Spatial variability structure of the surface layer attributes of gleysols from the coastal plain of Rio Grande do Sul / Estrutura de variabilidade espacial dos atributos da camada superficial de gleissolos da planície costeira do Rio Grande do Sul

The spatial variability structure of soil attributes in a certain area might influence the semivariogram fitting model and, consequently, the attribute behavior mapping in this area leading to different decisions regarding crop management. This study aimed to identify, characterize and quantify the spatial variability of chemical attributes and the clay content in the superficial layer of a Gleysoils mapping unit (MU) at reconnaissance scale in the coastal plain of Rio Grande do Sul, through descriptive statistics and geostatistics and compare the results taking into consideration the existence of three Gleysoils mapping units at semi-detailed scale through the scaled semivariogram technique. A 403 ha area located in the Rio Grande do Sul Coastal Plain, in the city of Jaguarão was sub-divided into three mapping units (GL- o, GL-mo.lv and GL-lv), a sampling grid with 403 points, 100 m far one from another was established. In a 5 m radius around each sampling point, 10 sub-samples of disturbed soil were collected from the 0-0.20 m layer, making up a soil compound sample, and the following attributes were determined for each sample: pH in water, organic carbon, phosphorus, potassium, sodium, calcium, magnesium, aluminum, potential acidity and clay content. The cation Exchange capacity (pH=7.0) and base saturation were also calculated. The identification, characterization and quantification of the spatial variability of attributes from the soil Ap horizons were carried out through descriptive statistics and geostatistics, considering the mapping unit at the reconnaissance scale and the three units at the semi-detailed scale. In the geostatistics analysis, the scaled semivariogram technique was employed aiming to compare the spatial variability structure for each soil attribute in the total area and in the three MUs at the semi-detailed scale. Regarding the descriptive statistics, the Ap horizon attributes behavior in GL-lv was similar to that in the total area of the soil layer under analysis; however, when considering the spatial coordinates, the spatial variability structure of the GL-mo.lv attributes was the one that best described the attributes variability in the total area. The scaled semivariogram technique revealed that the spatial behavior of the attributes pH and exchangeable sodium was similar, regardless of the evaluation scale adopted or the factor used for the scaled semivariogram.

A estrutura de variabilidade espacial dos atributos do solo em determinada área pode influenciar o modelo de ajuste do semivariograma e, consequentemente, o mapeamento do comportamento do atributo nesta área induzindo a decisões diferenciadas de manejo agrícola. O objetivo deste trabalho foi identificar, caracterizar e quantificar a variabilidade espacial de atributos químicos e do teor de argila da camada superficial de uma unidade de mapeamento de Gleissolos em escala de reconhecimento na Planície Costeira do Rio Grande do Sul, por meio da estatística descritiva e da geoestatística e comparar os resultados levando em consideração a existência de três unidades de mapeamento de Gleissolos em escala de semi-detalhe por meio da técnica de escalonamento de semivariogramas. Uma área de 403 ha localizada na Planície Costeira do Rio Grande do Sul, no município de Jaguarão, foi subdividida em três unidades de mapeamento (GMve1, GMve2 e GXve), sendo estabelecida uma malha total de amostragem de 403 pontos, distanciados entre si de 100 m. Em um raio de 5 m em torno de cada ponto amostral, foram coletadas 10 sub-amostras deformadas de solo na camada de 0-0,20 m, constituindo uma amostra composta de solo, sendo determinados os seguintes atributos das amostras: pH em água, carbono orgânico, fósforo, potássio, sódio, cálcio, magnésio, alumínio, acidez potencial e o conteúdo de argila. Calculou-se também a capacidade de troca de cátions (pH=7,0) e a saturação por bases. A identificação, caracterização e quantificação da variabilidade espacial dos atributos dos horizontes Ap dos solos foram realizadas por meio da estatística descritiva e da geoestatística, considerando a unidade de mapeamento em escala de reconhecimento e as três unidades em escala de semi-detalhe. Na análise geoestatística foi usada a técnica de escalonamento dos semivariogramas, com a finalidade de comparar as estruturas de variabilidade espacial de cada atributo do solo na área total e nas três UMs em escala de semi-detalhe. Em relação à estatística descritiva, o comportamento dos atributos do horizonte Ap na GXve é semelhante ao da área total na camada de solo avaliada; entretanto, ao considerar as coordenadas espaciais, a estrutura de variabilidade espacial dos atributos na GMve2 é a que melhor descreve a variabilidade dos atributos na área total. A técnica de escalonamento dos semivariogramas mostra que o comportamento espacial dos atributos pH e sódio trocável é semelhante, independente da escala de avaliação adotada e do fator usado para o escalonamento dos semivarigramas.

