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.

Soil microbiological properties and enzyme activity in agroforestry systems compared with monoculture, natural regeneration, and native Caatinga / Propriedades microbiológicas e atividade enzimática do solo sob sistemas agroflorestais comparado com monocultura, regeneração natural e caatinga nativa

The objective of this study was to evaluate the influence of agroforestry systems of different ages (AFS1: one-year old; AFS5: five-years old) on the biological attributes of soil; the following systems were used for comparison: a slash-and-burn (SBF) farming area, Caatinga which has been undergoing regeneration for 6 years (CaR6), and native Caatinga (NCa) in Brazil. Enzyme activity, abundance and composition of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), and production of glomalin-related soil proteins (GRSP) were evaluated at soil depths of 0­0.05 m. AMF species composition in the AFS was more similar to that in the NCa than in the SBF and CaR6 systems. In the rainy season, sporulation was most abundant in the AFS-1, CaR6, and SBF systems, whereas GRSP concentrations were highest in the AFS5 during the dry season. Acid phosphatase and arylsulfatase enzyme activity was lower in the AFS1 soils than in the NCa and SBF soils (rainy period), and levels of ß-glucosidase and fluorescein diacetate hydrolysis in the AFS were equal to or higher than those in the NCa in the dry season but lower in the rainy season. AFS thus appear to promote the maintenance of soil biological quality, and may be more sustainable than SBF farming systems in the Brazilian Caatinga over the long term.

O objetivo do estudo foi avaliar a influência de sistemas agroflorestais (AFS1: um ano de idade; AFS5: cinco anos de idade), nos atributos biológicos do solo usando como referência, uma área de agricultura de corte e queima (SBF), Caatinga em regeneração há 6 anos (CaR6), e Caatinga nativa (NCa), in Brasil. A atividade enzimática, a abundância e composição dos fungos micorrízicos arbusculares (AMF), e a produção de proteína do solo relacionada à glomalina (GRSP) foram avaliados, na profundidade de 0-5 cm do solo. A composição das espécies de AMF nos AFS foi mais semelhante a observada na NCa, do que os sistemas SBF e CaR6. Na estação chuvosa, a esporulação foi mais abundante em AFS-1, CaR6 and SBF quando comparada as outras áreas, enquanto a GRSP apresentou maiores teores no AFS5 no período seco. AFS1 apresentou atividade da fosfatase ácida e arilsulfatase inferiores tanto a NCa quanto a SBF, no período chuvoso. No período seco, a atividade de ß-glicosidase e a hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) na AFS foram iguais ou superiores a Nca, mas menor no período chuvoso. Verifica-se que os AFS são potenciais para a manutenção da qualidade biológica do solo, podendo, em longo prazo, serem mais sustentáveis que a SBF, em ambiente de Caatinga.

Visual Evaluation of Soil Structure in Maize and Forage Grasses Intercropping under No-Tillage

Abstract The objective was to undertake the visual evaluation of soil structure in maize and forage grasses intercropping under no-tillage. The experiment was carried out in a rural property located in North Paraná State, Brazil, where there were five parallel areas with the following treatments: maize + Urochloa brizantha cv. Marandu (T1), maize + Urochloa brizantha cv. Piatã (T2), maize + Urochloa brizantha cv. Xaraés (T3), maize + Urochloa ruziziensis (T4), and non-intercropping maize (T5). Seeds of forage grasses were sown in April 5th, 2018 and sampling was carried out in December, 30th, 2018. Samples of 0.10 m width, 0.20 m length, and 0.25 m thickness were collected from five random locations of each experimental area and, for the visual evaluation of soil structural quality, a soil evaluation (VESS) chart was used so that visual scores were attributed to each sample. Treatments 1 and 5 received the highest scores, while treatment 3 had the lowest score and showed good structural quality and great root presence. At the superficial layer, treatment 2 had the lowest score (0.8) among treatments. For the subsuperficial layer, the scores obtained were higher than those found for the superficial layer: T3 had the lowest mean (1.5) and was significantly similar to T4 that presented a mean score of 1.7. Except for T1, which showed a similar score to non-intercropping maize (T5), the forage grasses had better visual scores. The visual evaluation of soil structure indicated that maize and forage grasses intercropping improves soil structural quality.

Soil Carbon and Structural Quality in Crop Rotations under No-tillage System

Abstract The no-tillage system associated with crops rotation affects the dynamics of soil organic matter, influencing the formation, reorganization and stabilization of aggregates and the carbon content (C) into soil aggregates. The aim of this study was to evaluate the effect of crop rotations under no-tillage system on C content and soil aggregation. The experiment was conducted at the Paraná Agronomic Institute in Ponta Grossa, PR, Brazil. The treatments consisted of six crop rotations, in a 3-year cycle, arranged in a randomized block design with four replications. Soil samples were collected at layers of 0-5, 5-10 and 10-20 cm. The aggregate classification was determined by the wet sieving methodology, and the Weighted Mean Diameter (WMD), Geometric Mean Diameter (GMD) and Aggregate Stability Index (ASI) were calculated. The C content in the aggregates was determined by wet oxidation. The results were submitted to analysis of variance and Tukey test at 5% probability. There was no difference among crop rotations for aggregate classes and aggregation indexes, but were higher in surface, decreasing in depth. The carbon content in the aggregates did not differ among crop rotations, but presented stratification in the soil profile, decreasing in depth. The cycle of three years with crop rotation was insufficient to express possible changes in soil C content and aggregation.

