Attributes of pedoindicator soils in areas cultivated with typical crops in the Western Amazon, Brazil / Atributos de solos pedoindicadores em áreas cultivadas com culturas típicas na Amazônia Ocidental, Brasil

The crop systems adopted in the Amazônia region have been studied several times in terms of the variability and to indicate the soil attributes more sensitive to the different crops. Thus, the objective of this work was to apply multivariate techniques in order to identify the chemical attributes most sensitive to environmental changes in different crop systems in Western Amazonia, Brazil. The research was conducted in five rural properties located in the Humaitá city region, Western Amazonia, Brazil. There were selected four environments with natural characteristics (Native Forest - NF) and five cropping systems (Grazing, Cassava, Açaí, Agroforestry and Reforestation). In the selected areas, soil samples were collected at depths layers of 0.0-0.05 m; 0.05-0.1 m and 0.1-0.2 m and the following chemical analyzes were performed: pH in water, Ca2+, Mg2+, K +, Resin-P, phosphorus bio-available particulate (Pbp), OC, Al3+, H++Al3+ and from these results SB, T, t, m% and V% were calculated. Multivariate statistical techniques were used to verify similarities between the crop systems in the attempt to relate the crops grown and the chemical attributes. The multivariate analysis was essential in the crop systems distinction, as well as to describe the relationship with the chemical properties. The results demonstrate and reinforce the existing variability between crop systems, with emphasis on the variation in crop systems, compared to natural environments. (AU)

Os sistemas de cultivos adotados na região Amazônica vêm sendo utilizados em diversos estudos em termo da variabilidade exercida pelas práticas de manejo e até mesmo indicar aqueles atributos mais sensíveis a esses manejos. Assim, o objetivo deste trabalho foi aplicar técnicas multivariadas a fim de identificar os atributos químicos mais sensíveis às mudanças ambientais em diferentes sistemas de cultivo na Amazônia Ocidental, Brasil. A pesquisa foi realizada em cinco propriedades rurais localizadas na região de Humaitá, Amazônia Ocidental. Foram selecionados quatro ambientes com características naturais (Floresta Nativa ­ FN) e cinco ambientes cultivados (Pastagem, Mandioca, Açaí, Agrofloresta e Reflorestamento). As amostras de solos nas áreas selecionadas foram coletadas nas profundidades de 0,0-0,05 m; 0,05-0,1 m e 0,1- 0,2 m. Foram realizadas as seguintes análises químicas: pH em água, Ca2+, Mg2+, K+, Presina, CO, Al3+,H ++Al3+ e a partir do resultado dessas análises foram calculadas a SB, T, t, m% e V%. Utilizaram-se técnicas de estatística multivariada para verificar semelhanças entre as práticas de manejo na tentativa de agrupar os sistemas de uso/atributos químicos. A análise multivariada foi preponderante na distinção dos sistemas de cultivos estudados, bem como caracterização da relação com as propriedades químicas. Os resultados demonstram e reforçam a variabilidade existente entre os sistemas de cultivo, com ênfase na variação dos sistemas de cultivo, em comparação com os ambientes naturais. (AU)

Fractal features of soil texture and physical attributes in indian dark earth under different uses in Western Amazon / Características fractais da textura e atributos físicos do solo em áreas com terra preta de índio sob diferentes usos na Amazônia Ocidental

