Measuring water retention in undisturbed samples of stony soils

Stony soils have been increasingly used for agriculture production; however, little is known about their hydraulic properties due to problems, such as sample deformation and hydraulic continuity between samples and suction devices when the sampling and measurements are accomplished with traditional techniques. In this study, the traditional ring sampling technique was replaced by the sampling of undisturbed soil blocks coated with paraffin wax to preserve their structure. A saturated paste of fine-grained mineral particles was used to ensure contact and hydraulic continuity between samples and suction devices (sand table and ceramic plates). This allowed us to determine 30 water retention curves for three stony soils with coarse particle contents (> 2 mm) ranging from zero to 69 %. The van Genuchten model was fitted to the measured retention data and the root mean square errors were between 0.0034 and 0.0331 m3 m­3, with no outliers or odd behavior in the retention curves. These results showed that consistent water retention curves for stony soils can be determined with the technique proposed. Fine-grained minerals sandwiched between the surface of suctions sources and sampled blocks improve hydraulic continuity between them. These techniques can be applied to determine water retention properties in structured soil samples with coarse particles where it is unfeasible to collect structured soil samples with metal sampling rings.(AU)

Selamento superficial e formação de crosta em solos representativos do Estado da Paraíba / Surface sealing and crust formation in Paraíba State representative soils

A formação de selo e crosta superficial no solo tem consequências diretas para o desenvolvimento das culturas e qualidade ambiental, alterando sua estrutura, diminuindo a disponibilidade de água para as plantas e potencializando os efeitos da erosão. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as alterações causadas por sucessivos eventos de precipitação na superfície dos solos. Foram avaliadas quatro classes de solos: Latossolo Amarelo (LA); Argissolo Vermelho (PV); Neossolo Litólico (RL); Luvissolo Háplico (TX). O critério de seleção teve como base o grau de desenvolvimento pedogenético. O experimento foi conduzido sob chuva simulada, em parcelas experimentais com área útil de 0,3481 m², com solo descoberto e declividade de 0,10 mm-1. Os testes foram realizados com intensidade média da precipitação ajustada em 85 mm h-1 durante 75 minutos, aplicadas em três eventos consecutivos com intervalos de 7 dias, para determinar os efeitos da formação do selamento superficial durante a chuva e a formação de crosta após o período de secagem do solo. Foram avaliadas as variáveis hidráulicas do escoamento, a perda de solo (PSi), taxa de desagregação do solo em entressulcos (Di) e o fator de erodibilidade em entressulcos (Ki). A formação de selamento e de crostas superficiais foram observadas com aumento da velocidade de escoamento e da descarga liquida, e a diminuição da altura da lâmina de água, assim como alterações em PSi, Di e Ki, sendo no primeiro evento de chuva simulada a maior contribuição para formação do encrostamento superficial. O TC se mostrou o mais estável após os eventos sucessivos de chuva simulada, mesmo tendo a rugosidade superficial modificada, não apresentou alterações significativas nas perdas de solo, taxa de desagregação e erodibilidade do solo em entresulco.

The formation of seal and surface crust in the soil has direct consequences for the development of the crops and environmental quality, altering the soil structure, reducing the availability of water to the plants and favoring the erosion. The objective of this study was to evaluate the changes caused by successive rainfall events on the soil surface. Four soils were evaluated: Ferralsol; Acrisol; Leptsol; Luvisol. The selection criterion was based on pedogenetic development. The experiment was conducted under simulated rainfall, in experimental plots with a useful area of 0,3481 m², uncovered soil and slope of 0.10 mm-1. The tests were performed with mean precipitation intensity of 85 mm h-1 for 75 min, applied in three consecutive events at 7 day intervals, to determine the effects of surface sealing during rainfall and crust formation after the soil drying period. The hydraulic flow variables, the soil losses (PSi), soil disaggregation rate in interrill (Di) and the interrill erodibility factor (Ki) were evaluated. The formation of sealing and surface crusts were observed with increase of the flow velocity and liquid discharge, and the decrease of water sheet height, as well as in the changes in PSi, Di and Ki, being in the first event of simulated rainfall the greater contribution to formation of superficial crusting. LV showed the most stable after the successive events of simulated rainfall, even though the surface roughness was modified, did not present significant changes in the soil losses, disaggregation rate and soil interrill erodibility.

Selamento superficial e formação de crosta em solos representativos do Estado da Paraíba / Surface sealing and crust formation in Paraíba State representative soils