Liming and Nitrogen Fertilization Effects on Soil Microbial Community in Long Term No-till

Abstract Soil management influences organic matter decomposition rates as well soil microbial community functional behavior. No-till (NT) is the most used management system by farmers due to its conservation practices and high productivity. The main objective of this study was to evaluate the impact of surface-applied lime, nitrogen (N) application, and black oat residues on soil microbial community of a Typic Hapludox under continuous NT. Therefore, soil chemical attributes, microbial biomass carbon, basal respiration, metabolic quotient, most probable number of diazotrophs, as well as bacterial functional analysis were performed. The effect of liming and N fertilization amendments inputs were saw in soil respiration and metabolic quotient measurements, showing them to be good indicators of soil quality. Further studies should be carried out in order to molecularly identify microbial communities present in soils with different liming and N fertilization management to evaluate the behavior of specific bacterial taxa under such conditions.

Outstanding impact of soil tillage on the abundance of soil hydrolases revealed by a metagenomic approach

ABSTRACT The soil represents the main source of novel biocatalysts and biomolecules of industrial relevance. We searched for hydrolases in silico in four shotgun metagenomes (4,079,223 sequences) obtained in a 13-year field trial carried out in southern Brazil, under the no-tillage (NT), or conventional tillage (CT) managements, with crop succession (CS, soybean/wheat), or crop rotation (CR, soybean/maize/wheat/lupine/oat). We identified 42,631 hydrolases belonging to five classes by comparing with the KEGG database, and 44,928 sequences by comparing with the NCBI-NR database. The abundance followed the order: lipases > laccases > cellulases > proteases > amylases > pectinases. Statistically significant differences were attributed to the tillage system, with the NT showing about five times more hydrolases than the CT system. The outstanding differences can be attributed to the management of crop residues, left on the soil surface in the NT, and mechanically broken and incorporated into the soil in the CT. Differences between the CS and the CR were slighter, 10% higher for the CS, but not statistically different. Most of the sequences belonged to fungi (Verticillium, and Colletotrichum for lipases and laccases, and Aspergillus for proteases), and to the archaea Sulfolobus acidocaldarius for amylases. Our results indicate that agricultural soils under conservative managements may represent a hotspot for bioprospection of hydrolases.

Effect of watershed land use on water quality: a case study in Córrego da Olaria Basin, São Paulo State, Brazil / Efeito do uso do solo em sub-bacias na qualidade da água: um estudo de caso na Bacia do Córrego da Olaria, Estado de São Paulo, Brasil

Abstract The water quality is related to the hydrologic and limnologic properties of ground and surface water, and significant efforts have been made to monitor water sources to understand the effects of land use changes in agricultural areas, with significant socioeconomic activities. The objective of this study was to evaluate the qualitative aspects of surface water in subbasins related to land use. Samples were analyzed in terms of physical and chemical parameters on monthly discrete water quality sampling in four representative sites at first order subbasin streams, located at the Polo Regional Centro Norte, Pindorama County, State of São Paulo, Brazil. The land use classification was made by visual detection technique in a multispectral satellite data obtained from LandSat8- spectral bands of the OLI sensor. The watershed was classified into major land cover/use classes and overlay maps generated in ArcGIS 10 indicated a significant shift from natural vegetation to agriculture activities. Water quality monitoring was according to the brazilian protocol and the results were submitted to analysis of variance (ANOVA). The values obtained differ significantly at each sampling point - subbasins, reflecting the effects of land use on water quality. Soil conservation management is important to optimize soil use in order to contribute to the control of water pollution and the formulation of a public policy is necessary for the conservation of water and soil resources.

Resumo A qualidade da água está relacionada com as propriedades hidrológicas e limnológicas das águas subterrâneas e superficiais, e esforços significativos devem ser realizados para monitorar as nascentes no intuito de compreender os efeitos das mudanças no uso da terra em áreas agrícolas, com atividades socioeconômicas significativas. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos qualitativos das águas superficiais de bacias hidrográficas e correlacionar com o uso do solo. As amostras foram analisadas em termos dos parâmetros físicos e químicos na amostragem mensal discreta da qualidade da água, em quatro locais representativos de nascentes em microbacias de primeira ordem, localizadas no Polo Regional Centro Norte, Pindorama, Estado de São Paulo, Brasil. A classificação do uso do solo foi feita por técnica de detecção visual em uma imagem multiespectral de satélite LandSat8- bandas espectrais, sensor OLI. O uso do solo foi classificado nas principais classes de uso e os mapas de sobreposição gerados no ArcGIS 10 indicaram uma mudança significativa da vegetação natural para as atividades agrícolas. O monitoramento da qualidade da água foi realizado de acordo com o protocolo brasileiro e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Os valores obtidos diferem significativamente em cada ponto de amostragem, refletindo os efeitos do uso do solo sobre a qualidade da água. A gestão do solo e da água é importante para aperfeiçoar as práticas agrícolas, no intuito de contribuir para o controle da poluição da água e para a formulação de uma política pública necessária para a conservação dos recursos hídricos e do solo.

