Preconsolidation stress of gibbsitic and kaolinitic Oxisols under a multipractice conservationist coffee system / Pressão de pré-consolidação de Latossolos gibbsítico e caulinítico sob sistema de multipraticas conservacionista no cultivo cafeeiro

Our goal was to analyze the impact of a multipractice soil conservationist system on coffee production in tropical soils (LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO caulinítico/kaolinitic Haplustox and LATOSSOLO VERMELHO-gibbsítico/gibbsitic Acrustox) in Minas Gerais, Brazil. In the experimental area, the soil management involved a set of multiple conservationist practices during cultivation for more than 3.5 yrs. Soil samples were collected at 0-5, 10-15, and 20-25 cm depths at two positions: planting rows and between rows. The soil physical and mechanical properties were determined, with a focus mainly on the preconsolidation stress model (preconsolidation stress versus matric tension). For the purpose of analysis, a split-split plot experimental design was implemented. A linear mixed regression model (LMR) was fitted, and Wald's test was performed (P < 0.05). An improvement of soil physical quality for both Oxisols was observed at the planting row position. The effects of multipractice soil management after 3.5 yrs of cultivation in association with increased gibbsite content could promote new soil structure organization, as revealed by LMR, resulting in more resilient soils (between rows) and increasing the resistance to external pressures on gibbsitic Acrustox. Overall, the findings herein are in concordance with global trends towards conservationist practices that may alleviate soil compaction in agricultural systems to maintain environmental sustainability.(AU)

Nosso objetivo foi analisar o impacto de um sistema de manejo do solo com multi-práticas conservacionistas para o cultivo cafeeiro em solos tropicais (LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO caulinítico/ kaolinitic Haplustox and LATOSSOLO VERMELHO gibbsítico/ gibbsitic Acrustox) em Minas Gerais, Brasil. Na área experimental, o manejo do solo incluiu um conjunto de multi-práticas conservacionistas por mais de 3,5 anos. Amostras de solo foram coletadas em 0-5; 10-15; e profundidades de 20 a 25 cm em duas posições: linha e entrelinha. As propriedades físicas e mecânicas do solo foram determinadas, concentrando-se principalmente na modelagem da compactação (estresse de pré-consolidação versus tensão matricial). Para fins de análise, foi considerado o delineamento experimental de parcelas subsubdivididas. Foi ajustado o modelo de regressão linear mista (RLM), bem como o teste F de Wald (P < 0,05). Melhorias na qualidade física do solo em ambos os Latossolos foi observada na linha de plantio. Os efeitos do sistema de manejo multipráticas usado após 3,5 anos de cultivo associado ao maior conteúdo de gibbsita podem promover uma nova organização da estrutura do solo revelada pelo RLM, que resulta em solos mais resilientes (na entrelinha), melhorando a resistência às pressões externas aplicadas ao Latossolo gibbsítico. No geral, os resultados aqui apresentadas estão de acordo com as tendências globais em direção a práticas conservacionistas que podem aliviar a compactação do solo em sistemas agrícolas e manter a sustentabilidade ambiental.(AU)

Soil quality indicators under management systems in a Quilombola community in the Brazilian Cerrado

