Soybean Root Growth in Response to Chemical, Physical, and Biological Soil Variations.

Environmental conditions affect crop yield, and water deficit has been highlighted by the negative impact on soybean grain production. Radicial growth in greater volume and depth can be an alternative to minimize losses caused by a lack of water. Therefore, knowledge of how soybean roots behave before the chemical, physical, and biological attributes of the soil can help establish managements that benefit in-depth root growth. The objective was to evaluate the growth of soybean roots in response to chemical, physical, and biological variations in the soil, in different soil locations and depths. Six experiments were conducted in different locations. Soil samples were collected every 5 cm of soil up to 60 cm of soil depth for chemical, physical, and biological analysis. The roots were collected every 5 cm deep up to 45 cm deep from the ground. The six sites presented unsatisfactory values of pH and organic matter, and presented phosphorus, potassium, and calcium at high concentrations in the first centimeters of soil depth. The total porosity of the soil was above 0.50 m3 m-3, but the proportion of the volume of macropores, micropores, and cryptopores resulted in soils with resistance to penetration to the roots. Microbial biomass was higher on the soil surface when compared to deeper soil layers, however, the metabolic quotient was higher in soil depth, showing that microorganisms in depth have low ability to incorporate carbon into microbial biomass. Root growth occurred in a greater proportion in the first centimeters of soil-depth, possibly because the soil attributes that favor the root growth is concentrated on the soil surface.

Soybean Plant Metabolism under Water Deficit and Xenobiotic and Antioxidant Agent Application.

The aim was to evaluate the interactive effects on biochemistry and physiology of soybean plants exposed to simultaneous xenobiotic and water deficit stresses, and the possible attenuation of plant damage by an antioxidant agent. Soybean plants were submitted to eight different soil water potentials, in two experiments (first experiment: -0.96, -0.38, -0.07, -0.02 MPa, and second experiment: -3.09, -1.38, -0.69, -0.14 MPa), xenobiotic, and antioxidant agent applications. Was observed a reduction in water status, gas exchange, photosynthetic pigments, photosystem II quantum yield, and increased leaf temperature in plants under low water availability. Water deficit also induced oxidative stress by the increased production of reactive oxygen species, cellular and molecular damage, and induction of the antioxidant defense metabolism, reduction of gas exchange, water status, and photosynthetic efficiency. The xenobiotic application also caused changes, with deleterious effects more pronounced in low soil water availability, mainly the reactive oxygen species production, consequently the antioxidant activity, and the oxidative damages. This indicates different responses to the combination of stresses. Antioxidant enzyme activity was reduced by the application of the antioxidant agent. Principal Component Analysis showed a relation with the antioxidant agent and reactive oxygen species, which is probably due to signaling function, and with defense antioxidant system, mainly glutathione, represented by thiols.

Maximum soil density of Entisols as a function of silt content / Densidade máxima de Neossolos em função do teor de silte

ABSTRACT: Degradation that occursin agricultural soils causes compaction.Soil density (DS) analysis has been reported to be an unreliable method of measuring the extent of soil compaction, because it varies with the soil granulometric composition and organic matter (OM)content. However, soil relative density (DR) is a good indicator that facilitates the measurement of the degree of compaction and thus, soil comparison and management techniques. Quotient between the DS and its maximum density (Dsmax) gives the DR. This study aimed to assess the effect of the granulometric composition on the physical-hydrological properties of the high-silt containing soils,under no tillage. Samples from disturbed and undisturbed structures of 18 soils were collected from the state of Rio Grandedo Sul following the no-tillage system. Once the granulometric size, OM content, soil density, maximum soil density and relative density were determined,the results indicated a drop in the Dsmax value when silt and MO were added;however, the addition of clay and clay-plus-silt revealed no significant effect. When the silt and MO content increased the soil density decreased. The DR, however, was not affected by either the granulometric composition or OM content. A difference was observed between the DR calculated from the determined Dsmax and that estimated by the Dsmax assessed based on the clay levels.Silt content was reported to exert a different influence on the physical-water properties of the silt soils than the clayey ones.