A formação de selo e crosta superficial no solo tem consequências diretas para o desenvolvimento das culturas e qualidade ambiental, alterando sua estrutura, diminuindo a disponibilidade de água para as plantas e potencializando os efeitos da erosão. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as alterações causadas por sucessivos eventos de precipitação na superfície dos solos. Foram avaliadas quatro classes de solos: Latossolo Amarelo (LA); Argissolo Vermelho (PV); Neossolo Litólico (RL); Luvissolo Háplico (TX). O critério de seleção teve como base o grau de desenvolvimento pedogenético. O experimento foi conduzido sob chuva simulada, em parcelas experimentais com área útil de 0,3481 m², com solo descoberto e declividade de 0,10 mm-1. Os testes foram realizados com intensidade média da precipitação ajustada em 85 mm h-1 durante 75 minutos, aplicadas em três eventos consecutivos com intervalos de 7 dias, para determinar os efeitos da formação do selamento superficial durante a chuva e a formação de crosta após o período de secagem do solo. Foram avaliadas as variáveis hidráulicas do escoamento, a perda de solo (PSi), taxa de desagregação do solo em entressulcos (Di) e o fator de erodibilidade em entressulcos (Ki). A formação de selamento e de crostas superficiais foram observadas com aumento da velocidade de escoamento e da descarga liquida, e a diminuição da altura da lâmina de água, assim como alterações em PSi, Di e Ki, sendo no primeiro evento de chuva simulada a maior contribuição para formação do encrostamento superficial. O TC se mostrou o mais estável após os eventos sucessivos de chuva simulada, mesmo tendo a rugosidade superficial modificada, não apresentou alterações significativas nas perdas de solo, taxa de desagregação e erodibilidade do solo em entresulco.(AU)

The formation of seal and surface crust in the soil has direct consequences for the development of the crops and environmental quality, altering the soil structure, reducing the availability of water to the plants and favoring the erosion. The objective of this study was to evaluate the changes caused by successive rainfall events on the soil surface. Four soils were evaluated: Ferralsol; Acrisol; Leptsol; Luvisol. The selection criterion was based on pedogenetic development. The experiment was conducted under simulated rainfall, in experimental plots with a useful area of 0,3481 m², uncovered soil and slope of 0.10 mm-1. The tests were performed with mean precipitation intensity of 85 mm h-1 for 75 min, applied in three consecutive events at 7 day intervals, to determine the effects of surface sealing during rainfall and crust formation after the soil drying period. The hydraulic flow variables, the soil losses (PSi), soil disaggregation rate in interrill (Di) and the interrill erodibility factor (Ki) were evaluated. The formation of sealing and surface crusts were observed with increase of the flow velocity and liquid discharge, and the decrease of water sheet height, as well as in the changes in PSi, Di and Ki, being in the first event of simulated rainfall the greater contribution to formation of superficial crusting. LV showed the most stable after the successive events of simulated rainfall, even though the surface roughness was modified, did not present significant changes in the soil losses, disaggregation rate and soil interrill erodibility.(AU)

A hydropedological approach to a mountainous Clayey Humic Dystrudept in the Mantiqueira Range, southeastern Brazil

The Mantiqueira Range region is one of the most important headwaters in southeastern Brazil. In this context, the relationship between pedology and hydrology has been debated and analyzed in recent years, contributing to the creation of a multidisciplinary science call hydropedology. Therefore, the aim of this study was to evaluate the hydropedological properties of a mountainous Clayey Humic Dystrudept in the Mantiqueira Range region, in the state of Minas Gerais, Brazil, comparing two land-uses, native forest and pasture. The hydraulic conductivity results demonstrated that native forest (MFO) has a strong influence on this parameter, offering conditions for movement of water in the soil that are more adequate in this profile than in pasture. These results were supported by pore size distribution analyses which showed that soil from native forest has a greater amount of macropores than soil from pasture as well as greater connectivity between the macropores. In general, the MFO site had greater S index values than the micro-catchment taken from pasture, offering favorable physical conditions for the formation of preferential flowpaths in the soil profile and, therefore, better conditions for groundwater recharge. Soil erosion and water quality results confirmed the importance of native forest areas in the interaction between interception of the direct impact of intense precipitation on the soil surface, and hydropedological attributes, such as saturated hydraulic conductivity and porosity.

A hydropedological approach to a mountainous Clayey Humic Dystrudept in the Mantiqueira Range, southeastern Brazil

The Mantiqueira Range region is one of the most important headwaters in southeastern Brazil. In this context, the relationship between pedology and hydrology has been debated and analyzed in recent years, contributing to the creation of a multidisciplinary science call hydropedology. Therefore, the aim of this study was to evaluate the hydropedological properties of a mountainous Clayey Humic Dystrudept in the Mantiqueira Range region, in the state of Minas Gerais, Brazil, comparing two land-uses, native forest and pasture. The hydraulic conductivity results demonstrated that native forest (MFO) has a strong influence on this parameter, offering conditions for movement of water in the soil that are more adequate in this profile than in pasture. These results were supported by pore size distribution analyses which showed that soil from native forest has a greater amount of macropores than soil from pasture as well as greater connectivity between the macropores. In general, the MFO site had greater S index values than the micro-catchment taken from pasture, offering favorable physical conditions for the formation of preferential flowpaths in the soil profile and, therefore, better conditions for groundwater recharge. Soil erosion and water quality results confirmed the importance of native forest areas in the interaction between interception of the direct impact of intense precipitation on the soil surface, and hydropedological attributes, such as saturated hydraulic conductivity and porosity.(AU)

Knowledge-based digital soil mapping for predicting soil properties in two representative watersheds

