Soil structure degradation in patches of alfalfa fields

Alfalfa (Medicago sativa) is the basic forage resource for milk production in the flat Pampa of the Santa Fe Province of Argentina. However, the presence of microrelief with patches threatens the expansion of the area cultivated with alfalfa. The lower productivity in the patches is attributed to the inferior soil physical quality. The objectives of this study were to quantify indicators of soil physical quality and to establish the soil properties that would affect the alfalfa productivity in patches (PA) and normal areas (NA). Additionally, the macro and micro nutrient contents in both areas were determined. The experiment was carried out on an Aquic Argiudoll. Eighteen sampling sites, nine in NA and nine in PA were established. At each site, undisturbed soil samples (5 × 5 cm cores) were collected to measure soil bulk density (Bd), soil resistance to root penetration (PR), effective stress (), the water release curve and the least limiting water range (LLWR). Disturbed soil samples were also taken to determine macro and micronutrient contents, and particle size distribution. Non differences were detected for soil chemical properties between PA and NA. Aggregate size distribution indicated predominance of small aggregates in PA. Bd, PR and s were higher in PA than in NA, while the LLWR was narrower. Inadequate aeration under conditions of excessive soil moisture and inappropriate soil mechanical resistance when the soil is dry would affect alfalfa productivity. The overall results indicate that the soil physical quality in PA is lower than in NA.

A alfafa (Medicago sativa) é a pastagem básica na produção de leite na Pampa plana da Província de Santa Fe da Argentina. Entretanto, a presença de microrelevo com "patches" (áreas de menor produção) ameaça a expansão da cultura. A menor produtividade nos "patches" foi atribuída â inferior qualidade física do solo. Avaliaram-se indicadores de qualidade física do solo e estabeleceram-se as propriedades do solo que podem afetar a produtividade da alfafa nos patches (PA) e nas áreas normais (NA). Adicionalmente, os conteúdos de macro e micronutrientes foram determinados nas duas áreas. O experimento foi conduzido numa fazenda com solo Argiudol áquico. Dezoito pontos de amostragem foram estabelecidos, nove em PA e nove em NA. Em cada ponto foram coletadas amostras não perturbadas (5 × 5 cm) para a determinação da densidade do solo (Ds), resistência do solo à penetração das raízes (RP), estresse efetivo (), curva de retenção de água e intervalo hídrico ótimo (IHO). Amostras perturbadas foram coletadas para avaliar o conteúdo de macro e micronutrientes, e a distribuição de partículas por tamanho. Não foram encontradas diferenças nas propriedades químicas entre PA e NA. Existe predomínio de agregados pequenos em PA, e a Ds, RP e s atingiram valores mais elevados em PA, enquanto o IHO foi mais estreito. Inadequada aeração em condições de excessiva umidade do solo e elevada resistência mecânica em condições de secamento poderão afetar a produtividade da alfafa. Os resultados indicam que a qualidade física do solo em PA é inferior que em NA.

Visual soil structure quality assessment on Oxisols under no-tillage system

Methods for evaluation the soil structure quality based on field evaluations are useful to determine strategies for soil management, with the advantage of requirement the use of little equipment and the possibility of immediate interpretation. A new methodology was recently developed to temperate soils for this purpose, called Visual Soil Structure Assessment (Ball et al., 2007). It was tested the hypothesis that it is possible to apply and advance in the interpretation of the results from use of Visual Soils Structure Assessment in cultivated Oxisols. Therefore the goal of this study was to apply, evaluate and enhance the potential of the methodology developed by Ball et al. (2007) in two Oxisols under long-term, no-till in Parana State, Brazil, as well as in a soil under native forest, used as reference of soil structural quality. The proposed implementation and progress in terms of structural quality for the distinct layers provided an assessment of soil physical quality more practical and detailed. This is useful to support the selection of appropriate techniques for mechanical and biological management systems in order to achieve the physical quality of soil suitable for crop development. Visual scores of soil structure quality proposed by Ball et al. (2007) can be applied to Brazilian Oxisols cultivated under no-tillage system.

Métodos para avaliação da qualidade da estrutura do solo baseados em avaliações de campo são úteis para estabelecer estratégias de manejo do solo, com a vantagem de exigirem a utilização de poucos equipamentos e a possibilidade de interpretações imediatas. Recentemente foi desenvolvido um novo método com este objetivo para solos de clima temperado, denominado Avaliação Visual da Estrutura do Solo (Ball et al., 2007). Testou-se a hipótese que é possível aplicar e avançar na interpretação dos resultados obtidos por meio da Avaliação Visual da Estrutura do Solo em Latossolos cultivados. Para tanto avaliou-se o potencial de utilização da metodologia desenvolvida por Ball et al. (2007) em dois Latossolos sob plantio direto de longa duração no Estado do Paraná, Brasil, bem como em um solo sob floresta nativa, utilizado como referência de qualidade estrutural do solo. A hipótese foi confirmada, uma vez que a aplicação e o avanço proposto, em termos de qualidade estrutural para as diferentes camadas do solo permitiram uma avaliação da qualidade física mais prática e detalhada, além de útil como suporte para selecionar técnicas apropriadas de manejo mecânico e biológico com o intuito de alcançar a qualidade física do solo adequada para o desenvolvimento das culturas. Os escores visuais de qualidade da estrutura do solo propostos por Ball et al. (2007) podem ser aplicados a Latossolos brasileiros cultivados sob sistema plantio direto.

