Exploring the potential of Canavalia ensiformis for phytoremediation of B10 biodiesel-contaminated soil: insights on aromatic compound degradation and soil fertility.

The widespread use of petroleum-based fuels poses a significant environmental problem due to the risks associated with accidental spills. Among the treatments available, phytoremediation is increasingly accepted as an effective and low-cost solution. This study aimed to evaluate the degradation of the aromatic fraction of biodiesel B10 and the soil fertility analysis in artificially contaminated soils treated with phytoremediation. The experimental design consisted of a 3x3 factorial, with three types of soil treatment: control, autoclaved, and planted with C. ensiformis L, and three levels of B10 biodiesel contamination: 0, 1, and 2%, to simulate spills of 30,000 and 60,000 L ha-1. The soil was analyzed at three depths: 0-10, 10-20, and 20-30 cm. The results indicated that aromatic compound degradation after phytoremediation was superior to 92,76% and 88,65% for 1% and 2% B10 soil contamination, respectively. The fuel contamination affected soil fertility, reducing the availability of phosphorus and zinc while increasing the Total Organic Carbon (TOC), pH, and the availability of manganese and iron for plants.

Numerous studies have been carried out on the phytoremediation of soils contaminated with diesel. However, the potential impact of biodiesel-diesel blends on soil fertility has not been fully explored, leading to a critical knowledge gap. This work investigates the novel effects of biodiesel-diesel blends on phytoremediation and soil fertility, allowing us to expand our understanding of the effectiveness of this approach to remediate contaminated sites.

Methodology for estimating productive potential zones from productivity data / Metodologia para estimativa de zonas de potencial produtivo a partir de dados de produtividade

The methodology proposed herein for identifying potentially productive zones from yield data captured by harvester onboard sensors aims to establish a viable and easy-to-implement method for defining management zones by running statistical procedures on data from the harvest monitor. To do this, yield data from maize (2018 winter/second growing season) and soybean (2019 growing season) were converted into ɀ-score values and compared at a 99.8% confidence interval of standard normal distribution ɀ. Simultaneously, the degree of linearity was evaluated and Jackknife resampling, for removing data outside the range (outliers) established by the ɀ table (<-3.09 and >3.09). Next, yield ɀ-score algebraic mapping was performed to obtain a mean crop map, then applying three classes from the probability intervals of a plus and minus deviation, resulting in a map of potentially productive zones (below average, average and above average yield). Using this method, 5.72% of the area exhibited low yield potential, 90.71% average potential and 3.57% high yield potential. This analysis method was easy and quick to perform and provided summarized information, facilitating additional field surveys and providing a basis for decision-making.(AU)

A proposta desta metodologia para estimativa de zonas de potencial produtivo a partir de dados de produtividade obtidos por sensores instalados em colhedoras, tem como objetivo estabelecer um método viável e de fácil execução para a definição de zonas de manejo, empregando procedimentos estatísticos em dados obtidos por monitor de colheita. Para tanto, foram utilizados dados de produtividade das culturas de milho (inverno/safrinha 2018) e soja (safra 2019) convertidos em escore-ɀ e comparados com o intervalo de confiança de 99,8% da distribuição normal padrão ɀ. Simultaneamente, foi avaliado o grau de linearidade e o método Jackknife, removendo-se os dados fora do intervalo estabelecido pela tabela ɀ (<-3,09 e >3,09). Após este procedimento, foi realizado a álgebra dos mapas de escore-ɀ de produtividade para obtenção de um mapa médio das culturas, no qual se aplicou três classes a partir dos intervalos de probabilidade de um desvio para mais e para menos, resultando no mapa de zonas de potencial produtivo em três áreas, abaixo da média, na média, e acima da média de produtividade. Com a aplicação do método, obteve-se 5,72% da área com baixo potencial produtivo, 90,71% com potencial médio e, 3,57% com alto potencial produtivo. Este método de análise demonstrou-se de fácil e rápida execução e proporcionou informação resumida, facilitando ações complementares de levantamento à campo e tomadas de decisão.(AU)

Soil morphostructural characterization and coffee root distribution under agroforestry system with Hevea Brasiliensis

Land use and tillage practices may change soil structure and undermine sustainable agriculture; however, such changes are hardly identified in the short term. In this sense, agroforestry systems have been used to reduce soil degradation and promote sustainable production in coffee plantations. These areas are expected to have well-structured soils and hence improved root distribution. This study aimed to evaluate soil quality by the morphostructural and root distribution analyses comparing open-grown coffee and coffee in agroforestry systems with rubber trees for 19 years, in an Oxisol in northern Paraná State (Brazil). Treatments consisted of open-grown coffee (OG), coffee partially shaded by rubber trees (PSH), and coffee fully shaded by rubber trees (FSH). The mapping of morphostructural features and soil resistance to penetration in cultural profile walls identified changes in soil structure resulting from different tillage systems. Root distribution was better in coffee plants grown in PSH and FSH systems. At greater depths, cultural profiles of FSH and PSH showed a larger numbers of roots compared to OG. Among the three systems, PSH provided a better environment for root growth and distribution. This result could be attributed to the high biological activity and interaction between roots and aggregates in that profile. The FSH agroforestry system provided less compact morphological structures and more roots throughout the soil profile. The agroforestry systems presented fewer soil structural changes by tillage operations and lower values of soil penetration resistance. Coffee root distribution was an effective indicator of soil quality and consistent with the morphostructural characterization of cultural profile.

