Um algoritimo simplificado, desenvolvido em Excel®, para estimativa do intervalo hídrico ótimo dos solos

ABSTRACT: The least limiting water range (LLWR) of soils has been employed as a methodological approach for evaluation of soil physical quality in different agricultural systems, including forestry, grasslands and major crops. However, the absence of a simplified methodology for the quantification of LLWR has hampered the popularization of its use among researchers and soil managers. Taking this into account this work has the objective of proposing and describing a simplified algorithm developed in Excel® software for quantification of the LLWR, including the calculation of the critical bulk density, at which the LLWR becomes zero. Despite the simplicity of the procedures and numerical techniques of optimization used, the nonlinear regression produced reliable results when compared to those found in the literature. __________________________________________________________________________________________ RESUMOO intervalo hídrico ótimo (IHO) dos solos tem sido empregado como uma metodologia para a avaliação da qualidade física do solo em diferentes sistemas agrícolas, incluindo áreas florestais, pastagens e grandes culturas. Entretanto, a inexistência de uma metodologia simplificada para a quantificação do IHO tem dificultado a popularização do uso desta técnica entre pesquisadores e técnicos. Levando isto em consideração, este trabalho tem como objetivo propor e descrever um algoritmo simplificado, desenvolvido em planilha eletrônica Excel®, para quantificação do IHO, incluindo o cálculo da densidade do solo crítica, na qual o IHO é nulo. Apesar da simplicidade dos procedimentos e técnicas numéricas de otimização utilizados, a regressão não-linear produziu resultados confiáveis quando comparados com aqueles encontrados em literatura

Concepts on "coesos" and hardsetting soils

Remarkable differences on soil consistence between dry and moist soils were incorporated to the Brazilian soil classification system identifying this behavior as "coeso" which characterizes soils that have an accentuated increment of resistance when dry and become soft when moist. This behavior has been recognized for longer time in Australia and was incorporated to the Australian soil classification system using the term hardsetting. The objective of this paper was to demonstrate the similarities between hardsetting and "coeso" soils with the understanding that this connection may help the research on "coeso" soils of Brazil.Diferenças marcantes entre os graus de consistência do solo seco e úmido foram incorporadas ao sistema brasileiro de classificação de solos por meio da utilização do termo "coeso", o qual caracteriza solos que, quando secos, apresentam um incremento acentuado de resistência à penetração, e uma sensível redução dessa resistência, quando úmidos. Esse comportamento foi observado, há muito tempo, em solos da Austrália, tendo sido originalmente incorporado ao sistema australiano de classificação como "hardsetting". O objetivo deste trabalho foi mostrar as similaridades entre solos coesos e "hardsetting", com o entendimento de que essa conexão será útil nas pesquisas com solos coesos no Brasil

Visual assessment soil quality structure methodology applied to Oxisol under different soil use and management

O aumento da demanda pela avaliação da qualidade da estrutura do solo para o adequado crescimento de plantas tem motivado pesquisadores a desenvolverem técnicas visuais de avaliação, a campo, simples e confiáveis para esse fim. No Brasil, um número reduzido de estudos foi realizado empregando métodos visuais de diagnóstico do estado estrutural de solos no campo. Esse trabalho testou a hipótese de que o método de Avaliação Visual da Qualidade da Estrutura do Solo desenvolvido por BALL et al. (2007) para solos de clima temperado pode ser aplicado na identificação de campo da qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo. Para isso, foram avaliadas amostras indeformadas coletadas de mata preservada (M), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (SPD). A avaliação da estrutura apoiou-se na aparência, na resistência e nas características das unidades estruturais de blocos de solo e foi definida por cinco escores visuais de classificação de qualidade. O método empregado permitiu distinguir a qualidade do solo de diferentes sistemas de uso e manejo a partir da avaliação da estrutura da camada estudada.The increasing demand for assessing soil structure for crop growth has motivated researchers to develop simple and reliable visual indicators to assess soil structure at the field. There are a few records in Brazil indicating the use of visual techniques for assessing soil physical quality. This paper tested the hypothesis that the Visual Soil Structure Quality Assessment methodology developed by BALL et al. (2007) is reliable for identifying the structural quality of tropical and subtropical soils under different soil management systems. Therefore, the overall objective of this paper was to visually identify the structural quality of an Oxisol under forest, crop-livestock rotation and no-till system. The structure evaluation was based on appearance, strength and characteristics of structural units from soil blocks, and was defined by five visual scores from the classification quality. The method allows distinguishing soil quality of the different soil use and management systems from the evaluation of the layer sampled

