Winter cover crops affecting physical and chemical soil attributes in a commercial vineyard / Plantas de cobertura de inverno afetando atributos químicos e físicos do solo em vinhedo comercial

ABSTRACT: Cover crops may have direct or indirect effects on the physical and chemicalsoil attributes; these cropsplay a key role in the cycling of nutrients in the soil and add labile organic carbon, bringing economic and environmental benefits to the system. To study the effect of cover crops on the physical and chemical properties of an Oxisol, a three-year experiment was conducted in a commercial vineyard located at Epagri's Experimental Station in Videira, SC, Brazil. Different winter species (white clover, red clover, common vetch, turnip, corn spurrey, black oat, rye, and ryegrass) were sown in addition to treatments with manual weeding or mechanical mowing. Certain chemical and physical attributes of soil were determined in samples collected fromlayers 0-0.1 and 0.1-0.2m deep on the vinerows and between rows, as well as the dry mass of winter cover crops. Few chemical and physical attributes of the soil changed among winter cover crops and did not differ from the crops managed with mechanical mowing or hand weeding of spontaneous vegetation. Vine rows provided more adequate values of most physical and chemical soil attributes.

ESUMO: As plantas de cobertura podem apresentar efeitos diretos ou indiretos sobre os atributos físicos e químicos do solo, desempenhando papel fundamental na ciclagem dos nutrientes e na adição de carbono orgânico lábil ao solo, trazendo benefícios econômicos e ecológicos ao sistema. Para estudar o efeito de plantas de cobertura sobre os atributos físicos e químicos de um Nitossolo Vermelho, foi conduzido por três anos um experimento com semeadura de diferentes espécies de inverno (trevo-branco, trevo-vermelho, ervilhaca-comum, nabo-forrageiro, espérgula, aveia-preta, centeio e azevém), além dos tratamentos com capina manual e roçada mecânica, em um vinhedo comercial localizado na Estação Experimental da Epagri em Videira, SC. Foram determinados alguns atributos químicos e físicos do solo em amostras coletadas nas camadas de 0-0,1 e 0,1-0,2m de profundidade na linha e na entrelinha da cultura, além da massa seca das plantas de cobertura de inverno. As plantas de cobertura do solo alteram poucos atributos químicos e físicos do solo e não se diferenciam do manejo da vegetação espontânea com capinas manuais ou com roçadas mecânicas. A linha da cultura apresenta valores mais adequados da maioria dos atributos físicos e químicos do solo.

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve / Pressão de preconsolidação e índice de compressão dependem da propriedade usada para representar a deformação do solo na curva de compressão

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (dε/dh) and the respective variation of soil bulk density (dρ/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using ρ and the other using ε, there are differences in both the calculated precompression stress (σp) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in σp and Ic when using ε and ρ. σp and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The σp (kPa) using ρ (σpρ) was greater than when using ε (σpε), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating σpρ to σpε were σpρ=0.8186σpε+34.202 for the ultisol and σpρ=0.8878σpε+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property (ρ or ε) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using ρ was greater than when using ε in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of ρ, evidence from this study indicated that the use of ρ overestimates σp when compared to the use of ε.

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (dε/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (dρ/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (σp) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da ρ e outra a base do ε. A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na σp e no Ic, devido ao uso do ε ou ρ. A σp e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A σp (kPa) com o uso da ρ (σpρ) foi maior que a σp com o uso do ε (σpε), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram σpρ=0,8186 σpε+34,202 para o Argissolo e σpρ=0,8878 σpε+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada (ρ ou ε) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da ρ foi maior que quando calculado com o uso do ε em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de ρ, as evidências deste estudo indicam que o uso da ρ superestima a σp em relação ao uso do ε.

Least limiting water range and degree of compactness of soils under no-tillage / Intervalo hídrico ótimo e grau de compactação de solos sob plantio direto

The least limiting water range (LLWR) and degree of compactness (DC) can be useful indicators of soil physical quality and crop yield. This study focused on assessing of LLWR, DC and evaluation of critical values to crop growth of an Alfisol and Oxisol under no-till management. Undisturbed soil cores were taken from the layer 0.00 - 0.20 m depth. Soil water retention curve, soil penetration resistance curve, air-filled porosity and bulk density (Bd) were measured. The range of LLWR variation was limited by volumetric water content at field capacity and penetration resistance. Values of LLWR varied from 0.00 - 0.14 m3 m-3 to Alfisol and 0.00 - 0.04 m3 m-3 to Oxisol. The critical values of the Bd and DC for crop development were 1.79 Mg m-3 and 1.35 Mg m-3 and 96% and 74% to Alfisol and Oxisol, respectively. Further researches relating LLWR, DC and crop response are still required in soils with different conditions and management.

O intervalo hídrico ótimo (IHO) e o grau de compactação (GC) são indicadores úteis da qualidade física do solo e produção de culturas. Objetivou-se avaliar o IHO, o GC e valores críticos do crescimento de plantas de um Argissolo e Latossolo sob semeadura direta. Amostras indeformadas de solo foram coletadas na camada de 0,00 a 0,20 m. Avaliou-se a curva de retenção de água e de resistência à penetração, a porosidade de aeração e a densidade do solo (Ds). A amplitude de variação do IHO foi limitada pela umidade na capacidade de campo e pela resistência à penetração com valores de 0,00 a 0,14 e de 0,00 a 0,04 e m3 m-3 para o Argissolo e Latossolo, respectivamente. Os valores críticos ao desenvolvimento de plantas de Ds e GC foram 1,79 e 1,35 Mg m-3 e 96% e 74%, respectivos para o Argissolo e Latossolo. Pesquisas futuras relacionando IHO, GC e resposta das culturas são ainda necessárias em solos com condições e manejos diferenciados.