Soil management systems exert different effects on soil attributes, especially on the organic matter content, and, consequently, the soil aggregation. The aim of this study was to evaluate the impact of different land uses practiced by quilombola family farmers on water stable aggregates, glomalin and organic carbon in soil aggregates. Soil samples were collected at depths of 0-10 and 10-20 cm from areas cultivated under the following management systems: 1) conventional corn plantation (MA), 2) cultivation of citrus trees intercropped with annual crops (AC) (a conservationist approach), 3) pasture of Brachiaria (Urochloa spp.) (PA), and, as reference, an area of the Cerrado (CR) free of any anthropogenic interference. The studied areas were evaluated in a completely randomized design, with five replications, in a subplot scheme. The plots were the management systems and the subplots the depths. Soil macro-aggregates were predominant at both depths and the aggregate stability indices were higher than 90 % for all management systems. Total organic carbon in the two aggregate classes (micro and macro-aggregates) correlated with the MWD (mean weight-diameter), but not with the easily extractable glomalin (EEG) related soil protein. Soil micro and macro-aggregates, EEG and MWD discriminated management systems and are important soil quality indicators. The carbon content in both micro-aggregates (C-MIC) and macro-aggregates (C-MAC) of the intercropped system (AC) was higher than in the CR. The soil attributes that best separated the areas were C-MIC, MWD and EEG in macro-aggregates for the depth of 0-10 cm, and EEG in micro-aggregates, together with MWD and C-MAC for the depth of 10-20 cm.

Soil quality indicators under management systems in a Quilombola community in the Brazilian Cerrado

Soil management systems exert different effects on soil attributes, especially on the organic matter content, and, consequently, the soil aggregation. The aim of this study was to evaluate the impact of different land uses practiced by quilombola family farmers on water stable aggregates, glomalin and organic carbon in soil aggregates. Soil samples were collected at depths of 0-10 and 10-20 cm from areas cultivated under the following management systems: 1) conventional corn plantation (MA), 2) cultivation of citrus trees intercropped with annual crops (AC) (a conservationist approach), 3) pasture of Brachiaria (Urochloa spp.) (PA), and, as reference, an area of the Cerrado (CR) free of any anthropogenic interference. The studied areas were evaluated in a completely randomized design, with five replications, in a subplot scheme. The plots were the management systems and the subplots the depths. Soil macro-aggregates were predominant at both depths and the aggregate stability indices were higher than 90 % for all management systems. Total organic carbon in the two aggregate classes (micro and macro-aggregates) correlated with the MWD (mean weight-diameter), but not with the easily extractable glomalin (EEG) related soil protein. Soil micro and macro-aggregates, EEG and MWD discriminated management systems and are important soil quality indicators. The carbon content in both micro-aggregates (C-MIC) and macro-aggregates (C-MAC) of the intercropped system (AC) was higher than in the CR. The soil attributes that best separated the areas were C-MIC, MWD and EEG in macro-aggregates for the depth of 0-10 cm, and EEG in micro-aggregates, together with MWD and C-MAC for the depth of 10-20 cm.(AU)

Carbono orgânico e atributos físicos do solo sob manejo agropecuário sustentável na Amazônia Legal / Organic carbon and physical attributes of soil under management sustainable agricultural in the Legal Amazon

Estudos visando elevar a qualidade dos solos da Amazônia têm crescido na última década em virtude de seu uso inadequado poder limitar a capacidade de sua produção. Na Região Amazônica, pesquisas demonstram que a agropecuária contribui com o aumento de áreas degradadas correlacionadas ao desflorestamento, no entanto, essa prática possui considerável importância na economia. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os níveis de densidade, porosidade total, macro e microporosidade, teores de carbono orgânico e quantificar o estoque de carbono nas camadas no perfil do solo em um sistema de ILPF e em sistemas convencionais no município de Paragominas, Pará. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, em esquema de parcela subdividida com quatro parcelas (sistemas de manejo do solo) e sete subparcelas (camadas do solo). As parcelas foram compostas por: sistema ILPF-Paricá, lavoura com plantio convencional de milho (PM), pastagem manejada com criação de gado de corte em sistema extensivo (PE) e como testemunha uma floresta secundária (FS). As subparcelas foram as profundidades de amostragem: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm. O sistema de integração ILPF-Paricá, aos cinco anos de cultivo, melhorou as condições físicas de densidade e porosidade do solo, além dos teores e estoques de carbono orgânico nas camadas subsuperficiais. O PM promoveu aumento da densidade do solo e perda de porosidade total e microporosidade em profundidade, mas apresentou teores e estoques de carbono orgânico similar ao sistema de integração Lavoura-Pecuária-Floresta. A pastagem demonstrou teores e estoques de carbono orgânico semelhante à floresta secundária, porém, indicou redução de macroporosidade.

