Potassium availability in a hapludalf soil under long term fertilization

In a system in which fertilization is recommended, diagnosis of soil K availability and the establishment of critical levels are made difficult by the possibility of a contribution of non-exchangeable forms of K for plant nutrition. Due to its magnitude, this contribution is well diagnosed in long term experiments and in those which compare fertilization systems with positive and negative balances in terms of replacement of the K extracted by plants. The objective of this study was to evaluate K availability in a Hapludalf under fertilization for sixteen years with the addition of K doses. The study was undertaken in an experiment set up in 1991 and carried out until 2007 in the experimental area of the Soil Department of the Federal University of Santa Maria (Universidade Federal de Santa Maria - UFSM), in Santa Maria (RS), Brazil. The soil was a Typic Hapludalf submitted to four doses of K (0, 60, 120 and 180 kg ha-1 K2O) and subdivided in the second year, when 60 kg ha-1 of K2O were reapplied in the subplots in 0, 1, 2 and 3 times. As of the fifth year, the procedure was repeated. Grain yield above ground dry matter and total K content contained in the plant tissue were evaluated. Soil samples were collected, oven dried, ground, passed through a sieve and submitted to exchangeable K analysis by the Mehlich-1 extractor; non-exchangeable K by boiling HNO3 1 mol L-1 and total K by HF digestion. Potassium fertilization guidelines should foresee the establishment of a critical level as of which the recommended dose should accompany crop needs, which coincides with the quantity exported by the grain, without there being the need for the creation of broad ranges of K availability to predict K fertilization. In adopting the K fertilization recommendations proposed in this manner, there will not be K translocation in the soil profile.

Acúmulo e formas de cobre e zinco no solo após aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos

As aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos no solo podem aumentar os teores e alterar as formas de Cu e Zn no solo. O presente trabalho teve como objetivo estimar o acúmulo de Cu e Zn e suas formas em solo submetido a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos, em sistema plantio direto com rotação de culturas. O trabalho foi desenvolvido em um Argissolo Vermelho distrófico arênico na área experimental do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Santa Maria (RS). Os tratamentos consistiram na aplicação de 0, 20, 40 e 80 m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos. Foram realizadas 17 aplicações de dejetos de maio de 2000 até o momento da coleta do solo, em outubro de 2006. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-10, 10-12, 12-14, 14-16, 16-18, 18-20, 20-25, 25-30, 30-35, 35-40, 40-50 e 50-60 cm, secas ao ar, passadas em peneiras de 2 mm e moídas em grau de ágata. Em seguida, foram preparadas e analisados os teores pseudototais após extração pelo método 3050B da EPA, disponíveis por meio da extração com HCl 0,1 mol L-1, além do fracionamento químico do Cu e do Zn. Nos dejetos de suínos foram determinados os teores pseudototais de Cu e Zn. As aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos no solo aumentaram os teores de Cu e Zn das camadas superficiais, com migração até 12 e 10 cm de profundidade, respectivamente. O Cu e Zn adicionados são acumulados no solo em formas biodisponíveis, sendo preferencialmente ligados às frações orgânica e mineral, respectivamente.

Atributos físicos de um argissolo em sistemas de culturas de longa duração sob semeadura direta

