Liming and Ionic speciation of an Oxisol under no-till system

The chemical speciation of the soil solution is an important tool for evaluating nutrient availability and aluminum phytotoxicity. The effect of liming in the composition of the soil solution under the no-till (NT) system is still not well known. We evaluated the chemical speciation of Al and nutrients in the soil solution (water extract 1:1), five years after liming at the moment of the establishment of NT in a native pasture, in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil. Dolomitic lime was applied at a rate of 4.5 t ha-1 (either incorporated or surface-applied), or split in three annual rates of 1.5 t ha-1. Soil samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox were collected at the 0 - 0.05; 0.05 - 0.1; 0.1 - 0.2; 0.2 - 0.4; 0.4 - 0.6; and 0.6 - 0.8 m layers, in May, 2003. Aluminum was mainly complexed to dissolved organic carbon (DOC) and fluoride, while the free form Al3+ was present in fewer amounts even under acidic conditions. Calcium and magnesium were found as free forms (Ca2+, Mg2+) and complexed by organic anions. Phosphorus was found as free forms (HPO4(2-), H2PO4-) and complexed with aluminum (ionic pair Al-HxPO4x) up to 0.1 m. Complexation of Al by DOC was not influenced by surface-applied or incorporated liming. Liming did not change Ca and Mg speciation in the soil solution under NT system. The presence of free forms HPO4(2-) and H2PO4-, however, was influenced by liming, because of the increase in cation associated forms.

A especiação química da solução do solo é uma importante ferramenta para avaliar a disponibilidade de nutrientes e o potencial fitotóxico do alumínio. As formas em que os elementos ocorrem na solução dos solos sob sistema plantio direto (SPD) ainda são pouco conhecidas, sobretudo em áreas que receberam aplicação de calcário. Avaliou-se a distribuição das espécies químicas de alumínio e nutrientes na solução do solo (extrato aquoso 1:1), cinco anos após a aplicação de calcário, na introdução do SPD em área de pastagem nativa, em Ponta Grossa -PR. Aplicaram-se 4,5 t ha-1 de calcário dolomítico na superfície, em dose única ou parcelada durante três anos, ou com incorporação na camada de 0 - 0,20 m, de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0 - 0,05; 0,05 - 0,1; 0,1 - 0,2; 0,2 - 0,4; 0,4 - 0,6 e 0,6 - 0,8 m. O alumínio (Al) ocorreu predominantemente complexado pelo carbono orgânico dissolvido (DOC) e pelo fluoreto, e em baixíssimas proporções na forma livre Al3+, mesmo em condições de alta acidez. Para cálcio (Ca) e magnésio (Mg), as espécies químicas que ocorreram em maiores proporções foram as formas livres (Ca2+ e Mg2+) e complexadas pelo DOC. O fósforo, além das formas livres (H2PO4-, HPO4(2-)), interagiu com alumínio (par iônico Al-HxPO4x), sobretudo até 0,1 m de profundidade. A complexação do alumínio pelo carbono orgânico dissolvido não foi influenciada pela correção da acidez do solo por meio da calagem na superfície ou com incorporação. A aplicação de calcário não alterou a especiação de cálcio e magnésio na solução do solo sob sistema plantio direto. Contudo, a ocorrência das formas livres H2PO4- e HPO4(2-) foi influenciada pela calagem, havendo incremento das formas associadas com cátions.

Liming and Ionic speciation of an Oxisol under no-till system

The chemical speciation of the soil solution is an important tool for evaluating nutrient availability and aluminum phytotoxicity. The effect of liming in the composition of the soil solution under the no-till (NT) system is still not well known. We evaluated the chemical speciation of Al and nutrients in the soil solution (water extract 1:1), five years after liming at the moment of the establishment of NT in a native pasture, in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil. Dolomitic lime was applied at a rate of 4.5 t ha-1 (either incorporated or surface-applied), or split in three annual rates of 1.5 t ha-1. Soil samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox were collected at the 0 - 0.05; 0.05 - 0.1; 0.1 - 0.2; 0.2 - 0.4; 0.4 - 0.6; and 0.6 - 0.8 m layers, in May, 2003. Aluminum was mainly complexed to dissolved organic carbon (DOC) and fluoride, while the free form Al3+ was present in fewer amounts even under acidic conditions. Calcium and magnesium were found as free forms (Ca2+, Mg2+) and complexed by organic anions. Phosphorus was found as free forms (HPO4(2-), H2PO4-) and complexed with aluminum (ionic pair Al-HxPO4x) up to 0.1 m. Complexation of Al by DOC was not influenced by surface-applied or incorporated liming. Liming did not change Ca and Mg speciation in the soil solution under NT system. The presence of free forms HPO4(2-) and H2PO4-, however, was influenced by liming, because of the increase in cation associated forms.

