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.

Efeitos de ciclos de umedecimento e secagem na reorganização da estrutura microgranular de latossolos

Um experimento foi realizado em casa de vegetação com o objetivo de examinar as modificações provocadas por ciclos de umedecimento e secagem em amostras de Latossolos com diferentes mineralogias, em agregados integrais ou quando destruídos por moagem. Amostras de terra fina seca ao ar foram passadas em peneira de 1,0 mm e subdivididas em grupos: solo integral não moído e solo moído em almofariz e passado em peneira de 0,105 mm. O solo moído foi ainda subdividido em solo moído puro ou adicionado de ácido húmico purificado. Os materiais foram montados em cilindro de alumínio e submetidos a dez ciclos sucessivos de umedecimento e secagem, realizados por ascensão capilar, seguidos por secagem ao ar, com intervalo de sete dias entre cada ciclo. Após o término dos ciclos, os solos foram impregnados com resina de poliéster, montando-se seções finas para microscopia, as quais foram levadas para observação em microscópio ótico e fotografadas. As imagens obtidas foram digitalizadas, analisadas e quantificadas por meio do programa QUANTIPORO, desenvolvido no Departamento de Solos/Universidade Federal de Viçosa. Os resultados mostraram completa modificação na forma e no padrão da estrutura após a aplicação dos ciclos nos tratamentos que sofreram destruição de agregados por moagem. Essas mudanças foram atribuídas a uma reacomodação dos agregados fragmentados com a retração do plasma, que se seguiu ao processo de secagem. Todos os materiais estudados mostraram uma estrutura bem diferente da estrutura primária original destes solos. Não se observou qualquer tendência à reversão da estrutura após os dez ciclos, demonstrando que outros fatores, além dos físico-químicos e mineralógicos, devem ser invocados para explicar a gênese de microagregados em Latossolos.

Representação e propagação de incertezas em dados de solos: I - Atributos categóricos

Este trabalho teve por objetivos utilizar krigagem por indicação para espacializar propriedades de solos expressas por atributos categóricos, gerar uma representação acompanhada de medida espacial de incerteza e modelar a propagação de incerteza pela álgebra de mapas por meio de procedimentos booleanos. Foram estudados os atributos: teores de potássio (K) e de alumínio trocáveis, saturação por bases (V), soma de bases (S), capacidade de troca catiônica (CTC), textura (Tx) e classes de relevo (CR), de profundidade efetiva do solo, de drenagem interna e de pedregosidade e, ou, rochosidade, extraídos de 222 perfis pedológicos e de 219 amostras extras, referentes a solos do estado de Santa Catarina. A espacialização das incertezas evidenciou a variabilidade espacial dos dados a qual foi relacionada com a origem das amostras e com o comportamento do atributo. Os atributos S, V, K e CR apresentaram grau de incerteza maior do que o de Tx e CTC e houve aumento da incerteza quando representações categóricas foram integradas.

Representação e propagação de incertezas em dados de solo: II - Atributos numéricos

Este trabalho teve por objetivos utilizar krigagem por indicação para espacializar propriedades de solos expressas por atributos numéricos, gerar uma representação acompanhada de medida espacial de incerteza e modelar a propagação de incerteza por procedimentos fuzzy de álgebra de mapas. Foram estudados os atributos: teores de potássio (K) e de alumínio (Al) trocáveis, saturação por bases (V), soma de bases (S), capacidade de troca catiônica (CTC) e teor de areia total (AT), extraídos de 222 perfis pedológicos e de 219 amostras extras, localizados no estado de Santa Catarina. Quando os atributos foram expressos em classes de fertilidade, a incerteza de Al, S e V aumentou e a de K e CTC diminuiu, considerando intervalos de confiança de 95 % de probabilidade. Constatou-se que um maior número de dados numéricos de K, S e V levou a uma maior incerteza na inferência espacial, enquanto o maior número de dados numéricos de AT e CTC diminuiu o grau de incerteza. A incerteza diminuiu quando diferentes representações numéricas foram integradas.

State-space approach to evaluate the relation between soil physical and chemical properties

The state-space approach is used to evaluate the relation between soil physical and chemical properties in an area cultivated with sugarcane. The experiment was carried out on a Rhodic Kandiudalf in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil. Sugarcane was planted on an area of 0.21 ha i.e., in 15 rows 100 m long, spaced 1.4 m. Soil water content, soil organic matter, clay content and aggregate stability were sampled along a transect of 84 points, meter by meter. The state-space approach is used to evaluate how the soil water content is affected by itself and by soil organic matter, clay content, and aggregate stability of neighboring locations, in different combinations, aiming to contribute to a better understanding of the relation among these variables in the soil. Results show that soil water contents were successfully estimated by this approach. Best performances were found when the estimate of soil water content at locations i was related to soil water content, clay content and aggregate stability at locations i-1. Results also indicate that this state-space model using all series describes the soil water content better than any equivalent multiple regression equation.