RESUMO: A compactação é causa de degradação em solos agrícolas. Para mensuração do grau de compactação de um solo a análise da densidade do solo (DS) é insuficiente por ser variável em função da sua composição granulométrica e do seu teor de matéria orgânica do solo (MO). Porém, a densidade relativa (DR) do solo é um indicador que permite a identificação do grau de compactação e, assim, comparar solos e manejos. A DR é obtida pelo quociente entre a DS e a sua densidade máxima (Dsmáx). O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da composição granulométrica, sobre as propriedades físico-hídricas de solos sob plantio direto com elevado teor de silte. Foram coletadas amostras com estrutura preservada e não preservada de 18 solos do estado do Rio Grande do Sul, sob sistema plantio direto. Determinou-se a composição granulométrica, o teor de MO, a densidade do solo, a densidade do solo máxima e a densidade relativa. Os resultados mostraram que a Dsmáx decresceu com o acréscimo de silte e MO, enquanto argila e argila+silte não tiveram efeito significativo. A densidade do solo diminuiu com o aumento de silte e MO. A DR não foi influenciada pela composição granulométrica e teor de MO. Houve diferença entre a DR determinada a partir da Dsmáx determinada e da calculada pela Dsmáx estimada pelo teor de argila. O teor de silte afeta as propriedades físico-hídricas de solos siltosos de forma distinta do que em solos argilosos.

Restrição fotossintética de plantas de soja sob variação de disponibilidade hídrica / Photosynthetic restriction of soybean plants under variation of water availability

O objetivo do trabalho foi caracterizar o metabolismo primário, com ênfase na atividade fotossintética, de plantas de soja sob diferente disponibilidade hídrica. O experimento foi conduzido em câmara de crescimento com plantas jovens de soja cv. BMX Apolo RR, cultivadas sem restrição hídrica até o estádio de seis folhas trifolioladas expandidas e a sétima folha aberta.Foram estudados cinco níveis de disponibilidade hídrica(-0,004, -0,006, -0,026, -0,042 e -0,164MPa) com oito vasos (repetições) por tratamento. Avaliou-se a assimilação líquida de carbono (AL), condutância estomática (gs) e transpiração (E) na sexta folha de uma planta de cada vaso. Foi determinado o potencial da água na folha, fluorescência da clorofila,conteúdo de clorofila (a, b e total), rendimento quântico e caracterizado o crescimento vegetativo. Potenciais da água no solo de -0,026 MPa comprometem a assimilação líquida de carbono de plantas de soja em função da redução da condutância estomática. Os potenciais aplicados não influenciam na quantidade de pigmentos fotossintéticos e no crescimento vegetativo em situações de breve exposição ao estresse.

The aim of the research was to characterize the primary metabolism, with emphasis on photosynthetic activity, of soybean plants under different water availability conditions. The experiment was conducted in growth chamber with young plants of soybean cv. BMX Apolo RR cultivated without water restriction up to the stage of six leaves expanded and the seventh leaf unfolded. Five levels of water availability were studied (-0.004, -0.006, -0.026, -0.042 and -0.164MPa) with eight pots (replications) per treatment. It was evaluated the net carbon assimilation (AL), stomatal conductance (gs) and transpiration (E) of the sixth leaf of one plant per pot. It was determined the water potential leaf, chlorophyll fluorescence, chlorophyll content (a, b and total), quantum yield and it was characterized the vegetative growth. Soil water potential of -0.026 MPa compromises the net carbon assimilation of soybean plants due to reduction of the stomatal resistance. The potentials applied did not influence in the amount of photosynthetic pigments andin the vegetative growth in situations of short exposition to stress.

Textura do solo e a estimativa do teor de água no ponto de murcha permanente com psicrômetro / Soil texture and the estimation by Dewpoint Potential Meter of water retention at wilting point

A determinação do volume de água disponível às plantas é fundamental para o correto manejo da irrigação e definição quanto ao uso dos solos agrícolas. Os principais fatores que exercem influência na retenção e disponibilidade de água às plantas são a textura e a estrutura do solo. O objetivo deste trabalho foi quantificar a influência da textura na retenção da água, na condição de ponto de murcha permanente (PMP) das plantas (-1,5MPa), sendo utilizado um psicrômetro modelo WP4-T. Determinaram-se a textura de 100 amostras de solo e o teor de água no PMP. Os resultados indicaram que, em potenciais maiores que -1,0MPa, o psicrômetro mostrou-se pouco preciso, não se recomendando a sua utilização nessa condição. O PMP aumentou de 0,059 para 0,29g g-1, quando o teor de argila aumentou de 120 para 779g kg-1. Obteve-se um bom ajuste dos resultados do teor de água no PMP em função do teor de argila do solo, e 91 por cento da variação do teor de água no PMP puderam ser atribuídos à variação no teor de argila. Conclui-se que o psicrômetro é um equipamento que pode ser utilizado para determinar o PMP, e a equação PMP (g g-1)=0,0003*Argila (g kg-1)+0,0118 pode ser utilizada para estimar o PMP.