O sistema de semeadura direta, associado à utilização de plantas de cobertura, pode manter a qualidade do solo, melhorando e, ou, preservando seus atributos físicos em condições favoráveis ao desenvolvimento vegetal. O presente trabalho avaliou a densidade, porosidade, resistência à penetração e taxa de infiltração de água em um Argissolo Vermelho distrófico arênico, na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, em Santa Maria, RS, após 16 anos de aplicação de sete sistemas de culturas: (1) milho (Zea mays L.) + feijão-de-porco (Canavalia ensiformis DC)/soja (Glycine max (L.) Merr.)- MFP; (2) solo descoberto - SDES; (3) milho/pousio/soja - POU; (4) milho/azevém (Lolium multiflorum Lam.) + ervilhaca-comum (Vicia sativa)/soja - AZEV; (5) milho + mucuna-cinza (Stizolobium cinereum)/soja - MUC; (6) milho/nabo forrageiro (Raphanus sativus L. var. oleiferus Metzg.)/soja - NFO; e (7) campo nativo - CNA. A densidade do solo apresentou diferenças entre os tratamentos até a profundidade de 0,10 m, com o SDES evidenciando maiores valores. A porosidade total e a macroporosidade do solo apresentaram estreita relação entre si até 0,10 m de profundidade. O tratamento SDES apresentou maior resistência à penetração na camada superficial (até 0,03 m), e o NFO, nas profundidades de 0,16 e 0,18 m. Menores taxas de infiltração de água no solo foram verificadas nos tratamentos SDES e CNA, enquanto os demais se mantiveram constantemente acima destes e semelhantes entre si. O sistema de semeadura direta com uso de plantas de cobertura do solo mostrou-se eficiente em manter atributos físicos em condições favoráveis ao desenvolvimento vegetal, após longo período de utilização, ao mesmo tempo em que melhorou atributos como a taxa de infiltração de água.

Valores de referência de qualidade para metais pesados em solos no Estado do Espírito Santo

Valores de referência de qualidade (VRQ) para metais pesados em solos, em âmbito mundial, são bastante heterogêneos. No Brasil, poucos estudos para estabelecer esses valores foram concluídos. Na ausência de VRQ para metais pesados em solos, estabelecidos para as condições do Estado do Espírito Santo, utilizam-se valores genéricos internacionais ou desenvolvidos para outros Estados. Entretanto, deve-se ressaltar que o uso desses valores pode levar a avaliações inadequadas, já que existem diferenças nas condições técnicas e variáveis ambientais de cada região, em especial das condições geológicas, hídricas e pedológicas. Essas diferenças justificam o desenvolvimento de uma tabela própria com VRQ para metais pesados em solos, adequada às condições do Estado do Espírito Santo. Nesse sentido, o presente estudo buscou obter os teores naturais de 10 metais pesados e verificar a distribuição desses elementos nos solos das bacias hidrográficas Riacho, Reis Magos e Santa Maria da Vitória, no Estado do Espírito Santo, tendo em vista o estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade (VRQ). Para isso, foram determinados os teores totais por ataque ácido, com digestão em forno micro-ondas, conforme o método SW-846 3052 da Environmental Protection Agency (USEPA) e dosagem por espectrofotometria de emissão óptica com plasma induzido (ICP- OES). Os teores totais extraídos nos solos dessas bacias hidrográficas são relativamente baixos e inferiores aos reportados para solos de regiões brasileiras e de outros países. Os teores de cádmio ficaram abaixo do limite de detecção (LD) do método para todas as amostras. Em consequência, os VRQ obtidos para 12 metais pesados no Estado do Espírito Santo foram semelhantes ou inferiores aos obtidos para outras regiões do Brasil e do mundo. Os VRQ obtidos a partir do percentil 75 (quartil superior) para As (< 12,83), Cd (< 0,13), Co (10,21), Cr (54,13), Cu (5,91), Mn (137,80), Mo (1,74), Ni (9,17), Pb (< 4,54), V (109,96) e Zn (29,87), em mg kg-1; encontram-se próximos ou abaixo daqueles obtidos para o Estado de São Paulo e para solos brasileiros, de modo geral.

