Liming as a means of reducing copper toxicity in black oats / Calagem como forma de redução da toxidez por cobre em aveia preta

ABSTRACT: Soils which are cultivated with grapevines have high available copper (Cu) content, which can be toxic to cover crops cohabiting vineyards, such as black oats. This study aimed to assess the effect of liming in reducing Cu toxicity in black oats grown in sandy soils. Samples of a Typic Hapludalf were collected at 0-20cm, dried and subjected to the addition of Cu (0 to 50Mg kg-1) and limestone (0, 1.5, and 3.0Mg ha-1). The soil was placed in a rhizobox and black oats were grown for 30 days. We assessed root and shoot dry matter production, copper (Cu), calcium (Ca) and magnesium (Mg) contents in the tissues; Cu content in the root symplast and apoplast, as well as Cu, carbon and pH values in the rhizosphere and bulk soil. Liming reduced Cu toxicity in black oats. Cu was preferentially accumulated in the roots, mostly in the apoplast, which may be the result of a plant tolerance mechanism to prevent the transport of Cu to the shoots.

RESUMO: Solos cultivados com videiras possuem alto teor de cobre (Cu) disponível, que pode ser tóxico às plantas de cobertura do solo que coabitam vinhedos, como a aveia preta. O estudo objetivou avaliar o efeito da calagem na redução da toxidez por Cu em plantas de aveia preta cultivadas em solo arenoso. Amostras de um Argissolo Vermelho foram coletadas na camada de 0-20cm, secas e submetidas à adição de duas doses de Cu (0 e 50Mg kg-1) e três de calcário (0, 1,5 e 3,0Mg ha-1). O solo foi acondicionado em rhizobox e submetido ao cultivo de aveia preta durante 30 dias. Avaliaram-se a produção de matéria seca das raízes e da parte aérea, o teor de cobre (Cu), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) nos tecidos; o teor de Cu no simplasto e apoplasto das raízes, e os teores de Cu, de carbono e valores de pH no solo rizosférico e não rizosférico. A aplicação de calcário reduziu a toxidez por Cu na aveia preta. O Cu foi preferencialmente acumulado nas raízes, especialmente no apoplasto, o que pode ser resultado de mecanismo de tolerância das plantas para evitar o transporte de parte do elemento para a parte aérea.

Nitrogen availability in an apple orchard with weed management / Disponibilidade de nitrogênio em solo de pomares de macieira com manejo de plantas espontâneas

ABSTRACT: Weed management in apple orchards (Malus domestica) can affect the leaching of nitrogen (N) in soil. The study aimed to evaluate the potential leaching of N forms in soil of an apple orchard with different weed management treatments. The experiment was conducted in an apple orchard implanted in 2008. In October 2011, 80 plants were selected and the following treatments were implemented: no weed management (NM), desiccation of weeds on the tree row with herbicide use (DR) and mechanical mowing of weeds on the tree row (MR). Yield was evaluated in the 2011/2012, 2012/2013 and 2013/2014 crop seasons. In May 2012 porous cup lysimeters were installed in the NM, DR and MR treatments. In the solution collected at 0.20m, NH4 +-N and NO3 --N were analyzed sixteen times and mineral N concentration was calculated. The highest concentrations of NO3 --N and mineral N occurred in soil solution with DR, which increases availability of the nutrient to apple trees, but also enhances the potential losses. Weed management and N flow in the solution did not affect apple yield.

RESUMO: O manejo de plantas espontâneas em pomares de macieira (Malus domestica) pode afetar a lixiviação de nitrogênio (N) do solo. O trabalho objetivou avaliar a lixiviação de formas de N em solo sob pomar de macieiras com diferentes manejos de plantas espontâneas. O experimento foi conduzido em um pomar de macieira implantado em 2008. Em outubro de 2011, foram selecionadas 80 plantas e implantados os tratamentos: sem manejo das plantas espontâneas (SM); dessecamento das plantas espontâneas na linha de plantio com uso de herbicidas (DL) e roçada mecânica das plantas espontâneas na linha de plantio (RL). Nas safras 2011/2012, 2012/2013 e 2013/2014 foi avaliada a produtividade. Em maio de 2012 foram instalados lisímetros com cápsula porosa nos tratamentos SM, DL e RL; e na solução coletada a 0,20m em dezesseis épocas foram analisados NH4 +-N e NO3 --N, e calculado o teor de N-mineral. Os maiores teores de NO3 --N e mineral-N ocorreram na solução no solo com DL, o que aumenta a disponibilidade do nutriente às macieiras, mas também potencializa as perdas. O manejo de plantas espontâneas e o fluxo de N na solução não afetaram a produtividade de maçã.