Effect of watershed land use on water quality: a case study in Córrego da Olaria Basin, São Paulo State, Brazil

Abstract The water quality is related to the hydrologic and limnologic properties of ground and surface water, and significant efforts have been made to monitor water sources to understand the effects of land use changes in agricultural areas, with significant socioeconomic activities. The objective of this study was to evaluate the qualitative aspects of surface water in subbasins related to land use. Samples were analyzed in terms of physical and chemical parameters on monthly discrete water quality sampling in four representative sites at first order subbasin streams, located at the Polo Regional Centro Norte, Pindorama County, State of São Paulo, Brazil. The land use classification was made by visual detection technique in a multispectral satellite data obtained from LandSat8- spectral bands of the OLI sensor. The watershed was classified into major land cover/use classes and overlay maps generated in ArcGIS 10 indicated a significant shift from natural vegetation to agriculture activities. Water quality monitoring was according to the brazilian protocol and the results were submitted to analysis of variance (ANOVA). The values obtained differ significantly at each sampling point - subbasins, reflecting the effects of land use on water quality. Soil conservation management is important to optimize soil use in order to contribute to the control of water pollution and the formulation of a public policy is necessary for the conservation of water and soil resources.

Resumo A qualidade da água está relacionada com as propriedades hidrológicas e limnológicas das águas subterrâneas e superficiais, e esforços significativos devem ser realizados para monitorar as nascentes no intuito de compreender os efeitos das mudanças no uso da terra em áreas agrícolas, com atividades socioeconômicas significativas. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos qualitativos das águas superficiais de bacias hidrográficas e correlacionar com o uso do solo. As amostras foram analisadas em termos dos parâmetros físicos e químicos na amostragem mensal discreta da qualidade da água, em quatro locais representativos de nascentes em microbacias de primeira ordem, localizadas no Polo Regional Centro Norte, Pindorama, Estado de São Paulo, Brasil. A classificação do uso do solo foi feita por técnica de detecção visual em uma imagem multiespectral de satélite LandSat8- bandas espectrais, sensor OLI. O uso do solo foi classificado nas principais classes de uso e os mapas de sobreposição gerados no ArcGIS 10 indicaram uma mudança significativa da vegetação natural para as atividades agrícolas. O monitoramento da qualidade da água foi realizado de acordo com o protocolo brasileiro e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Os valores obtidos diferem significativamente em cada ponto de amostragem, refletindo os efeitos do uso do solo sobre a qualidade da água. A gestão do solo e da água é importante para aperfeiçoar as práticas agrícolas, no intuito de contribuir para o controle da poluição da água e para a formulação de uma política pública necessária para a conservação dos recursos hídricos e do solo.

Plantas de cobertura para o noroeste do estado de São Paulo / Cover crops for the northwest region from São Paulo State, Brazil

O trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a produtividade de fitomassa de cinco plantas de cobertura utilizadas para produção de grãos, sementes e forragem, em diferentes densidades de semeadura, e da vegetação espontânea, na Região Noroeste do Estado de São Paulo. Os experimentos foram instalados em Votuporanga, SP e Selvíria, MS, em março de 2008, após o preparo convencional do solo. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições, utilizando as seguintes plantas de cobertura em diferentes densidades de semeadura que constituíram os tratamentos: Sorghum bicolor: 6, 7 e 8kg ha-1, Pennisetum americanum: 10, 15 e 20kg ha-1, Sorghum sudanense: 12, 15 e 18kg ha-1, híbrido de Sorghum bicolor com Sorghum sudanense: 8, 9 e 10kg ha-1, Urochloa ruziziensis: 8, 12 e 16kg ha-1. Também se utilizou um tratamento controle com vegetação espontânea. Avaliou-se a fitomassa das diferentes coberturas no momento da colheita/corte das coberturas, na pré-semeadura e no florescimento das culturas da soja e do milho. A utilização de plantas de cobertura mostrou-se mais benéfica que se deixar as áreas em pousio. Concluiu-se que as plantas de cobertura avaliadas mostraram-se como boas opções de plantas de cobertura para a região Noroeste do Estado de São Paulo. Além Disso, as diferentes densidades de semeadura de cada planta de cobertura não influenciaram na produtividade de fitomassa da mesma planta de cobertura.

This study was conducted to evaluate the productivity of biomass of five cover crops used for the production of grain, seeds and fodder in different sowing density per hectare, and of spontaneous vegetation for the northwest region of São Paulo State, Brazil. The experiments were installed in Votuporanga, SP, Brazil and Selvíria, MS, Brazil in March 2008, after conventional tillage. The experimental design was a randomized complete block with four replications, using the following cover crops at different sowing density: Sorghum bicolor: 6, 7 and 8kg ha-1, Pennisetum americanum, 10, 15 and 20kg ha-1, Sorghum sudanense, 12, 15 and 18kg ha-1, hybrid of Sorghum bicolor with Sorghum sudanense: 8, 9 and 10kg ha-1, Urochloa ruziziensis: 8, 12 and 16kg ha-1. It was used a control treatment with spontaneous vegetation. The biomass of different toppings in harvesting/cutting of covers was evaluated, in the pre-sowing and flowering of soybean and corn. The use of cover crops proved more beneficial than leaving areas fallow. It was concluded that different cover crops evaluated showed to be good options as cover crops for the northwest region of São Paulo State and the different sowing density from each plant cover did not influence biomass productivity of the same plant coverage.