Soil chemical properties related to acidity under successive pig slurry application

Pig slurry application as soil manure can alter the chemical properties of the soil and affect its acidity, modifying the environment for crop growth and development. The objective of this study was to evaluate the chemical properties related to soil acidity subjected to successive applications of pig slurry. The experiment was conducted in May 2000, in an experimental area of the Federal University of Santa Maria (UFSM) under no-tillage and lasted until January 2008. Nineteen surface applications of 0, 20, 40, and 80 m³ ha-1 of pig slurry were performed, during a period of 100 months and the soil sampled in the end (layers 0-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-10, 10-12, 12-14, 14-16, 16-18, 18-20, 20-25, 25-30, 30-35, 35-40, 40-50 and 50-60 cm). The application of pig slurry increased soil pH values, an effect that could reach the depth of 8 cm without affecting the potential acidity values. The applications also resulted in accumulation of Ca and Mg exchangeable levels in the surface layers, increasing base saturation and reducing Al saturation. Long-term applications induced an increase in organic matter in the deeper layers. However, the effect of this residue on the potential CEC was less significant and restricted to the surface layers.

Variação das características pedológicas e classificação taxonômica de argissolos derivados de rochas sedimentares

Trabalhos têm apontado demandas em relação ao conhecimento da variação pedológica de Argissolos. Essa variação pode ser analisada pela estatística multivariada - também responsável pela classificação numérica dos dados. A comparação entre a classificação numérica e a classificação hierárquica pode contribuir para a evolução do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Os objetivos deste trabalho foram analisar a variação pedológica de Argissolos derivados de materiais sedimentares na Depressão Central do Rio Grande do Sul e validar a estrutura da ordem dos Argissolos do SiBCS por meio da interpretação da classificação numérica. Foram considerados 42 perfis de Argissolos derivados da Formação Santa Maria e da Formação Caturrita, na região central do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado por meio da análise das componentes principais e da análise de agrupamento. Foram determinadas cinco componentes principais, com poder de explicação de 84,3 % da variância dos dados, representadas de um a cinco pelas variáveis: teor de areia, matiz (cor), saturação por bases, atividade da argila e teor de C orgânico total. A análise de agrupamento separou os perfis de Argissolos em três grupos principais. O grupo A apresentou perfis com drenagem deficiente, derivados das três rochas consideradas neste trabalho. O grupo B, derivado exclusivamente dos arenitos das Formações Santa Maria e Caturrita, mostrou perfis bem drenados, porém com menor teor de argila, maior gradiente textural e menor capacidade de troca de cátions potencial em relação ao grupo C. Este grupo apresentou perfis bem drenados, alíticos e com teores de argila superiores em relação aos demais grupos, derivados, predominantemente, do lamito da Formação Santa Maria. A classificação numérica validou a estrutura do SiBCS para a ordem dos Argissolos. Contudo, a análise de agrupamento evidenciou aspectos morfológicos importantes e ainda não considerados pelo SiBCS em nível categórico elevado (grande grupo), como a variação na espessura e textura do horizonte A ou A + E, o teor de argila no horizonte B e o gradiente textural nos perfis de Argissolos.

Transpiração e crescimento foliar de clones de batata em resposta à fração de água transpirável no solo

A água é vital para as plantas. Uma redução na disponibilidade de água pode afetar a transpiração e o crescimento foliar das culturas. O objetivo deste trabalho foi determinar a resposta da transpiração e do crescimento foliar ao conteúdo de água disponível no solo, representado pela fração de água transpirável no solo (FATS), em dois clones de batata (um antigo e um recente) adaptados ao Sul do Brasil. Foram realizados três experimentos em ambiente protegido por abrigo telado em Santa Maria, RS, dois deles na primavera (cultivo de safra), com plantios em 20/08/2008 (E1) e 20/10/2008 (E2), e um experimento no outono (cultivo de safrinha), com plantio em 25/03/2009 (E3), usando-se dois clones de batata: um antigo ('Macaca') e um recente ('SMINIA793101-3'). A água disponível, representada pela FATS, a transpiração e o crescimento foliar foram medidos diariamente durante o período de imposição da deficiência hídrica. A FATS crítica que começa a alterar a transpiração, indicativo do início do fechamento estomático, foi de 0,39, 0,47 e 0,28 no clone 'Macaca' e de 0,47, 0,49 e 0,33 no clone 'SMINIA793101-3', para os experimentos E1, E2 e E3, respectivamente, enquanto o crescimento foliar começou a ser reduzido, com valor de FATS crítica maior para o clone 'Macaca', indicando que o clone 'SMINIA793101-3' é mais tolerante ao déficit hídrico no solo que o clone 'Macaca'.

