Contribuição dos constituintes da fração argila de solos subtropicais à área superficial específica e à capacidade de troca catiônica

A área superficial específica (ASE) está relacionada com diversas propriedades que definem o comportamento físico-químico dos solos. Neste trabalho, foi estudada a fração argila de 23 amostras de solos desenvolvidos a partir de diferentes materiais de origem, encontrados na região Sul do Brasil, a fim de estabelecer a contribuição dos principais constituintes para a ASE e a capacidade de troca de cátions efetiva (CTCe). Foram identificados os minerais por difratometria de raios X (DRX); quantificados por análise termogravimétrica (ATG); determinados os valores de CTCe e de ASEt (total), pelo método do etilenoglicol mono-etil éter (EGME); de ASEe (externa), pelo método BET-N2; e de ASEi, pela diferença dos valores obtidos entre os dois métodos. Essas determinações foram feitas antes e após os procedimentos seqüenciais de dissolução seletiva, que visavam remover: a matéria orgânica (argila-NaOCl); a matéria orgânica e os óxidos de Fe livres (argila NaOCl + DCB); e a matéria orgânica, os óxidos de Fe livres, a caulinita, a gibbsita e os minerais aluminossilicatados de baixa cristalinidade (argila-NaOCl+DCB+NaOH 5 mol L-1). Os solos estudados apresentaram grande variação na mineralogia da fração argila; para a maioria deles, a caulinita foi o mineral predominante, seguido dos argilominerais do tipo 2:1 expansíveis ou dos óxidos e hidróxidos de Fe e Al. Entre a ASEe e a CTCe da fração argila-natural não se constatou relação de dependência, devido ao recobrimento da superfície da amostra pela matéria orgânica. O efeito agregante dos óxidos de Fe promoveu diminuição de 21 % da ASEe. Os argilominerais do tipo 2:1 encontram-se em concentrações variando de 3 a 65 % da fração silicatada, contribuindo com valores médios de 1.054 mmol c kg-1 e de 202 m² g-1 para CTCe e ASEt, respectivamente. A ASEi contribui com 58 % da ASEt na fração argila com remanescentes de argilominerais do tipo 2:1.

Cristallochemical characterization of synthetic Zn-substituted maghemites (g-Fe2-xZn xO3)

Maghemite (g-Fe2O3) is the most usually found ferrimagnetic oxide in red basalt-derived soils. The variable degrees of ionic substitution of Fe3+ for different metals (e.g. Ti4+, Al3+, Mg2+, Zn2+, and Mn2+) and non-metals in the maghemite structure influence some cristallochemical features of this iron oxide. In this study, synthetic Zn-substituted maghemites were prepared by co-precipitation in alkaline aqueous media of FeSO4.7H2O with increasing amounts of ZnSO4.7H2O to obtain the following sequence of Fe3+ for Zn2+ substitutions: 0.0, 0.025, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, and 0.30 mol mol-1. The objective of this work was to evaluate the cristallochemical alterations of synthetic Zn-substituted maghemites. The dark black synthetic precipitated material was heated to 250 °C during 4 h forming a brownish maghemite that was characterized by chemical analysis as well as X ray diffraction (XRD), specific surface area and mass-specific magnetic susceptibility. The isomorphic substitution levels observed were of 0.0013, 0.0297, 0.0590, 0.1145, 0.1764, 0.2292 and 0.3404 mol mol-1, with the formation of a series of maghemites from Fe2Zn0O3 to Fe(1.49)Zn(0.770)O3 . The increase in Fe3+ for Zn2+ substitution, [Zn mol mol-1] increased the dimension a0 of the cubic unit cells of the studied maghemites according to the regression equation: a0 = 0.8343 + 0.02591Zn (R² = 0.98). On the other hand, the mean crystallite dimension and mass-specific magnetic susceptibility of the studied maghemites decreased with increasing isomorphic substitution.