Macrofauna do solo em uma cronosequência de capoeiras, florestas e pastos no Centro de Endemismo Belém, Amazônia Oriental / Soil macrofauna in a chronosequence of fallows, old-growth forests and pastures in the Belém Endemism Center, Eastern Amazon

The Belém Endemism Center (CEB; the biogeographic region located between the Tocantins and Pindaré rivers) is the most deforested area of the Amazon. To study the soil biota of the remaining old-growth and second-growth forests is essential to promote more sustainable farming practices, and provide orientation for degraded land restoration. The aim of this study was to identify the main determinants of the composition and diversity of major taxa of soil macrofauna (current soil use, geographic centers, soil use history, fire frequency) in a chronosequence of fallows and forests in the CEB. Macrofauna was sampled in eight sites of young secondary forests (4-7 y), six sites of medium secondary forests (11-15 y), seven sites of "old" secondary forests (20-40 y), eight sites of old-growth forest remnants and three sites of pastures. Its composition and diversity were analysed through Principal Component and Between-class Analyses. A total of 9.225 individuals from 29 major taxa (orders or families) were collected in the 32 plots. Soil macrofauna composition was very sensitive to soil use history and identified different communities among geographic centers. The intensity of soil use decreased the abundance and richness of predators, indicating long-lasting impacts of soil degradation on macrofauna composition and diversity, and therefore on soil ecological functions.

O Centro de Endemismo Belém (CEB) -região biogeográfica localizada entre os rios Tocantins e Pindaré- é a área mais desmatada da Amazônia. Estudar a biota do solo dos remanescentes florestais e de áreas em regeneração (capoeiras) do CEB é fundamental para promover práticas agrícolas mais sustentáveis e orientar ações de restauração de áreas degradadas. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi identificar os principais determinantes da composição e da diversidade dos grandes táxons de macrofauna do solo (uso atual do solo, núcleos geográficos, histórico de uso, freqüência de fogo) em uma cronoseqüência de capoeiras e florestas no CEB. A macrofauna foi amostrada em oito áreas de capoeiras baixas (4-7 anos), seis áreas de capoeiras médias (11-15 anos), sete áreas de capoeiras altas (20-40 anos), oito áreas de remanescentes de florestas e três áreas de pastagem. Sua composição e diversidade foi estudada através de Análises de Componentes Principais e Entre-classes. Um total de 9.225 indivíduos pertencentes a 29 grandes taxóns (ordens ou famílias) foram coletados nas 32 parcelas amostradas. A composição da macrofauna se mostrou sensível ao efeito do histórico de uso do solo e identificou comunidades significativamente distintas entre as micro-regiões, havendo nessa escala efeito da cronosequência de capoeiras e florestas. A intensidade do uso do solo levou a redução da abundância e da riqueza de predadores, indicando alterações significativas no funcionamento do solo. Esses resultados mostram um efeito duradouro da degradação sobre a macrofauna do solo e conseqüentemente sobre suas funções ecológicas.

Alterações na qualidade física de um latossolo amarelo sob pastagem / Changes in the physical quality of an Oxisol under grazing system

Indicators of physical quality of soils are important tools in the study of changes that occur in soils brought about by use and management practices. The objective of this study was to use the least limiting water range (LLWR) and S value (the slope of the soil water retention curve at its inflection point) to quantify soil physical changes promoted by grazing system in comparison with soil under forest vegetation. The study was carried out in an Oxisol under native vegetation and grazing. At these sites disturbed and undisturbed samples were collected at depths of 0-5 and 25-30 cm. The samples were used for chemical and physical analyzes. The S-value varied depending on land use. Except under native vegetation (at 0-5 cm depth), the S-index values were below the limit suggested to permit discriminating between soils with good and poor structural quality. The LLWR was strongly reduced under grazing, reaching zero values. The main limiting factor to water availability was soil resistance, which except under natural vegetation (0-5 cm), was the factor that determined the lower threshold for water availability in all areas and studied depths. Regarding the assessment of the physical quality of soils, the indicators of soil physical quality, LLWR and S value, yielded similar results and were able to indicated physical changes that occurred in the soil under the grazing system.

Indicadores de qualidade física do solo representam uma importante ferramenta no estudo das alterações que ocorrem no solo em função de ações de uso e manejo. Objetivou-se com este estudo utilizar o intervalo hídrico ótimo (IHO) e o índice-S (declividade da curva de retenção de água no solo no ponto de inflexão) para quantificar as alterações físicas do solo promovidas pelo sistema de pastagem, tendo como referência um solo sob mata. O estudo foi realizado em um Latossolo Amarelo distroférrico típico sob mata nativa e pastagem, onde foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas profundidades de 0-5 e 25-30 cm, utilizadas para determinação do carbono orgânico do solo e análises físicas. Os valores de índice-S, com exceção do solo sob mata (0-5 cm), estiveram abaixo do limite sugerido para separar solos com boa e pobre qualidade estrutural. O IHO foi fortemente reduzido no solo sob pastagem, chegando a atingir valor zero. O principal fator limitante para a disponibilidade de água foi a resistência à penetração, que exceto em mata (0-5 cm), atuou como limite inferior do IHO em todas as áreas e profundidades avaliadas. Os indicadores de qualidade física do solo, IHO e índice-S, apresentaram conformidade quanto à avaliação da qualidade física dos solos estudados e indicaram as alterações físicas promovidas no solo sob sistema de pastagem.