The no-tillage, with crop rotation or succession, can increase the degree of clay dispersion in the superficial layer of highly weathered soils after 24 years / O plantio direto, com rotação ou sucessão, pode aumentar o grau de argila dispersa na camada superficial de solos altamente intemperizados depois de 24 anos

Clay dispersion is directly related to water erosion, especially during detaching and dragging of particles. No-till is one of the most important strategies for soil and water conservation in tropical and sub-tropical regions, and when associated with crop rotation, may reduce the degree of clay dispersion. The study aimed to evaluate, after 24 years, the effect of different soil management systems and crop systems on the degree of clay dispersion of a Rhodic Ferralsol. The experimental design was completely randomized in a 4x2 factorial scheme, with four soil managements (continuous no-tillage, no-tillage with chiseling every three years, disk plowing followed by light harrowing and heavy disking followed by light harrowing) and with two crop systems (crop succession and rotation). The degree of clay dispersion was evaluated and associated with soil chemical attributes from layer 0.00-0.10 m. The degree of clay dispersion is affected by the soil management systems with no effect of crop systems. The soil management system with the lowest soil disturbance (continuous no-tillage) has a higher degree of clay dispersion than the ones that disturb the soil, regardless of the agricultural implement used or soil disturbance intensity. The soil electrochemical imbalance, primarily caused by soil potential acidity, is positively correlated to the increase in the degree of clay

A argila dispersa está diretamente relacionada com a erosão hídrica, especialmente durante o desprendimento e arraste de partículas. O plantio direto é uma das mais importantes estratégias para conservação do solo e da água nas regiões tropical e sub-tropical, e quando associado com a rotação de culturas, pode reduzir o grau de dispersão de argila. O objetivo desse estudo foi avaliar, após 24 anos, o efeito de diferentes sistemas de manejo e de culturas no grau de dispersão de argila de um Latossolo Vermelho. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em um esquema fatorial 4x2, com quatro manejos do solo (plantio direto contínuo, plantio direto com escarificação a cada três anos, aração de discos seguida de gradagem leve e gradagem pesada seguida de gradagem leve) e dois sistemas de cultivo (sucessão de cultura e rotação). O grau de dispersão da argila foi avaliado e associado aos atributos químicos do solo da camada 0,00-0,10 m. O grau de dispersão da argila é afetado pelos sistemas de manejo do solo sem efeito dos sistemas de cultivo. O sistema de manejo de solo com menor perturbação do solo (plantio direto contínuo) possui o maior grau de dispersão de argila do que os que perturbam o solo, independentemente do implemento agrícola utilizado ou da intensidade do distúrbio do solo. O desequilíbrio eletroquímico do solo, causado principalmente pela acidez potencial do solo, está positivamente correlacionado ao aumento do grau de dispersão de argila da camada superficial do solo sob plantio direto contínuo.

Soil morphostructural characterization and coffee root distribution under agroforestry system with Hevea Brasiliensis

Land use and tillage practices may change soil structure and undermine sustainable agriculture; however, such changes are hardly identified in the short term. In this sense, agroforestry systems have been used to reduce soil degradation and promote sustainable production in coffee plantations. These areas are expected to have well-structured soils and hence improved root distribution. This study aimed to evaluate soil quality by the morphostructural and root distribution analyses comparing open-grown coffee and coffee in agroforestry systems with rubber trees for 19 years, in an Oxisol in northern Paraná State (Brazil). Treatments consisted of open-grown coffee (OG), coffee partially shaded by rubber trees (PSH), and coffee fully shaded by rubber trees (FSH). The mapping of morphostructural features and soil resistance to penetration in cultural profile walls identified changes in soil structure resulting from different tillage systems. Root distribution was better in coffee plants grown in PSH and FSH systems. At greater depths, cultural profiles of FSH and PSH showed a larger numbers of roots compared to OG. Among the three systems, PSH provided a better environment for root growth and distribution. This result could be attributed to the high biological activity and interaction between roots and aggregates in that profile. The FSH agroforestry system provided less compact morphological structures and more roots throughout the soil profile. The agroforestry systems presented fewer soil structural changes by tillage operations and lower values of soil penetration resistance. Coffee root distribution was an effective indicator of soil quality and consistent with the morphostructural characterization of cultural profile.(AU)

The no-tillage, with crop rotation or succession, can increase the degree of clay dispersion in the superficial layer of highly weathered soils after 24 years / O plantio direto, com rotação ou sucessão, pode aumentar o grau de argila dispersa na camada superficial de solos altamente intemperizados depois de 24 anos

Clay dispersion is directly related to water erosion, especially during detaching and dragging of particles. No-till is one of the most important strategies for soil and water conservation in tropical and sub-tropical regions, and when associated with crop rotation, may reduce the degree of clay dispersion. The study aimed to evaluate, after 24 years, the effect of different soil management systems and crop systems on the degree of clay dispersion of a Rhodic Ferralsol. The experimental design was completely randomized in a 4x2 factorial scheme, with four soil managements (continuous no-tillage, no-tillage with chiseling every three years, disk plowing followed by light harrowing and heavy disking followed by light harrowing) and with two crop systems (crop succession and rotation). The degree of clay dispersion was evaluated and associated with soil chemical attributes from layer 0.00-0.10 m. The degree of clay dispersion is affected by the soil management systems with no effect of crop systems. The soil management system with the lowest soil disturbance (continuous no-tillage) has a higher degree of clay dispersion than the ones that disturb the soil, regardless of the agricultural implement used or soil disturbance intensity. The soil electrochemical imbalance, primarily caused by soil potential acidity, is positively correlated to the increase in the degree of clay(AU)

A argila dispersa está diretamente relacionada com a erosão hídrica, especialmente durante o desprendimento e arraste de partículas. O plantio direto é uma das mais importantes estratégias para conservação do solo e da água nas regiões tropical e sub-tropical, e quando associado com a rotação de culturas, pode reduzir o grau de dispersão de argila. O objetivo desse estudo foi avaliar, após 24 anos, o efeito de diferentes sistemas de manejo e de culturas no grau de dispersão de argila de um Latossolo Vermelho. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em um esquema fatorial 4x2, com quatro manejos do solo (plantio direto contínuo, plantio direto com escarificação a cada três anos, aração de discos seguida de gradagem leve e gradagem pesada seguida de gradagem leve) e dois sistemas de cultivo (sucessão de cultura e rotação). O grau de dispersão da argila foi avaliado e associado aos atributos químicos do solo da camada 0,00-0,10 m. O grau de dispersão da argila é afetado pelos sistemas de manejo do solo sem efeito dos sistemas de cultivo. O sistema de manejo de solo com menor perturbação do solo (plantio direto contínuo) possui o maior grau de dispersão de argila do que os que perturbam o solo, independentemente do implemento agrícola utilizado ou da intensidade do distúrbio do solo. O desequilíbrio eletroquímico do solo, causado principalmente pela acidez potencial do solo, está positivamente correlacionado ao aumento do grau de dispersão de argila da camada superficial do solo sob plantio direto contínuo.(AU)