Studies aimed at raising the quality of Amazonian soils have grown in the last decade because their inadequate use may limit the capacity of their production. In the Amazon Region, research shows that agriculture contributes to the increase of degraded areas correlated to deforestation, however, this practice has considerable importance in the economy. Thus, the objective of this work was to evaluate the levels of density, total porosity, macro and microporosity, organic carbon contents and to quantify the carbon stock in the soil profile layers in an ICLF system and in conventional systems in the municipality of Paragominas, Pará. A completely randomized design was used, with three replications, in a plot scheme subdivided with four plots (soil management systems) and seven subplots (soil layers). The plots were composed of: ICLF-Paricá system, conventional tillage maize (TM), pasture managed with cattle breeding in extensive system (PE) and as a secondary forest (FS). The subplots were the sampling depths: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80 and 80-100 cm. The ICLF-Paricá integration system, at five years of cultivation, improved the physical conditions of soil density and porosity, as well as the levels and stocks of organic carbon in the subsurface layers. PM promoted increased soil density and loss of total porosity and microporosity in depth, but presented levels and stocks of organic carbon similar to the integrated crop- livestock-forest (ICLF) system. The pasture showed levels and stocks of organic carbon similar to the secondary forest, but indicated a reduction of macroporosity.

Carbono orgânico e atributos físicos do solo sob manejo agropecuário sustentável na Amazônia Legal / Organic carbon and physical attributes of soil under management sustainable agricultural in the Legal Amazon

Estudos visando elevar a qualidade dos solos da Amazônia têm crescido na última década em virtude de seu uso inadequado poder limitar a capacidade de sua produção. Na Região Amazônica, pesquisas demonstram que a agropecuária contribui com o aumento de áreas degradadas correlacionadas ao desflorestamento, no entanto, essa prática possui considerável importância na economia. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os níveis de densidade, porosidade total, macro e microporosidade, teores de carbono orgânico e quantificar o estoque de carbono nas camadas no perfil do solo em um sistema de ILPF e em sistemas convencionais no município de Paragominas, Pará. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, em esquema de parcela subdividida com quatro parcelas (sistemas de manejo do solo) e sete subparcelas (camadas do solo). As parcelas foram compostas por: sistema ILPF-Paricá, lavoura com plantio convencional de milho (PM), pastagem manejada com criação de gado de corte em sistema extensivo (PE) e como testemunha uma floresta secundária (FS). As subparcelas foram as profundidades de amostragem: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm. O sistema de integração ILPF-Paricá, aos cinco anos de cultivo, melhorou as condições físicas de densidade e porosidade do solo, além dos teores e estoques de carbono orgânico nas camadas subsuperficiais. O PM promoveu aumento da densidade do solo e perda de porosidade total e microporosidade em profundidade, mas apresentou teores e estoques de carbono orgânico similar ao sistema de integração Lavoura-Pecuária-Floresta. A pastagem demonstrou teores e estoques de carbono orgânico semelhante à floresta secundária, porém, indicou redução de macroporosidade.(AU)

Studies aimed at raising the quality of Amazonian soils have grown in the last decade because their inadequate use may limit the capacity of their production. In the Amazon Region, research shows that agriculture contributes to the increase of degraded areas correlated to deforestation, however, this practice has considerable importance in the economy. Thus, the objective of this work was to evaluate the levels of density, total porosity, macro and microporosity, organic carbon contents and to quantify the carbon stock in the soil profile layers in an ICLF system and in conventional systems in the municipality of Paragominas, Pará. A completely randomized design was used, with three replications, in a plot scheme subdivided with four plots (soil management systems) and seven subplots (soil layers). The plots were composed of: ICLF-Paricá system, conventional tillage maize (TM), pasture managed with cattle breeding in extensive system (PE) and as a secondary forest (FS). The subplots were the sampling depths: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80 and 80-100 cm. The ICLF-Paricá integration system, at five years of cultivation, improved the physical conditions of soil density and porosity, as well as the levels and stocks of organic carbon in the subsurface layers. PM promoted increased soil density and loss of total porosity and microporosity in depth, but presented levels and stocks of organic carbon similar to the integrated crop- livestock-forest (ICLF) system. The pasture showed levels and stocks of organic carbon similar to the secondary forest, but indicated a reduction of macroporosity.(AU)