Soil water storage in an upland forest after selective logging in Central Amazonia

Soil water storage of Central Amazonian soil profiles in upland forest plots subjected to selective logging (in average, 8 trees or 34, 3 m³ of timber per hectare were removed) was measured in four layers, down to a depth of 70 cm. The study lasted 27-months and was divided in two phases: measurements were carried out nearly every week during the first 15 months; in the following year, five intensive periods of measurements were performed. Five damage levels were compared: (a) control (undisturbed forest plot); (b) centre of the clearing/gap; (c) edge of the gap; (d) edge of the remaining forest; and (e) remaining forest. The lowest values for water storage were found in the control (296 ± 19.1 mm), while the highest were observed (333 ± 25.8 mm) in the centre of the gap, during the dry period. In the older gaps (7.5-8.5 year old), soil water storage was similar to the remaining and the control forest, indicating a recovery of hydric soil properties to nearly the levels prior to selective logging.

Ação de minhocas Eisenia foetida sobre a dissipação dos herbicidas simazina e paraquat aplicados no solo

Geralmente, os herbicidas são aplicados diretamente no solo, razão pela qual entram em contato direto com organismos deste ambiente, dentre eles as minhocas, as quais pelo metabolismo podem agir sobre resíduos desses compostos. Tomando minhocas da espécie Eisenia foetida como exemplo, determinaram-se a dissipação dos 14C-herbicidas (simazina e paraquat) e a bioacumulação destes compostos em seus tecidos, a partir de solo tratado com as concentrações recomendadas e, no caso do paraquat, também com concentrações superiores. Solo e minhocas foram analisados por extração com solventes e técnicas radiométricas, após 30 ou 90 dias de contato. As minhocas alteraram a dissipação do simazina, visto que houve 100 % de recuperação do radiocarbono na ausência de minhocas e 90 % na presença dos animais. Além disso, elas acumularam resíduos e, ou, metabólitos de simazina em seus tecidos, tendo-se detectado Fator de Bioacumulação (FB) de 1,45 e 1,17 após exposição ao solo tratado durante 30 e 90 dias, respectivamente. Por outro lado, a presença de minhocas não alterou o comportamento do herbicida paraquat aplicado ao solo, mas houve bioacumulação crescente de seus resíduos e, ou, metabólitos com o aumento da dose de tratamento (FB de 0,5; 3,2 e 5,5, respectivamente, nas concentrações recomendadas, 10 e 100 vezes superior).

Atuação de Acidithiobacillus na solubilização de fosfato natural em solo de tabuleiro cultivado com jacatupé (Pachyrhizus erosus)

Realizou-se um experimento em casa de vegetação para avaliar a atuação do enxofre (S) inoculado com Acidithiobacillus na disponibilidade de fósforo (P) de fosfato natural (FN), em diferentes modos de aplicação do fertilizante, em um Espodossolo Ferrocárbico Órtico, do tabuleiro costeiro da Zona da Mata de Pernambuco, cultivado com jacatupé (Pachyrhizus erosus). As plantas foram inoculadas com rizóbio (NFB 747 e NFB 748) e adicionado tratamento-controle sem inoculação com rizóbio. Os tratamentos com P foram: (1) FN revestindo o enxofre inoculado com Acidithiobacillus (FN S*), (2) FN revestido com S e com Acidithiobacillus (S* FN), (3) mistura FN com S e com Acidithiobacillus (FN + S*), (4) mistura FN com S e sem Acidithiobacillus (FN + S), (5) superfosfato triplo (ST) e (6) sem aplicação de fósforo (P0). Os tratamentos foram aplicados: (a) na superfície, (b) em sulco 10 cm abaixo da semente, e (c) em sulco 10 cm abaixo e ao lado da semente. A biomassa nodular foi maior no tratamento (FN + S*) com melhor efeito quando aplicado ao lado e abaixo das sementes. O (FN + S*) também aumentou a altura das plantas, a biomassa da parte aérea e das túberas e o N total da parte aérea, especialmente quando aplicado 10 cm abaixo das sementes. O P total da parte aérea foi mais elevado com (S* FN) aplicado 10 cm abaixo das sementes. Os melhores teores de P no solo foram obtidos com (FN + S*) e (S* FN), com efeito mais evidente quando aplicados 10 cm abaixo das sementes.