Least limiting water range and physical quality of soil under groundcover management systems in citrus

Machinery-based farming operations used for perennial fruit crops often damage soils, particularly if the soil is wet and prone to compaction. We hypothesized that perennial vegetation growing in the interrows of orange orchards can mitigate the soil physical degradation from machinery traffic. The objective of this study was to investigate the effects of different groundcover management systems on the soil physical quality indicators including the least limiting water range (LLWR). An experiment was started in 1993 in a Typic Paleudult to evaluate three groundcover management systems: Bahia grass (Paspalum notatum) with mowing, perennial peanut (Arachis pintoi), and natural regrowth in which weeds were controlled by herbicide. The experimental design was randomized complete block with three replications. In May 2003, 216 undisturbed soil samples were collected at 0-0.15-m depths under and between wheel tracks in the orchard interrows. The soil bulk density, soil organic carbon content, resistance to penetration, soil water retention curve and soil resistance to penetration curve were determined in order to estimate the LLWR. The higher LLWR under wheel tracks in Bahia grass compared to perennial peanut or natural regrowth suggest that a better soil physical quality was achieved with Bahia grass.

Operações motomecanizadas utilizadas no manejo das entrelinhas dos pomares de frutas com freqüência causam a degradação física do solo, especialmente quando realizadas com o solo úmido e suscetível à compactação. A hipótese desse estudo é que a manutenção da vegetação permanente nas entrelinhas do pomar pode mitigar a degradação física do solo causada pelo tráfego de máquinas. O objetivo desse estudo é verificar o efeito de diferentes sistemas de manejo da cobertura permanente das entrelinhas sobre o intervalo hídrico ótimo (IHO) e a qualidade física do solo. Um experimento foi iniciado em 1993 num Argissolo Vermelho distrófico latossólico para avaliar diferentes sistemas de cobertura permanente do solo: gramínea "grama matogrosso" ou "grama batatais" (Paspalum notatum) com roçadas, amendoim forrageiro (Arachis pintoi) e vegetação espontânea manejada com herbicida. Em maio de 2003, foram coletadas 216 amostras de solo não deformadas na camada de 0-0,15 m de profundidade sob as posições de amostragem rodado e entrerrodado das máquinas nas entrelinhas do pomar. A densidade do solo, teor de carbono orgânico, resistência do solo à penetração, curva de retenção de água e curva de resistência do solo à penetração foram determinadas para estimar o IHO. A manutenção da cobertura do solo nas entrelinhas do pomar reduziu a compactação do solo e a utilização da gramínea proporcionou melhor qualidade física do solo no pomar de laranja.

Least limiting water range and physical quality of soil under groundcover management systems in citrus

Machinery-based farming operations used for perennial fruit crops often damage soils, particularly if the soil is wet and prone to compaction. We hypothesized that perennial vegetation growing in the interrows of orange orchards can mitigate the soil physical degradation from machinery traffic. The objective of this study was to investigate the effects of different groundcover management systems on the soil physical quality indicators including the least limiting water range (LLWR). An experiment was started in 1993 in a Typic Paleudult to evaluate three groundcover management systems: Bahia grass (Paspalum notatum) with mowing, perennial peanut (Arachis pintoi), and natural regrowth in which weeds were controlled by herbicide. The experimental design was randomized complete block with three replications. In May 2003, 216 undisturbed soil samples were collected at 0-0.15-m depths under and between wheel tracks in the orchard interrows. The soil bulk density, soil organic carbon content, resistance to penetration, soil water retention curve and soil resistance to penetration curve were determined in order to estimate the LLWR. The higher LLWR under wheel tracks in Bahia grass compared to perennial peanut or natural regrowth suggest that a better soil physical quality was achieved with Bahia grass.

Operações motomecanizadas utilizadas no manejo das entrelinhas dos pomares de frutas com freqüência causam a degradação física do solo, especialmente quando realizadas com o solo úmido e suscetível à compactação. A hipótese desse estudo é que a manutenção da vegetação permanente nas entrelinhas do pomar pode mitigar a degradação física do solo causada pelo tráfego de máquinas. O objetivo desse estudo é verificar o efeito de diferentes sistemas de manejo da cobertura permanente das entrelinhas sobre o intervalo hídrico ótimo (IHO) e a qualidade física do solo. Um experimento foi iniciado em 1993 num Argissolo Vermelho distrófico latossólico para avaliar diferentes sistemas de cobertura permanente do solo: gramínea "grama matogrosso" ou "grama batatais" (Paspalum notatum) com roçadas, amendoim forrageiro (Arachis pintoi) e vegetação espontânea manejada com herbicida. Em maio de 2003, foram coletadas 216 amostras de solo não deformadas na camada de 0-0,15 m de profundidade sob as posições de amostragem rodado e entrerrodado das máquinas nas entrelinhas do pomar. A densidade do solo, teor de carbono orgânico, resistência do solo à penetração, curva de retenção de água e curva de resistência do solo à penetração foram determinadas para estimar o IHO. A manutenção da cobertura do solo nas entrelinhas do pomar reduziu a compactação do solo e a utilização da gramínea proporcionou melhor qualidade física do solo no pomar de laranja.

Visual soil structure quality assessment on Oxisols under no-tillage system

Methods for evaluation the soil structure quality based on field evaluations are useful to determine strategies for soil management, with the advantage of requirement the use of little equipment and the possibility of immediate interpretation. A new methodology was recently developed to temperate soils for this purpose, called Visual Soil Structure Assessment (Ball et al., 2007). It was tested the hypothesis that it is possible to apply and advance in the interpretation of the results from use of Visual Soils Structure Assessment in cultivated Oxisols. Therefore the goal of this study was to apply, evaluate and enhance the potential of the methodology developed by Ball et al. (2007) in two Oxisols under long-term, no-till in Parana State, Brazil, as well as in a soil under native forest, used as reference of soil structural quality. The proposed implementation and progress in terms of structural quality for the distinct layers provided an assessment of soil physical quality more practical and detailed. This is useful to support the selection of appropriate techniques for mechanical and biological management systems in order to achieve the physical quality of soil suitable for crop development. Visual scores of soil structure quality proposed by Ball et al. (2007) can be applied to Brazilian Oxisols cultivated under no-tillage system.