Distribuição de raízes, resistência tênsil e friabilidade de agregados em solo com diferentes sistemas de manejo / Root distribution, tensil resistance and friability of aggregates in soil with different management systems

A qualidade estrutural do solo é desejável para o crescimento das plantas, assim como estabelecimento do sistema radicular. Diante disso, o objetivo do trabalho foi avaliar a distribuição de raízes, resistência tênsil e a friabilidade de agregados em solo com diferentes sistemas de manejo na cultura da soja. O delineamento experimental foi constituído em esquema fatorial 2 x 2 x 2, sendo fator A: Plantio Direto (PD) e Plantio Direto Escaficado (ESC); fator B: com e sem aplicação de gesso agrícola e fator C: com e sem utilização da haste sulcadora, dispostos em blocos ao acaso com três repetições. No estádio R2 da soja, foi realizada a coleta de solo para avaliação do sistema radicular nas profundidades de 0,0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40e 0,40-0,60m, sendo que os valores de diâmetro (mm) e comprimento (cm).A escarificação do solo seguida pela utilização da haste sulcadora, ocasionou alteração na qualidade física do solo, diminuindo a friabilidade dos agregados, e, possibilitando uma maior densidade do comprimento radicular na profundidade 0,0-0,20. O sistema plantio direto (SPD) proporcionou uma maior densidade do comprimento radicular em camadas subsuperficias -0,20-0,40 cm.(AU)

Structural soil quality is desirable for plant growth as well as roots system establishment. Therefore, the objective of this work was to evaluate root distribution, tensile strength and friability of soil aggregates under different management systems in soybean crop. The experimental design was a 2 x 2 x 2 factorial scheme, with factor A: no-tillage (PD) and no-tillage (ES); factor B: with and without application of agricultural plaster and factor C: with and without use of the furrower, arranged in random blocks with three repetitions. At soybean R2 stage, soil collection was performed to evaluate the root system at depths of 0.0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0, 40 and 0.40-0.60 m, with the values of diameter (mm) and length (cm). Soil scarification followed by the use of the furrow stem caused a change in the physical quality of the soil, reducing the friability of the aggregates, and allowing a greater density of root length at depth 0.0-0.20. The no-tillage system (SPD) provided a higher density of root length in subsurface layers -0.20-0.40 cm.(AU)

Distribuição de raízes, resistência tênsil e friabilidade de agregados em solo com diferentes sistemas de manejo / Root distribution, tensil resistance and friability of aggregates in soil with different management systems

A qualidade estrutural do solo é desejável para o crescimento das plantas, assim como estabelecimento do sistema radicular. Diante disso, o objetivo do trabalho foi avaliar a distribuição de raízes, resistência tênsil e a friabilidade de agregados em solo com diferentes sistemas de manejo na cultura da soja. O delineamento experimental foi constituído em esquema fatorial 2 x 2 x 2, sendo fator A: Plantio Direto (PD) e Plantio Direto Escaficado (ESC); fator B: com e sem aplicação de gesso agrícola e fator C: com e sem utilização da haste sulcadora, dispostos em blocos ao acaso com três repetições. No estádio R2 da soja, foi realizada a coleta de solo para avaliação do sistema radicular nas profundidades de 0,0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40e 0,40-0,60m, sendo que os valores de diâmetro (mm) e comprimento (cm).A escarificação do solo seguida pela utilização da haste sulcadora, ocasionou alteração na qualidade física do solo, diminuindo a friabilidade dos agregados, e, possibilitando uma maior densidade do comprimento radicular na profundidade 0,0-0,20. O sistema plantio direto (SPD) proporcionou uma maior densidade do comprimento radicular em camadas subsuperficias -0,20-0,40 cm.

Structural soil quality is desirable for plant growth as well as roots system establishment. Therefore, the objective of this work was to evaluate root distribution, tensile strength and friability of soil aggregates under different management systems in soybean crop. The experimental design was a 2 x 2 x 2 factorial scheme, with factor A: no-tillage (PD) and no-tillage (ES); factor B: with and without application of agricultural plaster and factor C: with and without use of the furrower, arranged in random blocks with three repetitions. At soybean R2 stage, soil collection was performed to evaluate the root system at depths of 0.0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0, 40 and 0.40-0.60 m, with the values of diameter (mm) and length (cm). Soil scarification followed by the use of the furrow stem caused a change in the physical quality of the soil, reducing the friability of the aggregates, and allowing a greater density of root length at depth 0.0-0.20. The no-tillage system (SPD) provided a higher density of root length in subsurface layers -0.20-0.40 cm.

Carbon in aggregate size classes in a Rhodic Eutrudox under different cropping systems / Carbono em classes de agregados em um Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de cultura

Soil productive capacity is related to levels of carbon (C) in aggregates of different sizes. The aim of this study was to assess total organic carbon levels in different size classes of water-stable aggregates in a Rhodic Eutrudox under different production systems. The cropping systems assessed were no-tillage (NT); no-tillage scarified every three years (NTS); disk plowing (DP) and heavy disking (HD). All systems were subjected to crop succession (S) (soybean - Glycine max / wheat - Triticum aestivum) and rotation (R) (soybean, maize (Zea mays), wheat) and cover and green manure (Lupinus albus, Raphanus sativus and Avena strigosa). Intact soil samples were collected in trenches at depths of 0–0.10; 0.10-0.20; 0.20–0.30 and 0.30-0.40 m. The highest levels of carbon were found under no-tillage, irrespective of the aggregate size class. In all treatments, the top layer (0.0–0,10 m) under crop succession showed the highest carbon content for all aggregate size classes. However, at depths below 0.10 m, crop rotation exhibited the highest carbon levels (between 12 and 20 g kg-1). After 29 years of trials, cropping systems with the lowest soil disturbance combined with crop rotation were found to contribute to raising the level of carbon in the soil and maintaining stable aggregates.

