Pedotransfer functions to estimate proctor test parameters under different tillage systems

The Proctor test is time-consuming and requires sampling of several kilograms of soil. Proctor test parameters were predicted in Mollisols, Entisols and Vertisols of the Pampean region of Argentina under different management systems. They were estimated from a minimum number of readily available soil properties (soil texture, total organic C) and management (training data set; n = 73). The results were used to generate a soil compaction susceptibility model, which was subsequently validated using a second group of independent data (test data set; n = 24). Soil maximum bulk density was estimated as follows: Maximum bulk density (Mg m-3) = 1.4756 - 0.00599 total organic C (g kg-1) + 0.0000275 sand (g kg-1) + 0.0539 management. Management was equal to 0 for uncropped and untilled soils and 1 for conventionally tilled soils. The established models predicted the Proctor test parameters reasonably well, based on readily available soil properties. Tillage systems induced changes in the maximum bulk density regardless of total organic matter content or soil texture. The lower maximum apparent bulk density values under no-tillage require a revision of the relative compaction thresholds for different no-tillage crops.

Relationship between soil oxidizable carbon and physical, chemical and mineralogical properties of umbric ferralsols

The occurrence of Umbric Ferralsols with thick umbric epipedons (&gt; 100 cm thickness) in humid Tropical and Subtropical areas is a paradox since the processes of organic matter decomposition in these environments are very efficient. Nevertheless, this soil type has been reported in areas in the Southeast and South of Brazil, and at some places in the Northeast. Aspects of the genesis and paleoenvironmental significance of these Ferralsols still need a better understanding. The processes that made the umbric horizons so thick and dark and contributed to the preservation of organic carbon (OC) at considerable depths in these soils are of special interest. In this study, eight Ferralsols with a thick umbric horizon (UF) under different vegetation types were sampled (tropical rain forest, tropical seasonal forest and savanna woodland) and their macromorphological, physical, chemical and mineralogical properties studied to detect soil characteristics that could explain the preservation of high carbon amounts at considerable depths. The studied UF are clayey to very clayey, strongly acidic, dystrophic, and Al-saturated and charcoal fragments are often scattered in the soil matrix. Kaolinites are the main clay minerals in the A and B horizons, followed by abundant gibbsite and hydroxyl-interlayered vermiculite. The latter was only found in UFs derived from basalt rock in the South of the country. Total carbon (TC) ranged from 5 to 101 g kg-1 in the umbric epipedon. Dichromate-oxidizable organic carbon represented nearly 75 % of TC in the thick A horizons, while non-oxidizable C, which includes recalcitrant C (e.g., charcoal), contributed to the remaining 25 % of TC. Carbon contents were not related to most of the inorganic soil variables studied, except for oxalate-extractable Al, which individually explained 69 % (P < 0.001) of the variability of TC in the umbric epipedon. Clay content was not suited as predictor of TC or of the other studied C forms. Bulk density, exchangeable Al3+, Al saturation, ECEC and other parameters obtained by selective extraction were not suitable as predictors of TC and other C forms. Interactions between organic matter and poorly crystalline minerals, as indicated by oxalate-extractable Al, appear to be one of the possible organic matter protection mechanisms of these soils.

Decomposition and nutrient release of leguminous plants in coffee agroforestry systems

Leguminous plants used as green manure are an important nutrient source for coffee plantations, especially for soils with low nutrient levels. Field experiments were conducted in the Zona da Mata of Minas Gerais State, Brazil to evaluate the decomposition and nutrient release rates of four leguminous species used as green manures (Arachis pintoi, Calopogonium mucunoides, Stizolobium aterrimum and Stylosanthes guianensis) in a coffee agroforestry system under two different climate conditions. The initial N contents in plant residues varied from 25.7 to 37.0 g kg-1 and P from 2.4 to 3.0 g kg-1. The lignin/N, lignin/polyphenol and (lignin+polyphenol)/N ratios were low in all residues studied. Mass loss rates were highest in the first 15 days, when 25 % of the residues were decomposed. From 15 to 30 days, the decomposition rate decreased on both farms. On the farm in Pedra Dourada (PD), the decomposition constant k increased in the order C. mucunoides < S. aterrimum < S. guianensis < A. pintoi. On the farm in Araponga (ARA), there was no difference in the decomposition rate among leguminous plants. The N release rates varied from 0.0036 to 0.0096 d-1. Around 32 % of the total N content in the plant material was released in the first 15 days. In ARA, the N concentration in the S. aterrimum residues was always significantly higher than in the other residues. At the end of 360 days, the N released was 78 % in ARA and 89 % in PD of the initial content. Phosphorus was the most rapidly released nutrient (k values from 0.0165 to 0.0394 d-1). Residue decomposition and nutrient release did not correlate with initial residue chemistry and biochemistry, but differences in climatic conditions between the two study sites modified the decomposition rate constants.