The estimation of soil physical and chemical properties at non-sampled areas is valuable information for land management, sustainability and water yield. This work aimed to model and map soil physical-chemical properties by means of knowledge-based digital soil mapping approach as a study case in two watersheds representative of different physiographical regions in Brazil. Two watersheds with contrasting soil-landscape features were studied regarding the spatial modeling and prediction of physical and chemical properties. Since the method uses only one value of soil property for each soil type, the way of choosing typical values as well the role of land use as a covariate in the prediction were tested. Mean prediction error (MPE) and root mean square prediction error (RMSPE) were used to assess the accuracy of the prediction methods. The knowledge-based digital soil mapping by means of fuzzy logics is an accurate option for spatial prediction of soil properties considering: 1) lesser intense sampling scheme; 2) scarce financial resources for intensive sampling in Brazil; 3) adequacy to properties with non-linearity distribution, such as saturated hydraulic conductivity. Land use seems to influence spatial distribution of soil properties thus, it was applied in the soil modeling and prediction. The way of choosing typical values for each condition varied not only according to the prediction method, but also with the nature of spatial distribution of each soil property.

Knowledge-based digital soil mapping for predicting soil properties in two representative watersheds

The estimation of soil physical and chemical properties at non-sampled areas is valuable information for land management, sustainability and water yield. This work aimed to model and map soil physical-chemical properties by means of knowledge-based digital soil mapping approach as a study case in two watersheds representative of different physiographical regions in Brazil. Two watersheds with contrasting soil-landscape features were studied regarding the spatial modeling and prediction of physical and chemical properties. Since the method uses only one value of soil property for each soil type, the way of choosing typical values as well the role of land use as a covariate in the prediction were tested. Mean prediction error (MPE) and root mean square prediction error (RMSPE) were used to assess the accuracy of the prediction methods. The knowledge-based digital soil mapping by means of fuzzy logics is an accurate option for spatial prediction of soil properties considering: 1) lesser intense sampling scheme; 2) scarce financial resources for intensive sampling in Brazil; 3) adequacy to properties with non-linearity distribution, such as saturated hydraulic conductivity. Land use seems to influence spatial distribution of soil properties thus, it was applied in the soil modeling and prediction. The way of choosing typical values for each condition varied not only according to the prediction method, but also with the nature of spatial distribution of each soil property.(AU)

Field-saturated hydraulic conductivity measured by two techniques and at different sampling positions relative to maize-crop rows and interrows / Condutividade hidráulica do solo saturado medida por duas metodologias em posições de amostragem relativa às linhas e entrelinhas da cultura do milho

Field-saturated hydraulic conductivity (Ks) reflects porous system ability to transfer water in the soil-plant system. The study aimed to measure Ks through two distinct techniques. One of them was carried out in the laboratory by applying the constant-head cylinder method (CHC) in undisturbed samples, herein referred to as a standard technique. The other consisted of a simplified falling-head technique to measure Ks in situ (SFH), as proposed by Bagarello et al. (2004). We also verified the correlations of the obtained Ks values with other soil physical properties. SFH method is simpler, faster and does not require sophisticated equipment, which can be executed directly in the field. The experiment was conducted in the city of Floresta (PR), Brazil, at Cocamar Technology Diffusion Unit. It consisted of four treatments: maize-crop interrow without recent machine traffic (MI), maize-crop interrow traveled by a harvester (MIT), maize-crop row (MR) and its relative position to brachiaria crop row sown in consortium, and in maize-crop interrow (BR). In each treatment, 10 sampling points were defined (repetitions), where Ks was determined by SFH and an undisturbed sample was taken to measure Ks in the laboratory. Ks values measured by methodological approaches were compared through the following statistical indices, with their respective results: Willmott"s concordance index (0.944)...

A condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) reflete a habilidade do sistema poroso em transferir água no sistema solo-planta. O objetivo deste trabalho foi medir a Ks por meio de duas metodologias, sendo uma realizada em laboratório com aplicação de carga constante em amostras indeformadas, denominada aqui de metodologia padrão, e outra, proposta por Bagarello et al. (2004), consistindo de uma técnica de carga decrescente simplificada que mede a Ks in situ (SFH), bem como verificar suas correlações com outros atributos físicos do solo A metodologia SFH é mais simples, rápida e não necessita de equipamentos sofisticados, podendo ser executada diretamente em campo. O experimento foi conduzido em Floresta-PR, na unidade de difusão de tecnologia da Cocamar, constando de 4 tratamentos, sendo: entrelinha da cultura do milho sem tráfego recente de máquinas (MI); entrelinha da cultura do milho trafegada por colhedora (MIT); linha da cultura do milho (MR) e posição relativa à linha da cultura da braquiária semeada em consórcio e na entrelinha da cultura do milho (BR). Em cada tratamento foram definidos 10 pontos de amostragem (repetições), onde foi feita a determinação da Ks pela SFH e a tomada de uma amostra indeformada que foi utilizada para medir a Ks em laboratório. Os valores de Ks medidos pelas abordagens metodológicas foram comparados por meio dos seguintes índices estatísticos...