Macrofauna edáfica em diferentes coberturas vegetais / Edaphic macrofauna in different plant covers

A macrofauna edáfica desempenha papel importante na ciclagem de nutrientes e melhora as propriedades químicas e físicas do solo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a biodiversidade da macrofauna edáfica em área com a cultura do eucalipto, cafeicultura e mata ciliar, Campos Gerais - MG. Os tratamentos constaram da coleta da macrofauna da serapilheira e solo em coberturas vegetais (café, eucalipto e mata ciliar) no período do inverno e verão. As avaliações foram realizadas pela frequência de indivíduos nos diferentes grupos taxonômicos, densidade e riqueza, índice de Shannon (H') e Pielou (J'). Na serapilheira foi observada a presença das ordens Arachinida, Coleoptera e Hymenoptera nas diferentes áreas e épocas. No solo, em todos os sistemas de manejo e épocas, foi observada a presença do grupo Oligochaeta, sendo encontrados de maneira predominante na mata ciliar. A maior riqueza de ordens e população de indivíduos por metro quadrado foi encontrado no solo de mata ciliar no período de verão. O melhor índice de Shannon (H') foi encontrado no solo da mata ciliar no inverno e na serapilheira da cultura do cafeeiro no verão. O índice de Pielou (J') apresentou melhores resultados nos diferentes sistemas de manejo de solo no período de inverno. A mata ciliar é a área de maior biodiversidade de macrofauna edáfica.

The edaphic macrofauna plays important role in the cycling of nutrients and improves the chemical and physical properties of soil. The purpose of this study was to evaluate the biodiversity of edaphic macrofauna in area with of coffee and eucalyptus crops and riparian forest, Campos Gerais - MG. The treatments consisted of edaphic macrofauna samples in different plant covers (coffee, eucalyptus and riparian forest) in winter and summer epochs. In the leaf litter was observed the presence of arachnids, coleopteras and hymenopteras in different areas and epochs. On the soil, all systems of management and epochs, was observed the presence of oligochaetas, being found so prevalent in the riparian forest. The greatest wealth of orders and individuals per square meter were found in summer in riparian forest soil. The best of Shannon index (H') was found in the soil of the forest and in the leaf litter of the coffee crop in winter and summer respectively. The index of Pielou (J') showed the best results in different soil management systems in winter period. In the leaf litter, the Pielou index showed good performance in different areas and epochs. The riparian forest is the area of highest biodiversity of soil macrofauna.

Caracterização e estoques de carbono de sistemas agroflorestaisno Cerrado de Minas Gerais / Characterization and carbon storage of agroforestry systems in brazilian savannas of Minas Gerais, Brazil

Os sistemas agroflorestais (SAFs) além de geração de renda e conservação da biodiversidade pode ser uma alternativa para a estocagem de carbono. O trabalho teve como objetivo caracterizar três sistemas agroflorestais (SAFs) e estimar os estoques de carbono na fitomassa aérea, na serapilheira e no solo. Os SAFs e suas respectivas vegetações nativas adjacentes foram caracterizados quanto ao número, classificação botânica,distribuição diamétrica e estratificação vertical dos indivíduos arbóreose. Em cada um dos sistemas, foram estimados os estoques de carbono na fitomassa aérea, na serapilheira e no solo. Os SAFs,implantados a partir do manejo da vegetação nativa, apresentaram uma biodiversidade vegetal e estoque de carbono na fitomassa, na serapilheira e no solo semelhantes à área de vegetação nativa adjacente. Por outro lado, os estoques de carbono no SAF implantado em área anteriormente cultivada com culturas anuais apresentou menor diversidade de espécies arbóreas e estoques de carbono na fitomassa, serapilheira e no solo, em relação à vegetação nativa adjacente. Sistemas agroflorestais bem manejados se assemelham à vegetação nativa em estoque de carbono e conservação da biodiversidade dos recursos naturais.

Agroforestry systems (SAFs) as well as income generation and biodiversity conservation can be an alternative to carbon stocks. The study aimed to characterize and estimate the soil and plant carbon stocks of SAFs in Brazilian savannas of Minas Gerais State, Brazil. Three agroforestry systems and their adjacent native vegetation were evaluated. In addition, the forest inventory, the diameter distribution and vertical stratification of tree species were measured. The SAFs deployed from the management of native vegetation had a plant biodiversity and carbon stock in biomass, litter and soil similar to that of the adjacent area of native vegetation. On the other hand, carbon stocks in SAF deployed in the area cultivated with annual crops had lower species diversity and carbon stocks in biomass, litter and soil in relation to native vegetation adjacent. Agroforestry systems well managed have carbon stocks and biodiversity of natural resources like native vegetation.