Substrato e adubação fosfatada para a produção de mudas clonais de Cacau

Para avaliar o efeito de substratos e da adubação fosfatada sobre a produção de mudas de cacaueiro, bem como definir doses recomendáveis e nível crítico foliar de P, fez-se um experimento fatorial 5 x 5 + 1: cinco substratos (misturas de fibra de coco (FC) e Plantmax florestal estaca®), cinco doses de P no plantio (de 0 a 800 mg dm-3) e um tratamento adicional (P aplicado aos 30 dias). As parcelas iniciais e úteis continham, respectivamente, 27 estacas e 12 mudas (uma estaca/muda por tubete). A partir do 62º dia, aplicaram-se adubações semanais com N e K, e aos 120 dias, com P (20 mg dm-3), em todos os tratamentos. Aos 150 dias foram avaliados: diâmetro, altura, área foliar, massa de matéria seca da parte aérea e das raízes (finas e grossas), concentração e conteúdo de nutrientes na planta. A mortalidade das mudas não foi influenciada pelos tratamentos. A adubação com P em cobertura aumentou sua disponibilidade e sua absorção, mas não o crescimento das mudas. As variáveis biométricas e nutricionais responderam aos tratamentos, sendo os melhores resultados obtidos com 30 a 55 % de FC e doses de P entre 136 e 275 mg dm-3. O nível crítico foliar de P foi de 1,75 g kg-1.

Substâncias húmicas e suas interações com Fe e Al em Latossolo subtropical sob diferentes sistemas de manejo de pastagem

Sistemas de manejo de pastagem baseiam-se em geral na intensidade e pressão de pastejo, na roçada, no melhoramento da fertilidade do solo ou na queima da vegetação. Tendo em vista que o manejo do solo altera a dinâmica da matéria orgânica, este trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição do C, do N e das substâncias húmicas, bem como investigar as interações destas com os íons Fe e Al, em Latossolo Vermelho nos seguintes ambientes: pastagem nativa sem queima há 41 anos, pastagem nativa sem queima há oito anos, pastagem nativa com melhoramento da fertilidade do solo e mata nativa. Em amostras coletadas nas profundidades de 0-5, 0-20, 20-40 e 40-60 cm foi realizado o fracionamento químico da matéria orgânica do solo, caracterizadas as substâncias húmicas por espectroscopia de Espectrocospia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e quantificados os teores de Fe e Al coextraídos nas frações húmicas. O melhoramento da fertilidade do solo com calagem e adubação proporcionou, na camada superficial, aumento de 24 % do teor de C do solo em relação à pastagem nativa sem queima há oito anos e estimulou a formação de huminas. Nesta pastagem, as substâncias húmicas estavam presentes preferencialmente na forma de ácidos fúlvicos (9,4 g kg-1), enquanto na pastagem nativa sem queima há 41 anos os ácidos húmicos foram mais abundantes (11,2 g kg-1). Em todos os ambientes, o Fe associou-se preferencialmente aos ácidos húmicos, e o Al, aos ácidos fúlvicos. O melhoramento da fertilidade do solo representa alternativa sustentável em relação à prática da queima na condução de pastagens nativas.