A especiação química da solução do solo é uma importante ferramenta para avaliar a disponibilidade de nutrientes e o potencial fitotóxico do alumínio. As formas em que os elementos ocorrem na solução dos solos sob sistema plantio direto (SPD) ainda são pouco conhecidas, sobretudo em áreas que receberam aplicação de calcário. Avaliou-se a distribuição das espécies químicas de alumínio e nutrientes na solução do solo (extrato aquoso 1:1), cinco anos após a aplicação de calcário, na introdução do SPD em área de pastagem nativa, em Ponta Grossa -PR. Aplicaram-se 4,5 t ha-1 de calcário dolomítico na superfície, em dose única ou parcelada durante três anos, ou com incorporação na camada de 0 - 0,20 m, de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0 - 0,05; 0,05 - 0,1; 0,1 - 0,2; 0,2 - 0,4; 0,4 - 0,6 e 0,6 - 0,8 m. O alumínio (Al) ocorreu predominantemente complexado pelo carbono orgânico dissolvido (DOC) e pelo fluoreto, e em baixíssimas proporções na forma livre Al3+, mesmo em condições de alta acidez. Para cálcio (Ca) e magnésio (Mg), as espécies químicas que ocorreram em maiores proporções foram as formas livres (Ca2+ e Mg2+) e complexadas pelo DOC. O fósforo, além das formas livres (H2PO4-, HPO4(2-)), interagiu com alumínio (par iônico Al-HxPO4x), sobretudo até 0,1 m de profundidade. A complexação do alumínio pelo carbono orgânico dissolvido não foi influenciada pela correção da acidez do solo por meio da calagem na superfície ou com incorporação. A aplicação de calcário não alterou a especiação de cálcio e magnésio na solução do solo sob sistema plantio direto. Contudo, a ocorrência das formas livres H2PO4- e HPO4(2-) foi influenciada pela calagem, havendo incremento das formas associadas com cátions.

Aplicação de gesso agrícola e especiação iônica da solução de um Latossolo sob sistema plantio direto

Low Ca content and Al toxicity are important limitations for yield crops in Brazilian acids soils. Gypsum application may increase Ca contents and decrease Al toxicity. However, a better knowledge of the effects of gypsum on the ionic speciation of soil solution is very important. The ionic speciation of the soil solution (water extract 1:1) was evaluated in samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox under no-till system, 5 years after surface application of gypsum (3; 6 and 9t ha-1). The ionic speciation was performed by using the Visual Minteq program in samples collected at the following depths: 0-0.05; 0.05-0.1; 0.1-0.2 and 0.2-0.4m. The main Al complexing agents in solution were with dissolved organic carbon (Al-DOC) and F (Al-F), while the ionic par AlSO4+ occurred in small proportion. Ca and Mg were complexed by DOC, and the effect was more pronounced for Ca, reinforcing the important participation the organic anions in the dynamic of these nutrients. Although sulphate had formed ionic pairs with Ca, Mg and Al (CaSO4(0), MgSO4(0) and AlSO4+), the free form (S-SO4-2) predominated; while phosphate strongly interacted with Al in solution, forming the chemical specie Al-HxPO4x.

O baixo teor de Ca e a toxicidade por Al são importantes limitações à produtividade das culturas em solos ácidos brasileiros. É possível aumentar o teor de Ca e reduzir a toxicidade por Al por meio da aplicação de gesso agrícola. No entanto, é importante melhor compreensão dos efeitos do gesso na especiação iônica da solução do solo. Avaliou-se a especiação iônica da solução do solo (extrato aquoso 1:1) de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, sob sistema plantio direto, cinco anos após a aplicação superficial de 3, 6 e 9t ha-1 de gesso agrícola. A especiação foi realizada com auxílio do programa computacional Visual Minteq em amostras coletadas nas profundidades de 0-0,05; 0,05-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4m. Para o Al, as principais espécies químicas foram os complexos com carbono orgânico dissolvido (Al-COD) e com F (Al-F), enquanto o par iônico AlSO4+ ocorreu em pequena proporção. O COD foi o principal ligante para Mg e Ca, mas em muito maior magnitude para este último, refletindo importante participação dos ânions orgânicos na dinâmica desses nutrientes. Em relação ao sulfato, apesar da formação dos pares iônicos com Ca, Mg e Al (CaSO4(0), MgSO4(0) e AlSO4+), houve a predominância da forma livre S-SO4-2, enquanto o fosfato apresentou forte interação com o Al em solução, formando a espécie química Al-HxPO4x.