Field-saturated hydraulic conductivity measured by two techniques and at different sampling positions relative to maize-crop rows and interrows / Condutividade hidráulica do solo saturado medida por duas metodologias em posições de amostragem relativa às linhas e entrelinhas da cultura do milho

Field-saturated hydraulic conductivity (Ks) reflects porous system ability to transfer water in the soil-plant system. The study aimed to measure Ks through two distinct techniques. One of them was carried out in the laboratory by applying the constant-head cylinder method (CHC) in undisturbed samples, herein referred to as a standard technique. The other consisted of a simplified falling-head technique to measure Ks in situ (SFH), as proposed by Bagarello et al. (2004). We also verified the correlations of the obtained Ks values with other soil physical properties. SFH method is simpler, faster and does not require sophisticated equipment, which can be executed directly in the field. The experiment was conducted in the city of Floresta (PR), Brazil, at Cocamar Technology Diffusion Unit. It consisted of four treatments: maize-crop interrow without recent machine traffic (MI), maize-crop interrow traveled by a harvester (MIT), maize-crop row (MR) and its relative position to brachiaria crop row sown in consortium, and in maize-crop interrow (BR). In each treatment, 10 sampling points were defined (repetitions), where Ks was determined by SFH and an undisturbed sample was taken to measure Ks in the laboratory. Ks values measured by methodological approaches were compared through the following statistical indices, with their respective results: Willmott"s concordance index (0.944)...(AU)

A condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) reflete a habilidade do sistema poroso em transferir água no sistema solo-planta. O objetivo deste trabalho foi medir a Ks por meio de duas metodologias, sendo uma realizada em laboratório com aplicação de carga constante em amostras indeformadas, denominada aqui de metodologia padrão, e outra, proposta por Bagarello et al. (2004), consistindo de uma técnica de carga decrescente simplificada que mede a Ks in situ (SFH), bem como verificar suas correlações com outros atributos físicos do solo A metodologia SFH é mais simples, rápida e não necessita de equipamentos sofisticados, podendo ser executada diretamente em campo. O experimento foi conduzido em Floresta-PR, na unidade de difusão de tecnologia da Cocamar, constando de 4 tratamentos, sendo: entrelinha da cultura do milho sem tráfego recente de máquinas (MI); entrelinha da cultura do milho trafegada por colhedora (MIT); linha da cultura do milho (MR) e posição relativa à linha da cultura da braquiária semeada em consórcio e na entrelinha da cultura do milho (BR). Em cada tratamento foram definidos 10 pontos de amostragem (repetições), onde foi feita a determinação da Ks pela SFH e a tomada de uma amostra indeformada que foi utilizada para medir a Ks em laboratório. Os valores de Ks medidos pelas abordagens metodológicas foram comparados por meio dos seguintes índices estatísticos...(AU)

Fertilizer shanks to promote soil decompaction in the seeding operation

ABSTRACT: Intensification of soil compaction process under no-tillage (NT) is motivating the search for alternatives to mitigate soil compaction state. This study evaluated changes in soil physical and hydraulic properties caused by seeder with fertilizer shanks at different depths compared with the double discs lagged seeder, to investigate the possibility of soil decompaction by sowing under NT in southern Brazil. The study was conducted in a clayed Oxisol, for 27 years under NT. Treatments were three planting mechanisms: S0.10m: cutting disc combined with shank acting to 0.10m depth; S0.15m: cutting disc combined with shank acting to 0.15m depth and, D0.07m: double discs lagged acting to 0.07m depth in an experimental randomized block design with four replications. We evaluated the soil mechanical resistance, water infiltration rate, soil bulk density, pore size distribution and unsaturated hydraulic conductivity. Results indicated that the use of seeder with fertilizer shanks acting at 0.15m deep promoted the soil decompaction by the reduction of penetration resistance and increase of porosity and unsaturated hydraulic conductivity. To have significant increase in water infiltration rate the fertilizer shanks of the seeder must be deepened to the lower limit of the compacted surface layer.

RESUMO: A intensificação do processo de compactação do solo em sistema plantio direto (SPD) motiva a procura por alternativas para atenuação do estado de compactação do solo. Esse trabalho objetiva avaliar modificações em propriedades físico-hídricas do solo originadas por semeadoras equipadas com hastes sulcadoras que atuam em diferentes profundidades, em comparação à semeadora com discos duplos defasados, para investigar a possibilidade de descompactação do solo na operação de semeadura em áreas sob SPD na região Sul do Brasil. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho Distrófico típico, de textura argilosa, há 27 anos sob SPD. Os tratamentos foram três mecanismos de semeadura: H0,10m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,10m de profundidade; H0,15m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,15m de profundidade; e D0,07m: discos duplos defasados atuando a 0,07m de profundidade, em delineamento experimental blocos ao acaso com quatro repetições. Avaliou-se a resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água no solo, densidade do solo, distribuição do tamanho de poros e condutividade hidráulica do solo não saturado. Os resultados indicaram que a utilização de semeadora com haste sulcadora atuando a 0,15m promove a descompactação do solo através da redução da resistência mecânica do solo à penetração, aumento da porosidade e da condutividade hidráulica. Para que haja aumento significativo da infiltração de água no solo, a haste sulcadora da semeadora deve ser aprofundada até o limite inferior da camada superficial compactada.

