Aplicació de la termoquimiolisi - cromatografia de gasos - espectrometria de masses a l'estudi de la matèria orgànica del sòl

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Université de Poitiers, França, entre 2007 i 2009. El treball s'ha centrat en dues activitats bàsiques. El treball realitzat s’ha centrat en dues activitats bàsiques. D’una banda, la posada a punt d'un protocol de fraccionament de la matèria orgànica del sòl, per extraccions successives amb solvents alcalins després d'una seqüència de pretractaments al sòl: cap pretractament, atac amb àcid (per destruir els carbonats), atac amb ditionit (per reduir els òxids de Fe i Al i facilitar l'extracció de la matèria orgànica associada a aquests compostos). El protocol dóna una visió de conjunt de la situació de la matèria orgànica del sòl, combinant aspectes físics (protecció, precipitació, oclusió per carbonats) i químics (grau d'humificació). D’altra banda, l'aprenentatge de la tècnica de termoquimiolisi-cromatografia de gasos-espectrometria de masses. Aquest era l'objectiu de l'estada a Poitiers, al qual hem donat prioritat. Ens hem centrat en l'estudi de fraccions físiques (densimètriques) obtingudes en estudis anteriors sobre sòls forestals. Les fraccions considerades són: fracció lleugera (FL), tres fraccions ocluïdes (OC1, OC2 i OC3) i fracció densa (FD). L’aplicació de la termoquimiolisi permet de caracteritzar diversos grups de substàncies, de les quals ens hem centrat en alguns indicadors bioquímics: àcids grasos, alcohols, diàcids, productes fenòlics i altres productes aromàtics, derivats de carbohidrats. L’estudi de conjunt d’aquests productes indica que és a les fraccions ocluïdes (que solen ser minoritàries a tots els horitzons) on la matèria orgànica d’origen microbià és dominant, mentre que a les fraccions lleugera (FL) i densa (FD) la matèria orgànica d’origen vegetal sembla dominant. Es preveu aplicar aquesta tècnica a l’estudi de les fraccions obtingudes a la primera part del treball, actualment congelades i a l’espera de ser processades.

Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: estabilitat de la matèria orgànica

L’avaluació de la capacitat de segrest de carboni d’un sòl denudat per l’extracció de calcàries i la seva posterior restauració amb fangs de depuradora s’ha realitzat mitjançant l’anàlisi de l’estabilitat de la matèria orgànica del sòl (MOS) en funció de la dosi de fangs aplicada. Els resultats d’aquest treball demostren dos fets fonamentals per a l’estudi de la capacitat de segrest de carboni, els qual són: la conservació del contingut total de MOS i l’augment de la seva estabilitat fins a nivells més alts que els de la MOS de les parcel·les de control. Aquests resultats són explicables per (i) la conservació i augment de la MOS recalcitrant, i (ii) la protecció d’una porció més o menys rellevant de la MO làbil continguda amb els fangs gràcies a l’acció simultània dels mecanismes d’estabilització de la MOS, com són: l’estabilització bioquímica (humificació), química, física, a més de la pròpia hidrofobicitat de la MOS, aquests dos últims potenciats per l’addicció del fangs de depuradora.

Produção de fitomassa e atributos químicos do solo sob cultivo em aléias e sob vegetação nativa de cerrado

Os sistemas agroflorestais podem aliar produção de alimentos com conservação dos recursos naturais, buscando economia de fertilizantes a partir da reciclagem de nutrientes. A produção de fitomassa e o aporte de nutrientes foram quantificados num cultivo em aléias e em área de vegetação nativa de cerrado em Botucatu (SP), com vistas em verificar as influências do sistema agroflorestal nos atributos químicos do solo. A leucena foi plantada em linhas em 1987, com espaçamento de 6 m, após calagem e aplicação de P. As linhas da leguminosa foram podadas anualmente, permitindo o cultivo intercalar de centeio + aveia e milho + feijão, durante a estação seca e chuvosa, respectivamente. A produção anual de fitomassa no sistema agroflorestal foi de 11.036 kg ha-1 de massa seca, com um aporte mineral pelas plantas de (kg ha-1) 149,0 de N, 9,4 de P, 70,0 de K, 75,2 de Ca e 31,1 de Mg. O pH do solo e os teores de Ca e Mg nesse sistema foram superiores aos do cerrado, o que se atribuiu ao efeito do calcário. A adubação verde, principalmente a fitomassa da leucena, colaborou na alteração dos teores de matéria orgânica, N e P no solo sob cultivo em aléias.

