Influence of summer crop residues on 15N present in organic matter fractions under two lowland soils / Influência de resíduos de culturas de verão sobre o 15 N em frações da matéria orgânica de dois solos de terras baixas

ABSTRACT: The state of Rio Grande do Sul has about 20% of the total area as lowland soils, suitable for flooded rice (Oryza sativa). In order to mitigate damage caused by rice monoculture, new crops such as sorghum (Sorghum bicolor) and soybean (Glycine max) have been cultivated in these areas. With different qualities of crop residues, it is expected a change in soil organic matter (SOM) dynamics and consequently, nitrogen (N) availability. The objective of this study was to evaluate the influence of rice, soybean and sorghum crop residues on the N present in physical fractions of SOM of two lowland soils, using labeled 15N technique, under incubation for 180 days in aerobic condition and more 180 days in anaerobic condition. At 30, 180 and 360 days of incubation the remaining N of the plant residues and N destination from the residues in both soils were quantified in the physical fractions of SOM >250 μm, 250-53 μm and <53 μm. The soil with higher amount of clay+silt received a larger quantity of 15N from residues, while flooding of the soil after 180 days caused a loss of N added to the soil by the soybean and sorghum residues. In general, larger amounts of 15N were reported in the fraction <53 μm, associated with clay minerals, throughout the incubation period. These N losses should be considered in N fertilization for the following crops in rotation with flooded rice.

RESUMO: O Rio Grande do Sul possui cerca de 20% da área total de solos de terras baixas, propícias para o cultivo do arroz (Oryza sativa) irrigado por inundação. Buscando mitigar danos ocasionados com o monocultivo de arroz, novas culturas, como o sorgo (Sorghum bicolor) e a soja (Glycine max), têm sido cultivadas nestas áreas. Com diferentes qualidades de resíduos culturais, espera-se uma alteração na dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) e, consequentemente, do nitrogênio (N). O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de resíduos culturais de arroz, soja e sorgo na quantidade de N em frações físicas da MOS de dois solos de terras baixas, utilizando a técnica de marcação isotópica de 15N das culturas e uma incubação por um ciclo de 180 dias em condição aeróbica e mais 180 dias em condição anaeróbica. Aos 30, 180 e 360 dias de incubação foi quantificado o N remanescente dos resíduos vegetais e destino do N proveniente dos resíduos nos dois solos em frações físicas da MOS >250 μm, 250-53 μm e <53 μm. O solo com maior quantidade de argila+silte recebeu maior quantidade de 15N dos resíduos, enquanto que o alagamento do solo após 180 dias de incubação ocasionou uma perda do N adicionado ao solo pelos resíduos de soja e sorgo. De maneira geral, foram encontradas maiores quantidades de 15N na fração <53 μm, associado aos argilominerais. As perdas de N devem ser consideradas na adubação nitrogenada para as culturas sequentes nos sistemas de rotação de culturas com arroz irrigado.

Chemical and physical properties of an anthropogenic dark earth soil from Bragança, Para, Eastern Amazon / Propriedades físicas e químicas de Terra Preta Antropogênica em Bragança, Pará, Amazônia Oriental

Although anthropogenic dark earth (ADE) is generally found in non-floodable land, it also occurs on floodplains but, there is no information about the chemical and physical characteristics of ADE in this environment. In this study, we propose to check the hypothesis that a Gleysol, classified as ADE, presents improved chemical and physical conditions than an adjacent soil, no anthropogenic. Thus, the objective of this study was to characterize the chemical and physical properties of the top layer of two ADE profiles in a Gleysol and compare them with an adjacent soil. Samples were taken from two areas classified as ADE in Bragança, Pará State, Brazil, at the "Jabuti" archaeological site, and from an adjacent non-anthropogenic site. Disturbed and undisturbed soil samples were collected at the soil depth of 0.05-0.10 m for chemical (pH, potential acidity, exchangeable cations, and soil organic carbon) and physical (soil particle size distribution, particles density, water retention curve, total porosity, microporosity, macroporosity, and bulk density) analysis. The two areas of ADE in a Gleysol, showed improved soil chemical properties compared to the adjacent soil, particularly in relation to phosphorus and calcium levels that contributed to higher cation exchange capacity which, in turn, was positively related to organic carbon content. Changes in soil physical properties were less noticeable but both areas of ADE presented higher water retention capacity, particularly at low tension. The improved conditions of the ADE soil under Gleysols shows that these areas are adequate for soil cultivation, especially with plants adapted to floodplain.