Estrutura de um solo construído cultivado com diferentes espécies de poáceas / Structure of a constructed soil cultivated with different species of poaceae

Na mineração de carvão a céu aberto, a superfície é completamente suprimida de vegetação e as camadas de solo e rochas que recobrem os bancos de carvão são removidas, causando drásticas alterações no perfil do solo original. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes espécies de poáceas na recuperação da estrutura de um solo construído, como parte da estratégia de recuperação de áreas degradadas por mineração de carvão. Os tratamentos avaliados foram: T1 - Hemarthria altissima, T2 - Paspalum notatum, T3 - Cynodon dactilon, T4 - Urochloa brizantha. Como testemunha, utilizou-se o solo construído sem cobertura vegetal, denominada T5. Foram coletadas amostras de solo não preservadas e preservadas nas camadas de 0,00-0,10m e 0,10-0,20m, para as determinações da porcentagem de macroagregados e microagregados, diâmetro médio ponderado, carbono orgânico, densidade e macroporosidade do solo construído. Os resultados obtidos foram analisados aos 05, 41 e 78 meses após o estabelecimento do experimento. Aos 78 meses de condução do experimento, observa-se ação positiva das quatro espécies vegetais na recuperação da agregação do solo construído, com destaque para a Urochloa brizantha que proporcionou a menor densidade do solo e um dos maiores valores de macroporosidade. As poáceas proporcionaram uma melhoria na estruturação do solo construído, principalmente a partir dos 41 meses de condução do experimento, quando houve um incremento nos valores de DMP, principalmente na camada de 0,00-0,10m. Os teores de carbono orgânico foram incrementados ao longo do tempo, entretanto, isso não se refletiu em aumento do DMP aos 78 meses.

In surface coal mining the vegetation is completely suppressed and layers of soil and rocks that cover the coal seams are removed, causing drastic changes in the original soil profile. This study aimed to evaluate the influence of different species of grasses in the recovery of a constructed soil structure as part of the strategy of reclamation for coal mining. The treatments were: T1 - Hemarthria altissima, T2 - Paspalum notatum, T3 - Cynodon dactilon, T4 - Urochloa brizantha. As a control, a bare constructed soil was used, called T5. Disturbed and undisturbed soil samples were collected in 0.00-0.10m and 0.10-0.20m layers for the determination of the percentage of macroaggregates and microaggregates, mean weight diameter, organic carbon, bulk density and macroporosity. The results were evaluated at 05, 41 and 78 months after the establishment of the experiment. After 78 months of conducting the experiment, positive action of the four plant species in the reclamation of soil aggregation was observed, especially for Urochloa brizantha that showed the lowest bulk density and the highest values of macroporosity. The species provided a structural improvement in the constructed soil, mainly after 41 months of conducting the experiment when there was an increase in the values of MWD, mainly in the 0.00 to 0.1 m layer. The organic carbon contents were increased over time, however, did not result in increased of MWD at 78 months.

Recuperação da qualidade estrutural, pelo sistema plantio direto, de um Argissolo Vermelho / Soil structural quality restoration by no-tillage system of a Hapludalf

Solos com quantidades elevadas de areia no horizonte A são pouco resistentes aos processos de degradação, dependendo do sistema de cultivo utilizado. Este trabalho objetivou avaliar a degradação de um Argissolo Vermelho derivado de granito, localizado na microbacia Passo do Pilão no município de Pelotas/RS, cultivado no sistema de preparo convencional e sua recuperação pelo sistema de plantio direto, comparado ao campo e à mata nativa. Em área de lavoura, foi iniciado um experimento em abril de 1995, com a semeadura de aveia preta (Avena strigosa) + ervilhaca peluda (Vicia vilosa), para implantar os sistemas de preparo convencional e plantio direto. Uma área com campo pastejado e outra com mata nativa foram amostradas para comparar a qualidade do solo com as áreas cultivadas. Foram amostradas as camadas de 0-0,05m, 0,10-0,15m e 0,20-0,25m para determinar granulometria, porosidades, densidades, retenção de água, estabilidade e distribuição do tamanho de agregados e teor de carbono orgânico. Os sistemas de cultivo aumentam a densidade e reduzem a porosidade total, a microporosidade, a retenção e a disponibilidade de água, em relação aos sistemas campo e mata nativa. O preparo convencional reduz o teor de matéria orgânica e a estabilidade dos agregados e o plantio direto, após cinco anos, aumenta pouco o teor de matéria orgânica na camada superficial, mas aumenta sensivelmente a estabilidade de agregados para valores próximos dos sistemas campo e mata nativa. A estabilidade dos agregados teve relação direta com o teor de matéria orgânica até um patamar próximo de 25g kg-1. A densidade do solo, a macroporosidade, o parâmetro S, o teor de matéria orgânica e a estabilidade dos agregados são bons indicadores das mudanças que ocorrem entre os sistemas de uso do solo. No Argissolo derivado de granito, houve recuperação das propriedades relacionadas com a estabilidade da estrutura, mas nas relacionadas com densidade e porosidade do solo a recuperação ...