Qualidade física de um latossolo vermelho sob sistema de semeadura direta e cultivo convencional / Physical quality of an oxisol under no-tillage and conventional tillage

Para garantir a sustentabilidade dos sistemas agrícolas, a compreensão e a quantificação do impacto do uso e manejo do solo na sua qualidade física são de fundamental importância. Nesse sentido, objetivou-se com este trabalho avaliar a qualidade de um Latossolo Vermelho sob cultivo convencional (CC) e sistema de semeadura direta (PD), por meio de diferentes indicadores físicos. Os sistemas de uso e manejo do solo foram: CC e PD por sete e oito anos consecutivos (solo de textura média) e CC e PD por nove e dez anos consecutivos (solo de textura argilosa). Foram determinadas, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, a resistência do solo à penetração, a porosidade total, a macroporosidade e a microporosidade, a retenção de água no solo, o índice S, a densidade, a densidade do solo máxima e também a densidade do solo relativa. Foi verificada grande variação da resistência do solo à penetração ao longo do ciclo das culturas da soja e do milho, sendo que seus maiores valores foram constatados nas camadas superficiais. Dentre os sistemas de manejo, o PD apresentou maior resistência do solo à penetração. Dentre os sistemas de manejo, o CC apresentou melhores resultados em relação aos indicadores de qualidade física do solo.

The understanding and quantification of the impact of tillage systems in their physical quality are fundamental in the development of sustainable agricultural systems. This study aimed to evaluate the quality of an Oxisol under conventional tillage (CT) and no-tillage system (NT), through different physical indicators. The management systems were: CT and NT for seven or eight consecutive years (medium textured soil) and CT and NT by nine and ten consecutive years (clay soil). Were determined, at the layers 0-0.10, 0.10-0.20; 0.20-0.30 m, soil resistance to penetration, total soil porosity, macroporosity and microporosity, soil water retention, S index, soil bulk density, maximum density and relative bulk density. Was observed great variation of soil resistance to penetration throughout the soybean and corn cycles, with its highest values were found in the surface layers. The NT showed greater resistance to penetration. Among the management systems, the results against indicators of soil physical quality were similar.

Comportamento da cana-de-açúcar em duas safras e atributos físicos do solo sob diferentes tipos de preparo / Behavior of sugarcane in two crops and physical attributes of soil under different tillage

O preparo do solo compreende em média 25% do custo de implantação de um canavial, portanto, medidas para redução deste custo são desejáveis desde que não comprometam a qualidade desta operação e a longevidade do canavial. O objetivo foi avaliar o efeito de diferentes sistemas de preparo num LATOSSOLO VERMELHO distrófico, correlacionando atributos físicos do solo e características agroindustriais da cana planta e da cana soca. Foram utilizados cinco tipos de preparos do solo, distribuídos em delineamento experimental em blocos ao acaso, com cinco repetições. A granulometria foi avaliada a cada 0,1 m até a profundidade 0,4 m, por meio de amostras de solo deformadas coletadas no final do primeiro ciclos de crescimento da cultura. Para os demais atributos físicos do solo: densidade do solo, porosidade total e teor de água, as avaliações foram realizadas no final de cada ciclo, coletando amostras indeformadas nas camadas de 0-0,20 m e 0,21-0,40 m, além da realização da resistência mecânica à penetração, utilizando-se de penetrômetro de impacto. A resposta da cana-de-açúcar em função dos tipos de preparo do solo foi determinada a partir da avaliação da produtividade por hectare de colmo (TCH), de açúcar (TPH), bem como dos valores de pol % (AP), açúcar total recuperável (ATR) e fibra de amostras de colmo coletadas na colheita da cana planta e cana soca. Nos preparos estudados, houve alteração dos atributos físicos do solo, provocando redução da produtividade na safra 2009/2010, quando comparada com a safra 2008/2009. No sistema de preparo de sulcação direta foi observado menor resultado de TCH, principalmente na safra 2009/2010, quando a diferença com o preparo convencional foi de 20,53 Mg ha-1.

The tillage comprises on average 25% of the cost of deploying a reed, so this cost reduction measures are desirable since they do not compromise the quality of the operation and longevity of sugarcane. The objective was to evaluate the effect of different tillage systems in Acrustox, correlating soil physical properties and characteristics of sugarcane agroindustrial plant cane and ratoon cane. We used five types of soil tillage, over experimental design in blocks with five replications. The particle size was measured every 0.1 m to 0.4 m depth, through deformed soil samples collected at the end of the first growth cycle of the culture. For other soil physical properties: bulk density, total porosity and water content, assessments were performed at the end of each cycle, collecting soil samples in layers of 0-0.20 to 0.21-0.40 m, in addition to performing the penetration resistance, using a penetrometer impact. The response of sugarcane depending on the types of tillage was determined from the evaluation of productivity per hectare of stem (TCH), sugar (TPH), the values of pol % cane (AP), sugar total recoverable (ATR) and fiber samples collected at harvest stalk of sugarcane plant and ratoon cane. In the tillage studied, there was a change of the physical attributes of the soil, causing reduced productivity in 2009/2010 crop, compared with the 2008/2009 season. In tillage system of furrowing direct lowest result was observed for TCH, especially in 2009/2010 crop, when the difference with conventional tillage was 20.53 Mg ha-1.