Atributos físicos e químicos do solo em sistemas de consórcio e sucessão de lavoura, pastagem e silvipastoril em Santa Teresa, ES / Physical and chemical attributes in systems of the consortium and succession of crops, pasture and silvopastoral in Santa Teresa, Espírito Santo State, Brazil

O uso de sistemas com integração de floresta e pastagem promove alterações favoráveis nos atributos edáficos quando comparados com sistemas somente com pastagens ou lavouras. Este trabalho teve como objetivo avaliar atributos físicos e químicos de solos sob diferentes sistemas de uso em Santa Teresa, ES. Os sistemas foram: lavoura com 15 a 20 anos sob preparo convencional do solo, pastagem nativa de capim colonião (Panicum maximum) com 40 anos e cultivo de eucalipto consorciado com capim colonião em sistema silvipastoril, implantado há cinco anos. As amostras foram coletadas nas profundidades de 0-5, 5-10 e 10-20 cm e foram quantificados a densidade do solo (Ds), volume total de poros (VTP), diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP), carbono orgânico total e fracionamento granulométrico, químico e oxidável da matéria orgânica. O sistema silvipastoril apresentou os maiores valores de VTP, carbono das frações húmicas e carbono oxidável (fração F1) em relação às áreas de lavoura e pastagem, sendo que a área de lavoura mostrou os menores valores de DMP, carbono orgânico particulado (COp) e carbono da fração humina (CHUM). Por meio dos atributos físicos ­ Ds, VTP e DMP ­ e químicos ­ COp, carbono das frações húmicas e carbono oxidável (F1, F2 e F3) ­ foi possível evidenciar diferenças entre os sistemas de uso avaliados. O sistema silvipastoril aumentou o VTP (0-5 e 10-20 cm), a agregação do solo (DMP), os teores de COp (10-20 cm), carbono das frações húmicas (10-20 cm) e carbono oxidável (fração F1, 0-20 cm; fração F2, 10-20 cm) em comparação a área de lavoura. Em relação à área de pastagem, o sistema silvipastoril aumentou o VTP (0-5 e 10-20 cm), o DMP e diminuiu a Ds (10-20 cm), assim como também aumentou os teores de carbono das frações húmicas (10-20 cm) e carbono oxidável (F1, 0-10 cm). A introdução de florestas de eucalipto consorciado com pastagem nativa de Panicum maximum favorece o aumento do VTP e das frações da matéria orgânica do solo (frações húmicas e carbono oxidável - fração F1) em relação às áreas de pastagem nativa e lavoura.

The use of integrated systems of forest and grassland promotes favorable changes in soil attributes when compared to systems using only ground with pastures and crops. This study aimed to evaluate some physical and chemical attributes of soils under different land use systems in the Santa Teresa, ES. Were evaluated the systems: crops with 15 to 20 years under conventional tillage system; native pasture of grasses (Panicum maximum) with 40 years; and cultivation eucalyptus intercropped with grasses (Panicum maximum) in silvopastoral system, established five years ago. Samples were collected at depths of 0-5, 5-10 and 10-20 cm. We quantified soil density (BD), total pore volume (TPV), mean weight diameter of aggregates (MWD), total organic carbon and granulometric, chemical and oxidizable fractionation of organic matter. The silvopastoral system had higher TPV, oxidizable carbon (fraction F1) and humic fractions relative areas of crops and pasture. In the area of crops there were lower values of MWD, particulate organic carbon (POC) and carbon in the humin fraction (C-HUM). Through the physical attributes (BS, TPV and MWD) and chemical attributes (POC, carbon in the humic fractions and oxidizable carbon fractions (F1, F2 and F3) was possible to show differences between the systems evaluated. The silvopastoral system increased the TPV (0-5 and 10-20 cm), soil aggregation (MWD), the levels of POC (10-20 cm), humic fractions carbon (10-20 cm) and oxidizable carbon (F1, 0-20 cm; F2, 10-20 cm) compared to the crops area. Regarding the pasture area, the silvopastoral system increased the TVP (0-5 and 10-20 cm ), the MWD and decreased Ds values ( 10-20 cm), as well as increased content of humic fractions carbon (10-20 cm) and oxidized carbon (F1, 0-10 cm).The introduction of eucalyptus forests in the form of a consortium with native pasture of Panicum maximum favors increased of the TPV, and soil organic matter fractions (humic fractions and oxidizable carbon (F1 fraction)) in relation to native pasture and crops systems.