Dinâmica da emissão de metano em solos sob cultivo de arroz irrigado no sul do Brasil

Solos de várzea sob cultivo de arroz irrigado contribuem com aproximadamente 18 % das emissões totais de metano (CH4) do Estado do Rio Grande do Sul. Entretanto, a liberação de CH4 depende do curso de redução de cada solo. O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica da emissão desse gás de efeito estufa (GEE) em seis solos: Gleissolo (2), Planossolo (2), Chernossolo e Neossolo, representativos do cultivo de arroz irrigado no Sul do Brasil, visando identificar também sua relação com propriedades do solo e as alterações eletroquímicas da solução após o alagamento. O experimento foi realizado em casa de vegetação, com três repetições, segundo delineamento de blocos casualizados. Os solos foram dispostos em vasos de PVC mantidos com uma lâmina de água de 10 cm de altura e cultivados com arroz. A avaliação das emissões de CH4 foi realizada semanalmente, do 3º ao 66º dia após o alagamento (DAA) do solo, com o auxílio de uma câmara de PVC acoplada ao topo dos vasos. As amostras de ar foram coletadas em quatro intervalos de 5 min, para estimativa das taxas de emissão de CH4. A solução do solo também foi coletada e caracterizada. O início da emissão de CH4 variou entre os solos e, normalmente, ocorreu após a quase total redução do Fe3+ (em torno de 90 % da maior liberação de Fe2+) e estabilização dos valores de pH e de Eh da solução. A emissão total de CH4 variou de 8,5 a 44,2 g m-2 e apresentou relação sigmoidal com os teores de C orgânico dos solos (r²=0,83, p < 0,05), sugerindo que a disponibilidade de C somente foi limitante para o processo de metanogênese em teores inferiores a 8 g kg-1 de C no solo. Os resultados mostram que a dinâmica e as quantidades totais de CH4 emitidas são influenciadas pelo tipo de solo e que esforços devem ser direcionados para determinação dos fatores de emissão de CH4 para os diferentes solos representativos da produção de arroz no Sul do Brasil, bem como na avaliação do efeito de práticas agrícolas na mitigação das emissões desse GEE nos diferentes solos.

Soil phosphorus dynamics and availability and irrigated coffee yield

Research data have demonstrated that the P demand of coffee (Coffea arabica L.) is similar to that of short-cycle crops. In this context, the objective of this study was to evaluate the influence of annual P fertilization on the soil P status by the quantification of labile, moderately labile, low-labile, and total P fractions, associating them to coffee yield. The experiment was installed in a typical dystrophic Red Latosol (Oxisol) cultivated with irrigated coffee annually fertilized with triple superphosphate at rates of 0, 50, 100, 200, and 400 kg ha-1 P2O5. Phosphorus fractions were determined in two soil layers: 0-10 and 10-20 cm. The P leaf contents and coffee yield in 2008 were also evaluated. The irrigated coffee responded to phosphate fertilization in the production phase with gains of up to 138 % in coffee yield by the application of 400 kg ha-1 P2O5. Coffee leaf P contents increased with P applications and stabilized around 1.98 g kg-1, at rates of 270 kg ha-1 P2O5 and higher. Soil P application caused, in general, an increase in bioavailable P fractions, which constitute the main soil P reservoir.

Atributos do solo e crescimento do milho decorrentes da adição de lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluentes da parboilização do arroz

O resíduo do processo de parboilização do arroz apresenta alta quantidade de elementos como N e P, dentre outros, que, uma vez incorporados ao solo, poderão servir como fonte de nutrientes. Nesse sentido, o presente trabalho avaliou alguns atributos de um Argissolo, a produção de massa seca e o estado nutricional do milho cultivado após a adição de lodo anaeróbio originado do processo de parboilização do arroz. O experimento foi instalado em vasos com capacidade para 4,0 kg de solo e com quatro repetições. Foram estudados os seguintes tratamentos: testemunha; adubação NPK; 2,15, 4,31, 8,62, 12,93, e 17,24 g kg-1 de lodo (base seca) no solo. A aplicação de lodo aumentou o rendimento de matéria seca do milho, assim como os valores de pH, condutividade elétrica e os teores de N, P, K e Na do solo. As doses de lodo aumentaram também os teores de N, P e K e diminuíram os de Ca e Mg, da parte aérea do milho.

