population increased soil pH, exchangeable Ca, Mg, K, extractable P, organic carbon, moisture content and coffee root colonization by vesicular arbuscular mycorrhizal fungi, and decreased exchangeable Al and microbial biomass. Such results were attributed to better erosion control, improved plant residue management and nutrient cycling, and decreased leaching losses. Increasing coffee tree population per unit of area has shown to be an important reclamation recuperation strategy for improving fertility of the acid soils in Paraná, Brazil.

Mudanças genéticas em linhas puras de frango de corte

O objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças genéticas ocorridas no desempenho, na composição da carca��a e no tamanho e resistência dos ossos, em linhagens experimentais, após seis gerações de seleção. As aves pertenciam às linhas paternas LL, LLc (controle), ZZ e LC1 (comercial), e às maternas PP, PPc (controle), KK e LC2 (comercial). As mudanças genéticas foram obtidas a partir dos desvios entre cada linha selecionada e a respectiva linha controle (LL-LLc e PP-PPc). A seleção para peso corporal resultou em respostas correlacionadas na conversão alimentar, mas não nas características de carca��a. As mudanças genéticas no ganho de peso não estão sendo acompanhadas por mudanças correlacionadas na resistência dos ossos. A ênfase de seleção diferenciada entre linhas puras paternas e maternas está alterando o conteúdo de Ca, água e de gordura das carca��as de frango de corte.

Liming effects on growth of native woody species from Brazilian Savannah

The liming effects on the growth of fifteen woody species of Brazil were evaluated under glasshouse conditions. The species used belong to different ecologic groups, namely: pioneer, secondary and climax trees. The soil treatments consisted in the absence of liming (-LIM) and liming sufficient to reach soil pH 6.0 (+LIM). In general, the pioneer and secondary species presented higher responses in total dry matter production (TDM) to soil liming, whereas the TDM of the climax species were not affected by the soil treatments. Thus, the ranking of species in relation to soil acidity tolerance ranged from highly sensitive to highly tolerant. The pioneer and secondary species growing in limed soil (+LIM) showed higher calcium (Ca), magnesium (Mg) and phosphorus (P) contents, and, at the same time lower Ca, Mg utilization efficiency (CaUE and MgUE respectively), whereas the P utilization (PUE) was higher. In contrast, the Ca, Mg and P content in the climax species were only slightly affected by the soil liming. In general the climax species were less efficient in the CaUE and MgUE than the pioneer and secondary species.

Suplementação mineral e mobilização de cálcio nos ossos de eqüinos em pastagem de Brachiaria humidicola

Durante 150 dias, 12 potras Quarto-de-Milha de 1 ano de idade permaneceram exclusivamente em pastagem de Brachiaria humidicola, num experimento inteiramente casualizado, com três tratamentos, nível 0 (recomendação do NRC, 1989); nível 50 (50% a mais do NRC); nível 100 (100% a mais do NRC), e quatro repetições. Como palatabilizante foram empregadas 270 g de açúcar. Realizaram-se biópsias na asa do osso do ílio de cada potra, no início e final do experimento, para avaliar a mobilização de Ca e a relação Ca:P. As amostras da gramínea, foram coletadas mensalmente para verifica��ão do teor de oxalato e composição químico-bromatológica. Houve efeito de tempo na mobilização de Ca, P e da relação Ca:P (p<0,05), independentemente dos tratamentos. As médias dos três tratamentos, no início e final do período experimental foram, quanto aos teores de Ca, P e da relação Ca:P, respectivamente: 10,05, 5,22, 1,93:1 e 6,24, 4,06, 1,54:1. O teor do oxalato na gramínea variou de 1,18 a 2,00%. A utilização do nível de cálcio suplementar duas vezes superior ao recomendado pelo National Research Council não foi suficiente para impedir a mobilização deste mineral nos ossos de eqüinos pastejando Brachiaria humidicola por longos períodos.