Abundância natural de δ 13C e δ 15N em sistemas de manejo conservacionista no cerrado / Natural abundance of δ 13C and δ 15N in management systems conservation in the cerrado

Diferentes sistemas de uso e manejo do solo modificam o sinal isotópico do 13C e 15N do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a abundância natural de 13C e 15N no perfil do solo em áreas com diferentes sistemas de uso do solo no Cerrado goiano. Foram avaliados dois sistemas com rotação de culturas: integração lavourapecuária - ILP (milho+braquiária/feijão/algodão/soja) e sistema plantio direto - SPD (girassol/milheto/soja/milho). Uma área de Cerrado natural (Cerradão) foi tomada como condição original do solo. Foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0,0-10,0; 10,0-20,0; 20,0-30,0; 30,0-40,0; 40,0-50,0; 50,0-60,0; 60,0-80,0 e 80,0-100,0 cm e mensurados o 15N e 13C do solo por meio de espectrômetro de massa. Em relação ao 13C, verificou-se predomínio de plantas C3 no Cerrado e influência das plantas C4 nas áreas de SPD e ILP. Os valores de 15N apresentaram um enriquecimento isotópico de acordo com o aumento da profundidade, com maiores valores de 15N observados nas áreas cultivadas. A substituição da vegetação original de Cerradão para implantação de SPD e ILP acarretou mudanças no sinal 13C, ou seja, após 17 anos de cultivo, a incorporação de carbono das gramíneas nestas áreas proporcionou um aumento do sinal de 13C. A análise isotópica de 15N indicou maior mineralização da matéria orgânica do solo com o aumento da profundidade do solo e com maiores taxas nas áreas cultivadas.

Different land use systems and soil management modify the isotopic signal of soil 13C and 15N. The objective of this study was to evaluate the natural abundance the 13C and 15N in the soil profile in areas with different land use systems in the Cerrado of Goias State, Brazil. We evaluated two systems with crop rotation: croplivestock integration - CLI (corn + brachiaria/beans/cotton/soybean) and no-tillage system - NTS (sunflower/millet/soybean/corn). An area of natural Cerrado (Cerradão) was taken as the original condition of the soil. Soil samples were collected in layers of 0.0 to 10.0, 10.0 to 20.0, 20.0 to 30.0, 30.0 to 40.0, 40.0 to 50.0, 50.0 to 60.0, 60.0 to 80.0 and 80.0 to 100.0 cm, and the measured the 15N and 13C of the soil by mass spectrometer. Regarding 13C, it was found predominantly in the C3 plant Cerrado influence plant and C4 in the areas of NTS and CLI. The values presented 15N an isotopic enrichment according to the increase in depth, with higher values of 15N observed in cultivated areas. The replacement of the original vegetation of Cerrado for implantation of NTS and CLI led to changes in 13C, i.e., after 17 years of cultivation, the incorporation of carbon from grasses in these areas resulted in an increase in 13C signal.. Isotopic analysis of 15N indicated greater mineralization of soil organic matter with increasing soil depth and with higher rates in cultivated areas.