Métodos para avaliação da qualidade da estrutura do solo baseados em avaliações de campo são úteis para estabelecer estratégias de manejo do solo, com a vantagem de exigirem a utilização de poucos equipamentos e a possibilidade de interpretações imediatas. Recentemente foi desenvolvido um novo método com este objetivo para solos de clima temperado, denominado Avaliação Visual da Estrutura do Solo (Ball et al., 2007). Testou-se a hipótese que é possível aplicar e avançar na interpretação dos resultados obtidos por meio da Avaliação Visual da Estrutura do Solo em Latossolos cultivados. Para tanto avaliou-se o potencial de utilização da metodologia desenvolvida por Ball et al. (2007) em dois Latossolos sob plantio direto de longa duração no Estado do Paraná, Brasil, bem como em um solo sob floresta nativa, utilizado como referência de qualidade estrutural do solo. A hipótese foi confirmada, uma vez que a aplicação e o avanço proposto, em termos de qualidade estrutural para as diferentes camadas do solo permitiram uma avaliação da qualidade física mais prática e detalhada, além de útil como suporte para selecionar técnicas apropriadas de manejo mecânico e biológico com o intuito de alcançar a qualidade física do solo adequada para o desenvolvimento das culturas. Os escores visuais de qualidade da estrutura do solo propostos por Ball et al. (2007) podem ser aplicados a Latossolos brasileiros cultivados sob sistema plantio direto.

Soil structure degradation in patches of alfalfa fields

Alfalfa (Medicago sativa) is the basic forage resource for milk production in the flat Pampa of the Santa Fe Province of Argentina. However, the presence of microrelief with patches threatens the expansion of the area cultivated with alfalfa. The lower productivity in the patches is attributed to the inferior soil physical quality. The objectives of this study were to quantify indicators of soil physical quality and to establish the soil properties that would affect the alfalfa productivity in patches (PA) and normal areas (NA). Additionally, the macro and micro nutrient contents in both areas were determined. The experiment was carried out on an Aquic Argiudoll. Eighteen sampling sites, nine in NA and nine in PA were established. At each site, undisturbed soil samples (5 × 5 cm cores) were collected to measure soil bulk density (Bd), soil resistance to root penetration (PR), effective stress (), the water release curve and the least limiting water range (LLWR). Disturbed soil samples were also taken to determine macro and micronutrient contents, and particle size distribution. Non differences were detected for soil chemical properties between PA and NA. Aggregate size distribution indicated predominance of small aggregates in PA. Bd, PR and s were higher in PA than in NA, while the LLWR was narrower. Inadequate aeration under conditions of excessive soil moisture and inappropriate soil mechanical resistance when the soil is dry would affect alfalfa productivity. The overall results indicate that the soil physical quality in PA is lower than in NA.

A alfafa (Medicago sativa) é a pastagem básica na produção de leite na Pampa plana da Província de Santa Fe da Argentina. Entretanto, a presença de microrelevo com "patches" (áreas de menor produção) ameaça a expansão da cultura. A menor produtividade nos "patches" foi atribuída â inferior qualidade física do solo. Avaliaram-se indicadores de qualidade física do solo e estabeleceram-se as propriedades do solo que podem afetar a produtividade da alfafa nos patches (PA) e nas áreas normais (NA). Adicionalmente, os conteúdos de macro e micronutrientes foram determinados nas duas áreas. O experimento foi conduzido numa fazenda com solo Argiudol áquico. Dezoito pontos de amostragem foram estabelecidos, nove em PA e nove em NA. Em cada ponto foram coletadas amostras não perturbadas (5 × 5 cm) para a determinação da densidade do solo (Ds), resistência do solo à penetração das raízes (RP), estresse efetivo (), curva de retenção de água e intervalo hídrico ótimo (IHO). Amostras perturbadas foram coletadas para avaliar o conteúdo de macro e micronutrientes, e a distribuição de partículas por tamanho. Não foram encontradas diferenças nas propriedades químicas entre PA e NA. Existe predomínio de agregados pequenos em PA, e a Ds, RP e s atingiram valores mais elevados em PA, enquanto o IHO foi mais estreito. Inadequada aeração em condições de excessiva umidade do solo e elevada resistência mecânica em condições de secamento poderão afetar a produtividade da alfafa. Os resultados indicam que a qualidade física do solo em PA é inferior que em NA.

Método de avaliação visual da qualidade da estrutura aplicado a Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo

The increasing demand for assessing soil structure for crop growth has motivated researchers to develop simple and reliable visual indicators to assess soil structure at the field. There are a few records in Brazil indicating the use of visual techniques for assessing soil physical quality. This paper tested the hypothesis that the Visual Soil Structure Quality Assessment methodology developed by BALL et al. (2007) is reliable for identifying the structural quality of tropical and subtropical soils under different soil management systems. Therefore, the overall objective of this paper was to visually identify the structural quality of an Oxisol under forest, crop-livestock rotation and no-till system. The structure evaluation was based on appearance, strength and characteristics of structural units from soil blocks, and was defined by five visual scores from the classification quality. The method allows distinguishing soil quality of the different soil use and management systems from the evaluation of the layer sampled.

O aumento da demanda pela avaliação da qualidade da estrutura do solo para o adequado crescimento de plantas tem motivado pesquisadores a desenvolverem técnicas visuais de avaliação, a campo, simples e confiáveis para esse fim. No Brasil, um número reduzido de estudos foi realizado empregando métodos visuais de diagnóstico do estado estrutural de solos no campo. Esse trabalho testou a hipótese de que o método de Avaliação Visual da Qualidade da Estrutura do Solo desenvolvido por BALL et al. (2007) para solos de clima temperado pode ser aplicado na identificação de campo da qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo. Para isso, foram avaliadas amostras indeformadas coletadas de mata preservada (M), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (SPD). A avaliação da estrutura apoiou-se na aparência, na resistência e nas características das unidades estruturais de blocos de solo e foi definida por cinco escores visuais de classificação de qualidade. O método empregado permitiu distinguir a qualidade do solo de diferentes sistemas de uso e manejo a partir da avaliação da estrutura da camada estudada.

