The stability of aggregates and organic carbon content after the application of gypsum, soil scarification and a succession of agricultural crops / A estabilidade dos agregados e do teor de carbono orgânico após a aplicação de gesso, escarificação do solo e uma sucessão de culturas agrícolas

Studies related to the monitoring of soil quality by physical attributes are important for the evaluation and maintenance of the sustainability of agricultural systems, besides indicating the appropriate management of the environment, aiming at its conservation and productivity. The objective of this study was to evaluate the stability of aggregates and organic carbon after the application of gypsum, soil scarification and a succession of crops. The treatments consisted of an absence and addition of gypsum, absence and presence of soil scarification, and three systems of crops in succession. The experimental design was made of randomized blocks, in a 2x2x4 factorial scheme, with eight replications. The aggregates were evaluated as stabled in water and soil organic carbon content. The treatment where gypsum was applied, as well as the soybean/maize/brachiaria/fallow (SMBF) succession system, presented better results in soil aggregation and higher levels of organic carbon.

Estudos relativos ao monitoramento da qualidade do solo pelos atributos físicos são importantes para a avaliação e manutenção da sustentabilidade dos sistemas agrícolas, além de sinalizar o manejo adequado do ambiente, visando à sua conservação e produtividade. Este trabalho teve por objetivo avaliar a estabilidade de agregados e teor de carbono orgânico, após a aplicação de gesso, escarificação do solo e sucessão de culturas. Os tratamentos consistiram na ausência e adição de gesso agrícola, ausência e presença de escarificação do solo, e três sistemas de sucessão de culturas. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2x2x3 com oito repetições. Sendo avaliada a estabilidade dos agregados estáveis em água e teor de carbono orgânico do solo. O tratamento onde foi aplicado gesso agrícola e o sistema de sucessão SMBP apresentaram melhores resultados na agregação do solo e maiores teores de carbono orgânico.

Past and present land use influences on tropical riparian zones: an isotopic assessment with implications for riparian forest width determination / Influências pretéritas e presentes do uso da terra sobre zonas ripárias tropicais: uma avaliação isotópica com implicações para a determinação da largura de florestas ripárias

Abstract In this article, by using carbon stable isotopes, we assessed the past and present land use influences that riparian areas are subject within agricultural landscapes. Emphasis is given to the understanding of the effects of the 2012 Brazilian Forest Act on such areas. We selected five riparian areas within a highly C4 dominated agricultural landscape. Three of them had 30 meters native riparian forest buffer (NRFB) and two of them had 8 meter and no NRFB. We used three 100 meter-transects located 5, 15 and 30 meters relative to stream channel to obtain soil samples (0 - 10 cm). All riparian areas presented soil carbon isotopic signatures that are not C3 (native forests) irrespective of having or not 30 meters NRFB. Two cases presenting less than 30 meters NRFB had higher C4 derived carbon contribution. All of the other three areas that followed the 30 meters NRFB presented, to some degree, C4 derived carbon, which was attributed to C4 organic matter deposition originated from cultivated areas and, in one case, to the persistence of former exotic grasses. With the 2012 Forest Act allowing narrower buffers (< 30 meters), we expect C4 contributions to soil organic matter to remain high in riparian areas and streams within agricultural landscapes dominated by C4 plants where 30 meter NRFB is no longer required. Such contributions will likely continue to have detrimental effects on stream water quality and biota.