Embora as terras pretas antropogênicas (TPA) geralmente são encontradas em áreas de terra firme, elas também ocorrem em áreas e várzeas, mas, não há informações sobre as características químicas e físicas de TPA neste ambiente. Neste estudo, nós propomos verificar a hipótese de que um Gleissolo, classificado como TPA, apresenta melhores condições químicas e físicas do que o solo adjacente, não antropogênico. Assim, o objetivo do estudo foi caracterizar as propriedades químicas e físicas da camada superficial de dois perfis de TPA em um Gleissolo e compará-los com um solo adjacente. Amostras de solo foram coletadas em duas áreas classificadas como TPA em Bragança, Estado do Pará, Brasil, no sítio arqueológico "Jabuti" e em uma área adjacente não antropogênica. Amostras de solo com estrutura deformada e indeformada foram coletadas na profundidade de 0,05-0,10 m para análises químicas (pH, acidez potencial, cátions trocáveis, e carbono orgânico do solo) e físicas (distribuição do tamanho das partículas do solo, densidade de partículas, curva de retenção de água, porosidade total, microporosidade, macroporosidade e densidade do solo). As duas áreas de TPA em Gleissolo, apresentaram melhores propriedades químicas comparadas com o solo adjacente, principalmente em relação aos níveis de fósforo e cálcio que contribuíram para a maior capacidade de troca catiônica que, por sua vez, foi positivamente relacionada com o conteúdo de carbono orgânico. Mudanças nas propriedades físicas do solo foram menos pronunciadas, mas as duas áreas de TPA exibiram maior capacidade de retenção de água, sobretudo em baixa tensão.

Características químicas de solos de várzeas sob diferentes sistemas de uso da terra, na calha dos rios baixo Solimões e médio Amazonas

The Solimoes/Amazonas River channel high and low land floodplain soils were studied on Manacapuru, Iranduba, Itacoatiara and Silves townships, with purpose the evaluate the chemical characteristics of floodplain soils, as well as, the effect of land use system on soil nutrient status. Nineteen different systems were sampled, eight in the low Solimões river and eleven in medium Amazonas river. Sampling was performed on 0-10, 10-20 and 20-40 cm deep upper soil layers. Contents of pH, Al, Ca, Mg, K, P, C, N, Zn, Cu, Mn, and Fe, were determined. All the land use shows high available of Ca, Mg, P, Zn, Cu, Mn e Fe. Despite the majority soil samples presented high contents of K, the secondary forest and agroforestry systems presented medium content of K, demonstrated this nutrient can be deficient in some systems in the floodplain soils. The systems of forest and secondary forest presented more acidity and higher available Al, contracting with the others systems land use. C and N levels were lower confirming N to be one of the main limiting factors on the farming yield in the Amazonian floodplains.

Foram estudados os solos de várzea alta e baixa em quatro municípios situados na calha dos rios baixo Solimões e médio Amazonas (Manacapuru, Iranduba, Itacoatiara e Silves), com o objetivo de avaliar as características químicas dos solos assim como os possíveis efeitos da unidade de paisagem e dos diferentes sistemas de uso da terra sobre o estoque de nutrientes nesses solos. Um total de 19 diferentes sistemas de uso da terra foi amostrado, sendo oito no baixo rio Solimões e onze no médio rio Amazonas. Os solos foram amostrados nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade. As determinações efetuadas foram: pH, Al, Ca, Mg, K, P, C, N, Zn, Cu, Mn e Fe. Todos os sistemas de uso da terra amostrados apresentaram uma alta disponibilidade de Ca, Mg, P, Zn, Cu, Mn e Fe. Apesar do elevado teor de K encontrado na maioria das amostras analisadas, as áreas de capoeiras e sítios na região do médio rio Amazonas, apresentaram uma concentração média de K mostrando que esse nutriente em algumas áreas de várzea pode se tornar limitante. Ao contrário dos outros sistemas de cultivo que apresentaram baixas concentrações de Al trocável, os sistemas de floresta e capoeiras apresentaram acidez elevada e valores tóxicos, desse elemento. Na maior parte dos sistemas de uso da terra estudados, os níveis de C e N no solo foram baixos confirmando que o N é um dos principais nutrientes limitantes para a produção agrícola em área de várzea na Amazônia.