Valores críticos de densidade do solo avaliados por condições de contorno / Critical values of soil bulk density evaluated by boundary conditions

A associação irregular entre produção das culturas e densidade do solo (ρ) dificulta a aplicação da ρ para diagnóstico e manejo da compactação do solo. Com o objetivo de analisar esta problemática, este trabalho apresenta um procedimento matemático de simulação de limites de ρ por demanda hídrica e a dinâmica da resistência do solo à penetração (R) em função do tempo (t) de extração de água por evapotranspiração (E) da camada de solo ocupada pelo sistema radicular (L). Parâmetros de curvas de R e de retenção de água de um Latossolo foram utilizados nas simulações de ρ e R para diferentes condições de E, t e L. A ρ variou inversamente proporcional à E e t e diretamente proporcional à L. A equação para cálculo da ρ possibilitou, também, calcular a densidade crítica (ρc) obtida com o intervalo hídrico ótimo. Simulações para até seis dias de extração de água (t=6) de camadas de solo L com ρ igual à ρc para o solo deste estudo (1340kg m-3) indicam que a R máxima pode aumentar de 2 para 8 MPa, dependendo das condições de E (de 0,002 a 0,006m d-1) e L (de 0,2 a 0,6m). Baixos valores de R obtidos quando a E é pequena e L é grande caracterizam condições em que plantas podem produzir normalmente, mesmo que a ρ seja igual a ρc.

The irregular association between crop production and soil bulk density (ρ) weakens the application of ρ for diagnosis and management of soil compaction. With the aim of evaluating this problem, this study introduce a mathematical procedure to simulate limits of ρ for water demand and soil penetration resistance (R) dynamic as a function of the time (t) of water extraction by crop evapotranspiration (E) of the soil layer explored by plant roots (L). Parameters of both penetration resistance and water retention curves of an Oxisol were used in the simulations of ρ and R for different conditions of E, t and L. The ρ varied inversely proportional to E and t and directly proportional to L. The equation of ρ also allows calculating the critical bulk density (ρc) calculated with the least limit water range (LLWR). Simulations done for up to six days of water extraction (t=6) in soil layers L with ρc from the LLWR for the Oxisol (1340kg m-3) indicate that the maximum R may increase from 2 to 8MPa, depending upon the E (0.002 to 0.006m d-1 ) and L (0.2 to 0.6m) conditions. Low values of R obtained when the E is small and L is large characterize conditions for normal crops production even the ρ is equal to the ρc.

Formigas como bioindicadores da qualidade do solo em sistema integrado lavoura-pecuária / Ants as bioindicators of soil quality in integrated crop-livestock system

O objetivo deste trabalho foi avaliar a comunidade de formigas em sistemas envolvendo a rotação entre lavoura e pecuária, sob plantio direto, comparado a outros sistemas de manejo e com sistemas naturais da região. O estudo foi conduzido no Município de Dourados, MS, sob Argissolo Vermelho distroférrico típico, num sistema integrado lavoura-pecuária, em plantio direto, rotacionado a cada dois anos. Outros sistemas de manejo avaliados, para comparação, incluíram o sistema convencional (aração e gradagem), sistema plantio direto e pastagem cultivada continuamente com Brachiaria decumbens, além de dois fragmentos de vegetação nativa, nos biomas Cerrado e Floresta Semidecídua. A coleta de solo foi realizada no período chuvoso (safra 2009/2010), sendo as amostragens de serapilheira realizadas com a utilização de extratores do tipo mini-Winkler, seguindo o protocolo ALL (Ants of the Leaf Litter). Os resultados indicaram morfoespécies de Strumygenys sp. e Hypoponera sp. como potencial bioindicadores de qualidade do solo. O estudo demonstrou que a importância da manutenção de fragmentos florestais (Cerrado e Floresta Semidecídua) e implementação de sistemas integrados, tais como lavoura-pecuária, são menos impactantes para a mesofauna de solo e contribuem para a conservação da diversidade de formigas e manutenção da qualidade do solo.

The aim of this study was to evaluate the ant community in different systems involving the crop rotations between livestock, under no-tillage, compared to other management systems and natural systems of the Mid-Western region. The study was carried out in the Dourados, Mato Grosso do Sul State, Brazil, on a Typic Hapludox soil, in parcels including crop-livestock rotation production system under no-tillage, rotated every two years, no-tillage crop system, succession of crops under conventional tillage, continuous pasture and two fragments of native vegetation, Cerrado and Semideciduous Forest. The samples of soil were conducted during the rainy season (2009/2010), and litter sampling performed with the use of mini-Winkler extractors, following the protocol ALL (Ants of the Leaf Litter). The results indicated that the morphospecies of Strumygenys sp. and Hypoponera sp. as potential bioindicators of soil quality, depending on their frequency changes in response to different systems observed. The study have demonstrated the importance of maintaining forest fragments as stock of local biodiversity and showed that integrated systems, such as crop-livestock, are less impact ful to the meso-fauna and contribute to the conservation of ant and maintenance of soil quality.

Management of the environmental restoration of degraded areas

The aim of this work was to study ecotechnology for the management of degraded areas originally covered by the Atlantic Rainforest and located at the coordinates 25º31'50''S, 9º09'30''W. The area included 12 islands, each consisting of six jute bags with 20 kg of substrate (cattle manure and soil transposed from forest fragments). In six of these bags, native plants and seeds were also included. Six additional islands were selected randomly in the vicinity as the control. The process of evaluation was monitored through the chemical and granulometric soil analysis and surveys of survival, biometrics, floristic and phytosociological vegetation. An improvement in soil properties was observed where the model was implemented, which could be attributed to the substrate and re-vegetation. In the floristic and phytosociological studies, out of the 118 identified species, 65 were observed in the first floristic inventory and 86 in the second floristic inventory with similarities between the subfields of 27.69% and 11.36%, respectively. The influence of the substrate seed bank in the implemented islands was also observed. Increased diversity was only significant in the subareas with the model. It was concluded that this technology was effective in accelerating the succession and promoting the beginning of the restoration.