A capacidade produtiva do solo está relacionada a níveis de carbono (C) em agregados de diferentes tamanhos. O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis totais de carbono orgânico em diferentes classes de tamanho de agregados estáveis em água em um Latossolo Vermelho eutroférrico sob diferentes sistemas de produção após 26 anos. Os sistemas de cultivo avaliados foram plantio direto (NT); Plantio direto escarificado a cada três anos (NTS); arado de disco (DP) e disco pesado (HD). Todos os sistemas foram submetidos a sucessão de culturas (S) (soja - Glycine max / trigo - Triticum aestivum) e rotação (R) (soja; milho (Zea mays); trigo) e de cobertura e adubação verde (tremoço (Lupinus albus), nabo forrageiro (Raphanus sativus) e aveia preta (Avena strigosa). As amostras de solo intactas foram coletadas em trincheiras em profundidades de 0 a 0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m. Os níveis mais elevados de carbono foram encontrados em plantio direto, independentemente da classe de tamanho agregado. Em todos os tratamentos, a camada superior (0,0-0,10 m) sob sucessão de culturas mostrou os teores de carbono mais altos para todas as classes de tamanho agregado. No entanto, nas profundidades abaixo de 0,10 m, a rotação das culturas exibiu os maiores níveis de carbono (entre 12 e 20 g kg-1). Após 29 anos da implantação do experimento, os sistemas de cultivo com o menor distúrbio do solo combinados com a rotação das culturas contribuíram para elevar o nível de carbono no solo e manter agregados estáveis.

Carbon in aggregate size classes in a Rhodic Eutrudox under different cropping systems / Carbono em classes de agregados em um Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de cultura

Soil productive capacity is related to levels of carbon (C) in aggregates of different sizes. The aim of this study was to assess total organic carbon levels in different size classes of water-stable aggregates in a Rhodic Eutrudox under different production systems. The cropping systems assessed were no-tillage (NT); no-tillage scarified every three years (NTS); disk plowing (DP) and heavy disking (HD). All systems were subjected to crop succession (S) (soybean - Glycine max / wheat - Triticum aestivum) and rotation (R) (soybean, maize (Zea mays), wheat) and cover and green manure (Lupinus albus, Raphanus sativus and Avena strigosa). Intact soil samples were collected in trenches at depths of 0–0.10; 0.10-0.20; 0.20–0.30 and 0.30-0.40 m. The highest levels of carbon were found under no-tillage, irrespective of the aggregate size class. In all treatments, the top layer (0.0–0,10 m) under crop succession showed the highest carbon content for all aggregate size classes. However, at depths below 0.10 m, crop rotation exhibited the highest carbon levels (between 12 and 20 g kg-1). After 29 years of trials, cropping systems with the lowest soil disturbance combined with crop rotation were found to contribute to raising the level of carbon in the soil and maintaining stable aggregates.(AU)

A capacidade produtiva do solo está relacionada a níveis de carbono (C) em agregados de diferentes tamanhos. O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis totais de carbono orgânico em diferentes classes de tamanho de agregados estáveis em água em um Latossolo Vermelho eutroférrico sob diferentes sistemas de produção após 26 anos. Os sistemas de cultivo avaliados foram plantio direto (NT); Plantio direto escarificado a cada três anos (NTS); arado de disco (DP) e disco pesado (HD). Todos os sistemas foram submetidos a sucessão de culturas (S) (soja - Glycine max / trigo - Triticum aestivum) e rotação (R) (soja; milho (Zea mays); trigo) e de cobertura e adubação verde (tremoço (Lupinus albus), nabo forrageiro (Raphanus sativus) e aveia preta (Avena strigosa). As amostras de solo intactas foram coletadas em trincheiras em profundidades de 0 a 0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m. Os níveis mais elevados de carbono foram encontrados em plantio direto, independentemente da classe de tamanho agregado. Em todos os tratamentos, a camada superior (0,0-0,10 m) sob sucessão de culturas mostrou os teores de carbono mais altos para todas as classes de tamanho agregado. No entanto, nas profundidades abaixo de 0,10 m, a rotação das culturas exibiu os maiores níveis de carbono (entre 12 e 20 g kg-1). Após 29 anos da implantação do experimento, os sistemas de cultivo com o menor distúrbio do solo combinados com a rotação das culturas contribuíram para elevar o nível de carbono no solo e manter agregados estáveis.(AU)

Feasibility of transference of inoculation-related technologies: A case study of evaluation of soybean rhizobial strains under the agro-climatic conditions of Brazil and Mozambique.

The soybean-Bradyrhizobium symbiosis can be very effective in fixing nitrogen and supply nearly all plant's demand on this nutrient, obviating the need for N-fertilizers. Brazil has been investing in research and use of inoculants for soybean for decades and with the expansion of the crop in African countries, the feasibility of transference of biological nitrogen fixation (BNF) technologies between the continents should be investigated. We evaluated the performance of five strains (four Brazilian and one North American) in the 2013/2014 and 2014/2015 crop seasons in Brazil (four sites) and Mozambique (five sites). The experimental areas were located in relatively similar agro-climatic regions and had soybean nodulating rhizobial population ranging from ≪ 10 to 2 × 105 cells g-1 soil. The treatments were: (1) NI, non-inoculated control with no N-fertilizer; (2) NI + N, non-inoculated control with 200 kg of N ha-1; and inoculated with (3) Bradyrhizobium japonicum SEMIA 5079; (4) B. diazoefficiens SEMIA 5080; (5) B. elkanii SEMIA 587; (6) B. elkanii SEMIA 5019; (7) B. diazoefficiens USDA 110; (8) SEMIA 5079 + 5080 (only tested in Brazil). The best inoculation treatments across locations and crop seasons in Brazil were SEMIA 5079 + 5080, SEMIA 5079 and USDA 110, with average grain yield gains of 4-5% in relation to the non-inoculated treatment. SEMIA 5079, SEMIA 5080, SEMIA 5019 and USDA 110 were the best strains in Mozambique, with average 20-29% grain yield gains over the non-inoculated treatment. Moreover, the four best performing strains in Mozambique resulted in similar or better yields than the non-inoculated + N treatment, confirming the BNF as an alternative to N-fertilizers. The results also confirm the feasibility to transfer soybean inoculation technologies between countries, speeding up the establishment of sustainable cropping systems.