Studying particle size distribution is important to understand soil structure and formation processes. This research aimed to assess the fractal dimension of soil texture in Indian Dark Earth (IDE) areas in southern Amazonas state under different land uses, as follows: two areas in the municipality of Apuí, one growing cocoa and the other coffee; a grassland area in the municipality of Manicoré; and a forest area in the municipality of Novo Aripuanã. A sampling grid containing 88 collection points (intersecting points on the grid) was established in each area, measuring 80 x 42 m for the cocoa and coffee-growing sites, and 80 x 56 m and 60 x 42 m for the grassland and forest areas, respectively. Soil samples were collected in soil core and as clumps at a depth of 0.0-0.20m to determine the structural physical properties and texture of the soil. The following physical attributes were assessed: texture (PSD), bulk density (BD), macroporosity (Macro), microporosity (Micro), total porosity (TP) and aggregate stability (GMD and WMD). The fractal dimension (D) of the soil texture was determined, followed by analysis of variance and comparison of the means using Tukey's test (p≤0.05). Pearson's correlation was applied to assess the correlation between variables. There was a significant difference between the IDEs studied, with a higher D value in the cocoa-growing area in relation to the other sites. Additionally, the larger the clay fraction, the higher the D value. Fractal dimension (D) showed a positive correlation with sand, clay, BD, Macro, GMD and WMD, and a negative correlation with silt, micro, TP. Based on the D values obtained, the ADE cultivated with cocoa showed superior quality in relation to the other areas studied.KEYWORDS: Fractal dimension. Soil physics. Soil use. INTRODUCTION Applications of fractal geometry in soil science have shown that soil exhibits fractal characteristics, being a porous medium having different particle compositions, with irregular shape and self-similar structure (TYLER; WHEATCRAFT, 1989; KRAVCHENKO; ZHANG, 1998). Fractal geometry, proposed and established by Mandelbrot (1982), is a method for describing systems with non-characteristic scales and self-similarity. In recent years, this theory has been used to quantitatively describe the particle size distribution of soil, attracting the interest of pedologists worldwide (DENG et al., 2017). Particle size distribution is one of the most important physical characteristics of soil because of its significant influence on water flow and soil erosion (XU; LI; LI, 2013). In this respect, broad and precise knowledge of particle size distribution is vital to understanding soil structures and formation, since it is closely related to soil erosion, organic matter content and moisture content (DU et al., 2017). Deng et al. (2017) studied the fractal features of soil particle size distribution and found an association between fractal dimensions and the physical and chemical properties of the soil analyzed, indicating that the lower the fractal dimension, the worse the soil physical and chemical properties. Recently, the fractal method was applied to estimate soil structure and proved to be an efficient tool in analyzing soil Received: 01/04/2019 Accepted: 30/01/2020

Estudar a distribuição do tamanho das partículas é importante para entender a estrutura do solo e os processos de formação. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a dimensão fractal da textura do solo em áreas de Terra Preta de Índio (TPI) no sul do Estado do Amazonas sob diferentes usos da terra: duas áreas no município de Apuí, uma com cultivo de cacau e outra de café; uma área de pastagem no município de Manicoré; e uma área florestal no município de Novo Aripuanã. Uma malha de amostragem contendo 88 pontos de coleta (pontos de interseção na grade) foi estabelecida em cada área, medindo 80 x 42 m para as áreas de cacau e café, e 80 x 56 m e 60 x 42 m para as áreas de pastagem e floresta, respectivamente. Amostras de solo foram coletadas em torrões a uma profundidade de 0,0-0,20 m para determinar as propriedades físicas estruturais e a textura do solo. Os seguintes atributos físicos foram avaliados: textura, densidade do solo (DS), macroporosidade (Macro), microporosidade (Micro), porosidade total (PT) e estabilidade de agregados (DMG e DMP). Determinou-se a dimensão fractal da textura do solo (D), seguida da análise de variância e comparação das médias pelo teste de Tukey (p≤0,05). A correlação de Pearson foi aplicada para avaliar a correlação entre as variáveis. Houve uma diferença significativa entre as TPIs estudadas, com um maior valor D na área de cultivo de cacau em relação aos outros locais. Além disso, quanto maior a fração argila, maior o valor de D. A dimensão fractal (D) apresentou correlação positiva com areia, argila, DS, Macro, DMG e DMP, e correlação negativa com silte, micro, PT. Com base nos valores de D obtidos, as TPIs cultivadas com cacau apresentaram qualidade superior em relação às demais áreas estudadas.PALAVRAS-CHAVES: Dimensão Fractal. Física do solo. Uso do solo. REFERENCES ALVARENGA, R. C.; FERNANDES, B.; SILVA, T. C. A.; RESENDE, M. Estabilidade de agregados de um Latossolo Roxo sob diferentes métodos de preparo do solo e de manejo da palha do milho. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 10, n. 2, p. 273-277, 1986.