Aplicação de gesso agrícola e especiação iônica da solução de um Latossolo sob sistema plantio direto

Low Ca content and Al toxicity are important limitations for yield crops in Brazilian acids soils. Gypsum application may increase Ca contents and decrease Al toxicity. However, a better knowledge of the effects of gypsum on the ionic speciation of soil solution is very important. The ionic speciation of the soil solution (water extract 1:1) was evaluated in samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox under no-till system, 5 years after surface application of gypsum (3; 6 and 9t ha-1). The ionic speciation was performed by using the Visual Minteq program in samples collected at the following depths: 0-0.05; 0.05-0.1; 0.1-0.2 and 0.2-0.4m. The main Al complexing agents in solution were with dissolved organic carbon (Al-DOC) and F (Al-F), while the ionic par AlSO4+ occurred in small proportion. Ca and Mg were complexed by DOC, and the effect was more pronounced for Ca, reinforcing the important participation the organic anions in the dynamic of these nutrients. Although sulphate had formed ionic pairs with Ca, Mg and Al (CaSO4(0), MgSO4(0) and AlSO4+), the free form (S-SO4-2) predominated; while phosphate strongly interacted with Al in solution, forming the chemical specie Al-HxPO4x.

O baixo teor de Ca e a toxicidade por Al são importantes limitações à produtividade das culturas em solos ácidos brasileiros. É possível aumentar o teor de Ca e reduzir a toxicidade por Al por meio da aplicação de gesso agrícola. No entanto, é importante melhor compreensão dos efeitos do gesso na especiação iônica da solução do solo. Avaliou-se a especiação iônica da solução do solo (extrato aquoso 1:1) de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, sob sistema plantio direto, cinco anos após a aplicação superficial de 3, 6 e 9t ha-1 de gesso agrícola. A especiação foi realizada com auxílio do programa computacional Visual Minteq em amostras coletadas nas profundidades de 0-0,05; 0,05-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4m. Para o Al, as principais espécies químicas foram os complexos com carbono orgânico dissolvido (Al-COD) e com F (Al-F), enquanto o par iônico AlSO4+ ocorreu em pequena proporção. O COD foi o principal ligante para Mg e Ca, mas em muito maior magnitude para este último, refletindo importante participação dos ânions orgânicos na dinâmica desses nutrientes. Em relação ao sulfato, apesar da formação dos pares iônicos com Ca, Mg e Al (CaSO4(0), MgSO4(0) e AlSO4+), houve a predominância da forma livre S-SO4-2, enquanto o fosfato apresentou forte interação com o Al em solução, formando a espécie química Al-HxPO4x.

Liming and electrochemical attributes of an oxisol under no tillage

No tillage areas are increasing in Brazil especially due to a general improvement in water and nutrient availability to plants. Few results have reported the effect of liming on soil electrochemical attributes in areas under the no tillage system. This study was conducted to evaluate the effect of liming (at the soil surface and incorporated to 0.2 m) on soil pH, point of zero salt effect (PZSE), electric potential, soil organic matter (SOM), and yield of soybean and corn, cultivated on an Typic Hapludox, submitted 12 years to no tillage. Rates of lime of 1/3, 2/3 and the total amount calculated for soil to reach a base saturation of 70 % (2.5 ton ha-1) were applied on soil surface. The full rate was also applied and incorporated to the 0.2 m depth. The effect of liming on PZSE was low due, most likely, to the low lime rates used in the experiment. SOM contents decreased as rates of applied lime increased, with the highest variation occurring between the control and the full rate of lime when incorporated. No clear effect of the lower values of SOM was observed in the PZSE values. The lack of interaction among lime rates and soil depth contributed for this situation, once the effect of SOM was diluted when considering the values of PZSE as the average for the soil layers (0-0.1; 0.1-0.2 and 0.2-0.3 m). There was no variation in the soil electric potential and in the yield of soybean and corn as a function of lime rates.

