Modeling boron adsorption on five soils before and after removal of organic matter

Boron- B concentrations that cause deficiency and those that cause toxicity appear to be very similar, compared to other nutrients, which can complicate successful management of this element in soils. In this study, B adsorption onto two Oxisols from Brazil (Rhodic Eutroperox and Anionic Acroperox), two Alfisols (Natric Palexeralf and Aridic Paleustalf) and an Entisol (Xeric Torrifluvent) from the United States of America were evaluated. The samples were treated with sodium hypochlorite in order to remove soil organic matter. Both treated and untreated samples were used to determine B adsorption isotherms using different B concentrations (0-4.630 mmol L–1) and NaNO3 (0.05 M) as background electrolyte solution at pH 7. Boron adsorption envelopes were also measured using 0.463 mmol L–1 B at three ionic strengths (0.05, 0.1 and 1M) and NaNO3 as background electrolyte solutions at different pH values (3-12). The cation exchange capacity, specific surface area, free Al and Fe oxides, organic and inorganic carbon content, mineralogy and particle size distribution of the soils were also determined. The Langmuir isotherm and the constant capacitance model were fit to the B adsorption data and the parameters obtained were related to the chemical attributes by multiple linear regression equations. Boron maximum adsorption capacity (BMAC) and the complexation constant for the SH3BO4– inner-sphere complex (LogKB–) could be predicted under all experimental conditions. The Alc content was the main soil chemical attribute associated with the BMAC under the conditions evaluated and the LogKB–(int) in untreated and treated samples.

Modeling boron adsorption on five soils before and after removal of organic matter

Boron- B concentrations that cause deficiency and those that cause toxicity appear to be very similar, compared to other nutrients, which can complicate successful management of this element in soils. In this study, B adsorption onto two Oxisols from Brazil (Rhodic Eutroperox and Anionic Acroperox), two Alfisols (Natric Palexeralf and Aridic Paleustalf) and an Entisol (Xeric Torrifluvent) from the United States of America were evaluated. The samples were treated with sodium hypochlorite in order to remove soil organic matter. Both treated and untreated samples were used to determine B adsorption isotherms using different B concentrations (0-4.630 mmol L–1) and NaNO3 (0.05 M) as background electrolyte solution at pH 7. Boron adsorption envelopes were also measured using 0.463 mmol L–1 B at three ionic strengths (0.05, 0.1 and 1M) and NaNO3 as background electrolyte solutions at different pH values (3-12). The cation exchange capacity, specific surface area, free Al and Fe oxides, organic and inorganic carbon content, mineralogy and particle size distribution of the soils were also determined. The Langmuir isotherm and the constant capacitance model were fit to the B adsorption data and the parameters obtained were related to the chemical attributes by multiple linear regression equations. Boron maximum adsorption capacity (BMAC) and the complexation constant for the SH3BO4inner-sphere complex (LogKB–) could be predicted under all experimental conditions. The Alc content was the main soil chemical attribute associated with the BMAC under the conditions evaluated and the LogKB–(int) in untreated and treated samples.(AU)

Chemical, physical and mineralogical attributes of the soils of the Sertanejo pediplain in the sisal-growing areas of the semiarid Bahia / Atributos químicos, físicos e mineralógicos de solos do Pediplano Sertanejo cultivado com sisal no semiárido baiano

Information and available knowledge of the soils of the Sertanejo pediplain are relatively scarce and restricted to survey data. Researches about soil characterization and classification contributes to the knowledge of different soil orders within a region and allows information to be obtained systemically based on the physical, chemical, and mineralogical properties of the soil. This study aimed to evaluate the genesis of the Sertanejo pediplain soils, through the characterization of the chemical and mineralogical properties and classification of the soils of the sisal-growing region. Five soil profiles located in Araci, Retirolândia, St. Dominic, and Valente, cities located in the sisal-growing areas of the Bahia semiarid region, were studied, described morphologically, and analyzed for chemical (pH H2O and KCl, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, H+ + Al3+, P, and TOC) and mineralogical attributes. Most evaluated soil classes were formed by lithological discontinuity of material. The main processes involved in the formation of such soil classes were: cumulization, accretion, and lessivage. The mineralogy of the clay fraction observed was complex and included a variety of minerals, with a predominance of kaolinite and bayerite. In addition, we also found goethite and illite in most of the studied profiles, both in the sediment, horizons P1 C2, and in the crystalline horizon P1 Cr, P2 Bi, P3 2Cr, and P5 Bi. The soils were classified up to the fourth category level, as Entisol Eutrophic Inceptisol (RRE), Alfisols Haplic typical Eutrophic (SXE), and Inceptisols Ta Eutrophic vertissólico (CXve).(AU)