Atributos físicos de latossolo vermelho sob pousio ou cultivado com forrageiras tropicais sob pastejo / Physical attributes of oxisol under fallow or cultivated with tropical forages under grazing

Objetivou-se estudar os atributos físicos de um Latossolo Vermelho sob pousio ou cultivado com gramíneas tropicais sob pastejo. O experimento foi conduzido sob o delineamento experimental em blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas 5 x 2, sendo cinco tipos de uso do solo (Brachiaria ruziziensis, Panicum maximum cv. Áries, Brachiaria brizantha cv. MG5, Panicum maximum cv. Mombaça e pousio) e duas épocas de avaliação (após o primeiro e após o segundo pastejo), em quatro repetições. Foram avaliadas as características de densidade do solo, porosidade total, microporosidade e macroporosidade, após o primeiro e segundo pastejo, e a resistência do solo à penetração após o segundo pastejo. Na camada de 0,00-0,10 m, a macroporosidade foi afetada pela interação tipo de uso do solo e época de avaliação, enquanto a microporosidade e porosidade total foram reduzidas e a densidade foi aumentada da primeira para a segunda época de avaliação. Na camada subsuperficial (0,10-0,20 m), houve significância apenas para a macroporosidade, porosidade total e densidade. A macroporosidade e porosidade total sofreram redução, enquanto a densidade aumentou da primeira para a segunda época de avaliação. Não houve efeito significativo dos tipos de uso do solo sobre a resistência à penetração em todas as camadas estudadas. A manutenção de um Latossolo Vermelho sob pousio ou seu cultivo com gramíneas tropicais submetidas ao pastejo de bovinos ocasiona redução na porosidade total e aumento na densidade do solo nas camadas superficial (0-0,10 m) e sub-superficial (0,10-0,20 m), sem promover alterações sobre a resistência do solo à penetração mecânica.

The objective was to study the physical attributes of an Oxisol under fallow or planted with tropical grasses under grazing. The experiment was conducted under the experimental design of randomized blocks in split-plot 2 x 5, being five types of use of soil (Brachiaria ruziziensis, Panicum maximum cv. Aries, Brachiaria brizantha cv. MG5, Panicum maximum cv. Mombaça and fallow) and two evaluation periods (after the first and after the second grazing), with four replications. We evaluated the characteristics of soil bulk density, total porosity, microporosity and macroporosity, after the first and second grazing, and soil resistance to penetration after the second grazing. In layer of 0.00 to 0.10 m, the macroporosity was affected by the interaction between types of use and evaluation periods, while the microporosity and total porosity were reduced and the density was increased from first to second evaluation time. In the subsurface layer (0.10-0.20 m), there were significant effect only of evaluation time, on the macroporosity, total porosity and density. The porosity were reduced, while the density increased from first to second evaluation time. No significant effects of types of use of soil on penetration resistance in all layers studied. The maintenance of an Oxisol under fallow or cultivation with tropical grasses subjected to grazing cattle causes a reduction in total porosity and increased density of surface soil layers (0 to 0.10 m) and subsurface (0.10 - 0.20 m), without promoting changes on resistance to penetration mechanics.

Previous cultivation of palisade grass and soil correctives: influence on growth and yield of soybean cultivated under various soil compaction levels / Cultivo prévio de braquiarão e corretivos de solo: influência sobre o crescimento e produção da soja cultivada sob vários níveis de compactação do solo

Soil compaction directly interferes on crop yield. The objectives of this work were to evaluate the effect of previous cultivation with palisade grass [Urochloa brizantha (C. Hochstetter ex A. Rich.) R. Webster cv. Marandu] and the use of soil correctives on the growth and yield of soybeans (Glycine max L.) cultivated under various soil compaction levels, in greenhouse conditions. The experiment was conducted in pots (columns) of 0.2 m diameter PVC tubes, composed of two rings: the lower ring, 0.4 m in height, received the soil (dystrophic Red Latosol, clayey texture) without corrective and a density of 1.0 Mg m-3; and the upper ring, 0,2 m in height, received the treatments of soil correctives and density. The experimental design was fully randomized in a 4 x 6 x 2 factorial outline, being four soil density levels (1.0; 1.20; 1.40 and 1.60 Mg m-3), six soil correctives (without corrective, lime, calcium silicate, gypsum, lime + gypsum and calcium silicate + gypsum) and two cultivation systems of the soybean (with and without previous cultivation of palisade grass). Starting from 1.2 Mg m-3 of soil density the soybean growth and yield were decreased. The use of soil correctives and previous soil cultivation with palisade grass decreased the harmful effects of the soil compaction on the soybean growth and yield. For the treatments that received previous cultivation with palisade grass, the soybean growth and yield were higher with application of lime + gypsum and calcium silicate + gypsum.