Método de avaliação visual da qualidade da estrutura aplicado a Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo

The increasing demand for assessing soil structure for crop growth has motivated researchers to develop simple and reliable visual indicators to assess soil structure at the field. There are a few records in Brazil indicating the use of visual techniques for assessing soil physical quality. This paper tested the hypothesis that the Visual Soil Structure Quality Assessment methodology developed by BALL et al. (2007) is reliable for identifying the structural quality of tropical and subtropical soils under different soil management systems. Therefore, the overall objective of this paper was to visually identify the structural quality of an Oxisol under forest, crop-livestock rotation and no-till system. The structure evaluation was based on appearance, strength and characteristics of structural units from soil blocks, and was defined by five visual scores from the classification quality. The method allows distinguishing soil quality of the different soil use and management systems from the evaluation of the layer sampled.

O aumento da demanda pela avaliação da qualidade da estrutura do solo para o adequado crescimento de plantas tem motivado pesquisadores a desenvolverem técnicas visuais de avaliação, a campo, simples e confiáveis para esse fim. No Brasil, um número reduzido de estudos foi realizado empregando métodos visuais de diagnóstico do estado estrutural de solos no campo. Esse trabalho testou a hipótese de que o método de Avaliação Visual da Qualidade da Estrutura do Solo desenvolvido por BALL et al. (2007) para solos de clima temperado pode ser aplicado na identificação de campo da qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo. Para isso, foram avaliadas amostras indeformadas coletadas de mata preservada (M), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (SPD). A avaliação da estrutura apoiou-se na aparência, na resistência e nas características das unidades estruturais de blocos de solo e foi definida por cinco escores visuais de classificação de qualidade. O método empregado permitiu distinguir a qualidade do solo de diferentes sistemas de uso e manejo a partir da avaliação da estrutura da camada estudada.

Quantification of the soil physical quality of a tropical oxisol using the S index

Soil physical quality is fundamental for the sustainability of agro ecosystems. Soil physical quality assessment must be developed using parameters that describe physical behavior. S, a new soil physical parameter has recently been introduced for assessing the soil physical quality. A good soil physical quality has been associated with values of S > 0.035 in soils from temperate climates. However, S has not been evaluated in tropical soils yet. Therefore we tested the hypothesis that S is a reliable soil physical quality indicator of a Typic Hapludox cropped with maize under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT). Undisturbed samples were collected from each tillage system in the row and interrow positions. Soil bulk density was determined in the samples and the S parameter was calculated using a pedotransfer function from the same samples. The parameter S was able to differentiate tillage and position with S NT S CT independent of the row and interrow sampling positions. Higher S values were verified in row position than in the interrow in both tillage systems. With the use of a pedotransfer function it was also possible to establish a negative relationship between S and soil compaction. The results confirmed our hypothesis and suggest that further studies should be carried out to evaluate S in other tropical soils and management systems.

A qualidade física do solo é fundamental para a sustentabilidade dos sistemas agropecuários e deve ser feita por meio de parâmetros que descrevem o comportamento físico do mesmo. O índice S é um desses novos parâmetros, proposto para quantificar a qualidade física do solo. Valores de S > 0,035 têm sido associados com uma boa qualidade física relacionada à produção agrícola nos solos desenvolvidos em clima temperado. Contudo, S não tem sido avaliado em solos tropicais. Consequentemente, a hipótese deste trabalho é que S pode ser utilizado como indicador da qualidade física de um Latossolo Vermelho distroférrico cultivado com milho em sistemas de plantio direto (PD) e de preparo convencional do solo (PC). Amostras indeformadas de solo foram obtidas em PD e PC nas posições linha e entrelinha da cultura de milho. A densidade do solo foi medida e o índice S foi calculado usando uma função de pedotransferência obtida no mesmo, em condições experimentais. O índice S diferenciou os sistemas de preparo e posições de amostragem, sendo S PD S PC independente das posições de amostragem linha e entrelinha. Na posição linha verificou-se maiores valores de S tanto em PD como em PC. O valor de S diminuiu com o aumento da densidade do solo, indicando a redução da sua qualidade física, associada à compactação do mesmo. Os resultados confirmam a hipótese estabelecida e sugerem que mais estudos devem ser conduzidos para quantificar o índice S em diferentes solos e sistemas de manejo sob condições tropicais.

Quantification of the soil physical quality of a tropical oxisol using the S index

Soil physical quality is fundamental for the sustainability of agro ecosystems. Soil physical quality assessment must be developed using parameters that describe physical behavior. S, a new soil physical parameter has recently been introduced for assessing the soil physical quality. A good soil physical quality has been associated with values of S > 0.035 in soils from temperate climates. However, S has not been evaluated in tropical soils yet. Therefore we tested the hypothesis that S is a reliable soil physical quality indicator of a Typic Hapludox cropped with maize under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT). Undisturbed samples were collected from each tillage system in the row and interrow positions. Soil bulk density was determined in the samples and the S parameter was calculated using a pedotransfer function from the same samples. The parameter S was able to differentiate tillage and position with S NT S CT independent of the row and interrow sampling positions. Higher S values were verified in row position than in the interrow in both tillage systems. With the use of a pedotransfer function it was also possible to establish a negative relationship between S and soil compaction. The results confirmed our hypothesis and suggest that further studies should be carried out to evaluate S in other tropical soils and management systems.