Densidade e diversidade fenotípica de bactérias diazotróficas endofíticas em solos de mineração de bauxita, em reabilitação

Bactérias diazotróficas endofíticas contribuem para o desenvolvimento das plantas por meio da fixação biológica do nitrogênio, produção e liberação de substâncias reguladoras do crescimento vegetal, podendo, assim, facilitar a revegetação de solos degradados por atividades antrópicas. No entanto, pouco se conhece sobre as populações destas bactérias em solos ou plantas de áreas de mineração. Objetivando avaliar o efeito de diferentes tipos de vegetação e tempo de reabilitação de áreas degradadas por mineração de bauxita na densidade e diversidade de algumas espécies de bactérias diazotróficas endofíticas, realizaram-se, em duas épocas, amostragens de solo, de dois ambientes distintos, submetidos a diferentes processos de reabilitação. A densidade, avaliada pelo número mais provável, utilizando os meios de cultura: NFb, JNFb e Fam, para Azospirillum brasilense e A. lipoferum, Herbaspirillum spp. e A. amazonense, respectivamente, variou de 0 a 2,0 x 10(4) bactérias por grama de solo e mostrou que o tipo de vegetação influiu nas populações destas bactérias. Foram encontradas densidades maiores em solos revegetados com gramíneas: braquiária (Brachiaria decumbens), capim-azevém (Lolium multiflorum) e capim-gordura (Melinis minutiflora). Contudo, estas densidades podem ser consideradas baixas, se comparadas às de solos agrícolas, e não apresentaram relação com o tempo de reabilitação da área. Foram encontrados 36 fenótipos culturais em meio batata, entre os 72 isolados obtidos dos três meios de cultura utilizados. A partir destes, foram formados sete grandes grupos com similaridade superior ou igual a 63 %, dos quais cinco, representando 62,5 % do total de isolados obtidos, continham as estirpes-tipo de Burkholderia brasilensis, Herbaspirillum seropedicae e Azospirillum spp. (A. brasilense, A. amazonense, A. lipoferum, A. irakense). Apesar da baixa densidade, este grupo de bactérias apresentou alta diversidade fenotípica no ambiente estudado.

Nodulação e micorrização em Anadenanthera peregrina var. falcata em solo de cerrado autoclavado e não autoclavado

Anadenanthera peregrina var. falcata (angico-do-cerrado), uma leguminosa arbórea, forma associações simbióticas com bactérias fixadoras de nitrogênio (rizóbios) e com fungos micorrízicos arbusculares. Com o objetivo de avaliar a eficiência da inoculação de fungos micorrízicos e rizóbios no crescimento inicial de plantas de angico-do-cerrado, crescidas em solo autoclavado e em solo não autoclavado com e sem inoculação, foi desenvolvido um experimento em casa de vegetação, utilizando raízes micorrizadas de milho e uma mistura de isolados de rizóbios como inoculantes. O crescimento das plantas foi influenciado positivamente pela concomitante inoculação do fungo micorrízico e do rizóbio, tendo as plantas desse tratamento apresentado biomassa cerca de 60 % maior do que o controle no décimo mês. A inoculação de apenas um dos microssimbiontes, entretanto, não provocou diferença na produção de biomassa das plantas. A percentagem de colonização micorrízica foi significativamente mais alta e o número de nódulos maior nas raízes das plantas crescidas no solo não autoclavado, ocasionados pela população de fungos e rizóbios nativos. Nesse tratamento, houve pequeno acúmulo de matéria no xilopódio, provavelmente em virtude do dreno fotossintético por parte dos microssimbiontes, e a concentração de P na parte aérea e xilopódio dessas plantas foi cerca de 1,2 e 8 vezes maior, respectivamente, por causa da colonização micorrízica.

Identificação de isolados de Azospirillum amazonense associados a Brachiaria spp., em diferentes épocas e condições de cultivo e produção de fitormônio pela bactéria