A compactação do solo interfere diretamente sobre a produção das culturas. Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito do cultivo prévio do braquiarão e o uso de corretivos do solo sobre o crescimento e produção da soja cultivada sob solo com vários níveis de compactação, em condições de casa de vegetação. O experimento foi conduzido em vasos (colunas) de tubos de PVC de 0,2 m de diâmetro, compostos por dois anéis: o anel inferior, de 0,4 m de altura, recebeu o solo (Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa) sem corretivo e densidade de 1,0 Mg m-3; e o anel superior, com 0,2 m de altura, recebeu os tratamentos de corretivos do solo (sem correção, calcário, silicato de cálcio, gesso, calcário + gesso e silicato de cálcio + gesso) e de compactação (1,0; 1,20; 1,40 e 1,60 Mg m-3 de densidade) do solo. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 x 6 x 2, sendo quatro densidades de solo, seis corretivos de solo e dois sistemas de cultivo da soja, com e sem cultivo prévio do braquiarão. A partir de 1,2 Mg m-3 de densidade de solo, foi observada redução no crescimento e produção de grãos da soja. O uso de corretivos e o cultivo prévio do solo com braquiarão amenizam os efeitos deletérios da compactação do solo sobre o crescimento e produção da soja. Para os tratamentos que receberam cultivo prévio de braquiarão, a mistura de calcário + gesso e silicato de cálcio + gesso foram os corretivos que proporcionaram maior crescimento e produção da soja.

Alterações dos atributos físicos de um Latossolo Vermelho submetido a diferentes sistemas de manejo / Physical attribute alterations of an Oxisol under different tillage systems

O cultivo do solo pode alterar alguns atributos físicos em relação ao solo não cultivado. Diante disso, neste estudo objetivou-se verificar as alterações provocadas pelos sistemas de uso do solo sobre alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho no Triângulo Mineiro. Os tratamentos utilizados foram: Campo nativo (CN) (testemunha); preparo convencional do solo (PC); pastagem irrigada de braquiária sob pastejo rotacionado tipo VoIsin (PT) e Semeadura direta (SD). Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, com 4 repetições, onde foram avaliados os seguintes atributos físicos: densidade do solo (Ds), volume total de poros (VTP), microporosidade (MI), macroporosidade (MA), condutividade hidráulica saturada (Kθ, resistência mecânica do solo à penetração (RP) e o índice de sensibilidade (Is). Nas áreas sob PC, SD e PT não foram observadas alterações significativas com relação aos atributos físicos avaliados. Para as profundidades avaliadas só ocorreram diferenças significativas entre as profundidades de 0,0 - 0,05 e a de 0,15 a 0,20 m para os parâmetros Ds e VTP. PC, SD, PT e CN apresentaram valores médios de volumes de MA próximos ou superiores daquele considerado ideal (0,33 dm-3dm-3). Apenas no CN não ocorreu valores maiores que 2 MPa. No CN, PC, e SD não ocorreram limitações ao desenvolvimento das culturas até a profundidade de 0,08 m. O Is calculado para os atributos CC e Kθ nos sistemas PC e PT demonstraram o efeito prejudicial desses sistemas de manejo sobre a estrutura do solo, quando comparados ao SD.

The cultivation of the soil may alter some physical attributes compared to non cultivated soil. The objective of this study to verify changes caused by land use systems on some physical attributes of an Oxisol in the Triângulo Mineiro. The used treatments were: Native field (CN) (control); Conventional preparation of the soil (PC); Irrigated pasture of brachiaria under pasture alternate (PT) and Direct tillage (DT). A completely randomized design with four replicates were evaluated in the following physical attributes: density of the soil (Ds), total volume of pores (VTP), microporosity (MI), macroporosity (MA), saturated hydraulic conductivity (Kθ, mechanical resistance of the soil to the penetration (RP) and the index sensibility (Is). Areas under PC, SD and PT significant changes were not observed with respect to the physical attributes assessed. For the depths evaluated, significant differences were observed only between the depths from 0.00 to 0.05 and from 0.15 to 0.20 m for the parameters Ds and VTP. PC, SD, PT and CN presented average volumes of MA near or above that considered ideal (0,33 dm-3dm-3). Only on CN, values higher than 2 MPa were not observed. On CN values greater than 2 MPa; In CN, PC and SD there were no limitations at crop development to a depth of 0.08 m. The calculated Is attributes Kθ and CC in the systems PC and PT demonstrated the harmful effect of these management systems on soil structure, when compared to SD.

Propriedades físicas e mecânicas de latossolos em diferentes manejos florestais / Physical and mechanical properties of Latosols in different forest management

Com a intensa mecanização das operações florestais, a compactação do solo, causada pelo tráfego, pode ser limitante para a obtenção de maiores produtividades.Objetivou-se, neste estudo, avaliar as alterações em algumas propriedades físicas e mecânicas dos seguintes Latossolos: a) Latossolo Vermelho-Amarelo devido a distintas intensidades de tráfego e carga de um Forwarder na Região de Santa Maria de Itabira, MG; b) Latossolo Amarelo e um Latossolo Vermelho devido à distintas intensidades de tráfego de um Forwarder sobre diferentes condições de disposição de resíduos nas Regiões de Belo Oriente e São João Evangelista, MG. Na Região de Santa Maria de Itabira, foram coletadas, nas profundidades de 0-3 e 10-13 cm, 10 amostras indeformadas onde não houve tráfego e na linha de tráfego o Forwarder percorreu 2, 4 e 8 vezes e no local esse passou 4 vezes com 1/3, 2/3 e 3/3 de sua carga. Nas Regiões de Belo Oriente e São João Evangelista, foram coletadas 20 amostras indeformadas na linha de tráfego e o Forwarder trafegou 2 e 8 vezes, em quatro condições de disposição de resíduos. As amostras indeformadas foram utilizadas nos ensaios de compressão uniaxial. Determinaram-se também as características físicas e químicas dos solos. Todas as intensidades tráfego e carga do Forwarder na Região de Santa Maria de Itabira causaram compactação no solo, principalmente na profundidade de 10-13 cm. Nas Regiões de Belo Oriente e São João Evangelista, o número de passadas do Forwarder igual a 8 foi a que causou maior compactação do solo, sendo essa minimizada nas condições de resíduos galhada mais casca e galhada.