Aggregates morphometry of a Inceptisol under conservationist system / Morfometria de agregados de um Cambissolo sob manejo conservacionista

Morphological characteristics of the soil aggregates are important tools to analyzing and monitoring the structural quality. The present study aimed to characterize morphometrically aggregates of a Inceptisol, originated from pelitic rocks, after 1.5 years of the implementation of a management system that adopts conservation tillage practices in the coffee cultivation. The aggregates were collected at the depths of 0.0-0.05; 0.05-0.20; 0.20-0.40; 0.40-0.80 m, both at row and interrow position in a coffee field, and also a natural environment of native vegetation that was used as a reference for the study. The analyzes of the aggregates were carried through 2D images obtained by scanning at 300 dpi spatial resolution. Each image contained 60 households and were processed using the software QUANTPORO. The morphometric variables were obtained: area, perimeter, compactness, roughness, appearance and Ferret diameter. For validation, the correlations among morphometric variables determined by image analysis and pattern aggregation indices (GMD, MWD and aggregates retained in the class > 2.00 mm) obtained by wet sieving were studied. After 1.5 years of implantation increased the dimensions of the aggregates on the natural environment have been detected, as well as better structural quality Inceptisol.(AU)

As características morfológicas dos agregados são importantes indicadores da qualidade estrutural do solo. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar morfometricamente os agregados de um Cambissolo originado de rochas pelíticas (siltito) após 1,5 anos da implantação de um sistema de manejo que adota práticas conservacionistas do solo no cultivo do cafeeiro. Os agregados foram coletados nas profundidades de 0,0-0,05; 0,05-0,20; 0,20-0,40; 0,40-0,80 m, nas posições linha e entrelinha do cafeeiro e também em um ambiente natural Cerrado Nativo tomado como referência para o estudo. As análises dos agregados foram realizadas por meio de imagens 2D obtidas por escaneamento, em 300 dpi de resolução espacial. Cada imagem continha 60 agregados e foram processadas utilizando o software Quantporo. As variáveis morfométricas obtidas foram: área, perímetro, compacidade, rugosidade, aspecto e diâmetro de Ferret. Para validação, foram estudadas as correlações entre as variáveis morfométricas determinadas pela análise de imagem e dos índices de agregação padrão (DMG, DMP e agregados retidos na classe > 2,00 mm) obtidos por tamisamento úmido. Após 1,5 anos de implantação do sistema de manejo foram detectados aumento nas dimensões dos agregados em relação ao ambiente natural, assim como melhor qualidade estrutural do Cambissolo.(AU)

Aggregates morphometry of a Inceptisol under conservationist system / Morfometria de agregados de um Cambissolo sob manejo conservacionista

Morphological characteristics of the soil aggregates are important tools to analyzing and monitoring the structural quality. The present study aimed to characterize morphometrically aggregates of a Inceptisol, originated from pelitic rocks, after 1.5 years of the implementation of a management system that adopts conservation tillage practices in the coffee cultivation. The aggregates were collected at the depths of 0.0-0.05; 0.05-0.20; 0.20-0.40; 0.40-0.80 m, both at row and interrow position in a coffee field, and also a natural environment of native vegetation that was used as a reference for the study. The analyzes of the aggregates were carried through 2D images obtained by scanning at 300 dpi spatial resolution. Each image contained 60 households and were processed using the software QUANTPORO. The morphometric variables were obtained: area, perimeter, compactness, roughness, appearance and Ferret diameter. For validation, the correlations among morphometric variables determined by image analysis and pattern aggregation indices (GMD, MWD and aggregates retained in the class > 2.00 mm) obtained by wet sieving were studied. After 1.5 years of implantation increased the dimensions of the aggregates on the natural environment have been detected, as well as better structural quality Inceptisol.