Soils with high sand content in the A horizon are prone to degradation processes, depending on management system used. This study had as objective to evaluate the degradation of a Hapludalf formed from granite, located in the Passo do Pilão watershed in Pelotas county, cultivated under conventional system, and its recovery by no-tillage system, compared to two native systems, namely grass field and forest. The experiment was setup in an agricultural area, in April of 1995, with the cultivation of Avena strigosa plus Vicia vilosa, both for conventional system and no-tillage. An area under native grasses and another with native forest were sampled for comparison. Soils samples were colleted from the layers of 0-0.05m, 0.10-0.15m and 0.20-0.25m, to determine the soil texture, porosity, densities, water retention, aggregate stability and distribution, and organic carbon content. The cultivation systems increase the soil bulk density and reduce total porosity, microporosity, water retention and availability, compared with native systems such as grass field and forest. The conventional system reduces organic carbon content and aggregate stability, whereas no-tillage, after five years, increases, somewhat, the organic carbon content in the surface layer, but increases aggregate stability to values near of those for native systems. The aggregate stability had direct relationship with organic carbon content up to an upper limit of 25g kg-1. The bulk density, macroporosity, S parameter, organic carbon content and aggregate stability are good indicators of the changes observed in the soil management systems. For the Hapludalf formed from granite, there was recovery of the properties related to soil structure stability, but in those related to soil bulk density and porosity no recovery was observed.

Teor e qualidade de substâncias húmicas de planossolo sob diferentes sistemas de cultivo / Content and quality of humic substances of a Albaqualf under different management systems

Este trabalho teve por objetivo avaliar e comparar os teores e as características químicas das substâncias húmicas (SHs) de um Planossolo háplico submetido a diferentes sistemas de cultivos de arroz. Amostras de solo foram coletadas em um experimento de longa duração (19 anos) nas profundidades de 0-0,025, 0,025-0,05, 0,05-0,20m e no topo do horizonte B. Os tratamentos avaliados foram: APC-Sistema de cultivo contínuo de arroz (preparo convencional) e controle de invasoras com herbicida, APD-Sucessão de azevém x arroz sob plantio direto e SN-Solo mantido em condições naturais (pastagem nativa). As SHs e a fração não-húmica (NH) foram obtidas por meio de fracionamento químico. O teor de carbono do solo e na forma de SHs e NH foram determinados, respectivamente, pelos métodos Walkley-Black e espectrofotométrico. As características químicas e moleculares das SHs foram avaliadas por espectroscopias de infravermelho e UV/Vis e por análise elementar. Em comparação ao solo natural, o sistema APD preservou os teores de carbono orgânico total e de todas as frações húmicas, enquanto que o sistema APC provocou perdas de carbono orgânico total e de todas as frações húmicas nas camadas superficiais (<0,05m). A proporção de ácidos fúlvicos em relação ao carbono total aumentou em profundidade, sugerindo mobilização desta fração no perfil. O sistema de manejo afetou a composição da matéria orgânica principalmente na camada de 0 a 0,025m, ocorrendo SHs de menor grau de decomposição, mais polares e contendo menor proporção de estruturas alifáticas que no sistema APD.

The objective of this study was to evaluate and compare the content and chemical characteristics of humic substances (SHs) of an Albaqualf under different soil management systems. Soil samples were collected in a long-term field experiment (19 years) from the 0-0.025; 0.025-0.05 and 0.05-0.20m layers and from the top of the B horizon. The following treatments were evaluated: APC-continuous rice crop system under conventional tillage and weed control with herbicides; APD-no-tillage system with rye-grass in the winter and rice in the summer, and SN-soil under natural condition with native grassland. The SHs and the non-humic fraction (NH) were obtained by chemical fractioning. The content of total soil carbon and those occurring as SHs and NH were determined by the Walkley-Black and spectrophotometric methods, respectively. To determine the chemical and molecular characteristics of the SHs, UV-visible and infrared spectroscopy techniques and elementar analyses were employed. In comparison to the soil under natural condition (SN), the no-tillage system (APD) maintained total soil organic carbon concentrations as well as the content of SHs. The conventional tillage reduced soil total organic carbon and the content of SH in the upper layers (<0.05m). The proportion of fulvic acid in relation to the total soil organic carbon increased with soil depth, suggesting the mobilization of this fraction along the profile. The soil management system affected the composition of the organic matter mainly in the 0 to 0.025m layer, where the SH showed a lower decomposition and higher polaricity degree and contained smaller proportion of aliphatic structures than SH in the APD system.

Resistência mecânica à penetração de um argissolo amarelo distrófico típico sob diferentes sistemas de produção em plantio direto / Soil mechanical resistance to penetration of a typic hapludalf under different production systems

Determinou-se a resistência mecânica à penetraçäo (RP) de um Argissolo Amarelo Distrófico típico em 1997, em Pelotas (RS), Brasil (31º49'S e 52º30'W). O experimento consistiu de oito tratamentos envolvendo diferentes culturas de cobertura, em rotaçäo e sucessäo no sistema plantio direto. As amostragens de RP foram realizadas até a profundidade de 0,60 m e a umidade gravimétrica nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,40 e 0,40-0,60m. Os sistemas de produçäo apresentaram valores de RP mais elevados até 0,20m; no tratamento azevém/feijäo, aveia/soja, ervilhaca/milho o solo apresentou os maiores valores de RP