With the intense mechanization of forest operations, soil compaction, caused by the traffic, may limit high productivities. The objective of this study was to evaluate the alterations in the physical and mechanical properties of the following Latosol: a) Red-Yellow Latosol due to different traffic intensities and load of a Forwarder in the Santa Maria de Itabira region - MG; b) Yellow Latosol and a Red Latosol due to different traffic intensities of a Forwarder on different residue disposition in the Belo Oriente and São João Evangelista regions, MG. In the Santa Maria de Itabira region, it were collected at 0-3 and 10-13 cm depths, 10 undisturbed soil samples with no traffic and where the Forwarder trafficked 2, 4 and 8 times and in the place where the Forwarder trafficked 4 times with 1/3, 2/3 and 3/3 of its load. In the Belo Oriente and São João Evangelista regions, 20 undisturbed soils samples were collected in the traffic line where the Forwarder trafficked 2 and 8 times, in four conditions of residue disposition. The undisturbed soil samples were used in the uniaxial compression. It was also determined, physical and chermical characteristics of the soils. All the traffic intensities and load of the Forwarder in the Santa Maria de Itabira region caused soil compaction mainly at 10-13 cm depth. I the Belo Oriente and São João Evangelista regions, the number of passes of the Forwarder equal to 8 caused greater compaction of the soil, being minimized, in the residue conditions of Brushwood plus Bark and Brushwood.

Impacto do pastejo no ecossistema caatinga / Impacto del pastoreo en el ecosistema caatinga / Impact of the grazing in the caatinga ecosystem

A compreensão da influência do pastejo animal sobre os atributos da vegetação da caatinga é de extrema importância, quando se pensa em uma atividade pecuária sustentável. O entendimento de aspectos relevantes como a retirada da cobertura vegetal pelos animais, principalmente no período seco, no qual a liteira torna-se a principal fonte de alimentos, o aspecto relacionado à ciclagem de nutrientes no solo e o efeito sobre suas propriedades físicas devem ser melhor elucidados. Não obstante, a retirada da caatinga, vegetação nativa nas regiões semiáridas do Nordeste, aliada a longos períodos e estiagem, provoca acentuada degradação física, química e biológica, deixando o solo totalmente descoberto e exposto por mais tempo às ações da temperatura e dos ventos, reduzindo, consequentemente, seu potencial produtivo, causando danos muitas vezes irreversíveis ao meio. A comunidade animal pode induzir alterações pelo tipo de pastejo, tipo de deposição das excretas e alteração na composição da vegetação, afetando o equilíbrio do ecossistema. Para manter esse potencial, é necessário o retorno da matéria orgânica, além do maior controle da sua retirada, por meio do manejo adequado dos animais, no tocante aos indicadores como pressão de pastejo e taxa de lotação, contribuindo certamente para a manutenção da diversidade biológica do ecossistema.

Understanding the influence of the animal grazing about the attributes of the vegetation of caatinga is very important when thinking about a sustainable livestock farming. The study of prominent aspects such as the retreat of vegetation by the animals, mainly in the dry period where to liteira becomes-itself to main spring of food, the aspect related to the nutrient cycling in soil and the effect about the physical properties of the even should be better explained. Nevertheless, the retreat of the caatinga, native vegetation in the Semi-arid regions of the Northeast, ally to long periods and dry spell, provokes accentuated biological, chemical, and physical degradation, leaving soil entirely discovered and displayed by longer to the actions of the temperature and of the winds, reducing, consequently, its productive potential, generally causing damage to the environment. The animal community can prompt alterations by the kind of grazing, kind of deposition of excrete and alteration in the composition of the vegetation, affecting the equilibrium of the ecosystem. To maintain that potential, it is necessary the return of the organic matter, beyond the most greatest control of its retreat by means of the adequate management of the animals when it comes to the indicators as grazing pressure and stockinAg rate, contributing correctly for the maintenance of the biological diversity of the ecosystem.

La comprensión de la influencia del pastoreo animal sobre los atributos de la vegetación de la caatinga es de extrema importancia cuando se piensa en una actividad pecuaria sustentable. El entendimiento de aspectos relevantes como la retirada del forraje vegetal por los animales, principalmente en el periodo de sequía, en el cual la leche se convierte en la principal fuente de alimentos, el aspecto relacionado al ciclo de nutrientes en el suelo y el efecto sobre sus propiedades físicas deben ser mejores elucidados. Sin embargo, la retirada de la caatinga, vegetación nativa en las regiones semiáridas del Nordeste, junto a largos períodos de estiaje provoca acentuada degradación física, química y biológica, dejando el suelo totalmente descubierto y expuesto por más tiempo a las acciones de la temperatura y de los vientos, reduciendo, consecuentemente, su potencial productivo, causando daños muchas veces irreversibles al medio. Los animales pueden inducir alteraciones por el tipo de pastoreo, de deposición de las excretas y alteración en la composición de la vegetación, afectando el equilibrio del ecosistema. Para mantener ese potencial, es necesario el retorno de la materia orgánica, además de mayor control de su retirada a través del manejo adecuado de los animales, con respecto a indicadores como la presión de pastoreo y la carga animal, contribuyendo sin duda para la manutención de la diversidad biológica del ecosistema.