Doses de dejeto líquido de suínos na comunidade da fauna edáfica em sistema plantio direto e cultivo mínimo / Doses of liquid swine slurry on soil biota community under no tillage and minimum tillage

A elevada produção de dejeto líquido de suínos faz do solo a principal alternativa para a sua utilização na forma de fertilizante orgânico. Contudo, a adição de resíduos orgânicos nos sistemas de manejo do solo é um fator que pode influenciar a biota do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influencia da aplicação de doses de dejeto líquido de suíno na fauna do solo em diferentes sistemas de cultivos. O trabalho foi desenvolvido em área experimental no município de Taquaruçu do Sul, RS. O delineamento foi em blocos casualisados em arranjo fatorial (2x5), sendo dois sistemas de manejo do solo (mínimo e plantio direto) e cinco doses (0, 20, 40, 80m³ ha-1 de dejeto líquido de suíno e adubação química) com quatro repetições. As coletas da fauna edáfica foram realizadas com armadilhas tipo PROVID, em parcelas de 22,5m². Avaliou-se o total de grupos, colêmbolos, ácaros, abundância, riqueza, índice dominância de Simpson, diversidade de Shannon e o índice de Pielou. Os resultados indicam que o sistema plantio direto associado a 40 e 80m³ ha-1 resultam em maior abundância de organismos, ocasionada pelo maior número de colêmbolos. A população de ácaros é maior no cultivo mínimo, em comparação ao sistema plantio direto na dose de 80m³ ha-1. No sistema plantio direto, a dominância de Simpson aumenta e a diversidade de Shannon diminui com a elevação das doses de dejeto líquido de suíno.

The high production of liquid pig slurry makes the soil, the main alternative to its use as an organic fertilizer. However, the addition of organic residues in soil management systems is a factor that may influence the soil biota. The aim of this study was to evaluate the influence of dose application of liquid swine manure on soil biota in different cropping systems. The study was conducted in the experimental area located in the Taquaruçu do Sul. The design was a randomized block factorial arrangement (2x5), two soil management (minimum and no tillage) and five doses (0, 20, 40, 80m³ ha-1 of liquid swine slurry and chemical fertilizer - ROLAS) with four replications. Sampling of soil biota was carried out with PROVID traps in plots of 22.5m². It was evaluated the total group, springtails, mites, abundance, richness, Simpson’s index, Shannon’s diversity and Pielou’s index. The results indicate that no tillage system associated with 40 and 80m³ ha-1 resulted in a greater abundance of organisms, caused by the greater number of springtails. The mite population is larger in minimum tillage compared to no tillage at a rate of 80m³ ha-1. In no-tillage increases the dominance of Simpson and Shannon diversity decreases with increasing levels of liquid swine manure.

Qualidade ambiental em solo com diferentes ciclos de cultivo do meloeiro irrigado / Environmental quality in soil with different growing season cultivated w ith muskmelon irrigated

O solo é um importante componente do ecossistema terrestre, porque preserva reservas de nutrientes e dá suporte a processos biológicos. Para a preservação desse recurso, é necessário em primeiro lugar saber as condições e os processos que acontecem no solo, obtidos por meio de índices que determinam a sua qualidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade ambiental em Latossolo Vermelho cultivado com diferentes ciclos da cultura do melão. Foram coletadas amostras de solos de nove áreas com diferentes ciclos de cultivo e comparados com as da mata nativa. Concluiu-se que a qualidade ambiental diminuiu com os ciclos de cultivo, quando comparada com a área de referência de mata nativa.

Soil is an important component of terrestrial ecosystems because it preserves nutrient reserves, supports many biological. To preserve this resource and its functions, it is necessary first of all to know the conditions and the processes occurring in it, for example, through the determination of soil quality. The aim of this study was to evaluate the environmental quality in Oxisol cultivated with different growing season of muskmelon. Were collected soil samples from nine areas with different growing season and compared with the native forest. It was concluded that environmental quality decreased with crop cycles when compared with the reference area of native forest.

Produtividade de madeira do eucalipto correlacionada com atributos do solo visando ao mapeamento de zonas específicas de manejo / Eucalyptus wood productivity correlated with soil attributes aiming the mapping of management specifics regions

A correta intervenção espacial na administração da lavoura, decorrente das zonas específicas de manejo do solo, aumenta a produtividade e a lucratividade agrícola. No ano de 2010, em Selvíria, Mato Grosso do Sul, Brasil (20° 20' S lat.; 51° 24' W long.) foram empregadas correlações, espaciais e de Pearson, entre dados da planta de eucalipto e alguns atributos físico-químicos do solo, visando encontrar aquele que se correlacionasse bem com a produtividade de madeira. Para tanto, instalou-se uma rede geoestatística para a coleta de dados de solo e planta, com 120 pontos amostrais, num talhão de Eucalyptus camaldulensis de 2 anos. O solo foi um Latossolo Vermelho distrófico (Haplic Acrustox) com declive de 0,025m m-1. O diâmetro basal da copa e a densidade do solo, por resultarem estreitas correlações com o volume de madeira, evidenciaram zonas específicas de manejo do solo intimamente associadas à produção de madeira do eucalipto.