As informações e o conhecimento disponível sobre os solos presentes no Pediplano Sertanejo são relativamente escassas, restringindo-se a informações produzidas pelos levantamentos em nível exploratório ou de reconhecimento. Pesquisas pedológicas sobre caracterização, mineralogia e classificação de solos, contribuem para o conhecimento das diversas ordens de solo de uma região e permitem sistematizar informações sobre os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos. Este estudo objetivou determinar as propriedades químicas e mineralógicas, bem como a classificação de solos do Pediplano Sertanejo, representativos da região sisaleira. Cinco perfis de solos localizados nos municípios de em Araci, Retirolândia, São Domingos e Valente pertencentes à região sisaleira, semiárido baiano, foram abertos, descritos morfologicamente e analisados nos seus atributos químicos (pH em água e KCl, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, H+ +Al3+, P e C) e mineralógicos. A maioria das classes de solos avaliadas são formadas por descontinuidade litológica. Os principais processos envolvidos na formação das classes de solos foram: cumulização, agradação e lessivagem. A mineralogia da fração argila observada é complexa e composta de uma variedade de minerais, com predomínio da caulinita e bayerita. Além destes, também foram encontrados goethita e ilita na maioria dos perfis estudados, tanto no sedimento, nos horizontes P1 C2, como no cristalino, horizontes P1 Cr, P2 Bi, P3 2Cr e P5 Bi. Os solos foram classificados, até o quarto nível categórico, como: Neossolo Regolítico Eutrófico léptico (RRe); Planossolo Háplico Eutrófico típico (SXe) e Cambissolo Háplico Ta Eutrófico vertissólico (CXve).(AU)

Causes of morphological discontinuities in soils of Depressão Central, Rio Grande do Sul State, Brazil

Morphological, particularly textural, discontinuities between horizons increase soil erodibility in Depressão Central, Rio Grande do Sul State (Brazil). Characterization of such discontinuities would help to understand landscape evolution and to model near-surface hydrology. The objective of this research was to explore the relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials during pedogenesis. Transported material was meant to be mineral particles found in the soil profile, transported probably by water or gravity, that were not present neither in the parent material nor derived from it. Five soils of this region (two Alfisols, two Ultisols and one Mollisol) were sampled and morphological, sand grain size statistics, chemical and mineralogical analyses were used to search for evidences of deposition of transported materials. Two soils had abrupt textural change but no evidence of deposition of transported materials, two soils had less contrasting morphology and some characteristics that are possibly related to deposition, and one soil had no morphological discontinuity, but had deposition of material enriched in magnetite-maghemite in the sand fraction of the A horizon. Therefore, there were no relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials for these profiles in the Depressão Central.

Contrastes morfológicos entre horizontes, e particularmente os contrastes texturais, aumentam a erodibilidade do solo na Depressão Central do Rio Grande do Sul (Brasil). A caracterização destes contrastes contribui para a compreensão da evolução da paisagem e para a modelagem da hidrologia de superfície. Cinco solos desta região foram amostrados e a morfologia, distribuição do tamanho de grãos da fração areia, análises químicas e mineralógicas foram usadas para tentativamente relacionar o contraste textural e morfológico com materiais transportados durante a pedogênese. Por materiais transportados entendem-se as partículas minerais presentes no perfil do solo, transportadas provavelmente por água ou gravidade, e que não estavam presentes nem no material de origem e nem foram derivadas deste. Dois solos apresentaram mudança textural abrupta sem evidências de deposição, dois solos apresentaram menor contraste morfológico e evidências que sustentam a possibilidade de deposição e um solo não apresentou contraste morfológico, porém as características indicam deposição de material rico em magnetita-maghemita na fração areia do horizonte A. Portanto, não foi encontrada relação entre descontinuidades morfológicas e deposição de materiais transportados, na Depressão Central.

Causes of morphological discontinuities in soils of Depressão Central, Rio Grande do Sul State, Brazil

Morphological, particularly textural, discontinuities between horizons increase soil erodibility in Depressão Central, Rio Grande do Sul State (Brazil). Characterization of such discontinuities would help to understand landscape evolution and to model near-surface hydrology. The objective of this research was to explore the relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials during pedogenesis. Transported material was meant to be mineral particles found in the soil profile, transported probably by water or gravity, that were not present neither in the parent material nor derived from it. Five soils of this region (two Alfisols, two Ultisols and one Mollisol) were sampled and morphological, sand grain size statistics, chemical and mineralogical analyses were used to search for evidences of deposition of transported materials. Two soils had abrupt textural change but no evidence of deposition of transported materials, two soils had less contrasting morphology and some characteristics that are possibly related to deposition, and one soil had no morphological discontinuity, but had deposition of material enriched in magnetite-maghemite in the sand fraction of the A horizon. Therefore, there were no relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials for these profiles in the Depressão Central.