Resumo Neste artigo, ao utilizar isótopos estáveis de carbono, nós avaliamos as influências presentes e pretéritas do uso da terra a que as áreas ripárias estão sujeitas quando situadas dentro de paisagens agrícolas. Ênfase é dada ao entendimento dos efeitos do Código Florestal de 2012 em tais áreas. Nós selecionamos cinco áreas ripárias em uma paisagem agrícola altamente dominada por plantas C4. Três delas apresentam faixa ripária de floresta nativa (FRFN) de 30 metros de largura e as outras duas apresentam FRFN de 8 e 0 m (i.e. sem FRFN). Nós utilizamos três transectos de 100 metros localizados a 5, 15 e 30 metros de distância do canal fluvial para obter amostras de solo (0 - 10 cm). Todas as áreas ripárias apresentaram assinaturas isotópicas do carbono do solo que não são C3 (floresta nativa) independentemente de apresentarem ou não FRFN de 30 metros. Os dois casos em que FRFN era menor que 30 m apresentaram maior contribuição de carbono oriundo de plantas C4. Todas as outras três áreas com FRFN de 30 m também apresentaram, em algum grau, carbono oriundo de plantas C4. Todas as outras três áreas com FRFN de 30 m também apresentaram, em algum grau, carbono oriundo de plantas C4 que foi atribuído è deposição de matéria orgânica de plantas C4 originada das áreas cultivadas e, em um caso, è persistência de gramíneas exóticas pré-existentes. Com o Código Florestal de 2012 permitindo FRFN mais estreitas (< 30 metros), nós esperamos que a contribuição de plantas C4 para a matéria orgânica permaneça alta em áreas ripárias e rios dentro de paisagens agrícolas dominadas por plantas C4 onde a FRFN de 30 m não é mais uma obrigação. Tais contribuições irão, provavelmente, continuar a ter efeitos prejudiciais è qualidade de água dos rios e à sua biota.

Crescimento em diâmetro do Pinus elliottii e Pinus taeda em áreas arenizadas e degradadas no Oeste do Rio Grande do Sul / Diameter growth of Pinus elliottii and Pinus taeda in arenizated and degraded areas in the Western of Rio Grande do Sul State, Brazil

Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o desempenho do Pinus elliottii Engelm. e Pinus taeda L. em áreas arenizadas e degradadas por ação antrópica, na região da fronteira oeste do estado do Rio Grande do Sul. Em povoamentos, foram selecionadas árvores médias, que foram abatidas e seccionadas pelo método de Smalian, a fim de obter discos de madeira para a análise dendrocronológica, para a obtenção do diâmetro por idade. O crescimento em diâmetro, quando comparado entre espécies, apresentou tendências diferentes de níveis de desenvolvimento no tempo. O uso de variáveis dummy no modelo de crescimento permitiu definir uma equação única para estimar o diâmetro em função da idade para ambas as espécies, considerando os níveis de degradação do solo médio e baixo, como variáveis necessárias para estimar o crescimento destas espécies nestes tipos de solos arenizados e degradados.

This research aims to study the performance of Pinus elliottii Engelm. and Pinus taeda L. in the arenizated and degraded areas by antropic action in the western of Rio Grande do Sul state. In stands were selected medium trees, which were harvested and sectioned by Smalian method to obtain wood discs for dendro chronological analysis to determine the diameter by age. The diameter growth compared between species showed different levels of development over time. The use of dummy variables in the growth model enables a single equation to estimate the diameter as a function of age for both species, considering the medium and low levels of soil degradation, as variables necessary to estimate the growth of these species in these types of arenizated degraded soils.

Plantas de cobertura no controle da erosão hídrica sob chuvas naturais / Cover plants in water erosion control under natural rainfall

As plantas de cobertura desempenham um conjunto de ações integradas que proporcionam benefícios aos sistemas agrícolas, com destaque para a redução da erosão hídrica que é a principal forma de degradação dos solos brasileiros. Assim, objetivou-se com este trabalho quantificar as perdas de solo, água e o potencial de arraste de sedimentos decorrentes da erosão hídrica, sob chuva natural. Neste experimento foram utilizadas quatro espécies de plantas de cobertura em dois sistemas: consórcio milheto (Pennisetum glaucum (L.) R.Brown) com crotalária (Crotalaria spectabilis Roth) e consórcio de milheto com feijão-guandu (Cajanus cajan (L.) Huth), além do cultivo solteiro do milheto, feijão-guandu, feijão-de-porco (Canavalia ensiformis (L.) DC) e crotalária. Para a quantificação das perdas de solo, água e potencial de arraste de sedimentos do solo utilizaram-se parcelas de 4 x 12 m. Observou-se que os maiores índices de cobertura foram obtidos pelas espécies feijão-de-porco (77,63%), feijão-guandu (64,55%) e pelo consórcio milheto + feijão-guandu (64,11%). As menores perdas de solo foram obtidas pelo cultivo do feijão-guandu (1,27 Mg ha-1), do milheto (1,47 Mg ha-1) e do feijão-de-porco (1,77 Mg ha-1), e as menores perdas de água foram obtidas pelo cultivo do feijão-guandu (37,90 mm), do consórcio milheto + crotalária (40,04 mm) e pelo feijão-de-porco (41,83 mm). Não é possível inferir sobre uma relação entre os índices fitotécnicos e a proteção do solo contra a erosão hídrica.

