Caracterização morfológica, micromorfológica e físico-hídrica de solos com horizonte B nítico

Com o objetivo de fornecer dados que ajudem na discussão de problemas existentes na classificação dos Nitossolos no Brasil, foram estudadas detalhadamente a estrutura, consistência, porosidade, cerosidade, condutividade hidráulica e retenção de água de solos com horizonte B nítico e solos com ambos, B nítico e B latossólico. O comportamento físico-hídrico dos horizontes dos perfis estudados mostrou a íntima relação existente entre este e a forma e o grau de estrutura, bem como a abundância e intensidade da cerosidade. Os horizontes caracterizados como B nítico apresentaram blocos subangulares de grau forte ou moderado e cerosidade moderada e abundante e moderada e comum. Este conjunto de atributos determinou um comportamento físico-hídrico influenciado por um menor desenvolvimento de poros estruturais (macroporos) e por um maior desenvolvimento de poros texturais (microporos), que favorecem os processos de retenção de água (menor condutividade hidráulica). Por outro lado, foram classificados como B latossólicos os horizontes formados por blocos subangulares de grau moderado ou fraco, com ou sem presença de estrutura microgranular, e nenhuma cerosidade ou cerosidade fraca e comum. Estes horizontes caracterizam-se por apresentar um maior desenvolvimento dos poros estruturais (macroporos), que favorecem os processos de condução de água (maior condutividade hidráulica), e menor desenvolvimento dos poros texturais (microporos), que diminuem a retenção de água no horizonte.

Tráfego de máquinas agrícolas e alterações de bioporos em área sob pomar de laranja

O estudo micromorfológico permite observar detalhadamente todas as modificações causadas na estrutura e no espaço poroso do solo, impostas pelo cultivo e pelo tráfego de máquinas agrícolas. Este trabalho testou a hipótese de que a compactação causada pelo tráfego de máquinas influi, diferencialmente, na forma e na distribuição das classes de poros, os quais podem ser utilizados como indicadores da qualidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar e quantificar, por meio de estudos micromorfológicos, as modificações na porosidade oriunda da atividade biológica (bioporos) em um Latossolo Vermelho-Amarelo sob pomar de laranja submetido ao tráfego de máquinas. Amostras indeformadas foram coletadas na superfície (0-12 cm) de uma área sob pomar de laranja, abrangendo as posições: entrerodado (ER), rodado (R) e projeção da copa (PC), utilizado, como testemunha, um perfil sob mata. Os resultados mostraram que o aumento na diversidade de poros está diretamente relacionado com os processos de degradação da estrutura do solo e que o estudo da ocorrência das classes de poros mostrou-se mais eficiente na identificação da compactação do solo em estádios iniciais que os dados de densidade do solo.

Dinâmica físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob Savana Florestada (Cerradão) em Assis, SP

Este trabalho teve como objetivo a caracterização morfológica e físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob floresta nativa de uma parcela permanente de 320 x 320 m, instalada na Estação Ecológica de Assis (SP). A vegetação da parcela consiste em um remanescente de Savana Florestada (Cerradão) da zona limítrofe sul do grande domínio do Cerrado. O estudo da geometria bidimensional (horizontal e vertical) dos horizontes em uma toposseqüência possibilitou o detalhamento da morfologia do solo. Para estudar a dinâmica da água no ambiente de desenvolvimento das plantas nativas, foram obtidas curvas de retenção, análise granulométrica e medidas de condutividade hidráulica saturada no campo, utilizando o permeâmetro de Guelph. O monitoramento da umidade do solo in situ, utilizando o sensor WCR, e da distribuição de chuvas foi realizado no período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Os solos foram classificados de montante a jusante em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico. O alto teor de argila no horizonte de subsuperfície do Gleissolo, em contraste aos Latossolos com maior teor de areia, determina menor drenagem, maior retenção hídrica e baixa condutividade hidráulica nesta camada, não atingindo a saturação em nenhum momento do ano monitorado. O comportamento físico-hídrico dos solos é influenciado pelas condições do relevo, evidenciado pela transição lateral contínua de cor, textura e estrutura dos solos na toposseqüência, e pela pluviosidade. Em superfície, ocorre uma oscilação da umidade do solo intimamente ligada a eventos chuvosos. Em subsuperfície, este efeito é menos intenso, sendo deslocado no tempo. A disponibilidade de água em toda a toposseqüência é limitada na estação seca e também em parte da estação úmida, o que deve definir as características florísticas da formação florestal da parcela e determinar a distribuição espacial do mosaico vegetacional.