Contrastes morfológicos entre horizontes, e particularmente os contrastes texturais, aumentam a erodibilidade do solo na Depressão Central do Rio Grande do Sul (Brasil). A caracterização destes contrastes contribui para a compreensão da evolução da paisagem e para a modelagem da hidrologia de superfície. Cinco solos desta região foram amostrados e a morfologia, distribuição do tamanho de grãos da fração areia, análises químicas e mineralógicas foram usadas para tentativamente relacionar o contraste textural e morfológico com materiais transportados durante a pedogênese. Por materiais transportados entendem-se as partículas minerais presentes no perfil do solo, transportadas provavelmente por água ou gravidade, e que não estavam presentes nem no material de origem e nem foram derivadas deste. Dois solos apresentaram mudança textural abrupta sem evidências de deposição, dois solos apresentaram menor contraste morfológico e evidências que sustentam a possibilidade de deposição e um solo não apresentou contraste morfológico, porém as características indicam deposição de material rico em magnetita-maghemita na fração areia do horizonte A. Portanto, não foi encontrada relação entre descontinuidades morfológicas e deposição de materiais transportados, na Depressão Central.

Sodium-affected alfisols of the agreste region, state of Paraíba, Brazil, as known by potter-farmers and agronomists

Decisions and practical attitudes of land use and management adopted by rural populations are, to a great extent, based on local soil knowledge. This study was performed to describe and analyze chemical, physical and morphological characteristics of sodium-affected Alfisols employed in traditional pottery; and to compare, through statistical analysis, pedogenetical horizons and soil layers, as recognized in soil profiles by professional researchers and potter-farmers, respectively. Fieldwork was performed in Chã da Pia, a rural village in the municipality of Areia, in the Agreste region of the State of Paraíba, Northeast Brazil. Ethnoscientific techniques were used to describe and analyze soil knowledge of potter-farmers who played the role of informants. A comparison of soil categories recognized by farmers and researchers was performed through discriminant-canonical analysis. Soils from which local people obtain a material named "barro de loiça" (pottery clay) were classified as Typic Natraqualf and Vertic Albaqualf, according to Soil Taxonomy. Potter-farmers were able to identify differences between the tillable topsoil and underlying layers from which they extract ceramic clay. Some soil layers, recognized by potter-farmers, were similar to pedogenetic horizons of the same soils, recognized by researchers, in terms of physical, chemical and morphological characteristics. Discriminant-canonical analysis was a useful tool to articulate and compare information related to soil knowledge held by distinct social groups.

As decisões e ações de uso e manejo adotadas pelas populações rurais são, em grande parte, baseadas no conhecimento pedológico local. Este trabalho teve como objetivos descrever e analisar as características químicas, físicas e morfológicas de Planossolos afetados por sódio usados em cerâmica artesanal e estabelecer, por meio de análise multivariada, comparações entre os horizontes pedogenéticos e as camadas reconhecidas nos perfil de solo por agricultores-ceramistas. O trabalho de campo foi realizado em Chã da Pia, localidade rural no município de Areia, Agreste Paraibano. Técnicas etnocientíficas foram empregadas para descrever e analisar os conhecimentos pedológicos dos agricultores-ceramistas que atuaram como informantes. A comparação entre as categorias de solos reconhecidos por agricultores e pesquisadores foi realizada por meio de análise discriminante-canônica. Os solos de onde se extrai o material localmente denominado "barro de loiça", dentro do contexto estudado, foram classificados como Planossolo Nátrico e Planossolo Háplico no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Nesses solos, os agricultores-ceramistas foram capazes de identificar diferenças entre as partes superiores do perfil, associadas à camada arável e aquelas mais profundas, que servem como fonte de material cerâmico. Demonstrou-se também similaridade física, química e morfológica entre algumas camadas dos perfis de solo, reconhecidas por agricultores-ceramistas e determinados horizontes pedogenéticos dos mesmos solos. A análise discriminante-canônica foi útil para articulação e comparação de informações oriundas de conhecimentos pedológicos diversos.

