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

Agricultural machinery traffic and alterations in biopores under an orange orchard

O estudo micromorfológico permite observar detalhadamente todas as modificações causadas na estrutura e no espaço poroso do solo, impostas pelo cultivo e pelo tráfego de máquinas agrícolas. Este trabalho testou a hipótese de que a compactação causada pelo tráfego de máquinas influi, diferencialmente, na forma e na distribuição das classes de poros, os quais podem ser utilizados como indicadores da qualidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar e quantificar, por meio de estudos micromorfológicos, as modificações na porosidade oriunda da atividade biológica (bioporos) em um Latossolo Vermelho-Amarelo sob pomar de laranja submetido ao tráfego de máquinas. Amostras indeformadas foram coletadas na superfície (0-12 cm) de uma área sob pomar de laranja, abrangendo as posições: entrerodado (ER), rodado (R) e projeção da copa (PC), utilizado, como testemunha, um perfil sob mata. Os resultados mostraram que o aumento na diversidade de poros está diretamente relacionado com os processos de degradação da estrutura do solo e que o estudo da ocorrência das classes de poros mostrou-se mais eficiente na identificação da compactação do solo em estádios iniciais que os dados de densidade do solo. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACTSoil micromorphological studies enable a detailed observation of the modifications in soil pore structure and space imposed by cultivation and agricultural machinery traffic. This study tested the hypothesis that compaction caused by machinery affects the form and class distribution of pores in a distinct way and that such alterations can be used as soil quality indicators. The objectives of this study were to evaluate and quantify, through micromorphological studies, the modifications in porosity caused by biological activity (biopores) in a Red-Yellow Latosol (Oxisol) under an orange orchard subjected to machinery traffic. Undisturbed samples were collected from the surface soil layer (0-12 cm) in the following positions: in-between wheel tracks (ER), wheel tracks (R) and plant canopy projection (PC). For comparison purposes, samples were also collected from a soil profile under natural vegetation. Results showed that the increase in pore diversity is directly related to the process of soil structure degradation. The study of pore classes was more effective to identify soil compaction in its initial state than soil density data

Avaliação da liberação de NH4NO3 ocluido em zeólita 4A a partir de soluções salinas

The zeolite 4A was used to evaluate the thermo kinetics parameters of NH4+ and NO3- ions occluded in its structure. The Osawa method for activation energy calculation was used to evaluate its thermal stability, and the results shown that the ion species interact differently depending on the zeolite pores, which determines the controlled release by its structure

Treatment with tocilizumab or corticosteroids for COVID-19 patients with hyperinflammatory state: a multicentre cohort study (SAM-COVID-19)

Objectives: The objective of this study was to estimate the association between tocilizumab or corticosteroids and the risk of intubation or death in patients with coronavirus disease 19 (COVID-19) with a hyperinflammatory state according to clinical and laboratory parameters. Methods: A cohort study was performed in 60 Spanish hospitals including 778 patients with COVID-19 and clinical and laboratory data indicative of a hyperinflammatory state. Treatment was mainly with tocilizumab, an intermediate-high dose of corticosteroids (IHDC), a pulse dose of corticosteroids (PDC), combination therapy, or no treatment. Primary outcome was intubation or death; follow-up was 21 days. Propensity score-adjusted estimations using Cox regression (logistic regression if needed) were calculated. Propensity scores were used as confounders, matching variables and for the inverse probability of treatment weights (IPTWs). Results: In all, 88, 117, 78 and 151 patients treated with tocilizumab, IHDC, PDC, and combination therapy, respectively, were compared with 344 untreated patients. The primary endpoint occurred in 10 (11.4%), 27 (23.1%), 12 (15.4%), 40 (25.6%) and 69 (21.1%), respectively. The IPTW-based hazard ratios (odds ratio for combination therapy) for the primary endpoint were 0.32 (95%CI 0.22-0.47; p < 0.001) for tocilizumab, 0.82 (0.71-1.30; p 0.82) for IHDC, 0.61 (0.43-0.86; p 0.006) for PDC, and 1.17 (0.86-1.58; p 0.30) for combination therapy. Other applications of the propensity score provided similar results, but were not significant for PDC. Tocilizumab was also associated with lower hazard of death alone in IPTW analysis (0.07; 0.02-0.17; p < 0.001). Conclusions: Tocilizumab might be useful in COVID-19 patients with a hyperinflammatory state and should be prioritized for randomized trials in this situatio

Genesis and degradation of duripans in a toposequence at the coastal plateaus, Conde - BA