Soils characterization and classification in clean field, dirty field and forest areas in amazonian environments / Caracterização e classificação de solos em área de campo limpo, campo sujo e floresta em ambientes amazônicos

The soil and vegetation characteristics of the southern Amazonas region include highly weathered soils, high aluminum content and some hydromorphic conditions, its vegetation is composed from grasslands to small isolated trees and forest galleries along the rivers streams. In this way, this work aims to characterize and classify the soil in areas of clean field, dirty field, and forest in Humaitá region AM. Soil trenches were opened in the clean field, dirty field, and forest environments, soil profiles were morphologically characterized, and samples were collected from their horizons. Physical analysis of texture, dispersed clay in water, flocculation, bulk density, particle density and porosity were performed. The chemical analyzes included pH and KCl in water; Ca, Mg, K, Al, and; available P; H+Al and organic C; SiO2, Al2O3 and Fe2O3 sulfuric attack. The soils were classified according to criteria established by the Brazilian System of Soil Classification and Soil Taxonomy. The forest, dirty field (high) and clean field (low) showed different soil types, Typic Dystrudept for the first two environments and Typic Fluvaquents for last. Multivariate techniques expressed the similarity relations presenting between the different environments studied, characterizing, which are of great importance in the relation landscape-soil studies.

As características do solo e da vegetação da região sul do Amazonas incluem solos altamente intemperizados, alto teor de alumínio e algumas condições hidromórficas, sendo sua vegetaçãocomposta por pastos, pequenas árvores isoladas e galerias florestais ao longo dos cursos d'água. Desta forma, este trabalho tem como objetivo caracterizar e classificar o solo em áreas de campo limpo, campo sujo e floresta na região de Humaitá AM. As valas foram abertas no campo limpo, no campo sujo e nos ambientesflorestais, os perfis dos solos foram caracterizados morfologicamente e as amostras foram coletadas de seus horizontes. Análises físicas de textura, argila dispersa em água, floculação, densidade do solo, densidade de partículas e porosidade foram realizadas. As análises químicas incluíram pH e KCl em água; Ca, Mg, K, Al e; P disponível; H + Al e C orgânico; Ataque sulfúrico de SiO2, Al2O3 e Fe2O3. Os solos foram classificados de acordo com critérios estabelecidos pelo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos e Taxonomia de Solos. A mata, o campo sujo (alto) e o campo limpo (baixo) apresentaram diferentes tipos de solo, distritos típicos para os dois primeiros ambientes e fluídicos típicos para o último. Técnicas multivariadas expressaram as relações de similaridade que se apresentam entre os diferentes ambientes estudados, caracterizando, que são de grande importância na relação paisagem-solo.

Physical and chemical properties of soils in different physiographic environments in the southern Amazonas region / Atributos físicos e químicos de solos em diferentes ambientes fisiográficos na região sul do Amazonas, Brasil

The Amazon region has a great diversity of landscapes such as forests galleries, natural fields ("Cerrados Amazônicos"), dense forest, these environments made possible the formation of a broad class of soils over time. The aim of this study was to evaluate the physical and chemical properties of soils in different physiographic environments in southern Amazonas, Brazil. Three areas of representative physiographies were selected, all of them in natural conditions: natural field / forest and floodplain / dry land transitions, and corrugated relief areas. Soil samples were collected in layers of 0.0 to 0.20 and 0.80-1.0 m. From the samples collected the following physical analyzes were performed: particle size, bulk density, particle density, total porosity and saturated hydraulic conductivity; and chemical: exchangeable calcium, magnesium, aluminum and potassium available, phosphorus, potential acidity, pH and organic carbon. Based on the results of chemical analysis were calculated the sum of bases and base saturation. The results were submitted to multivariate statistics analysis, at the discretion of the principal component analysis (PCA). From the results it is clear that different physiographic environments studied influence the formation of different soil classes, featuring the diversity of Amazonian soils. The PCA allowed the distinction and formation of differentsimilarity groups, thus enabling to relate the physical and chemical properties with the physiographic formation in which they are inserted.