Nutrients in soil layers under no-tillage after successive pig slurry applications

Successive applications of pig slurry to soils under no-tillage can increase the nutrient levels in the uppermost soil layers and part of the nutrients may be transferred to deeper layers. The objective was to evaluate the distribution of nutrients in the profile of a soil after 19 pig slurry applications under no-tillage for 93 months. The experiment was conducted from May 2000 to January 2008 in an experimental area of the Federal University of Santa Maria, southern Brazil, on a Typic Hapludalf. The treatments consisted of pig slurry applications (0, 20, 40 and 80 m³ ha-1) and at the end of the experiment, soil samples were collected (layers 0-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-10, 10-12, 12-14, 14-16, 16-18, 18-20, 20-25, 25-30, 30-35, 35-40, 40-50 and 50-60 cm). The levels of mineral N, available P and K and total N, P and K were evaluated. The 19 pig slurry applications in 93 months promoted migration of total N and P down to 30 cm and available P and K to the deepest layer analyzed. At the end of the experiment, no increase was observed in mineral N content in the deeper layers, but increased levels of available P and K, showing a transfer of N, P and K to layers below the sampled. This evidences undesirable environmental and economic consequences of the use of pig slurry and reinforces the need for a more rational use, i.e., applications of lower manure doses, combined with mineral fertilizers.

Methane efflux in rice paddy field under different irrigation managements

Paddy rice fields may contribute to methane (CH4) emission from soil due to anaerobic conditions after flooding. Alternatives to continuous flooding irrigation in rice have been developed to mitigate CH4 efflux into the atmosphere. This study aims to investigate the effects of irrigation managements in the CH4 efflux during the rice growing season. An experiment was carried out at in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during 2007/08 and 2009/10 growing seasons. The treatments were continuous flooding and intermittent irrigation in 2007/08 and continuous flooding, intermittent irrigation and flush irrigation in 2009/10. Intermittent irrigation is effective in mitigating CH4 efflux from rice fields when climatic conditions enable water absence during cultivation, but its efficiency depends on the electrochemical soil conditions during the flooding cycles.

Fertilization with filter cake and micronutrients in plant cane

The response of sugarcane to application of micronutrients is still not very well known. In view of the need for this information, the aim of this study was to evaluate the application of the micronutrients Zn, Cu, Mn, Fe, B, and Mo to plant cane in three soils, with and without application of filter cake. This study consisted of three experiments performed in the State of São Paulo, Brazil, (in Igaraçu do Tiete, on an Oxisol; in Santa Maria da Serra, on an Entisol, both in the 2008/2009 growing season; and in Mirassol, on an Ultisol, in the 2009/2010 growing season) in a randomized block design with four replications with a 8 x 2 factorial combination of micronutrients (1 - no application/control, 2 - addition of Zn, 3 - addition of Cu, 4 - addition of Mn 5 - addition of Fe, 6 - addition of B, 7 - addition of Mo, 8 - Addition of Zn, Cu, Mn, Fe, B, and Mo) and filter cake (0 and 30 t ha-1 of filter cake) in the furrow at planting. The application of filter cake was more efficient than of Borax in raising leaf B concentration to sufficiency levels for sugarcane in the Entisol, and it increased mean stalk yield in the Oxisol. In areas without filter cake application, leaf concentrations were not affected by the application of Zn, Cu, Mn, Fe, B, and Mo in the furrow at planting; however, Zn and B induced an increase in stalk and sugar yield in micronutrient-poor sandy soil.