The determination of the available water to plants is essential to right irrigation management and definition regarding the use in agricultural soils. The main factors that exert influence on retention and availability of water to plants are texture and soil structure. The aim of this study was to quantify the influence of the texture on water retention in the condition of permanent wilting point (PWP) of plants (-1,5MPa) using a WP4-T Dewpoint Potentia Meter. The texture of 100 soil sample and soil moisture at PWP was determined. Results indicated that, in potentials higher than -1,0MPa, WP4-T seemed not very precise, therefore its use is not recommended in this condition. PWP increased from 0,059 to 0,29g g-1, while the clay content increased from 120 to 779g kg-1. It was obtained a good adjustment of the results of water content at PWP based on clay content of soil, being that 91 percent of variation in water content at PWP could be attributed to variation in clay content. It was concluded that WP4-T is an equipment that can be used to determine PWP and the equation PWP (g g-1)=0,0003 * Clay(g kg-1)+0,0118 can be used to estimate PWP.

Indicadores da qualidade física de um Latossolo Vermelho distrófico típico sob plantio direto escarificado / Physical quality indicators in Latosol under no tillage chiseled

A avaliação da qualidade física dos solos agrícolas tem assumido importância cada vez maior, principalmente em áreas sob sistema plantio direto, uma vez que nesse sistema de manejo ocorrem importantes alterações na estrutura do solo. A resistência mecânica do solo à penetração (RP), o intervalo hídrico ótimo (IHO) e a densidade relativa (DR) têm sido apresentados como opções para essa avaliação. Os objetivos deste trabalho foram avaliar e modelar a RP em função da umidade e densidade do solo e determinar o IHO em função da DR em dois sistemas de manejo. Amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas na camada de 0-5cm, em solo sob plantio direto (PD) e plantio direto escarificado (PDE) há seis meses. Em laboratório, determinou-se a RP utilizando penetrômetro eletrônico e efetuou-se um ajuste estatístico individual para cada manejo à equação de Busscher. No PDE, para uma mesma densidade e umidade do solo, a RP foi menor que no PD, e a diferença na RP foi maior entre os dois manejos quando a umidade do solo no campo foi menor. O IHO foi maior no PDE até a DR 0,9. Os resultados permitem concluir que a RP é um parâmetro sensível para determinar a qualidade estrutural do solo e que o PDE reduziu significativamente a RP e aumentou o IHO, o que proporcionará melhores condições para o desenvolvimento radicular das plantas por um período de tempo maior.

The assessment of the physical quality of agricultural soils has taken on added importance, especially in areas under no tillage, as important changes to soil structure occur as a result of this type of management. Soil resistance to penetration (RP), the least limit water range (LLWR) and relative density (RD) have been used as evaluation parameters. The aim of this study was to assess and model RP as a function of soil moisture and density and to determine the LLWR as a function of RD under two management systems. Samples of soils under no tillage (NT) and chiseled no tillage (CNT) for six months and whose structure had been preserved were collected at a depth of 0 to 5cm. In the laboratory, RP was assessed using an electronic penetrometer and each management system was statistically adjusted to Busscher's equation. In CNT soils, RP was lower for the same density and moisture, and lower than the PD, whereas the difference in RP was larger between the two management systems when soil moisture in the field was lower. The LLWR was higher under CNT up to an RD of 0.9. Results allow us to conclude that RP is a sensitive parameter for determining the physical quality of the soil and that CNT significantly reduced RP and increased the LLWR, providing favorable conditions for root growth for a longer time period.

Porosidade de aeração de um Latossolo Vermelho e rendimento de trigo em plantio direto escarificado / Air-filled porosity in Latosol and wheat grain yield under no-tillage chiseled

Proporcionar condições ótimas ao desenvolvimento das plantas deve ser um dos objetivos do manejo do solo. O sistema plantio direto é um manejo conservacionista por excelência, mas tem apresentado problemas de compactação, afetando o desenvolvimento e à produtividade das culturas. A escarificação esporádica do solo nessas áreas tem-se apresentado como uma alternativa para minimizar os efeitos negativos do aumento da sua densidade. Neste estudo, avaliou-se a densidade do solo, a porosidade total e de aeração, a densidade máxima e a relativa do solo e o rendimento de grãos de trigo num Latossolo em duas áreas: plantio direto há 6 anos (PD) e plantio direto escarificado (PDE). Durante todo o ciclo da cultura do trigo, monitorou-se o potencial de água no solo por meio de sensores eletrônicos e "datalogger". A escarificação esporádica do solo sob sistema plantio direto diminuiu (5 por cento) a densidade e a densidade relativa do solo, aumentou a porosidade total e alterou a dinâmica da água no solo, proporcionou maior volume de poros livres de água (7,6 por cento) durante todo o ciclo da cultura do trigo e aumentou significativamente o rendimento de grãos (682kg ha-1).