Evaluation of soil resistance to penetration underlying soil load support capacity estimate

A pressão de preconsolidação, apesar das dificuldades inerentes à sua obtenção, representa uma medida útil do estado mecânico do solo para o seu uso, manejo e planejamento de sistemas de mecanização. A estimativa da pressão de preconsolidação, a partir de propriedades do solo facilmente mensuráveis, é, portanto, uma alternativa que pode ser utilizada para contornar as dificuldades. Os objetivos deste trabalho foram: (a) quantificar a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração, em laboratório e em campo, para um Latossolo Vermelho-Amarelo, sob pomar de laranja, e (b) estabelecer a relação entre ambos os indicadores físicos. A amostragem e as avaliações foram realizadas em oito dias consecutivos, acompanhando o secamento natural do solo. Houve relação significativa, positiva e linear entre a pressão de preconsolidação e a resistência do solo à penetração, medida no laboratório e no campo. A similaridade das relações entre resistência à penetração, obtida no campo e em laboratório, e a pressão de preconsolidação permitiu afirmar que a capacidade de suporte de carga pode ser adequadamente estimada a partir da resistência de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico à penetração medida diretamente no campo. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe preconsolidation pressure, despite the difficulties inherent to its measurement, provides a useful measure of the soil mechanical state for soil management and the planning of mechanization systems. The estimation of the preconsolidation pressure, based on easily measurable soil physical properties, may be relevant to solve some difficulties. The objectives of this study were: (a) to quantify the preconsolidation pressure and soil resistance to penetration measured in the laboratory and the field for a Haplustox under orange orchard, and (b) to establish relationships between these physical indicators. Sampling and evaluations were carried out on eight consecutive days to observe the natural soil drying. There was a positive, linear, and significant relationship between the preconsolidation pressure and soil resistance to penetration measured in the laboratory as well as in the field. The similarity of the relationships among soil resistance to penetration measured in the laboratory and the field and the preconsolidation pressure allowed affirming that the load support capacity for the Haplustox may be estimated from the soil resistance to penetration measured in the field

Soil compressibility under non-irrigated and irrigated short duration grazing systems