Hydro-physical characterization of soils under the Restinga Forest

ABSTRACT: Knowledge of the hydraulic properties of the soil is of crucial importance to an understanding of the interactions between vegetation, soil and water. There is little information available about the hydraulic properties of Podzol soils found in tropical regions. The aim of this study was to present the soil morphology and hydraulic properties of a toposequence situated in a permanent plot at the Ilha do Cardoso State Park (Cananéia, SP, Brazil). Ultradetailed soil maps were used to define a toposequence inside the permanent plot. Five profiles, representing the main types of soil, were opened along the toposequence, in which Podzols are dominant. The levels of bulk density, sand content, porosity and permeability in these soils were all high. Consequently, these soils have a high level of hydraulic conductivity with low water retention. This behavior undergoes an alteration in the Bh and Bs horizons due to the accumulation of organic and metallic compounds and a changing structure that modifies the pore distribution. Furthermore, the characterization of the hydro-physical functioning of soils in natural environments is an important source of encouragement to further investigative study of soil water dynamics and its relationship to the native vegetation.

Hydro-physical characterization of soils under the Restinga Forest

ABSTRACT: Knowledge of the hydraulic properties of the soil is of crucial importance to an understanding of the interactions between vegetation, soil and water. There is little information available about the hydraulic properties of Podzol soils found in tropical regions. The aim of this study was to present the soil morphology and hydraulic properties of a toposequence situated in a permanent plot at the Ilha do Cardoso State Park (Cananéia, SP, Brazil). Ultradetailed soil maps were used to define a toposequence inside the permanent plot. Five profiles, representing the main types of soil, were opened along the toposequence, in which Podzols are dominant. The levels of bulk density, sand content, porosity and permeability in these soils were all high. Consequently, these soils have a high level of hydraulic conductivity with low water retention. This behavior undergoes an alteration in the Bh and Bs horizons due to the accumulation of organic and metallic compounds and a changing structure that modifies the pore distribution. Furthermore, the characterization of the hydro-physical functioning of soils in natural environments is an important source of encouragement to further investigative study of soil water dynamics and its relationship to the native vegetation.(AU)

Fertilizer shanks to promote soil decompaction in the seeding operation / Haste sulcadora para descompactação do solo na operação de semeadura

Intensification of soil compaction process under no-tillage (NT) is motivating the search for alternatives to mitigate soil compaction state. This study evaluated changes in soil physical and hydraulic properties caused by seeder with fertilizer shanks at different depths compared with the double discs lagged seeder, to investigate the possibility of soil decompaction by sowing under NT in southern Brazil. The study was conducted in a clayed Oxisol, for 27 years under NT. Treatments were three planting mechanisms: S0.10m: cutting disc combined with shank acting to 0.10m depth; S0.15m: cutting disc combined with shank acting to 0.15m depth and, D0.07m: double discs lagged acting to 0.07m depth in an experimental randomized block design with four replications. We evaluated the soil mechanical resistance, water infiltration rate, soil bulk density, pore size distribution and unsaturated hydraulic conductivity. Results indicated that the use of seeder with fertilizer shanks acting at 0.15m deep promoted the soil decompaction by the reduction of penetration resistance and increase of porosity and unsaturated hydraulic conductivity. To have significant increase in water infiltration rate the fertilizer shanks of the seeder must be deepened to the lower limit of the compacted surface layer.

A intensificação do processo de compactação do solo em sistema plantio direto (SPD) motiva a procura por alternativas para atenuação do estado de compactação do solo. Esse trabalho objetiva avaliar modificações em propriedades físico-hídricas do solo originadas por semeadoras equipadas com hastes sulcadoras que atuam em diferentes profundidades, em comparação à semeadora com discos duplos defasados, para investigar a possibilidade de descompactação do solo na operação de semeadura em áreas sob SPD na região Sul do Brasil. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho Distrófico típico, de textura argilosa, há 27 anos sob SPD. Os tratamentos foram três mecanismos de semeadura: H0,10m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,10m de profundidade; H0,15m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,15m de profundidade; e D0,07m: discos duplos defasados atuando a 0,07m de profundidade, em delineamento experimental blocos ao acaso com quatro repetições. Avaliou-se a resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água no solo, densidade do solo, distribuição do tamanho de poros e condutividade hidráulica do solo não saturado. Os resultados indicaram que a utilização de semeadora com haste sulcadora atuando a 0,15m promove a descompactação do solo através da redução da resistência mecânica do solo à penetração, aumento da porosidade e da condutividade hidráulica. Para que haja aumento significativo da infiltração de água no solo, a haste sulcadora da semeadora deve ser aprofundada até o limite inferior da camada superficial compactada.