Existem evidências de que pastagens formadas por algumas espécies do gênero Brachiaria poderiam beneficiar-se com o processo de fixação biológica do nitrogênio atmosférico (FBN), garantindo a estas pastagens maior longevidade. Dentre as bactérias diazotróficas encontradas em associação com estas gramíneas forrageiras, destaca-se a espécie Azospirillum amazonense. Neste trabalho, objetivou-se verificar a influência da espécie de Brachiaria, manejo da pastagem e sazonalidade sobre as populações de A. amazonense associadas às raízes destas plantas. Diferentes pastagens (B. humidicola, B. decumbens e B. brizantha) foram introduzidas em regiões do ecossistema Cerrado e de Mata Atlântica. Foram avaliados dois sistemas de manejo com diferentes taxas de lotação, e as coletas foram realizadas em diferentes épocas do ano. As populações de A. amazonense foram quantificadas e a identidade dos isolados confirmada, assim como sua capacidade de produção de fitormônios tipo AIA (ácido 3-indol acético) em meio de cultivo. Isolados de A. amazonense foram obtidos a partir de amostras de raízes das três espécies de Brachiaria avaliadas. Estimativas das populações desta bactéria variaram de 10³-10(7) células g-1 de raízes. Em amostras do ecossistema Cerrado, a época de coleta apresentou efeito significativo sobre a população destas bactérias. Os dados da região de Mata Atlântica mostraram que plantas de Brachiaria de diferentes espécies e pastagens sob diferentes taxas de lotação podem apresentar números populacionais distintos associados às suas raízes. A técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA) confirmou a identidade de todos os isolados avaliados. Estes isolados foram capazes de produzir fitormônios tipo AIA.

Resíduos de plantas de cobertura e mobilidade dos produtos da dissolução do calcário aplicado na superfície do solo

As plantas de cobertura têm recebido atenção adicional em função da liberação de ácidos orgânicos de baixo peso molecular capazes de formar complexos orgânicos com alumínio, cálcio e magnésio. Dessa forma, além de neutralizarem o alumínio tóxico, esses ácidos podem aumentar a mobilidade, no perfil do solo, dos produtos originados da dissolução do calcário aplicado na superfície. Os objetivos deste trabalho foram (a) identificar os ácidos orgânicos de baixo peso molecular presentes nos resíduos de plantas de cobertura e na solução do solo; (b) avaliar o efeito desses resíduos, juntamente com a aplicação superficial de calcário, na correção da acidez das camadas subsuperficiais do solo no sistema plantio direto, e (c) verificar a relação dos ácidos orgânicos de baixo peso molecular, liberados na decomposição de resíduos vegetais, com os efeitos, na profundidade do solo, da aplicação superficial de calcário. O experimento foi realizado em casa de vegetação em colunas de PVC com amostras indeformadas de um Cambissolo Húmico Alumínico Léptico argiloso há cinco anos no sistema plantio direto. Os tratamentos constaram da aplicação de resíduos (10 Mg ha-1) de aveia preta (1), ervilhaca (2) e nabo forrageiro (3), calcário (13 Mg ha-1) (4), calcário mais resíduo de aveia preta (5), de ervilhaca (6) e de nabo forrageiro (7) calcário mais ácido cítrico (0,91 Mg ha-1) (8) e uma testemunha (9), dispostos em blocos ao acaso. O uso da cromatografia líquida permitiu identificar os ácidos orgânicos de baixo peso molecular nos resíduos vegetais utilizados. Na aveia preta, houve predomínio do ácido transaconítico, na ervilhaca predominou o ácido málico e no nabo forrageiro os ácidos cítrico e málico. Não foi possível detectar nenhum tipo de ácido orgânico de baixo peso molecular tanto na solução percolada como na solução do solo. Os resíduos vegetais não tiveram efeito na correção da acidez do solo em profundidade. Seus efeitos restringiram-se na camada de 0-2,5 cm, tanto isoladamente como junto com o calcário.

Alterações químicas do solo e resposta do milho à calagem e aplicação de gesso

A calagem e a aplicação de gesso levam a modificações químicas no solo que podem influenciar o crescimento radicular e a produção de culturas anuais. Com o objetivo de avaliar as alterações químicas do solo e a resposta do milho ao calcário e gesso aplicados no sistema plantio direto, foi realizado um experimento em um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, em Ponta Grossa (PR). Os tratamentos, dispostos em blocos completos ao acaso em parcelas subdivididas com três repetições, constaram da aplicação de calcário dolomítico (sem calcário e 4,5 t ha-1 de calcário na superfície, em dose total e 1/3 da dose por ano, durante três anos, e incorporado), nas parcelas, e doses de gesso (0, 3, 6 e 9 t ha-1), nas subparcelas. Os tratamentos com calcário foram aplicados em julho e as doses de gesso em outubro de 1998. A cultura do milho foi avaliada no ano agrícola de 2001/02. A correção da acidez pela calagem na superfície, com ou sem parcelamento, foi mais acentuada na camada superficial do solo (0-0,05 m) e houve maior reação nas profundidades de 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, quando o calcário foi incorporado. O gesso melhorou o subsolo, aumentando os teores de Ca e S-SO4(2-), aumentou a concentração de N, K e Ca no tecido foliar do milho e causou redução do Mg no solo e nas folhas. O crescimento radicular do milho não foi influenciado pelos tratamentos de calcário e gesso. A calagem na superfície, com ou sem parcelamento, ou com incorporação e a aplicação de gesso aumentaram a produção de milho, em decorrência do aumento da saturação por Ca nas camadas superficiais do solo. A aplicação de gesso agrícola, associada à calagem, foi uma estratégia eficiente para maximizar a produção de milho.