Representatividade e potencial de utilização de um banco de dados de solos do Brasil

O Brasil ocupa uma posição de destaque em estudos de solos tropicais, em razão do enorme volume de informações levantadas sobre os solos do país. Entretanto, a disponibilização dessas informações tem-se mostrado pouco eficiente. Com o intuito de ampliar as possibilidades de utilização de uma base de dados de solos de abrangência nacional, elaborada a partir de levantamentos pedológicos de grande amplitude, procedeu-se à sua reestruturação, atualizando a classificação dos perfis de solo que a constituem, seguida de uma avaliação quanto à sua representatividade e potencial para análises qualitativas. Para isso, os dados foram organizados em formato de banco de dados e a classificação pedológica atualizada de acordo com a versão mais recente do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, até o quarto nível categórico. Essa atualização foi, em geral, bastante satisfatória, sobretudo nos três primeiros níveis hierárquicos, com maiores restrições no subgrupo, conforme a análise dos graus de confiabilidade adotados para expressar a exatidão no ajuste do enquadramento taxonômico. Desse modo, ao suprir a carência de uma nomenclatura unificada e ajustada aos critérios atuais que regem a classificação de solos no Brasil, constituiu-se um banco de dados comparável qualitativamente com variáveis externas, como distribuição geográfica, altitude e tipos climáticos. As avaliações realizadas a partir dessa base evidenciaram uma boa representatividade da distribuição dos perfis na grande maioria dos estados da federação, assim como em relação às condições ambientais representadas por zonas e tipos climáticos da classificação de Köppen. Entretanto, não foram constatadas correlações estreitas entre estas variáveis e as classes de solo em nível de ordem, embora algumas tendências gerais tenham sido observadas, como uma significativa proporção de perfis de Vertissolos e Luvissolos sob clima semi-árido (BS). De forma semelhante, a altitude de onde ocorrem as classes de solos foi também muito variável, mas os valores de quartis e mediana indicaram algumas faixas preferenciais. Assim, Cambissolos e Latossolos tendem a ocupar os níveis mais altos da paisagem brasileira, ao passo que 75 % dos perfis de Espodossolos e de Plintossolos situam-se em cotas inferiores a 200 m. Além das potencialidades de uso evidenciadas, a estruturação atual da base de dados permite outras aplicações para atender necessidades específicas de estudo, inclusive no que tange a investigações relacionadas ao sistema de classificação de solos que vem sendo desenvolvido no país.

Otimização das condições de pré-redução do As(V) em extratos do método BCR para quantificação de arsênio por HG-AAS

A determinação de As por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HG-AAS) constitui um método simples, sensível, preciso e de baixo custo. Entretanto, essa técnica requer a pré-redução das espécies de As(V), o que se obtém através do uso de agentes redutores como o KI. Em extratos contendo agentes oxidantes, a pré-redução do As é comprometida, como acontece em extratos obtidos pela aplicação do método BCR (acrônimo francês para Community Bureau of Reference) para a extração sequencial de As em sedimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições de redução do As(V) a As(III), de modo a permitir o uso da HG-AAS para a quantificação do arsênio em extratos obtidos a partir do método BCR. Foram avaliadas condições reacionais utilizando KI, L-cisteína e ácido ascórbico. Para cada uma das etapas de extração do método BCR, diferentes condições de pré-redução possibilitaram a detecção quantitativa do As presente. O uso do método BCR para a extração de arsênio em amostras de sedimentos contaminadas e a aplicação das condições de pré-redução do As(V) selecionadas, seguida pela detecção por HG-AAS, forneceram percentagens de recuperação entre 91 e 99 %.