Cover crops play a set of integrated actions that provide benefits to agricultural systems, with emphasis on reducing water erosion that is the main form of land degradation in Brazil. Thus the aim of this work was to quantify the losses of soil, water and the potential for entrainment of sediment resulting from water erosion under natural rainfall. In this experiment we used four species of cover crops in two systems: intercropping sunn hemp with millet and intercropping millet with pigeon pea, and the cropping to millet, pigeon pea, jack bean and sunn hemp. To quantify the losses of soil, water and the potential for entrainment of soil sediment were used plots of 4 x 12 m. It was observed that the highest rates of coverage were obtained by species jack bean (77.63%), pigeon pea (64.55%) and the consortium millet + pigeon pea (64.11%). The lowest soil loss was obtained by cultivation of pigeon pea (1.27 Mg ha-1), millet (1.47 Mg ha-1) and jack bean (1.77 Mg ha-1), and lowest water loss was obtained by cultivation of pigeon pea (37.90 mm), in the consortium millet + sunn hemp (40.04 mm) and jack bean (41.83 mm). It is not possible to infer a relationship between the rates phytotechnical and protection against soil erosion.

Atributos físico-hídricos de um Latossolo após a aplicação de lodo de esgoto em área degradada do Cerrado / Hydro-physical attributes of an Oxisol after sewage sludge application on a Cerrado degraded area

Os solos cultivados intensivamente e inadequadamente são degradados, assim como a construção de obras civis no meio rural executada sem atender à legislação. O trabalho objetivou definir a interferência do lodo de esgoto na recuperação de atributos de um Latossolo Vermelho. O experimento foi implantado em 2004, em Selviria (MS). Os tratamentos utilizados foram: T1-vegetação de cerrado; T2-solo exposto sem tratamento para recuperação; T3-solo cultivado com eucalipto e braquiária sem o uso do lodo de esgoto e adubação mineral; T4-solo cultivado com eucalipto e braquiária com adubação mineral; T5-solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 30Mg ha-1 de lodo de esgoto e; T6-solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 60Mg ha-1 de lodo de esgoto. Nas camadas do solo de 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 e de 0,20-0,30m, foram avaliados os atributos físico-hídricos e teor de matéria orgânica. Os tratamentos com adubação mineral e orgânica estão agindo de forma semelhante para a recuperação dos atributos físico-hídricos e do teor de matéria orgânica. Em solos degradados pela construção de obras civis a aplicação de 30 a 60mg de lodo de esgoto ha-1 recupera as suas propriedades físico-hídricas.

Intensively and inadequately managed soils and the civil construction industry in the rural area that are unconcerned with specific legislation, result in several problems in the environment. The objective of the present study was to evaluate the influence of sewage sludge on the recovery of hydro-physical properties of an Oxisol. The experiment was implanted in 2004, in Selvíria, Mato Grosso do Sul, Brazil. The six experimental treatments were arranged according to a randomized complete-block design with four replications. The experimental treatments were: 1 - Native Cerrado vegetation; 2 - degraded soil without treatment for soil recovery; 3 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing and no sewage sludge or mineral fertilization use; 4 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with mineral fertilizer; 5 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with 30Mg ha-1 sewage sludge, and 6- Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with 60Mg ha-1 sewage sludge. Hydro-physical properties and the soil organic matter content were characterized at 0.00-to-0.05; 0.05-to-0.10; 0.10-to-0.20 and 0.20-to-0.30m layers in the soil. Mineral and organic fertilization treatments showed similar effects on the recovery of the hydro-physical properties and organic matter content of the degraded soil. The hydro-physical properties and organic matter content of Cerrado soils degraded due to civil construction activities can be recovered by the use of 30 to 60Mg sewage sludge ha-1.