Crescimento de milheto e guandu, desempenho de plantas cítricas e propriedades físicas do solo escarificado em um pomar

Escarificação do solo e plantas de cobertura em pomares podem ser utilizados para melhorar as condições físicas do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da escarificação no crescimento de adubos verdes, no desempenho das árvores e em propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distroférrico, num pomar cítrico com histórico de compactação. Foi realizada uma escarificação à profundidade de 0,30 m, seguida por três tipos de plantas de cobertura: vegetação espontânea, guandu (Cajanus cajan) e milheto (Pennisetum americanum). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente aleatorizado, num fatorial 2 x 3 (escarificado e não-escarificado e três plantas de cobertura do solo). Para as coberturas do solo, foi avaliada a fitomassa da parte aérea e abertas trincheiras para avaliação do crescimento das raízes. As plantas cítricas foram avaliadas com relação a seu crescimento e produção. Os atributos físicos do solo foram determinados em três locais (copa, rodado e entrelinha) e quatro profundidades (0-0,1; 0,1-0,2; 0,2-0,3; e 0,3-0,4 m). A fitomassa da parte aérea do guandu e a do milheto aumentaram com a escarificação do solo. O crescimento do sistema radicular do milheto foi maior do que o do guandu no manejo escarificado e igual ao deste no manejo não-escarificado. O crescimento e a produção das plantas cítricas não foram influenciados pelos tratamentos. Houve aumento da macroporosidade do solo e redução da densidade e da resistência do solo à penetração com a escarificação do solo.

Applicability of a distributed watershed pollution model in a data-poor environment in Santa Catarina State, Brazil

Intensification of agricultural production without a sound management and regulations can lead to severe environmental problems, as in Western Santa Catarina State, Brazil, where intensive swine production has caused large accumulations of manure and consequently water pollution. Natural resource scientists are asked by decision-makers for advice on management and regulatory decisions. Distributed environmental models are useful tools, since they can be used to explore consequences of various management practices. However, in many areas of the world, quantitative data for model calibration and validation are lacking. The data-intensive distributed environmental model AgNPS was applied in a data-poor environment, the upper catchment (2,520 ha) of the Ariranhazinho River, near the city of Seara, in Santa Catarina State. Steps included data preparation, cell size selection, sensitivity analysis, model calibration and application to different management scenarios. The model was calibrated based on a best guess for model parameters and on a pragmatic sensitivity analysis. The parameters were adjusted to match model outputs (runoff volume, peak runoff rate and sediment concentration) closely with the sparse observed data. A modelling grid cell resolution of 150 m adduced appropriate and computer-fit results. The rainfall runoff response of the AgNPS model was calibrated using three separate rainfall ranges (< 25, 25-60, > 60 mm). Predicted sediment concentrations were consistently six to ten times higher than observed, probably due to sediment trapping along vegetated channel banks. Predicted N and P concentrations in stream water ranged from just below to well above regulatory norms. Expert knowledge of the area, in addition to experience reported in the literature, was able to compensate in part for limited calibration data. Several scenarios (actual, recommended and excessive manure applications, and point source pollution from swine operations) could be compared by the model, using a relative ranking rather than quantitative predictions.

Cobalt and molybdenum concentrated suspension for soybean seed treatment

The concentrated suspension (CS), the basis of Mo trioxide, allows high Mo concentrations and is therefore a technical advance for seed treatment, since it allows the recommendation of the Mo at lower dosage than with the liquid solution formulations (LS). The purpose of this research was to evaluate the efficiency and doses of fertilizer with Mo and Co in concentrated suspension in comparison with liquid solution as well as fertilizers associated with phytohormones, applied in seed treatments, and their effect on soybean yield. Two experiments were carried out in the growing seasons of 2004/2005 and 2005/2006 at the Universidade Federal de Uberlandia (UFU).The first was conducted in an experimental area on the Fazenda Capim Branco, with six treatments and four replications: (1) Mo and Co (CS) - 22 g ha-1 + 1.08 g ha-1; (2) Mo and Co (CS) - 22 g ha-1 + + 1.08 g ha-1 + phytohormone -200 mL ha-1; 3) Mo and Co (LS), 20.7 g ha-1 + 4.13 g ha-1; 4) Mo and Co (LS), 20.7 g ha-1 + 4.13 g ha-1 + phytohormone -200 mL ha-1; (5) + control phytohormone-200 mL ha-1; and (6) control (free of Mo and Co in the seed treatment). The phytohormone consisted of: auxin (11 mg L-1) and cytokynin (0.031 mg L-1). The soybean cultivar Monsoy 8004 was used and a fertilization of 400 kg ha-1 of 02-20-20 NPK fertilizer was applied at sowing. Based on the results of the first experiment, the second was conducted on the Fazenda Floresta do Lobo, in Uberlândia, MG, evaluated in a randomized block design with nine treatments and four replications. The treatments consisted of Mo and Co (g ha-1) doses applied to soybean seeds, as CS formulation (15, 25, 35, 45, 60 and 0.74; 1.23; 1.72; 2.21; 2.95) and LS- (15; 20; 25 and 3.18; 4.25; 5.31), respectively, and the control (free of Mo and Co in the seed treatment). The variety Monarch was used, fertilized with 300 kg ha-1 of NPK fertilizer (03-32-06) at sowing; and 78 kg ha-1 (K2O) in topdressing 30 days after soybean emergence. The Mo and Co doses in the seed treatment with LS and CS resulted in higher soybean yields than in the control, from 20 g ha-1 Mo and 4.25 g ha-1 Co in liquid solution and 35 g ha-1Mo and 1.72 g ha-1 Co in the concentrated suspension.