The perfect spatial intervention to manage the cultivation of the land, deriving from specific regions of the soil mapping, increases the agricultural productivity, as well as its clear gain. The relationships, spatial and Pearson, between eucalyptus data plant with some physical and chemical attributes of soil, in the growing season of 2011, in Selviria County, Mato Grosso do Sul State, Brazil (20° 20' S lat.; 51° 24' W long.), were studied in order to obtain the one that could have the best relationship in order to improve the wood productivity. Thus, a geostatistical grid was installed for the soil and plant data collection, it contained 120 sample points, in plantation of Eucalyptus camaldulensis of 2 years old. The soil was a Dystrophic Red Latosol (Haplic Acrustox) whit slope of 0.025m m-1. Due to their excellent relationship with wood productivity, the basis diameter of the crown and the bulk density showed management specific regions of soil whit high relation to eucalyptus wood productivity.

Potencial de inóculo de fungos micorrízicos arbusculares em solo cultivado com aveia em Umuarama - PR / Infectivity potential of arbuscular my corrhizal fungi in soil cultivated with black oais in Umuarama - PR / Potencial inoculo de hongos micorrizas arbusculares en suelo cultivado con avena en Umuarana - PR

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são importantes para a sobrevivência e desenvolvimento das plantas e podem ser influenciados pelo manejo do solo. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos do cultivo da aveia preta na atividade microbiana do solo por isso da respiração basal do solo (RBS), o teor de matéria orgânica do solo (MOS), a densidade de esporos, colonização radicular e o potencial de inóculo de FMAs em relação à mata ciliar adjacente localizada na Universidade Paranaense – UNIPAR, Campus II – Unidade de Umuarama – PR. O potencial de infectividade do solo por FMAs foi definido a partir do método do número mais provável (NMP). O cultivo de aveia preta diminuiu a RBS em 22% quando comparado com o solo da mata ciliar, provavelmente devido ao maior teor de MOS na mata. A densidade de esporos dos FMAs apresentou diferenças significativas (p < 0,01), variando de 7,74 a 10,53 esporos g–1 em solo na mata ciliar e aveia preta, respectivamente. A colonização radicular por FMAs foi significativamente maior (p < 0,02) na aveia preta (36%) do que na mata ciliar (26%). O potencial de inóculo de FMAs foi maior no solo cultivado com aveia preta (1,09 propágulos g–1 de solo) do que no solo de mata ciliar (0,36 propágulos g–1). O cultivo do solo com aveia preta e baixo pH do solo aumentou a densidade de esporos, colonização radicular e potencial de inoculo de FMAs.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are important for the survival and development of plants and may be influenced by the soil management. The objective of the study was to evaluate the effects of soil cultivation with black oats on soil microbial activity, basal soil respiration (BSR), soil organic matter (SOM), spore density, root colonization and infectivity potential of AMF in relation to a nearby riparian forest located at Universidade Paranaense, Campus II, Umuarama – PR. The infectivity potential of the soil by AMF was defined by the most probable number method (MPN). Cultivation of black oats decreased BSR by 22% when compared with riparian forest, probably due to high SOM in the riparian forest. Mycorrhizal spore density had significant differences (p < 0.01) between sampled areas, 7.74 to 10.53 spores g–1 of soil cultivated by riparian forest and black oats, respectively. Mycorrhizal root colonization was significantly (p < 0.02) higher in back oats (36%) than in riparian forest (26%). The infectivity potential of the soil by AMF was higher for soil cultivated with black oats (1.09 propagules g–1 of soil) than riparian forest (0.36 propagules g–1 of soil). The soil cultivation with black oats and the low soil pH increased spore density, root colonization and infectivity potential of AMF.

Los hongos micorrizas arbusculares (HMA) son importantes para la supervivencia y desarrollo de las plantas y pueden ser influenciados por el manejo del suelo. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos del cultivo de avena negra en la actividad microbiana del suelo, por respiración basal del suelo (RBS), el contenido de materia orgánica del suelo (MOS), la densidad de esporas, colonización radicular y potencial de inoculo de HMAs en comparación con la mata ciliar adyacente ubicada en la Universidad Paranaense - UNIPAR, Campus II - Unidad Umuarama - PR. El potencial de inefectividad del suelo por HMA se ha definido a partir del método de número más probable (NMP). El cultivo de avena negra disminuyó la RBS en 22% en comparación con el suelo de la mata ciliar, probablemente debido al mayor contenido de MOS en la mata. La densidad de esporas de los HMAs presentó diferencias significativas (p <0,01), variando de 7,74 a 10,53 esporas g-1 en suelo de la mata ciliar y avena negra. La colonización radicular por HMAs fue significativamente mayor (p <0,02) en la avena negra (36%), en comparación con la mata ciliar (26%). El potencial de inoculo de HMAs fue mayor en el suelo cultivado con avena negra (1,09 propágulos g-1 del suelo), en comparación con 0,36 propágulos g-1 del suelo de la mata ciliar. El suelo cultivado con avena negra es bajo en pH, aumentando la densidad de esporas, colonización radicular y potencial de inoculo de HMAs.