O incremento da produtividade das pastagens tem sido associado ao comportamento à compressão dos solos. Os objetivos deste trabalho foram: quantificar as curvas de compressão e a pressão de preconsolidação em sistemas de pastejo intensivo rotacionado irrigado e não irrigado. Foram coletadas 96 amostras indeformadas de solo em quatro ciclos sucessivos de pastejo instalado com capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq.) em um Argissolo Vermelho. Após saturadas com água e equilibradas no potencial (y): -10 kPa, as amostras foram pesadas e submetidas ao ensaio de compressão uniaxial com a aplicação sucessiva e contínua de pressões de 25, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1.000, 1.300 e 1.600 kPa. Os resultados comprovaram a hipótese de que houve diferença na compressibilidade do solo sob os sistemas de pastejo rotacionado intensivo irrigado e não irrigado. A maior compactação inicial verificada no sistema de pastejo rotacionado intensivo irrigado favoreceu o deslocamento das curvas de compressão uniaxial para valores superiores de densidade do solo. A pressão de preconsolidação foi significativamente superior no quarto ciclo de pastejo no sistema de pastejo rotacionado intensivo irrigado em relação ao sistema pastejo rotacionado intensivo não irrigado. ________________________________________________________________________________ ABSTRACTIncrement in pasture productivity has been associated with the understanding of the soil behavior under compression. The objective of this research was to quantify (a) the compression curves and (b) the preconsolidation pressure of the soils under non-irrigated and irrigated short duration grazing systems. Ninety-six undisturbed soil samples were taken from the four successive pasture cycles of Tanzania grass (Panicum maximum Jacq.) in a Hapludalf. The samples were saturated in water and equilibrated at the matrix potential (y): -10 kPa and then were weighed and submitted to an uniaxial compression test, applying the following pressures: 25, 50, 100, 200, 400, 600, 800, 1,000, 1,300, and 1,600 kPa. Results support the hypothesis that there is a difference between the soil compressibility under non-irrigated and irrigated short-duration grazing systems. The higher initial compaction verified in irrigated short-duration grazing system favored the displacement of the uniaxial compression curves for higher bulk density values. The preconsolidation pressure was significantly higher in the fourth pasture cycle under irrigated than under the non-irrigated short duration grazing system

Index of soil physical quality of hardsetting soils on the brazilian coast

Muitos solos exibem o comportamento coeso, o qual caracteriza solos que, quando secos, apresentam incremento acentuado de resistência à penetração e sensível redução dessa resistência, quando úmidos, oferecendo sérias limitações à emergência e ao crescimento das plantas. Com os objetivos de avaliar o nível de degradação da estrutura em solos coesos com diferentes classes texturais e estabelecer um índice para determinar o grau de dureza dos solos que apresentam o caráter coeso, foram selecionados seis perfis de solos previamente identificados no campo e localizados em diferentes regiões do país. Testaram-se os índices: S, que determina a qualidade física do solo; e o H, que avalia o grau de dureza e o estresse efetivo sofrido pelo solo durante o secamento. Ambos os índices foram definidos por meio de funções preestabelecidas, utilizando dados da curva de retenção de água no solo. Os resultados comprovaram que o caráter coeso identificado em diferentes solos, na faixa de Tabuleiros Costeiros do Brasil, evidenciou níveis distintos de adensamento (dureza) e pode ser quantificado satisfatoriamente pelo índice H. A utilização do índice S foi adequada para avaliar as condições estruturais dos solos com caráter coeso, classificando-se como bons ou ruins para o cultivo, mas somente quando o solo estava na umidade correspondente ao ponto de inflexão. O índice H comprovou que o aumento da densidade do solo nos solos coesos é proveniente do aumento do estresse efetivo e não da textura do solo. Valores de Ds > 1,48 kg dm-3 permitem o enquadramento do solo como coeso, em razão da organização estrutural ser considerada “ruim”Many soils have a hard-setting behavior, also known as cohesive or “coesos”. In such soils, the penetration resistance increases markedly when dry and decreases considerably when moist, creating serious limitations for plant emergence and growth. To evaluate the level of structure degradation in hardsetting soils with different texture classes and to create an index for assessing soil hardness levels in hard-setting soils, six soil representative profiles were selected in the field in various regions of Brazil. The following indices were tested: S, which measures soil physical quality, and H, which analyzes the degree of hardness and the effective stress in the soil during drying. Both indices were calculated using previously described functions based on data from the water-retention curves for the soils. The hard-setting values identified in different soils of the Brazilian Coastal Tablelands have distinct compaction (hardness) levels and can be satisfactorily measured by the H index. The S index was adequate for evaluating the structural characteristics of the hard-setting soils, classifying them as suitable or poor for cultivation, but only when the moisture level of the soil was near the inflection point. The H index showed that increases in density in hard-setting soils result from increases in effective stress and not from the soil texture. Values for Bd > 1.48 kg dm-3 classify the soil as hard-setting, and the structural organization is considered “poor”.Fil: De Lima, Herdjania Veras. Universidade Federal Rural de Amazonia; BrasilFil: Da Silva, Alvaro Pires. Universidade Do Sao Paulo. Escola Sup D/agricultura Luiz de Queiroz Esalq; BrasilFil: Balarezzo Giarola, Neyde Fabíola. Universidade de São Paulo. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz; BrasilFil: Imhoff, Silvia del Carmen. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnologia del Litoral; Argentin