Soil aggregation and carbon stabilization in burn and no-burn sugarcane management systems.

Retaining sugarcane straw over the soil after harvesting can improve soil structure and increase soil carbon stabilization, mainly in macroaggregates. We evaluated the carbon content in the aggregate classes in areas under burn and no-burn (adopted for five years) sugarcane management systems, focusing on the superficial layer (0.00-0.20 m). The experiment was carried in an Oxisol and the treatments consisted in burnt sugarcane, manual harvest; burnt sugarcane, mechanized harvest; and no-burn, mechanized harvest. The retention of sugarcane straw on the soil surface is justified by the increase in carbon content and carbon stock in the surface layer (0.00-0.20 m) by restructuring of the soil, even though it cannot match the structure of the soil under native forest. Our results suggest that in no-burn management the carbon not occluded inside aggregates was important to increase carbon stabilization in soil and that more attention should be given to macroaggregates 2.00-8.00 mm present in this management system, that showed higher carbon content and was responsible for increase of the geometric and weight diameter, increasing the erosion resistance in the long term in relation to burn systems.

Changes in microbiological attributes of a Red Latosol under different cropping systems / Alterações dos atributos microbiológicos em um Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo

The objective of this study was to evaluate changes in microbiological attributes of soils under different growing systems. Three cropping systems were evaluated (1) no-tillage system (NTS); (2) conventional tillage system (CTS); and (3) newly scarified no-tillage system (SNTS). The three systems were maintained for 20 years. In addition, a primary forest (PF) fragment was used as a reference. Soil samples were collected at depths of 0.0 - 0.1 m, 0.1 - 0.2 m, and 0.2 - 0.3 m. The following variables were measured: microbial biomass carbon (MBC); soil respirometry (RESP) using the fumigation and incubation method; microbial biomass nitrogen (MBN) using fumigation and extraction; metabolic quotient (qCO2) using the RESP/MBC ratio; and number of spores (NS) of mycorrhizal fungi by plate counting of spores extracted from the soil by wet sieving. Treatments were arranged in a completely randomized block design with five replicates. The different management systems affected the soil microbiota, especially in the superficial layer of 0.0 - 0.1 m. At a depth of 0.0 - 0.2 m, the PF presented significantly higher values for all analyzed attributes, except for NS. There were no significant differences in the studied characteristics between the NTS and SNTS at the three depths, indicating that scarification performed only once in the NTS was not sufficient to produce changes in soil microbiological attributes. However, the adoption of the CTS for 20 years promoted a decrease in MBC and MBN. RESP and NS were not significantly different between the cropping systems. Principal component analysis indicated a significant difference in microbiological characteristics between the PF and the areas under management. Therefore, different growing systems change the soil microbiota, and the lower the degree of tilling (NTS and SNTS), the smaller the changes in soil microbiological attributes.[...](AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações nos atributos microbiológicos do solo em diferentes sistemas de manejo. Avaliou-se três tipos de manejo de solo (1) sistema de plantio direto -SPD; (2) plantio convencional - PC, ambos estabelecidos a 20 anos e (3) sistema de plantio direto de 20 anos recém escarificado - SPDE. Além desses, um fragmento de floresta primária (FP) foi usado como referência. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0,0 - 0,1; 0,1 - 0,2 e 0,2 - 0,3 m e determinados o carbono da biomassa microbiana (CBM) e a respirometria do solo (RESP) pelo método da fumigação e incubação, o nitrogênio da biomassa microbiana (NBM) determinado por fumigação e extração, o quociente metabólico (qCO2) pela razão entre RESP/CBM, e o número de esporos de fungos micorrízicos (nESP) por contagem em placa sob microscópio dos esporos extraídos do solo por peneiramento úmido. Os dados foram analisados como delineamento inteiramente ao acaso com cinco repetições. Os diferentes manejos influenciaram a microbiota do solo, destacadamente na camada superficial de solo 0,0 - 0,1 m. Na profundidade de 0,0 - 0,2 m a FP observou-se valores significativamente maiores para todos os atributos analisados, exceto nESP. O SPD e SPDE não diferiram nas profundidades para nenhum dos atributos, mostrando que a escarificação realizada apenas uma vez no SPD, não foi suficiente para produzir alterações sobre os atributos microbiológicos do solo. Entretanto, o manejo do solo em PC por 20 anos promoveu reduções no CBM e NBM. A RESP não se diferenciou entre os manejos, assim como o nESP. Na análise de componentes principais houve evidente distância, em termos de atributos microbiológicos, entre a FP e as áreas sob manejo. Conclui-se que os diferentes manejos de solo alteram a microbiota, sendo que, quanto menor a intensidade do manejo (SPD e SPDE) menores são as alterações nos atributos microbiológicos do solo.[...](AU)

Profitability of no-till grain production systems / Rentabilidade de sistemas de produção de grãos sob plantio direto

In general, the technical and agronomic benefits of no-till farming are widely known and well documented in the literature. However, studies focusing on the economics of no-tillage are scarce. In this context, the objective of this study is to determine whether no-till grain production systems that follow the principles of conservation agriculture are economically profitable by analyzing gross margins per hectare per year over six harvests for the agricultural years 1998/1999 to 2003/2004. In addition, a possible link between profitability and different no-till methods in terms of degree of soil turnover, crop rotation, and whether machinery used in agricultural operations is owned or rented is investigated. For this purpose, the multi-case analytical method was applied to thirteen grain producing family farms in Northern Paraná state, Brazil. Based on the results, two ranges of agricultural production variable costs and gross margins were identified. Higher gross margins were associated with longer use of the no-till system, ownership of machinery and equipment, specialization in grains, rotation of the commercial crops used, and higher variable costs. Lower gross margins were associated with outsourcing of sowing, small-scale cropping, and lack of crop rotation. It is concluded that family mechanized no-till systems of grain production in north Paraná are profitable.