Nutrient supply by mass flow and diffusion to maize plants in response to soil aggregate size and water potential

Nutrients are basically transported to the roots by mass flow and diffusion. The aim of this study was to quantify the contribution of these two mechanisms to the acquisition of macronutrients (N, P, K, Ca, Mg, and S) and cationic micronutrients (Fe, Mn, Zn, and Cu) by maize plants as well as xylem exudate volume and composition in response to soil aggregate size and water availability. The experiment was conducted in a greenhouse with samples of an Oxisol, from under two management systems: a region of natural savanna-like vegetation (Cerradão, CER) and continuous maize under conventional management for over 30 years (CCM). The treatments were arranged in a factorial [2 x (1 + 2) x 2] design, with two management systems (CER and CCM), (1 + 2) soil sifted through a 4 mm sieve and two aggregate classes (< 0.5 mm and 0.5 - 4.0 mm) and two soil matric potentials (-40 and -10 kPa). These were evaluated in a randomized block design with four replications. The experiment was conducted for 70 days after sowing. The influence of soil aggregate size and water potential on the nutrient transport mechanisms was highest in soil samples with higher nutrient concentrations in solution, in the CER system; diffusion became more relevant when water availability was higher and in aggregates < 0.5 mm. The volume of xylem exudate collected from maize plants increased with the decrease in aggregate size and the increased availability of soil water in the CER system. The highest Ca and Mg concentrations in the xylem exudate of plants grown on samples from the CER system were related to the high concentrations of these nutrients in the soil solution of this management system.

Suscetibilidade magnética do horizonte B de solos do Estado do Paraná

Os minerais ferrimagnéticos maghemita (γFe2O3) e magnetita (Fe3O4) possuem alta relação com a disponibilidade de cátions metálicos e com a capacidade do solo em adsorver ânions como o fosfato. Uma percentagem expressiva dos solos brasileiros apresenta magnetização espontânea. No Estado do Paraná essa área corresponde a aproximadamente 50 %. A determinação da suscetibilidade magnética por unidade de massa (ΧBF) é o método mais simples de identificar a presença e quantificar esses minerais nos solos. A BF é uma técnica rápida, barata, não destrutiva e de boa reprodutibilidade, que pode ser utilizada como critério nos estudos pedogenéticos em que os minerais ferrimagnéticos estão presentes. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência do material de origem nos valores de ΧBF da terra fina seca ao ar (TFSA) de amostras do horizonte B de solos do Paraná. As amostras foram coletadas em todo o Estado, num total de 45 pontos. Na TFSA foram determinados os valores de BF e da porcentagem da frequência dependente da suscetibilidade magnética (ΧFD). Os valores de suscetibilidade magnética dos solos formados sobre rochas eruptivas básicas foram significativamente maiores (1.000 a 7.800 x 10-8 m³ kg-1) que os encontrados em solos formados sobre rochas metamórficas e sedimentares (menores do que 500 x 10-8 m³ kg-1), demonstrando a influência do material de origem na presença de minerais ferrimagnéticos. Os valores de ΧFD indicaram a presenca de partículas superparamagnéticas (maghemita) na maioria dos solos paranaenses.