Frações granulométricas e oxidáveis de matéria orgânica sob diferentes sistemas de uso do solo, no Paraná, Brasil / Granulometric and oxidizable fractions of organic matter under different land use systems in the state of Paraná, Brazil

Neste estudo objetivou-se quantificar o carbono orgânico total (COT), o carbono das frações granulométricas e oxidáveis da matéria orgânica do solo (MOS) em áreas sob diferentes sistemas de uso do solo, em Marmeleiro-PR. Foram coletadas amostras de terra nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, sendo nestas quantificados os teores de COT, carbono orgânico particulado (COp), carbono orgânico associado aos minerais (COam) e o carbono das frações oxidáveis (F1, F2, F3, F4 e F1/F4). O sistema de semeadura direta (SSD) apresentou maiores valores de COT (0-5 cm) e o sistema de plantio convencional (SPC), os menores (0-5 e 5-10 cm). O SSD e a área de pastagem apresentaram maiores teores de COp (0-5 cm). No SPC verificaram-se os menores teores de COp em superfície e maiores em profundidade. Os menores teores de carbono das frações oxidáveis foram encontrados no SPC (0-10 cm). O SSD aumenta os teores de COT, COp e carbono oxidável (F1 e F4) na camada superficial quando comparado com o SPC. Este acarreta em teores de COT iguais aos da área de SSD em profundidade e ocasiona a diminuição dos teores de COam e do carbono oxidável da fração F4 em todas as profundidades avaliadas. Por meio da relação F1/F4 pode-se inferir que o SPC desfavorece o equilíbrio das frações F1 e F4, enquanto o SSD acarreta em valores similares aos das áreas sem interferência antrópica. As frações granulométricas e oxidáveis da MOS são eficientes para identificar mudanças ocasionadas no solo pelo manejo.

This study aimed to quantify the total organic carbon (TOC), granulometric and oxidizable carbon fractions of soil organic carbon (SOM) in areas under different land use in Marmeleiro, Paraná State, Brazil. We collected soil samples in the 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm, and being these quantified to TOC, particulate organic carbon (POC), organic carbon associated minerals (OCam) and carbon fractions oxidizable (F1, F2, F3, F4 and F1/F4). The notillage system (NTS) had higher TOC values (0-5 cm) and the conventional tillage system (CTS), the lowest (0-5 and 5-10 cm). The NTS and the grazing area had higher concentrations of POC (0-5 cm). In the CTS there were the lowest levels of POC in surface and greater depth. The lower carbon content of oxidizable fractions were found in the CTS (0-10 cm). The NTS increase the TOC, and POC oxidisable carbon (F1, F4) in the surface layer when compared to the CTS. This leads to TOC area equal to the NTS in depth and leads to decreased amounts of carbon and OCam oxidizable fraction F4 in all experiments. Through the F1/F4 ratio can be inferred that the CTS disfavors the balance of fractions F1 and F4, while the NTS leads to values similar to those in areas without human interference. The granulometric and oxidizable fractions of SOM are efficient to identify changes in soil caused by management.

Fertilidade e carbono total e oxidável de Latossolo de Cerrado sob pastagem irrigada e de sequeiro / Soil fertility and oxidizable and total carbon in Oxisol of the Cerrado under pasture irrigated and dryland

A irrigação por aspersão em pastagem pode aumentar a produção de forragem e melhorar as condições químicas do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a fertilidade e os teores de carbono total e oxidável de Latossolo Vermelho Distrófico de Cerrado em área de pastagem Tifton 85 (Cynodon spp), irrigada e sequeiro. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. Amostras de solo nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40cm foram coletadas para avaliação dos teores de Ca, Mg, Al, P, K, Na, H+Al, carbono orgânico total (COT) e determinação de pH. As amostras foram fracionadas quimicamente com dicromato de potássio para a obtenção de frações com diferentes graus de labilidade: F1>F2>F3>F4. A área irrigada apresentou maiores teores de Ca e Mg em relação à área de sequeiro, exceto para o Mg, na profundidade 10-20cm. Foi observada diferença para os teores de COT, sendo os maiores valores verificados na área irrigada, decorrente do maior aporte de biomassa aérea e radicular. Esse padrão também foi constatado para as frações F1 e F2. A irrigação aumenta a concentração de COT, sendo esse aumento mais perceptível nas frações mais lábeis (F1 e F2), e também proporciona a melhoria da fertilidade do solo, aumentando os teores de Ca e Mg.