Propriedades físicas e teor de carbono orgânico de um latossolo vermelho-amarelo do cerrado, sob diferentes coberturas vegetais / Physical properties and organic carbon of a savannah red-yellow latossol under different plant covers

Os Latossolos têm sido largamente utilizados para a produção agrícola no Brasil. Nestes solos, cada vez mais a vegetação nativa vem sendo substituída por culturas agrícolas, pastagens e, nos últimos anos, grandes áreas têm sido plantadas com essências florestais. Este trabalho teve objetivo de avaliar o efeito de diferentes usos: cerrado, pastagem, pinus e eucalipto, nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho Amarelo. Foram avaliadas a estabilidade de agregados, teor de matéria orgânica, densidade do solo e de partículas e porosidade do solo. Os resultados mostraram que houve influência do uso do solo em algumas propriedades. O diâmetro médio ponderado (DMP), em geral, foi menor na camada de 20-30 cm, com exceção da área sob pinus, que apresentou resultado maior. O DMP no cerrado apresentou menor valor, a partir da camada de 10-20 cm. O teor de matéria orgânica foi maior na camada de 0-5 cm e semelhante nas outras camadas em todos os sistemas de uso. A densidade do solo (Ds) foi maior e a densidade de partículas (Dp) foi menor na área sob pastagem. Para todas as coberturas avaliadas, a Dp foi menor na camada de 0-5 cm. A porosidade do solo diminuiu a partir da camada de 10-20 cm, com exceção na pastagem que apresentou porosidade semelhante em todas as camadas estudadas.

The oxisol has been widely used for agricultural productivity in Brazil. On these soils, native vegetation has been substituted for crops, grasses and in the last years a huge area has been planted with forest plants. The aim of this paper was to evaluate the effect of different uses: savannah, grasses, pinus and eucalyptus, in different depth on soil properties of a red-yellow Latossol. The soil properties evaluated were: aggregate stability, soil organic carbon, bulk and particle density and porosity. The results showed that there was effect of the different plant covers in the depth on all soil properties studied. The mean weight diameter (DMP), in general, was lower at layer of 20-30 cm, with exception of pinus area which showed similar results in all layers. The DMP at savannah area showed lower values from layer of 10-20 cm. Soil organic carbon was higher at layer 0-5 cm and similar in the other soil layers for all plant covers. The bulk density (Ds) was higher and the particle density (Dp) was lower on soil under grasses. In layer of 0-5 cm the Dp was lower in the all plant covers. Soil porosity decreased from layer of 10-20 cm for all plant covers, with exception of grasses which had similar soil porosity at all studied soil layers.

Análise espacial de atributos físicos e carbono orgânico em argissolo vermelho-amarelo cultivado com cana-de-açúcar / Spatial analysis of physical attributes and organic carbon from yellow-red alfissol with sugarcane crop

A agricultura convencional utiliza o solo intensivamente, modificando os seus atributos. Neste estudo, objetivou-se avaliar a variabilidade espacial de alguns atributos físicos e carbono orgânico do solo em um Argissolo Vermelho-Amarelo cultivado com cana-de-açúcar, usando geoestatística. O trabalho foi realizado em Maracanaú - CE, em uma área de produção de cana-de-açúcar, manejado mediante preparo conservacionista sobre uma cobertura de palhada de cana-de-açúcar. As amostras de solo foram retiradas de uma profundidade de 0,00 - 0,20 m, em uma malha, com intervalo regular de 10 m, totalizando 100 pontos. Em cada amostra, foi analisado densidade de partículas, densidade do solo, carbono orgânico, porosidade total, macroposidade e microposidade. O coeficiente de variação indicou variabilidade baixa para densidade de partículas, densidade do solo e porosidade total e média para as variáveis macroporosidade, microporosidade e carbono orgânico. As variáveis analisadas mostraram dependência espacial, a qual foi observada nos mapas de krigagem. A distribuição de poros por tamanho e a porosidade total indicam condições físicas razoavelmente boas, embora com valores de densidade do solo ligeiramente acima do nível considerado adequado para a classe textural do solo.

Conventional farming uses the soil intensively, modifying its attributes. The goal of this study is to evaluate the spatial variability of some physical attributes and soil organic carbon in red-yellow Anfissol cultivated with sugar cane, using geostatistics. The work was carried out at Maracanaú - CE, in area with sugar cane production, managed by conservation tillage practices five years ago, which remained covered with sugarcane straw mulch. Soil samples were taken from 0.00 to 0.20 m de pth, in a mesh, with a regular interval of 10 m, totaling 100 points. For each sample, soil particle density, bulk density, organic carbon, porosity, macro pores, and micro pores were analyzed. The coefficient of variation indicated low variability for soil particles density, bulk density, total and average porosity for the variables of macro- and microporosiy, and organic carbon. The variables analyzed showed spatial dependence, which was observed in kriging maps. The pores distribution by size and total porosity indicate adequate physical conditions, with bulk density values slightly above the level considered suitable for this textural class of soil.