Propriedades físicas do solo em área sob milho em monocultivo ou consorciado com leguminosas de verão

O uso de plantas de cobertura é uma prática que pode prover melhorias na qualidade física dos solos. Objetivou-se com este trabalho avaliar o potencial de consórcios entre leguminosas de verão e milho, na melhoria de propriedades físicas do solo. O estudo foi conduzido em campo no período entre setembro de 2008 e setembro de 2009, em um Argissolo no município de Santa Maria, RS. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com cinco tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos consistiram nos seguintes cultivos: milho + feijão-caupi, milho + guandu anão, milho + mucuna-preta, milho em monocultivo, além de uma área em pousio como testemunha. Em cada parcela, foram coletadas amostras indeformadas do solo nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm em três épocas: na instalação do experimento, aos 30 dias após a deposição da palhada de cada cultivo sobre o solo e um ano após a instalação do experimento. Foram mensurados os seguintes atributos: densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade e estabilidade dos agregados. Todos os cultivos estudados diminuíram a densidade do solo e aumentaram a macroporosidade e a porosidade total na profundidade de 0-5 cm do solo, em comparação à área em pousio. O consórcio de milho e guandu anão aumentou o diâmetro médio ponderado de agregados na profundidade de 0-5 cm do solo, em relação ao tratamento em pousio, mas esse efeito foi temporário, pois não persistiu até a coleta final. O consórcio entre milho e guandu anão foi o mais promissor em promover melhorias na estrutura do solo.

Available content, surface runoff and leaching of phosphorus forms in a typic hapludalf treated with organic and mineral nutrient sources

The application of animal manure to soil can increase phosphorus availability to plants and enhance transfer of the nutrient solution drained from the soil surface or leached into the soil profile. The aim of this study was to evaluate the effect of successive applications of organic and mineral nutrient sources on the available content, surface runoff and leaching of P forms in a Typic Hapludalf in no-tillage systems. Experiment 1 was set up in 2004 in the experimental area of UFSM, in Santa Maria (RS, Brazil). The treatments consisted of: control (without nutrient application) and application of pig slurry (PS), pig deep-litter (PL), cattle slurry (CS), and mineral fertilizers (NPK). The rates were determined to meet the N crop requirements of no-tillage black oat and maize, grown in the 2010/2011 growing season. The soil solution was collected after each event (rain + runoff or leaching) and the soluble, particulate and total P contents were measured. In November 2008, soil was collected in 2 cm intervals to a depth of 20 cm, in 5 cm intervals to a depth of 40 cm, and in 10 cm intervals to a depth of 70 cm. The soil was dried and ground, and P determined after extraction by anion exchange resin (AER). In experiment 2, samples collected from the Typic Hapludalf near experiment 1 were incubated for 20, 35, 58, 73 and 123 days after applying the following treatments: soil, soil + PS, soil + PL, soil + CS and soil + NPK. Thereafter, the soil was sampled and P was analyzed by AER. The applications of nutrient sources over the years led to an increase in available P and its migration in the soil profile. This led to P transfer via surface runoff and leaching, with the largest transfer being observed in PS and PL treatments, in which most P was applied. The soil available P and P transfer via surface runoff were correlated with the amounts applied, regardless of the P source. However, P transfer by leaching was not correlated with the applied nutrient amount, but rather with the solution amount leached in the soil profile.