A qualidade física do solo é fundamental para a sustentabilidade dos sistemas agropecuários e deve ser feita por meio de parâmetros que descrevem o comportamento físico do mesmo. O índice S é um desses novos parâmetros, proposto para quantificar a qualidade física do solo. Valores de S > 0,035 têm sido associados com uma boa qualidade física relacionada à produção agrícola nos solos desenvolvidos em clima temperado. Contudo, S não tem sido avaliado em solos tropicais. Consequentemente, a hipótese deste trabalho é que S pode ser utilizado como indicador da qualidade física de um Latossolo Vermelho distroférrico cultivado com milho em sistemas de plantio direto (PD) e de preparo convencional do solo (PC). Amostras indeformadas de solo foram obtidas em PD e PC nas posições linha e entrelinha da cultura de milho. A densidade do solo foi medida e o índice S foi calculado usando uma função de pedotransferência obtida no mesmo, em condições experimentais. O índice S diferenciou os sistemas de preparo e posições de amostragem, sendo S PD S PC independente das posições de amostragem linha e entrelinha. Na posição linha verificou-se maiores valores de S tanto em PD como em PC. O valor de S diminuiu com o aumento da densidade do solo, indicando a redução da sua qualidade física, associada à compactação do mesmo. Os resultados confirmam a hipótese estabelecida e sugerem que mais estudos devem ser conduzidos para quantificar o índice S em diferentes solos e sistemas de manejo sob condições tropicais.

Traffic soil compaction of an oxisol related to soybean development and yield

Excessive traffic on the soil may affect soybean development. This research was carried out to evaluate soybean root development and grain yield under compacted soil, in an Oxisol. The following traffic treatments were used: T0 = no traffic; T1* = 1 passage of a 4 t tractor; and, T1, T2, T4 and T6, respectively for 1, 2, 4 and 6 passages of an 11 t tractor on the same location, each besides the other. After compaction, soybean [Glycine max cv. MG/BR 46 (Conquista)] was cultivated. The experiment was arranged in a completely randomized design, with six compaction levels and four replicates (plots of 9.0 m²). Undisturbed soil samples were collected in the layers 0.03-0.06, 0.08-0.11, 0.15-0.18 and 0.22-0.25 m, for physical analyses. Root analyses were performed at layers of 0.0-0.10, 0.10-0.15 and 0.20-0.25 m. Soil compaction decreased deep root development and did not affect root amount, but its distribution. Yield decreased at the penetration resistance of 2.33 MPa or higher, and soil bulk density of 1.51 Mg m-3 or higher.

O tráfego excessivo de máquinas sobre o solo pode prejudicar o desenvolvimento da cultura da soja. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento radicular e a produtividade da soja em função da compactação. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho de textura média. Os tratamentos de compactação foram: T0 = sem tráfego; T1* = 1 passada de trator de 4 t; e, T1, T2, T4 e T6, respectivamente, para 1, 2, 4 e 6 passadas de um trator de 11 t, no mesmo local, uma ao lado da outra. Após a compactação foi semeado o cultivar de soja (Glycine max) MG/BR 46 (Conquista).O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis níveis de compactação e quatro repetições (parcelas de 9,0 m²). Foram coletadas amostras indeformadas de solo nas camadas de 0,03-0,06; 0,08-0,11; 0,15-0,18 e 0,22-0,25 m, para determinação dos atributos físicos. As raízes foram avaliadas nas camadas de 0,0-0,10; 0,10-0,15 e 0,20-0,25 m. A compactação do solo diminuiu o desenvolvimento radicular em profundidade e não alterou a quantidade total de raízes, apenas sua distribuição. A produtividade de soja decresceu a partir da resistência do solo à penetração de 2,33 MPa e da densidade do solo de 1,51 Mg m-3.

Traffic soil compaction of an oxisol related to soybean development and yield

Excessive traffic on the soil may affect soybean development. This research was carried out to evaluate soybean root development and grain yield under compacted soil, in an Oxisol. The following traffic treatments were used: T0 = no traffic; T1* = 1 passage of a 4 t tractor; and, T1, T2, T4 and T6, respectively for 1, 2, 4 and 6 passages of an 11 t tractor on the same location, each besides the other. After compaction, soybean [Glycine max cv. MG/BR 46 (Conquista)] was cultivated. The experiment was arranged in a completely randomized design, with six compaction levels and four replicates (plots of 9.0 m²). Undisturbed soil samples were collected in the layers 0.03-0.06, 0.08-0.11, 0.15-0.18 and 0.22-0.25 m, for physical analyses. Root analyses were performed at layers of 0.0-0.10, 0.10-0.15 and 0.20-0.25 m. Soil compaction decreased deep root development and did not affect root amount, but its distribution. Yield decreased at the penetration resistance of 2.33 MPa or higher, and soil bulk density of 1.51 Mg m-3 or higher.

O tráfego excessivo de máquinas sobre o solo pode prejudicar o desenvolvimento da cultura da soja. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento radicular e a produtividade da soja em função da compactação. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho de textura média. Os tratamentos de compactação foram: T0 = sem tráfego; T1* = 1 passada de trator de 4 t; e, T1, T2, T4 e T6, respectivamente, para 1, 2, 4 e 6 passadas de um trator de 11 t, no mesmo local, uma ao lado da outra. Após a compactação foi semeado o cultivar de soja (Glycine max) MG/BR 46 (Conquista).O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis níveis de compactação e quatro repetições (parcelas de 9,0 m²). Foram coletadas amostras indeformadas de solo nas camadas de 0,03-0,06; 0,08-0,11; 0,15-0,18 e 0,22-0,25 m, para determinação dos atributos físicos. As raízes foram avaliadas nas camadas de 0,0-0,10; 0,10-0,15 e 0,20-0,25 m. A compactação do solo diminuiu o desenvolvimento radicular em profundidade e não alterou a quantidade total de raízes, apenas sua distribuição. A produtividade de soja decresceu a partir da resistência do solo à penetração de 2,33 MPa e da densidade do solo de 1,51 Mg m-3.

