Permeabilidade ao ar em Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo

A permeabilidade ao ar pode ser utilizada para avaliar alterações que ocorrem na estrutura do solo em virtude da adoção de diferentes sistemas de manejo. Este estudo testou a hipótese de que o menor revolvimento do solo sob sistema plantio direto resulta na formação de poros mais contínuos e melhor condição de aeração no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da permeabilidade ao ar (Ka), da porosidade de aeração (εa) e dos índices de continuidade de poros (K1 e N), a aeração em um Latossolo Vermelho distrófico sob preparo convencional (PC) e sistema plantio direto (SPD). Oitenta amostras de solo (2 tratamentos x 2 profundidades x 20 repetições) com estrutura indeformada foram coletadas de cada sistema de manejo do solo nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m em área experimental do Instituto Agronômico do Paraná, no município de Ponta Grossa, Paraná. Depois de saturadas e equilibradas em seis potenciais mátricos (-2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa), determinou-se a permeabilidade ao ar e a porosidade de aeração em cada potencial. Também foram determinados a densidade do solo, a densidade de partícula, o carbono orgânico e a porosidade. A densidade do solo não consistiu em fator limitante, ficando abaixo do limite crítico para solos argilosos nos dois sistemas. No SPD, o maior volume de microporos resultou em maior retenção de água no intervalo de umidade avaliado (-2 a -100 kPa) e em maior volume de poros bloqueados para o fluxo de ar (εb), ou seja, redução de Ka. Na profundidade avaliada (00,20 m), os índices de continuidade de poros (K1 e N) revelaram que o PC apresentou poros mais contínuos do que o SPD, contradizendo a hipótese testada.

Capacidade de suporte de carga e umidade crítica de um Latossolo induzida por diferentes manejos

Os diferentes manejos de plantas invasoras em lavouras cafeeiras têm promovido alterações estruturais aos solos, comprometendo a sua qualidade física. Assim, o conhecimento da capacidade de suporte de carga do solo sob diferentes sistemas de manejo de plantas invasoras é essencial para o manejo sustentável do solo de lavouras cafeeiras. Os objetivos deste estudo foram: (a) avaliar a influência da adoção, durante 30 anos, de diferentes sistemas de manejo de plantas invasoras na capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf) cultivado com cafeeiros e localizado na Fazenda da Epamig em São Sebastião do Paraíso, MG (Latitude de 20 º 55 ' 00 " S e Longitude 47 º 07 ' 10 " W ); b) determinar a tensão máxima (σmax) aplicada ao solo por um trator; e c) estabelecer as umidades volumétricas críticas (θcrítica) para o tráfego de um trator. Os manejos de plantas invasoras avaliados foram: sem capina (SCAP); capina manual (CAPM); herbicida de pós-emergência (HPOS); roçadora (ROÇA); enxada rotativa (ENRT); grade (GRAD); e herbicida de pré-emergência (HPRE). Em cada sistema de manejo, 15 amostras indeformadas de solo foram coletadas aleatoriamente no centro das entrelinhas dos cafeeiros, nas profundidades de 0-3, 10-13 e 25-28 cm, totalizando 315 amostras. Em uma mata nativa (MATA) sob LVdf, adjacente à área de estudo, foram coletadas 15 amostras adicionais por profundidade, as quais serviram de referência dos atributos avaliados. Os equipamentos utilizados no manejo da lavoura cafeeira foram tracionados por um trator cafeeiro Valmet® modelo 68. Para determinar a θcrítica para o tráfego do trator, foram consideradas apenas aquelas tensões que não excedem a resistência interna do solo expressa pela pressão de preconsolidação. As amostras indeformadas foram utilizadas para determinar a pressão de preconsolidação (σp) em diferentes umidades volumétricas (θ) e obtenção da densidade do solo (Ds). A partir do excedente das amostras indeformadas, foram determinados distribuição granulométrica de partículas, C orgânico do solo (COS) e teor de óxidos. Modelos de capacidade de suporte de carga (CSC) do tipo σp = 10(a+bq) entre pressão de preconsolidação e umidade volumétrica foram obtidos para verificar os possíveis efeitos dos diferentes sistemas de manejo de plantas invasoras na estrutura do solo. A tensão máxima aplicada pelo trator cafeeiro foi de 220 kPa para o pneu dianteiro 6-16 na pressão de inflação de 172 kPa. O menor valor de umidade crítica foi de 0,27 cm³ cm-3 para o LVdf sob o manejo SCAP na profundidade de 0-3 cm, e o maior valor, de 0,48 cm³ cm-3 para o solo sob o manejo HPRE na profundidade de 0-3 cm. O manejo de plantas invasoras utilizando GRAD e HPRE favorece a formação do encrostamento superficial e os incrementos dos valores de densidade do solo e capacidade de suporte de carga na profundidade de 0-3 cm. O solo sob MATA apresenta menor capacidade de suporte de cargas nas três profundidades estudadas, em relação ao solo cultivado com cafeeiros e submetido a diferentes manejos de plantas invasoras. Os diferentes manejos de plantas invasoras utilizadas no centro das entrelinhas da lavoura cafeeira não influenciaram a densidade do solo e o teor de C orgânico do Latossolo, na profundidade de 25-28 cm, em relação ao solo sob mata nativa.