Formas de fósforo no solo sob pastagens naturais submetidas à adição de fosfatos

A maioria das pastagens naturais no bioma Campos no sul do Brasil cresce em solos com baixa disponibilidade de fósforo (P), mas com altos teores de P total e de P orgânico. Este trabalho objetivou avaliar as alterações nas formas de P no solo, ao longo de um ciclo de crescimento de pastagens naturais, decorrentes da aplicação de fontes de fosfato. Em três experimentos instalados em áreas de pastagem natural, foi aplicado P nas formas de hiperfosfato de Gafsa, superfosfato triplo e testemunha, arranjados em blocos casualizados com três repetições. Nos experimentos instalados no município de Candiota, RS, em pastagens naturais sob Luvissolo Úmbrico e Neossolo Litólico, foram aplicados 100 kg ha-1 de P2O5 em setembro de 2010. Na pastagem sob Argissolo Vermelho no município de Santa Maria, RS, foram aplicados 180, 90, 100 e 100 kg ha-1 de P2O5 nos anos de 1997, 1998, 2002 e 2010, respectivamente. Amostras de solo foram coletadas (0-10 cm) ao longo da estação de crescimento da pastagem (0, 55, 116, 171 e 232 dias, após aplicação do fosfato em Candiota; e 0, 50, 83, 129, 159 e 186 dias, após aplicação do fosfato em Santa Maria). Foram analisados os teores de P disponível por resina de troca aniônica, o P imobilizado na biomassa microbiana do solo, o P extraído por NaOH 0,1 mol L-1, o P orgânico total e o P total. Os teores de P disponível aumentaram rapidamente com a aplicação de fosfato solúvel, mas no final do período de avaliação esses se equivaleram ao do fosfato natural, que foi semelhante à testemunha. A aplicação de fertilizantes fosfatados sob pastagens naturais com baixa disponibilidade de P aumentou a importância das frações inorgânicas lábeis às plantas, tornando-as menos dependentes da mineralização das frações orgânicas. As frações orgânicas, inclusive o P microbiano, não são bons indicadores da biodisponibilidade de P em pastagens naturais sob Argissolos, Neossolos e Luvissolos do sul do Brasil fertilizadas com fosfatos.

Pig slurry and nutrient accumulation and dry matter and grain yield in various crops

Pig slurry (PS) represents an important nutrient source for plants and using it as fertilizer makes greater nutrient cycling in the environment possible. The aim of this study was to assess how PS application over a period of years can affect grain yield, dry matter production and nutrient accumulation in commercial grain and cover crops. The experiment was carried out in an experimental area of the Universidade Federal de Santa Maria, in Santa Maria, RS, Brazil, from May 2000 to January 2008. In this period, 19 grain and cover crops were grown with PS application before sowing, at rates of 0, 20, 40 and 80 m³ ha-1. The highest PS rate led to an increase in nutrient availability over the years, notably of P, but also of nutrients that are potentially toxic to plants, especially Cu and Zn. The apparent recovery of nutrients by commercial grain and cover crops decreased with the increasing number of PS applications to the soil. Accumulated dry matter production of the crops and maize grain yield were highest at an annual application rate of 80 m³ ha-1 PS. However, common bean yield increased up to 20 m³ ha-1 PS, showing that the crop to be grown should be considered to define the application rate.

Effects of Pig Slurry Application and Crops on Phosphorus Content in Soil and the Chemical Species in Solution

The application of pig slurry rates and plant cultivation can modify the soil phosphorus (P) content and distribution of chemical species in solution. The purpose of this study was to evaluate the total P, available P and P in solution, and the distribution of chemical P species in solution, in a soil under longstanding pig slurry applications and crop cultivation. The study was carried out in soil columns with undisturbed structure, collected in an experiment conducted for eight years in the experimental unit of the Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria (RS). The soil was an Argissolo Vermelho distrófico arênico (Typic Hapludalf), subjected to applications of 0, 20, 40, and 80 m3 ha-1 pig slurry. Soil samples were collected from the layers 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, and 40-60 cm, before and after black oat and maize grown in a greenhouse, for the determination of available P, total P and P in the soil solution. In the solution, the concentration of the major cations, anions, dissolved organic carbon (DOC), and pH were determined. The distribution of chemical P species was determined by software Visual Minteq. The 21 pig slurry applications increased the total P content in the soil to a depth of 40 cm, and the P extracted by Mehlich-1 and from the solution to a depth of 30 cm. Successive applications of pig slurry changed the balance between the solid and liquid phases in the surface soil layers, increasing the proportion of the total amount of P present in the soil solution, aside from changing the chemical species in the solution, reducing the percentage complexed with Al and increasing the one complexed with Ca and Mg in the layers 0-5 and 5-10 cm. Black oat and maize cultivation increased pH in the solution, thereby increasing the proportion of HPO42- and reducing H2PO4- species.