Visual soil structure quality assessment on Oxisols under no-tillage system

Métodos para avaliação da qualidade da estrutura do solo baseados em avaliações de campo são úteis para estabelecer estratégias de manejo do solo, com a vantagem de exigirem a utilização de poucos equipamentos e a possibilidade de interpretações imediatas. Recentemente foi desenvolvido um novo método com este objetivo para solos de clima temperado, denominado Avaliação Visual da Estrutura do Solo (Ball et al., 2007). Testou-se a hipótese que é possível aplicar e avançar na interpretação dos resultados obtidos por meio da Avaliação Visual da Estrutura do Solo em Latossolos cultivados. Para tanto avaliou-se o potencial de utilização da metodologia desenvolvida por Ball et al. (2007) em dois Latossolos sob plantio direto de longa duração no Estado do Paraná, Brasil, bem como em um solo sob floresta nativa, utilizado como referência de qualidade estrutural do solo. A hipótese foi confirmada, uma vez que a aplicação e o avanço proposto, em termos de qualidade estrutural para as diferentes camadas do solo permitiram uma avaliação da qualidade física mais prática e detalhada, além de útil como suporte para selecionar técnicas apropriadas de manejo mecânico e biológico com o intuito de alcançar a qualidade física do solo adequada para o desenvolvimento das culturas. Os escores visuais de qualidade da estrutura do solo propostos por Ball et al. (2007) podem ser aplicados a Latossolos brasileiros cultivados sob sistema plantio direto.Methods for evaluation the soil structure quality based on field evaluations are useful to determine strategies for soil management, with the advantage of requirement the use of little equipment and the possibility of immediate interpretation. A new methodology was recently developed to temperate soils for this purpose, called Visual Soil Structure Assessment (Ball et al., 2007). It was tested the hypothesis that it is possible to apply and advance in the interpretation of the results from use of Visual Soils Structure Assessment in cultivated Oxisols. Therefore the goal of this study was to apply, evaluate and enhance the potential of the methodology developed by Ball et al. (2007) in two Oxisols under long-term, no-till in Parana State, Brazil, as well as in a soil under native forest, used as reference of soil structural quality. The proposed implementation and progress in terms of structural quality for the distinct layers provided an assessment of soil physical quality more practical and detailed. This is useful to support the selection of appropriate techniques for mechanical and biological management systems in order to achieve the physical quality of soil suitable for crop development. Visual scores of soil structure quality proposed by Ball et al. (2007) can be applied to Brazilian Oxisols cultivated under no-tillage system

Avaliação visual da qualidade da estrutura do solo em Latossolos sob sistema plantio direto