The soil management should be aimed at providing optimal conditions for plant growth and development. No-tillage is a quintessential conservative system; however, it has caused compaction, thus affecting crop development and yield. Sporadic soil chiseling in these areas has been used as an alternative to minimize the negative effects of an increase in bulk density. The soil bulk density, total porosity, air-filled porosity, maximum density, relative density, and wheat grain yield of an oxisol were assessed in two areas: under no-tillage for 6 years and under no tillage chiseled. Soil water potential was monitored throughout the wheat crop cycle by using electronic sensors and a datalogger. Results show that sporadic chiseling of the soil under no-tillage reduced soil density and relative density by 5 percent, increased total porosity and changed the soil water dynamics, resulting in a higher volume of water-free pores (7.6 percent) throughout the wheat crop cycle, remarkably increasing grain yield (682kg ha-1).

Determinação do volume saturante de solução desinfetante em piso de chão batido de granja avícola em função da carga microbiana (coliformes) e composição do solo / Determination of saturant volume of disinfectant solution in floor soil ground of poultry farms in function of microbian load (coliforms) and composition of the soil

O piso de chão batido é utilizado na maioria das granjas avícolas brasileiras devido ao baixo custo em relação à construção de pisos concretados. A presença de matéria orgânica na superfície do solo dificulta sua desinfecção, devido à redução da ação antimicrobiana dos desinfetantes, sendo que os testes realizados in vitro para verificar a eficácia dos desinfetantes não contemplam as condições adversas encontradas em granjas avícolas. Assim, o presente trabalho objetivou avaliar a contaminação por coliformes totais e fecais através do número mais provável (NMP) no piso de chão batido de uma granja avícola e definir o volume de solução desinfetante necessário para saturar uma determinada área conforme a composição físico-hídrica do solo. Foi detectada a presença de coliformes totais e fecais na profundidade de 0,5cm, com população média de 1100NMP g-1 e 460NMP g-1, respectivamente. O volume de solução desinfetante adequado para saturar 1m² a uma profundidade de 1cm em um piso de chão batido composto por solo argiloso, com baixa porosidade e boa compactação, foi de um litro.

The floor soil ground is used in most of the Brazilian poultry farms due to the high cost of the construction of concreted floors. The presence of organic matter on the surface of the soil hinders its disinfection, due to the reduction of the antimicrobial action of disinfectants and the tests accomplished in vitro to verify the effectiveness of the disinfectants do not contemplate the adverse conditions found at poultry farms. Thus, the present work intended to determinate the volume of disinfectant solution required to be used on m² floor and the counting of total and fecal coliforms in floor soil ground. Presence of total and faecal coliforms was detected in the depth of 0.5cm with 1100NMP g-1 e 460NMP g-1, respective. The volume of disinfectant solution defined to saturate 1m² to 1cm of depth was of one liter.

Propriedades físico-hídricas do solo sob plantio direto escarificado e rendimento da soja / Soil physico-hidrical properties under chiseled no-tillage and soybean yield

O solo sob plantio direto (PD) sofre alterações ocasionados pela mínima mobilização e pelo tráfego de máquinas. O efeito dessas alterações sobre o desenvolvimento das plantas é dependente das condições climáticas. A escarificação esporádica do solo sob PD tem se apresentado como uma alternativa para minimizar os efeitos da compactação, especificamente em períodos de deficiência hídrica. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nas propriedades físico-hídricas de solo sob PD e plantio direto escarificado (PDE) bem como o desempenho da cultura da soja implantada em semeadura direta com dois mecanismos sulcadores na semeadora. O experimento foi instalado em área com seis anos sob PD, sendo que parte da área foi escarificada. Avaliou-se o teor de matéria orgânica, a densidade do solo, a máxima densidade e a densidade relativa, a resistência mecânica do solo à penetração, os componentes de rendimento e rendimento de grãos da cultura da soja. Os resultados indicaram que a escarificação do solo sob PD não afeta o teor de matéria orgânica do solo, diminui a densidade do solo, a densidade máxima, a densidade relativa e a resistência mecânica do solo à penetração. Os componentes de rendimento de grãos da cultura da soja não foram afetados pelos manejos de solo, tampouco pelos mecanismos sulcadores da semeadora. O rendimento de grãos da soja também não foi afetado pelos manejos, mas positivamente pela utilização do sulcador tipo guilhotina em PD.