Em geral, os benefícios técnico-agronômicos do plantio direto são amplamente conhecidos e encontram-se bem documentados na literatura, entretanto, estudos voltados aos aspectos econômicos do plantio direto são escassos. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a rentabilidade de lavouras de grãos, sob plantio direto, por meio da análise das margens brutas por hectare ao ano, ao longo de seis safras, considerando os anos agrícolas de 1998/1999 a 2003/2004. Além disso, foi averiguada se há uma relação entre a rentabilidade e os diferentes tipos de plantio direto, no que diz respeito ao grau de revolvimento do solo, à realização de rotação de culturas e se o maquinário para a realização das operações agrícolas era próprio ou alugado. Para tanto, utilizou-se a metodologia de análise multicaso, considerando treze estabelecimentos agrícolas familiares, produtores de grãos, do Norte do Paraná, Brasil. Com base nos resultados foram identificados duas faixas de custos variáveis e de margens brutas da produção agrícola. Maiores margens brutas estiveram associadas ao maior tempo de utilização do sistema plantio direto, à posse de maquinário e equipamentos próprios, à especialização em grãos, à rotação de culturas comerciais utilizadas e aos maiores custos variáveis. Menores margens brutas estiveram associadas ao uso de terceirização na semeadura, à pequena escala das lavouras e...

Profitability of no-till grain production systems / Rentabilidade de sistemas de produção de grãos sob plantio direto

In general, the technical and agronomic benefits of no-till farming are widely known and well documented in the literature. However, studies focusing on the economics of no-tillage are scarce. In this context, the objective of this study is to determine whether no-till grain production systems that follow the principles of conservation agriculture are economically profitable by analyzing gross margins per hectare per year over six harvests for the agricultural years 1998/1999 to 2003/2004. In addition, a possible link between profitability and different no-till methods in terms of degree of soil turnover, crop rotation, and whether machinery used in agricultural operations is owned or rented is investigated. For this purpose, the multi-case analytical method was applied to thirteen grain producing family farms in Northern Paraná state, Brazil. Based on the results, two ranges of agricultural production variable costs and gross margins were identified. Higher gross margins were associated with longer use of the no-till system, ownership of machinery and equipment, specialization in grains, rotation of the commercial crops used, and higher variable costs. Lower gross margins were associated with outsourcing of sowing, small-scale cropping, and lack of crop rotation. It is concluded that family mechanized no-till systems of grain production in north Paraná are profitable.(AU)

Em geral, os benefícios técnico-agronômicos do plantio direto são amplamente conhecidos e encontram-se bem documentados na literatura, entretanto, estudos voltados aos aspectos econômicos do plantio direto são escassos. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a rentabilidade de lavouras de grãos, sob plantio direto, por meio da análise das margens brutas por hectare ao ano, ao longo de seis safras, considerando os anos agrícolas de 1998/1999 a 2003/2004. Além disso, foi averiguada se há uma relação entre a rentabilidade e os diferentes tipos de plantio direto, no que diz respeito ao grau de revolvimento do solo, à realização de rotação de culturas e se o maquinário para a realização das operações agrícolas era próprio ou alugado. Para tanto, utilizou-se a metodologia de análise multicaso, considerando treze estabelecimentos agrícolas familiares, produtores de grãos, do Norte do Paraná, Brasil. Com base nos resultados foram identificados duas faixas de custos variáveis e de margens brutas da produção agrícola. Maiores margens brutas estiveram associadas ao maior tempo de utilização do sistema plantio direto, à posse de maquinário e equipamentos próprios, à especialização em grãos, à rotação de culturas comerciais utilizadas e aos maiores custos variáveis. Menores margens brutas estiveram associadas ao uso de terceirização na semeadura, à pequena escala das lavouras e...(AU)

Changes in microbiological attributes of a Red Latosol under different cropping systems / Alterações dos atributos microbiológicos em um Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo

The objective of this study was to evaluate changes in microbiological attributes of soils under different growing systems. Three cropping systems were evaluated (1) no-tillage system (NTS); (2) conventional tillage system (CTS); and (3) newly scarified no-tillage system (SNTS). The three systems were maintained for 20 years. In addition, a primary forest (PF) fragment was used as a reference. Soil samples were collected at depths of 0.0 - 0.1 m, 0.1 - 0.2 m, and 0.2 - 0.3 m. The following variables were measured: microbial biomass carbon (MBC); soil respirometry (RESP) using the fumigation and incubation method; microbial biomass nitrogen (MBN) using fumigation and extraction; metabolic quotient (qCO2) using the RESP/MBC ratio; and number of spores (NS) of mycorrhizal fungi by plate counting of spores extracted from the soil by wet sieving. Treatments were arranged in a completely randomized block design with five replicates. The different management systems affected the soil microbiota, especially in the superficial layer of 0.0 - 0.1 m. At a depth of 0.0 - 0.2 m, the PF presented significantly higher values for all analyzed attributes, except for NS. There were no significant differences in the studied characteristics between the NTS and SNTS at the three depths, indicating that scarification performed only once in the NTS was not sufficient to produce changes in soil microbiological attributes. However, the adoption of the CTS for 20 years promoted a decrease in MBC and MBN. RESP and NS were not significantly different between the cropping systems. Principal component analysis indicated a significant difference in microbiological characteristics between the PF and the areas under management. Therefore, different growing systems change the soil microbiota, and the lower the degree of tilling (NTS and SNTS), the smaller the changes in soil microbiological attributes.[...]

