Variabilidade espacial da agregação do solo avaliada pela geometria fractal e geoestatística

Este trabalho teve por objetivo explorar a aplicabilidade da teoria de fractais no estudo da variabilidade espacial em agregação de solo. A geometria de fractais tem sido proposta como um modelo para a distribuição de tamanho de partículas. A distribuição do tamanho de agregados do solo, expressos em termos de massa, é apresentada. Os parâmetros do modelo, tais como: a dimensão fractal D, medida representativa da fragmentação do solo (quanto maior seu valor, maior a fragmentação), e o tamanho do maior agregado R L foram definidos como ferramentas descritivas para a agregação do solo. Os agregados foram coletados em uma profundidade de 0-10 cm de um Latossolo Vermelho distrófico típico álico textura argilosa, em Angatuba, São Paulo. Uma grade regular de 100 x 100 m foi usada e a amostragem realizada em 76 pontos nos quais se determinou a distribuição de agregados por via úmida, usando água, álcool e benzeno como pré-tratamentos. Pelo exame de semivariogramas, constatou-se a ocorrência de dependência espacial. A krigagem ordinária foi usada como interpolador e mapas de contorno mostraram-se de grande utilidade na descrição da variabilidade espacial de agregação do solo.

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.

Variabilidade temporal da resistência à penetração de um latossolo argiloso sob semeadura direta com rotação de culturas

O desenvolvimento radicular é afetado pela resistência mecânica do solo e altera o potencial de produção das culturas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência à penetração de um solo argiloso com distintos sistemas de cultura em semeadura direta. O experimento foi realizado no campo tecnológico da Cotrijuí, no município de Ijuí (RS), em um Latossolo Vermelho distroférrico típico com 0,68 kg kg-1 de argila, manejado sob semeadura direta, com quatro seqüências de culturas: sucessão soja/trigo, milho/aveia/milho + guandu/trigo/soja/trigo, guandu/trigo/soja/trigo/soja/aveia e crotalária/trigo/soja/aveia/milho/trigo. A resistência à penetração (RP), a umidade e a densidade do solo foram avaliadas em distintas épocas e profundidades. Em todos os sistemas de culturas no Latossolo argiloso com semeadura direta, o maior estado de compactação foi verificado na camada em torno de 0,1 m de profundidade e o menor na camada até 0,07 m. A RP teve grande variação temporal e foi associada à variação do teor de água para cada condição de densidade do solo ou estado de compactação. Durante o ciclo das culturas, valores de RP restritivos ao crescimento das plantas foram atingidos na camada de cerca de 0,03 a 0,23 m de profundidade, quando o teor de água do solo variou de 0,14 a 0,28 kg kg-1. O efeito de plantas de cobertura de estação quente, com sistema radicular abundante e formador de poros biológicos, na redução da resistência mecânica do solo à penetração não foi observado no tempo estudado.

Dinâmica da agregação de um solo franco-arenoso em cinco sistemas de culturas em rotação e em sucessão

Espécies de cobertura, aliadas a práticas de manejo e conservação, recuperam ou mantêm características físicas do solo como a agregação. O objetivo deste trabalho foi determinar, ao longo do tempo, a influência de sistemas de culturas, de cobertura do solo e do teor de matéria orgânica sobre a agregação de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico em seu estado natural e sob rotação e sucessão de culturas. O estudo foi realizado na área experimental do Departamento de Solos da UFSM, em Santa Maria (RS). Amostras indeformadas, coletadas em intervalos de 60 dias, de outubro de 1997 a outubro de 1998, na profundidade de 0-0,05 m, foram analisadas quanto à estabilidade de agregados, teor de C orgânico e outros atributos físicos e químicos. A maior estabilidade estrutural ocorreu no solo sob campo natural e a menor em solo descoberto, em virtude do intenso preparo do solo e da redução do teor de matéria orgânica, aumentando os agregados de menor tamanho. Existe uma ação direta das culturas na formação e estabilização dos agregados, sendo a estabilidade e a distribuição do tamanho de agregados maiores em sistemas de cultivo que aportam material orgânico e cobrem o solo durante todo o ano. As seqüências de culturas influem diferenciadamente na agregação do solo, dependendo da época do ano e tempo de estabelecimento dos sistemas de culturas.