Plantas de cobertura de solo antecedendo o milho e seu efeito sobre o carbono orgânico do solo, sob plantio direto

Em condições naturais, o solo encontra-se num estado estável no ambiente, mas o manejo inadequado causa degradação, principalmente da fração orgânica, comprometendo a sustentabilidade de sistemas agrícolas. Este estudo baseou-se num experimento que vem sendo realizado há seis anos em um Podzólico Vermelho-Amarelo (Hapludalf), localizado em área experimental do Departamento de Solos/UFSM, e teve como objetivo avaliar o efeito de sucessões de cultura sobre a dinâmica do carbono. Utilizaram-se as sucessões de cultura ervilhaca comum (vicia sativa)/milho, tremoço azul (Lupinus angustifolius)/milho, ervilha forrageira (Pisum arvense)/milho, aveia preta (Avena strigosa )/milho e pousio invernal/milho, associadas a duas doses de N aplicado no milho (0 e 80 kg ha-1). O solo foi manejado em plantio direto e foram feitas avaliações dos teores de C das plantas de cobertura e dos resíduos vegetais superficiais e do solo, em três profundidades. Os resultados evidenciaram que os sistemas de culturas, sob plantio direto há seis anos, promoveram acúmulos significativos de carbono orgânico apenas na camada mais superficial do solo (0-2,5 cm). A sucessão tremoço azul/milho destacou-se pela capacidade de promover acúmulo de carbono orgânico no solo. A quantidade de carbono orgânico acumulado no solo depende fundamentalmente da quantidade de massa seca produzida pelos sistemas de culturas.

Estimativa do efeito do uso e da umidade do solo sobre a compactação adicional de três latossolos

A compactação adicional do solo ocorre quando a pressão aplicada sobre ele é maior do que a pressão de preconsolidação, fazendo com que o solo se deforme ao longo da reta de compressão virgem. A reta de compressão virgem é a região onde ocorre a compactação adicional. Os objetivos deste estudo foram: testar o modelo proposto por Dias Junior (1994), propor um modelo para quantificar a resistência mecânica do solo e avaliar o efeito do uso do solo e da umidade na reta de compressão virgem e no índice de compressão de três Latossolos. Os solos sob as condições de uso com cultivo anual, mata natural e pastagem cultivada estão localizados na região de Lavras (MG). O trabalho foi executado durante os anos de 1996 e 1997. Para a condição de cultivo anual, mata natural e pastagem, foram coletadas cinco amostras indeformadas, com três repetições, nas profundidades de 0-0,03 e 0,27-0,30 m, e utilizadas no ensaio de compressão uniaxial. Coletou-se também uma amostra deformada, com três repetições em cada condição, para determinar o limite de plasticidade. Verificou-se que, à medida que o valor da umidade aumenta, as retas de compressão virgem são deslocadas para a região de menor pressão, o que indica aumento da suscetibilidade do solo à compactação, diminuindo, entretanto, a resistência mecânica a ser vencida pelo sistema radicular. Os índices de compressão não diferiram estatisticamente para o cultivo anual e mata natural na profundidade de 0-0,03 m, o que não ocorreu para a pastagem cultivada em ambas as profundidades e para o cultivo anual e mata natural na profundidade de 0,27-0,30 m. Nessas condições, a densidade do solo final e o índice de compressão do solo seguiram os modelos propostos por Dias Junior (1994). Em geral, os solos sob mata natural na camada de 0-0,03 m foram mais suscetíveis à compactação por apresentarem maiores valores do índice de compressão máximo.

Alterações dos nutrientes no solo e nas plantas em consórcio de eucalipto e acácia negra

O consórcio de eucalipto e acácia negra pode trazer benefícios ecológicos e econômicos, tendo em vista a diversidade ambiental e redução dos custos com adubação nitrogenada. Este trabalho teve o objetivo de quantificar os nutrientes no solo e nas plantas e avaliar o crescimento e a produção de eucalipto em consórcio com acácia negra. Foram estudados sistemas de cultivo simples e consorciado de Eucalyptus saligna (Smith) e Acacia mearnsii (De Wild.), com 45 meses de idade, em Argissolo Vermelho-Amarelo, no estado do Rio Grande do Sul. O espaçamento foi de 4,0 x 1,5 m e, no consórcio, as espécies foram plantadas em fileiras alternadas. Quantificaram-se N total, P, K, Ca, Mg, Al e matéria orgânica no solo e N total, P, K, Ca e Mg nas plantas. Avaliaram-se altura e diâmetro das árvores, bem como o volume de madeira produzido. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm. Os resultados demonstraram maior teor de matéria orgânica e nitrogênio total no solo do consórcio em relação ao eucalipto simples. Solo sob cultivo simples de acácia mostrou maior teor de K, Ca e Mg que nos povoamentos em que o eucalipto estava presente. Plantas de eucalipto consorciado absorveram mais nitrogênio (22%) do que as do cultivo simples. O volume total de madeira no consórcio não diferiu do cultivo simples de eucalipto, embora o eucalipto tenha contribuído com 64% da produção do consórcio. O consórcio beneficiou a nutrição de nitrogênio do eucalipto e aumentou o estoque de nitrogênio no ecossistema, enquanto manteve a produção total de madeira.