A statistical basis for selecting parameters for the evaluation of soil penetration resistance

Measurements of soil penetration resistance (SR) have been frequently used for the evaluation of soil structural quality for plant growth. However, different data analysis approaches have been used, without a previous evaluation of their statistical quality. In this study we tested the hypothesis that the mean is the parameter with best statistical properties to evaluate alterations in soil penetration resistance in response to soil use and management, as compared to other SR statistical parameters. Undisturbed (5 × 5 cm) soil cores were collected from three sampling sites with different degrees of compaction: an undisturbed site under native scierophylous forest (NC); a site under short-duration grazing with post-grazing residue maintained at 2.0 to 2.5 Mg (Total Dry Matter) TDM ha-1 (LR); and a site under short-duration grazing with post-grazing residue maintained at 3.0 to 3.5 Mg TDM ha-1 (HR). The statistical quality of the parameters from undisturbed soil samples of SR profiles: mean (x), median (M), maximum (max), percentage of linear penetrability at 2 MPa (PLP2MPa), and the parameters from Probit analysis intercept (n) and slope (m) was evaluated using the ANOVA and LSD tests. Results from the F ratio, P > F values and LSD tests show that mean, median and maximum were the parameters with better statistical properties as criteria to evaluate alterations in soil penetration resistance in response to soil use and management as compared to other statistical SR parameters, validating the hypothesis of the research.

A quantificação da resistência do solo à penetração (RP) é freqüentemente utilizada na avaliação da qualidade estrutural do solo para o crescimento de plantas. Diferentes abordagens têm sido utilizadas na análise de dados de RP, e na maioria dos casos, sem uma avaliação prévia da qualidade estatística dos parâmetros. Neste trabalho foi testada a hipótese de que a média é o parâmetro com melhores propriedades estatísticas como critério para avaliação de alterações na resistência à penetração do solo em resposta ao uso e manejo do solo, em relação a outros parâmetros estatísticos derivados de conjuntos de dados de RP. Amostras indeformadas de solo (5 × 5 cm) foram coletadas em locais com diferentes graus de compactação: Cerrado nativo (CN); pastejo rotacionado, com nível de resíduo pós-pastejo mantido entre 2,0 e 2,5 Mg (Matéria Seca Total) MST ha-1 (RB); e pastejo rotacionado, com nível de resíduo pós-pastejo mantido entre 3,0 e 3,5 Mg MST ha-1 (RA). A qualidade estatística dos parâmetros obtidos dos perfis de RP: média (x), mediana (M), máximo (max), percentagem linear de penetrabilidade à 2 MPa (PLP2MPa), e os parâmetros da análise Probit: intercepto (n) e inclinação (m) foi avaliada por meio de ANOVA e pelo teste da Diferença Mínima Significativa (DMS). Os resultados da razão F, P > F e do teste DMS indicaram que a média, mediana e máximo são os parâmetros com melhores propriedades estatísticas como critério para avaliar as alterações na resistência à penetração do solo em resposta ao uso e manejo, confirmando a hipótese testada.

A statistical basis for selecting parameters for the evaluation of soil penetration resistance

Measurements of soil penetration resistance (SR) have been frequently used for the evaluation of soil structural quality for plant growth. However, different data analysis approaches have been used, without a previous evaluation of their statistical quality. In this study we tested the hypothesis that the mean is the parameter with best statistical properties to evaluate alterations in soil penetration resistance in response to soil use and management, as compared to other SR statistical parameters. Undisturbed (5 × 5 cm) soil cores were collected from three sampling sites with different degrees of compaction: an undisturbed site under native scierophylous forest (NC); a site under short-duration grazing with post-grazing residue maintained at 2.0 to 2.5 Mg (Total Dry Matter) TDM ha-1 (LR); and a site under short-duration grazing with post-grazing residue maintained at 3.0 to 3.5 Mg TDM ha-1 (HR). The statistical quality of the parameters from undisturbed soil samples of SR profiles: mean (x), median (M), maximum (max), percentage of linear penetrability at 2 MPa (PLP2MPa), and the parameters from Probit analysis intercept (n) and slope (m) was evaluated using the ANOVA and LSD tests. Results from the F ratio, P > F values and LSD tests show that mean, median and maximum were the parameters with better statistical properties as criteria to evaluate alterations in soil penetration resistance in response to soil use and management as compared to other statistical SR parameters, validating the hypothesis of the research.

A quantificação da resistência do solo à penetração (RP) é freqüentemente utilizada na avaliação da qualidade estrutural do solo para o crescimento de plantas. Diferentes abordagens têm sido utilizadas na análise de dados de RP, e na maioria dos casos, sem uma avaliação prévia da qualidade estatística dos parâmetros. Neste trabalho foi testada a hipótese de que a média é o parâmetro com melhores propriedades estatísticas como critério para avaliação de alterações na resistência à penetração do solo em resposta ao uso e manejo do solo, em relação a outros parâmetros estatísticos derivados de conjuntos de dados de RP. Amostras indeformadas de solo (5 × 5 cm) foram coletadas em locais com diferentes graus de compactação: Cerrado nativo (CN); pastejo rotacionado, com nível de resíduo pós-pastejo mantido entre 2,0 e 2,5 Mg (Matéria Seca Total) MST ha-1 (RB); e pastejo rotacionado, com nível de resíduo pós-pastejo mantido entre 3,0 e 3,5 Mg MST ha-1 (RA). A qualidade estatística dos parâmetros obtidos dos perfis de RP: média (x), mediana (M), máximo (max), percentagem linear de penetrabilidade à 2 MPa (PLP2MPa), e os parâmetros da análise Probit: intercepto (n) e inclinação (m) foi avaliada por meio de ANOVA e pelo teste da Diferença Mínima Significativa (DMS). Os resultados da razão F, P > F e do teste DMS indicaram que a média, mediana e máximo são os parâmetros com melhores propriedades estatísticas como critério para avaliar as alterações na resistência à penetração do solo em resposta ao uso e manejo, confirmando a hipótese testada.

Alternative method for volumetric core removal in hardsetting soils

Due to the narrow window of ideal moisture conditions required for collecting undisturbed soil samples from hardsetting horizons in the field, this study compared the efficiency of an alternative method of soil core removal in the laboratory with that of the traditional field method by using measurements of soil bulk density data (Db). In a first sampling, cylinders were removed with a soil sampler in the field. In a second sampling, large soil blocks were removed with Kubiena-type zinc (brass) boxes in the field. Volumetric core cylinder samples were removed from these blocks in the laboratory with a manual hydraulic pump. There were no differences between the Db values determined from the laboratory and the field coring method. The laboratory method was considered more efficient than the field method because it allowed reductions in the errors made by operators in the field, and those caused by differences in soil water content. The laboratory method allows sampling in hardsetting horizons throughout the year, and collecting soil core samples under conditions of controlled moisture and applied force.