O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações nos atributos microbiológicos do solo em diferentes sistemas de manejo. Avaliou-se três tipos de manejo de solo (1) sistema de plantio direto -SPD; (2) plantio convencional - PC, ambos estabelecidos a 20 anos e (3) sistema de plantio direto de 20 anos recém escarificado - SPDE. Além desses, um fragmento de floresta primária (FP) foi usado como referência. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0,0 - 0,1; 0,1 - 0,2 e 0,2 - 0,3 m e determinados o carbono da biomassa microbiana (CBM) e a respirometria do solo (RESP) pelo método da fumigação e incubação, o nitrogênio da biomassa microbiana (NBM) determinado por fumigação e extração, o quociente metabólico (qCO2) pela razão entre RESP/CBM, e o número de esporos de fungos micorrízicos (nESP) por contagem em placa sob microscópio dos esporos extraídos do solo por peneiramento úmido. Os dados foram analisados como delineamento inteiramente ao acaso com cinco repetições. Os diferentes manejos influenciaram a microbiota do solo, destacadamente na camada superficial de solo 0,0 - 0,1 m. Na profundidade de 0,0 - 0,2 m a FP observou-se valores significativamente maiores para todos os atributos analisados, exceto nESP. O SPD e SPDE não diferiram nas profundidades para nenhum dos atributos, mostrando que a escarificação realizada apenas uma vez no SPD, não foi suficiente para produzir alterações sobre os atributos microbiológicos do solo. Entretanto, o manejo do solo em PC por 20 anos promoveu reduções no CBM e NBM. A RESP não se diferenciou entre os manejos, assim como o nESP. Na análise de componentes principais houve evidente distância, em termos de atributos microbiológicos, entre a FP e as áreas sob manejo. Conclui-se que os diferentes manejos de solo alteram a microbiota, sendo que, quanto menor a intensidade do manejo (SPD e SPDE) menores são as alterações nos atributos microbiológicos do solo.[...]

Isolation, characterization and selection of indigenous Bradyrhizobium strains with outstanding symbiotic performance to increase soybean yields in Mozambique.

Soybean inoculation with effective rhizobial strains makes unnecessary the use of N-fertilizers in the tropics. A frequently reported problem is the failure of the inoculant strains to overcome the competition imposed by indigenous rhizobial populations. The screening of indigenous rhizobia, already adapted to local conditions, searching for highly effective strains for use as inoculants represents a promising strategy in overcoming inoculation failure. The objective of this study was to isolate and characterize indigenous rhizobia and to identify strains that hold potential to be included in inoculant formulations for soybean production, with both promiscuous and non-promiscuous soybean cultivars, in Mozambican agro-climatic conditions. A total of 105 isolates obtained from nodules of promiscuous soybean grown at 15 sites were screened for N2-fixation effectiveness in the greenhouse along with five commercial strains. Eighty-seven isolates confirmed the ability to form effective nodules on soybean and were used for genetic characterization by rep-PCR (BOX) and sequencing of the 16S rRNA gene, and also for symbiotic effectiveness. BOX-PCR fingerprinting revealed remarkable genetic diversity, with 41 clusters formed, considering a similarity level of 65%. The 16S rRNA analysis assigned the isolates to the genera Bradyrhizobium (75%) and Agrobacterium/Rhizobium (25%). Great variability in symbiotic effectiveness was detected among the indigenous rhizobia from Mozambique, with ten isolates performing better than the commercial strain B. diazoefficiens USDA 110, the best reference strain, and 51 isolates with lower performance than all reference strains. Thirteen of the best isolates from the first greenhouse trial were evaluated, along with the five commercial strains, in two promiscuous (TGx 1963-3F and TGx 1835-10E) and one non-promiscuous (BRS 284) soybean cultivars in a second greenhouse trial. In general the promiscous soybeans responded better to inoculation. The 13 isolates were also characterized for tolerance to acidity and alkalinity (pH 3.5 and 9.0, respectively), salinity (0.1, 0.3 and 0.5 mol L-1 of NaCl) and high temperatures (35, 40 and 45 °C) in vitro. Five isolates, three (Moz 4, Moz 19 and Moz 22) belonging to the superclade B. elkanii and two (Moz 27 and Moz 61) assigned to the superclade B. japonicum, consistently showed high symbiotic effectiveness, suggesting that the inoculation with indigenous rhizobia adapted to local conditions represents a possible strategy for increasing soybean yields in Mozambique. Phylogenetic position of the five elite isolates was confirmed by the MLSA with four protein-coding housekeeping genes, dnaK, glnII, gyrB and recA.

Phosphorus bioavailability in soybean grown after pasture under different fertility regimes / Biodisponibilidade de fósforo em soja cultivada em sucessão à pastagem sob diferentes níveis de fertilidade

The aim of this study was to evaluate the residual effect of phosphorus (P) fertilizer applied to an Urochloa decumbens cv. Basilisk pasture on the P bioavailability to the following soybean crop. Low-productivity pasture, planted on an Oxisol in an experimental field at Embrapa Cerrados, was divided into three strips, each of 1.5 ha and fertilized by broadcasting annual applications of 0, 20 and 40 kg ha-1 of P2O5 for four years. After the pasture was desiccate with herbicide, soybeans were sown and fertilized with 0, 50 and 100 kg ha-1 of P2O5 applied within each strip, making a total of nine (3x3) P treatments. Residual available P content (Mehlich-1 and resin) from the pasture fertilization was lower than from soybean fertilization. However, the bioavailable residual P from the pasture, determined by P accumulated in plants, production of dry matter and grain yield, had similar availability to inorganic P applied to the soybean. Early P fertilization applied to pasture is technically feasible and can be used to maintain the pasture: it is recommended to replace corrective fertilization for following soybean crops.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adubação fosfatada antecipada aplicada na pastagem de Urochloa decumbens cv. Basilisk sobre a biodisponibilidade de fósforo para a cultura da soja em sucessão à pastagem. A pastagem de baixa produtividade, plantada sobre um Latossolo Vermelho em uma área experimental da Embrapa Cerrados, foi dividida em três piquetes (faixas) de 1,5 ha e adubada anualmente a lanço com 0, 20 e 40 kg ha-1 de P2O5, durante quatro anos. Após a dessecação da pastagem, foi realizada a semeadura da soja e a adubação nas diferentes doses de P2O5. As doses foram aplicadas em sulco correspondendo à 0, 50 e 100 kg de P2O5 ha-1. O teor de P disponível no solo, avaliado durante o cultivo da soja, foi menor com a adubação na pastagem que com a adubação na soja. No entanto, o P residual biodisponível, determinado pelo acúmulo de P na planta, produção de matéria seca e rendimento de grãos, foi similar quando da aplicação de P na pastagem ou na soja. Assim sendo, a adubação fosfatada antecipada à pastagem é tecnicamente viável, apresentando-se como alternativa para manutenção da pastagem e recomendada para substituir a adubação corretiva na implantação da cultura de soja.(AU)