Análise de componentes principais de atributos físicos, químicos e mineralógicos de solos do bioma cerrado

Com o intuito de avaliar diferenças de comportamento entre solos das superfícies geomórficas Sul-Americana e Velhas da região dos Cerrados, todos sob uso atual de cobertura vegetal nativa, foram realizadas caracterizações físicas, químicas e mineralógicas, bem como feitas análises de componentes principais desses atributos. Com os solos referenciados por sub-região e pela superfície geomórfica que representam, três agrupamentos foram constituídos: Grupo 1: solos de textura argilosa a muito argilosa e hipo a mesoférricos; Grupo 2: solos de textura média a arenosa e hipoférricos; e Grupo 3: solos de textura argilosa a muito argilosa e férricos. A retenção de água dos horizontes superficiais dos solos estudados foi positivamente correlacionada com os teores de argila e carbono orgânico. Os solos do Grupo 3 apresentaram a maior oferta de bases trocáveis dos horizontes superficiais, o que foi relacionado, em grande parte, com a maior reciclagem imposta pela formação florestal local, quando comparada à da formação de cerrado, presente em 31 dos 33 perfis de solos dos Grupos 1 e 2. O Grupo 3, diferenciado pelos elevados teores de Fe herdados do material de origem, é o grupo mais homogêneo em termos mineralógicos, com todos os perfis hematíticos. Os Grupos 1 e 2 apresentam sobreposição de composição mineralógica, sendo o Grupo 1, em termos médios, mais gibbsítico do que o Grupo 2. A maior eficácia do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, relativamente ao Soil Taxonomy, em discriminar os solos estudados é resultante do uso do caráter férrico concomitantemente a outros atributos comuns aos dois sistemas. A análise de componentes principais auxiliou no entendimento das diferenças e similaridades dos ambientes pedológicos separados no campo.

Propriedades físicas do solo sob preparo convencional e semeadura direta em rotação e sucessão de culturas, comparadas às do campo nativo

Em solos que apresentam características naturais favoráveis ao cultivo, o preparo convencional degrada as propriedades físicas, pois o revolvimento rompe os agregados, compacta o solo abaixo da camada preparada e o deixa descoberto. A semeadura direta, em virtude da pequena mobilização do solo, preserva os agregados e a cobertura do solo, porém consolida a camada superficial. Este trabalho foi desenvolvido em um Cambissolo Húmico alumínico léptico, de maio de 1995 a abril de 2001. Os tratamentos de manejo do solo foram: preparo convencional com uma aração+duas gradagens em rotação de culturas (PCR) e em sucessão (PCS), semeadura direta em rotação de culturas (SDR) e em sucessão (SDS) e campo nativo (CN). A seqüência de cultivo nos tratamentos foi: PCR - feijão/pousio/milho/pousio/soja/pousio; PCS - milho/pousio/milho/pousio/milho/pousio; SDR - feijão/aveia/milho/nabo/soja/ervilhaca e, na SDS, milho/ervilhaca/milho/ervilhaca/milho/ervilhaca. No CN, a área foi pastejada até o momento da instalação do experimento, permanecendo em pousio com roçadas periódicas depois disso. Em abril de 2001, foram avaliados a densidade do solo, o volume de macroporos, microporos e total de poros, o teor de carbono orgânico e a estabilidade de agregados em água, nas profundidades de 0-2,5; 2,5-5; 5-10; 10-15; 15-20 e 20-30 cm. Na camada de 0-10 cm, a densidade do solo foi maior na SDS e SDR e igual no PCS e PCR, enquanto o volume total de poros e de macroporos foi igual na SDS e SDR, em relação ao CN. Nessa camada, a relação volume de macroporos/total de poros foi maior no PCS e PCR do que na SDS, SDR e CN. Na média das camadas estudadas, o teor de carbono orgânico e a estabilidade dos agregados foram maiores na SDS, SDR e CN do que no PCS e PCR. No PCS e PCR, o índice de sensibilidade para estabilidade de agregados foi expressivamente menor do que a unidade, enquanto, na SDS e SDR, os valores foram próximos à unidade, indicando a sustentabilidade da semeadura direta no que se refere à estabilidade dos agregados em água. Os sistemas de cultivo não influenciaram as propriedades físicas do solo.