As características morfológicas dos agregados são importantes indicadores da qualidade estrutural do solo. O presente trabalho teve por objetivo caracterizar morfometricamente os agregados de um Cambissolo originado de rochas pelíticas (siltito) após 1,5 anos da implantação de um sistema de manejo que adota práticas conservacionistas do solo no cultivo do cafeeiro. Os agregados foram coletados nas profundidades de 0,0-0,05; 0,05-0,20; 0,20-0,40; 0,40-0,80 m, nas posições linha e entrelinha do cafeeiro e também em um ambiente natural Cerrado Nativo tomado como referência para o estudo. As análises dos agregados foram realizadas por meio de imagens 2D obtidas por escaneamento, em 300 dpi de resolução espacial. Cada imagem continha 60 agregados e foram processadas utilizando o software Quantporo. As variáveis morfométricas obtidas foram: área, perímetro, compacidade, rugosidade, aspecto e diâmetro de Ferret. Para validação, foram estudadas as correlações entre as variáveis morfométricas determinadas pela análise de imagem e dos índices de agregação padrão (DMG, DMP e agregados retidos na classe > 2,00 mm) obtidos por tamisamento úmido. Após 1,5 anos de implantação do sistema de manejo foram detectados aumento nas dimensões dos agregados em relação ao ambiente natural, assim como melhor qualidade estrutural do Cambissolo.

Aggregates morphometry in a Latosol (Oxisol) under different soil management systems / Morfometria de agregados de um Latossolo sob diferentes sistemas de manejos do solo

Changes in soil physical properties are inherent in land use, mainly in superficial layers. Structural alterations can directly influence distribution, stability and especially morphometry of soil aggregates, which hence will affect pore system and the dynamic process of water and air in soil. Among the methods used to measure these changes, morphometry is a complementary tool to the classic methods. The aim of this study was to evaluate structural quality of a Latosol (Oxisol), under different management systems, using morphometric techniques. Treatments consisted of soil under no-tillage (NT); pasture (P), in which both had been cultivated for ten years, and an area under native vegetation (NV Savannah like vegetation). Aggregates were sampled at depths of 0-0.10 and 0.10-0.20 m, retained on sieves with 9.52 4.76 mm, 4.76 1.0mm, 1.0 0.5mm diameter ranges. Aggregate morphometry was assessed by 2D images from scanner via QUANTPORO software. The analyzed variables were: area, perimeter, aspect, roughness, Ferret diameter and compactness. Moreover, disturbed samples were collected at the same depths to determine particle size, aggregate stability in water, water-dispersible clay, clay flocculation index and organic matter content. It was observed that different soil management systems have modified soil aggregate morphology as well as physical attributes; and management effects magnitude increased from NT to P.(AU)