Desenvolvimento de um consolidômetro pneumático: modelagem da compactação, penetrometria e resistência tênsil de agregados de solo

A compactação é um dos processos responsáveis pela degradação física do solo que pode ocasionar a perda da sustentabilidade da produção agrícola. Assim, é fundamental dispor de estratégias instrumentais para quantificar as propriedades físicas que são influenciadas pela compactação e utilizadas para avaliar a qualidade do solo. Os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um consolidômetro com propulsão pneumática de baixo custo; avaliar sua funcionalidade mediante estudo do comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho distrófico de textura argilo-arenosa sob plantio direto; e avaliar o potencial de utilização da propulsão pneumática para determinações de resistência do solo à penetração (RP) e de resistência tênsil de agregados (RT). A avaliação do comportamento compressivo do solo foi realizada mediante curvas de compressão, utilizando amostras indeformadas, obtidas das posições de amostragem relativas à linha e à entrelinha da cultura de aveia-preta. Nessas amostras, foram realizados ensaios de compressão uniaxial em condição de teor de água correspondente ao potencial mátrico de -10 kPa, sendo determinados o índice de compressão (IC) e a pressão de preconsolidação (σp), bem como suas relações com outras propriedades físicas do solo. A RP foi determinada em amostras indeformadas de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico de textura franco-arenosa sob citros. Para as determinações da RT foram utilizados agregados de dois solos: um Argissolo Acinzentado distrófico arênico coeso e um Argissolo Amarelo distrófico arênico. Os resultados mostram que a densidade do solo, antes do ensaio de compressão uniaxial, foi maior (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A curva de compressão foi sensível às alterações estruturais do solo entre as posições de amostragem; a σp e o IC indicaram, respectivamente, maior capacidade de suporte de carga e menor suscetibilidade à compactação (p < 0,05) para a entrelinha da cultura de aveia-preta. A utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT. Isso permite concluir que a curva de compressão do solo, a RP e a RT podem ser determinadas utilizando o equipamento desenvolvido neste estudo.

Effect of compaction on microbial activity and carbon and nitrogen transformations in two oxisols with different mineralogy

The use of machinery in agricultural and forest management activities frequently increases soil compaction, resulting in greater soil density and microporosity, which in turn reduces hydraulic conductivity and O2 and CO2 diffusion rates, among other negative effects. Thus, soil compaction has the potential to affect soil microbial activity and the processes involved in organic matter decomposition and nutrient cycling. This study was carried out under controlled conditions to evaluate the effect of soil compaction on microbial activity and carbon (C) and nitrogen (N) mineralization. Two Oxisols with different mineralogy were utilized: a clayey oxidic-gibbsitic Typic Acrustox and a clayey kaolinitic Xantic Haplustox (Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico - LVA, and Latossolo Amarelo distrófico - LA, respectively, in the Brazil Soil Classification System). Eight treatments (compaction levels) were assessed for each soil type in a complete block design, with six repetitions. The experimental unit consisted of PVC rings (height 6 cm, internal diameter 4.55 cm, volume 97.6 cm³). The PVC rings were filled with enough soil mass to reach a final density of 1.05 and 1.10 kg dm-3, respectively, in the LVA and LA. Then the soil samples were wetted (0.20 kg kg-1 = 80 % of field capacity) and compacted by a hydraulic press at pressures of 0, 60, 120, 240, 360, 540, 720 and 900 kPa. After soil compression the new bulk density was calculated according to the new volume occupied by the soil. Subsequently each PVC ring was placed within a 1 L plastic pot which was then tightly closed. The soils were incubated under aerobic conditions for 35 days and the basal respiration rate (CO2-C production) was estimated in the last two weeks. After the incubation period, the following soil chemical and microbiological properties were detremined: soil microbial biomass C (C MIC), total soil organic C (TOC), total N, and mineral N (NH4+-N and NO3--N). After that, mineral N, organic N and the rate of net N mineralization was calculated. Soil compaction increased NH4+-N and net N mineralization in both, LVA and LA, and NO3--N in the LVA; diminished the rate of TOC loss in both soils and the concentration of NO3--N in the LA and CO2-C in the LVA. It also decreased the C MIC at higher compaction levels in the LA. Thus, soil compaction decreases the TOC turnover probably due to increased physical protection of soil organic matter and lower aerobic microbial activity. Therefore, it is possible to conclude that under controlled conditions, the oxidic-gibbsitic Oxisol (LVA) was more susceptible to the effects of high compaction than the kaolinitic (LA) as far as organic matter cycling is concerned; and compaction pressures above 540 kPa reduced the total and organic nitrogen in the kaolinitic soil (LA), which was attributed to gaseous N losses.