Gênese e classificação de solos numa topossequência no ambiente de mar de morros do médio Vale do Paraíba do Sul, RJ

Solos tropicais são geralmente considerados altamente intemperizados, o que é atribuído às condições climáticas de altas temperaturas e precipitação pluvial. Entretanto, no ambiente de Mar de Morros, a intensidade dos processos pedogenéticos pode ser alterada pela remoção de material, em consequência do relevo movimentado, rejuvenescendo as superfícies. Este trabalho teve como objetivos caracterizar e classificar solos, formados a partir de muscovita-biotita gnaisse, em uma topossequência em Pinheiral (RJ). Os perfis localizam-se nos seguintes pontos da topossequência: (P1) topo de elevação, (P2) terço superior, (P3) terço médio, (P4) terço inferior e (P5) em área plana de várzea. Os perfis foram descritos, caracterizados e classificados segundo o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). As características edáficas que se destacaram foram: relação silte/argila; valor V %; valor T; ki; mineralogia da fração argila; e formas de Fe pedogênicas de alta cristalinidade (Fed). Ao longo da topossequência encontrou-se Cambissolo Háplico Tb distrófico típico no topo e no terço médio da topossequência. No terço superior foi identificado um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico e, no terço inferior, um Argissolo Amarelo eutrófico típico. Já na área plana de várzea foi observado um Gleissolo Háplico Tb distrófico típico. O relevo e o material de origem gnáissico estratificado foram os principais fatores que alteram a pedogênese.

Soil structure transformations from ferralic to nitic horizons on a toposequence in southeastern Brazil

The soil structure transformation from ferralic to nitic horizons was studied in a toposequence on quaternary red clayey sediments and diabase in Piracicaba (SP), Brazil. Morphological and micromorphological studies, image analysis, soil water characteristic curves and monitoring of (total) soil water potential head were used. The presence of polyconcave vughs, clayskins and planar voids shows that the vertical and lateral transition and structural transformation from ferralic to nitic horizons is given by the coalescence of the microaggregates, probably due to tensions created in a drier period in the past. Changes to a more humid climate with a defined dry season and alternate drying and wetting cycles resulted in the fissuration of the previously coalesced material, forming polyhedral aggregates and microaggregates. Simultaneously, clay illuviation filled the voids and together with the compacting action of the biological activity of these soils contributed to the coalescence of microaggregates.

Influence of crust formation under natural rain on physical attributes of soils with different textures

One of the main negative anthropic effects on soil is the formation of crusts, resulting in soil degradation. This process of physical origin reduces soil water infiltration, causing increased runoff and consequently soil losses, water erosion and/or soil degradation. The study and monitoring of soil crusts is important for soil management and conservation, mainly in tropical regions where research is insufficient to explain how soil crusts are formed and how they evolve. The purpose of this study was to monitor these processes on soils with different particle size distributions. Soil crusts on a sandy/sandy loam Argissolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludult), sandy loam Latossolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludox) and a clayey Nitossolo Vermelho eutroférrico (Rhodic Kandiudalf) were monitored. The soil was sampled and data collected after 0, 3, 5 and 10 rain storms with intensities above 25 mm h-1, from December 2008 to May 2009. Soil chemical and particle size distribution analysis were performed. The changes caused by rainfall were monitored by determining the soil roughness, hydraulic conductivity and soil water retention curves and by micromorphological analysis. Reduced soil roughness and crust formation were observed for all soils during the monitored rainfall events. However, contrary to what was expected according to the literature, crust formation was not always accompanied by reductions in total porosity, hydraulic conductivity and soil water retention.