As alterações dos atributos físicos do solo, principalmente nas camadas superficiais, são inerentes ao uso do solo. Mudanças estruturais podem influenciar diretamente a distribuição, estabilidade e especialmente a morfometria dos agregados, o que afeta o sistema poroso e todo o processo dinâmico da água e ar no solo. Entre as metodologias que permitem mensurar estas alterações a morfometria apresenta-se como uma ferramenta complementar aos métodos tradicionais. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes manejos do solo, empregando técnicas morfométricas. Os tratamentos deste estudo foram: o sistema plantio direto (PD), pastagem (P) ambos com dez anos de cultivo e área sob vegetação nativa (VN Cerrado). Foram amostrados agregados nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m retidos no intervalo de 9,52 4,76 mm, 4,76 1,0mm, 1,0 0,5mm de diâmetro, obtidos por meio de um jogo de peneiras padrão. As análises dos agregados foram realizadas por meio de imagens 2D obtidas via scanner e analisadas com o programa QUANTPORO. As variáveis morfométricas avaliadas foram: Área, Perímetro, Aspecto, Rugosidade, Diâmetro de Ferret e Compacidade. Amostras com estrutura deformada foram coletadas nas mesmas profundidades para as seguintes determinações: granulometria, estabilidade de agregados em água, argila dispersa em água, grau de floculação e o conteúdo da matéria orgânica. Os diferentes sistemas de manejo do solo modificaram a morfometria dos agregados do solo, bem como seus atributos físicos, sendo que a magnitude dos efeitos causados pelo manejo aumenta no sentido do PD para a P.(AU)

Aggregates morphometry in a Latosol (Oxisol) under different soil management systems / Morfometria de agregados de um Latossolo sob diferentes sistemas de manejos do solo

Changes in soil physical properties are inherent in land use, mainly in superficial layers. Structural alterations can directly influence distribution, stability and especially morphometry of soil aggregates, which hence will affect pore system and the dynamic process of water and air in soil. Among the methods used to measure these changes, morphometry is a complementary tool to the classic methods. The aim of this study was to evaluate structural quality of a Latosol (Oxisol), under different management systems, using morphometric techniques. Treatments consisted of soil under no-tillage (NT); pasture (P), in which both had been cultivated for ten years, and an area under native vegetation (NV Savannah like vegetation). Aggregates were sampled at depths of 0-0.10 and 0.10-0.20 m, retained on sieves with 9.52 4.76 mm, 4.76 1.0mm, 1.0 0.5mm diameter ranges. Aggregate morphometry was assessed by 2D images from scanner via QUANTPORO software. The analyzed variables were: area, perimeter, aspect, roughness, Ferret diameter and compactness. Moreover, disturbed samples were collected at the same depths to determine particle size, aggregate stability in water, water-dispersible clay, clay flocculation index and organic matter content. It was observed that different soil management systems have modified soil aggregate morphology as well as physical attributes; and management effects’ magnitude increased from NT to P.

As alterações dos atributos físicos do solo, principalmente nas camadas superficiais, são inerentes ao uso do solo. Mudanças estruturais podem influenciar diretamente a distribuição, estabilidade e especialmente a morfometria dos agregados, o que afeta o sistema poroso e todo o processo dinâmico da água e ar no solo. Entre as metodologias que permitem mensurar estas alterações a morfometria apresenta-se como uma ferramenta complementar aos métodos tradicionais. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes manejos do solo, empregando técnicas morfométricas. Os tratamentos deste estudo foram: o sistema plantio direto (PD), pastagem (P) ambos com dez anos de cultivo e área sob vegetação nativa (VN Cerrado). Foram amostrados agregados nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m retidos no intervalo de 9,52 4,76 mm, 4,76 1,0mm, 1,0 0,5mm de diâmetro, obtidos por meio de um jogo de peneiras padrão. As análises dos agregados foram realizadas por meio de imagens 2D obtidas via scanner e analisadas com o programa QUANTPORO. As variáveis morfométricas avaliadas foram: Área, Perímetro, Aspecto, Rugosidade, Diâmetro de Ferret e Compacidade. Amostras com estrutura deformada foram coletadas nas mesmas profundidades para as seguintes determinações: granulometria, estabilidade de agregados em água, argila dispersa em água, grau de floculação e o conteúdo da matéria orgânica. Os diferentes sistemas de manejo do solo modificaram a morfometria dos agregados do solo, bem como seus atributos físicos, sendo que a magnitude dos efeitos causados pelo manejo aumenta no sentido do PD para a P.