Efeito de sistemas de produção de grãos e de pastagens sob plantio direto sobre o nível de fertilidade do solo após cinco anos

A fertilidade do solo foi avaliada num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Passo Fundo (RS), após cinco anos de estabelecimento (1993 a 1997) de quatro sistemas de produção, integrando grãos, pastagens anuais de inverno e pastagens perenes: sistema I (trigo/soja, aveia branca/soja e ervilhaca/milho); sistema II (trigo/soja, aveia branca/soja e aveia preta + ervilhaca pastejadas/milho); sistema III [pastagens perenes da estação fria (festuca + trevo branco + cornichão)]; sistema IV [pastagens perenes da estação quente (pensacola + aveia preta + azevém + trevo vermelho + cornichão)], e sistema V (alfafa para feno), acrescentado como tratamento adicional com repetições em áreas contíguas ao experimento em 1994. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso com quatro repetições. Os sistemas de produção, sob plantio direto, elevaram os teores de matéria orgânica, de P extraível e de K trocável, principalmente na camada de solo de 0-5 cm. Nos quatro primeiros sistemas de produção, houve aumento dos valores de pH e de Ca + Mg trocáveis, da superfície (0-5 cm) para a camada mais profunda do solo (15-20 cm), enquanto com o valor de Al trocável ocorreu o contrário. Os sistemas com pastagens perenes mostraram maior teor de matéria orgânica na camada superficial do solo do que os sistemas com pastagens anuais.

Influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da adoção do sistema plantio direto, avaliada por meio da pressão de preconsolidação

Os efeitos do tráfego e do tipo de preparo sobre a estrutura dos solos agrícolas, quando da adoção do sistema plantio direto na região dos Cerrados, têm sido pouco pesquisados. Os estudos desenvolvidos são apenas qualitativos e utilizam-se, geralmente, de propriedades, tais como: a densidade do solo e a resistência do solo à penetração, as quais não possibilitam predizer quanto de pressão o solo pode receber de forma que, em manejos futuros, a compactação possa ser evitada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do preparo inicial do solo quando da adoção do sistema plantio direto sobre a estrutura de um Latossolo Vermelho distrófico por meio da pressão de preconsolidação (sigmap). Os valores de sigmap foram obtidos a partir da elaboração de modelos de compressibilidade, os quais consideraram a influência dos seguintes fatores: (1) preparo inicial do solo: arado de aivecas (AA), arado de discos (AD), grade aradora (GA) e vibrosubsolador (VS); (2) manejo: sistema plantio convencional (PC), o qual foi utilizado como testemunha para avaliar a influência dos preparos e (3) profundidade: superficial (SP - 0,00 a 0,05 m) e profundidade média de trabalho dos implementos (PMT- 0,24 a 0,27 m). Os resultados evidenciaram que a sigmap mostrou-se eficiente na avaliação da influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da instalação do sistema plantio direto no Latossolo Vermelho distrófico, tendo o seu valor variado entre preparos e profundidades estudados. A sigmap evidenciou maior resistência mecânica e, portanto, maior consolidação da estrutura do solo na profundidade SP dos tratamentos da área sob plantio direto. Verificou-se, também, que os preparos iniciais avaliados reduziram a resistência mecânica do solo na profundidade PMT, quando comparados à do sistema plantio convencional. Todavia, são o vibrosubsolador e o arado de discos os implementos recomendados para alívio dessa resistência, isto é, para a melhoria da estrutura do solo nas profundidades SP e PMT, respectivamente, quando da adoção do sistema plantio direto.

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.

Atributos físicos do solo em sistema de integração lavoura-pecuária sob plantio direto