Micromorfologia de horizontes espódicos nas restingas do Estado de São Paulo

Os solos de restinga são pouco estudados e conhecidos no Brasil. Neste trabalho, a micromorfologia de horizontes espódicos foi investigada em quatro locais do litoral do Estado de São Paulo (Bertioga, Ilha de Cananeia, Ilha do Cardoso e Ilha Comprida). A técnica possibilitou caracterizar as diferentes formas da matéria orgânica, e, juntamente com a descrição morfológica de oito perfis de solos representativos das restingas do Estado de São Paulo, objetivou-se discutir os mecanismos envolvidos na gênese dos horizontes espódicos desses ambientes. Entre os resultados alcançados, destaca-se: a presença de revestimentos orgânicos monomórficos na superfície dos constituintes grossos da maioria dos horizontes analisados, bem como o preenchimento quase completo da porosidade entre grãos de alguns horizontes cimentados e brandos, são evidências de que a clássica teoria da mobilização, transporte e precipitação de complexos organometálicos é válida para os solos estudados. No entanto, matéria orgânica polimórfica e, ou, resíduos vegetais em diferentes estádios de decomposição foram as principais pedofeições observadas em horizontes espódicos mal drenados e sotopostos a horizontes hísticos. Nesses, a decomposição pela mesofauna e microbiológica das raízes in situ é um importante mecanismo de acumulação de matéria orgânica em profundidade e formação dos horizontes espódicos. A atuação das raízes na formação desses horizontes, no entanto, vai além da sua decomposição: a fábrica e as feições da matéria orgânica de um horizonte cimentado, incluindo remanescentes radiculares, indicaram que as raízes podem atuar na imobilização da matéria orgânica por meio de seu mecanismo de absorção seletiva. Nesse processo, a solução do solo rica em carbono orgânico dissolvido é absorvida seletivamente pelas raízes, segregando parte do carbono complexado em sua superfície e no entorno destas, absorvendo água e nutrientes. A atuação continuada desse processo leva à precipitação da matéria orgânica iluviada e segregada por meio de sua desidratação, que é condicionada pela própria absorção radicular.

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.

Gênese e classificação dos solos de uma topossequência em área de carste na Serra da Bodoquena , MS

Pouco se conhece sobre os solos dos sistemas cársticos carbonáticos no Brasil, apesar da sua importância e reconhecida fragilidade. Os objetivos deste estudo foram avaliar a gênese de solos desenvolvidos de rochas calcárias e materiais derivados e caracterizar os atributos desses, contribuindo para o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Foram estudados três perfis de solos em uma topossequência na Serra da Bodoquena, MS, dispostos nas posições de sopé (P1), terço médio (P2) e topo (P3) de encosta suave-ondulada com pendente longa e perfil longitudinal plano-convexo-plano. Todos os perfis são profundos, com cores bruno-escura nos horizontes superficiais e avermelhada em subsuperfície, além de textura argilosa com incremento de argila em profundidade. O íon cálcio predomina no complexo sortivo, bem como a fração humina entre as frações húmicas. A micromorfologia dos solos revela feições de iluviação de argila em associação com feições de acumulações de CaCO3. Porém, em nenhum dos perfis, os teores de CaCO3 equivalente foram suficientes para o reconhecimento do horizonte cálcico e, ou, petrocálcico, ou de caráter carbonático ou hipocarbonático. Com sequência de horizontes A-Bt (P1); A-E-Bt (P2); e A-Bi (P3), os solos apresentam a seguinte ordem de evolução pedogenética: P1 > P2 > P3. De acordo com o SiBCS, os solos são classificados como Argissolo Vermelho eutrófico nitossólico (P1); Argissolo Vermelho distrófico típico (P2); e Cambissolo Háplico Tb eutrófico típico (P3). Para todos os perfis, no quinto nível aplica-se a classe de atividade de argila - Tm (atividade média), validando proposta recente do SiBCS.

Evaluation of physical quality indices of a soil under a seasonal semideciduous forest

The concept of soil quality is currently the subject of great discussion due to the interaction of soil with the environment (soil-plant-atmosphere) and practices of human intervention. However, concepts of soil quality relate quality to agricultural productivity, but assessment of soil quality in an agronomic context may be different from its assessment in natural areas. The aim of this study was to assess physical quality indices, the S index, soil aeration capacity (ACt/Pt), and water storage capacity (FC/Pt) of the soil from a permanent plot in the Caetetus Ecological Reserve (Galia, São Paulo, Brazil) under a seasonal semideciduous forest and compare them with the reference values for soil physical quality found in the literature. Water retention curves were used for that purpose. The S values found were higher than the proposed limit for soil physical quality (0.035). The A and E horizons showed the highest values because their sandy texture leads to a high slope of the water retention curve. The B horizons showed the lowest S values because their natural density leads to a lower slope of the water retention curve. The values found for ACt/Pt and FC/Pt were higher and lower than the idealized limits. The values obtained from these indices under natural vegetation can provide reference values for soils with similar properties that undergo changes due to anthropic activities. All the indices evaluated were effective in differentiating the effects of soil horizons in the natural hydro-physical functioning of the soils under study.