Tensão e extração de água em mesa de tensão e coluna de areia, em dois solos com elevada densidade / Water tension and extraction by suction table and sand suction column in two soils with high bulk density

A determinação da umidade do solo submetido a uma dada tensão segue o pressuposto que o potencial mátrico da água do solo esteja em equilíbrio com a tensão aplicada. A verificação do tempo para a tensão da água do solo atingir o equilíbrio com a tensão de 6kPa foi efetuada em um Argissolo Vermelho Distrófico típico e um Latossolo Vermelho Distrófico típico. No Argissolo, o equilíbrio entre a tensão aplicada e o potencial mátrico da água do solo, para a maioria das amostras, foi verificado entre 72 e 96h, enquanto no Latossolo não houve equilíbrio no período de 168h. A tensão nas amostras não teve correlação significativa com a densidade do solo e não atingiu a tensão aplicada na mesa de tensão e na coluna de areia. No entanto, mais de 97 por cento da água passível de ser removida dos dois solos foi extraída até 48h, o que sugere que esse tempo é suficiente para a estimativa da umidade na tensão de 6kPa, independentemente do teor de argila do solo.

The determination of moisture content in soils under tension follows the assumption that the water matric potential is at equilibrium with an applied tension. The time the soil water tension reaches the equilibrium under the 6kPa tension was determined in Hapludalf and Hapludox clay soils. In the Hapludalf, the equilibrium between the applied tension and water matric potential, in most of the samples, was obtained between 72 and 96h, while in Hapludox, equilibrium was not reached until the 168h. The water tension in the samples had no significant correlation with bulk density and did not reach the tension applied on the suction table and sand suction column. Nevertheless, more than 97 percent of the soil water was extracted at 48h both in Hapludalf and Hapludox, suggesting that this time is sufficient to estimate the soil moisture at 6kPa tension, independently of clay content.

Pore system changes of damaged Brazilian oxisols and nitosols induced by wet-dry cycles as seen in 2-D micromorphologic image analysis

Soil pore structure characterization using 2-D image analysis constitutes a simple method to obtain essential information related to soil porosity and pore size distribution (PSD). Such information is important to infer on soil quality, which is related to soil structure and transport processes inside the soil. Most of the time soils are submitted to wetting and drying cycles (W-D), which can cause important changes in soils with damaged structures. This report uses 2-D image analysis to evaluate possible modifications induced by W-D cycles on the structure of damaged soil samples. Samples of three tropical soils (Geric Ferralsol, GF; Eutric Nitosol, EN; and Rhodic Ferralsol, RF) were submitted to three treatments: 0WD, the control treatment in which samples were not submitted to any W-D cycle; 3WD and 9WD with samples submitted to 3 and 9 consecutive W-D cycles, respectively. It was observed that W-D cycles produced significant changes in large irregular pores of the GF and RF soils, and in rounded pores of the EN soil. Nevertheless, important changes in smaller pores (35, 75, and 150 µm) were also observed for all soils. As an overall consideration, it can be said that the use of image analysis helped to explain important changes in soil pore systems (shape, number, and size distribution) as consequence of W-D cycles.

A caracterização da estrutura do solo usando a análise de imagens bidimensionais (2-D) constitui um método simples na obtenção de informações essenciais relacionadas com a porosidade do solo e a distribuição do tamanho de poros. Tal informação é importante para obter dados sobre a qualidade do solo, a qual está diretamente ligada à sua estrutura e aos processos de transporte que ocorrem no seu interior. Na maior parte do tempo os solos são submetidos a vários ciclos de umedecimento ("wetting") e secamento ("drying") (W-D) que podem causar importantes mudanças em solos que possuem estruturas danificadas. Neste estudo foi usada a análise de imagens em 2-D na avaliação de possíveis modificações devido a vários ciclos de W-D na estrutura de amostras de solo danificadas.Três solos diferentes em textura (Latossolo vermelho-amarelo distrófico - LVAd; Nitossolo vermelho eutrófico - NVe, Latossolo vermelho distrófico - LVd) foram submetidos a três diferentes tratamentos: 0WD, amostras controle não submetidas a nenhum ciclo de W-D; 3WD e 9WD, amostras submetidas a 3 e 9 ciclos consecutivos de W-D, respectivamente. Foi observado que os ciclos de W-D produziram mudanças significativas nos poros grandes irregulares dos solos LVAd e LVd e nos poros arredondados do NVe. Importantes mudanças nos poros de 35 até 150 µm foram observadas para todos os solos estudados. A partir dos resultados obtidos pode ser dito que o uso da análise de imagens auxiliou com sucesso na explicação de variações no sistema poroso (formato, número e distribuição de tamanho dos poros) devido aos ciclos de W-D para todos os solos analisados.

Relação de atributos físicos do solo e produtividade de pastagem em sub-bacias hidrográficas do município de Lavras-MG / Relationship of soil physical attributes and pasture production on hydrographyc sub-basins in Lavras-MG

O trabalho foi realizado em propriedades rurais, localizadas nas sub-bacias hidrográficas dos Ribeirões Santa Cruz e Água Limpa, as quais pertencem à bacia do Rio Grande, Lavras, MG, com o objetivo de avaliar e relacionar os atributos físicos do solo com a produtividade das pastagens. Não houve diferenças significativas entre os valores de densidade do solo, porosidade total, micro e macroporosidade nos solos sob os diferentes tipos de pastagens, assim como entre as diferentes profundidades coletadas. O pisoteio animal nestas pastagens, na lotação observada e em sistema de pastejo contínuo, não levou, na camada de 0-10 cm, à obtenção de maiores valores para densidade do solo em relação a subsuperfície. Pela correlação canônica, verificou-se que as produtividades das pastagens mostram associação na sua sensibilidade relacionada aos atributos físicos do solo avaliados.