Condutividade hidráulica de um Latossolo Roxo, não saturado, sob diferentes sistemas de uso e manejo / Unsaturated soil hydraulic conductivity of un oxisol, under different use and management systems

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alteraçöes na condutividade hidráulica de um Latossolo Roxo ácrico (Typic Acrorthox) do município de Guaira, Regiäo Norte do Estado de Säo Paulo, submetido ao plantio direto sem irrigaçäo e ao plantio direto irrigado comparando com o solo de mata, condiçäo natural. Determinou-se a condutividade hidráulica do solo (K), no campo, em funçäo do conteúdo de água (teta ), pelo método do perfil instantâneo, avaliando-se a redistribuiçäo da água no perfil do solo, por meio de tensiômetros instalados de 0,1 em 0,1m até 1m de profundidade. Para determinar a funçäo K(teta ) também em laboratório, amostras de solo com estrutura preservada, de 1,15m de comprimento e 0,2m de diâmetro, foram coletadas nos três manejos. Esses monólitos de solo foram instrumentados com tensiômetros e submetidos a variados fluxos estacionários descendentes de água, para determinaçäo da funçäo, pela equaçäo de Darcy-Buckingham. Os resultados demonstraram que a estrutura do solo foi afetada pelos manejos até a profundidade de 0,4m, com maior intensidade no solo sob plantio direto irrigado, provocando reduçäo da condutividade hidráulica do solo näo saturado. O movimento da água no solo näo saturado também foi afetado pelo aumento da densidade, especificamente pela alteraçäo na distribuiçäo do diâmetro dos poros, demonstrando ainda que, com a metodologia adotada (campo e monólito) o solo, na condiçäo natural, apresenta duas fases distintas com relaçäo à conduçäo de água, uma próxima à saturaçäo e outra a partir da tensäo de 40kPa, pelo que as equaçöes de K(teta ) näo podem ser extrapoladas para fora da faixa do conteúdo de água em que elas foram obtidas

Avaliação de diferentes manejos de solo e métodos de semeadura em área sob sistema de plantio direto / Evaluation of different soil tillage systems and seeding methods under no tillage

Objetivando avaliar a resposta da cultura do milho e a densidade global de um solo submetido a diferentes manejos, em área sob sistema de plantio direto, realizou-se um experimento na área experimental da Faculdade de Agronomia de Passo Fundo, RS. Utilizou-se quatro tratamentos (plantio direto, arado de discos + grade de discos, escarificador + grade de discos e escarificador protótipo). A semeadora-adubadora foi equipada com dois tipos de sulcadores (tipo facão e disco duplo para colocação de adubo) como sub-parcela. Avaliou-se o rendimento de grãos de milho e a densidade global do solo após a colheita do milho. Observou-se que o rendimento de grãos foi afetado positivamente, para o fator sulcador facão, sendo significativa no tratamento plantio direto. Os resultados em relação à densidade do solo demonstraram maior compactação na camada superficial (0 - 5cm) no tratamento com plantio direto, não ocorrendo diferenças entre tratamentos para as outras profundidades. Concluiu-se que a utilização de sulcador tipo facão, elimina o problema de compactação, proporcionando bom desenvolvimento da cultura do milho.

Aiming to evaluate the response of corn to different soil tillage systems and seeding methods under no tillage, a field trial was conducted at the Faculdade de Agronomia da Universidade de Passo Fundo, RS, in 1993-94. Four treatments (no tillage system; disk plow + disking; chisel plow + disking and prototype chisel plow) and two seeding types (hoe type planter and offset double disk) were used. Grain yield of com and soil density were evaluated after corn harvesting. Corn yield was significantly affected by hoe type planter, mainly for the no till treatment. The soil density results showed more compaction on the surface layers on the no tillage treatment, howewer no difference among treatments was observed for deeper soil layers. It was concluded that narrow knife used on the planter eliminates soil compaction problems, proportioning better rooting of plante.