Sodium-affected alfisols of the agreste region, state of Paraíba, Brazil, as known by potter-farmers and agronomists

Decisions and practical attitudes of land use and management adopted by rural populations are, to a great extent, based on local soil knowledge. This study was performed to describe and analyze chemical, physical and morphological characteristics of sodium-affected Alfisols employed in traditional pottery; and to compare, through statistical analysis, pedogenetical horizons and soil layers, as recognized in soil profiles by professional researchers and potter-farmers, respectively. Fieldwork was performed in Chã da Pia, a rural village in the municipality of Areia, in the Agreste region of the State of Paraíba, Northeast Brazil. Ethnoscientific techniques were used to describe and analyze soil knowledge of potter-farmers who played the role of informants. A comparison of soil categories recognized by farmers and researchers was performed through discriminant-canonical analysis. Soils from which local people obtain a material named "barro de loiça" (pottery clay) were classified as Typic Natraqualf and Vertic Albaqualf, according to Soil Taxonomy. Potter-farmers were able to identify differences between the tillable topsoil and underlying layers from which they extract ceramic clay. Some soil layers, recognized by potter-farmers, were similar to pedogenetic horizons of the same soils, recognized by researchers, in terms of physical, chemical and morphological characteristics. Discriminant-canonical analysis was a useful tool to articulate and compare information related to soil knowledge held by distinct social groups.

As decisões e ações de uso e manejo adotadas pelas populações rurais são, em grande parte, baseadas no conhecimento pedológico local. Este trabalho teve como objetivos descrever e analisar as características químicas, físicas e morfológicas de Planossolos afetados por sódio usados em cerâmica artesanal e estabelecer, por meio de análise multivariada, comparações entre os horizontes pedogenéticos e as camadas reconhecidas nos perfil de solo por agricultores-ceramistas. O trabalho de campo foi realizado em Chã da Pia, localidade rural no município de Areia, Agreste Paraibano. Técnicas etnocientíficas foram empregadas para descrever e analisar os conhecimentos pedológicos dos agricultores-ceramistas que atuaram como informantes. A comparação entre as categorias de solos reconhecidos por agricultores e pesquisadores foi realizada por meio de análise discriminante-canônica. Os solos de onde se extrai o material localmente denominado "barro de loiça", dentro do contexto estudado, foram classificados como Planossolo Nátrico e Planossolo Háplico no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Nesses solos, os agricultores-ceramistas foram capazes de identificar diferenças entre as partes superiores do perfil, associadas à camada arável e aquelas mais profundas, que servem como fonte de material cerâmico. Demonstrou-se também similaridade física, química e morfológica entre algumas camadas dos perfis de solo, reconhecidas por agricultores-ceramistas e determinados horizontes pedogenéticos dos mesmos solos. A análise discriminante-canônica foi útil para articulação e comparação de informações oriundas de conhecimentos pedológicos diversos.

Biomassa microbiana e atividade enzimática em solos do Estado de São Paulo sob vegetação nativa e cultivados

A derrubada da vegetação nativa e o uso do solo para atividades agropecuárias podem causar alterações nos atributos do solo que variam de intensidade, em função do tipo de manejo adotado. É importante o acompanhamento na variação dos atributos do solo no sentido de detectar alterações que venham em detrimento do potencial produtivo, as propriedades biológicas são as que primeiro se alteram, sendo de grande validade na detecção de impactos negativos no solo pelo uso. O objetivo deste estudo foi verificar alterações em atributos biológicos, comparando áreas sob vegetação nativa com áreas cultivadas com cana-de-açúcar, milho, pastagem e citros. A partir de um ponto georreferenciado, cada área amostrada foi dividida em três sub áreas com 100 m2 (10 x 10 m), sendo coletadas 20 amostras simples em cada uma delas na profundidade 0-0,20 m, que foram misturadas para formar uma amostra composta. As áreas em estudo incluíram onze Latossolos, seis Argissolos, três Neossolos, dois Nitossolos, um Gleissolo, um Organossolo, um Cambissolo e um Chernossolo, solos estes situados em diferentes municípios do Estado de São Paulo. Nas amostras de solo foram avaliados: carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, respiração basal, quociente metabólico (qCO2) e atividade das enzimas amilase, arilsulfatase, celulase, desidrogenase, fosfatase ácida, protease e o potencial de hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA). As atividades de arilsulfatases e desidrogenases foram as que melhor refletiram alterações antrópicas sofridas pelos solos em estudo. A matéria orgânica e a capacidade de troca catiônica foram às propriedades químicas do solo que melhor se correlacionaram com os atributos biológicos e bioquímicos avaliados