Phosphorus bioavailability in soybean grown after pasture under different fertility regimes / Biodisponibilidade de fósforo em soja cultivada em sucessão à pastagem sob diferentes níveis de fertilidade

The aim of this study was to evaluate the residual effect of phosphorus (P) fertilizer applied to an Urochloa decumbens cv. Basilisk pasture on the P bioavailability to the following soybean crop. Low-productivity pasture, planted on an Oxisol in an experimental field at Embrapa Cerrados, was divided into three strips, each of 1.5 ha and fertilized by broadcasting annual applications of 0, 20 and 40 kg ha-1 of P2O5 for four years. After the pasture was desiccate with herbicide, soybeans were sown and fertilized with 0, 50 and 100 kg ha-1 of P2O5 applied within each strip, making a total of nine (3x3) P treatments. Residual available P content (Mehlich-1 and resin) from the pasture fertilization was lower than from soybean fertilization. However, the bioavailable residual P from the pasture, determined by P accumulated in plants, production of dry matter and grain yield, had similar availability to inorganic P applied to the soybean. Early P fertilization applied to pasture is technically feasible and can be used to maintain the pasture: it is recommended to replace corrective fertilization for following soybean crops.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adubação fosfatada antecipada aplicada na pastagem de Urochloa decumbens cv. Basilisk sobre a biodisponibilidade de fósforo para a cultura da soja em sucessão à pastagem. A pastagem de baixa produtividade, plantada sobre um Latossolo Vermelho em uma área experimental da Embrapa Cerrados, foi dividida em três piquetes (faixas) de 1,5 ha e adubada anualmente a lanço com 0, 20 e 40 kg ha-1 de P2O5, durante quatro anos. Após a dessecação da pastagem, foi realizada a semeadura da soja e a adubação nas diferentes doses de P2O5. As doses foram aplicadas em sulco correspondendo à 0, 50 e 100 kg de P2O5 ha-1. O teor de P disponível no solo, avaliado durante o cultivo da soja, foi menor com a adubação na pastagem que com a adubação na soja. No entanto, o P residual biodisponível, determinado pelo acúmulo de P na planta, produção de matéria seca e rendimento de grãos, foi similar quando da aplicação de P na pastagem ou na soja. Assim sendo, a adubação fosfatada antecipada à pastagem é tecnicamente viável, apresentando-se como alternativa para manutenção da pastagem e recomendada para substituir a adubação corretiva na implantação da cultura de soja.

Depth-stratified soil sampling for assessing nematode communities / Amostragem estratificada em profundidade para avaliação de comunidades de nematoides

This study assessed the importance of stratified soil sampling on the detection (and therefore the distribution) of nematode communities and the differentiation of ecosystems by collecting stratified soil samples at intervals of 10 cm and non-stratified samples from 0 to 30 cm in two soil management systems (no-tillage and conventional tillage) and in a native forest fragment. The nematode frequency and prominence values were obtained after extraction by successive screening operations, sugar floatation clarification and the identification of nematodes to the genus level. The nematode communities were compared two-by-two based on Sorensens community coefficient (CC) and the percentage similarity (PS). Relative abundances of functional guilds were subjected to a principal component analysis (PCA) and classified in dendrograms. Thirty-two edaphic nematode genera were found, and the nematode communities sampled on a non-stratified basis in the soil profile exhibited a high level of similarity because they could not be accurately characterized. Genera with low abundances were not detected. In the stratified samples, we were able to classify and group the nematodes present at different depths, mainly from 0 to 10 cm. Stratified soil sampling allowed a more accurate characterization and greater differentiation of nematode communities, identifying taxa that occurred at lower abundance levels, irrespective of frequency.(AU)

Com o objetivo de avaliar a importância da amostragem estratificada de solos na detecção (assim como na distribuição) de comunidades de nematoides e na diferenciação de ecossistemas, amostras de solo estratificadas em intervalos de 10 cm e não estratificadas de 0 a 30 cm foram coletadas em dois sistemas de prepare do solo (plantio direto e preparo convencional), e em um fragmento de floresta nativa. Após extração por peneiramento sucessivo, clarificação por flotação em sacarose e identificação dos nematoides até nível de gênero, a frequência e proeminência dos nematoides foram obtidas. As comunidades de nematoides foram comparadas duas a duas, baseadas no Coeficiente de comunidade de Sorensen e na Similaridade percentual (PS). Abundâncias relativas das guildas funcionais foram submetidas à Análise de componentes principais (PCA) e classificadas em dendrogramas. Trinta e dois gêneros de nematoides edáficos foram encontrados e as comunidades de nematoides amostradas de forma não estratificada no perfil do solo apresentaram um maior nível de similaridade entre si, pois não foram corretamente caracterizadas e os gêneros com baixa abundância não foram detectados. Nas amostras estratificadas, foi possível classificar e agrupar os nematoides presentes em diferentes profundidades, principalmente de 0 a 10 cm. A amostragem estratificada do solo permitiu uma caracterização mais precisa e uma maior diferenciação das comunidades de nematoides, pela identificação de taxa que ocorrem em baixa abundância, independente da frequência.(AU)