Devido à grande dificuldade em se determinar à umidade ideal para a coleta de amostras com estrutura indeformada nos solos com horizontes coesos, este trabalho testou a hipótese que a utilização de um método alternativo para retirada de anéis volumétricos em laboratório não influenciaria a qualidade das amostras e, portanto, os resultados obtidos a partir delas. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência de um método alternativo de retirada de anéis volumétricos no laboratório com o método tradicional de retirada no campo utilizando, para isso, os dados de densidade do solo (Ds). Foram feitas duas amostragens de solo: (i) na primeira foram retirados anéis com amostrador de solo e, (ii) na segunda foram retirados blocos de solo com caixas de zinco (latão) do tipo Kubiena. Esses blocos foram utilizados para retirar anéis volumétricos em laboratório com ajuda de uma bomba hidráulica manual. Não houve diferenças significativas entre os valores de Db obtidos com ambos os métodos: de laboratório e de campo. O método alternativo de laboratório é mais eficiente que o de campo, já que permite minimizar os erros provenientes do operador na amostragem de campo e aqueles causados por diferenças do conteúdo de água no solo. O método proposto permite coletar amostras nos horizontes coesos em qualquer época do ano e obter os anéis volumétricos em condições controladas de umidade e força aplicada.

Alternative method for volumetric core removal in hardsetting soils

Due to the narrow window of ideal moisture conditions required for collecting undisturbed soil samples from hardsetting horizons in the field, this study compared the efficiency of an alternative method of soil core removal in the laboratory with that of the traditional field method by using measurements of soil bulk density data (Db). In a first sampling, cylinders were removed with a soil sampler in the field. In a second sampling, large soil blocks were removed with Kubiena-type zinc (brass) boxes in the field. Volumetric core cylinder samples were removed from these blocks in the laboratory with a manual hydraulic pump. There were no differences between the Db values determined from the laboratory and the field coring method. The laboratory method was considered more efficient than the field method because it allowed reductions in the errors made by operators in the field, and those caused by differences in soil water content. The laboratory method allows sampling in hardsetting horizons throughout the year, and collecting soil core samples under conditions of controlled moisture and applied force.

Devido à grande dificuldade em se determinar à umidade ideal para a coleta de amostras com estrutura indeformada nos solos com horizontes coesos, este trabalho testou a hipótese que a utilização de um método alternativo para retirada de anéis volumétricos em laboratório não influenciaria a qualidade das amostras e, portanto, os resultados obtidos a partir delas. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência de um método alternativo de retirada de anéis volumétricos no laboratório com o método tradicional de retirada no campo utilizando, para isso, os dados de densidade do solo (Ds). Foram feitas duas amostragens de solo: (i) na primeira foram retirados anéis com amostrador de solo e, (ii) na segunda foram retirados blocos de solo com caixas de zinco (latão) do tipo Kubiena. Esses blocos foram utilizados para retirar anéis volumétricos em laboratório com ajuda de uma bomba hidráulica manual. Não houve diferenças significativas entre os valores de Db obtidos com ambos os métodos: de laboratório e de campo. O método alternativo de laboratório é mais eficiente que o de campo, já que permite minimizar os erros provenientes do operador na amostragem de campo e aqueles causados por diferenças do conteúdo de água no solo. O método proposto permite coletar amostras nos horizontes coesos em qualquer época do ano e obter os anéis volumétricos em condições controladas de umidade e força aplicada.

A simplified Excel® algorithm for estimating the least limiting water range of soils

The least limiting water range (LLWR) of soils has been employed as a methodological approach for evaluation of soil physical quality in different agricultural systems, including forestry, grasslands and major crops. However, the absence of a simplified methodology for the quantification of LLWR has hampered the popularization of its use among researchers and soil managers. Taking this into account this work has the objective of proposing and describing a simplified algorithm developed in Excel® software for quantification of the LLWR, including the calculation of the critical bulk density, at which the LLWR becomes zero. Despite the simplicity of the procedures and numerical techniques of optimization used, the nonlinear regression produced reliable results when compared to those found in the literature.

O intervalo hídrico ótimo (IHO) dos solos tem sido empregado como uma metodologia para a avaliação da qualidade física do solo em diferentes sistemas agrícolas, incluindo áreas florestais, pastagens e grandes culturas. Entretanto, a inexistência de uma metodologia simplificada para a quantificação do IHO tem dificultado a popularização do uso desta técnica entre pesquisadores e técnicos. Levando isto em consideração, este trabalho tem como objetivo propor e descrever um algoritmo simplificado, desenvolvido em planilha eletrônica Excel®, para quantificação do IHO, incluindo o cálculo da densidade do solo crítica, na qual o IHO é nulo. Apesar da simplicidade dos procedimentos e técnicas numéricas de otimização utilizados, a regressão não-linear produziu resultados confiáveis quando comparados com aqueles encontrados em literatura.

Plant response to mechanical resistance and air-filled porosity of soils under conventional and no-tillage system

Roots may respond to restrictive soil physical conditions and send signals to shoots to control plant growth. Soil mechanical resistance and aeration can be managed to improve the soil physical conditions for plant growth by using different tillage systems. The objective of this study was to quantify the influence of no-tillage and conventional-tillage systems on plant response to soil mechanical resistance and aeration. The study was carried out on a farm, cultivated with corn, with a side-by-side comparison of no-tillage and conventional-tillage systems. Thirty-two paired sampling sites were located along two transects, located one in each treatment. Soil water content, bulk density, and plant growth were measured in each treatment. Based on the soil water and bulk density measurements, the air-filled porosity values were computed for each treatment. Soil water contents and bulk density values were converted to soil mechanical resistance by using the soil resistance curve. Plant growth varied positively with soil air-filled porosity, and negatively with soil mechanical resistance in both tillage systems. However, the decrease rates/increase rates were dependent on the tillage system. The no-tillage system somehow improved the soil physical conditions for the plants, especially when they were more restrictive, allowing them to attain greater values of growth.