Methods for evaluation the soil structure quality based on field evaluations are useful to determine strategies for soil management, with the advantage of requirement the use of little equipment and the possibility of immediate interpretation. A new methodology was recently developed to temperate soils for this purpose, called Visual Soil Structure Assessment (Ball et al., 2007). It was tested the hypothesis that it is possible to apply and advance in the interpretation of the results from use of Visual Soils Structure Assessment in cultivated Oxisols. Therefore the goal of this study was to apply, evaluate and enhance the potential of the methodology developed by Ball et al. (2007) in two Oxisols under long-term, no-till in Parana State, Brazil, as well as in a soil under native forest, used as reference of soil structural quality. The proposed implementation and progress in terms of structural quality for the distinct layers provided an assessment of soil physical quality more practical and detailed. This is useful to support the selection of appropriate techniques for mechanical and biological management systems in order to achieve the physical quality of soil suitable for crop development. Visual scores of soil structure quality proposed by Ball et al. (2007) can be applied to Brazilian Oxisols cultivated under no-tillage system.Métodos para avaliação da qualidade da estrutura do solo baseados em avaliações de campo são úteis para estabelecer estratégias de manejo do solo, com a vantagem de exigirem a utilização de poucos equipamentos e a possibilidade de interpretações imediatas. Recentemente foi desenvolvido um novo método com este objetivo para solos de clima temperado, denominado Avaliação Visual da Estrutura do Solo (Ball et al., 2007). Testou-se a hipótese que é possível aplicar e avançar na interpretação dos resultados obtidos por meio da Avaliação Visual da Estrutura do Solo em Latossolos cultivados. Para tanto avaliou-se o potencial de utilização da metodologia desenvolvida por Ball et al. (2007) em dois Latossolos sob plantio direto de longa duração no Estado do Paraná, Brasil, bem como em um solo sob floresta nativa, utilizado como referência de qualidade estrutural do solo. A hipótese foi confirmada, uma vez que a aplicação e o avanço proposto, em termos de qualidade estrutural para as diferentes camadas do solo permitiram uma avaliação da qualidade física mais prática e detalhada, além de útil como suporte para selecionar técnicas apropriadas de manejo mecânico e biológico com o intuito de alcançar a qualidade física do solo adequada para o desenvolvimento das culturas. Os escores visuais de qualidade da estrutura do solo propostos por Ball et al. (2007) podem ser aplicados a Latossolos brasileiros cultivados sob sistema plantio direto

Least limiting water range in the evaluation of continuous and short-duration grazing systems

A qualidade física do solo sob sistemas de pastejo contínuo e rotacionado foi avaliada pelo Intervalo Hídrico Ótimo (IHO). A amostragem foi realizada na área experimental da Embrapa Gado de Corte. Foi estudado um Latossolo Vermelho distrófico. Foram avaliados quatro piquetes, sendo dois no sistema de pastejo contínuo e dois no sistema de pastejo rotacionado. No sistema de pastejo contínuo, implementado com a espécie Brachiaria decumbens cv. Basilisk, foram retiradas 30 amostras por piquete, não tendo um dos piquetes recebido adubação de manutenção (Cs), enquanto o outro havia recebido adubação bianual de manutenção (Cc). No sistema de pastejo rotacionado, implementado com a espécie Panicum maximum cv. Tanzânia, foram retiradas 30 amostras por piquete; em um dos piquetes, o resíduo pós-pastejo era mantido entre 2,0 e 2,5 t ha-1 de matéria seca total (MST) (R1), enquanto no outro era mantido entre 3,0 e 3,5 t ha-1 MST (R2). As amostras foram submetidas a um gradiente de tensão de água e, posteriormente, utilizadas nas determinações da densidade do solo (Ds), resistência do solo à penetração (RP), umidade volumétrica (qv) e do IHO. O sistema de pastejo rotacionado apresentou piores condições físicas do solo para o crescimento vegetal, avaliadas pelo critério do IHO. Os maiores valores de Ds e menor IHO foram observados no R1, o que foi atribuído às taxas de lotação mais elevadas aplicadas neste piquete. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACTSoil physical quality in continuous and short-duration rotational cattle grazing systems was evaluated using the Least Limiting Water Range (LLWR) approach. Soil samples were collected on an experimental site at the Embrapa – Beef Cattle Research Center (Campo Grande, MS, Brazil). The studied soil was a Typic Acrudox. Four sampling sites were selected: two under a short-duration continuous grazing system and two under intensive short-duration rotational grazing system. Thirty soil cores were collected in each site under the continuous grazing system, planted with Brachiaria decumbens cv. Basilisk grass. One of the continuous grazing sites had received biannual fertilization (Cc) while the other had not been fertilized (Cs). Thirty soil cores were also collected in each site under the intensive rotational grazing system, planted with Panicum maximum cv. Tanzania grass. In the intensive rotational grazing system the two sites differed in relation to the post-graze residue level left. In one site (R1) it varied from 2.0 to 2.5 t total dry matter (TDM) ha-1 and in the other R2 it varied from 3.0 to 3.5 t TDM ha-1. The cores were subjected to a soil water suction gradient, and then used for soil bulk density (Db), soil resistance to penetration (SR), volumetric water content (qv), and LLWR determinations. The intensive short-duration rotational grazing system presented the worse physical soil conditions for plant growth, as evaluated by the LLWR. The highest Db and the lowest LLWR were found in R1, which could be a consequence of the heavier stocking rates used on this site