Atributos microbianos do solo após a adição de lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluentes de parboilização do arroz

O cultivo do arroz é destaque na região Sul, com 60 % da produção total desse cereal no país. A parboilização do arroz é um tratamento hidrotérmico que cozinha parcialmente os grãos ainda em casca, melhorando seu valor nutricional. Desse processo resulta um efluente rico em matéria orgânica e nutrientes, que pode ser utilizado como adubo orgânico na agricultura. O presente trabalho objetivou avaliar a qualidade de um solo com base nas alterações de alguns atributos microbianos decorrentes do acréscimo de lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluentes de parboilização do arroz. Foram realizados dois experimentos, sendo o primeiro em casa de vegetação, por meio do cultivo de milho em um Argissolo acrescido de lodo (base seca) nas doses de 2,15; 4,31; 8,62; 12,93; e 17,24 g kg-1, em que foram analisados os teores de C orgânico total (COT) e N total (NT)do solo e da biomassa microbiana. O segundo foi desenvolvido em laboratório, utilizando-se vasos respirométricos, com o mesmo solo e tratamentos do experimento anterior, onde se analisou a atividade da microbiota do solo pela determinação da respiração basal. Como tratamentos controle foram utilizados: solo sem adubação e solo adubado com NPK. Os tratamentos foram dispostos em delineamento completamente casualizado com quatro repetições. A atividade microbiana do solo e o C (CM) e N (NM) da biomassa microbiana aumentaram com as doses de lodo e proporcionaram diminuição no quociente metabólico do solo. A aplicação do lodo não alterou as relações COT/NT, CM/NM, CM/COT e NM/NT, em comparação com o tratamento NPK. A aplicação do lodo ao solo aumentou os teores de COT e causou diminuição nos teores de N mineral (NH4+ e NO3-), quando comparados aos do tratamento NPK. O lodo originado da parboilização do arroz pode ser aplicado ao solo, em doses recomendadas, com benefícios à atividade e à biomassa microbiana.

NPK fertilization on initial growth of physic nut seedlings in Quartzarenic Neossol

Balanced fertilization is important for plant growth. There is little information on physic nut (Jatropha curcas L.) and tests with the fertilization of the species are very recent. This study evaluated the initial growth of physic nut seedlings in response to NPK rates to Quartzarenic Neossol in a greenhouse and estimated P and K critical soil levels and N, P and K in shoot dry matter after 120 days of evaluation. The treatments were arranged in a randomized, fractional factorial design (4 x 4 x 4)½, totalizing 32 treatments with three replicates, 96 experimental plots and N rates (0, 75, 150 and 300 mg dm-3) as urea; P rates (0, 45, 90 and 180 mg dm-3) as triple superphosphate and K rates (0, 50, 100 and 200 mg dm-3) as potassium chloride. After 120 days, the plants were harvested and some variables evaluated: plant height, stem diameter, shoot and root dry weight, macro and micronutrient levels in plant shoots, and soil chemical properties. The physic nut seedlings responded to NPK fertilizer in the initial growth phase; the response to N was negative. The recommended P and K rates were 25 and 67 mg dm-3, respectively. The critical levels, corresponding to the recommended P rate were 13 and 74 mg dm-3 for K in soil (Mehlich-1). The N, P and K levels in the shoot dry matter of physic nut were 37.4, 2.1 and 35.7 g kg-1, respectively.

Absorção de manganês em soja RR sob efeito do glifosate

Foi levantada a hipótese de que o glifosate aplicado à soja resistente ao herbicida poderia alterar a eficiência de absorção e translocação do nutriente na planta. Com o objetivo de estudar o acúmulo e distribuição do Mn, assim como a cinética de absorção de Mn pela soja geneticamente modificada sob efeito da aplicação de glifosate, foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, os tratamentos foram constituídos por duas cultivares de soja quase isogênicas cultivadas em solução nutritiva (Conquista e Valiosa RR com aplicação ou não do herbicida). As concentrações de Mn empregadas na solução nutritiva foram: 0; 0,085; 0,125; 0,250; e 0,500 mg L-1. Após 25 dias de cultivo, parte do total de plantas de soja transgênica foi pulverizada com o herbicida. No segundo experimento, para avaliação da cinética de absorção do Mn da cultivar Valiosa RR, as plantas foram pulverizadas com glifosate aos 26 dias de cultivo nas doses de 0, 15 e 960 g ha-1 e.a. Constatou-se que a transgenia para resistência ao herbicida não altera a nutrição mangânica na cultivar de soja Valiosa RR. Mesmo reduzindo a massa de matéria seca de raiz, o glifosate não interfere na absorção e no transporte de Mn na planta de soja transgênica. Quanto à absorção do Mn pela cultivar transgênica, os parâmetros cinéticos Km, Vmáx. e Cmín. não são alterados pelo herbicida aplicado via foliar.