Estabilidade temporal da distribuição espacial da armazenagem de água em um solo cultivado com citros

O presente trabalho objetivou quantificar e caracterizar a variabilidade espaço-temporal e a estabilidade temporal da armazenagem da água em um Latossolo Amarelo argissólico cultivado com citros. A parcela experimental foi montada em um solo sob uma cultura de citros com 10 anos de idade, consistindo de 40 pontos de observação ao longo de duas transeções, com espaçamento de 4 x 7 m, isto é, duas transeções 1 e 2 (coincidentes com duas linhas de plantas) paralelas e distantes entre si de 7 m e cada uma delas com 20 pontos, separados um do outro de 4 m, delimitando uma área de terreno de dimensões 80 x 14 m (40 plantas). Cada ponto localizava-se no centro da distância entre duas plantas (2 m do tronco) na linha de plantas. Os pontos de observação da transecão 1 foram enumerados de 1 a 20 e os da transecão 2 de 21 a 40 no sentido aposto. Em cada ponto de observação, foi instalado um tubo de acesso à sonda de nêutrons até a profundidade de 1,20 m. As medições foram feitas ao longo de dois anos, em períodos compreendidos entre novembro e julho do ano seguinte, semanalmente. Em cada ponto de observação, foram retiradas amostras de solo com estrutura deformada para a quantificação das frações granulométricas ao longo do perfil. A estabilidade temporal foi observada pelo comportamento dos valores nos 40 pontos ao longo do tempo, os quais mantiveram a sua característica, independentemente do tempo de amostragem, o que pôde ser comprovado por meio do coeficiente de correlação de Pearson utilizado entre datas de observação. Por meio da técnica da diferença relativa, foi possível identificar os pontos que, independentemente de tempo, estimaram a média real do campo, os mais secos e os mais úmidos. O ponto 28 foi escolhido, em decorrência do valor da diferença relativa, como o ponto representativo da média, e identificou-se o ponto 15 como o mais seco e o 05 como o mais úmido.

Relação de atributos do solo com a agregação de um Latossolo Vermelho sob sistemas de preparo e plantas de verão para cobertura do solo

O preparo de solo e as espécies vegetais que compõem o sistema de rotação de culturas têm expressivo efeito na qualidade física do solo, principalmente na estabilidade de agregados. Neste estudo, objetivou-se avaliar a estabilidade dos agregados de um solo cultivado com preparo reduzido (PR) e preparo convencional (PC) com utilização de plantas de cobertura. Dois experimentos foram efetuados em Chapecó (SC), num Latossolo Vermelho distroférrico em PR (1993-1998) e PC (1994-1998), nos quais foram avaliados cinco sistemas de cultura: milho + guandu anão; milho + mucuna cinza; milho + feijão-de-porco; milho + soja preta e milho isolado. O uso do solo degradou suas propriedades físicas, comparativamente ao sistema com mata nativa, reduziu o teor de C orgânico (CO) e a estabilidade dos agregados. As plantas de cobertura de verão aumentaram o teor de CO; entretanto, não modificaram o grau de floculação de argila e a estabilidade de agregados, quando comparadas às do sistema milho isolado. A recuperação de solos degradados por meio do uso de plantas de cobertura foi mais efetiva quando estas foram associadas ao preparo reduzido, evidenciando a importância de sistemas de manejo com baixo revolvimento e alto aporte de resíduos vegetais para aumentar o CO do solo.

Estabilidade temporal de medidas do teor e do potencial mátrico da água no solo em uma transeção

O elevado nível de variabilidade espacial de observações experimentais de campo da condutividade hidráulica do solo dificulta o planejamento de amostragem e a utilização e extrapolação de valores médios, em estudos de campo de dinâmica da água no solo. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar a estabilidade temporal de medidas do teor e do potencial mátrico da água no solo e sua aplicação como ferramenta para racionalizar a estratégia de amostragem para avaliação da condutividade hidráulica do solo em condições de campo. O experimento de drenagem foi desenvolvido num Latossolo Vermelho-Amarelo em Piracicaba (SP), numa parcela experimental com 50 pontos de observação distanciados de 1 m entre si, nos quais foram medidos o teor de água (com TDR) e o potencial mátrico (com tensiômetros) durante três semanas de redistribuição da água no solo. Os resultados mostraram que o método da estabilidade temporal permite identificar, com exatidão, os locais mais adequados para as amostragens, possibilitando a redução do número de amostras necessárias e do custo de execução do esforço amostral para o planejamento de sistemas de uso e manejo de água na agricultura.