Water retention in a peatland with organic matter in different decomposition stages

Peatlands are ecosystems formed by successive pedogenetic processes, resulting in progressive accumulation of plant remains in the soil column under conditions that inhibit the activity of most microbial decomposers. In Diamantina, state of Minas Gerais, Brazil, a peatland is located at 1366 m asl, in a region with a quartz-rich lithology and characteristic wet grassland vegetation. For this study, the peat area was divided in 12 transects, from which a total of 90 soil samples were collected at a distance of 20 m from each other. The properties rubbed fiber content (RF), bulk density (Bd), mineral material (MM), organic matter (OM), moisture (Moi) and maximum water holding capacity (MWHC) were analyzed in all samples. From three selected profiles of this whole area, samples were collected every 27 cm from the soil surface down to a depth of 216 cm. In these samples, moisture was additionally determined at a pressure of 10 kPa (Moi10) or 1500 kPa (Moi1500), using Richards' extractor and soil organic matter was fractionated by standard procedures. The OM decomposition stage of this peat was found to increase with soil depth. Moi and MWHC were highest in layers with less advanced stages of OM decomposition. The humin levels were highest in layers in earlier stages of OM decomposition and with higher levels of water retention at MWHC and Moi10. Humic acid contents were higher in layers at an intermediate stage of decomposition of organic matter and with lowest levels of water retention at MWHC, Moi10 and Moi1500.

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.

Estimativa da capacidade de campo pela curva de retenção e pela densidade de fluxo da água

A capacidade de campo é um parâmetro de inegável relevância para o manejo adequado da irrigação. A partir da determinação confiável do conteúdo de água no solo na capacidade de campo, pode-se otimizar a produtividade das culturas agrícolas, maximizando a eficiência do uso da água pelas plantas e evitando a contaminação do lençol freático por lixiviação de fertilizantes e agroquímicos. Nesse sentido, o trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de campo (a) pelo cálculo da densidade de fluxo da água durante o processo de redistribuição no experimento clássico de determinação desse parâmetro e (b) a partir de uma dada tensão da água na curva de retenção, em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura média, localizado em área experimental da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, município de Piracicaba, Estado de São Paulo (Brasil). Para isso, instalaram-se no solo, até a profundidade de 1,9 m, 60 tubos de acesso a uma sonda de nêutrons, numa rede de malha quadrada de 5 m (6 x 10 pontos amostrais), e, adjacente a cada tubo, dois tensiômetros, um a 0,75 m e outro a 0,85 m de profundidade. Nos 60 pontos (locais) amostrais, desenvolveu-se um experimento similar ao experimento clássico de determinação da capacidade de campo, no qual o solo foi devidamente submetido a uma lâmina de infiltração visando à saturação do seu perfil; sua superfície, coberta com lona plástica para evitar fluxo de água através dela; e a redistribuição da água, monitorada até a profundidade de 0,8 m durante 20 dias. Observou-se que o conteúdo de água correspondente a uma densidade de fluxo de 1,0 mm dia-1 é a melhor estimativa da capacidade de campo para esse solo, uma vez que as densidades de fluxo de 0,1 e 0,01 mm dia-1, também recomendadas para estimar a capacidade de campo, são muito baixas, a ponto de não terem sido alcançadas neste estudo. Quanto aos resultados obtidos pelo método baseado na curva de retenção, utilizando-se o conteúdo de água correspondente à tensão de 10 kPa em curvas de retenção elaboradas no campo e no laboratório também para os 60 pontos, na profundidade de 0,8 m, observou-se que os valores obtidos a partir das curvas de retenção elaboradas no campo e no laboratório subestimaram e superestimaram, respectivamente, aqueles baseados na densidade de fluxo da água de 1,0 mm dia-1, e a medida de campo foi mais confiável.