Spatial patterns of preconsolidation pressure and soil moisture along transects in two directions under coffee

Information on the spatial structure of soil physical and structural properties is needed to evaluate the soil quality. The purpose of this study was to investigate the spatial behavior of preconsolidation pressure and soil moisture in six transects, three selected along and three across coffee rows, at three different sites under different tillage management systems. The study was carried out on a farm, in Patrocinio, state of Minas Gerais, in the Southeast of Brazil (18 º 59 ' 15 '' S; 46 º 56 ' 47 '' W; 934 m asl). The soil type is a typic dystrophic Red Latosol (Acrustox) and consists of 780 g kg-1 clay; 110 g kg-1 silt and 110 g kg-1 sand, with an average slope of 3 %. Undisturbed soil cores were sampled at a depth of 0.10-0.13 m, at three different points within the coffee plantation: (a) from under the wheel track, where equipment used in farm operations passes; (b) in - between tracks and (c) under the coffee canopy. Six linear transects were established in the experimental area: three transects along and three across the coffee rows. This way, 161 samples were collected in the transect across the coffee rows, from the three locations, while 117 samples were collected in the direction along the row. The shortest sampling distance in the transect across the row was 4 m, and 0.5 m for the transect along the row. No clear patterns of the preconsolidation pressure values were observed in the 200 m transect. The results of the semivariograms for both variables indicated a high nugget value and short range for the studied parameters of all transects. A cyclic pattern of the parameters was observed for the across-rows transect. An inverse relationship between preconsolidation pressure and soil moisture was clearly observed in the samples from under the track, in both directions.

Extração e exportação de nutrientes em cultivares de batata: II - micronutrientes

Cultivares de batata mais produtivas possivelmente exigem maior quantidade de micronutrientes, porém no Brasil há carência de informações sobre extração e exportação de micronutrientes pelas principais cultivares de batata utilizadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade de tubérculos, a extração e a exportação de micronutrientes nas cultivares de batata Ágata, Asterix, Atlantic, Markies e Mondial. O experimento foi conduzido durante a safra de inverno, em um Latossolo Vermelho, no município de Itaí (SP). As parcelas foram constituídas pelas cinco cultivares, e as subparcelas, por épocas de coletas, realizadas no momento do plantio e a cada sete dias após a emergência. As cultivares Mondial e Asterix, mais produtivas, apresentaram maior extração de micronutrientes, com quantidades médias por hectare de 71 g de B, 122 g de Cu, 2.228 g de Fe, 618 g de Mn e 405 g de Zn. As menores quantidades extraídas foram observadas na cultivar Atlantic, com valores de 50, 81, 1.960, 544 e 270 g ha-1 de B, Cu, Fe, Mn e Zn, respectivamente. A fase de maior demanda por B ocorre logo após o início da formação de tubérculos, aos 34 DAP, enquanto a maior demanda por Fe e Mn inicia-se a partir dos 42 DAP e vai até 63 DAP. O Cu e o Zn são absorvidos em maiores proporções a partir dos 64 DAP até o final do ciclo. A quantidade de B, Cu, Mn e Zn exportada foi dependente da cultivar, com valores por hectare variando de 48 a 22 g de B, 79 a 16 g de Cu, 65 a 37 g de Mn e 167 a 83 g de Zn. A quantidade de Fe exportada não variou entre as cultivares, sendo, em média, de 243 g ha-1. A quantidade de micronutrientes extraída e exportada pela batateira variou com as cultivares utilizadas, indicando necessidade de manejo diferencial da adubação.