Os duripãs são horizontes cimentados que causam impedimento à penetração das raízes e da água. Comumente ocorrem em regiões áridas e semi-áridas, com grau variável de cimentação por sílica associada a carbonato de cálcio, podendo conter óxidos de ferro. A formação de duripãs está relacionada com áreas de depressões fechadas e vem sendo constatada nos Tabuleiros Costeiros, onde as precipitações pluviais são mais elevadas, porém, com indícios de que os agentes cimentantes apresentam composição diferente das observadas em ambiente de clima mais seco. Em função da escassez de informação sobre os duripãs de áreas mais úmidas e da importância dos solos dos Tabuleiros, desenvolveu-se este trabalho com os objetivos de caracterizar os agentes cimentantes dos duripãs, identificar processos que atuaram na gênese e os que podem agir na degradação dos horizontes cimentados nessas áreas. Para tanto, foi analisada uma toposseqüência localizada no município de Conde - BA, inserida na unidade dos Tabuleiros Costeiros, na qual são encontradas espessas camadas de duripã no topo da vertente. Foram utilizadas sete trincheiras para descrição morfológica e coleta das amostras dos horizontes. O material foi submetido a determinações químicas, físicas, mineralógicas e análises por microscopia ótica e eletrônica de varredura (MEV). Os solos foram classificados como Argissolo Acinzentado Distrófico duripânico (PACd), Argissolo Amarelo Distrófico duripânico (PAd1), Argissolo Amarelo Distrófico fragipânico (PAd2), Argissolo Amarelo Distrófico fragipânico plíntico (PAd3), Argissolo Amarelo Distrófico plíntico (PAd4), Argissolo Amarelo Distrófico plíntico (PAd5) e Plintossolo Pétrico Concrecionário Distrófico típico (FFcd). Os resultados mostram que os solos são constituídos por material bastante intemperizado, de baixa fertilidade natural, com horizontes subsuperficiais argilosos a muito argilosos. A mineralogia dos duripãs é relativamente semelhante a dos horizontes não cimentados. Embora ocorram anatásio e gibbsita em alguns horizontes, a fração argila é predominantemente caulinítica, o que favorece a formação de uma matriz densa, observada nos duripãs. Os maiores teores de silício e alumínio amorfos são encontrados nos duripãs, concluindo-se que estes compostos atuam na cimentação destas camadas. A extração por oxalato de amônio também indica uma maior participação do alumínio como agente cimentante, pois as concentrações são maiores que as de silício. No entanto, os elevados teores de ambos os constituintes nas camadas cimentadas, Al2O3 (22,96 g kg-1) e SiO2 (2,34 g kg-1), apresentam-se várias vezes superiores aos encontrados nos horizontes de baixa concentração, que são respectivamente de 1,51 g kg-1 para o alumínio e 0,13 g kg-1 para o silício. As análises revelam que os processos de acumulação de argila e de compostos químicos, tais como sílica e alumínio amorfos, estão associados à gênese dos duripãs. Com a acumulação de argila nos horizontes cimentados, observa-se uma redução dos poros interconectados e da porosidade em geral. Os compostos químicos acumulados em algumas zonas de poros das camadas cimentadas, apresentam feições de material criptocristalino, indicadas por MEV como áreas com concentrações de silício. Entretanto, zonas com desenvolvimento de uma porosidade mais interconectada e formação de microagregados sugerem a atuação de processos de degradação nesses duripãs.Duripans are cemented horizons that restrict root and water penetration into the soil. Duripans usually are located in arid and semi-arid regions, with variable degrees of cementation by silicon associated with calcium carbonate, and occasionally iron oxides. The duripans formation is associated with closed depressional areas, and it has been identified in Coastal Plateaus, where the precipitation is higher. However, there are evidences that cementing agents in these areas have different composition than those observed in drier environments. Given the importance of the Coastal Plateaus soils and the fact that little information is available about duripans in wetter environments, this work was developed with the objectives of characterizing the cementing agents of duripans, and identifying the processes related to: (i) duripan genesis and (i) the degradation of cemented horizons in these areas. To accomplish the proposed objectives, a toposequence located at Conde - BA the in Coastal Plateau unit was selected in which thick layers of duripan were identified in the top of the landscape. Seven soil profiles were used for morphologic description as well as to collect horizons samples. The material was analyzed for soil chemical, physical, and mineralogical properties, and to optic and scanning electron microscopy (SEM) analyses. The soils were classified as Ultisols in Soil Taxonomy. The results show that the soils are composed of highly weathered material, with low natural fertility, and clay to very clay texture in subsurface horizons. The mineralogy of the duripans is somewhat similar to non cemented horizons. Although anatase and gibbsite occur in some horizons, the clay fraction is mostly kaolinitic, which may induce the formation of the dense matrix observed in duripans. High silicon and amorphous aluminum contents were found in duripans and this may indicate that these composts act in the cementation of these layers. The extraction with ammonium oxalat also indicated a larger participation of the aluminum as cementing agent, since its concentrations are greater than those of silicon. However, the high contents of both elements in the cemented layers (Al2O3 = 22,96 g Kg-1; SiO2 = 2,34 g Kg-1) are several times greater than those found in lower concentration horizons (1,51 g -1 to aluminum and 0,13 g -1 to silicon). The analyses have shown that the processes of accumulation of clay and chemical composts, such as silicon and amorphous aluminum, are associated with the genesis of duripans. Clay accumulation in cemented horizons caused a reduction in interconnected pores and in total porosity. The chemical composts accumulated in some pore zones of the cemented layers shown cryptocrystalline features, identified by SEM as silicon concentration areas. However, development of zones with a more interconnected porosity and micropeds formation suggests the actuation of degradation processes in these duripans