Capacidade máxima de adsorção de fósforo relacionada a formas de ferro e alumínio em solos subtropicais

O P é um dos macronutrientes primários essenciais para a produção vegetal. Apesar de ser o menos absorvido pelas plantas, é o mais utilizado nas adubações nos solos das regiões tropicais e subtropicais úmidas. Isso ocorre porque o P tem grande interação com os óxidos de Fe e Al, abundantes nessas condições. O estudo dessas interações é importante para se conhecer melhor a relação entre os constituintes do solo e a adsorção de P. O objetivo deste trabalho foi avaliar como os componentes da fração argila antes e após a dissolução seletiva dos óxidos de Fe dos solos e alguns de seus atributos mineralógicos influenciam na capacidade máxima de adsorção de P (CMAP). Para isso, foram utilizadas 20 amostras da fração argila isolada do horizonte B de solos do Estado do Paraná, as quais foram caracterizadas em seus atributos químicos e mineralógicos. Nesses solos, a CMAP e a área superficial específica externa (ASE) foram determinadas na fração argila natural (CMAP, ASE) e desferrificada (CMAPd, ASEd). Os valores de CMAP não apresentaram tendência definida com a dissolução seletiva dos óxidos de Fe. Em 13 amostras, a CMAPd foi maior do que a CMAP. Na fração argila natural, os teores de Fe d variaram entre 25,89 e 108,79, e os de Al d, entre 6,69 e 30,09 g kg-1. As formas de Al livre (Al d) e de baixo grau de cristalinidade (Al o) apresentaram maiores coeficientes de correlação com a CMAP e com a CMAPd (r = 0,66 e 0,70, respectivamente). Entre os atributos químicos analisados, o P remanescente (Prem) pode ser utilizado na estimativa da CMAP.

Métodos de obtenção da capacidade de suporte de carga de um argissolo cultivado

O controle da capacidade de suporte à carga do solo pode minimizar os efeitos danosos da compactação. O objetivo deste estudo foi avaliar o uso de métodos de determinação da tensão de pré-consolidação num Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado e submetido a diferentes condições. Os tratamentos empregados foram: semeadura direta (testemunha), semeadura direta com intensidade de tráfego de 24,79 Mg km ha-1 e 49,59 Mg km ha-1, cultivo mínimo há cinco meses e cultivo mínimo em solo compactado pelo tráfego de uma pá-carregadora (260 kPa de pressão ao solo e 24,67 Mg km ha-1). Os métodos usados para estimação da capacidade de suporte foram: (1) interseção da reta de compressão virgem (RCV) com o eixo x na deformação zero; (2) intercepto da RCV pela regressão com os primeiros dois pontos da curva; (3) intercepto da RCV pela regressão com os três pontos da curva; (4) resistência do solo a 2,5 % da deformação; (5) Casagrande, por meio do ajuste sigmoidal da equação de van Genuchten (1980); e (6) Pacheco & Silva (ABNT, 1990), também por esse meio. Os métodos de 2,5 % da deformação e a interseção da RCV com eixo x estimaram, no geral, valores abaixo da referência ao longo de todas as camadas analisadas. Já o método de regressão teve comportamento dependente da inclinação da RCV; em inclinações elevadas houve superestimação; e em inclinações baixas, ocorreu o contrário.

Diversidade e capacidade simbiótica de rizóbios isolados de nódulos de Mucuna-Cinza e Mucuna-Anã

As espécies de mucuna são muito utilizadas como adubos verdes, e poucas informações estão disponíveis a respeito dos rizóbios nativos capazes de nodulá-las. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e a capacidade simbiótica de isolados bacterianos de nódulos de mucuna-cinza (Mucuna pruriens (L.) DC.) e mucuna-anã (Mucuna deeringiana (Bort.) Merr.). As bactérias foram isoladas de nódulos de mucunas cinza e anã cultivadas em vasos com solos de um sistema de produção agroecológica. Foram isoladas 160 bactérias, sendo 80 de mucuna-anã e 80 de mucuna-cinza, que foram autenticadas e selecionadas para avaliação da capacidade simbiótica. A diversidade dos isolados foi avaliada por meio das características culturais em meio de cultura YMA e da técnica de análise de restrição do produto de PCR do gene 16S rDNA. A inoculação de cinco isolados em mucuna-cinza e dois em mucuna-anã apresentou elevada biomassa da parte aérea. A maioria dos isolados apresentou crescimento rápido e acidificou o meio de cultura. A análise de restrição demonstrou que as bactérias isoladas apresentam baixa similaridade com estirpes de referência, sugerindo a existência de isolados pertencentes a novos grupos, capazes de nodular as mucunas anã e cinza.