Alterações nos atributos físicos de um latossolo vermelho sob plantio direto induzidas por diferentes tipos de escarificadores e o rendimento da soja

A compactação do solo, quando em níveis elevados, é um processo de difícil reversão sob sistema de plantio direto (SPD), especialmente em solos argilosos. Geralmente, a sua ocorrência em áreas comerciais de grãos é descontínua e restrita a áreas com histórico de pressões associadas ao trânsito intenso de máquinas agrícolas. O objetivo deste trabalho foi investigar as alterações nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa (450 g kg-1) promovidas por dois tipos de escarificações sítio-específico e uma convencional (aleatória), bem como seus efeitos sobre o rendimento da soja. Para isso, selecionou-se no município de Victor Graeff, na região do planalto do RS, uma lavoura de 50,6 ha manejada sob SPD por longo prazo e, recentemente, com agricultura de precisão. O clima local é subtropical Cfa, com precipitação pluvial anual oscilando entre 1.500 e 1.750 mm, temperatura média de 20 ºC e altitude de 490 m. Com base nos mapas de rendimento de três safras anteriores, a área foi subdividida em três zonas de potencial produtivo. Na zona de baixo rendimento (ZB) foram implantados os seguintes tratamentos: (a) escarificação convencional com profundidade fixa de 0,30 m (EC); (b) escarificação sítio-específico com equipamento Fox® com profundidade fixa de 0,30 m (ESEF); (c) escarificação sítio-específico com equipamento Fox® com profundidade de atuação variável (0,10 a 0,30 m), em função da resistência máxima do solo à penetração (ESEV); e (d) controle sem escarificação (SE). A zona de alto rendimento (ZA) foi usada como referência para avaliar o efeito dos tratamentos no rendimento de grãos. Os tratamentos foram implantados em faixas paralelas de 100 x 20 m, seguindo o delineamento de blocos casualizados. Avaliaram-se, em três épocas, a densidade do solo, macroporosidade, microporosidade e porosidade total nas profundidades de 0,0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m, bem como a infiltração de água no solo. Os resultados da caracterização inicial dos atributos do solo por zona de rendimento evidenciaram maior densidade do solo e menor porosidade total, na profundidade de 0,15-0,20 m, na ZB em relação à ZA. Em todos os tratamentos com escarificação mecânica, observou-se, logo após o preparo, incremento da infiltração de água em relação ao SE, que aumentou em torno de quatro vezes nos tratamentos EC e ESEV em comparação a esse controle. No entanto, o efeito da escarificação, independentemente do tipo de escarificador, foi efêmero; transcorridos sete meses, verificou-se decréscimo na infiltração de água no solo, que não diferiu do tratamento controle. Entre os escarificadores investigados, o ESEV destacou-se pela manutenção da cobertura do solo em relação ao EC e proporcionou maior rendimento de soja. Contudo, sob condições de elevada precipitação pluvial não foi observado incremento no rendimento da soja nos tratamentos com escarificação mecânica, em relação ao tratamento controle (SE).

Potential of grasses and rhizosphere bacteria for bioremediation of diesel-contaminated soils

The techniques available for the remediation of environmental accidents involving petroleum hydrocarbons are generally high-cost solutions. A cheaper, practical and ecologically relevant alternative is the association of plants with microorganisms that contribute to the degradation and removal of hydrocarbons from the soil. The growth of three tropical grass species (Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens and Paspalum notatum) and the survival of root-associated bacterial communities was evaluated at different diesel oil concentrations. Seeds of three grass species were germinated in greenhouse and at different doses of diesel (0, 2.5, 5 and 10 g kg-1 soil). Plants were grown for 10 weeks with periodic assessment of germination, growth (fresh and dry weight), height, and number of bacteria in the soil (pots with or without plants). Growth and biomass of B. decumbens and P. notatum declined significantly when planted in diesel-oil contaminated soils. The presence of diesel fuel did not affect the growth of B. brizantha, which was highly tolerant to this pollutant. Bacterial growth was significant (p < 0.05) and the increase was directly proportional to the diesel dose. Bacteria growth in diesel-contaminated soils was stimulated up to 5-fold by the presence of grasses, demonstrating the positive interactions between rhizosphere and hydrocarbon-degrading bacteria in the remediation of diesel-contaminated soils.