Absorção de macronutrientes por explantes de bananeira in vitro

Com o objetivo de estudar a absorção de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S) em explantes de bananeira cv. Prata Anã, foram utilizados explantes de plantas estabelecidas in vitro, inoculados em meio básico de Murashige & Skoog (1962) contendo sacarose (30 g/L), e BAP (3,5 mg/L) com sete tratamentos, representados pelos períodos de 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60 dias de cultivo e três repetições. As quantidades de macronutrientes totais absorvidas pelos explantes seguiram a ordem: K > N > Ca > ou = P > Mg @ S. O P foi o nutriente absorvido mais rapidamente pelos explantes, com 75% extraído do meio de cultivo nos primeiros 30 dias, cessando sua absorção aos 50 dias, restando ainda 9% no meio de cultivo. A absorção do S cessou também aos 50 dias, quando 66% deste nutriente ainda permanecia no meio de cultivo. Este resultado sugere haver uma relação, quanto à absorção, entre esses dois nutrientes. As maiores taxas de absorção de todos os nutrientes foram verificadas nos primeiros 20 dias. O rizoma, o pseudocaule e as folhas, se diferenciaram quanto à concentração e extração ou acúmulo de nutrientes.

Preparo do solo e adubação nitrogenada na produção de grãos e matéria seca e acúmulo de nutrientes pelo milho

Avaliou-se o efeito de sistemas de preparo do solo e de doses de nitrogênio, na produção de matéria seca, grãos e palhada, bem como no acúmulo de N, P, K, Ca, Mg, S e Zn, por plantas de milho (Zea mays L.). O experimento foi conduzido, sob irrigação, em um Latossolo Vermelho-Escuro sob vegetação de cerrado, em área experimental da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG. Os sistemas de preparo do solo estudados foram: plantio direto, plantio convencional com arado de discos, e plantio convencional com arado de aiveca. As doses de nitrogênio, 0, 60, 120 e 240 kg ha-1 de N, foram aplicadas em cobertura. As maiores produções de matéria seca de grãos e de palhada e de acúmulo de nutrientes foram obtidas sob o sistema de plantio direto. Na dose de 60 kg ha-1 de N, ocorreu a maior eficiência da utilização do N pela cultura, constatada pela maior recuperação do N aplicado.

Dinâmica de íons em solo ácido lixiviado com extratos de resíduos de adubos verdes e soluções puras de ácidos orgânicos

A influência da aplica��ão de resíduos vegetais na dinâmica de íons em solos ácidos é pouco conhecida. Neste estudo, a mobilidade de íons em amostra do horizonte Bw de um Latossolo Vermelho-Escuro álico lixiviado com soluções puras de ácidos cítrico e succínico e extratos aquosos de resíduos de nabo forrageiro (Raphanus sativus) e aveia-preta (Avena strigosa) foi avaliada em colunas de solo (5, 10, 20 e 40 cm de altura por 4 cm de diâmetro). Após a percolação das soluções e extratos pelas colunas de solo determinaram-se, nas soluções efluentes, os teores de Ca (Ca s), Mg (Mg s), K (Ks), Al total (Al st), orgânico (Al so), monomérico (Al sm) e carbono orgânico dissolvido. No solo, foram determinados os teores trocáveis de Ca (Ca tr), Mg (Mg tr), K (Ktr) e Al (Al tr) e o pH (CaCl2). Os ácidos cítrico e succínico aumentaram os teores de Al st e Ca s, respectivamente, causando reduções nas frações trocáveis desses elementos no solo. O extrato de aveia-preta foi mais efetivo na remoção do Ca tr e o de nabo forrageiro na do Al tr. O decréscimo de Ca tr e Al tr foi seguido do aumento do Ktr. A formação de complexos entre Ca s e Al tr com compostos orgânicos de baixo peso molecular foi sugerida como o provável mecanismo responsável pela mobilidade dos íons polivalentes no subsolo de solos ácidos após a aplica��ão dos extratos de resíduos vegetais e das soluções puras de ácidos orgânicos.