Curva de retenção de água no solo pelo método do papel-filtro

O método mais tradicional para determinação da curva de retenção de água no solo emprega a câmara de pressão de Richards. Por questões práticas, a busca por métodos alternativos ao de Richards, financeiramente mais acessíveis e menos morosos, faz-se interessante. Diante disso, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar o uso do método do papel-filtro. Para isso, realizou-se inicialmente coleta, caracterização física e preparo de amostras indeformadas de um Latossolo Vermelho distroférrico típico e ensaio em câmara de Richards, utilizando pressões de 0, 10, 30, 60, 100, 300, 500, 1000 e 1500 kPa. No ensaio com o papel-filtro, mediu-se o potencial matricial da água em amostras cujas umidades foram previamente estabelecidas, utilizando-se curva de calibração adequada. Os ensaios resultaram em pontos de pressão versus umidade, que foram ajustados pelo modelo de van Genuchten, utilizando o programa RETC. Realizou-se uma análise comparativa de valores de umidade volumétrica estimados pelo modelo ajustado nos ensaios com o papel-filtro com a curva de retenção ajustada obtida pela câmara de Richards. Por meio dessa comparação, verificou-se a aplicabilidade do método do papel-filtro para determinação da curva de retenção de água no solo agrícola utilizado.

Compressibilidade de um Latossolo Amarelo distrocoeso não saturado sob diferentes sistemas de manejo da cana-de-açúcar

Os sistemas de manejo que promovem adição de resíduos de cana-de-açúcar ao solo podem provocar alterações nos parâmetros de compressibilidade. O objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento da compressibilidade de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos Tabuleiros Costeiros de Alagoas, considerando a adição de resíduos orgânicos em três diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar. O trabalho experimental foi realizado na Usina Santa Clotilde, localizada no Estado de Alagoas. Foram escolhidas três áreas em talhões com cana-de-açúcar, sendo investigadas: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por uma mata nativa (MN). Os três sistemas de manejo sob cultivo da cana-de-açúcar foram implantados quatro anos antes do início da coleta das amostras de solo. Para o ensaio de compressão uniaxial foram coletadas amostras indeformadas, nas profundidades de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, com a intervenção de um amostrador metálico. As amostras preparadas foram ensaiadas por compressão uniaxial, nas seguintes umidades gravimétricas: 0,10; 0,14; 0,18; e 0,22 kg kg-1. No ensaio de compressão foram aplicados carregamentos verticais, correspondentes a tensões de 12,5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa, e realizadas leituras aos 30 s. Após o ensaio, as amostras foram levadas à estufa, para determinação da umidade gravimétrica. Os resultados foram submetidos à análise de variância e análise de regressão múltipla da tensão de pré-compactação, considerando as seguintes variáveis independentes: densidade do solo (Ds), umidade gravimétrica (Ug), diâmetro médio ponderado de agregados via úmida (DMPu) e energia dissipada (Ed). O solo sob mata nativa apresenta menor capacidade de suporte de cargas nas duas profundidades estudadas, em relação aos três sistemas de manejo sob cultivo com cana-de-açúcar; os sistemas de manejo sob cultivo da cana-de-açúcar aos quais foram adicionados resíduos orgânicos (SMVT e SMV) apresentam menores históricos de tensões; as curvas-limite (SI e LC) podem ser empregadas no planejamento da execução das operações mecanizadas; e a tensão de pré-compactação pode ser predita a partir de propriedades físicas.