A região amazônica possui uma grande diversidade de paisagens, como galerias de florestas, campos naturais (Cerrados Amazônicos), floresta densa, possibilitando a formação de uma ampla classe de solos ao longo do tempo. O objetivo deste estudo foi investigar as propriedades físicas e químicas de solos em diferentes ambientes fisiográficos no sul do Amazonas, Brasil. Três áreas de fisiografias representativas foram selecionadas, todas em condições naturais: campo natural / floresta e transições de várzea / terra firme e áreas de relevo corrugado. Amostras de solo foram coletadas em camadas de 0,0 a 0,20 e 0,80-1,0 m. Das amostras coletadas foram realizadas as seguintes análises físicas: tamanho de partícula, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e condutividade hidráulica saturada; e químico: cálcio trocável, magnésio, alumínio e potássio disponíveis, fósforo, acidez potencial, pH e carbono orgânico. Com base nos resultados da análise química foram calculados a soma das bases e saturação por bases. Os resultados foram submetidos à análise estatística multivariada, a critério da análise de componentes principais (PCA). A partir dos resultados, percebe-se que diferentes ambientes fisiográficos estudados influenciam a formação de diferentes classes de solos, caracterizando a diversidade de solos amazônicos. O PCA permitiu a distinção e formação de diferentes grupos de similaridade, permitindo relacionar as propriedades físico-químicas com a formação fisiográfica em que estão inseridos.

Spatial variation of chemical attributes in archaeological dark earth under cocoa cultivation in Western Amazon / Variação espacial de atributos químicos em terra pr eta arqueológica sob cultivo de cacau na amazonia ocide ntal

As Terras Pretas Arqueológicas (TPAs) são solos de fertilidade que notoriamente são superiores à grande maioria dos solos típicos da região amazônica. Assim, o uso das TPAs intensificou-se devido às características químicas apresentadas por esses solos, como a alta concentração de nutrientes (fósforo, cálcio, magnésio). Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição espacial dos atributos químicos do solo em uma área de Terra Preta Arqueológica sob cultivo de cacau no município de Apuí (AM). O mapeamento de uma malha de 42 x 88 m, com espaçamento irregular de 6 x 8 m, totalizando 88 pontos, foi realizado e, em seguida, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0,0-0,05; 0,05-0,10; (pH, O.C, Sto. C, (H + Al), P, K, Ca, Mg, SB, CEC e V%). Os dados foram analisados por meio de técnicas estatísticas descritivas e geoestatísticas. Os valores médios e medianos foram ajustados aos valores próximos, indicando distribuição normal, enquanto os atributos químicos do solo foram ajustados aos modelos de semivariogramas esféricos e exponenciais. A maioria dos atributos apresentou coeficiente de variação (CV) entre 12,1 e 60%, caracterizada como variabilidade média, as variáveis do estudo apresentaram diferentes faixas e a maioria teve forte dependência espacial. As técnicas geoestatísticas utilizadas permitiram os ajustes dos modelos teóricos que melhor representaram a semivariância experimental, possibilitando a construção de mapas temáticos da distribuição espacial dos valores dos atributos da área estudada.

The Black Archaeological Lands (TPAs) are fertility soils that are notoriously superior to the vast majority of typical soils in the Amazon region. Thus, the use of TPAs ​​has intensified due to the chemical characteristics presented by these soils, such as the high concentration of nutrients (phosphorus, calcium, magnesium). In this sense, the objective of this study was to evaluate the spatial distribution of the chemical attributes of the soil in an area of ​​Terra Preta Arqueológica under cocoa cultivation in the city of Apuí (AM). The mapping of a mesh of 42 x 88 m, with irregular spacing of 6 x 8 m, totaling 88 points, was carried out and, then, soil samples were collected at depths of 0.0-0.05; 0.05-0.10; (pH, O.C, Sto. C, (H + Al), P, K, Ca, Mg, SB, CEC and V%). The data were analyzed using descriptive and geostatistical statistical techniques. The mean and median values ​​were adjusted to the close values, indicating normal distribution, while the chemical attributes of the soil were adjusted to the models of spherical and exponential semivariograms. Most of the attributes presented a variation coefficient (CV) between 12.1 and 60%, characterized as average variability, the study variables had different ranges and most had a strong spatial dependence. The geostatistical techniques used allowed the adjustments of the theoretical models that best represented the experimental semivariance, allowing the construction of thematic maps of the spatial distribution of the values ​​of the attributes of the studied area.