The sprinkler irrigation on pasture can increase the forage production and improve soil chemical conditions. The aim of this study was to evaluate soil fertility and oxidizable and total carbon contents in Oxisol of the Cerrado under pasture area Tifton 85 (Cynodon spp), irrigated and dryland. The experimental design was completely randomized. Soil samples were collected in the 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40cm depth, to evalueted the tenors of Ca, Mg, Al, P, K, Na, H + Al, total organic carbon (TOC) and determined the pH values. The samples were chemically fractionated with potassium dichromate to obtain fractions with different degrees of lability: F1>F2>F3>F4. The irrigated area had the highest Ca and Mg tenors in relation to the no-irrigated area, except for Mg, 10-20cm depth. It was observed difference for the TOC, and the highest values were verified in the irrigated area, due to higher contribution of stem and root biomass at all depths. This pattern was also observed for fractions F1 and F2. The irrigation increases the concentration of TOC, being this increase most noticeable in the more labile fractions (F1 and F2) and also provides improved soil fertility by increasing the concentration of Ca and Mg.

Carbono e frações granulométricas da matéria orgânica do solo sob sistemas de produção orgânica / Carbon and granulometry fractions of soil organic matter under organic production system

Os resultados do fracionamento granulométrico da matéria orgânica do solo (MOS) podem contribuir para o entendimento da sua dinâmica em áreas com sistemas de manejo orgânico. O objetivo deste trabalho foi avaliar as frações granulométricas da MOS e o carbono orgânico total em áreas submetidas a manejo orgânico sob diferentes sistemas de uso do solo. As áreas selecionadas apresentavam os seguintes sistemas: preparo convencional (PC, milho/feijão), plantio direto (PD, beringela/milho), consórcio maracujá - Desmodium sp, uma área cultivada com figo e um sistema agroflorestal (SAF). As amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0-5 e 5-10cm) e duas épocas (verão - 17 de novembro de 2005 e inverno - 23 de junho de 2006-). Foi medido o carbono orgânico total (COT), calculado seu estoque e realizado o fracionamento granulométrico da MOS, obtendo-se o carbono orgânico particulado (COp) e o carbono orgânico associado aos minerais (COam). As áreas com figo e beringela/milho apresentaram os maiores teores de COT e estoques de COT na estação do verão. No inverno, os sistemas com rotação de culturas (PD e PC) foram mais eficientes no estoque de COT que os demais sistemas avaliados. Maiores variações foram observadas nos teores de COT na profundidade de 5-10cm, decorrentes dos sistemas de manejo adotados. Pelos valores de COp foi possível identificar diferenças entre todos os sistemas de uso avaliados na estação do verão e na profundidade de 0-5cm, destacando-se a área em plantio direto com os maiores valores, nas duas estações. O COp mostrou-se mais eficiente que o COT no verão para evidenciar diferenças entre os sistemas avaliados na profundidade de 0-5cm. As diferenças observadas entre os sistemas de manejo para o COam foram atribuídas ao uso constante da adubação orgânica.

The soil organic matter (SOM) granulometry fractioning can contribute to the understanding of the SOM dynamics in areas under organic production systems. The objective of this study was to evaluate the granulometry fractions of SOM and total organic carbon in areas with organic management systems and under different soil usages. The selected areas presented the following systems: conventional tillage (CT, corn/beans), no tillage (NT, eggplant/corn), passion fruit and Desmodium sp consortium, fig grove, and agroforest system (AFS). Soil samples were taken in two depths (0-5 and 5-10cm) and two periods of the year (17/11/2005 - summer and 23/06/2006 - winter). The total organic carbon (TOC) was evaluated, and calculated the TOC stocks. The SOM was granulometrically fractioned, obtaining the particulate organic carbon (POC) and organic carbon associated to minerals (OCam). The fig grove and eggplant/corn areas presented the highest TOC and TOC stocks in the summer season. In the winter the crop rotation (NT and CT) systems were more efficient in the stocking of TOC that the other systems. There were observed highest TOC variations in the 5-10cm depth, resulting from the management systems adopted. From the POC values it was possible to identify differences among all systems evaluated, in the summer season and in the 0-5cm depth, standing out the area with no tillage, which showed the highest values, in the two seasons. The POC was more efficient than the TOC, in the summer, to evidence differences among the evaluated soil usage systems, in the 0-5cm depth. The differences observed among the production systems for OCam were attributed to the constant usage of organic manure.