Variabilidade espacial da resistência mecânica à penetração em vertissolo cultivado com manga no perímetro irrigado de Mandacaru, Juazeiro, Bahia, Brasil

A resistência do solo à penetração é um parâmetro frequentemente utilizado como indicador da compactação do solo em sistemas de manejo, podendo relacioná-lo diretamente com o crescimento e a produtividade das culturas em geral. Para isso, é importante a utilização de métodos geoestatísticos em sua avaliação, por considerar a heterogeneidade dos dados ao longo da área. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial da resistência mecânica do solo à penetração (RP) em um Vertissolo cultivado com manga. A coleta de dados foi realizada em área do Projeto Mandacaru I, em Juazeiro-BA, utilizando um penetrômetro eletrônico para determinação da RP nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m e um GPS de navegação para determinação da posição geográfica dos pontos. Também foram feitas coletas de amostras de solo, para determinação da umidade e da textura. Na análise dos resultados foram utilizadas a estatística descritiva e a aplicação da geoestatística. A partir dos resultados, pôde-se constatar aumento da RP ao longo das camadas mais profundas, podendo atingir níveis acima de 3,000 kPa em zonas específicas da área. Por meio desses resultados, é possível monitorar a compactação, que se mostrou crítica em determinados pontos, e realizar o manejo do solo em pontos localizados, dependendo do nível de compactação.

Capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho-Amarelo em uma lavoura cafeeira

O tráfego intensivo de máquinas agrícolas sobre solos cultivados com cafeeiros pode causar compactação excessiva, principalmente quando realizado sob condição inadequada de umidade, promovendo redução da produtividade das áreas sob intensa passagem de máquinas. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar a degradação da estrutura do solo na linha de tráfego do trator (LTT) e na linha de tráfego da colhedora (LTC), por meio dos atributos físicos do solo e da capacidade de suporte de carga do solo em função do potencial matricial do solo; e calcular os potenciais matriciais críticos, para evitar a compactação adicional do solo pelo uso de um trator marca Massey Ferguson, modelo 275, e de uma colhedora Jacto KTR Advance em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura muito argilosa. O estudo foi realizado na Fazenda da EPAMIG situada no município de Patrocínio-MG. Para obtenção dos modelos de capacidade de suporte de carga (σp) versus potencial matricial do solo, coletaram-se amostras indeformadas na LTT e LTC, nas camadas de 0-3, 10-13 e 25-28 cm, em cinco trincheiras, as quais foram submetidas ao ensaio de compressão uniaxial, em diferentes potenciais matriciais. Além disso, coletaram-se amostras indeformadas em seis trincheiras, para determinação dos atributos físicos do solo na LTT e LTC, nas camadas de 0-3, 10-13 e 25-28 cm. As operações realizadas com o trator degradaram mais a estrutura do solo do que as realizadas com a colhedora, pois na linha de tráfego do trator (LTT) a densidade do solo, a microporosidade e a pressão de preconsolidação foram maiores que as da linha de tráfego da colhedora. O potencial matricial crítico para a LTT foi de -51 kPa (0,36 m³ m-3), e para a LTC, de -291 kPa (0,30 m³ m-3).

Qualidade física de um latossolo vermelho sob plantio direto submetido à descompactação mecânica e biológica

A escarificação e o uso de plantas de cobertura de inverno têm sido adotados para promover a melhoria dos atributos físicos do solo relacionados à aeração. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito das plantas de cobertura de inverno e escarificação nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico, textura argilosa, após 16 anos em sistema plantio direto. Os tratamentos foram realizados em maio de 2009 e consistiram de: plantio direto (PD), plantio direto com escarificação mecânica a 0,25 m (PD-E) e plantio direto com descompactação biológica por meio da cultura do nabo forrageiro (PD-B). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com quatro repetições, totalizando 12 unidades experimentais. Dezoito meses após a aplicação dos tratamentos, foram coletadas amostras indeformadas de solo em cada unidade experimental, em cinco camadas: 0,0-0,1; 0,1-0,2; 0,2-0,3; 0,3-0,4; e 0,4-0,5 m. Foram avaliados os atributos físicos do solo: porosidade, densidade do solo (Ds), permeabilidade ao ar (Ka) e índices de continuidade de poros. A Ka foi medida por meio de um permeâmetro de carga constante de ar em nove potenciais mátricos (ψm): -0,5; -1; -2; -3; -5; -7; -10; -50; e -100 kPa. Os resultados indicam que os atributos físicos do solo avaliados não foram alterados pelo uso de plantas de cobertura e escarificação. Por outro lado, houve diferenças entre camadas de solo, principalmente entre 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m. Na camada de 0,1-0,2 m, a Ds foi maior e a porosidade total e Ka (ψm = -5 kPa) foram menores do que na camada de 0,0-0,1 m. No PD-E, verificou-se que a macroporosidade foi maior na camada de 0,0-0,1 m em comparação com os outros tratamentos. Os resultados sugerem que o solo estudado submetido aos tratamentos de descompactação, após 18 meses, retornou a valores semelhantes aos da testemunha.