Crescimento radicular e nutrição de cultivares de algodoeiro em resposta à calagem

O crescimento radicular do algodoeiro é controlado geneticamente, mas fatores do solo como Al tóxico e baixos teores de Ca podem prejudicá-lo. Foi aplicado calcário a um Latossolo Vermelho-Escuro de textura média com 10% de saturação por bases, para se atingir 30, 50 e 70% de saturação do solo por bases (usando-se quatro níveis de saturação), com o objetivo de estudar o crescimento radicular e a nutrição de três cultivares de algodão (Gossypium hirsutum L., v. latifolium Hutch): IAC 20, IAC 22 e CNPA-ITA 90, em resposta à calagem. O experimento foi conduzido em vasos com 4 L de solo, em condições de casa de vegetação, até 37 dias após a emergência das plantas, num delineamento fatorial 3 x 4, com quatro repetições em blocos casualisados. A calagem foi necessária para um bom crescimento radicular do algodoeiro. A cultivar IAC 22 mostrou sistema radicular mais tolerante à baixa saturação por bases, em comparação com IAC 20 e CNPA-ITA 90, mas o máximo crescimento radicular ocorreu em saturação por bases ao redor de 50%, nas três cultivares. CNPA-ITA 90 foi mais exigente em K e mais tolerante ao Mn, com menor produção de matéria seca nas saturações mais altas.

Tolerância de genótipos de soja ao alumínio em solução

O conhecimento da reação dos genótipos de soja (Glycine max L.) ao alumínio (Al), existente em solos ácidos, é indispensável para sua utilização em programas de melhoramento. Foram desenvolvidos, inicialmente, ensaios com o objetivo de identificar os níveis de Al e cálcio (Ca) em soluções diluídas, e da melhor época para a medição dos parâmetros do sistema radicular para a separação dos genótipos de soja em relação à tolerância ao Al. Numa etapa seguinte, os ensaios objetivaram avaliar a tolerância ao Al de cultivares de soja brasileiras, de linhagens de interesse para o melhoramento, e de cultivares-padrões norte-americanas ao Al. Foi utilizado o nível de 0,2 mg L-1 de Al em solução com 50 mg L-1 de Ca e determinado o incremento no comprimento da raiz primária até o nono dia. Dos 148 genótipos de soja testados, 21 foram tolerantes ao Al: Biloxi, Bragg, BRAS851736, BRAS863672, BR13 (Maravilha), BR37, Cobb, EMGOPA302, EMGOPA304 (Campeira), FT1, FT5 (Formosa), FT6 (Veneza), FTGuaíra, FTManacá, IAS 4, IPAGRO21, Ivaí, MSBR17 (São Gabriel), OCEPAR 6, Planalto e Tiaraju. Os genótipos agrupados como de tolerância intermediária foram em número de 73, e os sensíveis foram em número de 54.

Fertilidade de solos de Várzea do Sul de Minas Gerais para o cultivo do feijoeiro

Com o objetivo de caracterizar as limitações nutricionais no crescimento e rendimento de grãos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) cv. Carioca-MG, conduziu-se este experimento em casa de vegetação, com amostras (0-20 cm) de quatro solos de várzea, Glei Pouco Húmico (GP), Orgânico (O), Glei Húmico (GH) e Aluvial (A), coletadas no município de Lavras, MG. Foram realizados dois cultivos sucessivos em vasos com três dm³. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 13 x 4 (13 tratamentos x 4 solos), com três repetições. Os tratamentos foram baseados na técnica do elemento faltante (omitindo-se a calagem e cada um dos macros e micronutrientes). Os resultados revelaram, nos quatro solos, deficiências severas de B, P e K, cujas omissões promoveram reduções no crescimento e no rendimento de grãos a valores inferiores a 50% em relação ao tratamento completo (calcário + macros e micronutrientes). A deficiência de B foi tão severa que não permitiu a produção de grãos. As deficiências de N, S, Ca e Mg, embora menos severas, reduziram significativamente o crescimento e o rendimento da cultura. A calagem mostrou-se indispensável ao cultivo do feijoeiro nesses solos. A presença de Zn na composição do calcário reduziu a deficiência do micronutriente nos solos Glei Pouco Húmico, Orgânico e Húmico. Não houve efeito de Cu na produção da cultura.