Assessment of pedotransfer functions for estimating soil water retention curves for the amazon region

Knowledge of the soil water retention curve (SWRC) is essential for understanding and modeling hydraulic processes in the soil. However, direct determination of the SWRC is time consuming and costly. In addition, it requires a large number of samples, due to the high spatial and temporal variability of soil hydraulic properties. An alternative is the use of models, called pedotransfer functions (PTFs), which estimate the SWRC from easy-to-measure properties. The aim of this paper was to test the accuracy of 16 point or parametric PTFs reported in the literature on different soils from the south and southeast of the State of Pará, Brazil. The PTFs tested were proposed by Pidgeon (1972), Lal (1979), Aina & Periaswamy (1985), Arruda et al. (1987), Dijkerman (1988), Vereecken et al. (1989), Batjes (1996), van den Berg et al. (1997), Tomasella et al. (2000), Hodnett & Tomasella (2002), Oliveira et al. (2002), and Barros (2010). We used a database that includes soil texture (sand, silt, and clay), bulk density, soil organic carbon, soil pH, cation exchange capacity, and the SWRC. Most of the PTFs tested did not show good performance in estimating the SWRC. The parametric PTFs, however, performed better than the point PTFs in assessing the SWRC in the tested region. Among the parametric PTFs, those proposed by Tomasella et al. (2000) achieved the best accuracy in estimating the empirical parameters of the van Genuchten (1980) model, especially when tested in the top soil layer.

MORPHOLOGICAL AND MICROMORPHOLOGICAL CHANGES IN THE STRUCTURE OF A RHODIC HAPLUDOX AS A RESULT OF AGRICULTURAL MANAGEMENT

In evaluation of soil quality for agricultural use, soil structure is one of the most important properties, which is influenced not only by climate, biological activity, and management practices but also by mechanical and physico-chemical forces acting in the soil. The purpose of this study was to evaluate the influence of conventional agricultural management on the structure and microstructure of a Latossolo Vermelho distroférrico típico (Rhodic Hapludox) in an experimental area planted to maize. Soil morphology was described using the crop profile method by identifying the distinct structural volumes called Morphologically Homogeneous Units (MHUs). For comparison, we also described a profile in an adjacent area without agricultural use and under natural regrowth referred to as Memory. We took undisturbed samples from the main MHUs so as to form thin sections and blocks of soil for micromorphological and micromorphometrical analyses. Results from the application of the crop profile method showed the occurrence of the following structural types: loose (L), fragmented (F) and continuous (C) in both profiles analyzed. In the Memory soil profile, the fragmented structures were classified as Fptμ∆+tf and Fmt∆μ, whose micromorphology shows an enaulic-porphyric (porous) relative distribution with a great deal of biological activity as indicated by the presence of vughs and channels. Lower down, from 0.20 to 0.35 m, there was a continuous soil volume (sub-type C∆μ), with a subangular block microstructure and an enaulic-porphyric relative distribution, though in this case more compact and with aggregate coalescence and less biological activity. The micromorphometrical study of the soil of the Memory Plot showed the predominance of complex pores in NAM (15.03 %), Fmt∆μ (11.72 %), and Fptμ∆+tf (7.73 %), and rounded pores in C∆μ (8.21 %). In the soil under conventional agricultural management, we observed fragmented structures similar to the Memory Plot from 0.02 to 0.20 m, followed by a volume with a compact continuous structure (C∆μ), without visible porosity and with few roots. In the MHUs under conventional management, reduction in the packing pores (40 %) was observed, mainly in the continuous units (C). The microstructure had well-defined blocks, with the occurrence of planar pores and less evidence of biological activity. In conclusion, the morphological and micromorphological analyses of the soil profiles studied offered complementary information regarding soil structural quality, especially concerning the changes in pore types as result of mechanical stress undergone by the soil.