The removal of the natural vegetation and the use of the soil for agricultural purposes may cause deep alterations in the soil properties depending on the management applied. It is important periodic evaluations of soil properties in order to detect alterations that can degrade the soil. Among soil properties, soil biological activities are those that first indicate soil modifications. The objective of this study was to evaluate changes in soil biological attributes, comparing areas under native forests with areas with the same soils and cultivated with sugarcane or maize. From a georeferenced point, each selected area was divided into three plots with 100 m2 (10 x 10 m), and 20 simple samples were collected in the 0-0.20 m depth, which were mixed to form a composed sample. The studied areas included the eleven different Oxisols, Ultisols six, three Neossolos two Alfisols, an Ultisol, a Organosol a Cambisol and a Chernosol, these soils located in different districts all in São Paulo State. The following soil attributes were evaluated in the soil samples: carbon and nitrogen in the soil microbial biomass, basal respiration, metabolic quotient (qCO2), the activity of the enzymes amylases, arylsulphatase, cellulose, dehydrogenases, phosphatase acid, proteases and the hydrolysis of fluorescein diacetate (FDA). The activities of arylsulfatase and dehydrogenase were the ones that best reflected changes undergone by anthropogenic soils in the study. Organic matter associated and cation exchange capacity were the soil properties that best correlated with the biological and biochemical attributes evaluated

Chemical, physical and mineralogical attributes of the soils of the Sertanejo pediplain in the sisal-growing areas of the semiarid Bahia / Atributos químicos, físicos e mineralógicos de solos do Pediplano Sertanejo cultivado com sisal no semiárido baiano

Information and available knowledge of the soils of the Sertanejo pediplain are relatively scarce and restricted to survey data. Researches about soil characterization and classification contributes to the knowledge of different soil orders within a region and allows information to be obtained systemically based on the physical, chemical, and mineralogical properties of the soil. This study aimed to evaluate the genesis of the Sertanejo pediplain soils, through the characterization of the chemical and mineralogical properties and classification of the soils of the sisal-growing region. Five soil profiles located in Araci, Retirolândia, St. Dominic, and Valente, cities located in the sisal-growing areas of the Bahia semiarid region, were studied, described morphologically, and analyzed for chemical (pH H2O and KCl, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, H+ + Al3+, P, and TOC) and mineralogical attributes. Most evaluated soil classes were formed by lithological discontinuity of material. The main processes involved in the formation of such soil classes were: cumulization, accretion, and lessivage. The mineralogy of the clay fraction observed was complex and included a variety of minerals, with a predominance of kaolinite and bayerite. In addition, we also found goethite and illite in most of the studied profiles, both in the sediment, horizons P1 C2, and in the crystalline horizon P1 Cr, P2 Bi, P3 2Cr, and P5 Bi. The soils were classified up to the fourth category level, as Entisol Eutrophic Inceptisol (RRE), Alfisols Haplic typical Eutrophic (SXE), and Inceptisols Ta Eutrophic vertissólico (CXve).

As informações e o conhecimento disponível sobre os solos presentes no Pediplano Sertanejo são relativamente escassas, restringindo-se a informações produzidas pelos levantamentos em nível exploratório ou de reconhecimento. Pesquisas pedológicas sobre caracterização, mineralogia e classificação de solos, contribuem para o conhecimento das diversas ordens de solo de uma região e permitem sistematizar informações sobre os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos. Este estudo objetivou determinar as propriedades químicas e mineralógicas, bem como a classificação de solos do Pediplano Sertanejo, representativos da região sisaleira. Cinco perfis de solos localizados nos municípios de em Araci, Retirolândia, São Domingos e Valente pertencentes à região sisaleira, semiárido baiano, foram abertos, descritos morfologicamente e analisados nos seus atributos químicos (pH em água e KCl, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, H+ +Al3+, P e C) e mineralógicos. A maioria das classes de solos avaliadas são formadas por descontinuidade litológica. Os principais processos envolvidos na formação das classes de solos foram: cumulização, agradação e lessivagem. A mineralogia da fração argila observada é complexa e composta de uma variedade de minerais, com predomínio da caulinita e bayerita. Além destes, também foram encontrados goethita e ilita na maioria dos perfis estudados, tanto no sedimento, nos horizontes P1 C2, como no cristalino, horizontes P1 Cr, P2 Bi, P3 2Cr e P5 Bi. Os solos foram classificados, até o quarto nível categórico, como: Neossolo Regolítico Eutrófico léptico (RRe); Planossolo Háplico Eutrófico típico (SXe) e Cambissolo Háplico Ta Eutrófico vertissólico (CXve).