Fertilizer shanks to promote soil decompaction in the seeding operation / Haste sulcadora para descompactação do solo na operação de semeadura

Intensification of soil compaction process under no-tillage (NT) is motivating the search for alternatives to mitigate soil compaction state. This study evaluated changes in soil physical and hydraulic properties caused by seeder with fertilizer shanks at different depths compared with the double discs lagged seeder, to investigate the possibility of soil decompaction by sowing under NT in southern Brazil. The study was conducted in a clayed Oxisol, for 27 years under NT. Treatments were three planting mechanisms: S0.10m: cutting disc combined with shank acting to 0.10m depth; S0.15m: cutting disc combined with shank acting to 0.15m depth and, D0.07m: double discs lagged acting to 0.07m depth in an experimental randomized block design with four replications. We evaluated the soil mechanical resistance, water infiltration rate, soil bulk density, pore size distribution and unsaturated hydraulic conductivity. Results indicated that the use of seeder with fertilizer shanks acting at 0.15m deep promoted the soil decompaction by the reduction of penetration resistance and increase of porosity and unsaturated hydraulic conductivity. To have significant increase in water infiltration rate the fertilizer shanks of the seeder must be deepened to the lower limit of the compacted surface layer. (AU)

A intensificação do processo de compactação do solo em sistema plantio direto (SPD) motiva a procura por alternativas para atenuação do estado de compactação do solo. Esse trabalho objetiva avaliar modificações em propriedades físico-hídricas do solo originadas por semeadoras equipadas com hastes sulcadoras que atuam em diferentes profundidades, em comparação à semeadora com discos duplos defasados, para investigar a possibilidade de descompactação do solo na operação de semeadura em áreas sob SPD na região Sul do Brasil. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho Distrófico típico, de textura argilosa, há 27 anos sob SPD. Os tratamentos foram três mecanismos de semeadura: H0,10m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,10m de profundidade; H0,15m: disco de corte combinado com haste sulcadora atuando a 0,15m de profundidade; e D0,07m: discos duplos defasados atuando a 0,07m de profundidade, em delineamento experimental blocos ao acaso com quatro repetições. Avaliou-se a resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água no solo, densidade do solo, distribuição do tamanho de poros e condutividade hidráulica do solo não saturado. Os resultados indicaram que a utilização de semeadora com haste sulcadora atuando a 0,15m promove a descompactação do solo através da redução da resistência mecânica do solo à penetração, aumento da porosidade e da condutividade hidráulica. Para que haja aumento significativo da infiltração de água no solo, a haste sulcadora da semeadora deve ser aprofundada até o limite inferior da camada superficial compactada. (AU)

Physical soil properties in crop-livestock integration system in Humic Cambisol / Propriedades físicas do solo em sistema de integração lavoura-pecuária em Cambissolo Húmico

In integrated crop-livestock systems under a no-tillage system, the action of animal trampling can influence the physical properties of the soil, depending on the intensity of grazing and stocking rate. This study aimed to evaluate the physical properties of a Humic Cambisol, under an integrated crop-livestock system submitted to different grazing intensities of lactating cows in the city of Lages, SC. The treatments constituted three forage masses of winter pasture (low, medium and high), and a control area, with no grazing (no grazing), oat and ryegrass consortium was used, then the density, hydraulic properties of the soil, organic matter content, aggregation and soil penetration resistance were evaluated. Generally the animal trampling had no significant influence on physical properties, the dynamics of water and the contents of soil organic matter. The macroporosity conditions, as well as high resistance to penetration, principally in conditions of low moisture, prove that the Humic Cambisol of the franc silty clay texture provides a constraint physical problem.(AU)

Em sistema de integração lavoura-pecuária associado ao sistema de semeadura direta, a ação do pisoteio animal pode influenciar as propriedades físicas do solo, dependendo da intensidade de pastejo e da carga animal. O presente trabalho objetivou avaliar as propriedades físicas de um Cambissolo Húmico, sob sistema de integração lavoura-pecuária submetido a diferentes intensidades de pastejo de gado leiteiro, no município de Lages, SC. Os tratamentos foram constituídos por pastejo direto de gado em três disponibilidades de forragem do consórcio de aveia e azevém (baixa, média e alta) e uma testemunha, sem pastejo. Foram avaliados densidade, propriedades hidráulicas, teor de matéria orgânica, agregação e resistência à penetração do solo. De maneira geral, o pisoteio animal não influenciou significativamente as propriedades físicas, a dinâmica da água e os teores de matéria orgânica do solo. As condições de macroporosidade, bem como a resistência à penetração, principalmente em condição de baixa umidade, demonstram que o Cambissolo Húmico de textura franco argilo siltosa possui restrições físicas ao desenvolvimento das plantas.(AU)

Physical soil properties in crop-livestock integration system in Humic Cambisol / Propriedades físicas do solo em sistema de integração lavoura-pecuária em Cambissolo Húmico

In integrated crop-livestock systems under a no-tillage system, the action of animal trampling can influence the physical properties of the soil, depending on the intensity of grazing and stocking rate. This study aimed to evaluate the physical properties of a Humic Cambisol, under an integrated crop-livestock system submitted to different grazing intensities of lactating cows in the city of Lages, SC. The treatments constituted three forage masses of winter pasture (low, medium and high), and a control area, with no grazing (no grazing), oat and ryegrass consortium was used, then the density, hydraulic properties of the soil, organic matter content, aggregation and soil penetration resistance were evaluated. Generally the animal trampling had no significant influence on physical properties, the dynamics of water and the contents of soil organic matter. The macroporosity conditions, as well as high resistance to penetration, principally in conditions of low moisture, prove that the Humic Cambisol of the franc silty clay texture provides a constraint physical problem.