A compactação do solo é um dos principais fatores responsáveis pela queda da produtividade das culturas agrícolas. Por isso, o impacto causado pelo pisoteio bovino sobre o solo e os conseqüentes reflexos nos atributos físicos densidade do solo, porosidade do solo, resistência mecânica à penetração e infiltração de água no solo, em área manejada sob sistema integração lavoura-pecuária, foram investigados em experimento de campo, no município de Jari, na região do Planalto Médio do Rio Grande do Sul, Brasil. Foram avaliados três sistemas de manejo da pastagem de inverno (aveia-preta, Avena strigosa Schreber + azevém, Lolium multiflorum Lam.), caracterizados pela freqüência de pastejo: (1) Sem Pastejo (SP), (2) Pastejo a cada 28 dias (P28) e (3) Pastejo a cada 14 dias (P14). Além disso, foi avaliada a influência da cultura de verão, soja [Glycine max (L.) Merr.] ou milho (Zea mays L.), em rotação com as pastagens de inverno, em amenizar ou agravar a ação compactadora do pisoteio bovino. A compactação do solo, avaliada pela sua densidade, concentrou-se na camada de 0-0,05 m de profundidade, porém houve redução de sua macroporosidade até a camada de 0,10-0,15 m, no sistema com a maior freqüência de pastejo (P14). A resistência mecânica do solo à penetração atingiu valores de 2,61 e 2,49 MPa nos tratamentos P14 e P28, respectivamente, nas profundidades de 0,05 e 0,08 m, enquanto as áreas que não foram pastejadas mantiveram valores inferiores a 1,66 MPa. A taxa de infiltração de água no solo foi alterada significativamente pelo pisoteio bovino e pela cultura de verão antecedente. Com a cultura de milho, o solo mostrou-se menos sensível ao pisoteio bovino, ao passo que com a cultura de soja na maior freqüência de pastejo (P14) a taxa de infiltração de água no solo foi reduzida. A cultura de soja proporcionou os maiores valores de macroporosidade nas camadas avaliadas e, quando conjugada à menor freqüência de pastejo (P28) ou à ausência de pastejo (SP), observaram-se as maiores taxas de infiltração de água no solo.

Contingut de matèria orgànica al sòl segons els usos forestals a les Gavarres (Girona)

El següent article és un estudi sobre el contingut de matèria orgànica als sòls del massís de les Gavarres tenint en compte dos aspectes, el primer segons sigui la litologia i segon el tipus d'ús del sòl. Per això s'ha dividit el massís entre els dos grans components litològics: granits i pissarres. A la vegada s'han estudiat els usos del sòl més representatius d'aquesta muntanya: la sureda estassada, la sureda abandonada, les plantacions de pins, les plantacions d'eucaliptus i un bosc mixt de pins i suros. Els resultats mostren que el contingut de matèria orgànica pel que fa a la litologia és molt més alt als sòls sobre pissarres. Quant als usos del sòl, el major contingut correspon a les suredes i el menor a les plantacions d'eucaliptus.

Propriedades físico-hídricas do solo e demanda energética de haste escarificadora em Argissolo compactado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da compactação nos atributos físico-hídricos do solo e na demanda energética da haste escarificadora, além de avaliar as propriedades físico-hídricas abaixo da profundidade de trabalho da haste. O trabalho foi conduzido em Argissolo Vermelho-Amarelo de textura francoarenosa, com os seguintes tratamentos: plantio direto por 13 anos; plantio direto por 13 anos em solo escarificado; plantio direto em solo com compactação adicional; e plantio direto em solo com compactação adicional escarificado. A compactação, ao longo da profundidade escarificada, foi verificada por meio dos dados de esforço de tração associados à haste escarificadora, obtidos com auxílio de um anel octogonal ligado a um módulo de aquisição de dados. Foram determinados densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, condutividade hidráulica saturada e resistência mecânica do solo à penetração. A compactação elevou a densidade e a resistência mecânica à penetração do solo, reduziu a porosidade total e a macroporosidade, porém sem causar efeitos significativos na microporosidade. A compactação aumentou a demanda energética da haste escarificadora em 21,64%, o que elevou os valores médios de esforço de tração de 5,33 para 6,35 kN. A escarificação não elevou o estado de compactação do solo abaixo da profundidade de trabalho da haste escarificadora, em solo francoarenoso.

Produtividade de soja e milho após coberturas de inverno e descompactação mecânica do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de coberturas de inverno e da descompactação mecânica do solo sobre o desempenho de soja e milho, em sistema de plantio direto. Foram conduzidos dois experimentos em Eldorado do Sul, RS, sobre Argissolo Vermelho compactado, nas safras 2005/2006 e 2006/2007. No primeiro, o delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas. Os tratamentos consistiram de duas profundidades teóricas de atuação da haste sulcadora da semeadora (0,06 e 0,12 m, subparcela) e de três tipos de coberturas do solo no inverno (parcela): pousio, aveia-preta (Avena strigosa) e aveia-preta+ervilhaca (Vicia Sativa). Em 2006, a cobertura aveia-preta+ervilhaca foi substituída por nabo-forrageiro (Raphanus sativus). No segundo experimento, realizado em blocos ao acaso, o solo foi escarificado e os tratamentos consistiram do uso de aveia-preta ou nabo-forrageiro como cobertura de inverno. Os cultivos de cobertura reduziram a compactação superficial do solo (0-0,06 m) em comparação ao pousio e, na safra 2006/2007, sob condições de baixa disponibilidade hídrica, proporcionaram maior produtividade de milho e soja. Isso não se repetiu em 2006/2007, quando a disponibilidade hídrica foi adequada. O aumento da profundidade de atuação das hastes sulcadoras não influenciou a produtividade da soja e do milho. A escarificação reduziu a produtividade da soja e do milho em relação ao SPD contínuo.