Variação temporal do intervalo hídrico ótimo de um latossolo vermelho distroférrico sob sistemas de plantio direto

O plantio direto é eficiente no controle das perdas de solo e água, mas o tráfego de máquinas e a ausência de revolvimento podem induzir a compactação superficial dos solos de textura argilosa. O intervalo hídrico ótimo (IHO) traduz os efeitos de sistemas de manejo na melhoria ou na degradação da qualidade física do solo. O objetivo deste estudo foi quantificar o IHO para discriminar os efeitos de sistemas de manejo em plantio direto na qualidade física do solo. Os tratamentos utilizados foram: plantio direto com sucessão de culturas, plantio direto com rotação de culturas e plantio direto com rotação de culturas e escarificação do solo. Em duas épocas distintas - em outubro de 2002, após a cultura de inverno (trigo), e em abril de 2003, após a cultura de verão (soja) - foram retiradas 44 amostras indeformadas em cada tratamento. Essas amostras foram utilizadas para determinar a curva de retenção de água, a curva de resistência do solo à penetração, a densidade do solo, o IHO e a densidade crítica do solo. A resistência do solo à penetração determinou o limite inferior do IHO em todos os tratamentos e reduziu os seus valores com o aumento da densidade do solo. A densidade crítica do solo não dependeu do sistema de manejo em plantio direto. A variação temporal do IHO nos tratamentos foi dependente da variação da densidade do solo. No plantio direto com rotação, a maior retenção de água em elevados potenciais proporcionou, temporalmente, maiores valores do IHO.

Variação temporal e vertical de atributos químicos de um gleissolo do Rio Guamá cultivado com Canaranas

Os sedimentos transportados pelas águas barrentas do rio Guamá e a heterogeneidade dessas substâncias são responsáveis pela formação do solo e pela diversidade de características químicas na área inundável. Este trabalho teve como objetivo determinar os atributos físicos e químicos de um solo de várzea baixa do rio Guamá, em diferentes épocas, cultivado com canarana de Paramaribo (Echinochloa polystachya H.B.K) e canarana erecta lisa (Echinochloa pyramidales Lam). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 4 (quatro profundidades e quatro épocas de amostragem), com seis repetições. Amostras compostas de solo foram coletadas em seis pontos eqüidistantes, a partir de uma transecção, nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, nos meses de maio, agosto e novembro/2002 e fevereiro/2003. Foram determinados a granulometria, matéria orgânica, pH em H2O, pH em KCl, P extraível, K trocável, Al trocável, Ca e Mg trocáveis e os micronutrientes: Cu, Mn, Zn e Fe. Os solos da área estudada estão inseridos na unidade dos Gleissolos e caracterizam-se por serem pouco desenvolvidos, mal drenados, normalmente ácidos, ocorrendo no perfil horizonte franco-argilo-siltoso. Houve influência da sazonalidade na composição química do solo; na época mais chuvosa e de inundação mais intensa da várzea, correspondente ao mês de fevereiro, observou-se aumento do pH nos teores de Cu e de Fe e decréscimos nos de Mg e de Al trocável; no período de menor umidade do solo, a saturação por bases e a CTC foram mais elevadas. O Fe foi o nutriente que apresentou maior variação nos seus teores com a inundação do solo, cujo aumento foi superior a 1.000 % no período de maior inundação do solo (fevereiro).

Avaliação espaço-temporal das armazenagens gravimétrica e volumétrica da água num Latossolo com citros

A estabilidade temporal é descrita como a persistência temporal de um padrão espacial e é avaliada pela análise de correlação de medidas em datas sucessivas. Neste trabalho, foi avaliada a armazenagem de água no solo em duas transeções de 76 m cada, contendo 20 pontos em cada uma. em um Latossolo Vermelho-Amarelo argissólico cultivado com citros com 11 anos em Piracicaba/SP. A umidade do solo para determinação da armazenagem, na camada de 0,00-1,10 m, ao longo do tempo, foi obtida com uma sonda de nêutrons, calibrada para o solo em estudo, realizando leituras semanais às profundidades de 0,20, 0,40, 0,60, 0,80, 1,0 e 1,10 m. A armazenagem de água no solo foi determinada utilizando-se o método de Simpson. Os dados da armazenagem média de água no solo nos três anos de estudo mostraram que sua distribuição, ao longo do tempo, apresentou comportamento semelhante e que os coeficientes de correlação linear e de posição de Spearman foram altos entre o ano 1 e o ano 2, o ano 2 e o ano 3 e o ano 1 e o ano 3, indicando existência de estabilidade temporal e persistência temporal significativa do padrão espacial observado. Foi verificada dependência espacial moderada de 17,10 m pelo semivariograma exponencial. Pela técnica da diferença relativa, os pontos que apresentaram comportamento estável no tempo foram o ponto 29, para os anos 1 e 2, e os pontos 16, 29 e 39, para o ano 3, que podem ser usados para estimar com segurança a armazenagem média de água no solo. O ponto 29 foi o que se apresentou estável para os três anos de estudo, sendo, portanto, o mais recomendável tanto para a armazenagem gravimétrica como para a volumétrica.