O aumento das áreas cultivadas no Brasil sob sistema de semeadura direta (SSD) vem ocorrendo principalmente devido às melhorias na disponibilidade de água e de nutrientes às plantas. Entretanto, poucos estudos têm sido realizados sobre o efeito da calagem nos atributos eletroquímicos dos solos cultivados sob SSD. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da calagem (na superfície do solo e incorporada a 0,2 m) no pH do solo, no ponto de efeito salino nulo (PESN), no potencial elétrico, no teor de matéria orgânica do solo (MOS) e na produtividade de soja e milho cultivados em um Latossolo Vermelho com 12 anos sob SSD. As doses de calcário aplicadas na superfície representaram 1/3, 2/3 e o total da quantidade calculada para elevar a saturação por bases a 70% (2500 kg ha-1). Avaliou-se um tratamento adicional, constituído pela maior dose, incorporada na camada de 0 a 0,2 m. Houve efeito pouco pronunciado da calagem nos valores de PESN, provavelmente devido às pequenas doses de calcário utilizadas. O conteúdo de MOS decresceu com o aumento das doses de calcário, sendo que a maior variação ocorreu entre a testemunha e a dose incorporada. Não ocorreu efeito claro desse abaixamento da MOS nos valores do PESN. A falta de interação entre as doses de calcário e as profundidades de coleta do solo contribuiu para esta situação, porque o efeito da MOS foi diluído, uma vez que os valores de PESN eram médios das profundidades (0-0,1; 0,1-0,2 and 0,2-0,3 m). O potencial elétrico e as produtividades de soja e milho não variaram com as doses de calcário.

Liming and electrochemical attributes of an oxisol under no tillage

No tillage areas are increasing in Brazil especially due to a general improvement in water and nutrient availability to plants. Few results have reported the effect of liming on soil electrochemical attributes in areas under the no tillage system. This study was conducted to evaluate the effect of liming (at the soil surface and incorporated to 0.2 m) on soil pH, point of zero salt effect (PZSE), electric potential, soil organic matter (SOM), and yield of soybean and corn, cultivated on an Typic Hapludox, submitted 12 years to no tillage. Rates of lime of 1/3, 2/3 and the total amount calculated for soil to reach a base saturation of 70 % (2.5 ton ha-1) were applied on soil surface. The full rate was also applied and incorporated to the 0.2 m depth. The effect of liming on PZSE was low due, most likely, to the low lime rates used in the experiment. SOM contents decreased as rates of applied lime increased, with the highest variation occurring between the control and the full rate of lime when incorporated. No clear effect of the lower values of SOM was observed in the PZSE values. The lack of interaction among lime rates and soil depth contributed for this situation, once the effect of SOM was diluted when considering the values of PZSE as the average for the soil layers (0-0.1; 0.1-0.2 and 0.2-0.3 m). There was no variation in the soil electric potential and in the yield of soybean and corn as a function of lime rates.

O aumento das áreas cultivadas no Brasil sob sistema de semeadura direta (SSD) vem ocorrendo principalmente devido às melhorias na disponibilidade de água e de nutrientes às plantas. Entretanto, poucos estudos têm sido realizados sobre o efeito da calagem nos atributos eletroquímicos dos solos cultivados sob SSD. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da calagem (na superfície do solo e incorporada a 0,2 m) no pH do solo, no ponto de efeito salino nulo (PESN), no potencial elétrico, no teor de matéria orgânica do solo (MOS) e na produtividade de soja e milho cultivados em um Latossolo Vermelho com 12 anos sob SSD. As doses de calcário aplicadas na superfície representaram 1/3, 2/3 e o total da quantidade calculada para elevar a saturação por bases a 70% (2500 kg ha-1). Avaliou-se um tratamento adicional, constituído pela maior dose, incorporada na camada de 0 a 0,2 m. Houve efeito pouco pronunciado da calagem nos valores de PESN, provavelmente devido às pequenas doses de calcário utilizadas. O conteúdo de MOS decresceu com o aumento das doses de calcário, sendo que a maior variação ocorreu entre a testemunha e a dose incorporada. Não ocorreu efeito claro desse abaixamento da MOS nos valores do PESN. A falta de interação entre as doses de calcário e as profundidades de coleta do solo contribuiu para esta situação, porque o efeito da MOS foi diluído, uma vez que os valores de PESN eram médios das profundidades (0-0,1; 0,1-0,2 and 0,2-0,3 m). O potencial elétrico e as produtividades de soja e milho não variaram com as doses de calcário.