As raízes podem responder à ocorrência de condições físicas restritivas no solo e enviar sinais parte aérea para controlar o crescimento da planta. A resistência mecânica e a aeração do solo podem ser alteradas para melhorar as condições físicas do solo para o crescimento das plantas por meio do emprego de diferentes sistemas de preparo do solo. O objetivo deste trabalho foi quantificar a influência dos sistemas preparo convencional e plantio direto na resposta das plantas da cultura de milho à resistência mecânica e aeração do solo. O estudo foi desenvolvido numa fazenda que apresentava uma parcela com preparo convencional localizada ao lado de outra sob plantio direto. Trinta e dois pontos de amostragem foram localizados através de duas toposeqüências, localizadas uma em cada tratamento. O conteúdo de água do solo, a densidade do solo e o crescimento, expressado como diferencia de altura, das plantas foram medidos em cada tratamento. Os valores de porosidade de aeração foram calculados com base na umidade do solo e os valores de densidade do solo. Os valores de umidade e de densidade do solo foram convertidos em valores de resistência mecânica por meio da curva de resistência do solo. O crescimento das plantas variou positivamente com a porosidade de aeração e negativamente com a resistência mecânica do solo nos dois sistemas de preparo. Entretanto, as taxas de acréscimo/decréscimo foram dependentes do sistema de preparo do solo. O sistema plantio direto gerou condições físicas mais favoráveis às plantas, especialmente quando as propriedades do solo foram mais restritivas, permitindo-lhes atingir taxas de crescimento mais elevadas.

Plant response to mechanical resistance and air-filled porosity of soils under conventional and no-tillage system

Roots may respond to restrictive soil physical conditions and send signals to shoots to control plant growth. Soil mechanical resistance and aeration can be managed to improve the soil physical conditions for plant growth by using different tillage systems. The objective of this study was to quantify the influence of no-tillage and conventional-tillage systems on plant response to soil mechanical resistance and aeration. The study was carried out on a farm, cultivated with corn, with a side-by-side comparison of no-tillage and conventional-tillage systems. Thirty-two paired sampling sites were located along two transects, located one in each treatment. Soil water content, bulk density, and plant growth were measured in each treatment. Based on the soil water and bulk density measurements, the air-filled porosity values were computed for each treatment. Soil water contents and bulk density values were converted to soil mechanical resistance by using the soil resistance curve. Plant growth varied positively with soil air-filled porosity, and negatively with soil mechanical resistance in both tillage systems. However, the decrease rates/increase rates were dependent on the tillage system. The no-tillage system somehow improved the soil physical conditions for the plants, especially when they were more restrictive, allowing them to attain greater values of growth.

As raízes podem responder à ocorrência de condições físicas restritivas no solo e enviar sinais parte aérea para controlar o crescimento da planta. A resistência mecânica e a aeração do solo podem ser alteradas para melhorar as condições físicas do solo para o crescimento das plantas por meio do emprego de diferentes sistemas de preparo do solo. O objetivo deste trabalho foi quantificar a influência dos sistemas preparo convencional e plantio direto na resposta das plantas da cultura de milho à resistência mecânica e aeração do solo. O estudo foi desenvolvido numa fazenda que apresentava uma parcela com preparo convencional localizada ao lado de outra sob plantio direto. Trinta e dois pontos de amostragem foram localizados através de duas toposeqüências, localizadas uma em cada tratamento. O conteúdo de água do solo, a densidade do solo e o crescimento, expressado como diferencia de altura, das plantas foram medidos em cada tratamento. Os valores de porosidade de aeração foram calculados com base na umidade do solo e os valores de densidade do solo. Os valores de umidade e de densidade do solo foram convertidos em valores de resistência mecânica por meio da curva de resistência do solo. O crescimento das plantas variou positivamente com a porosidade de aeração e negativamente com a resistência mecânica do solo nos dois sistemas de preparo. Entretanto, as taxas de acréscimo/decréscimo foram dependentes do sistema de preparo do solo. O sistema plantio direto gerou condições físicas mais favoráveis às plantas, especialmente quando as propriedades do solo foram mais restritivas, permitindo-lhes atingir taxas de crescimento mais elevadas.

A simplified Excel® algorithm for estimating the least limiting water range of soils

The least limiting water range (LLWR) of soils has been employed as a methodological approach for evaluation of soil physical quality in different agricultural systems, including forestry, grasslands and major crops. However, the absence of a simplified methodology for the quantification of LLWR has hampered the popularization of its use among researchers and soil managers. Taking this into account this work has the objective of proposing and describing a simplified algorithm developed in Excel® software for quantification of the LLWR, including the calculation of the critical bulk density, at which the LLWR becomes zero. Despite the simplicity of the procedures and numerical techniques of optimization used, the nonlinear regression produced reliable results when compared to those found in the literature.

O intervalo hídrico ótimo (IHO) dos solos tem sido empregado como uma metodologia para a avaliação da qualidade física do solo em diferentes sistemas agrícolas, incluindo áreas florestais, pastagens e grandes culturas. Entretanto, a inexistência de uma metodologia simplificada para a quantificação do IHO tem dificultado a popularização do uso desta técnica entre pesquisadores e técnicos. Levando isto em consideração, este trabalho tem como objetivo propor e descrever um algoritmo simplificado, desenvolvido em planilha eletrônica Excel®, para quantificação do IHO, incluindo o cálculo da densidade do solo crítica, na qual o IHO é nulo. Apesar da simplicidade dos procedimentos e técnicas numéricas de otimização utilizados, a regressão não-linear produziu resultados confiáveis quando comparados com aqueles encontrados em literatura.