Agregação e estabilidade de agregados do solo em sistemas agropecuários em Mato Grosso do Sul

Sistemas de manejo do solo, incluindo lavouras em plantio direto, lavouras (soja) em rotação com pastagens em plantio direto e pastagens permanentes (Brachiaria sp.), foram avaliados quanto à agregação do solo e estabilidade dos agregados. Em três experimentos de longa duração (9 e 11 anos) localizados em Mato Grosso do Sul, o solo foi amostrado nas camadas de 0 a 5, 5 a 10 e 10 a 20 cm, para determinação da estabilidade dos agregados em água e a seco. Foram calculados o diâmetro médio ponderado (DMP) e o índice de estabilidade dos agregados (IEA). Em todos os experimentos, nos sistemas com pastagens, seja de forma isolada ou em rotação com lavouras, foi verificado maior volume do solo, constituindo agregados com tamanho superior a 4,76 mm. Os sistemas com pastagens também apresentaram maior DMP e maior IEA em todos os experimentos. O sistema apenas com lavouras apresentou, nos três experimentos, o maior volume de solo com agregados de tamanho entre 0,25 e 2,00 mm. Esses efeitos ocorreram de forma semelhante em todas as profundidades avaliadas. Entre os locais, observou-se o efeito do teor de argila na agregação, sendo maior em Maracaju e menor em Campo Grande. Foi observada estreita relação entre a estabilidade dos agregados e o teor de C no solo. A formação de macroagregados parece estar relacionada à presença de raízes, que são mais abundantes sob pastagem de gramíneas.

Spatial and temporal variability of crop yield and some Rhodic Hapludox properties under no-tillage

Soil properties are closely related with crop production and spite of the measures implemented, spatial variation has been repeatedly observed and described. Identifying and describing spatial variations of soil properties and their effects on crop yield can be a powerful decision-making tool in specific land management systems. The objective of this research was to characterize the spatial and temporal variations in crop yield and chemical and physical properties of a Rhodic Hapludox soil under no-tillage. The studied area of 3.42 ha had been cultivated since 1985 under no-tillage crop rotation in summer and winter. Yield and soil property were sampled in a regular 10 x 10 m grid, with 302 sample points. Yields of several crops were analyzed (soybean, maize, triticale, hyacinth bean and castor bean) as well as soil chemical (pH, Soil Organic Matter (SOM), P, Ca2+, Mg2+, H + Al, B, Fe, Mn, Zn, CEC, sum of bases (SB), and base saturation (V %)) and soil physical properties (saturated hydraulic conductivity, texture, density, total porosity, and mechanical penetration resistance). Data were analyzed using geostatistical analysis procedures and maps based on interpolation by kriging. Great variation in crop yields was observed in the years evaluated. The yield values in the Northern region of the study area were high in some years. Crop yields and some physical and soil chemical properties were spatially correlated.

Temporal variability of soil water content under different surface conditions in the semiarid region of the Pernambuco state

Rainfall in the semiarid region of Pernambuco is characterized by irregular distribution in time and space, which significantly hinders the rainfed agriculture in the region. This work aims to evaluate the temporal profile of soil moisture in the semiarid region of the Pernambuco State (Brazil) and the effect of different soil surface conditions on soil water content variation and the yield of rainfed beans. To monitor soil water content, five plots 4.5 m wide by 11 m long were installed in a Yellow Argisol (Ultisol). The following treatments were adopted in the experimental plots: natural vegetation, bean intercropped with cactus, beans planted down the slope, beans planted along contour lines with mulch and rock barriers, and bare soil. In each plot, eight PVC access tubes were installed for monitoring the soil water content profile at depths of 0.20 and 0.40 m using a neutron probe device. The surface condition significantly influenced the soil water content variation, both in the dry and rainy seasons. The use of mulch, associated with rock barriers, provided higher soil water content levels than the other treatments and increased the rainfed beans production.