Em sistema de integração lavoura-pecuária associado ao sistema de semeadura direta, a ação do pisoteio animal pode influenciar as propriedades físicas do solo, dependendo da intensidade de pastejo e da carga animal. O presente trabalho objetivou avaliar as propriedades físicas de um Cambissolo Húmico, sob sistema de integração lavoura-pecuária submetido a diferentes intensidades de pastejo de gado leiteiro, no município de Lages, SC. Os tratamentos foram constituídos por pastejo direto de gado em três disponibilidades de forragem do consórcio de aveia e azevém (baixa, média e alta) e uma testemunha, sem pastejo. Foram avaliados densidade, propriedades hidráulicas, teor de matéria orgânica, agregação e resistência à penetração do solo. De maneira geral, o pisoteio animal não influenciou significativamente as propriedades físicas, a dinâmica da água e os teores de matéria orgânica do solo. As condições de macroporosidade, bem como a resistência à penetração, principalmente em condição de baixa umidade, demonstram que o Cambissolo Húmico de textura franco argilo siltosa possui restrições físicas ao desenvolvimento das plantas.

Impacto do pisoteio caprino sobre atributos do solo em área de caatinga / / Impact of goat trampling on soil attributes in an area of caatinga

Objetivou-se, com este experimento, avaliar o efeito do pisoteio caprino sobre a densidade e atributos hidráulicos de um solo em área de caatinga no Cariri da Paraíba. O experimento foi realizado na Estação Experimental Bacia Escola, em São João do Cariri-PB. Os tratamentos consistiram em três taxas de lotação distribuídos em três piquetes, que foram: 3,1an/ha, 1,5an/ha e 0an/ha, durante o período de setembro de 2007 a outubro de 2008. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com 20 repetições. Foram realizados ensaios de infiltração e coletadas amostras de solo no início e ao término do experimento, após aplicação dos tratamentos, para análise da densidade do solo, umidade inicial, umidade final, sorvidade e condutividade hidráulica. Os resultados mostraram que o pisoteio caprino nas áreas de caatinga, nos tempos estudados, não provoca alterações sobre a densidade, condutividade hidráulica, sorvidade e a umidade do solo. A variação dos atributos físicos do solo é decorrente das características físicas próprias do solo, mais do que da ação do pastejo caprino, independente da taxa de lotação utilizada. (AU)

The objective in this experiment was to evaluate the effect of trampling goat on the density and some soil hydraulic properties in an area of caatinga in Cariri of Paraíba. The experiment was conducted at the “Experimental Bacia School”, in São João do Cariri-PB. The treatments consisted of three stocking rates and three paddocks: 3.1an/ha, 1.5an/ha and 0an/ha, from September 2007 to October 2008. We used a completely randomized design with 20 repeatability. Infiltration tests were performed and there were collected samples of soil at the beginning at the end of the experiment, after applicating treatments for analysis of soil density, water content, initial moisture content, final moisture content, sorptivity and hydraulic conductivity. The results showed that the goat trampling in areas of caatinga, in the periods studied, do not cause updates on the density, hydraulics conductivity, sorptivity and soil moisture. The ranges of the attributes of the land caused most physicists features soil physics proper to that of grazing goats, regardless of the stocking rates used.(AU)

Impacto do pisoteio caprino sobre atributos do solo em área de caatinga / / Impact of goat trampling on soil attributes in an area of caatinga

Objetivou-se, com este experimento, avaliar o efeito do pisoteio caprino sobre a densidade e atributos hidráulicos de um solo em área de caatinga no Cariri da Paraíba. O experimento foi realizado na Estação Experimental Bacia Escola, em São João do Cariri-PB. Os tratamentos consistiram em três taxas de lotação distribuídos em três piquetes, que foram: 3,1an/ha, 1,5an/ha e 0an/ha, durante o período de setembro de 2007 a outubro de 2008. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com 20 repetições. Foram realizados ensaios de infiltração e coletadas amostras de solo no início e ao término do experimento, após aplicação dos tratamentos, para análise da densidade do solo, umidade inicial, umidade final, sorvidade e condutividade hidráulica. Os resultados mostraram que o pisoteio caprino nas áreas de caatinga, nos tempos estudados, não provoca alterações sobre a densidade, condutividade hidráulica, sorvidade e a umidade do solo. A variação dos atributos físicos do solo é decorrente das características físicas próprias do solo, mais do que da ação do pastejo caprino, independente da taxa de lotação utilizada.

The objective in this experiment was to evaluate the effect of trampling goat on the density and some soil hydraulic properties in an area of caatinga in Cariri of Paraíba. The experiment was conducted at the “Experimental Bacia School”, in São João do Cariri-PB. The treatments consisted of three stocking rates and three paddocks: 3.1an/ha, 1.5an/ha and 0an/ha, from September 2007 to October 2008. We used a completely randomized design with 20 repeatability. Infiltration tests were performed and there were collected samples of soil at the beginning at the end of the experiment, after applicating treatments for analysis of soil density, water content, initial moisture content, final moisture content, sorptivity and hydraulic conductivity. The results showed that the goat trampling in areas of caatinga, in the periods studied, do not cause updates on the density, hydraulics conductivity, sorptivity and soil moisture. The ranges of the attributes of the land caused most physicists features soil physics proper to that of grazing goats, regardless of the stocking rates used.