The work was performed in agricultural properties, located on the hydrographic sub-basins of Santa Cruz and Água Limpa streams, belonging to the Rio Grande basin, Lavras, MG, with the aim of evaluating and relating soil physical attributes with pastures productivity. No differences were observed among bulk density, total porosity, micro and macro-porosity values in soils under different pastures, as well as under different soil samples depths. The animal trampling on these pastures, considering the amount of animals observed in the area and the continuous system of pasture management, did not translate to higher values of bulk density, at 0-10cm depth, and at the subsurface. Through canonical correlation one verified that pastures productivity showed association in its sensibility related to soils physical attributes.

Evolução de propriedades físicas do solo em função dos sistemas de manejo em culturas anuais / Evolution of physical properties of soils according to tillage system on annual crops

Para assegurar a sustentabilidade do sistema produtivo, o manejo do solo deve manter as propriedades físicas do solo o mais próximo das condições originais em que este se encontrava na natureza. Esta revisão sintetiza os efeitos de três sistemas de manejo de solo (convencional, mínimo e direto) em culturas anuais sobre as propriedades físicas do solo como densidade, porosidade, resistência à penetração, velocidade de infiltração, condutividade hidráulica, compressibilidade, nível de matéria orgânica, tamanho e estabilidade de agregados. O plantio direto apresenta vantagens nos níveis de matéria orgânica, na estabilidade de agregados, na compressibilidade e na condutividade hidráulica, mas tem suas limitações quanto à densidade do solo e resitência à penetração. O preparo mínimo à base de escarificação apresenta-se especialmente eficiente na velocidade de infiltração, na condutividade hidráulica e na resistência à penetração, sendo intermediário entre convencional e direto nos demais aspectos. O preparo convencional, principalmente em condições tropicais, apresenta os indicadores menos favoráveis para propriedades físicas do solo, normalmente mais distante das condições da cobertura vegetal original e, em certas situações, aproximando-se do preparo mínimo e do plantio direto. Nesse particular, os sistemas se aproximam em alguns aspectos das condições naturais, mas não reproduzem as condições das coberturas naturais originais de mata, cerrado ou campos nativos, mesmo que estando na direção da sustentabilidade

Soil management must keep the soil physical properties next to the original conditions in natural systemsto assure the sustainability of agricultural systems. This review synthesizes the effects of conventionaltillage, minimum tillage and no-tillage systems of annual crops, on soil physical properties as bulkdensity, porosity, soil resistance to root penetration, infiltration speed, hydraulic conductivity,compressibility, organic matter level, soil aggregate size and stability. No-tillage presents advantages onorganic matter level, size and stability of aggregates, compressibility and hydraulic conductivity but has limitations on bulk density and resistance to root penetration. Minimum tillage with chisel plow isspecially efficient in relation to infiltration speed and hydraulic conductivity, and intermediate betweenconventional and no-tillage in other aspects. Conventional tillage with total pulverization of soil surface,mainly on tropical conditions, presents the less favorable scores on soil physical properties, close tominimum tillage and no-till only in few circumstances, and frequently the most different from the naturalconditions. The conservation systems by their side, despite of similarities in some aspects with naturalconditions, are not able to reproduce the conditions of natural forests, savannas or natural pastures, butare in the sustainability direction

Influência do tempo de cultivo no sistema de plantio direto nas características físicas de um latossolo vermelho-escuro / Influence of time of cultivation under no-tillage system on physical characteristics of an oxisol

Este trabalho foi realizado em 1995 em áreas de cultivo com culturas anuais, na região de Cruz Alta, RS, em latossolo vermelho-escuro, com o objetivo de avaliar o efeito do tempo de cultivo em plantio direto na densidade, porosidade e estabilidade de agregados. Foram utilizadas áreas com um, seis e nove anos de cultivo em plantio direto. As amostras foram coletadas em cinco pontos dentro de cada área, nas profundidades de 0-7, 7-14 e 14-21 cm para densidade e porosidade do solo e, na profundidade de 0-5 cm para estabilidade de agregados. O tempo de cultivo em sistema de plantio direto não afetou a porosidade total, macro e microporosidades nas três profundidades avaliadas. As áreas com seis e nove anos de plantio direto apresentaram maior percentagem de agregados nas classes de maior diâmetro (9,52-4,76 e 4,76-2,0mm) em relação à área com um ano de plantio direto.

This study was carried out in 1995 in areas cultivated with annual crops of the Cruz Alta region, State of Rio Grande do Sul, Brazil, in an oxisol, aiming to evaluate the effect cultivation time under no-tiliage system on density, porosity and aggregate stability. Areas cultivated with one, six and nine years under the no-tiliage system were used. Samples were collected in five different locations within each área at depths of 0-7, 7-14 and 14-21cm to determine soil density and porosity and, at a depth of 0-5cm for aggregates stability. Cultivation time under no-tiliage system hadno effect on total porosity, macro and microporosity in the three evaluated depths. Areas with six and nine years under no-tiliage system showed higher aggregate percentage for classes with higher diameters (9.52-4.76 and 4.76-2.0mm) than áreas with one year under no-tiliage system.