Estabilidade temporal do conteúdo de água em três condições de uso do solo, em uma bacia hidrográfica da região da Serra da Mantiqueira, MG

A descrição de processos hidrológicos é relativamente complexa, principalmente da variação do conteúdo de água no solo, devido à influência de fatores edáficos, topográficos, climáticos e de vegetação. Em condições de campo, a estimativa do conteúdo de água no solo requer um plano de amostragem adequado, considerando as variações no tempo e no espaço. Visando representar adequadamente o conteúdo de água no solo com reduzido esforço amostral e custo, o conceito de estabilidade temporal tem sido muitas vezes empregado. Este estudo foi realizado com o objetivo de analisar a estabilidade temporal do conteúdo de água na camada superficial do solo (0-0,20 m de profundidade), sob diferentes usos do solo, em uma bacia hidrográfica experimental da região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais, nos períodos de estiagem e chuvoso, estimando os pontos mais representativos para essa determinação. Houve maior estabilidade temporal do conteúdo de água no solo na área de vegetação de várzea, menor na área ocupada por Mata Atlântica e intermediária na área de pastagem. Ocorreram, também, variações significativas da diferença relativa média entre os períodos de medição, concluindo-se que as características de cada área devem ser consideradas particularmente para escolha dos pontos. Na área de pastagem, foi possível identificar apenas um ponto para monitoramento tanto para o período chuvoso como para o de estiagem. Por outro lado, nas áreas de Mata Atlântica e vegetação de várzea foram identificados dois pontos, sendo um especificamente para o período chuvoso e outro para o período de estiagem, sendo recomendada uma análise individual específica para cada estação.

Agregação e estoque de carbono em argissolo submetido a diferentes práticas de manejo agrícola

A estrutura física é uma propriedade essencial para que o solo cumpra adequadamente suas funções e tenha qualidade. Com o objetivo de avaliar a contribuição de práticas de manejo na recuperação da agregação de um solo fisicamente degradado, estudou-se a distribuição de agregados estáveis em água e partículas simples em classes de diâmetro (9,51-4,76; 4,76-2,00; 2,00-0,25; 0,25-0,053; < 0,053 mm) e o estoque de C na camada superficial de 0-7,5 cm de um Argissolo Vermelho distrófico típico da Depressão Central do Rio Grande do Sul sob sistemas de manejo. Em parcelas experimentais com 17 anos, avaliaram-se os sistemas: solo mantido sem plantas e sem revolvimento (Descoberto); plantio direto de Lablab purpureus e milho (Zea mays) (Lablab/m); plantio direto de Cajanus cajan e milho (Guandu/m); e pastagem perene de Digitaria decumbens (Pangola). Em parcelas experimentais com 15 anos, avaliaram-se os sistemas: preparo convencional e plantio direto de Avena strigosa e milho (pc a/m e pd a/m, respectivamente) e Avena strigosa + Vicia sativa e milho + Vigna unguiculata (pc av/mc e pd av/mc, respectivamente). Avaliaram-se, também, área de lavoura de grãos em preparo convencional conduzida por 30 anos (Lavoura) e área de campo nativo (CN), representando a condição degradada e o ecossistema nativo deste solo, respectivamente. As avaliações foram realizadas em amostras de solo indeformadas coletadas em duas épocas (setembro de 1999 e setembro de 2000), compondo seis repetições por sistema de manejo. Os dados foram analisados por meio da análise de variância, e o teste de Tukey (5 %) foi utilizado para verificar as diferenças entre os sistemas de manejo. O CN apresentou 76,4 % de solo agregado, distribuídos em 63,8 % de macroagregados e 23,6 % de partículas simples, com estoque de C de 20,0 Mg ha-1 na profundidade de 0-7,5 cm. O uso agrícola com revolvimento intenso do solo e baixa adição de resíduos (sistema Lavoura) reduziu a proporção de solo agregado para 49,9 % e aumentou a de partículas simples para 50,1 %. O estoque de C reduziu para 11,8 Mg ha-1 na profundidade de 0-7,5 cm. A partir dessa condição, o sistema sem revolvimento de solo, com maior diversidade de espécies de plantas e grande adição de resíduos (pd av/mc) elevou, em 15 anos, a proporção de solo agregado para 70,7 %, e a dos macroagregados, para 53,5 %. A pastagem perene (Pangola) elevou a proporção de solo agregado para 74,1 % e a dos macroagregados para 61,8 %, igualando-se ao CN. Os sistemas pd av/mc, Guandu/m e Lablab/m recuperaram os estoques de C no nível do CN. No entanto, a Pangola, que apresentou os maiores índices de agregação do solo, teve o estoque de C inferior ao desses sistemas, enfatizando a ação positiva do sistema radicular denso na recuperação da agregação do solo.