Physical and geospatial attributes of inceptisols and ultisols under native vegetation in Humaitá, AM, Brazil / Atributos físicos e geoespaciais de cambissolo e argissolo de mata nativa em Humaitá, AM

Natural grasslands with savannah-like characteristics associated to forest mosaics are found within Southern and Eastern Amazonas, Western Rondônia and Northern Roraima, being conditioned to local edaphic factors. The aim of this study was to assess both physical and geospatial attributes of an Cambisol under natural grasslands and an Ultisol under a forest fragment in Humaitá - AM, Brazil. In each area, we established a sampling grid in the dimensions of 70 × 70 m, with regular sampling spacing of 10 m and three collection depths: 0.0-0.05, 0.05-0.10 and 0.10-0.20 m, totaling 192 sampling points. Macroporosity (MaP), microporosity (MiP), bulk density (Ds) and total porosity (TP) were determined by soil samples with preserved structure, using a volumetric ring. Soil resistance to penetration (SRP) was measured by an automatic penetrometer after being subjected to a 0.006 MPa tension. Data were submitted to descriptive statistics and geostatistics analysis. The soil under natural grasslands showed values considered critical of Ds, SRP, MaP at all evaluated depths, with significant values at 0.10-0.20 m layer of 1.54 kg dm-3; 2.08 MPa and 0.05 m3 m-3, respectively. Ultisol under the forest fragments showed higher range values and consequently greater geospatial continuity due to the assessed physical attributes, since this soil has a greater stability of its physical structure. Based on the physical properties of the soil, structural function ineffectiveness of the Ultisol is a key factor for the occurrence of grassland in this region.

Na porção sul e leste do Amazonas, oeste de Rondônia e norte de Roraima há ocorrência de campos naturais com características savânicas associadas a mosaicos florestais, condicionadas aos fatores edáficos locais. O objetivo deste estudo foi avaliar os atributos físicos e geoespaciais de um Cambissolo sob campos naturais e Argissolo sob fragmento florestal em Humaitá, AM. Em cada área foi estabelecida uma malha amostral nas dimensões de 70 × 70 m, com espaçamentos regulares de amostragem de 10 m e três profundidades de coleta: 0,0-0,05; 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, totalizando 192 pontos de coleta. Para as determinações da macroporosidade (MaP), microporosidade (MiP), densidade do solo (Ds) e volume total de poros (VTP) foram coletadas amostras com estrutura preservada, utilizando-se anéis volumétricos. Após serem submetidos a uma tensão de 0,006 MPa, as mesmas amostras foram utilizadas para medir a resistência do solo à penetração (RP), utilizando um penetrógrafo eletrônico. Os resultados foram submetidos às análises estatística descritiva e geoestatística. O solo sob campo natural apresentou valores considerados críticos de Ds, RP, MaP em todas as profundidades avaliadas, obtendo-se valores mais expressivos na profundidade de 0,10-0,20 m, da ordem de 1,54 kg dm-3; 2,08 MPa; e 0,05 m3 m-3, respectivamente. O Argissolo do fragmento florestal apresentou maiores alcances e consequente maior continuidade geoespacial correlativa aos atributos físicos avaliados, mediante a maior estabilidade da estrutura física desse solo. Com base nas características físicas do solo, a ineficiência das funções estruturais do Cambissolo é o fator determinante da ocorrência de vegetação campestre nessa região.