Fertility and acidity status of latossolos (oxisols) under pasture in the Brazilian Cerrado

The Cerrado region, with over 50 million hectares of cultivated pasture, provides 55 percent of Brazilian beef production. Previous investigations have shown that about 70-80 percent of this pasture is affected by some kind of degradation, leading to low productivity. However, until now, few surveys have been carried out on a regional scale. The aim of the present work is both to assess the fertility and acidity levels of Cerrado soils under pasture and compare the variability of the soils characteristics on a regional scale. Two soil depths were sampled in different places within the studied area: (1) a surface horizon (0.0-0.2 m) in order to evaluate its fertility and acidity status for pasture, and (2) a subsurface horizon (0.6-0.8 m), used for classification. Most of soils had levels of nutrients below the reference values for adequate pasture development. Whatever the texture, about 90 percent of soils had low or very low availability of phosphorus. Only 7 to 14 percent of soils had low pH, high exchangeable aluminum, and aluminum saturation above the critical acidity level. Except for nitrogen, no significant difference was found between Latossolos Vermelhos and Latossolos Vermelho-Amarelos.

A região do Cerrado, com 50 milhões de hectares de pastagens cultivadas, responde por 55 por cento da carne bovina produzida no Brasil. Há estimativas indicando que entre 70 e 80 por cento destas pastagens apresentam algum grau de degradação, o que leva a baixa produtividade. No entanto, até o presente, poucos trabalhos foram desenvolvidos em escala regional. O objetivo deste trabalho foi avaliar a fertilidade e a acidez de Latossolos sob pastagens na região do Cerrado e comparar a variabilidade das características dos solos em escala regional. A amostragem foi realizada em duas profundidades, superficial (0,0-0,2 m) para avaliação da fertilidade e acidez e subsuperficial (0,60,8 m), utilizada para classificar os solos. A maioria dos solos apresentou teores de nutrientes abaixo do recomendado para o adequado desenvolviento das pastagens. Independentemente da textura, aproximadamente 90 por cento dos solos apresentaram baixa ou muito baixa disponibilidade de P. Apenas 7-14 por cento dos solos apresentaram baixo pH, alta saturação por Al e acidez acima do nível crítico. Exceto para o N, não houve diferença significativa nos níveis de fertilidade e acidez entre os Latossolos Vermelhos e os Latossolos Vermelho-Amarelos.

Alteração em atributos fisicos de um solo sob pastagem após escarificação / Changes in soil physical attributes in pasture after chisel plowing

A compactação do solo pode ser considerada uma das principais causas de degradação de pastagens. Entre várias técnicas de mobilização do solo para rompimento de camadas compactadas, a escarificação apresenta aspectos positivos para um manejo conservacionista. Objetivou-se, neste trabalho, avaliar as alterações ocorridas na resistência do solo à penetração, porosidade do solo e densidade do solo de um Latossolo Vermelho-Amarelo, sob pastagem mediante sua escarificação. Implementou-se um experimento em uma área de Brachiaria decumbens Stapf. em Nova Odessa (SP), utilizando um escarificador com discos de corte e ponteiras aladas. A resistência do solo à penetração foi avaliada utilizando um penetrógrafo hidráulico eletrônico e a densidade do solo e porosidade do solo, a partir de amostras indeformadas. As camadas de solo identificadas por análise multivariada da resistência do solo à penetração foram alteradas pela escarificação. A escarificação do solo reduziu significativamente os valores de resistência do solo à penetração. A escarificação do solo promoveu maiores alterações nos atributos físicos na profundidade de 0,0-0,1 m, na entrelinha da passagem das hastes do escarificador.

Soil compaction is considered one of the main causes of pasture degradation. Several techniques can be applied to reduce compacted soil layers. Chisel plowing is one of the farming expedients that present the most positive aspects regarding the soil conservation management. The aim of this study was to evaluate the changes in soil penetration resistance, soil porosity and bulk density in an oxisol soil of a pasture field after chisel plowing. The experiment was set up in Nova Odessa (SP) on a Brachiaria decumbens Stapf. field, using a chisel plow with cutting discs and winged tips. The soil penetration resistance was evaluated with an electronic hydraulic penetrographer, and the porosity and bulk density with undeformed samples. The soil layers identified by multivariate data analysis of the soil penetration resistance were changed by soil scarification. The soil scarification procedure decreased the soil penetration resistance. The soil scarification showed the highest changes in physical attributes in the layer of 0.0-0.1 m, between the lines of the chisel plow shanks.