Pedotransfer functions to estimate retention and availability of water in soils of the state of Santa Catarina, Brazil

Studies on water retention and availability are scarce for subtropical or humid temperate climate regions of the southern hemisphere. The aims of this study were to evaluate the relations of the soil physical, chemical, and mineralogical properties with water retention and availability for the generation and validation of continuous point pedotransfer functions (PTFs) for soils of the State of Santa Catarina (SC) in the South of Brazil. Horizons of 44 profiles were sampled in areas under different cover crops and regions of SC, to determine: field capacity (FC, 10 kPa), permanent wilting point (PWP, 1,500 kPa), available water content (AW, by difference), saturated hydraulic conductivity, bulk density, aggregate stability, particle size distribution (seven classes), organic matter content, and particle density. Chemical and mineralogical properties were obtained from the literature. Spearman's rank correlation analysis and path analysis were used in the statistical analyses. The point PTFs for estimation of FC, PWP and AW were generated for the soil surface and subsurface through multiple regression analysis, followed by robust regression analysis, using two sets of predictive variables. Soils with finer texture and/or greater organic matter content retain more moisture, and organic matter is the property that mainly controls the water availability to plants in soil surface horizons. Path analysis was useful in understanding the relationships between soil properties for FC, PWP and AW. The predictive power of the generated PTFs to estimate FC and PWP was good for all horizons, while AW was best estimated by more complex models with better prediction for the surface horizons of soils in Santa Catarina.

Critical limits of soil penetration resistance in a rhodic Eutrudox

Soil penetration resistance is an important indicator of soil physical quality and the critical limit of 2 MPa has been widely used to characterize the soil physical quality, in both no-tillage and conventional systems. The aim of this study was to quantify the influence of different tillage and cropping systems on the soil penetration resistance in a Rhodic Eutrudox. The experiment was carried out in a 5 × 2 factorial, completely randomized block design (tillage systems vs cropping systems), with four replications. The tillage systems consisted of: conventional tillage disk harrow; minimum tillage with annual chiseling; minimum tillage with chiseling every three years; no-tillage for 11 consecutive years; and no-tillage for 24 consecutive years. The factor cropping systems was represented by: crop rotation and crop succession. The soil penetration resistance (SPR) was determined in 20 soil samples per treatment and layer (0.0-0.10; 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m) for each soil matric potential: -6, -10, -33, -100, -500 kPa. The SPR was determined at a volumetric soil water content equivalent to the fraction of plant-available water of 0.7. There were no differences of soil penetration resistance between the two cropping systems. Differences in soil penetration resistance among tillage systems were related to the matric potential at which the samples were equilibrated. The critical SPR limit of 2 MPa normally used for conventional tillage should be maintained. However, this value of 2 MPa is inappropriate for the physical quality characterization of Rhodic Eutrudox under no-tillage and/or minimum tillage with chiseling. Regardless of the cropping systems, the critical SPR limit should be raised to 3 MPa for minimum tillage with chiseling and to 3.5 MPa for no-tillage.

Plant-available soil water capacity: estimation methods and implications

The plant-available water capacity of the soil is defined as the water content between field capacity and wilting point, and has wide practical application in planning the land use. In a representative profile of the Cerrado Oxisol, methods for estimating the wilting point were studied and compared, using a WP4-T psychrometer and Richards chamber for undisturbed and disturbed samples. In addition, the field capacity was estimated by the water content at 6, 10, 33 kPa and by the inflection point of the water retention curve, calculated by the van Genuchten and cubic polynomial models. We found that the field capacity moisture determined at the inflection point was higher than by the other methods, and that even at the inflection point the estimates differed, according to the model used. By the WP4-T psychrometer, the water content was significantly lower found the estimate of the permanent wilting point. We concluded that the estimation of the available water holding capacity is markedly influenced by the estimation methods, which has to be taken into consideration because of the practical importance of this parameter.