Funções de pedotransferência para estimativa da retenção de água em alguns solos do Rio Grande do Sul

Soil physical hydraulic properties are determinations considered expensive and difficult to obtain. The use of pedotransfer functions (PTFs) is an alternative for obtaining such properties more easily and practically costless. The objective of this study was to develop and validate PTFs to estimate soil water retention of different textural soil classes in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. The research was carried out using data from physical analysis of soils belonging to the database of Sistema Irriga laboratory, Universidade Federal de Santa Maria. This database consists of soil texture information (sand, silt and clay), density (of soil and of particles), soil porosity (macro, micro and total), besides of water content information at the matrix potential of 0, -1, -6,-33, -100, -500 e -1500kPa. Soil samples were collected on the surface layer of cultivated soils of RS. The variables were submitted to a correlation test, and were subsequently analyzed in multiple regressions test to obtain the PTFs, using the stepwise option of the SAS statistical program. The generated PTFs showed greater associations of soil attributes only related to soil structure such as soil water retention for higher potential (0 and -1kPa) and textural and structural attributes for lower potential (-33, -100, -500 e -1500kPa). The PTFs showed high accuracy in estimating soil water holding capacity of the considered potentials.

As propriedades hidráulicas do solo são determinações consideradas caras e de difícil obtenção. O uso de funções de pedotransferência (FPTs) consiste em uma alternativa para a obtenção dessas informações de forma mais fácil e com menor custo. O objetivo desse estudo foi desenvolver e validar FPTs para estimar a retenção de água em alguns solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS). O trabalho foi realizado utilizando-se dados de análises físicas de solos pertencentes ao banco de dados do Laboratório do Sistema Irriga, Universidade Federal de Santa Maria. Este banco de dados é composto por informações de textura do solo (areia, silte e argila), densidade (do solo e de partículas), porosidade do solo (macro, micro e total), além das informações do conteúdo de água nos potenciais matriciais de 0, -1, -6,-33, -100, -500 e -1500kPa de amostras coletadas na camada superficial de solos irrigados por aspersão, das regiões do planalto, missões e fronteira oeste do RS. As variáveis foram submetidas a um teste de correlação e, posteriormente, foram realizadas análises de regressão múltipla para a obtenção das FPTs, utilizando a opção stepwise do programa estatístico SAS. As FPTs obtidas indicaram associações apenas de atributos estruturais do solo com a retenção de água em potenciais mais elevados (0 e -1kPa) e de atributos texturais e estruturais, nos potenciais mais baixos (-33, -100, -500 e -1500kPa). As FPTs apresentaram alta precisão na estimativa da retenção de água nos potenciais considerados.

Funções de pedotransferência para estimativa da retenção de água em alguns solos do Rio Grande do Sul

Soil physical hydraulic properties are determinations considered expensive and difficult to obtain. The use of pedotransfer functions (PTFs) is an alternative for obtaining such properties more easily and practically costless. The objective of this study was to develop and validate PTFs to estimate soil water retention of different textural soil classes in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. The research was carried out using data from physical analysis of soils belonging to the database of Sistema Irriga laboratory, Universidade Federal de Santa Maria. This database consists of soil texture information (sand, silt and clay), density (of soil and of particles), soil porosity (macro, micro and total), besides of water content information at the matrix potential of 0, -1, -6,-33, -100, -500 e -1500kPa. Soil samples were collected on the surface layer of cultivated soils of RS. The variables were submitted to a correlation test, and were subsequently analyzed in multiple regressions test to obtain the PTFs, using the stepwise option of the SAS statistical program. The generated PTFs showed greater associations of soil attributes only related to soil structure such as soil water retention for higher potential (0 and -1kPa) and textural and structural attributes for lower potential (-33, -100, -500 e -1500kPa). The PTFs showed high accuracy in estimating soil water holding capacity of the considered potentials.

As propriedades hidráulicas do solo são determinações consideradas caras e de difícil obtenção. O uso de funções de pedotransferência (FPTs) consiste em uma alternativa para a obtenção dessas informações de forma mais fácil e com menor custo. O objetivo desse estudo foi desenvolver e validar FPTs para estimar a retenção de água em alguns solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS). O trabalho foi realizado utilizando-se dados de análises físicas de solos pertencentes ao banco de dados do Laboratório do Sistema Irriga, Universidade Federal de Santa Maria. Este banco de dados é composto por informações de textura do solo (areia, silte e argila), densidade (do solo e de partículas), porosidade do solo (macro, micro e total), além das informações do conteúdo de água nos potenciais matriciais de 0, -1, -6,-33, -100, -500 e -1500kPa de amostras coletadas na camada superficial de solos irrigados por aspersão, das regiões do planalto, missões e fronteira oeste do RS. As variáveis foram submetidas a um teste de correlação e, posteriormente, foram realizadas análises de regressão múltipla para a obtenção das FPTs, utilizando a opção stepwise do programa estatístico SAS. As FPTs obtidas indicaram associações apenas de atributos estruturais do solo com a retenção de água em potenciais mais elevados (0 e -1kPa) e de atributos texturais e estruturais, nos potenciais mais baixos (-33, -100, -500 e -1500kPa). As FPTs apresentaram alta precisão na estimativa da retenção de água nos potenciais considerados.