Crystallography and mineralogy of the clay fraction of hardsetting horizons in soils of coastal tablelands in Brazil

A coesão de horizontes de solos do Brasil vem sendo associada, principalmente, a fatores físicos e químicos inter-relacionados, mas a influência das propriedades mineralógicas e cristalográficas dos minerais da fração argila também foi aventada por alguns pesquisadores. Neste trabalho, testou-se a hipótese de que a fração argila de horizontes coesos de solos do Sedimento Barreiras da faixa dos Tabuleiros Costeiros é dominantemente caulinítica e apresenta elevado grau de cristalinidade e ordenamento, o que pode favorecer o ajuste face a face dos cristais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as características mineralógicas e cristalográficas dos minerais da fração argila de horizontes coesos provenientes de solos de sedimentos do Grupo Barreiras e uma possível contribuição para a ocorrência do caráter coeso. Para isso, foram analisados cinco horizontes coesos e um não-coeso de solos distribuídos ao longo da faixa dos Tabuleiros Costeiros. Também foi incluída, como referência, uma caulinita com elevado grau de cristalinidade. Todos os perfis foram analisados para classificação taxonômica e localização dos horizontes de interesse. Nas amostras dos horizontes selecionados, foram removidos a matéria orgânica e os óxidos. Após a dispersão de partículas, a fração argila foi individualizada, tratada e analisada por difração de raios X (DRX) para determinar os minerais e o grau de ordem/desordem estrutural, segundo o Método Especialista de Plançon & Zacharie (1990). Todos os horizontes coesos apresentaram caulinitas com grau de ordenamento estrutural similar ao do horizonte não-coeso e inferior à caulinita de referência, o que não permitiu associar o empacotamento da fração argila com a manifestação do caráter coeso nos horizontes estudados, a partir das avalioações obtidas pelo método utilizado.The cohesion of hardsetting horizons of Brazilian soils has been mainly associated to inter-related physical and chemical factors, but an influence of mineralogical and crystallographic properties of clay minerals was also suggested by some researchers. In this study we tested the possibility that clay fraction of hardsetting horizons of soils from the Barreiras sediments of Coastal Tablelands are predominantly kaolinitic and highly crystalline and organized, which can favor a face-to-face arrangement of the crystals. The purpose of this study was to evaluate the crystallographic and mineralogical characteristics of clay minerals in hardsetting soil horizons from the sediment group Barreiras and their contribution to the hardsetting character. One non-hardsetting and five hardsetting horizons were studied along the coastal tableland. A kaolinite sample with high crystallinity degree was also included as reference. All profiles were analyzed for taxonomic classification and location of the horizons of interest. Organic matter and oxides were removed from the samples of the selected horizons. After soil dispersion, the clay fraction was individualized, treated and examined by X-ray diffraction (XRD) to determine the minerals and structure degree of order/disorder, according to the method described by Plançon & Zacarie (1990). The degree of structural organization of the kaolinites of the hardsetting and non-hardsetting horizons was similar to and lower than the kaolinite used as reference. Results indicated that the hardsetting behavior of the studied soils could not be explained by clay packaging