Profundidade e atributos físicos do solo e seus impactos nas raízes de bananeiras

A bananeira pode ter sua produção prejudicada se cultivada em solos com restrições físicas. O objetivo deste trabalho foi verificar se os atributos físicos de solos rasos comprometem as raízes das plantas de bananeira. O estudo foi realizado na Chapada do Apodi (CE), onde foram comparados solos com duas profundidades efetivas: raso (profundidade aproximada de 0,57 m, mais arenoso) e profundo (profundidade aproximada de 1,16 m, mais argiloso) e seis profundidades de coleta de solo e de raízes (0-10;10-20;20-30; 30-40; 40-50 e 50-60 cm). Nas amostras de solo, foram determinados os seguintes atributos físicos: curva de retenção de água, densidade do solo, porosidade, granulometria e densidade de partículas. A resistência do solo à penetração (RP) foi avaliada no campo, utilizando-se de penetrômetro de impacto, com cinco repetições até 60 cm de profundidade. Para o estudo de raízes, as amostras foram coletadas com sonda e, por meio da análise de imagens de raízes lavadas, foram determinados: comprimento, área e volume total, e classes de diâmetro. O solo mais profundo e argiloso apresentou maior microporosidade e porosidade total, o que contribuiu para maior retenção de água. Valores de densidade do solo e de partículas foram maiores em duas camadas do solo raso, bem como a RP que atingiu o valor de 5,1 MPa. O desenvolvimento das raízes das bananeiras foi favorecido no solo profundo, no qual foram encontradas raízes mais espessas (2,2 a 6,6 mm) e mais finas (0,68 a 0,79 mm), contribuindo com a sustentação das plantas e com a absorção de água e nutrientes

Etnopedologia: uma abordagem das etnociências sobre as relações entre as sociedades e os solos Ethnopedology: an ethnosciences approach on relations between societies and soils

A avaliação do conjunto de conhecimentos gerados e transmitidos por populações humanas caracteriza-se como o campo de atuação dos estudos etnocientíficos. Esta avaliação de conhecimentos relacionados aos solos e sua associação com recursos naturais, bem como estratégias desenvolvidas para produção são os objetos de estudo da etnopedologia. A utilização de metodologias participativas que promovam a inserção direta dos envolvidos na pesquisa são premissas básicas nos trabalhos etnopedológicos. As áreas de avaliação etnopedológicas relacionam-se, dentre outros aspectos, a nomenclaturas para classificação das terras e práticas de manejo. O crescente desenvolvimento etnopedológico revela o reconhecimento da importância do solo como um recurso limitado e essencial para a vida e reforça uma visão conservacionista importante a ser considerada na construção de trabalhos na área de ciências do solo.The overall assessment of knowledge produced and transmitted by a human group is set as ethnoscience field. This evaluation of information related to soils and its relation with natural resources, as well as strategies developed to production, are the scope of study from ethnopedology. Participatory methodologies which promote the inclusion of those directly involved are basic assumptions of ethnopedology. Areas of evaluation from ethnopedology studies are related, among other aspects, to nomenclatures for soil classification and management practices. The increasing ethnopedological development reveals soil importance recognition as a limited and essential resource for life and strengthens an important conservationist view to be considered in researches of soil science